БЫТОВОЙ ПРИБОР, В ЧАСТНОСТИ, СУШИЛЬНАЯ МАШИНА ДЛЯ БЕЛЬЯ С НАКОПИТЕЛЕМ СКРЫТОЙ ТЕПЛОТЫ И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТАКОГО ПРИБОРА Российский патент 2016 года по МПК D06F58/26 

Область техники

Изобретение относится к бытовому прибору, в частности к сушильной машине для белья, включающему в себя рабочую камеру и по меньшей мере один накопитель скрытой теплоты, который содержит относящуюся к нему аккумулирующую среду, причем аккумулирующая среда посредством соответствующего ей теплообменника термически соединена с рабочей средой, циркулирующей через рабочую камеру, причем рабочая среда попадает из рабочей камеры сначала к теплоотводу, оттуда в теплообменник, из него к источнику тепла и оттуда назад в рабочую камеру, и причем аккумулирующая среда вместе с соответствующим ей жидким носителем образует смесь веществ, которая для теплообмена с рабочей средой проводится по соответствующему закрытому циркуляционному контуру через относящийся к ней теплообменник. Изобретение, кроме того, относится к способу эксплуатации такого бытового прибора.

Уровень техники

Сушильная машина для белья, как правило, располагает рабочей камерой, которая выполнена с возможностью ее наполнения бельем, предназначенным для сушки, через расположенное на передней стороне отверстие для загрузки белья в корпусе сушильной машины. Кроме того, при этом предусмотрен трубопровод технологического воздуха, который предназначен для подвода нагретого воздуха в рабочую камеру и для последующего отведения этого воздуха из рабочей камеры. В случае так называемой сушильной машины конденсационного типа этот воздух, проходящий через рабочую камеру, в процессе эксплуатации конденсационной сушильной машины проводят по закрытому циркуляционному контуру, в котором он после выхода из рабочей камеры охлаждается в теплоотводе, чтобы в процессе конденсации конденсировать имеющуюся в нем влагу и отводить ее, а перед входом в рабочую камеру нагревают посредством источника тепла. Затем он в рабочей камере воспринимает влагу из белья и после этого из рабочей камеры через теплоотвод возвращается к источнику тепла. Потом в теплоотводе влага, полученная воздухом из белья, снова отделяется от него, так что нагретый источником тепла технологический воздух при его повторном подведении к рабочей камере снова в состоянии воспринимать влагу из белья. Теплоотвод может представлять собой воздухо-воздушный теплообменник, обтекаемый воздухом из окружающей среды сушильной машины. Источник тепла может представлять собой химический или электрический нагреватель. Возможны также теплоотвод и источник тепла, относящиеся к тепловому насосу, в котором тепло, воспринимаемое из технологического воздуха теплоотводом, транспортируют к источнику тепла, чтобы там снова отдавать его в технологический воздух.

Другой, также известный тип исполнения сушильной машины для белья представляет собой исполнение в виде так называемой сушильной машины на основе отходящего воздуха, в котором предварительно нагретый технологический воздух после его проведения через рабочую камеру сушильной машины вместе с воспринятой им влагой выводится из сушильной машин, как правило, через шланг отходящего воздуха. Таким образом, при этом нагретый технологический воздух один раз проводят сквозь влажное белье в рабочей камере и после этого выпускают, то есть в процессе эксплуатации сушильной машины для белья он не проходит по замкнутому циркуляционному контуру.

Кроме того, возможно выполнение как конденсационных сушильных машин, так и сушильных машин, основанных на выбросе отходящего воздуха, в виде так называемой сушильной машины с тепловым насосом, особенность которой, как изложено выше, заключается в наличии предусмотренного в ней теплового насоса, посредством которого осуществляется, по меньшей мере частично, нагревание технологического воздуха.

Возможно также оснащение сушильной машины для белья накопителем скрытой теплоты. В нем часть теплоты технологического воздуха, выведенного из рабочей камеры, аккумулируется в виде скрытой теплоты в аккумулирующей среде накопителя скрытой теплоты, так что теплота, содержащаяся в отводимом технологическом воздухе, по меньшей мере частично сохраняется, и имеется возможность позднее повторно использовать ее, например, для нагревания технологического воздуха перед его вхождением в рабочую камеру. Такой накопитель скрытой теплоты позволяет сократить потребление энергии сушильной машиной для белья.

Согласно патентному документу DE 102009049066 А1 в бытовом приборе, используемом в качестве сушильной машины, в частности сушильной машины для белья, предусмотрен накопитель скрытой теплоты, состоящий из двух частей. Перед началом процесса сушки между обеими частями накопителя скрытой теплоты посредством элемента Пельтье создают разность температур. В последующем процессе сушки холодная часть накопителя скрытой теплоты служит в качестве теплоотвода для технологического воздуха, направляемого на увлажнение, а теплая часть - в качестве источника тепла для нагревания технологического воздуха, лишенного влаги, причем он протекает вокруг подвергаемых сушке предметов в закрытом циркуляционном контуре.

