一种热泵式商用洗碗机及其化霜方法

本发明属于清洁设备，具体涉及一种热泵式商用洗碗机及其化霜方法。

背景技术：

1、现有商用洗碗机一般通过电加热或者燃气加热以实现超过80℃的高温热水，其功率大、能耗高。由于商用洗碗机不同于家用洗碗机，商用洗碗机是连续性工作，其预洗-主洗-漂洗-烘干整个洗涤过程的时间只有几分钟，远少于家用洗碗机数小时的洗涤过程。因此，造成商用洗碗机的加热功率会非常大，只能通过加大电加热的容量或者利用燃气以快速得到高温热水。例如，典型洗涤量为200筐/小时的通道式商用洗碗机，其主洗水箱加热功率12kw，漂洗加热功率36kw，烘干加热功率近10kw，总的配电功率超过60kw，总用水量超过350l/h。因此，整个洗涤过程的耗电量、耗水量巨大，因该急需采用更为节能经济的技术以实现商用清洁设备领域节能减排。

2、家用热泵洗碗机其热水需求温度较低，一般在60度以内，因此可以通过采用热泵加热的方式进行加热。专利cn 104905745b通过热泵系统的加热冷凝器对清洗水以及漂洗水进行加热，能够节省电加热器所消耗的电能。烘干时，通过排风装置将蒸发器冷却后的空气引导至烘干冷凝器外侧，加速烘干冷凝器内的湿热空气的冷凝，能够加快整个烘干过程，提高烘干效率，节省能源。但该设备为家用热泵洗碗机，热泵系统为常规单级蒸汽压缩系统，加热温度有限，且洗碗机放置在室内，整个系统未考虑低温加热时系统结霜化霜的问题。

3、为解决商用洗碗机能耗高的问题，目前设备中多采用余热回收装置将洗碗机排出的高温废水、废气加以利用，以实现降低加热能耗。例如，现有技术中一般通过将主洗水槽中排出的废水与漂洗水槽的清洁进水换热，以减小漂洗加热功率。或者在漂洗区域的上部布置废气余热回收装置，通过清洁进水与排气换热，提升进水温度以降低系统的加热功率（例如专利cn214549318u、cn101543390b）。但此类技术方案只是降低了部分加热功率（如cn107773187a降低了50%的烘干加热功率），其核心加热器仍为主洗、漂洗等高温度需求区域的大功率电加热，功耗仍较高。专利cn 107960967a通过在商用通道式洗碗机中引入热泵加热，解决主洗区域的加热需求，但在更高温度的漂洗区域，只能通过电加热锅炉实现。而且，其热泵系统整体集成在洗碗机内部，风冷蒸发器的工作环境恶劣，存在油脂等问题，在冬天室内温度较低时，无法提供足够热量，厨房内部会有冷风，且厨房湿度较高，该系统冬季还面临因结霜无法工作的风险。

4、商用洗碗机在冬季使用时换热器结霜的原因以及化霜的方式是：当室外温度较低且湿度较大时，如长江中下流区域的冬季，气温接近0℃，且空气中的湿度很大，此时空气源热泵的室外换热器表面很容易结霜，导致机组需要频繁化霜，从而影响加热效率。传统的化霜方式为逆循环化霜，即当机组监测到需要进行除霜时，机组会让压缩机停止工作，然后通过四通换向阀将机组由制热模式切换成制冷模式，此时室外蒸发器变成了冷凝器，然后再启动压缩机，通过高温高压的热气流来化霜。待化霜完毕后再次停机、切换成制热模式。由此可见，传统的化霜模式会频繁切换模式，会使得热水侧换热器变成蒸发器，导致水温波动剧烈。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种热泵式商用洗碗机及其化霜方法，通过混合工质双排气热泵系统，解决了冬季热泵加热压比过大的问题，改善系统温度匹配性，降低了压缩机功耗；通过设置蓄冷储罐解决了热泵机组在冬季加热过程中频繁停机化霜的问题，实现洗碗操作不停机，满足设备的商业化需求。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种热泵式商用洗碗机，包括用于加热清洗水的热泵加热系统和用于连续清洗器皿的滚动式通道，滚动式通道包括从入口到出口顺次排列的若干功能段以及传送装置，所述热泵加热系统包括双排气压缩机，双排气压缩机具有一个进气口和两个不同压力的排气口，分别是高压排气口和中压排气口；

