Изобретение относится к бытовому прибору (1) для сушки влажных предметов (2) с помощью воздушного потока, который может генерироваться воздуходувным устройством (4) и направляться по закрытому в целом каналу (3) для сушащего воздуха, а также проходить через камеру (5) обработки, в которой находится предмет (2), через охлаждающее устройство (6, 7), предназначенное для охлаждения воздушного потока (3) и конденсации влаги из воздушного потока после прохождения камеры (5) обработки, и через нагреватель (8), предназначенный для нагрева воздушного потока перед прохождением камеры (5) обработки. При этом охлаждающее устройство (6, 7) имеет первый теплообменник (6), в котором воздушный поток может отдавать тепло технологическому газу, участвующему в процессе регенеративной циркуляции газа, а нагреватель (8) имеет второй теплообменник (8), в котором воздушный поток может отбирать тепло у технологического газа.

[0001] Бытовой прибор (1) для сушки влажных предметов (2) с помощью воздушного потока, генерируемого воздуходувным устройством (4) и направляемого по закрытому в целом каналу (3) для сушащего воздуха, а также через камеру (5) обработки влажных предметов (2), через охлаждающее устройство (6, 7), предназначенное для охлаждения воздушного потока (3) и конденсации влаги из воздушного потока после прохождения камеры (5) обработки, и через нагреватель (8), предназначенный для нагрева воздушного потока перед прохождением камеры (5) обработки, отличающийся тем, что охлаждающее устройство (6, 7) содержит первый теплообменник (6), выполненный с возможностью осуществлять передачу тепла от воздушного потока технологическому газу, участвующему в процессе регенеративной циркуляции газа, а нагреватель (8) содержит второй теплообменник, выполненный с возможностью осуществлять передачу тепла от технологического газа к воздушному потоку, причем первый теплообменник (6) предназначен для прямого теплообмена между воздушным потоком и технологическим газом, а второй теплообменник (8) предназначен для прямого теплообмена между технологическим газом и воздушным потоком.

[0002] Бытовой прибор (1) по п.1, отличающийся тем, что технологический газ представляет собой водород или инертный газ, в частности гелий.

[0003] Бытовой прибор (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первый теплообменник (6) и второй теплообменник (8) являются единственными теплообменниками (6, 8) в канале (3) для сушащего воздуха.

[0004] Бытовой прибор (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что для проведения процесса регенеративной циркуляции газа предусмотрен тепловой насос (6, 8-19), причем первый теплообменник (6) и второй теплообменник (8) являются элементами теплового насоса (6, 8-19).

[0005] Бытовой прибор (1) по п.4, отличающийся тем, что тепловой насос (6, 8-19) для цикличного перемещения технологического газа имеет два поршня (12, 15), каждый из которых размещен с возможностью перемещения внутри соответствующего цилиндра (11, 14).

[0006] Бытовой прибор (1) по одному из пп.4, 5, отличающийся тем, что тепловой насос (6, 8-19) имеет канал (9) для технологического газа, причем в канале (9) для технологического газа имеется по меньшей мере один аккумулятор (13, 16) тепла.

[0007] Бытовой прибор (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что конструкция теплового насоса (6, 8-19) позволяет использовать процесс Vuilleumier'a.

[0008] Бытовой прибор (1) по п.7, отличающийся тем, что тепловой насос (6, 8-19) содержит электрический нагреватель (10) технологического газа.

[0009] Бытовой прибор (1) по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что конструкция теплового насоса (6, 8-19) позволяет использовать процесс Стирлинга.

[0010] Бытовой прибор (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что камера (5) обработки представляет собой барабан (5) с возможностью вращения.

[0011] Бытовой прибор (1) по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он выполнен в виде сушильной машины (1).

[0012] Способ сушки влажных предметов с помощью воздушного потока, отличающийся тем, что сушку осуществляют при помощи бытового прибора по одному из пп.1-11.

[0013] Способ по п.12, отличающийся тем, что выбирают длительность для типичного процесса сушки, превышающую период регенеративной циркуляции газа в 10000-100000 раз.

[0014] Способ по п.13, отличающийся тем, что выбирают длительность для типичного процесса сушки, превышающую период регенеративной циркуляции газа в 30000-40000 раз.