Из патентного документа DE 102009046547 А1 следует бытовой прибор, выполненный в виде сушильной машины, который имеет рабочую камеру для приема в нее предметов белья, подвергаемых сушке. Кроме того, в этой конденсационной сушильной машине имеется трубопровод технологического воздуха, сквозь который рабочая среда в виде технологического воздуха посредством вентилятора проводится через нагреватель и проходит внутрь сушильной машины, где нагретый воздух воспринимает влагу из находящегося там белья. После этого технологический воздух проводится сквозь сито для ворса к теплообменнику, в котором технологический воздух охлаждается и в соответствии с этим воспринятая воздухом влага конденсируется. Затем в дальнейшем технологический воздух снова всасывается вентилятором и подается к нагревателю, чтобы после повторного нагревания снова проводится внутрь рабочей камеры. При этом теплообменник выполнен как воздухо-воздушный теплообменник, в котором происходит теплообмен технологического воздуха с уже проведенным через теплообменник холодным воздухом. Затем нагретый при этом холодный воздух проводится через накопитель скрытой теплоты, где он охлаждается, передавая тепловую энергию аккумулирующей среде накопителя скрытой теплоты и после этого выводится из сушильной машины для белья. При этом под аккумулирующей средой накопителя скрытой теплоты подразумевается материал PCM (Phase Change Material, т.е. материал с обратимыми фазами), который дает возможность аккумулировать тепловую энергию в процессе перехода из твердой фазы в жидкую.

Термическая энергия, воспринимаемая накопителем скрытой теплоты в этом процессе связывания теплоты в качестве скрытой теплоты, при полном заполнении накопителя скрытой теплоты используется для нагревания технологического воздуха в рамках процесса регенерации тепла путем отключения нагревателя и последующего нагревания технологического воздуха посредством передачи тепла от накопителя скрытой теплоты к рабочей камере, или технологический воздух подогревается накопителем скрытой теплоты, прежде чем он попадает в нагреватель и там нагревается до требуемой температуры. При этом материал РСМ проходит через переход от жидкой к твердой фазе, причем после полной разгрузки накопителя скрытой теплоты вновь запускается процесс связывания теплоты вплоть до следующей возможности разгрузки.

Раскрытие изобретения

Исходя из описанного выше уровня техники, задача данного изобретения - предоставить усовершенствованный бытовой прибор, в котором предусмотрен по меньшей мере один накопитель скрытой теплоты с высокой эффективностью и постоянной динамикой. Также должен быть указан способ эксплуатации такого бытового прибора.

Эта задача решена посредством устройства согласно ограничительной части соответствующего независимого пункта, в совокупности с характеризующими устройство признаками. В отношении способа, задача изобретения решена признаками соответствующего независимого пункта. Последующие зависимые пункты определяют варианты предпочтительного развития изобретения, при этом предпочтительные варианты изобретения в отношении устройства соответствуют предпочтительным вариантам способа и наоборот, даже если это специально не указано.

Согласно изобретению бытовой прибор, в частности, сушильная машина для белья, включает в себя рабочую камеру и по меньшей мере один накопитель скрытой теплоты, имеющий аккумулирующую среду, причем аккумулирующая среда посредством соответствующего ей теплообменника термически соединена с циркулирующей через рабочую камеру рабочей средой, причем рабочая среда попадает из рабочей камеры сначала к теплоотводу, оттуда в теплообменник, из него к источнику тепла и оттуда назад в рабочую камеру, и причем каждая аккумулирующая среда вместе с жидким носителем образует смесь веществ, которая для теплообмена с рабочей средой проходит по соответствующему закрытому циркуляционному контуру через относящийся к ней теплообменник. Далее смесь веществ циркулирует в соответствующем ей закрытом циркуляционном контуре между соответствующим теплообменником и по меньшей мере одним сборным резервуаром, причем обеспечена возможность послойного наполнения каждого сборного резервуара смесью веществ, проведенной через соответствующий теплообменник.

При этом согласно изобретению под аккумулирующей средой подразумевается материал РСМ (материал с обратимыми фазами), который накапливает или отдает термическую энергию, используя теплосодержание обратимых термодинамических изменений состояния. Таким образом, накопительная способность при этом базируется на разнице теплосодержания при фазовом превращении материала РСМ из низкотемпературной фазы (например, твердой) в высокотемпературную фазу (например, жидкую), причем это фазовое превращение происходит при постоянной температуре или в узком температурном диапазоне. В частности, применяется такой материал типа РСМ, при котором совершается фазовый переход между твердым и жидким состоянием, предпочтительно на базе солей, гидратов солей или парафинов. Помимо этого, однако, также представляется принципиально возможным использование аккумулирующих сред, для которых совершаются фазовые переходы между твердым и газообразным, жидким и газообразным, аморфным и кристаллическим состояниями и т.д. Тогда в рамках процесса подвода теплоты термическая энергия аккумулируется в то время, когда она используется для осуществления смены фаз материала РСМ, в случае фазового перехода между твердым и жидким состояниями - для расплавления. В дальнейшем имеется возможность снова разблокировать эту аккумулированную термическую энергию в рамках процесса регенерации тепла, когда фазовый переход материала РСМ осуществляется в противоположном направлении. При применении материала РСМ с переходом между твердым и жидким состояниями этот материал РСМ в процессе регенерации тепла переводится из жидкого состояния в твердую фазу и, соответственно, при этом высвобождается термическая энергия в форме теплосодержания затвердевания материала РСМ.

