CN104807055A - 一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统，包括：热回收抽油烟机、进口阀、出口阀、保温水罐，所述热回收抽油烟机是在普通的抽油烟机的基础上，内部增设了换热器组件；所述进口阀的一端连接自来水的进水管，进口阀的另一端与热回收抽油烟机中的换热器组件的一端连接相通；所述出口阀的一端与保温水罐的一端连接相通，出口阀的另一端与热回收抽油烟机中的换热器组件的另一端连接相通，通过在普通的抽油烟机中加设换热器组件等装置，很好的回收了浪费掉的能源，用于生活用水的加热，节能环保的同时，降低了人们的用电量，方便了生活，且该系统结构简单，维护方便，造价低廉，符合国家对环境治理的理念。
Description
技术领域
本发明专利涉及节能环保技术领域，尤其涉及一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统，回收烹饪过程中炉灶产生的余热和食物散发的热量，用来加热生活用水，节约能源，减少额外开支，并能极大的减少过度使用能源对环境造成的污染。
背景技术
在家庭、饭店、食堂等需要烹饪作业的环境中，大量的热量被白白的浪费到环境四周中，用于烹饪食物的热量只是全部能源的一部分而已。具体的，以燃气炉为例，燃气炉灶在烹饪食物的同时，大量的热量流向四周，如果打开抽油烟机，那么大量的余热和食物散发的热量都通过抽油烟机排到室外，造成能源的浪费，根据家用燃气灶国家标准，每台双眼炉灶的热负荷(发热量)≥7kw，而其中有效利用的部分(热效率)为50％-55％，根据灶台形式的不同会有所差异，将近一半多的热量都通过油烟机排到室外，全国几亿家庭和众多的食堂、饭店每年浪费的能源基数非常巨大，也是造成各个人口大都市雾霾的原因之一。
传统的非化学能源加热的热水器还有太阳能热水器，但是太阳能热水器不适合高层用户，且初期投入资金大，受天气影响效果又较明显，并不能满足国家对节能环保理念的各类要求。
发明内容
本发明的目的是，提供一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统，解决各种烹饪炊具中的能源损失问题，尤其是燃气灶的能源浪费问题，通过回收余热用于加热生活用水，再用于厨房、浴室、洗面池等处的热水供应，减少用电量，节约了能源和资金，保护了环境。
为解决上述技术问题，本发明一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统，
包括：热回收抽油烟机、进口阀、出口阀和保温水罐，
所述热回收抽油烟机是在普通的抽油烟机的基础上，内部增设了换热器组件；
作为一种举例说明，所述换热器组件为S型和(或)H型和(或)类似暖气片等的其他形状的换热管路；
作为一种举例说明，所述换热管路的材质为不锈钢管制作，为了避免油污对管路包裹后造成换热效率的下降，所述不锈钢管的外面喷涂有防油层或紧密包裹有防油锡纸等自防油材料；
作为一种举例说明，为了更好的避免油污对换热效果的影响，所述换热管路采用的不锈钢管为黑色，可以更好的吸收烟气的辐射热值，提高换热效率；
以上技术手段非常适合用于家庭等小规模烹饪单元模式，当用于大食堂或酒店宾馆等长期大规模使用的环境中时，可以采用如下除油污技术手段，作为一种举例说明，所述换热管路上活动安装有擦拭专用工具；
作为一种举例说明，所述擦拭专用工具包括2个夹板、若干吸油垫和一组夹紧弹簧，所述2个夹板大小、形状相同，中间都对应的设置有凹槽，数量与纵向换热管路纵向横排数量相同，所述凹槽上对应的安放有吸油垫；
所述擦拭专用工具的工作过程大致如下，推动夹板沿换热管路左右移动，即可擦除油污，吸油垫使用一段时间后要及时更换新的，更换时用手上下拉开夹板，将擦拭专用工具抽出，换完吸油垫后，拉开夹板再放入换热管路上即可，夹板半圆槽直径的大小正好与换热管路的管子直径相同，正好夹住每根换热管；
作为一种举例说明，所述吸油垫可以采用模具冲压一次成型，方便更换；
作为一种举例说明，为了避免灰尘对换热管路的包裹后造成的换热效率下降，所述热回收抽油烟机上安装有震打棒，并与换热器组件紧密接触，保证能与换热器组件形成弹性振打效应；
作为一种举例说明，所述震打棒为一个铁棍结构，上面安装有弹簧，当拉起铁棍的一端，弹簧收紧，松开后铁棍在弹簧弹力的作用下迅速回位，击打换热器组件，震下灰尘；
作为一种举例说明，所述保温水罐的形状为圆柱形、长方形等各类形状的，外面包裹有保温层的保温水罐；
为了达到最好的实时换热效果，所述进口阀与出口阀均设定在常开状态，保证内部自来水的实时热量传递；在系统检修或漏水时，还可以关闭相应的阀门，达到方便使用的目的；
所述进口阀的一端连接自来水的进水管，进口阀的另一端与热回收抽油烟机中的换热器组件的一端连接相通；
所述出口阀的一端与保温水罐的一端连接相通，出口阀的另一端与热回收抽油烟机中的换热器组件的另一端连接相通；
所述保温水罐的另一端直接用于热水出口，可以通过并联管路连接到淋浴器、洗菜盆龙头、洗面池水管等处；
作为一种技术变形，所述热回收抽油烟机中的换热器组件也可变形为抽油烟机做成壳体双层，中间可流通自来水，并具备良好的热传递效果的中空形状的抽油烟机，通过中空的壳体，省去换热器组件的二次设计添加；
