CN108135429A - 具有热回收系统的器皿洗涤机 - Google Patents

Abstract

器皿洗涤机器包括用于接纳器皿的腔室，该腔室具有至少一个洗涤区(40)。制冷剂回路(100)包括多个冷凝器(84,88,90)，该多个冷凝器(84)包括用于将制冷剂热量输送至进水中的冷凝器，该进水被输送至机器中。进水的主流动路径(114)通过废热回收单元(82,92)，且进水的辅助流动路径绕过废热回收单元82,92)。提供阀(112)用于基于制冷剂回路中的制冷剂的过冷状态来选择性地控制制冷剂是沿着主流动路径还是沿着辅助流动路径流动。

Description

具有热回收系统的器皿洗涤机

技术领域

本申请总体上涉及诸如在商业应用(诸如食堂和饭店)中使用的器皿洗涤机，并且更具体地涉及适应器皿洗涤机的操作状态的热回收系统。

背景技术

商用器皿洗涤机通常包括壳体区域，其界定用于餐具、锅、平底锅和其它器皿的洗涤和冲洗区。热回收系统已被用于从机器回收热量，否则热量通常将会由于机器排气而损失。

诸如热泵或制冷系统等废热回收系统使用蒸发器、压缩机和冷凝器，使得操作涉及用于回收废能并且在感兴趣区域处重新使用所捕获的能量的热流体(包括制冷剂)。系统需要热流体在指定外壳内操作，以防止系统由于高压或低压而关闭，因此需要有效的控制。

将期望提供一种适合于机器操作状态以便更有效地使用热回收的热回收系统。还将期望提供一种能够更有效地保持制冷剂介质的期望过冷状态的热回收系统。

发明内容

一方面，器皿洗涤机器包括用于接纳器皿的腔室，该腔室具有至少一个洗涤区。废热回收单元被布置为将来自机器的排气的热量传递至进水，进水沿着水流路径行进通过废热回收单元至机器的中间加热器。制冷剂介质回路至少包括第一冷凝器，该第一冷凝器被布置为将制冷剂介质热量输送至进水。提供旁路装置用于使至少一些进水基于过冷制冷剂介质状态而选择性地绕过废热回收单元。

在实施方案中，旁路装置包括阀和旁路路径，该阀位于废热回收单元上游，该旁路路径从该阀至废热回收单元的下游侧。

在一个示例中，旁路装置在制冷剂介质回路中的所有冷凝器下游和制冷剂介质回路中的热膨胀阀上游进一步包括制冷剂介质温度传感器和制冷剂介质压力传感器。控制器与制冷剂介质温度传感器和制冷剂介质压力传感器连接，该控制器被配置为确定制冷剂介质的过冷状态并且基于过冷状态控制该阀。

在一个实施例中，控制器被配置为当过冷状态低于设定阈值时切换该阀以使进水沿着所述旁路路径流动。

在某些实施方案中，控制器还被配置为使得如果在该阀被切换为使水沿着旁路路径流动之后过冷状态保持低于设定阈值持续预定时间段，那么控制器操作第二阀以增加进水的流速。

另一方面，用于洗涤器皿的器皿洗涤机器包括用于接纳器皿的腔室，该腔室具有至少一个洗涤区。制冷剂介质回路包括冷凝器用于将制冷剂介质热量输送至进水中，进水被输送至该机器中。进水的第一流动路径延伸穿过废热回收单元至冷凝器且进水的第二流动路径绕过废热回收单元延伸至冷凝器。提供阀用于基于过冷制冷剂介质状态来选择性地控制至少一些进水是沿着第一流动路径还是沿着第二流动路径流动。

在又一方面中，提供了一种自适应地控制器皿洗涤机器的进水的流动的方法，该器皿洗涤机器包括：用于接纳器皿的腔室，该腔室具有至少一个洗涤区；制冷剂介质回路，该制冷剂介质回路包括至少一个冷凝器；以及废热回收单元，其用于对该机器的进水进行加热。该方法涉及：使进水流过废热回收单元且然后流过冷凝器；以及识别制冷剂介质回路中的过冷制冷剂介质的冷凝不足状态，并且响应地使至少一些进水绕过废热回收单元周围流动至冷凝器。

