国内家用干衣机发展现状及趋势分析

张 超 宋一鸣 黄炳华

（1.中原工学院能源与环境学院 郑州 450007； 2.江苏新科电器有限公司 常州 213000）

引言

随着国内人民生活品质的不断提高，传统的衣物清洗、自然晾干已经满足不了部分人们的需求。人们对于衣物清洗提出了更多的功能诉求，如衣物烘干、杀菌除螨等。其中最受瞩目的就是衣物烘干，这在中国南方潮湿地区及生活节奏较快地区需求尤为迫切。

干衣机的发展已经有60多年的历史。目前在欧美发达国家，洗衣机与干衣机的配套使用率超过70 %，在国内却不到1 %，市场潜力巨大[1]。与2020年同期相比，2021年一季度，国内家用干衣机线上、线下销量分别增加了1倍和2倍[2]。本文对国内常见的家用干衣机类型、结构及工作原理进行了总结，通过对不同类型干衣机优缺点的对比分析，对国内干衣机的发展方向进行了探讨。

1 干衣机的常见类型

目前干衣机设备主要有洗衣机-干衣机一体式及独立式两种，洗衣机-干洗机一体式的烘干容量仅为洗衣容量的60 %左右，独立式干衣机越来越受人们的欢迎。干衣机分类常见有三种方法，分别是按照水分排除方式、加热方式以及干衣机结构分类法[3]。

1.1 按照水分排除方式分类

按照水分排除方式可分为直排式和冷凝式。直排式又可称为排气式，其结构简图如图1所示。直排式干衣机的加热空气循环系统是开式的，干衣机从环境中吸入新鲜空气，经加热元件加热后成为热空气，进入干衣室；热空气加热干衣室内衣物，使衣物内的水分蒸发，成为高温湿空气，最后直接排入到环境中。冷凝式又称为除湿式，其结构简图如图2所示。冷凝式干衣机的加热空气循环系统是闭式的，进入到干衣室的干燥热空气，加热室内衣物，使衣物内水分蒸发，成为高温湿空气。高温湿空气经冷凝换热器，向外界冷媒释放热量，高温湿空气中水分冷凝为水，成为低温干空气。低温干空气经加热元件加热，再次进入干衣室，开始新一轮循环。

图1 直排式干衣机结构简图

图2 冷凝式干衣机结构简图

1.2 按照加热方式来分

家用干衣机常见有四种加热方式，分别是电加热、燃气加热、微波加热以及热泵加热。电加热是采用电为驱动能源，利用电阻丝或者PTC加热器进行加热；燃气加热使燃气燃烧作为加热能源；微波加热利用微波发射器发射微波，微波直接作用在衣物的水分子上，加热水分子，使水分子蒸发；热泵加热采用热泵机组提供加热热源，该方式在提供加热热源的同时，还能提供干衣室内高温湿空气冷凝的冷源，其原理图如图3所示。

图3 热泵式干衣机系统原理图

热泵式干衣机系统包括制冷剂和加热空气两个闭式循环系统，两个独立的闭式循环系统由系统中的蒸发器和冷凝器耦合在一起。制冷剂闭式循环系统主要包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器等部件。来自蒸发器的低温低压制冷剂蒸汽，经压缩机压缩成高温高压制冷剂蒸汽后，进入冷凝器，向加热空气释放热量，成为高温高压制冷剂液体；制冷剂液体经节流阀节流，成为低温低压制冷剂湿蒸汽，进入蒸发器中吸收加热空气热量，成为低温低压制冷剂蒸汽；制冷剂蒸汽再次进入压缩机，开始新的循环。加热空气循环系统主要包括蒸发器、冷凝器、干衣室以及风机等部件。低温干空气在冷凝器中吸收制冷剂热量后成为热空气，进入干衣室，吸收衣物的水分成为高湿空气；高湿空气经蒸发器，向制冷剂排放热量冷凝，成为低温干空气；低温干空气经冷凝器再加热，开始新的循环。热泵式干衣机的结构简图如图4所示。

