一种热泵式洗碗机及其控制方法与流程

本发明属于洗碗设备技术领域，具体地，涉及一种热泵式洗碗机及其控制方法。

背景技术：

洗碗机是利用喷嘴喷射高压洗涤水对餐具进行清洗的装置，洗碗机一般包括形成清洗室的洗碗机机体，在机体的前方具有餐具投入口，在餐具投入口处设置门体，在清洗室内设置有餐具搁置架等。

为了提高餐具的洗涤效果，一般会利用温度较高的洗涤水清洗餐具，现有洗碗机加热洗涤水的方式主要有两种，一种是利用加热管给洗涤水加热，一种是采用热泵系统提供高温洗涤水，该热泵系统有利于减少了能源的消耗，且具有更好的用户体验。

在具有热泵系统的洗碗机，热泵系统主要由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器组成，热量通过蒸发器从环境中吸取热量，并且吸取的热量用于加热洗涤水或加热干燥空气。蒸发器的表面比周围环境的温度低，以便能够从周围环境中吸收热量，提高热量梯度，从而使热量能够从环境传递到蒸发器内的制冷剂。制冷剂吸收的热量随着热量梯度的增加而增加。由于在家庭条件下环境空气温度在20至25摄氏度的范围内，因此通过蒸发器从环境中吸收的热量受到限制，这也限制了热泵效率以及洗碗机的循环持续时间。

由于热泵系统的蒸发器需要不断的从周围环境中吸收热量，因此，蒸发器上会凝聚冷凝水，而冷凝水被收集在设置在蒸发器底部的收集容器内。收集容器内的冷凝水多是通过泵排出，该方式成本较高，冷凝水的排出不便，增加了结构的复杂性。同时，由于周围空气中的湿气在蒸发器上冷凝，在一定程度上降低了蒸发器的传热能力，进而也极大地影响了热泵系统的热效率。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是，提供一种可大幅提升热效率，且结构简单，成本低的热泵式洗碗机，同时提供一种该热泵式洗碗机的控制方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种热泵式洗碗机，采用热泵系统加热洗涤水，所述的热泵系统包括蒸发器和设置在蒸发器底部用于收集蒸发器的冷凝水的收集容器，还包括用于使蒸发器周围环境温度升高的加热模块。

进一步，所述加热模块为安装在收集容器内部的吸水放热介质，所述吸水放热介质与冷凝水接触放热，热量被引导至蒸发器周围。

进一步，所述吸水放热介质为沸石。

进一步，所述收集容器通过水路与用于存储洗涤水的水槽连接，将加热后的冷凝水输送至水槽内。

进一步，在所述收集容器内安装有加热装置，用于在吸水放热介质达到吸水饱和状态时，加热收集容器内的未吸收的冷凝水和加热吸水放热介质使吸水放热介质再生。

进一步，所述收集容器通过干燥管路与洗涤腔连通，用于将吸水放热的热量输送至洗涤腔内。

进一步，在所述收集容器与蒸发器之间设置有引导流道，所述蒸发器的冷凝水通过引导流道进入收集容器内，所述干燥管路与引导流道连通，在所述引导流道内安装风机。

进一步，在所述干燥管路与引导流道的连接口处设置有用于选择性地打开或关闭所述干燥管路的挡板。

进一步，所述引导流道由上方的直筒部分和下方的喇叭口部分组成，所述直筒部分正对安装在蒸发器的下方，所述喇叭口部分的底表面全覆盖所述收集容器的上表面。

本发明的另一个技术方案是：

一种热泵式洗碗机的控制方法，包括如下步骤：

s1、洗碗机启动，热泵系统开始工作，蒸发器上的冷凝水进入收集容器内，利用收集容器内的吸水放热介质吸收冷凝水并释放热量，热量被引导至蒸发器周围以加热蒸发器周围环境；