在附图及下文描述中陈述一或多个实施例的细节。从具体实施方式、附图说明及权利要求书，其它特征、目的和优点将显而易见。

附图说明

图1是器皿洗涤机的一个实施例的示意侧视图；且

图2是器皿洗涤机器的制冷剂介质回路和进水流动路径的示意图。

具体实施方式

参考图1，示出了总体标记为10的示例性传送带式器皿洗涤机器。器皿洗涤机器10包括壳体11，其可接纳来自输入侧16的脏器皿14的搁架12。器皿通过合适的传送带机构20从输入侧通过隧道状腔室移向洗碗系统的相对出口端17处的鼓风机干燥器单元18。例如取决于洗碗系统10的样式、型号和尺寸，可使用连续或间歇移动的传送带机构或它们的组合。不使用搁架的飞行式传送带也是可能的。在所说明的示例中，脏器皿14的搁架12进入洗碗系统10并通过柔性挂帘22进入预洗涤腔室或区24，在预洗涤腔室或区24中，来自分别在搁架上方和下方的上部预洗涤歧管26和下部预洗涤歧管28的液体喷射用于从器皿中冲洗较重的污垢。用于此目的的液体来自罐30并且经由泵32和供应管道34被输送至歧管。排放结构36提供使用泵32从罐30中泵送液体的单个位置。经由相同的排放结构，液体也可从罐中排出并且经由排放路径37排出机器，例如用于罐清洁操作。

搁架前进至下一个挂帘38进入主洗涤腔室或区40中，在该主洗涤腔室或区40中，器皿受到分别利用喷嘴47和49从上部洗涤歧管42和下部洗涤歧管44喷射的清洁洗涤液(例如，通常是具有洗涤剂的水)，这些喷射由泵48通过供应导管46来供应且从主罐50中抽出。加热器58(诸如被设置有合适的恒温控制器(未示出)的电浸入式加热器)将罐50中的清洁液的温度保持在合适水平。用于向罐50中的液体添加清洁剂的装置未被示出但是可包括在内。在正常操作期间，一旦洗碗系统10启动一定时间段，通常通过单独的电动机连续驱动泵32和48。

洗碗系统10可选地包括与主洗涤腔室40基本上相同的强力漂洗(也称为后洗)腔室或区(未示出)。在这种范例中，器皿搁架从洗涤腔室40前进至强力漂洗腔室中，在该强力漂洗腔室内，加热后的漂洗水从上部和下部歧管喷射至器皿上。

器皿14的搁架12离开主洗涤腔室40并通过挂帘52进入最终漂洗腔室或区54。最终漂洗腔室54被设置有上部喷头56和下部喷头57，这些喷头在电磁阀60(或替代地能够进行自动控制的任何其它合适的阀)的控制下经由从热水增压器70延伸的管道62被供应热的淡水流。当器皿14的搁架12位于最终漂洗腔室54中时，可致动搁架检测器64，且通过合适的电气控制(例如，下面提及的控制器)，检测器使电磁阀60的致动打开并且允许将热的漂洗水进入喷头56、57。然后水从器皿中排出，并且通过重力流动被引导至罐50中。器皿14的漂洗后的搁架12然后在离开机器的出口端17之前通过挂帘66离开最终漂洗腔室54，移动进入干燥器单元18中。

可提供用于(例如，经由鼓风机81的操作)从机器中汲取热潮湿空气的排气系统80。如所示，冷水输入72的管线可延伸穿过废热回收单元82(例如，进水流过的翅片管式换热器，但是可能有其它变化)以从流经和/或流过单元82的排气中回收热量。然后在将水输送至增压器70用于最终加热之前，水管线或流动路径72延伸穿过一个或多个冷凝器84(例如，以板式换热器或管壳式换热器的形式，但是可能有其它变化)。冷凝器88可位于洗涤罐中，且冷凝器90可位于鼓风机干燥器单元18中。还可提供第二废热回收单元92。