Изобретение включает в себя также техническое решение, заключающееся в том, что аккумулирующая среда образует смесь с жидким носителем, которая предоставляет возможность проводить ее в закрытом циркуляционном контуре через относящийся к ней теплообменник для теплообмена с рабочей средой. Таким образом, аккумулирующая среда включается в теплообмен с рабочей средой бытового прибора путем проведения смеси, образованной аккумулирующей средой и жидким носителем, по закрытому циркуляционному контуру через соответствующий теплообменник. Посредством такого варианта исполнения возможно осуществление теплообмена между аккумулирующей средой и рабочей средой бытового прибора непосредственно в области соответствующего теплообменника, так что благодаря этому непосредственному теплообмену повышается эффективность накопителя скрытой теплоты. Вследствие того, что накопитель скрытой теплоты в принципе образован смесью из аккумулирующей среды и жидкого носителя, проходящей в закрытом циркуляционном контуре, имеется возможность осуществлять фазовый переход аккумулирующей среды непосредственно в теплообменнике, так что на аккумулирующую среду переносится также большая часть термической энергии проводимой мимо нее рабочей среды. К тому же имеется возможность непосредственно влиять на нагрузку накопителя скрытой теплоты путем настройки скорости потока смеси, проходящей через соответствующий теплообменник. Кроме того, постоянная сменяемость проводимой через теплообменник смеси, всегда имеющей одинаковую температуру, приводит к равномерному уровню разности температур в соответствующем теплообменнике.

Наконец, накопитель скрытой теплоты, образованный смесью веществ, дает возможность оптимальным образом приспосабливать его размещение к соответствующим условиям монтажного пространства бытового прибора, так как необходимо только привести теплообменник в контакт с рабочей средой, отводимой из рабочей камеры, в то время как остальную часть закрытого циркуляционного контура можно размещать свободно, основываясь на этом.

„Послойное заполнение" применительно к изобретению означает, что подведенная к накопительному резервуару новая смесь веществ не смешивается в существенной степени с уже находящейся там аккумулирующей средой, а остается отделенной от нее. При эксплуатации бытового прибора согласно изобретению аккумулирующая среда проходит через фазовый переход, когда ее выводят из накопительного резервуара и проводят через теплообменник. Поэтому послойное заполнение обеспечивает отделенное друг от друга положение в накопительном резервуаре тех объемов смеси веществ, в который аккумулирующая среда существует в различных фазах. Таким образом удается во время первой половины процесса сушки, протекающего в бытовом приборе, по существу полностью перевести аккумулирующую среду из твердой в жидкую фазу, а во время последующей второй половины - из жидкой в твердую фазу. При этом накопительная способность аккумулирующей среды используется наилучшим образом.

В рамках изобретения рассматривается бытовой прибор, в частности сушильная машина для белья, в котором помещенное в рабочую камеру белье, подвергаемое сушке, осушает рабочая среда в форме технологического воздуха. При этом возможно выполнение такой сушильной машины для белья в виде сушильной машины на основе отводимого воздуха, в которой технологический воздух, вышедший из рабочей камеры, проводят через теплообменник накопителя скрытой теплоты и затем выводят из сушильной машины для белья наружу. Однако при этом с таким же успехом можно говорить о сушильной машине конденсационного типа, в которой выведенный из рабочей камеры технологический воздух проводят через соответствующий теплообменник по меньшей мере одного накопителя скрытой теплоты, а затем нагревают посредством нагревательного устройства и снова отводят в рабочую камеру. При этом оба вышеупомянутых варианта могут быть выполнены как сушильная машина на основе теплового насоса, в которой нагревание технологического воздуха, приводимого в рабочую камеру, по меньшей мере частично осуществляется тепловым насосом.

Помимо этого, однако, под бытовым прибором согласно изобретению может подразумеваться и стиральная машина или посудомоечная машина. Тогда в случае варианта осуществления в виде стиральной машины в качестве рабочей среды применяется вода, которая используется в рабочей камере, представляющей собой бак для моющего раствора, предназначенного для стирки белья, причем вода в этом случае при ее откачке из бака для стирального раствора проводится через соответствующий теплообменник по меньшей мере одного накопителя скрытой теплоты. В случае варианта осуществления в виде посудомоечной машины рабочая среда, представляющей собой воду, при ее откачке из внутреннего объема также проводится через соответствующий теплообменник. Кроме того, под бытовым прибором может подразумеваться также комбинация из стиральной машины и сушильной машины для белья в форме стиральной машины с функцией сушки.

Кроме того, при варианте осуществления бытового прибора согласно изобретению в виде конденсационной сушильной машины дальнейшее преимущество состоит в том, что в соответствующем теплообменнике по меньшей мере одного накопителя скрытой теплоты наряду с процессом связывания теплоты, то есть передачи термической энергии аккумулирующей среде, возможна также непосредственная передача термической энергии протекающему технологическому воздуху в процессе регенерации тепла. Таким образом, в первом случае теплота проводимого технологического воздуха передается смеси веществ, в то время как в противном случае происходит передача теплоты от смеси к протекающему технологическому воздуху. При этом в рамках процесса связывания теплоты вода из проводимого технологического воздуха конденсируется, так что теплообменник по меньшей мере одного накопителя скрытой теплоты действует, помимо прочего, в качестве конденсатора.