3、油分离器，油分离器的进气端与所述高压排气口连接，出气端与高温换热器连接；

4、高温换热器和中温换热器，高温换热器设有冷媒通道和高温水通道；中温换热器设有第一冷媒通道、第二冷媒通道和中温水通道；

5、所述冷媒通道和所述第一冷媒通道串连，冷媒通道与所述油分离器连接，第一冷媒通道经高压电子膨胀阀与风冷蒸发器连接；所述第二冷媒通道的入口与所述中压排气口连接，出口经中压电子膨胀阀与所述风冷蒸发器连接；所述高温水通道和所述中温水通道串连，且高温水通道的出口与所述滚动式通道中的漂洗段连接，为漂洗段提供高温热水，中温水通道的出口一路与高温水通道连接，另一路与漂洗段上游的清洗段连接，为清洗段提供中温热水，中温水通道的入口接入清洗用的清洁水；

6、所述风冷蒸发器的出口与双排气压缩机的进气口连接；所述双排气压缩机、油分离器、风冷蒸发器设置在室外。

7、进一步的，所述风冷蒸发器的出口通过两条并联管道与双排气压缩机的进气口连接，两条并联管道中，其中一条管道设置有电磁阀，另一条管道设置有串连的低压电子膨胀阀和蓄冷储罐；所述电磁阀、低压电子膨胀阀和蓄冷储罐设置在室外。

8、所述蓄冷储罐内设置有换热器，蓄冷储罐内的蓄冷介质为相变材料。

9、进一步的，所述蓄冷储罐内还设置有加热器和温度传感器。

10、所述双排气压缩机采用混合工质制冷剂，其组元根据临界沸点和常压沸点的高低进行选取。

11、所述热泵加热系统包括废气余热回收装置和烘干加热装置，烘干加热装置利用废气余热回收装置所回收的热量对进入烘干段的空气加热。

12、作为一种选择，所述废气余热回收装置和所述烘干加热装置分别为同一个热泵系统中的蒸发器和冷凝器，在蒸发器设置有用于抽取洗碗机中废气的抽风机，在冷凝器设置有用于向洗碗机烘干段内送风的鼓风机，鼓风机送入的清洁空气通过与冷凝器中已经吸收废气热量的介质换热而被加热。

13、作为另一选择，所述热泵加热系统还包括废气余热回收装置和废水余热回收装置，所述废气余热回收装置包括能够抽取洗碗机内废气的抽风机和用于回收废气热量的废气换热器，废气换热器具有与废气换热的常温清洁水通道，常温清洁水通道引入常温清洁水；所述废水余热回收装置包括废水换热器，废水换热器内的废水通道连接洗碗机和外部的废水收集管道，废水换热器中的预加热清洁水通道连接所述的常温清洁水通道的出口和所述中温换热器的中温水通道的入口。

14、所述功能段中包括相衔接的预清洗段、清洗段和漂洗段，在预清洗段、清洗段、漂洗段的传送带下方各设置了一个水箱，用于存储相应温度的热水。

15、本发明还提出一种用于上述热泵式商用洗碗机的化霜方法，化霜时，将所述双排气压缩机频率下调至化霜频率，关闭所述风冷蒸发器的风机，将所述中压电子膨胀阀和所述高压电子膨胀阀调整至化霜开度，关闭所述电磁阀，开启所述低压电子膨胀阀，高温高压液态冷媒直接进入风冷蒸发器进行化霜，节流后的低温两相冷媒则进入蓄冷储罐中换热。

16、本发明的有益效果是：1、本发明通过采用热泵系统，大幅减少商用洗碗机的加热功率和电气容量，降低了运行成本。

17、2、通过混合工质双排气热泵系统，解决了冬季热泵加热压比过大的问题，同时，通过双排气并联压缩和混合工质，更加接近洛伦兹循环，进一步改善了系统温度匹配性，降低了压缩机功耗。

18、3、通过设置蓄冷储罐，解决了热泵机组在冬季加热的过程中频繁启停化霜的问题，可以实现洗碗操作不停机。

19、4、通过设置余热回收装置，实现系统热量的高效利用，经济节能。