现在参考图2，示出了进入的冷淡水和制冷剂的这两者的流动配置。冷的淡水首先被通过废热回收单元82的热空气加热，然后在通过冷凝器84时被制冷剂进一步加热。然后加热后的水进入增压器70以进行最终加热。制冷剂介质回路100包括热膨胀阀101，热膨胀阀101通向废热回收单元92以在已经通过单元82从排气流中除去了一些热量之后从温暖废气(例如，排气流)中回收热量。压缩机102压缩制冷剂以产生过热制冷剂，然后其依次流过冷凝器88、90和84。

通常，冷凝器88可采取浸没在洗涤罐50中的线圈的形式以将制冷剂热量输送至洗涤水，冷凝器90可采取线圈的形式，干燥空气吹过线圈以将一些制冷剂热量输送至干燥空气，且冷凝器84(其可为板式热交换器)将剩余的制冷剂热量输送至进入的淡水中。中间加热器的进水通过废热回收单元82和冷凝器84这两者。然而，该流动可能会基于器皿洗涤机器状态而改变。

在这方面，提供一个或多个传感器110来监测过冷制冷剂的状态。监测可为连续的、周期性的或由某些事件触发(例如，识别搁架在机器中的特定位置处)。作为示例，温度传感器和压力传感器这两者均可用于监测过最后一个冷凝器84下游和热膨胀阀101上游的过冷制冷剂介质。如果监测指示过冷制冷剂介质的状态已经偏离设定规格，那么可采取校正措施。例如，如果过冷制冷剂介质的状态下降至期望的状态操作范围以下(指示制冷剂介质未充分冷凝)，那么控制双向阀112以使进入的淡水沿着旁路路径114绕过热回收单元82，以便直接流向冷凝器84，从而使被输送至冷凝器84的水进行冷却且因此在制冷剂介质到达传感器110的监测位置的路径上从制冷剂介质中除去更多热量，因此增加了制冷剂介质发生的冷凝量。止回阀116和118分别设置在主水流路径和旁路路径114上。如果在起始绕过废热回收单元82之后过冷制冷剂介质的状态保持在期望状态操作范围以下持续预定时间段，那么可采取一些附加措施，诸如增加进水流(例如，在阀60启用可变流控制的情况下)。一旦状态回升至期望操作范围(例如，回升至操作范围的中点)，可切换阀112以关闭旁路，并且如果适用的话，控制阀60以将进入的水流减少至标准流。

作为示例，过冷状态可为由温度传感器110指示的实际温度减去对应于由压力传感器110指示的压力的冷凝器饱和温度的差值。示例性可接受的过冷状态操作范围可介于10°F与15°F之间，但是可能存在变化。高于15°F指示制冷剂介质已经过度冷凝，且低于10°F指示制冷剂介质尚未充分冷凝(例如，可能存在气体)。冷凝器饱和温度可通过读取由压力传感器110指示的压力和以下步骤来确定：(i)使用制冷剂压力/温度图表或表格(例如，存储在控制器存储器中)以将压力读数转换为冷凝器饱和温度，或(ii)使用拟合至制冷剂介质压力/温度图表的等式以将压力读数转换为冷凝器饱和温度。

在一个示例中，阀112被配置为在废热回收单元82与旁路路径之间的路径之间切换整个进水流。然而，阀112可替代地为比例阀，其能够以可变量(例如，80/20、50/50、20/80或任何期望的分流)将所述流分流在这两个路径之间。该后一布置可更精确地影响制冷剂介质的过冷状态。

