CN109381144B - 一种热泵式洗碗机及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵式洗碗机及控制方法，包括处理室；所述处理室内设置有喷淋口，所述喷淋口通过洗涤水水路提供的洗涤水喷淋清洗位于所述处理室内的餐具；用于加热所述洗涤水的热泵系统；所述热泵系统包括蒸发器，所述储能装置内盛有储能介质，所述蒸发器与储能介质接触吸收所述储能介质的热量。本发明采用热泵加热系统，降低了加热洗涤水的能耗；并且采用热泵吸收储能装置中的热量，相比普通热泵，取消了风机，噪音更低；针对外界环境温度过低，热泵加热效率下降的情况，还通过直接电加热方式实现快速加热，使洗碗机满足不同情况下的高效加热。

Description

一种热泵式洗碗机及控制方法

技术领域

本发明属于厨房设备领域，具体地说，涉及一种热泵式洗碗机及控制方法。

背景技术

洗碗机是用来自动清洗碗、筷、盘、碟、刀、叉等餐具的设备，按结构可分为箱式和传送式两大类。它为餐厅、宾馆、机关单位食堂的炊事人员减轻了劳动强度，提高了工作效率，并增进清洁卫生。现在，多种小型洗碗机已经上市，正逐渐进入普通家庭。

现有洗碗机都是利用加热管给洗碗机，加热管内置在内胆底部的水槽中，在洗涤时一边利用加热管进行加热，一边用循环泵循环水来给餐具洗涤。但是这种方式消耗功率大，烘干不彻底。

为了解决上述问题，现在也有一些采用其它加热方式的洗碗机，例如申请号为201420465616.1，名称为一种热泵式洗碗机的中国实用新型专利，该实用新型提供了一种热泵式洗碗机，包括内胆、压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，冷凝器紧贴内胆的外壁设置；所述的压缩机的出口连接冷凝器的入口，冷凝器的出口通过节流装置连接蒸发器的入口，蒸发器的出口连接压缩机的入口。该实用新型为节省洗涤时的能源消耗，在洗碗机中嵌入主要由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器组成的热泵系统，采用铜管或铝管作为热泵系统的冷凝器，紧密粘贴或缠绕在内胆外壁设置。该实用新型改变了现有洗碗机采用加热管加热的方式，将热泵系统应用到洗碗机领域，开启了一种全新的加热烘干方式，极大的减少了能源的消耗，且具有更好的用户体验。

但是，上述专利存在以下缺点：上述专利的洗碗机虽然在一定程度上解决了加热管加热功耗大的问题，但是热泵系统工作时会对周边环境温度造成影响，特别是热泵系统为了能够实现蒸发器更好地吸热，常常配备风机，因此在热泵运行中噪音极大。而且当外界环境温度过低时，热泵的工作效率也会大幅度降低，从而影响加热的速度。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种热泵式洗碗机及控制方法，采用热泵加热系统，因为热泵系统的能效比高，所以降低了加热洗涤水的能耗；并且采用热泵吸收储能装置中的热量，相比普通热泵吸收空气中的热能，取消了风机的使用，使热泵运行时噪音更低；同时，针对当外界环境温度过低时，热泵加热效率下降的情况，本发明还通过直接电加热方式实现快速加热，从而使洗碗机满足在不同的环境情况下对洗涤水的高效加热。

为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：

一种热泵式洗碗机，包括处理室；所述处理室内设置有喷淋口，所述喷淋口通过洗涤水水路提供的洗涤水喷淋清洗位于所述处理室内的餐具；用于加热所述洗涤水的热泵系统；所述热泵系统包括蒸发器和储能装置，储能装置内盛有储能介质，所述蒸发器与储能介质接触吸收所述储能介质的热量。

