CN110063580A - 一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及食品保温设备的技术领域，尤指一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统及其工作方法，保温餐车系统包括：餐车本体、热泵循环系统、控制系统和通风系统；热泵循环系统包括通过管路依次相连的压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器，压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器构成相互连通的循环回路，本发明利用空气源热泵循环系统保温饭菜，同时也为工作人员提供良好的工作环境，保温餐车系统同时具备保温以及降温除湿的功能，本发明与传统的保温台相比，使用过程更安全可靠，运行费用低，使用寿命长，能够连续对饭菜进行保温，通过控制系统控制保温温度，利用保温工质的比热容大的特点缩小温度波动，可以保证饭菜的可口度。

Description

一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及食品保温设备的技术领域，尤指一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统及其工作方法。

背景技术

目前，饭堂、快餐车所采用饭菜保温措施是通过在保温台加热水保温或者燃气加热，也有在饭菜保温台添加电加热器，直接通过电加热保温，另外，对于厨房的高温环境，需要风扇或者空调为食堂工作人员进行通风降温，饭菜保温和厨房降温两个过程均消耗了大量的能源；因此，如何合理利用能源是解决问题的关键，加热水保温措施保温时间不长、保温效果不佳，热水的更换也给食堂工作人员带来不便，另外一种电加热保温措施需要消耗大量的电能，能量损耗大，加热效率低，过高的温度也影响饭菜口感，电加热元件是与保温台内的水直接接触，容易造成安全事故，高温的厨房还需要风扇或者空调工作来维持舒适的工作环境；因此，两种保温措施不仅需要消耗大量的能量，而且保温效果一般，不符合现有技术要求的节能和高效利用。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在公开一种食品保温设备的技术领域，尤指一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统及其工作方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统，所述保温餐车系统包括：餐车本体、热泵循环系统、控制系统和通风系统；

所述餐车本体包括箱体、LED显示牌、保温台、食物保温盆，箱体内部形成腔体，箱体顶部设有下凹的水槽，且箱体与水槽为一体成型结构，所述保温台为与水槽形状相配合的板式结构，保温台设置在水槽上方，保温台上间隔开设有多个相同规格的开口，以放置食物保温盆，保温台上的相邻每两个开口连接处设置有门式支撑脚，门式支撑脚内装有永磁体；

LED显示牌包括扁长状的长方体底座以及卡扣安装在长方体底座上端面的显示屏，其中长方体底座上端面开设有卡位口，显示屏底部设置有定位扣，显示屏通过定位扣卡扣安装在长方体底座的卡位口上，所述长方体底座底部设有薄片磁铁，薄片磁铁与永磁体通过磁吸力连接，使得LED显示牌与保温台连接；

所述热泵循环系统包括通过管路依次相连的压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器，所述压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器构成相互连通的循环回路，所述冷凝器固定安装在水槽内，所述压缩机、电子膨胀阀和蒸发器均设置在腔体内；

所述控制系统包括电性连接的控制面板、信息采集器，所述控制面板设置有温度控制组件和热泵控制组件；所述温度控制组件包括温度调节器，所述热泵控制组件包括控制热泵循环系统的控制开关；信息采集器用于采集和记录保温餐车系统中各设备的运行过程中水温的变化情况、各设备的用电情况，所采集的数据可为用户优化运行和运行维护保养提供依据；

所述通风系统包括进风口、排风口、送风通道和风机，所述送风通道设置在腔体内，并通过进风口与外部环境相连通，所述进风口开设在箱体一侧侧壁上，所述送风通道靠近进风口的一侧安装风机，所述排风口开设在送风通道远离进风口的一侧。

优选地，所述水槽为上端开口的中空长方体结构，水槽底面设置为倾斜面，水槽外壁设置有保温层。

优选地，所述食物保温盆上设置有保温盖。

优选地，所述水槽内壁设置有温度传感器和水位传感器均与控制面板电连接。

优选地，所述水槽的上部连接有进水管，所述进水管延伸至餐车主体的外侧边，所述进水管的进水端连接进水阀；所述水槽的底部连接有排水管，所述排水管延伸至餐车本体的外侧边，所述排水管出水端连接出水阀。