s2、控制收集容器内的冷凝水通过水路进入水槽内，辅助加热水槽内的洗涤水；

s3、洗涤结束后，将吸水放热材料释放的热量引导至洗涤腔内用以干燥餐具。

综上内容，本发明所述的一种热泵式洗碗机及其控制方法，与现有技术相比，具有如下优点：

(1)本发明通过加热模块将蒸发器周围环境中的空气温度升度，使蒸发器能够更快地从环境中吸收更多的热量，可大幅提升热泵系统的热效率。

(2)本发明通过在收集容器中加入吸水放热介质，使冷凝水与收集容器中的吸水放热介质接触放热，并将热量释放到蒸发器周围的环境中，不但整体结构简单，而且成本较低。

附图说明

图1是本发明洗碗机系统结构示意图。

如图1所示，壳体1，洗涤腔2，喷淋装置3，餐具架4，热泵系统5，水槽6，压缩机7，蒸发器8，冷凝器9，节流元件10，水路11，循环水泵12，收集容器13，吸水放热介质14，引导流道15，直筒部分15a，喇叭口部分15b，风机16，水路17，水泵18，干燥管路19，干燥室20，挡板21。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例一：

如图1所示，本实施例中提供的一种热泵式洗碗机，采用热泵系统加热洗涤水，洗碗机包括壳体1、洗涤腔2、喷淋装置3、餐具架4及热泵系统5，喷淋装置3和餐具架4安装在洗涤腔2内，壳体1的前部设置有用于打开或关闭洗涤腔2的机门(图中未示出)，待清洗的餐具放置餐具架4上，在该洗涤腔中进行洗涤和漂洗过程。在洗涤腔2的底部安装水槽6，在洗涤时，自来水通过进水阀经软化器软化后进入水槽6内，水槽6内的洗涤水再通过热泵系统5加热后进入喷淋装置3，由喷淋装置3喷出清洗餐具架4上的餐具。

热泵系统5包括压缩机7、蒸发器8、冷凝器9及节流元件10，制冷剂在由压缩机7、冷凝器9、节流元件10及蒸发器8组成的循环管路中流动，水槽6与冷凝器9之间通过水路11连通，水路11上安装循环水泵12。压缩机7出来的高温高压制冷剂进入冷凝器9，在冷凝器9内释放热量，冷凝后的冷凝介质经过节流元件10节流，形成低温低压的制冷剂，低温低压的制冷剂进入蒸发器8内后，从周围环境中吸收热量，制冷剂蒸发，蒸发后的冷媒气体流回压缩机7。

冷凝器9可以为套管式冷凝器，制冷剂在冷凝器9的铜管内流动，洗涤水在套管的外层流动，水路11与套管的外层连通，洗涤水在循环水泵12的作用下进入冷凝器9，与冷凝器9内的高温制冷剂进行热交换，进而加热洗涤水，加热后的洗涤水再通过喷淋装置3喷出，为达到好的加热效果，水流动的方向和制冷剂流动的方向优选为逆向。当然，可以在冷凝器9外安装一个储水容器，水路与储水容器连通，冷凝器9安装在储水容器内，水槽6内的洗涤水在循环水泵12的作用下进入储水容器中，与冷凝器9中的高温制冷剂进行热交换，用以加热洗涤水，加热后的洗涤水再通过喷淋装置3喷出，为达到好的加热效果，水流动的方向和制冷剂流动的方向优选为逆向。

洗碗机工作时，循环水泵12即同步启动，将进入水槽6内的洗涤水引导至冷凝器9，与冷凝器9内的制冷剂进行热交换，用以加热洗涤水。

蒸发器8中的制冷剂在从周围环境中吸收空气热量的同时，空气中的水分会因为蒸发器8表面温度较低而在蒸发器8的翅片上冷凝产生冷凝水，在蒸发器8的下方安装一个收集容器13，收集容器13的内部为用于收集容纳蒸发器8冷凝水的集水腔，蒸发器8上的冷凝水因重力滴落并收集在蒸发器8下方的收集容器13的集水腔内。