进一步地，所述热泵系统还包括加热装置，所述加热装置位于所述洗涤水水路上，辅助或者独立于热泵系统加热所述洗涤水。

进一步地，所述洗涤水水路包括循环泵，所述循环泵驱动所述洗涤水在洗涤水水路中流动；所述加热装置设置于循环泵的出水口与所述喷淋口之间的洗涤水水路上；

优选地，所述加热装置是由电加热管组成的电加热器。

进一步地，所述热泵系统还包括与所述蒸发器连接以构成热泵工质回路的节流元件、压缩机和冷凝器，所述冷凝器是套管式换热器，所述套管式换热器包括内管和外管，所述内管与洗涤水水路相通，所述外管与热泵工质相通。

进一步地，所述储能装置内具有腔室，所述储能介质设置于腔室内，所述蒸发器放置于所述腔室内，并与储能介质保持接触实现热交换；

优选地，所述储能介质为液体，其凝固点低于所述洗涤水的凝固点；

进一步优选地，所述储能介质是盐水。

一种如上述任一所述的热泵式洗碗机的控制方法，热泵式洗碗机启动加热洗涤，自动或者根据控制指令选择使用所述热泵系统和/或电加热器对洗涤水水路进行加热。

进一步地，所述热泵式洗碗机包括用于检测环境温度的温度检测装置，根据温度检测装置检测的环境温度与储能装置内的储能介质温度的比较结果，自动选择选择使用所述热泵系统和/或电加热器对洗涤水水路进行加热。

进一步地，当环境温度高于洗涤水的凝固点温度时，控制使用热泵系统对洗涤水水路进行加热，或者控制使用热泵系统和电加热器同时对洗涤水水路进行加热。

进一步地，当环境温度高于储能介质的凝固点温度，低于洗涤水的凝固点温度时，控制使用热泵系统和电加热器同时对洗涤水水路进行加热，或单纯使用电加热器对洗涤水水路进行加热。

进一步地，当环境温度低于储能介质的凝固点温度时，控制单纯使用电加热器对洗涤水水路进行加热。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明的一种热泵式洗碗机及控制方法，采用热泵加热系统，因为热泵系统的能效比高，所以降低了加热洗涤水的能耗；并且采用热泵吸收储能装置中的热量，相比普通热泵吸收空气中的热能，取消了风机的使用，使热泵运行时噪音更低。同时，针对当外界环境温度过低时，热泵加热效率下降的情况，本发明还通过直接电加热方式实现快速加热，从而使洗碗机满足在不同的环境情况下对洗涤水的高效加热。

本发明中采用将蒸发器与储能装置中的储能介质充分接触的方式，实现蒸发器的吸热。由于储能装置中所采用的是液体的储能介质，因此可以与蒸发器进行更加均匀的换热，进一步地，在采用盐水作为储能介质的技术方案中，由于盐水与蒸发器的导热速度远远高于空气与蒸发器的导热速度，因此能够大幅度提升热泵加热装置对于洗涤水的加热速度，满足用户快速加热的技术要求。

同时，本发明采用过了直接电加热方式与热泵加热方式相结合的方式实现洗碗机洗涤水的加热。不但弥补了单纯是用热泵加热系统对洗涤加热时加热效率受外界环境影响较大的弊端，同时还为用户提供了更加丰富的加热控制手段。系统根据不同的外界环境条件，进行不同的加热方式的选择，实现了洗碗机洗涤水加热的快速高效，减少了用户使用热水的等待时间，并具有良好的节能效果，提高了用户体验。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明的一种热泵式洗碗机结构示意图。

图中：1、进水阀；2、呼吸器；3、排水泵；4、循环泵；5、节流元件；6、蒸发器；7、储能装置；8、压缩机；9、冷凝器；10、电加热器；11、喷淋口；12、洗涤水水路；13、储能介质。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明公开了一种热泵式洗碗机及控制方法，包括处理室；所述处理室内设置有喷淋口11，所述喷淋口11通过洗涤水水路12提供的洗涤水喷淋清洗位于所述处理室内的餐具；用于加热所述洗涤水的热泵系统；所述热泵系统包括蒸发器6和储能装置7，所述储能装置7内盛有储能介质13，所述蒸发器6与储能介质13接触吸收所述储能介质13的热量。本发明采用热泵加热系统，降低了加热洗涤水的能耗；并且采用热泵吸收储能装置中的热量，相比普通热泵，取消了风机，噪音更低；针对外界环境温度过低，热泵加热效率下降的情况，还通过直接电加热方式实现快速加热，使洗碗机满足不同情况下的高效加热。

