洗碗机烘干技术研究

洗碗机烘干技术研究

曾宝平

佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司广东佛山

摘要：随着人们生活水平的不断提升，智能化家用电器逐渐普及并应用。当前，洗碗机已被大家广泛认识，并将进一步进入家家户户中，它将使人们从繁杂的家务劳动中解放双手。洗碗机是一种自动化设备，具有自动进水、加温清洗、排水、杀菌消毒、干燥等功能。本文针对目前大多数洗碗机普遍存在的烘干效果不佳的问题，研究各种烘干技术的优缺点，为设计洗碗机烘干系统提供参考。

关键词：洗碗机；烘干；干燥

引言

随着人们生活水平的提高，洗碗机逐渐进入越来越多的中国家庭。洗碗机融洗碗、除菌、干燥、储藏等功能为一体，一定程度上可取代消毒柜，能大大减轻家庭劳动负担。用户在使用洗碗机过程中常常与消毒柜比较，担心洗碗机的消毒效果。消毒柜的最高工作温度可达120°C，可以确保餐具表面水分完全蒸发，给人以杀菌消毒非常有效的感觉。洗碗机由于内部零部件材料限制，能承受的最高温度在75°C左右，该温度虽然能达到基本去污和除菌目的，但很难避免在洗涤结束时内胆、餐具及碗篮上残余少量水珠，若在此情况下长时间存放不用，甚至可能滋生霉菌。为了改善干燥性能，提高客户满意度，各大洗碗机厂商积极研究各种解决方案，部分厂商也推出了改善后的新品，但效果仍然很难跟消毒柜相比。本文给出几种烘干方案，研究其优缺点，为设计洗碗机烘干系统时提供借鉴。

1、余热烘干方案

此方案是洗碗机最基本的方案，目前所有洗碗机都具备此功能。餐具利用自身的余热在洗碗机内胆力慢慢地晾干。洗涤过程，加热管将水温提高后冲刷餐具，使餐具温度升高，提高最后洗涤温度可以提高干燥效果。

在烘干阶段洗碗机内的部分湿热空气通过呼吸器缓慢排到内胆外，部分湿气在内胆、餐具、碗篮上凝结后落入内胆底部，最后通过排水管排到洗碗机外面。

图1洗碗粉、亮碟剂投放装置

洗碗机有一个洗碗粉和亮碟剂投放装置（如图1所示），亮碟剂能够减小水的表面张力，加速餐具表面水分挥发，使餐具保持光泽并提高干燥效果。

以上是目前大多数洗碗机为改善烘干效果具备的基本功能部件。实际使用时干燥性能还跟餐具的类型和摆放有很大关系，在内胆及餐具上残留水珠属正常情况，不会影响餐具的卫生和使用。

该方案的优点是：节能。由于湿热空气排出缓慢，对洗碗机周围的制品影响小。

缺点：干燥速度慢，有残留水珠，金属餐具和塑料餐具烘干效果差。长期不用，残留水珠可能会引起餐具、碗篮发霉。

2、加热管烘干方案

该方案的洗碗机采用可干烧式加热管，加热管暴露在内胆底部。在烘干阶段，加热管继续工作，确保餐具和内胆上的水汽持续蒸发直至完全烘干。

优点：烘干效果好。

缺点：能耗高，人手可以触及加热管，有一定的安全隐患。由于加热管表面温度较高，影响塑料零部件的寿命，靠近加热管的部件必须使用金属材料，不耐高温的餐具可能会变形、变色，甚至损坏!

3、涡轮排气系统

图2涡轮排气洗碗机

图3自动开关门技术

在洗碗机的门上或内胆顶部装一个涡轮风机装置，洗涤程序结束以后打开风机，将内胆内的湿热空气抽出外面，外部干燥的空气通过呼吸器和洗涤腔内的缝隙补充进来，加速餐具烘干。外部空气补充进来也加速了洗碗机内部温度的降低，由于餐具余热有限，此方案很难保证餐具完全干燥，尤其是遇到潮湿天气时，少量水汽会在碗篮、餐具上凝结后滴下，弄湿下层餐具。

优点：能耗低，可加快干燥时间，改善烘干效果。

缺点：湿热气体排出后，容易在排气口（如图2所示）及周围的器具产生冷凝水，可能给周边电器件带来一定的安全隐患，若洗碗机安装在木质橱柜内会影响橱柜寿命，甚至引起发霉等问题。湿热气体排出后由外部空气补充进入内胆，有可能对餐具造成二次污染。