Область техники

Предлагаемое изобретение относится к бытовому прибору для сушки влажных предметов с помощью воздушного потока, который может генерироваться воздуходувным устройством и направляться по закрытому в целом каналу для сушащего воздуха, а также проходить через камеру обработки, в которой находятся предметы, через охлаждающее устройство, предназначенное для охлаждения воздушного потока и конденсации влаги из воздушного потока после прохождения камеры обработки, и через нагреватель, предназначенный для нагрева воздушного потока перед прохождением камеры обработки.

Равным образом изобретение относится к способу сушки влажных предметов с помощью воздушного потока, который генерируется воздуходувным устройством и направляется по закрытому в целом каналу для сушащего воздуха, а также проходит через камеру обработки, в которой находятся предметы, через охлаждающее устройство, предназначенное для охлаждения воздушного потока и конденсации влаги из воздушного потока после прохождения камеры обработки, и через нагреватель, предназначенный для нагрева воздушного потока перед прохождением камеры обработки.

Уровень техники

Подобный бытовой прибор известен из DE 4023000 С2, DE 19738735 С2 или WO 2006/029953 А1. В каждом из этих документов описан соответствующий бытовой прибор, в котором охлаждающее устройство и нагреватель относятся к тепловому насосу, в котором часть тепла, отводящаяся от воздушного потока в охлаждающем устройстве, в каждом случае снова возвращается воздушному потоку в нагревателе.

Согласно DE 4023000 С2 используется компрессорный тепловой насос, в котором рабочий агент (диоксид углерода или хлорированный и/или фторированный углеводород) в газообразном состоянии сжимается компрессором, затем конденсируется в первом теплообменнике с отдачей тепла, затем расширяется при прохождении через дроссель и испаряется во втором теплообменнике с поглощением тепла. После этого рабочий агент возвращается в компрессор. Согласно DE 19738735 С2 используется тепловой насос, в котором первый рабочий агент (аммиак) периодически абсорбируется и десорбируется вторым рабочим агентом (вода). Согласно WO 2006/029953 А1 используется тепловой насос, в котором для передачи тепла используются термоэлектрические элементы, также называемые элементами Пельтье и изготовленные из специальных полупроводниковых материалов.

Из DE 1410206 А известна стиральная машина, в которой стираемые вещи могут не только стираться, но и сушиться. Патент предусматривает несколько вариантов необходимых для этого дополнительных устройств. Может быть предусмотрен электрический нагреватель для нагрева воздушного потока, используемого для сушки стираемых вещей, и простой теплообменник для охлаждения нагретого воздуха после его подведения к стираемым вещам, причем нагреватель и охладитель также могут относиться к устройству теплового насоса. В конструкции теплового насоса также могут быть применены элементы Пельтье для использования термоэлектрического эффекта.

Устройство для сушки стираемых вещей, описанное в англоязычном реферате к JP 08057194 А из сборника "Patent Abstracts of Japan", содержит в своей первой системе каналов не только нагреватель и охладитель, относящиеся к устройству теплового насоса, которое может использовать термоэлектрический эффект, но и включенный перед охладителем дополнительный теплообменник, который служит для охлаждения отведенного от стираемых вещей воздуха, а также включенное после нагревателя дополнительное нагревающее устройство, которое служит для дополнительного нагрева воздуха перед его подачей на стираемые вещи.

Из статьи "Процессы теплопреобразования без фазового преобразования" д-ра Ганса-Детлева Кюля, опубликованной 26.11.2006, которую можно найти в Интернете по адресу http://hdl.handle.net/2003/2798 (см. в частности стр. 1-29), известны процессы Стирлинга и Vuilleumier'a, которые служат примерами регенеративной циркуляции газа. Каждый из этих процессов может применяться в тепловом насосе или охладительном устройстве, причем рассматривается применение в энергетической технике (например, отопление зданий) или в разделении веществ (в частности, ожижение и разделение воздуха).

На процесс Vuilleumier'a ссылается также патент US 1275507, изобретатель Rudolph Vuilleumier.