实施例1

如图1所示，本实施例中揭示了一种热泵式洗碗机，包括处理室；所述处理室内设置有喷淋口11，所述喷淋口11通过洗涤水水路12提供的洗涤水喷淋清洗位于所述处理室内的餐具。所述的洗涤水水路12连接有进水阀1，呼吸器2、排水泵3、循环泵4和喷淋口11。洗涤水通过所述进水阀1进入洗涤水水路12中，流入到装有餐具的处理室中，通过循环泵4将洗涤水在洗涤水水路12中循环流动，并通过喷淋口11喷淋到餐具上对餐具进行清洗，清洗完毕后通过排水泵3将脏水排出，呼吸器2用于洗涤水水路12的防虹吸。

本发明为了提高洗碗机的清洁效果，对洗涤水通过加热系统进行加热。所述的加热系统包括热泵系统。如图1所示，该热泵系统包括彼此连接的构成热泵工质回路：节流元件5、蒸发器6、压缩机8、冷凝器9。热泵系统的工作原理是通过热泵工质的气液状态的转化实现能量的传递，具体来说压缩机8排出的高压制冷剂蒸汽，流入冷凝器9，制冷剂蒸汽冷凝放出潜热，冷凝后的液态制冷剂，流过节流元件5进入蒸发器6，蒸发器6吸收外界热量而蒸发，蒸发后的蒸汽被压缩机吸入，完成制热循环。

本发明就是利用冷凝器9所释放出的潜热对洗涤水进行加热。本发明的冷凝器9是套管式换热器，所述套管式换热器包括内管和外管，所述内管与洗涤水水路12相通，所述外管与热泵工质相通。当洗涤水流过所述套管式换热器的内管时，冷凝器9的管中的热泵工质施放潜热，加热内管中的洗涤水。洗涤水水路12上的循环泵4，驱动洗涤水在洗涤水水路12中流动，从而实现了洗碗机内洗涤水的加热。

为了减少热泵运行时的噪音，和提高热泵的换热速度，本发明的热泵系统还包括储能装置7，所述储能装置7内盛有储能介质13，所述蒸发器6与储能介质13接触吸收所述储能介质13的热量。本发明中蒸发器6直接吸收的是储能介质13的热量，储能介质13再与外界环境进行热量交换，吸收外界环境的热量。

如图1所示，本发明的储能装置7内具有腔室，所述储能介质13设置于腔室内，所述蒸发器6放置于所述腔室内，并与储能介质13保持接触实现热交换。为了提高蒸发器6的换热效率，所述储能介质13为液体，其凝固点低于所述洗涤水的凝固点，保证在较低的温度条件下蒸发器仍然能从液态的储能介质13中吸收热量，使热泵正常运转。进一步优选地，本实施例中所述储能介质13选用的是盐水，这是因为盐水的凝固点要远低于水的凝固点，同时取材容易，不会造成环境污染。

本发明中所述热泵系统还包括加热装置，所述加热装置位于所述洗涤水水路12上，辅助或者独立于热泵系统加热所述洗涤水。

本实施例中，所述加热装置是由电加热管组成的电加热器10。电加热器10位于循环泵4的出水口与所述喷淋口11之间的洗涤水水路上。该电加热器10可以与热泵系统配合，共同为洗涤水水路12内的洗涤水进行加热。

该电加热器10也可以单独为洗涤水加热，特别是在当外界环境温度低于储能介质13的凝固点，储能介质13被冻结而造成热泵系统无法正常工作时，则启用电加热器10来加热洗涤水水路12中的洗涤水，实现洗涤水加热的目的。