4、自动开关门技术

洗涤结束后将门打开，湿热空气可以迅速排出。待湿热空气减少时，将洗碗机门关闭以防止蟑螂或其它异物进入内胆。

优点：比涡轮排气系统速度快，干燥效果比单独采用余热烘干好。

缺点：自动开关门系统结构复杂，成本高。湿热气体造成橱柜潮湿，影响橱柜寿命。为了解决这个问题，有的厂商推出了改进方案（如图3所示）：在洗涤的时候在洗碗机顶部吹出干燥的热风，预先将顶部橱柜加热，在打开门的时候继续同时送风，避免大量湿热空气直接在橱柜上凝结。

5、冷凝干燥系统

在洗碗机的内胆和外壳之间设计一个冷凝器。烘干阶段，冷凝器从内胆顶部湿热空气吸入，冷凝后相对干燥的空气送回内胆底部，空气在内胆和冷凝器之间流动可以缩短烘干时间。随着餐具表面温度的降低，系统内空气温度也降低，冷凝器作用下降，为了确保干燥效果，可在冷凝器的末端增加一个热风装置，将空气重新加热后吹回内胆。

优点：空气在洗碗机内循环，无污染。无湿热空气排出，不影响外部橱柜及周围器具。

缺点：冷凝器结构复杂，因洗碗机内空间限制，无法放置较大冷凝器，冷凝速度慢。若增加热风装置，能耗增加。

6、沸石干燥技术

图4沸石干燥技术

沸石干燥系统时利用沸石的吸水性能，原理如图4所示。在干燥阶段，通过风机把洗碗机里面潮湿的气体抽出来，穿过沸石，沸石吸收气体中的水气，干燥的气体流回洗碗机里面。下次洗涤时通过加热沸石，水分蒸发出来后沸石恢复吸水性能。

优点：干燥效果较好。

缺点：结构复杂，制造成本高，沸石再生需要消耗能量，存在异味。

7、热泵洗碗机技术

将热泵和除湿机技术应用到洗碗机，能够极大的降低能耗。洗碗机的热泵系统主要由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器组成[1]。利用制冷剂相变时吸热、放热的物理特性设计专用的冷凝器和蒸发器，冷凝器与洗涤循环液体进行热交换，蒸发器与一个蓄冷器进行热交换。制冷剂在经压缩机压缩后在冷凝器液化放热，用于提高洗涤温度，制冷剂在蒸发器中吸热汽化，使得蒸发器温度降低。根据程序设定，在洗涤结束后，蓄冷器内的温度可以达到0°C以下。蓄冷器与一个冷却板连接，如图5所示，使冷却板温度降低。干燥阶段，将洗碗机内的湿热气体送到冷却板，由于温差很大，气体中的水分会迅速在冷却板周围凝结成水珠落到洗碗机底部，然后将干燥气体送回洗碗机内。如此循环，直到洗碗机内的水汽全部冷凝，完成整个干燥过程。

图5热泵洗碗机冷凝干燥原理

优点：热泵加热效率高，冷凝速度快，干燥效果好，可以获得很低能耗指标。

缺点：系统复杂，成本高，压缩机、换热器占用空间大，噪音高。

8、新型材料、涂层技术及结构设计注意问题

采用亲水材料或涂层制作内胆和碗篮，可以大大减少水珠残留。目前由于成本及工艺技术限制，新型材料及涂层技术应用推广缓慢，仍有待进一步开发。

在设计洗碗机的碗篮、刀叉蓝、喷臂、内胆等内部件时，避免在水平方向形成较大的平面，将其结构设计成利于水珠流动和滴落的形状，也能改善干燥效果。

结论

前面所述方案各有优缺点，做洗碗机烘干系统设计时应该结合实际情况综合考虑，取长补短。如涡轮排气系统中，为了减少湿热空气对周边制品的影响，可以在湿热空气前混入部分干燥空气，中和部分湿气，或将湿热空气冷凝、降低湿度后再排出洗碗机外。随着智能化家居的发展，将来可让洗碗机接入家庭热泵式中央热水系统，直接利用系统中的热水和制冷剂抽湿功能，获得非常高效节能的方案。因热水系统的噪音源压缩机在室外，提高干燥效果同时解决了热泵洗碗机噪音大的问题。

参考文献：

[1]失勇等．中央空调北京：人民邮电出版社2003

[2]洗碗机厂家宣传资料