Особенно предпочтительно использование при этом такой смеси веществ с аккумулирующей средой, рабочая температура которой находится в промежутке от 60 до 80°С, в частности с узкими диапазонами температур при теплоотдаче в фазе затвердевания аккумулирующей среды и малого гистерезиса относительно температуры плавления. Этот температурный промежуток лежит в области рабочей температуры проводимого у теплообменника воздуха, так что теплообмен в процессе связывания теплоты приводит к смене фаз аккумулирующей среды, до этого находившейся в более низкой температурной фазе, и к конденсации воды, в то время как в рамках процесса регенерации тепла и смены фаз аккумулирующей среды в противоположном направлении достигается достаточное нагревание проводимого воздуха.

В соответствии с выбором рабочей температуры должны эксплуатироваться теплоотвод и источник тепла. Сначала может быть желательным подведение к теплообменнику технологического воздуха, имеющего как можно более высокую температуру, и при этом может оказаться выгодным сократить отбор теплоты из технологического воздуха в теплоотводе или вовсе препятствовать ему. Если накопитель скрытой теплоты нагружен полностью, то возможна работа теплоотвода при максимальной производительности и отбор теплоты от технологического воздуха, так что он может снова нагреваться при прохождении через теплообменник. При этом отдача теплоты источником тепла может быть сокращена или прекращена, чтобы нагревание технологического воздуха происходило более или менее только за счет теплообменника. Такое сокращение функции источника тепла возможно тем в большей степени, чем выше рабочая температура накопителя скрытой теплоты; также этим объясняется вышеуказанное предпочтение довольно высокой рабочей температуры накопителя скрытой теплоты между 60°C и 80°C.

Впрочем, в связи с этим также представляется возможным наличие предусмотренных нескольких отделенных друг от друга теплообменников с соответствующими им отдельными накопителями скрытой теплоты; по таким теплообменникам технологический воздух протекает последовательно, и они осуществляют в различные моменты смену функций между охлаждением и нагреванием технологического воздуха.

В бытовом приборе согласно патентному документу DE 102009046547 А1, в отличие от этого решения, термическая связь воздуха, протекающего через теплообменник, с аккумулирующей средой накопителя скрытой теплоты происходит посредством охлаждающего воздуха, который посредством теплообменника осуществляет теплообмен с технологическим воздухом и затем посредством накопителя скрытой теплоты отдает воспринятую им теплоту в аккумулирующую среду. Передача теплоты от технологического воздуха к аккумулирующей среде накопителя скрытой теплоты происходит косвенно, вследствие чего эффективность соответственно снижена. Кроме того, накопитель скрытой теплоты должен быть расположен непосредственно у рабочей камеры конденсационной сушильной машины, чтобы в этой области при полностью нагруженном накопителе скрытой теплоты отдавать теплоту в рабочую камеру и тем самым, опять-таки опосредованно, проходящему через нее воздуху. В результате процесс регенерации тепла также связан с потерями, так как проникающий в рабочую камеру воздух нагревается не непосредственно, а только уже нагретой рабочей камерой. Таким образом, входящий, холодный воздух может в начале воспринимать только незначительное количество влаги, что замедляет эффект сушки. Наконец, приходится предусматривать соответствующее место для помещения накопителя скрытой теплоты в области рабочей камеры, что в этой области затруднительно из-за тесных условий монтажного пространства.

Согласно изобретению в области теплообменника, соответствующего по меньшей мере одному накопителю скрытой теплоты, должны предусматриваться - в частности, соответствующими конструктивными мерами - высокие скорости перекачивания и высокая турбулентность, чтобы улучшать теплопередачу между смесью веществ и проводимой рабочей средой. Кроме того, к теплообменнику, соответствующему по меньшей мере одному накопителю скрытой теплоты, предпочтительно присоединен дальнейший теплообменник, который соответствует дальнейшему накопителю скрытой теплоты. При этом дальнейший накопитель скрытой теплоты тогда также содержит аккумулирующую среду в форме материала РСМ, причем термическая связь этого дальнейшего накопителя скрытой теплоты с рабочей средой осуществляется посредством холодного воздуха, который проведен через теплообменник дальнейшего накопителя скрытой теплоты и проходит сквозь накопитель скрытой теплоты. Однако возможно также оснащение смесью, образованной из аккумулирующей среды и жидкого носителя, и для дальнейшего накопителя скрытой теплоты.

В рамках изобретения - не только предусматриваемый накопитель скрытой теплоты, который должен устанавливаться неподвижно и не может или не должен изыматься при обычном использовании бытового прибора. Изобретением предусматривается также накопитель скрытой теплоты, который не жестко встроен в бытовой прибор, а выполнен с возможностью его изъятия обычным пользователем бытового прибора, с целью получения теплоты или отдачи теплоты в другом бытовом приборе или для другого использования. Согласно изобретению возможно также наличие в бытовом приборе выводов, при помощи которых другой бытовой прибор или другие элементы, используемые для соответствующих целей, получали бы возможность доступа к накопителю скрытой теплоты или к его содержимому.