优选地，所述进风口处设置有通风栅格，所述排风口处设置有网状部和调节风向的百叶机构，所述百叶机构包括至少一组活动百叶和穿设在活动百叶两端或中部的联动件，所述活动百叶两端铰接在网状部上。

优选地，所述餐车本体还包括设置在箱体侧面的检修门，所述检修门设置在箱体远离进风口的一侧侧壁上，所述检修门与箱体铰接，所述检修门上设置有门锁和门把手。

优选地，所述餐车本体还包括安装在箱体底部的万向轮，所述万向轮设置有锁定机构。

优选地，所述冷凝器包括冷凝器本体和设置在冷凝器本体内的螺线管，所述螺线管上设置有散热片。

一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括以下步骤：

S1、打开进水阀，添加冷却介质到水槽中；

S2、通过温度调节器设定温度；

S3、通过热泵控制组件启动热泵循环系统，工质气体进入压缩机，被压缩成高温高压气体；

S4、高温高压气体通过管路进入冷凝器中，冷凝器与水槽内的冷却介质直接接触，高温高压气体通过冷凝器与水槽中的冷却介质进行热交换，从而提高冷却介质的温度，水槽中的冷却介质吸热形成高温介质；

S5、高温高压气体通过冷凝器进行热交换后，冷却成低温工质；

S6、低温工质从冷凝器出口排出，经过电子膨胀阀节流降压后进入蒸发器；

S7、低温工质通过蒸发器与腔体内的空气进行热交换，从而使腔体内的空气温度降低；

S8、被降温的腔体内的空气通过通风系统与外部环境的空气进行强制对流换热，使得外部环境温度降低；

S9、低温工质经蒸发器与腔体内的空气进行热交换后得到升温；

S10、低温工质升温后重新进入压缩机，形成循环回路，不断地将外部环境空气中的热量转移到水槽中，在循环过程中也会不断地降低外部环境的空气温度，达到降低工作环境温度的目的。

本发明的有益效果体现在：本发明设计了一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统，利用空气源热泵循环系统保温饭菜的同时，也为工作人员提供良好的工作环境，保温餐车系统吸收空气中的热量，提高了产热量，降低了环境的温度，为食堂工作人员提供良好的工作环境，此外，可降温除湿，当环境的温度下降时，空气中的相对湿度降低，因此可以达到除湿的效果，该系统是通过介质换热，用电器与水没有直接接触，可避免了电加热水器漏电产生的危险，本发明装置是可移动的，能够解决食堂工作人员在清洗装置和食堂工作环境时带来的不便，保温台工作完成后，剩余的热水还可以应用于食堂的其它方面，实现能源多级利用，与传统的保温台相比本发明使用过程安全可靠。

附图说明

图1是本发明保温餐车系统的结构简图。

图2是本发明保温餐车系统冷凝器的结构简图。

图3是本发明保温餐车系统百叶机构的结构简图。

图4是本发明保温餐车系统LED显示牌的结构简图。

图5是本发明保温餐车系统水槽的俯视图。

附图标注说明：

1-压缩机，2-冷凝器，3-水槽，4-电子膨胀阀，5-蒸发器，6-进风口，7-风机，8-排风口，9-进水阀，10-出水阀，11-检修门，12-万向轮，13-保温层，14-餐车本体，15-箱体，16-腔体，17-送风通道，18-进水管，19-排水管，20-温度传感器，21-水位传感器，22-网状部，23-百叶机构，24-活动百叶，25-联动件，26-控制面板，27-保温台，28-LED显示牌，29-薄片磁铁，30-永磁体，31-门式支撑脚。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：

本发明提出一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统，保温餐车系统包括：餐车本体14、热泵循环系统、控制系统和通风系统；

餐车本体14包括箱体15、LED显示牌28、保温台27、食物保温盆，箱体内部形成腔体，箱体顶部设有下凹的水槽3，且箱体15与水槽3为一体成型结构，保温台27为与水槽3形状相配合的板式结构，保温台27设置在水槽3上方，保温台27上间隔开设有多个相同规格的开口，以放置食物保温盆，优选地，食物保温盆上设置有保温盖；保温台27上的相邻每两个开口连接处设置有门式支撑脚31，门式支撑脚31内装有永磁体30；