可提供控制器150以基于来自如上所述的温度传感器和压力传感器的指示来实现阀112的切换，以及用于控制如上文所讨论的机器的其它功能和操作(例如，控制阀60和加热器58)。如本文中所使用，术语控制器旨在广泛地涵盖实行机器的控制功能或其任何部件的控制功能的任何电路(例如，固态、专用集成电路(ASIC)、电子电路、组合逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA))、处理器(例如，共享的、专用的或成组的-包括执行代码的硬件或软件)或其它部件，或以上的一些或全部的组合。控制器可包括可变调整功能，其使得例如可接受的过冷状态操作范围能够被改变(例如，经由与控制器150相关联的操作员界面或经由受限的服务/维护人员界面)。

确保制冷剂介质如上文所指示般保持在期望操作范围内可通过以下步骤来帮助系统操作：(i)确保制冷剂介质完全冷凝以辅助热膨胀阀101的有效操作，和/或(ii)减少或消除热膨胀阀的上游侧的制冷剂介质中的气体的存在，因为这种气体的存在将趋向于限制制冷剂介质流动从而使制冷剂介质的蒸发器不足，和/或(ii)确保制冷剂介质不会由于冷凝器链而过度冷却，因为这种过度冷却将需要更多能量输送至蒸发器处的制冷剂介质以便将制冷剂介质上升至期望的压缩机吸入状态，并且如果蒸发器不能输送足够的能量，那么压缩机的性能和/或使用寿命可能受到不利影响。

上述机器提供了一种控制进水流以便能够校正制冷剂介质回路的非期望状态的有利方法。具体地，该方法涉及：使进水流过废热回收单元且然后流过冷凝器；识别制冷剂介质回路中的过冷制冷剂介质的冷凝不足状态，并且响应地使进水绕过废热回收单元周围流动至冷凝器。响应旁路可能会立即或延迟一段时间。通过检测过冷制冷剂介质的温度和制冷剂介质回路的热膨胀阀上游的过冷制冷剂介质的温度来识别冷凝不足状态。更具体地，通过比较由压力传感器指示的实际温度减去对应于由压力传感器指示的压力的冷凝器饱和温度的差值来识别冷凝不足状态。如果差值低于设定阈值，那么识别出冷凝不足状态。在一些实施方案中，如果在起始绕过之后冷凝不足状态持续预定时间段，那么增加进水的流速。通过使进水绕过废热回收单元周围流动至冷凝器和/或通过增加进水的流速，制冷剂介质的冷凝程度可增加至更理想和有效的水平。

应该清楚地理解的是，上面的描述仅仅是用于说明和示例，而并不意图作为限制，并且可进行改变和修改。因此，可设想其它实施例，且可在不脱离本申请的范围的情况下进行修改和改变。例如，术语制冷剂通常是指已知的可接受的制冷剂，但是其它热流体可用于制冷剂型回路。术语“制冷剂介质”旨在涵盖所有这些传统的制冷剂和其它热流体。

Claims (20)

1.一种用于洗涤器皿的器皿洗涤机器，包括：

用于接纳器皿的腔室，所述腔室具有至少一个洗涤区；

废热回收单元，其被布置为将来自所述机器的排气的热量传递至进水，所述进水沿着水流路径行进通过所述废热回收单元至所述机器的中间加热器；

制冷剂介质回路，其至少包括第一冷凝器，所述第一冷凝器被布置为将制冷剂介质热量输送至所述进水；以及

旁路装置，其用于基于过冷制冷剂介质状态使至少一些进水选择性地绕过所述废热回收单元。

2.根据权利要求1所述的机器，其中所述旁路装置包括阀和旁路路径，所述阀位于所述废热回收单元上游，所述旁路路径从所述阀至所述废热回收单元的下游侧。

3.根据权利要求2所述的机器，其中所述旁路装置在所述制冷剂介质回路中的所有冷凝器下游和所述制冷剂介质回路中的热膨胀阀上游进一步包括制冷剂介质温度传感器和制冷剂介质压力传感器。

4.根据权利要求3所述的机器，其中控制器与所述制冷剂介质温度传感器和所述制冷剂介质压力传感器连接，所述控制器被配置为确定所述制冷剂介质的过冷状态并且基于所述过冷状态控制所述阀。