图4 热泵式干衣机的结构简图

在热泵式干衣机系统中，由于加热空气在蒸发器中释放的热量要小于加热空气在冷凝器中吸收的热量，所以干衣机系统处于不稳定状态，进入干衣室的空气温度会一直升高，直至热泵系统因排气压力过高而无法运行[4]。为保持干衣机系统的稳定，通常采用引入新风、增加辅助冷凝器或空气辅助冷却器等方法[5]。电加热式、燃气加热式以及微波加热式干衣机，若采用冷凝式系统，其冷源通常由外部环境空气来承担。

1.3 按照结构来分

常见的家用干衣机有两种结构，分别是柜式和滚筒式。柜式干衣机中，衣物是以静置的方式处于长方体型的干衣室中，通过热空气流动，使水分蒸发，干燥衣物；滚筒式干衣机中，衣物被置于滚筒式的干衣室中，随滚筒旋转而滚动，利用流动的热空气使水分蒸发，干燥衣物[3]。

2 干衣机对比优缺点分析

2.1 直排式和冷凝式干衣机对比分析

直排式干衣机直接从环境中吸入空气，系统运行在一定程度上会受外部环境的影响；且直排式干衣机将高温高湿空气直接排放至外部环境中，会对外部环境的温度和湿度产生一定的影响；但直排式干衣机结构简单、生产成本低。冷凝式干衣机因加热空气是闭式循环流动，不会对外部环境产生影响，也不会受外部环境影响；冷凝式干衣机设置了冷凝装置，所以结构复杂、生产成本较高；且因增加了除湿过程，系统能耗也随着增加。

2.2 不同加热方式干衣机对比分析

电加热式干衣机技术简单成熟；但能耗较大，工作温度较高，容易损伤衣物。燃气式干衣机效率高、烘干时间短、运行成本低。燃气式干衣机的能效指数约为电加热式的46.4 %，烘干时间约为电加热式的61.2 %，运行成本约为电加热式的62 %[1]；但燃气燃烧会产生含有一氧化碳的烟气，安装位置受一定限制；微波式干衣机能效高，能效系数比燃气式干衣机高28.84 %，比电加热式干衣机高9.9 %[6]。微波式干衣机加热温度低，对衣物损伤小，且干燥均匀度较好。但微波加热会对衣物中所含金属有影响，使用受一定的限制；热泵式干衣机能效高，能效系数是电加热式干衣机的2～3倍[7]。热泵式干衣机加热温度低，能减少对衣物的损伤，且安装不受位置的影响。但因其增加了热泵系统，生产成本较高[8]。

2.3 不同结构式干衣机对比分析

柜式干衣机结构简单、造价低，干衣过程衣物静置，避免了衣物相互摩擦受损。但其能耗高，烘干效率低；滚筒式干衣机结构复杂、造价高，烘干效率高。

3 发展趋势分析

总体上说，直排式干衣机结构简单、生产成本低，但因排风温度、湿度高，需要加装排风管道，已被市场逐渐淘汰；冷凝式干衣机避免了直排式干衣机的弊端。其中空气冷凝式干衣机结构简单、生产成本较低，但能耗较高；热泵冷凝式干衣机结构复杂、生产成本较高，但能效高、运行成本低，且不受安装位置限制。空气冷凝式和热泵冷凝式干衣机各有优势，将会成为干衣机市场发展的主流。

目前，针对家用干衣机的研究主要集中在降低烘干能耗、缩短烘干时间、改善干燥均匀度和防皱效果以及提高除菌效果等方面[9,10]。通常采用创新加热模式、优化风道和换热器等部件结构以及完善控制方法等措施，缩短干衣时间，提高能源利用效率，改善烘干效果。随着数字化、智能化家居的快速发展，智能化干衣机也会越来越受到人们的关注[10]。

4 小结

在干衣机国内市场快速发展的背景下，本文对国内家用干衣机的基本类型、结构以及基本原理进行了总结，对不同类型干衣机的优缺点进行了对比分析，对国内家用干衣机的发展趋势进行了探讨。分析结果表明：冷凝式干衣机将成为干衣机市场发展的主流；家用干衣机的烘干时间、烘干能耗以及烘干均匀度是影响干衣机推广应用的重要因素。因此，如何进一步创新加热能源模式、优化系统部件结构、完善控制方法，进一步提高烘干效率、降低烘干能耗以及改善烘干效果，是目前亟待解决的问题。