LED显示牌28包括扁长状的长方体底座以及卡扣安装在长方体底座上端面的显示屏，其中长方体底座上端面开设有卡位口，显示屏底部设置有定位扣，显示屏通过定位扣卡扣安装在长方体底座的卡位口上，长方体底座底部设有薄片磁铁29，薄片磁铁29与永磁体30通过磁吸力连接，使得LED显示牌28与保温台27连接，且方便拆换，LED显示牌28可展示菜品信息，展示内容包括但不限于序号、菜品名称及价格；

热泵循环系统包括通过管路依次相连的压缩机1、冷凝器2、电子膨胀阀4和蒸发器5，压缩机1、冷凝器2、电子膨胀阀4和蒸发器5构成相互连通的循环回路，具体地，冷凝器2包括冷凝器2本体和设置在冷凝器2本体内的螺线管，螺线管上设置有散热片，散热片热传导性能优异，能加大散热面积，以加速散热，提高换热效率；冷凝器2固定安装在水槽3内，冷凝器2与水槽3内的冷却介质直接接触，可以减少热水在管道输送过程中的热损失，提高保温效率，压缩机1、电子膨胀阀4和蒸发器5均设置在腔体16内，工质气体进入压缩机1，被压缩成高温高压气体，高温高压气体通过管路进入冷凝器2中，高温高压气体通过冷凝器2与水槽3中的冷却介质进行热交换，从而提高冷却介质的温度，在本实施例中，工质气体可以为外部环境的空气源，也可以为压缩机1内的冷媒，冷却介质优选为水，冷却介质不限于水，冷却介质也可为其他液体，高温高压气体通过冷凝器2进行热交换后，冷却成低温工质，低温工质从冷凝器2出口排出，经过电子膨胀阀4节流降压后进入蒸发器5，低温工质通过蒸发器5与腔体16内的空气进行热交换，从而使腔体16内的空气温度降低，被降温的腔体16内的空气通过通风系统与外部环境的空气进行强制对流换热，使得外部环境温度降低，为食堂工作人员提供了良好的工作环境，当环境的温度下降时，空气中的相对湿度降低，因此，本保温餐车系统还能达到降温除湿的效果；

通风系统包括进风口6、排风口8、送风通道17和风机7，送风通道17设置在腔体16内，并通过进风口6与外部环境相连通，进风口6开设在箱体15一侧侧壁上，送风通道17靠近进风口6的一侧安装风机7，排风口8开设在送风通道17远离进风口6的一侧，进风口6处设置有通风栅格，排风口8处设置有网状部22和调节风向的百叶机构23，百叶机构23包括至少一组活动百叶24和穿设在活动百叶24两端或中部的联动件25，活动百叶24两端铰接在网状部22上；

控制系统包括电性连接的控制面板26、信息采集器，本实施例中，控制面板26上设置有显示屏，可显示温度，控制面板26还设置有温度控制组件和热泵控制组件；温度控制组件包括温度调节旋钮和指示灯，热泵控制组件包括控制热泵循环系统的控制开关和风机控制器；进一步地，水槽3内壁设置有温度传感器20和水位传感器21均与控制面板26电连接，通过控制面板26上的温度调节旋钮设定餐车保温的水温，启动热泵循环系统进行加热，温度传感器20将水温信息反馈到温度控制组件，当水温达到设定值时，热泵循环系统停止工作，当水温低于设定值时，热泵循环系统继续工作，因水受热易蒸发，水位传感器21随时监控水位情况，并将水位情况反馈到控制面板26，工作人员可以通过控制面板26随时查看水位情况，在水位过低时能及时添加水，避免餐车因缺水导致损坏；风机7在热泵循环系统停止工作时，仍然可通过控制面板开启或关闭，为工作人员送风；信息采集器使用物联网无线传感器网络对保温台多种内外因素进行数据采集，采用无线通信，操作简单，同时具有网络记忆功能，断电重启无需重新组网，数据自动上传至云服务器，云服务器能够为用户提供实时和历史数据，根据采集的数据，用户可分析用能情况和设备使用情况，优化设备的运行，可根据数据预测故障；信息采集器记录多种信息，包括保温餐车系统的使用时长、保温水温度变化情况、环境温度、出风口温度、出风口风速等信息，所采集的数据可为用户优化运行和运行维护保养提供依据；