5.根据权利要求4所述的机器，其中所述控制器被配置为当所述过冷状态低于设定阈值时切换所述阀以使进水沿着所述旁路路径流动。

6.根据权利要求5所述的机器，其中所述控制器被配置为使得如果在所述阀被切换为使进水沿着所述旁路路径流动之后所述过冷状态保持低于所述设定阈值持续预定时间段，那么所述控制器操作第二阀以增加所述进水的流速。

7.一种用于洗涤器皿的器皿洗涤机器，包括：

用于接纳器皿的腔室，所述腔室具有至少一个洗涤区；

制冷剂介质回路，其包括冷凝器用于将制冷剂介质热量输送至进水中，所述进水被输送至所述机器中；

第一流动路径和第二流动路径，所述第一流动路径用于使进水通过废热回收单元至所述冷凝器，所述第二流动路径用于使进水绕过所述废热回收单元至所述冷凝器；以及

阀，其用于基于过冷制冷剂介质状态来选择性地控制至少一些进水是沿着所述第一流动路径还是沿着所述第二流动路径流动。

8.根据权利要求7所述的机器，其中所述冷凝器是第一冷凝器，且至少第二冷凝器沿着所述制冷剂介质回路位于所述第一冷凝器上游，所述第二冷凝器与所述机器的洗涤罐中的洗涤液布置为热交换关系。

9.根据权利要求7所述的机器，其中控制器被连接以控制所述阀，所述控制器被配置为基于来自与所述制冷剂介质回路相关联的一个或多个传感器的指示来识别过冷制冷剂介质状态。

10.根据权利要求9所述的机器，其中温度传感器被定位为检测所述制冷剂介质回路中的最后一个冷凝器与所述制冷剂介质回路中的热膨胀阀之间的制冷剂介质的温度，且压力传感器被定位为检测所述最后一个冷凝器与所述热膨胀阀之间的制冷剂介质的压力，所述控制器与所述温度传感器和所述压力传感器中的每一者连接。

11.根据权利要求10所述的机器，其中所述控制器被配置为识别指示制冷剂介质的冷凝不足的预定义过冷状态，并且响应地控制所述阀以在识别所述预定义过冷状态时使至少一些进水沿着所述第二流动路径流动。

12.根据权利要求7所述的机器，其中所述过冷制冷剂介质状态是由所述温度传感器指示的实际温度减去对应于由所述压力传感器指示的压力的冷凝器饱和温度的差值。

13.根据权利要求7所述的机器，其中所述阀是比例阀，所述比例阀实现至少一些进水沿着所述第一流动路径和至少一些进水沿着所述第二流动路径的同时流动。

14.根据权利要求7所述的机器，进一步包括：

流控制装置，其用于控制进水流的速率。

15.根据权利要求14所述的机器，其中所述流控制装置是可变流速阀。

16.一种器皿洗涤机器，所述器皿洗涤机器包括：用于接纳器皿的腔室，所述腔室具有至少一个洗涤区；制冷剂介质回路，所述制冷剂介质回路包括至少一个冷凝器；以及废热回收单元，其用于对所述机器的进水进行加热，一种自适应地控制进水流的方法，所述方法包括：

使进水流过所述废热回收单元且然后流过所述冷凝器；

识别所述制冷剂介质回路中的过冷制冷剂介质的冷凝不足状态，并且响应地使进水绕过所述废热回收单元周围流动至所述冷凝器。

17.根据权利要求16所述的方法，其中通过检测过冷制冷剂介质的温度和所述制冷剂介质回路的热膨胀阀上游的过冷制冷剂介质的温度来识别所述冷凝不足状态。

18.根据权利要求17所述的方法，其中通过比较由所述压力传感器指示的实际温度减去对应于由所述压力传感器指示的压力的冷凝器饱和温度的差值来识别所述冷凝不足状态。

19.根据权利要求18所述的方法，其中如果所述差值低于设定阈值，那么识别所述冷凝不足状态。

20.根据权利要求16所述的方法，其中如果在起始所述绕过之后所述冷凝不足状态持续预定时间段，那么增加所述进水的流速。