В соответствии с предпочтительным вариантом исполнения изобретения смесь веществ выполнена путем создания суспензии из микрокапсулированного или полимеризованного материала РСМ в жидком носителе или путем эмульгирования материала РСМ, снабженного добавками, в жидкий носитель. Таким образом, в обоих первых случаях образуется суспензия из жидкого носителя и внесенного в него материала РСМ, в то время как в последнем случае смесь веществ реализуется в форме эмульсии. При этом во всех случаях реализуема возможность соответственно выраженной смены фаз материала РСМ в жидком носителе, без выделения из жидкого носителя соответственно внесенного в него материала РСМ.

Особенно предпочтительно образование смеси веществ в виде геля, то есть вязкой, пастообразной композиции. В такой форме возможна транспортировка смеси при помощи соответствующего насоса, однако, обеспечивается невозможность отделения друг от друга жидкого носителя и аккумулирующей среды путем седиментации аккумулирующей среды. Также достигается то, что повторное введение смеси веществ в накопительный резервуар не приводит к смешиванию введенной аккумулирующей среды с уже имеющейся.

В варианте усовершенствования изобретения смесь веществ циркулирует в закрытом циркуляционном контуре между соответствующим теплообменником и по меньшей мере одним сборным резервуаром. При этом, в частности, этот по меньшей мере один сборный резервуар термически изолирован, так что смесь, уже проведенная через теплообменник и возвращенная в сборный резервуар, не отдает термическую энергию, воспринятую уже в области сборного резервуара.

Согласно изобретению сборный резервуар заново заполняется смесью, проведенной через соответствующий теплообменник, послойно. В результате такого послойного заполнения накопитель скрытой теплоты всегда загружается полностью, а также снова разгружается полностью, так как благодаря послойному повторному заполнению предотвращается перемешивание смеси, уже проведенной через теплообменник, со смесью, которая еще не проводились для теплообмена в эту область.

Согласно первой альтернативной предпочтительной форме, относящейся к такому варианту, сборный резервуар при этом имеет верхний конец и нижний конец относительно направления силы тяжести и приспособлен для отведения смеси веществ на нижнем конце и для подвода смеси на верхнем конце.

При этом согласно второй альтернативной предпочтительной форме, относящейся к такому варианту, сборный резервуар имеет передвижную внутреннюю стенку, которая отделяет смесь, уже проведенную через теплообменник, от смеси, еще не подведенной к этому месту.

Согласно третьей альтернативной предпочтительной форме, относящейся к тому же варианту, предусмотрены первый и второй сборные резервуары, причем первый сборный резервуар включен перед соответствующим ему теплообменником в направлении подачи смеси, а второй сборный резервуар подключен к соответствующему теплообменнику после него в этом направлении. Кроме того, второй сборный резервуар выполнен с возможностью его опорожнения в первый сборный резервуар. Это также позволяет отделять смесь, уже проведенную через соответствующий теплообменник, от смеси, которую еще предстоит транспортировать через теплообменник для теплообмена с рабочей средой. Поскольку смесь, изъятую из первого сборного резервуара, после ее прохождения через теплообменник транспортируют во второй сборный резервуар и таким образом отделяют от части смеси, еще находящейся в первом сборном резервуаре. Возвращение смеси сюда возможно только путем опорожнения второго сборного резервуара в первый сборный резервуар и ее последующее предоставление для нового подвода к теплообменнику. Это опорожнение может производиться, например тогда, когда первый сборный резервуар полностью или почти полностью опорожнен и, в соответствии с этим, почти вся смесь уже проведена через соответствующий теплообменник.

В варианте усовершенствования изобретения теплообменник и по меньшей мере один относящийся к нему сборный резервуар соединены друг с другом в соответствующем, закрытом циркуляционном контуре посредством системы трубопроводов, в которой предусмотрен циркуляционный насос, в процессе эксплуатации всасывающий смесь веществ из по меньшей мере одного сборного резервуара и проводящий ее через соответствующий теплообменник, а также возвращающий ее в по меньшей мере один сборный резервуар. При этом возможно задание для циркуляционного насоса такой скорости перекачивания, при которой происходит оптимальная теплопередача от рабочей среды к смеси или наоборот. При этом согласно изобретению циркуляционный насос предпочтительно выполнен как пластинчатый насос, шестеренчатый насос или насос аналогичного типа.

В соответствии с дальнейшим предпочтительным вариантом осуществления изобретения соответствующий теплообменник представляет собой плоский теплообменник, пластины которого имеют гидрофобные поверхности. При применении конструкции согласно изобретению в конденсационной сушильной машине в соответствии с этим возможна конденсация влаги, содержащейся в технологическом воздухе, на пластинах плоского теплообменника, причем благодаря гидрофобным качествам поверхностей пластин происходит улучшенное стекание выпавшего конденсата. Это уменьшает обратное увлажнение технологического воздуха водой, остающейся на пластинах, в начале процесса регенерации тепла.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения теплоотвод представляет собой воздухо-воздушный теплообменник.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения источник тепла представляет собой электрический нагреватель.