本实施例中，水槽3为上端开口的中空长方体结构，优选地，水槽3底面设置为倾斜面，水槽3底面设置为倾斜面有利于工作结束后排出剩余液体，水槽3外壁设置有保温层13，能有效维持水槽3中的温度，减少能耗；进一步地，水槽3的上部连接有进水管18，进水管18延伸至餐车主体的外侧边，进水管18的进水端连接进水阀9，进水阀可连接给水装置，如水龙头等，进行液体添加；水槽3的底部连接有排水管19，排水管19延伸至餐车本体14的外侧边，排水管19出水端连接出水阀10，出水阀下方可接接水装置，如水盆、水桶等，以便对热水进行回收利用；

本实施例中，餐车本体14还包括设置在箱体15侧面的检修门11，检修门11设置在箱体15远离进风口6的一侧侧壁上，检修门11与箱体15铰接，检修门11上设置有门锁和门把手；为了使本实施例的保温餐车方便运输，同时方便食堂工作人员清洗装置和方便地面的清洁，餐车本体14还包括安装在箱体15底部的万向轮12，方便移动，万向轮12设置有锁定机构，当需要固定餐车时打开锁定机构；

热泵循环系统所得到的热量包括从环境中吸收的热量和压缩机1做功产生的热量，也就是说，在消耗相同电能的情况下，系统可以吸收相当于四倍电能左右的热能，生产相同热量的热水，空气源热泵循环系统用电量是普通电热保温台27四分之一，本发明保温餐车系统与传统的保温台27相比，使用过程更安全可靠，没有排出污染物，运行费用低，使用寿命长，能够吸收空气中的热量，连续对饭菜进行保温，通过控制系统使保温的温度不超过70℃，可以很好地保证饭菜的可口度，由于该系统是通过介质换热，用电器与水没有直接接触，可避免了电加热水器漏电产生的危险，保温台27工作完成后，剩余的热水还可以应用于食堂的其它方面，例如清洁餐车、清洁地面等，热水的除污能力更强，有利于减少洗涤剂的使用，进一步保护环境，实现能源的多级利用；

一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统的工作方法，其特征在于，工作方法包括以下步骤：

S1、打开进水阀9，添加冷却介质到水槽3中；

S2、通过温度调节器设定温度；

S3、通过热泵控制组件启动热泵循环系统，工质气体进入压缩机1，被压缩成高温高压气体；

S4、高温高压气体通过管路进入冷凝器2中，冷凝器2与水槽3内的冷却介质直接接触，高温高压气体通过冷凝器2与水槽3中的冷却介质进行热交换，从而提高冷却介质的温度，水槽3中的冷却介质吸热形成高温介质；

S5、高温高压气体通过冷凝器2进行热交换后，冷却成低温工质；

S6、低温工质从冷凝器2出口排出，经过电子膨胀阀4节流降压后进入蒸发器5；

S7、低温工质通过蒸发器5与腔体16内的空气进行热交换，从而使腔体16内的空气温度降低；

S8、被降温的腔体16内的空气通过通风系统与外部环境的空气进行强制对流换热，使得外部环境温度降低；

S9、低温工质经蒸发器5与腔体16内的空气进行热交换后得到升温；

S10、低温工质升温后重新进入压缩机1，形成循环回路，不断地将外部环境空气中的热量转移到水槽3中，在循环过程中也会不断地降低外部环境的空气温度，达到降低工作环境温度的目的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统，其特征在于，所述保温餐车系统包括：餐车本体、热泵循环系统、控制系统和通风系统；

所述餐车本体包括箱体、LED显示牌、保温台、食物保温盆，箱体内部形成腔体，箱体顶部设有下凹的水槽，且箱体与水槽为一体成型结构，所述保温台为与水槽形状相配合的板式结构，保温台设置在水槽上方，保温台上间隔开设有多个相同规格的开口，以放置食物保温盆，保温台上相邻每两个开口连接处设置有门式支撑脚，门式支撑脚内装有永磁体；