本实施例中的电加热器10的位置可以位于洗涤水水路外侧，通过对洗涤水水路加热的方式间接加热洗涤水，也可以通过直接加热洗涤水的方式对洗涤水进行加热。

在其他的实施例中，电加热器10还可以是诸如使用燃气加热等其他手段的加热装置，其部署和控制方法与本实施例相同，这里不再赘述。

实施例2

本实施例揭示了采用上述任一所述的热泵式洗碗机的控制方法，热泵式洗碗机启动加热洗涤，自动选择使用所述热泵系统和/或电加热器对洗涤水水路进行加热。

为了实现自动控制的该热泵式洗碗机自动选择加热系统的技术方案，所述热泵式洗碗机包括用于检测环境温度的温度检测装置。热泵式洗碗机根据温度检测装置检测的环境温度与储能装置内的储能介质温度的比较结果，自动选择选择使用所述热泵系统和/或电加热器对洗涤水水路进行加热。

具体来说，从上述实施例可知，在本发明中储能介质的凝固点温度，要低于所述洗涤水的凝固点温度。当环境温度高于洗涤水的凝固点温度时，此时的储能介质和洗涤水都是液态，热泵能够正常的工作，通过蒸发器从储能装置中的储能介质中吸收热量，并通过冷凝器加热洗涤水。这种热泵加热的方式热换能效率较高，是一种优先使用的加热方案，因此，此时洗碗机的控制装置自动采用热泵系统来对洗涤水进行加热。

当然，为了能够加速洗涤水的温度提升，此时也可以同时开启电加热器，让热泵系统和电加热器同时对洗涤水水路进行加热，从而快速提升洗涤水的温度。

本实施例中，当环境温度高于储能介质的凝固点温度，低于洗涤水的凝固点温度时，此时由于外界的温度已经很低，此时的热泵虽然能够工作，但是工作效率已经显著降低，洗涤水随时都有凝固的可能，因此此时采用控制使用热泵系统和电加热器同时对洗涤水水路进行加热的方法来对洗涤水进行加扰，或单纯使用电加热器对洗涤水水路进行加热。

进一步地，当环境温度进一步下降，并且低于储能介质的凝固点温度时，此时由于储能介质和洗涤水都已经凝固，热泵系统无法正常工作，此时洗碗机采用控制单纯使用电加热器对洗涤水水路进行加热的方法，来满足洗碗机洗涤水加热的要求。

本实施例中的洗碗机根据环境温度的变化，自动选择不同的洗涤水加热模式，来提高洗碗机加热的效率。

实施例3

本实施例与实施例2的区别在于，本实施例中的不同加热模式是根据控制指令实现的。本实施例中，对于洗碗机的加热控制程序来说具有三种不同的加热模式，分别为：热泵加热模式，电加热模式，速热模式。

所述的热泵加热模式就是单纯使用热泵加热系统对洗涤水进行加热；所述的电加热模式就是单纯使用电加热器对洗涤水进行加热；所述的速热模式就是同时启用上述的热泵加热系统和电加热器对洗涤水进行加热。用户通过自己的选择来分别选用上述三种不同的加热模式来对洗碗机内的洗涤水进行加热。

当然为了保证本实施例中的系统安全还进一步设置了告警装置。当外界环境不满足热泵启动要求时，则通过该告警装置提醒用户当前的环境状态，方便用户对具体的加热模式进行选择。

实施例4

本实施例是对上述实施例中电加热器的补充。

本实施例中的电加热器并不单纯加热洗涤水，而是在加热洗涤水的同时还对储能介质进行加热，使储能介质的温度升高。

本实施例充分利用电加热器多余的热量，用电加热器来加热储能介质的方法，提高热泵系统中蒸发器和储能介质之间的温差，从而提高蒸发器吸热的工作效率，使洗涤水的加热在电加热和热泵系统加热的调整中达到最佳的平衡。

实施例5

本实施例是对实施例4的补充。

在本实施例中，洗碗机内部设置有控制器，在储能介质中、洗涤水中和外部环境中分别放置有温度检测装置，所述温度检测装置都与控制器电连接，控制器接收所述温度检测装置检测到的温度信息。