Согласно изобретению при эксплуатации бытового прибора согласно изобретению аккумулирующая среда смеси в процессе получения теплоты от рабочей среды переводится из твердой фазы в жидкую фазу, причем после перевода всей или почти всей аккумулирующей среды в жидкую фазу происходит переход к процессу регенерации тепла. Для этого нагревание рабочей среды источником тепла бытового прибора сокращают или прекращают и в дальнейшем рабочая среда нагревается в соответствующем теплообменнике от аккумулирующей среды, которая при этом возвращается в твердую фазу. После возвращения всей или почти всей аккумулирующей среды в твердую фазу совершается в свою очередь переключение к прежнему процессу получения теплоты и цикл начинается снова. Другими словами, в первом процессе теплота переносится от рабочей среды в смесь, при этом находящаяся в смеси аккумулирующая среда совершает переход, в частности и предпочтительно из твердой фазы в жидкую. Когда вся аккумулирующая среда перешла в жидкую фазу, нагревание рабочей среды посредством отдельного предусмотренного в бытовом приборе источника тепла сокращается или прекращается, так что в дальнейшем рабочая среда перед новым подходом к рабочей камере нагревается от аккумулирующей среды в соответствующем теплообменнике. В этом так называемом процессе регенерации тепла аккумулирующая среда в результате отдачи термической энергии возвращается снова в первую, твердую фазу, причем после возвращения всей или почти всей аккумулирующей среды в твердую фазу, то есть после полной разгрузки по меньшей мере одного накопителя скрытой теплоты, снова происходит переключение к процессу получения теплоты и тем самым снова запускается загрузка накопителя скрытой теплоты.

Согласно изобретению степень загрузки накопителя скрытой теплоты производится, в частности, путем измерения температуры в области сборного резервуара накопителя скрытой теплоты, так как при полном переводе всей аккумулирующей среды смеси в жидкую фазу в дальнейшем термическая энергия воспринимается жидким носителем в форме явной теплоты, что может вызвать заметное изменение температуры смеси. Для этой цели в области сборного резервуара предпочтительно предусмотрен температурный датчик, который регистрирует температуру смеси, уже проведенной через соответствующий теплообменник.

Изобретение не ограничивается указанной комбинацией признаков зависимых или второстепенных пунктов формулы. Помимо этого, создаются возможности сочетания друг с другом отдельных признаков, которые следуют из пунктов формулы приведенного ниже описания варианта исполнения или непосредственно из чертежа. Кроме того, имеющиеся в пунктах формулы отсылки к чертежу с применением обозначений не должны ограничивать объем охраны формулы изобретения.

Краткое описание чертежа

Дальнейшие предпочтительные варианты осуществления изобретения следуют из приведенного ниже описания предпочтительного варианта исполнения изобретения, которое ссылается на представленную на чертеже фигуру.

Осуществление изобретения

На единственной фигуре показан схематичный вид бытового прибора согласно предпочтительному варианту исполнения, причем под этим бытовым прибором подразумевается конденсационная сушильная машина 1. При этом конденсационная сушильная машина 1 имеет рабочую камеру 2 в форме барабана, которая помещена в корпусе 3 конденсационной сушильной машины 1 с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси и служит для помещения в нее белья, предназначенного для сушки. При этом возможна загрузка рабочей камеры 2 с фасадной стороны корпуса 3 через отверстие подачи, которое выполнено с возможностью его закрывания посредством двери 4.

Для сушки находящегося в рабочей камере 2 белья при эксплуатации конденсационной сушильной машины 1 сквозь рабочую камеру 2 посредством вентилятора 5 через трубопровод 6 технологического воздуха пропускают технологический воздух. При этом незадолго до вхождения в рабочую камеру 2 этот технологический воздух проходит через источник 7 тепла в виде электрического нагревателя и нагревается, так что в области рабочей камеры 2 он воспринимает влагу из находящегося в ней белья и сушит его. После прохождения рабочей камеры 2 технологический воздух через сито 8 для ворса снова входит в трубопровод 6 технологического воздуха в области двери 4 и всасывается вентилятором 5.

Кроме того, как видно на единственной фигуре, перед вентилятором 5 включен теплообменник 9 накопителя 10 скрытой теплоты, причем этот теплообменник 9 предпочтительно выполнен как плоский теплообменник, пластины которого имеют гидрофобные поверхности. При этом особенность состоит в том, что накопитель 10 скрытой теплоты образован посредством того, что теплообменник 9 системой трубопроводов 11 соединен в закрытом циркуляционном контуре со сборным резервуаром 12, причем в закрытом циркуляционном контуре между теплообменниками 9 и сборным резервуаром 12 циркулирует смесь веществ для накопителя 10 скрытой теплоты, которая образована из жидкого носителя с находящимся в нем в виде суспензии микроинкапсулированным материалом РСМ (материалом с обратимыми фазами). При этом под жидким носителем предпочтительно подразумевается вода, в то время как РСМ существует в форме парафина, который в состоянии при теплообмене с технологическим воздухом проходить фазовый переход между твердой и жидкой фазами, находясь внутри жидкого носителя. Смесь, образованная жидким носителем и материалом РСМ, при этом работает в диапазоне температур от 60 до 80°С с узкими диапазонами температур при теплоотдаче во время фазового перехода из жидкой в твердую фазу и малым гистерезисом относительно температуры плавления. При этом образованная смесь перекачивается в пределах трубопроводной системы 11 между теплообменником 9 и сборным резервуаром 12 посредством циркуляционного насоса 13.