LED显示牌包括扁长状的长方体底座以及卡扣安装在长方体底座上端面的显示屏，其中长方体底座上端面开设有卡位口，显示屏底部设置有定位扣，显示屏通过定位扣卡扣安装在长方体底座的卡位口上，所述长方体底座底部设有薄片磁铁，薄片磁铁与永磁体通过磁吸力连接，使得LED显示牌与保温台连接；

所述热泵循环系统包括通过管路依次相连的压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器，所述压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器构成相互连通的循环回路，所述冷凝器固定安装在水槽内，所述压缩机、电子膨胀阀和蒸发器均设置在腔体内；

所述控制系统包括电性连接的控制面板、信息采集器，所述控制面板设置有温度控制组件和热泵控制组件；所述温度控制组件包括温度调节器，所述热泵控制组件包括控制热泵循环系统的控制开关；信息采集器用于采集和记录保温餐车系统中各设备运行过程中水温的变化情况、各设备的用电情况，所采集的数据可为用户优化运行和运行维护保养提供依据；

所述通风系统包括进风口、排风口、送风通道和风机，所述送风通道设置在腔体内，并通过进风口与外部环境相连通，所述进风口开设在箱体一侧侧壁上，所述送风通道靠近进风口的一侧安装风机，所述排风口开设在送风通道远离进风口的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统，其特征在于，所述水槽为上端开口的中空长方体结构，水槽底面设置为倾斜面，水槽外壁设置有保温层。

3.根据权利要求1所述的一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统，其特征在于，所述食物保温盆上设置有保温盖。

4.根据权利要求2所述的一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统，其特征在于，所述水槽内壁设置有温度传感器和水位传感器均与控制面板电连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统，其特征在于，所述水槽的上部连接有进水管，所述进水管延伸至餐车主体的外侧边，所述进水管的进水端连接进水阀；所述水槽的底部连接有排水管，所述排水管延伸至餐车本体的外侧边，所述排水管出水端连接出水阀。

6.根据权利要求1所述的一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统，其特征在于，所述进风口处设置有通风栅格，所述排风口处设置有网状部和调节风向的百叶机构，所述百叶机构包括至少一组活动百叶和穿设在活动百叶两端或中部的联动件，所述活动百叶两端铰接在网状部上。

7.根据权利要求1所述的一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统，其特征在于，所述餐车本体还包括设置在箱体侧面的检修门，所述检修门设置在箱体远离进风口的一侧侧壁上，所述检修门与箱体铰接，所述检修门上设置有门锁和门把手。

8.根据权利要求7所述的一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统，其特征在于，所述餐车本体还包括安装在箱体底部的万向轮，所述万向轮设置有锁定机构。

9.根据权利要求1所述的一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统，其特征在于，所述冷凝器包括冷凝器本体和设置在冷凝器本体内的螺线管，所述螺线管上设置有散热片。

10.根据权利要求1～9任一项所述的一种基于热泵技术的饭菜保温餐车系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括以下步骤：

S1、打开进水阀，添加冷却介质到水槽中；

S2、通过温度调节器设定温度；

S3、通过热泵控制组件启动热泵循环系统，工质气体进入压缩机，被压缩成高温高压气体；

S4、高温高压气体通过管路进入冷凝器中，冷凝器与水槽内的冷却介质直接接触，高温高压气体通过冷凝器与水槽中的冷却介质进行热交换，从而提高冷却介质的温度，水槽中的冷却介质吸热形成高温介质；

S5、高温高压气体通过冷凝器进行热交换后，冷却成低温工质；

S6、低温工质从冷凝器出口排出，经过电子膨胀阀节流降压后进入蒸发器；

S7、低温工质通过蒸发器与腔体内的空气进行热交换，从而使腔体内的空气温度降低；

S8、被降温的腔体内的空气通过通风系统与外部环境的空气进行强制对流换热，使得外部环境温度降低；

S9、低温工质经蒸发器与腔体内的空气进行热交换后得到升温；

S10、低温工质升温后重新进入压缩机，形成循环回路，不断地将外部环境空气中的热量转移到水槽中，在循环过程中也会不断地降低外部环境的空气温度，达到降低工作环境温度的目的。