电加热装置包括设置在储能装置上，用于加热储能介质的第一电加热装置；和设置在洗涤水水路上，用于加热洗涤水的第二电加热装置。所述第一电加热装置和第二电加热装置可以通过所述控制器进行调节。

所述控制器根据第一电加热装置所耗费的电量、热泵系统运转所耗费电量、第二电加热装置所耗费电量的相互关系，以及上述温度检测装置所检测到的温度信息，控制调节第一电加热装置和第二电加热装置的功率。从而综合协调热泵加热系统和电加热器两者的相互关系，不但能够满足洗涤水快速加热，还能满足在不同的外界环境温度条件下电量的合理分配，实现高效节能的目的。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种热泵式洗碗机，包括处理室；所述处理室内设置有喷淋口，所述喷淋口通过洗涤水水路提供的洗涤水喷淋清洗位于所述处理室内的餐具；用于加热所述洗涤水的热泵系统；其特征在于，所述热泵系统包括，

蒸发器和储能装置以及加热装置，储能装置内盛有储能介质，所述蒸发器与储能介质接触吸收所述储能介质的热量；

所述加热装置是由电加热管组成的电加热器，所述电加热器在加热洗涤水的同时还对储能介质进行加热，使储能介质的温度升高；

洗碗机内部设置有控制器，在储能介质中、洗涤水中和外部环境中分别放置有温度检测装置，所述温度检测装置都与控制器电连接，控制器接收所述温度检测装置检测到的温度信息；

电加热器包括设置在储能装置上，用于加热储能介质的第一电加热装置；和设置在洗涤水水路上，用于加热洗涤水的第二电加热装置；

所述控制器根据第一电加热装置所耗费的电量、热泵系统运转所耗费电量、第二电加热装置所耗费电量的相互关系，以及温度检测装置所检测到的温度信息，控制调节第一电加热装置和第二电加热装置的功率。

2.根据权利要求1所述的热泵式洗碗机，其特征在于，所述加热装置位于所述洗涤水水路上，辅助或者独立于热泵系统加热所述洗涤水。

3.根据权利要求2所述的热泵式洗碗机，其特征在于，所述洗涤水水路包括循环泵，所述循环泵驱动所述洗涤水在洗涤水水路中流动；所述加热装置设置于循环泵的出水口与所述喷淋口之间的洗涤水水路上。

4.根据权利要求3所述的热泵式洗碗机，其特征在于，所述热泵系统还包括与所述蒸发器连接以构成热泵工质回路的节流元件、压缩机和冷凝器，所述冷凝器是套管式换热器，所述套管式换热器包括内管和外管，所述内管与洗涤水水路相通，所述外管与热泵工质相通。

5.根据权利要求1所述的热泵式洗碗机，其特征在于，所述储能装置内具有腔室，所述储能介质设置于腔室内，所述蒸发器放置于所述腔室内，并与储能介质保持接触实现热交换。

6.一种如权利要求1至5任一所述的热泵式洗碗机的控制方法，其特征在于，热泵式洗碗机启动加热洗涤，自动或者根据控制指令选择使用所述热泵系统和/或电加热器对洗涤水水路进行加热。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述热泵式洗碗机包括用于检测环境温度的温度检测装置，根据温度检测装置检测的环境温度与储能装置内的储能介质温度的比较结果，自动选择使用所述热泵系统和/或电加热器对洗涤水水路进行加热。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，当环境温度高于洗涤水的凝固点温度时，控制使用热泵系统对洗涤水水路进行加热，或者控制使用热泵系统和电加热器同时对洗涤水水路进行加热。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，当环境温度高于储能介质的凝固点温度，低于洗涤水的凝固点温度时，控制使用热泵系统和电加热器同时对洗涤水水路进行加热，或单纯使用电加热器对洗涤水水路进行加热。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，当环境温度低于储能介质的凝固点温度时，控制单纯使用电加热器对洗涤水水路进行加热。

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