При этом опорожнение и заполнение сборного резервуара 12 производится послойно благодаря тому, что он оснащен (в данном материале не представленной более детально) передвижной внутренней стенкой, так что смесь, заполняющая сборный резервуар 12 с его верхней стороны, не перемешивается со смесью, всасываемой циркуляционным насосом 13 из нижней части сборного резервуара 12. Вследствие этого смесь, уже проведенная через теплообменник 9, только тогда снова всасывается циркуляционным насосом 13, когда через теплообменник 9 уже проведено полное количество смеси.

В начале процесса подвода теплоты смесь, имеющаяся в сборном резервуаре 12, содержит материал РСМ, который находится полностью в твердой фазе. Затем смесь всасывается благодаря жидкому носителю посредством циркуляционного насоса 13 и проводится к теплообменнику 9, где она участвует в теплообмене с технологическим воздухом, проходящим в этой области. В теплообменнике 9 теплота проходящего технологического воздуха передается смеси, причем в это время влага, связанная в технологическом воздухе, конденсируется на теплообменнике 9, тогда как материал РСМ, имеющийся в жидком носителе, воспринимает эту теплоту в качестве теплосодержания для плавления и осуществляет фазовый переход из твердой фазы в жидкую. В дальнейшем расплавленный РСМ в свою очередь возвращается в сборный резервуар 12 с его верхней стороны.

Процесс связывания теплоты продолжается до тех пор, пока весь материал РСМ смеси не расплавится и не перестанет воспринимать дальнейшую скрытую теплоту. Это состояние полной нагрузки накопителя 10 скрытой теплоты регистрируется с помощью температурного датчика 14, который предусмотрен в сборном резервуаре 12 и фиксирует увеличение температуры смеси, циркулирующей в трубопроводной системе 11. Это происходит потому, что при восприятии термической энергии в области теплообменника 9 в качестве скрытой теплоты температура смеси не изменяется или изменяется только очень незначительно, поскольку термическая энергия увеличивается в виде теплоты плавления для расплавления материала РСМ. Однако теперь, когда весь материал РСМ расплавлен, термическая энергия воспринимается уже и в качестве явной теплоты жидким носителем, так что изменение температуры смеси теперь поддается учету.

Начиная с этого момента действие переходит от процесса связывания теплоты к процессу регенерации тепла, при этом источник 7 тепла отключают и технологический воздух, подводимый к рабочей камере 2, теперь перед входом в нее больше не нагревают. Вследствие этого и воздух, проходящий в трубопровод 6 технологического воздуха 9 в области двери 4, тем самым также и воздух, прибывающий в теплообменник 9, имеет более низкую температуру, причем, начиная с определенного момента, эта температура ниже температуры плавления материала РСМ. Начиная с этого момента технологический воздух, протекающий в теплообменнике 9, теперь нагревается от материала РСМ, который при этом совершает фазовый переход из жидкой фазы в твердую, возвращаясь в твердое состояние. При этом благодаря гидрофобным поверхностям теплообменника 9 в начале процесса регенерации тепла предотвращается обратное увлажнение технологического воздуха, проходящего через теплообменник 9, вызываемое адгезией воды. Термическая энергия, подведенная при этом к воздуху, соответствует теплосодержанию затвердевания материала РСМ. Затем, во время дальнейшего прохождения фазы регенерации тепла, весь ранее расплавленный материал РСМ смеси накопителя 10 скрытой теплоты расходуется на нагревание технологического воздуха, проходящего через теплообменник 9, причем накопитель 10 скрытой теплоты при этом постепенно разгружается за счет того, что материал РСМ, перешедший в твердую фазу, непрерывно возвращается жидким носителем в ресивер 12. Начиная с определенного момента весь материал РСМ рабочей смеси снова существует в твердой фазе, так что накопитель 10 скрытой теплоты разгружен полностью. Тогда, с этого момента, источник 7 тепла конденсационной сушильной машины 1 снова активизируется и в результате технологический воздух снова нагревают электрическим способом, так что весь цикл начинается заново с процесса связывания теплоты.

Таким образом, посредством бытового устройства согласно изобретению в варианте осуществления и посредством способа согласно изобретению возможна эксплуатация накопителя 10 скрытой теплоты конденсационной сушильной машины 1 с высокой эффективностью и с постоянной динамикой. Кроме того, это решение позволяет выбирать задаваемые производительность накопителя и емкость накопителя отдельно одно от другого.