本实施例中，热泵系统还包括用于使蒸发器8周围环境温度升高的加热模块，以将蒸发器8周围环境中的空气温度升高，使蒸发器8能够更快地从周围环境中吸收更多的热量，这样可以大幅提升热泵系统的热效率。

优选，加热模块为安装在收集容器13内部的吸水放热介质14，吸水放热介质14放置在收集容器13的集水腔内，并与收集容器13内收集的冷凝水保持接触，吸水放热介质14遇水产生化学反应并同时释放热量，释放的热量被引导至蒸发器8的周围，用以将蒸发器8周围环境中的空气温度升度。更优选，吸水放热介质14采用沸石，蒸发器8上的冷凝水滴落至收集容器13内后，冷凝水与沸石发生化学反应释放热量。

为了更好的收集冷凝水及将热量引导至蒸发器8的周围，在收集容器13与蒸发器8之间设置有引导流道15，蒸发器8上凝结的冷凝水通过引导流道15进入底部的收集容器13内。同时，引导流道15还有利于将沸石与冷凝水发生化学反应时释放的热量引导至蒸发器8的周围。

本实施例中，引导流道15由上方的直筒部分15a和下方的喇叭口部分15b组成，直筒部分15a正对安装在蒸发器8的下方，直筒部分15a的尺寸和形状与蒸发器8相配合，优选大于蒸发器8的尺寸，保证蒸发器8上的冷凝水全部滴落至引导流道15内，再顺着引导流道15进入下方的收集容器13内。喇叭口部分15b的底表面全覆盖收集容器13的上表面，喇叭口部分15b的底表面面积优选大于收集容器13的上表面面积，保证沸石释放的热量可以全部收集并引导至上方的蒸发器8附近。由于直筒部分15a的尺寸大于蒸发器8的尺寸，可以保证释放的热量会从蒸发器8的侧部引导向上，更有利于蒸发器8吸收更多的热量，进一步提高热效果。直筒部分15a和喇叭口部分15b的横断面形状可以相同，也可以不同，且可以是圆形、正方形、长方形，也可以是其它形状。

为了加快热量的流动，在引导流道15内还可以安装有一风机16，在洗碗机工作时，风机16同步运转，将沸石释放的热量加快引导至蒸发器8的周围。

洗碗机开始运行时，蒸发器8上凝结的冷凝水就会开始收集在收集容器13中，当冷凝水与收集容器13中的沸石接触时，在沸石上开始化学反应，并且由于该反应而放热。释放的热量使得蒸发器8周围的空气温度升高，从而增大了蒸发器8与周围空气之间的温度差，温度差的上升导致蒸发器8从环境中吸收的热量增加，也相应地使热泵系统的热效率增加。

由于沸石在达到吸水饱和时会停止产生热量，因此，本实施例中，在收集容器13的底部还安装有加热装置(图中未示出)，用于在沸石使用过后加热沸石，从而能够使沸石再生，待下次重复使用。

在蒸发器8上冷凝的水充满收集容器13，并且收集容器13中的沸石由于达到吸水饱和状态而停止产生热量时，控制安装在收集容器13中的加热装置加热，用以蒸发保留在收集容器13中的多余的冷凝水以及沸石中的已吸附的水，使沸石再生，可以在以后的洗涤循环中再使用。加热装置可以采用电加热丝、电加热管或电加热带等加热元件。

在收集容器13内设置水位传感器，当收集容器13内的水位达到设定值时，或在设定时间内水位保持不变，即判断沸石达到吸水饱和状态，此时控制收集容器13内的加热装置启动，利用加热装置蒸发收集容器13内多余的冷凝水，并利用引导流道15将热量引至蒸发器8周围，同时使沸石再生。