Во всех бытовых приборах такого типа с тепловыми насосами, которые не используют термоэлектрический эффект, при фазовых переходах в рабочем агенте происходит поглощение и выделение тепла. При этом должны выполняться специфические требования в отношении давления и температуры, чтобы можно было получить и эффективно использовать необходимые фазовые переходы. Это осложняет подстройку тепловых насосов под температуру, которая должна быть установлена в бытовом приборе в зависимости от обстоятельств. Термоэлектрические тепловые насосы требуют применения необычных, дорогих полупроводниковых компонентов и предъявляют специфические требования к теплоизоляции и подведению сушащего воздуха, так как в них тепло может нагнетаться лишь на сравнительно коротких участках. В результате усложняется конструкция соответствующего бытового прибора. Кроме того, любой известный тепловой насос после своего запуска в бытовом приборе выходит на оптимальный режим сравнительно медленно. В результате процесс сушки длится дольше, что является существенным недостатком с точки зрения пользователя, не в последнюю очередь потому, что бытовые приборы с тепловыми насосами обычно продаются по очень высоким ценам и, соответственно, к ним предъявляются более высокие требования.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является разработка бытового прибора упомянутого типа, в котором регенерация тепла может происходить способом, отличающимся от известного на уровне техники. Также задачей изобретения является разработка соответствующего способа упомянутого типа.

Задача решается бытовым прибором или способом с признаками соответствующего независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения раскрываются в зависимых пунктах формулы изобретения.

Бытовой прибор согласно изобретению для сушки влажных предметов с помощью воздушного потока, который может генерироваться воздуходувным устройством и направляться по закрытому в целом каналу для сушащего воздуха, а также проходить через камеру обработки, в которой находятся предметы, через охлаждающее устройство, предназначенное для охлаждения воздушного потока и конденсации влаги из воздушного потока после прохождения камеры обработки, и через нагреватель, предназначенный для нагрева воздушного потока перед прохождением камеры обработки, отличается тем, что охлаждающее устройство имеет первый теплообменник, в котором воздушный поток может отдавать тепло технологическому газу, участвующему в регенеративной циркуляции газа, а нагреватель имеет второй теплообменник, в котором воздушный поток может отбирать тепло у технологического газа.

Согласно изобретению способ сушки влажных предметов с помощью воздушного потока, который генерируется воздуходувным устройством и направляется по закрытому в целом каналу для сушащего воздуха, а также проходит через камеру обработки, в которой находятся предметы, через охлаждающее устройство, предназначенное для охлаждения воздушного потока и конденсации влаги из воздушного потока после прохождения камеры обработки, и через нагреватель, предназначенный для нагрева воздушного потока перед прохождением камеры обработки, отличается тем, что в охлаждающем устройстве воздушный поток отдает тепло технологическому газу, участвующему в регенеративной циркуляции газа, а в нагревателе воздушный поток отбирает тепло у технологического газа.

Соответственно, согласно изобретению применяется регенеративная циркуляция газа, которая служит для передачи тепла, отведенного из воздушного потока в охлаждающем устройстве, на нагреватель в рамках термодинамической модели и повторного подведения тепла. Такой процесс в зависимости от обстоятельств протекает неустойчиво, в отличие от цикла в компрессорном тепловом насосе, связанного с необратимыми потерями на дросселе и потому не являющегося регенеративным. Также он требует применения механики в известном объеме, например поршней с относящимися к ним приводами. Разумеется, этот процесс при заданных условиях работы допускает, в принципе, любую степень приближения к термодинамическому оптимуму и, тем самым, оптимальную производительность.

Предпочтительно процесс регенерации газа протекает периодически повторяющимися циклами, причем период соответствующего цикла существенно меньше времени, которое потребовалось бы в целом для надлежащей сушки предметов (типичный процесс сушки), характеризующегося влажностью, которую можно ожидать в обычных условиях, и количеством, которое можно ожидать в обычных условиях; и соблюдение которого заложено в конструкцию бытового прибора. Для применения в сушильной или посудомоечной машине длительность типичного процесса сушки может быть выставлена примерно на один час, а период цикла регенерации газа - примерно на одну десятую секунды. Предпочтительное отношение длительности типичного процесса сушки к длительности периода цикла регенерации газа составляет, таким образом, от 10000 до 100000, особенно предпочтительно от 30000 до 40000.

Большое преимущество заключается в том, что процесс регенерации газа не зависит от использования рабочего агента, который должен иметь фазовые переходы при заданных значениях температуры и давления. Поэтому в принципе не требуется использование хлорированных и/или фторированных углеводородов, известных из компрессорных тепловых насосов, и чреватое проблемами с точки зрения охраны окружающей среды. Важнейший критерий выбора рабочего агента - его максимальное приближение к поведению идеального газа при рассматриваемых значениях температуры и давления. Это позволяет упростить применение газов, имеющих простую структуру и/или встречающихся в обычной среде, в частности, с точки зрения охраны окружающей среды.