Обозначения

1. конденсационная сушильная машина

2. рабочая камера

3. корпус

4. дверь

5. вентилятор

6. воздуховод технологического воздуха

7. источник тепла, нагреватель

8. сито для ворса

9. теплообменник

10. накопитель скрытой теплоты

11. трубопроводная система

12. сборный резервуар

13. циркуляционный насос

14. температурный датчик

15. теплоотвод, воздухо-воздушный теплообменник

16. канал подачи охлаждающего воздуха

17. вентилятор системы охлаждения

Изобретение относится к бытовому прибору, в частности к сушильной машине для белья, включающей в себя рабочую камеру и по меньшей мере один накопитель скрытой теплоты, который содержит относящуюся к нему аккумулирующую среду, причем аккумулирующая среда посредством соответствующего ей теплообменника термически соединена с рабочей средой, циркулирующей через рабочую камеру, причем рабочая среда попадает из рабочей камеры сначала к теплоотводу, оттуда в теплообменник, из него к источнику тепла и оттуда назад в рабочую камеру и причем аккумулирующая среда вместе с соответствующим ей жидким носителем образует смесь веществ, которая для теплообмена с рабочей средой проходит по соответствующему закрытому циркуляционному контуру через относящийся к ней теплообменник. Смесь циркулирует в соответствующем ей закрытом циркуляционном контуре между соответствующим теплообменником и по меньшей мере одним сборным резервуаром, причем обеспечена возможность послойного наполнения каждого сборного резервуара смесью, проведенной через соответствующий теплообменник. Изобретение относится также к способу эксплуатации такого бытового прибора. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Бытовой прибор (1), в частности сушильная машина (1) для белья, содержащая рабочую камеру (2) и по меньшей мере один накопитель (10) скрытой теплоты, который содержит относящуюся к нему аккумулирующую среду, причем аккумулирующая среда посредством соответствующего ей теплообменника (9) термически соединена с рабочей средой, циркулирующей через рабочую камеру (2), причем рабочая среда попадает из рабочей камеры (2) сначала к теплоотводу (15), оттуда в теплообменник (9), из него к источнику (7) тепла и оттуда назад в рабочую камеру (2), при этом аккумулирующая среда вместе с соответствующим ей жидким носителем образует смесь веществ, которая для теплообмена с рабочей средой проходит по соответствующему закрытому циркуляционному контуру через относящийся к ней теплообменник (9), отличающийся тем, что смесь веществ циркулирует в соответствующем ей закрытом циркуляционном контуре между соответствующим теплообменником (9) и по меньшей мере одним сборным резервуаром (12), причем обеспечена возможность послойного наполнения каждого сборного резервуара (12) смесью, проведенной через соответствующий теплообменник (9).

2. Бытовой прибор (1) по п. 1, отличающийся тем, что смесь веществ обеспечена путем получения суспензии из микрокапсулированного или полимеризованного материала РСМ в жидком носителе или путем эмульгирования материала РСМ, снабженного добавками, в жидкий носитель.

3. Бытовой прибор (1) по п. 1, отличающийся тем, что смесь веществ представляет собой гель.

4. Бытовой прибор (1) по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что сборный резервуар (12) имеет верхний конец и нижний конец относительно направления силы тяжести и выполнен с возможностью отвода смеси веществ на нижнем конце и подвода смеси на верхнем конце.

5. Бытовой прибор (1) по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что сборный резервуар (12) содержит передвижную внутреннюю стенку.

6. Бытовой прибор (1) по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что предусмотрены первый и второй сборные резервуары (12), причем первый сборный резервуар (12) включен перед соответствующим ему теплообменником (9) в направлении подачи смеси, а второй сборный резервуар (12) подключен к соответствующему теплообменнику (9) после него в направлении подачи смеси, причем второй сборный резервуар (12) выполнен с возможностью его опорожнения в первый сборный резервуар (12).

7. Бытовой прибор (1) по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что теплообменник (9) и по меньшей мере один относящийся к нему сборный резервуар (12) соединены друг с другом в соответствующем закрытом циркуляционном контуре посредством системы (11) трубопроводов, в которой предусмотрен циркуляционный насос (13), выполненный с возможностью всасывания смеси веществ из по меньшей мере одного сборного резервуара (12) в процессе эксплуатации, подачи ее через соответствующий теплообменник (9) и возврата ее в по меньшей мере один сборный резервуар (12).

8. Бытовой прибор (1) по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что теплообменник (9) представляет собой плоский теплообменник (9), пластины которого имеют гидрофобные поверхности.

9. Бытовой прибор (1) по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что теплоотвод (15) представляет собой воздухо-воздушный теплообменник (15).

10. Бытовой прибор (1) по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что источник (7) тепла представляет собой электрический нагреватель (7).

11. Способ эксплуатации бытового прибора (1), в частности сушильной машины (1) для белья, согласно которому обеспечивают термическую связь аккумулирующей среды по меньшей мере одного накопителя (10) скрытой теплоты через соответствующий теплообменник (9) с рабочей средой бытового прибора (1), отличающийся тем, что обеспечивают теплообмен аккумулирующей среды с рабочей средой путем проведения смеси веществ, которая образована аккумулирующей средой и жидким носителем, через теплообменник (9) по соответствующему замкнутому циркуляционному контуру (5).

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что аккумулирующая среда соответствующей смеси в процессе связывания теплоты переходит из твердой фазы в жидкую фазу за счет теплоты рабочей среды, причем после перехода всей или почти всей аккумулирующей среды в жидкую фазу осуществляют переход к процессу регенерации тепла, для чего нагревание рабочей среды источником (7) тепла бытового прибора (1) прекращают, и далее рабочую среду нагревают в соответствующем теплообменнике (9) от аккумулирующей среды, которая при этом возвращается в твердую фазу, причем после возвращения всей или почти всей аккумулирующей среды в твердую фазу снова осуществляют переход к процессу связывания теплоты.