该洗碗机通过在收集容器13中放置吸水放热介质14，使冷凝水与收集容器13中的吸水放热介质14接触产生化学反应而放热，并将热量释放到蒸发器8周围的环境中，将蒸发器8周围环境中的空气温度升高，进一步提高蒸发器8周围环境与蒸发器8内制冷剂之间的温度差，使蒸发器8能够更快地从环境中吸收更多的热量，进而可以大幅提升热泵系统的热效率，同时，由于蒸发器8周围环境温度的升高，也会在一定程度上加快蒸发器8表面冷凝水的蒸发，减少冷凝水在蒸发器8表面凝结的时间，也会在一定程度上增加蒸发器8的换热效率。另外，因为是利用吸水放热介质14与水产生化学反应释放的热量加热蒸发器8的周围环境，使得热泵系统的整体结构更加简单，成本也较低。

实施例二：

本实施例提供一种热泵式洗碗机，与实施例一不同之处在于，由于冷凝水在与收集容器13内的沸石发生化学反应而释放热量的同时，也会加热收集容器13内的冷凝水，本实施例中，在收集容器13的一侧还连接有一水路17，通过水路17与用于存储洗涤水的水槽6连接，在水路17上安装水泵18，将经过与沸石化学反应而被加热的冷凝水输送至水槽6内，用以加热洗涤水，并由喷淋装置3喷出。

本实施例中，放入收集容器13内的沸石的重量被配置成其吸水量小于收集容器13的最大集水量，保证有多余的高温冷凝水被输送至水槽6内。

在收集容器13内安装水位传感器(图中未示出)，当收集容器13内的水位达到高设定值时，启动水泵18，将收集容器13内的高温冷凝水输送至水槽6内。当收集容器13内的水位达到低设定值时，控制水泵18停止工作。

实施例三：

本实施例提供一种热泵式洗碗机，与实施例一和实施例二不同之处在于，收集容器13还通过干燥管路19与洗涤腔2连通，用于将沸石吸水释放的热量输送至洗涤腔2内。

洗涤腔2的侧壁上连接有干燥室20，在完成洗涤过程之后，从洗涤物中升起的蒸汽在该干燥室20中被冷凝，除湿后的空气在洗涤腔2和干燥室20之间循环，使洗涤的餐具干燥。

干燥管路19的一端与干燥室20连通，干燥管路19的另一端与引导流道15连通。在洗涤结束后的干燥程序中，控制风机16同步运转，在风机16的作用下，将沸石与水发生化学反应时释放的热量通过引导流道15和干燥管路19引导至干燥室20，再进一步流入洗涤腔2内，有利于缩短餐具干燥的时间。

在干燥管路19与引导流道15的连接口处设置有用于选择性地打开或关闭干燥管路19的挡板21，在洗涤模式过程中，挡板21将干燥管路19的入口封闭，避免热量由干燥管路19进入洗涤腔2内。在洗涤程序结束而干燥程序开始后，控制挡板21向上翻转，打开干燥管路19的入口，挡板21引导热量进入干燥管路19内。挡板21在打开状态时，呈倾斜向下的方式，有利于引导热量。

实施例四：

一种热泵式洗碗机的控制方法，包括如下步骤：

s1、洗碗机启动，热泵系统开始工作，循环水泵12启动，自来水通过进水阀经软化器软化后进入水槽6内，水槽6内的洗涤水经过热泵系统加热后进入喷淋装置3，同时，风机16启动，蒸发器8上凝结的冷凝水滴落至下方的收集容器13内，收集容器13内的吸水放热介质14吸收冷凝水产生化学反应并释放热量，释放的热量在风机16的作用下，通过引导流道15被引导至蒸发器8周围以加热蒸发器8周围的环境，提高蒸发器8周围环境与蒸发器8内制冷剂之间的温度差。

s2、当收集容器13内的水位达到高设定值时，启动水泵18，将收集容器13内的高温冷凝水输送至水槽6内，当收集容器13内的水位达到低设定值时，控制水泵18停止工作。

s3、洗涤结束后，控制风机16继续运行，将吸水放热材料14释放的热量通过干燥管路19引导至洗涤腔2内用以辅助干燥洗涤腔2内的餐具。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本是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，均仍属于本发明技术方案的范围内。