В качестве теплообменников подходят теплообменники "газ-газ", известные из компрессорного теплового насоса. Под этими теплообменниками понимаются, по меньшей мере, частично - теплообменники "газ-газ" (если в них также происходят фазовые переходы, не встречающиеся в процессе регенеративной циркуляции газа), которые принципиально предназначены и пригодны для передачи тепла между газами.

Предпочтительный вариант исполнения бытового прибора отличается тем, что технологический газ представляет собой водород или инертный газ, в частности гелий. Водород и гелий - это два отличных двухатомных или одноатомных газа, которые ведут себя наподобие идеального газа в условиях, обычно имеющих место в бытовом приборе. Кроме того, преимущество любого инертного газа заключается в его в целом полной химической инертности. В особенности это относится к гелию, простейшему инертному газу, который в соответствии с этим является наиболее предпочтительным.

Следующие варианты исполнения бытового прибора согласно изобретению предпочтительны в отношении того, что имеется первый теплообменник, который предназначен для прямого теплообмена между воздушным потоком и технологическим газом, и/или второй теплообменник, который предназначен для прямого теплообмена между воздушным потоком и технологическим газом. В любом случае достигается особо простое строение соответствующего теплообменника или обоих теплообменников, а также бытового прибора.

В следующем особо предпочтительном варианте исполнения бытового прибора согласно определению предусматривается, что первый теплообменник и второй теплообменник являются единственными теплообменниками в канале для сушащего воздуха. Таким образом, в этом бытовом приборе процесс регенерации газа является единственной движущей силой процесса сушки влажных предметов.

В отношении вариантов исполнения, описанных в двух предыдущих абзацах, необходимо осознавать, что возможны и другие варианты исполнения изобретения с другими признаками, которые отличаются от описанных выше предпочтительных вариантов и должны рассматриваться как покрываемые настоящим патентом. В частности, теплообмен между воздушным потоком и технологическим газом может быть опосредованным, то есть, происходить с помощью дополнительного средства или агента, и/или может быть предусмотрен дополнительный теплообменник, и/или может быть предусмотрено дополнительное нагревательное устройство в канале сушащего воздуха. Это замечание относится ко всем ранее описанным предпочтительным вариантам исполнения изобретения.

Также предпочтителен следующий вариант исполнения бытового прибора, в котором для проведения процесса регенеративной циркуляции газа предусмотрен тепловой насос, причем первый и второй теплообменники относятся к тепловому насосу. Кроме того, дополнительное преимущество бытового прибора заключается в том, что в тепловом насосе имеется два поршня, каждый из которых может перемещаться внутри цилиндра; эти поршни предназначены для цикличного перемещения технологического газа. При этом каждый поршень может иметь бесконтактный линейный привод. В качестве альтернативы этим линейным приводам может рассматриваться так называемый кривошипный механизм, располагающий для каждого поршня собственным кривошипно-шатунным механизмом. При этом оба поршня относительно осей своего движения располагаются друг рядом с другом или друг за другом, а кривошипно-шатунные механизмы ориентированы таким образом, что между циклично перемещающимися поршнями имеется сдвиг фаз в размере примерно 90 °. В другом альтернативном варианте оба поршня могут быть расположены V-образно под углом примерно 90 ° друг к другу, а поршни для получения необходимого сдвига фаз могут быть соединены шарниром на одном кривошипно-шатунном механизме. В каждом из этих вариантов исполнения может быть реализован процесс Стирлинга или процесс Vuilleumier'a. Далее, следующий вариант исполнения изобретения предпочтителен в отношении того, что тепловой насос имеет канал для технологического газа, по которому может перемещаться технологический газ, причем в канале для технологического газа имеется аккумулятор тепла. Благодаря такому аккумулятору тепла, известному также как "регенератор" и в таком качестве являющемуся типичным для соответствующего теплового насоса оптимальной конструкции, можно оптимизировать функционирование и эффективность процесса регенеративной циркуляции газа, так как регенератор служит аккумулятором избыточного тепла и компенсирует разницу температур в соседних объемах технологического газа.

Предпочтительный вариант способа согласно изобретению отличается тем, что процесс регенеративной циркуляции газа представляет собой процесс Vuilleumier'a. Этот процесс основывается на том, что энергия, затрачиваемая на транспортировку тепла, подается в виде тепла. Этот процесс нуждается в механической энергии лишь для перемещения газа внутри замкнутой системы, в которой он заключен. Поэтому соответствующие механические устройства должны преодолевать только сопротивление трения движущегося газа и собственное трение; таким образом, использование механической энергии очень мало. Таким образом, процесс Vuilleumier'a для приведения в действие процесса циркуляции газа не ограничивается одной только электрической энергией; альтернативой может служить, при необходимости, тепловая энергия, полученная, например, при помощи газовой или масляной горелки.

В альтернативном варианте процесс регенеративной циркуляции газа может представлять собой процесс Стирлинга вместо процесса Vuilleumier'a. В связи с этим, разумеется, вместо тепловой энергии для приведения в действие процесса циркуляции газа необходима механическая энергия. Такая энергия может быть развита подходящим двигателем, в частности электродвигателем, причем в бытовом приборе ни в коем случае не потребуется использовать необычные компоненты и можно будет использовать имеющийся опыт.

Особенно предпочтительна конструкция камеры обработки бытового прибора согласно изобретению в виде барабана с возможностью вращения, причем в этой конструкции может быть применен любой из упомянутых здесь вариантов исполнения изобретения.

Также особо предпочтительна конструкция бытового прибора согласно изобретению в виде сушильной машины, причем в этой конструкции также может быть применен любой из упомянутых здесь вариантов исполнения изобретения.

Описанные в подробностях предпочтительные варианты исполнения бытового прибора согласно изобретению соответствуют предпочтительным вариантам способа согласно изобретению, и наоборот. Другие варианты исполнения не описаны явно или подробно, однако все равно должны считаться покрываемыми настоящим патентом.

Краткое описание чертежей

Варианты исполнения изобретения описываются ниже на основании фигур. На фигуре представлены функциональные эскизы, из которых следуют существенные признаки изобретения. Для раскрытия конкретных вариантов исполнения на основании этих функциональных эскизов делаются ссылки на процитированные ранее документы уровня техники, в частности, патентные заявки на сушильные машины и статью д-ра Ганса-Детлева Кюля.

На фигурах изображено:

фиг. 1 - бытовой прибор с тепловым насосом Vuilleumier'a;

фиг. 2 - бытовой прибор с тепловым насосом Стирлинга.

Соответствующие друг другу признаки обеих фигур имеют одинаковые обозначения.

Для пояснения функционирования бытовых приборов, представленных на фигурах, сначала будут рассматриваться обе фигуры вместе.

Осуществление изобретения

На каждой из фигур представлен бытовой прибор 1, а именно, сушильная машина 1, предназначенный для сушки влажных предметов 2, а именно некоторого количества постиранных вещей 2. Бытовой прибор 1 имеет закрытый в целом канал 3 для сушащего воздуха, по которому направляется воздушный поток. Воздушный поток генерируется воздуходувным устройством 4. Влажные предметы 2 помещены в камеру 5 обработки, которая имеет известную конструкцию в виде барабана 5 с возможностью вращения. После того, как воздушный поток пройдет через барабан 5, он попадает по каналу 3 для сушащего воздуха в первый теплообменник 6, который работает как конденсатор 6. В нем воздушный поток охлаждается настолько, чтобы произошла конденсация влаги, которая была поглощена в барабане 5 из влажных предметов 2. Влагоотделитель 7, который в представленных вариантах исполнения включен после конденсатора 6, служит для отделения конденсирующейся из воздушного потока влаги от воздушного потока. Отделенная влага собирается и утилизируется после завершения сушки влажных предметов 2. В соответствии с обычной практикой конденсатор 6 и влагоотделитель 7 в большей или меньшей степени объединены в один узел; на представленных фигурах в целях улучшения наглядности они показаны раздельно. За конденсатором 6 и влагоотделителем 7 в канале 3 для сушащего воздуха находится упомянутое воздуходувное устройство 4, за которым в канале 3 для сушащего воздуха следует второй теплообменник 8, который сконструирован как нагреватель 8 воздушного потока. После того, как воздушный поток пройдет через второй теплообменник 8 и будет при этом нагрет, он попадает непосредственно в барабан 5, где он снова может поглощать влагу из влажных предметов 2.

В каждом варианте исполнения первый теплообменник 6 и второй теплообменник 8 являются составными частями теплового насоса 6, 8-19. В отношении первой фигуры речь идет о тепловом насосе 6, 8-19 Vuilleumier'a, в отношении второй фигуры - о тепловом насосе 6, 8, 9, 11-15, 17-19 Стирлинга. С принципом действия и вариантами исполнения таких тепловых насосов (а также других тепловых насосов с процессом регенеративной циркуляции газа) можно ознакомиться, в частности, в статье д-ра Ганса-Детлева Кюля, соответственно, на эту статью снова дается ссылка.

В варианте исполнения согласно фиг. 1 (которая теперь будет рассматриваться отдельно) используется тепловой насос 6, 8-19 Vuilleumier'a, который будет подробно описан ниже.

Тепловой насос 6, 8-19 содержит технологический канал 9, в котором заключен подходящий и при заданных температурах максимально соответствующий идеальному газу технологический газ, а именно гелий. Канал 9 для технологического газа своей первой оконечностью выходит в первый теплообменник 6, который функционирует при низкой температуре как теплоотвод, причем и за счет чего он поглощает тепло из воздушного потока в канале 3 для сушащего воздуха, как описано выше. Внутри технологического канала 9 находится второй теплообменник 8, который функционирует при средней температуре как источник тепла, причем и за счет чего он отдает тепло воздушному потоку в канале 3 для сушащего воздуха, как описано выше. На второй оконечности канала 9 для технологического газа находится нагреватель 10 с электрическим приводом, нагревающий попавший в него технологический газ до высокой температуры. Попавшее таким образом в технологический газ тепло является той энергией, которую потребляет процесс регенеративной циркуляции газа в канале 9 для технологического газа, в данном случае - процесс Vuilleumier'a. Между первым теплообменником 6 и вторым теплообменником 8 в канале 9 для технологического газа имеется первый цилиндр 11, в котором перемещается первый поршень 12. Параллельно первому цилиндру 11 включен первый регенератор 13, который представляет собой максимально проницаемый для технологического газа первый аккумулятор 13 тепла. Благодаря перемещению первого поршня 12 технологический газ продавливается через первый регенератор 13 и, таким образом, может транспортироваться от первого теплообменника 6 ко второму теплообменнику 8 или в обратном направлении. При этом технологический газ отдает возможное избыточное тепло регенератору 13 или поглощает возможное недостающее тепло из регенератора 13 в зависимости от того, в каком направлении он проходит через первый регенератор 13.

Между вторым теплообменником 8 и нагревателем 10 в канале 9 для технологического газа имеется второй цилиндр 14, в котором перемещается второй поршень 15. Параллельно второму цилиндру 14 включен второй регенератор 16. Благодаря перемещению второго поршня 15 технологический газ перемещается через регенератор 16 от второго теплообменника 8 к нагревателю 10 или в обратном направлении, причем он снова отдает избыточное тепло или поглощает недостающее тепло.

Для приведения в действие процесса Vuilleumier'a с технологическим газом обязательно необходимы цикличные, согласованные друг с другом и сдвинутые по фазе друг относительно друга перемещения первого поршня 12 и второго поршня 15. С этой целью предусмотрены первый линейный привод 17 первого поршня 12 и второй линейный привод 18 второго поршня 15. Приводы управляются управляющим устройством 19 и бесконтактно перемещают поршни 12 и 15. Это возможно, в частности, потому, что процесс Vuilleumier'a приводится в действие исключительно тепловой энергией, поступающей от нагревателя 10, а использование механической энергии поршней 12 и 15 необходимо лишь в той степени, в которой необходимо перемещать технологический газ между первым теплообменником 6, вторым теплообменником 8 и нагревателем 10. При этом в большей или меньшей степени приходится преодолевать только силы инерции и трения движущегося технологического газа, а также перемещающихся поршней 12 и 15. В частности, не требуется, чтобы линейные приводы 17 и 18 соприкасались с поршнями 12 и 15; напротив, возможно бесконтактное перемещение поршней 12 и 15 линейными приводами 17 и 18. Соответственно не требуется герметично выводить подвижные компоненты из канала 9 для технологического газа; напротив, канал 9 для технологического газа представляет собой полностью замкнутый и неразъемный узел, который, соответственно, может быть герметизирован простым, надежным и долговечным способом - даже в том случае, когда технологический газ находится под давлением, которое может превышать 100 бар. Это имеет большое значение для безопасности эксплуатации и долговечности бытового прибора 1.

Функционирование теплового насоса 6, 8-19 при типичном процессе сушки, для которого длительность сушки могла бы быть выставлена примерно на один час, происходит путем цикличного перемещения технологического газа внутри канала 9 для технологического газа, причем поршни 12 и 15 перемещаются циклично и со сдвигом по фазе относительно друг друга с периодом порядка десятой доли секунды. Предпочтительное отношение длительности процесса сушки к длительности периода цикла регенерации газа составляет, таким образом, от 10000 до 100000, особенно предпочтительно - от 30000 до 40000.

На фиг. 2 представлен бытовой прибор 1 с тепловым насосом 6, 8, 9, 11-15, 17-19 Стирлинга вместо теплового насоса 6, 8-19 Vuilleumier'a. По сравнению с тепловым насосом 6, 8-19 Vuilleumier'a, представленным на фиг. 1, у теплового насоса 6, 8, 9, 11-15, 17-19 Стирлинга, представленного на фиг. 2, отсутствует нагреватель 10 и второй регенератор 16. Кроме того, второй цилиндр 14 не полностью погружен в канал 9 для технологического газа, напротив, канал 9 для технологического газа оканчивается у второго поршня 15 во втором цилиндре 14. Сторона второго цилиндра 14, обращенная в сторону, противоположную второму теплообменнику 8, открыта. Аналогично тепловому насосу 6, 8-19 Vuilleumier'a, представленному на фиг. 1, в тепловом насосе 6, 8, 9, 11-15, 17-19 Стирлинга, представленном на фиг. 2, перемещения поршней 12 и 15 должны быть цикличными, согласованными друг с другом и сдвинутыми по фазе друг относительно друга на точно заданную величину, причем также предусматриваются линейные приводы 17 и 18, управляемые управляющим устройством 19.

Разумеется, процесс Стирлинга потребляет не тепловую, а механическую энергию - это та энергия, которая затрачивается вторым поршнем 15 для периодического сжатия и разрежения технологического газа. Поэтому в тепловом насосе 6, 8, 9, 11-15, 17-19 Стирлинга в отличие от теплового насоса 6, 8-19 Vuilleumier'a не имеется нагревателя 10, и поэтому же в тепловом насосе 6, 8, 9, 11-15, 17-19 Стирлинга второй линейный привод 18 должен быть существенно мощнее второго линейного привода 18 в тепловом насосе 6, 8-19 Vuilleumier'a. Кроме того, необходимо, чтобы по каналу 9 для технологического газа мог перемещаться второй поршень 15 и чтобы этот канал оставался герметичным под постоянным давлением технологического газа. Это также, в зависимости от обстоятельств, требует значительных дополнительных затрат.

Более простому принципиальному строению теплового насоса 6, 8, 9, 11-15, 17-19 Стирлинга противопоставляются меньшие механические требования ко второму линейному приводу 18 в тепловом насосе 6, 8-19 Vuilleumier'a. Кроме того, тепловой насос 6, 8-19 Vuilleumier'a существенно гибче теплового насоса 6, 8, 9, 11-15, 17-19 Стирлинга в отношении выработки необходимой для его функционирования тепловой энергии.

В любом случае описанный выше бытовой прибор и предпочтительные варианты его исполнения с использованием процесса регенеративной циркуляции газа позволяют использовать рабочий агент, совершенно некритичный в отношении аспектов функциональности и безопасности. Кроме того, в соответствующем тепловом насосе может быть достигнут высокий коэффициент передачи тепла при низкой температуре. В предпочтительном варианте исполнения с тепловым насосом Vuilleumier'a при максимально высокой разнице между высокой и низкой температурами, а также сравнительно малой разнице между средней и низкой температурами может быть достигнута высокая производительность теплового насоса. В результате существует возможность создания бытового прибора в форме сушильной машины, которой по потреблению энергии может быть присвоен класс А. Соответствующие критерии могут учитываться при выборе технологического газа и давления, под которым этот газ должен находиться в тепловом насосе. Также на эксплуатационные свойства теплового насоса может благоприятно повлиять форма аккумулятора тепла.

Изобретение делает доступным использование процесса регенеративной циркуляции газа в бытовом приборе для сушки влажных предметов и, таким образом, прокладывает новый путь к созданию особенно энергосберегающего бытового прибора.