作为一种举例说明，一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统也可用于多台设备的混搭并联，例如一栋居民楼或者酒店，不可能只有一个烹饪器具，可将多套系统并联在一起，共用一个保温水罐，然后分配使用，达到集中回收的最佳效果；
为了达到更好的热水效果，避免重复购买热水宝、淋浴器等加热设备的二次投资，所述一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统中的保温水罐中安装有辅助加热设备；
作为一种举例说明，所述辅助加热设备为电加热棒；
为了达到自动恒温，免除复杂的人为操作，可在电加热棒上的一端电连接自动控温电路的一端，自动控温电路的另一端与温度传感器的一端电连接，温度传感器的另一端深入保温水箱中；
作为一种举例说明，所述温度传感器具备温度实时显示屏，方便用户实时观测水温。
本发明的有益效果：通过在普通的抽油烟机中加设换热器组件等装置，很好的回收了浪费掉的能源，用于生活用水的加热，节能环保的同时，降低了人们的用电量，方便了生活，且该系统结构简单，维护方便，造价低廉，符合国家对环境治理的理念。
通过增设自动控温电路和辅助加热设备，对保温水罐内的水温进行自动控制，当余热不够或水温低于设定值时，开启辅助热源，保证热水的温度，进一步保证了热水的稳定供应。
附图说明
图1是本发明一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统的结构示意图。
图2是本发明一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统之擦拭专用工具的结构示意图。
图3是本发明一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统之擦拭专用工具的工作状态图。
图4是本发明一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统优选实施例之自动控温电路的原理示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
参照图1至图4所示，本发明一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统，
包括：热回收抽油烟机101、进口阀102、出口阀103、保温水罐104，
所述热回收抽油烟机是在普通的抽油烟机的基础上，内部增设了换热器组件105；
作为一种举例说明，所述换热器组件105为S型和(或)H型和(或)类似暖气片等的其他形状的换热管路；
作为一种举例说明，所述换热管路的材质为不锈钢管制作，为了避免油污对管路包裹后造成换热效率的下降，所述不锈钢管的外面喷涂有防油层或紧密包裹有防油锡纸等自防油材料；
作为一种举例说明，为了更好的避免油污对换热效果的影响，所述换热管路采用的不锈钢管为黑色，可以更好的吸收烟气的辐射热值，提高换热效率；
以上技术手段非常适合用于家庭等小规模烹饪单元模式，当用于大食堂或酒店宾馆等长期大规模使用的环境中时，可以采用如下除油污技术手段，作为一种举例说明，所述换热管路上活动安装有擦拭专用工具；
作为一种举例说明，所述擦拭专用工具包括2个夹板201、若干吸油垫202和一组夹紧弹簧203，所述2个夹板201大小、形状相同，中间都对应的设置有凹槽，数量与纵向换热管路纵向横排数量相同，所述凹槽上对应的安放有吸油垫202；
所述擦拭专用工具的工作过程大致如下，推动夹板201沿换热管路左右移动，即可擦除油污，吸油垫202使用一段时间后要及时更换新的，更换时用手上下拉开夹板201，将擦拭专用工具抽出，换完吸油垫202后，拉开夹板201再放入换热管路上即可，夹板201半圆槽直径的大小正好与换热管路的管子直径相同，正好夹住每根换热管；
作为一种举例说明，所述吸油垫202可以采用模具冲压一次成型，方便更换；
作为一种举例说明，为了避免灰尘对换热管路的包裹后造成的换热效率下降，所述热回收抽油烟机上安装有震打棒，并与换热器组件105紧密接触，保证能与换热器组件105形成弹性振打效应；
作为一种举例说明，所述震打棒为一个铁棍结构，上面安装有弹簧，当拉起铁棍的一端，弹簧收紧，松开后铁棍在弹簧弹力的作用下迅速回位，击打换热器组件105，震下灰尘；
作为一种举例说明，所述保温水罐104的形状为圆柱形、长方形等各类形状的，外面包裹有保温层的保温水罐；
为了达到最好的实时换热效果，所述进口阀102与出口阀103均设定在常开状态，保证内部自来水的实时热量传递；在系统检修或漏水时，还可以关闭相应的阀门，达到方便使用的目的；
所述进口阀102的一端连接自来水的进水管，进口阀102的另一端与热回收抽油烟机中的换热器组件105的一端连接相通；
所述出口阀103的一端与保温水罐104的一端连接相通，出口阀103的另一端与热回收抽油烟机中的换热器组件105的另一端连接相通；
所述保温水罐104的另一端直接用于热水出口，可以通过并联管路连接到淋浴器、洗菜盆龙头、洗面池水管等处；
作为一种技术变形，所述热回收抽油烟机中的换热器组件也可变形为抽油烟机做成壳体双层，中间可流通自来水，并具备良好的热传递效果的中空形状的抽油烟机，通过中空的壳体，省去换热器组件的二次设计添加(也可做成换热器组件与中空的壳体的设计集合)；
作为一种举例说明，一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统也可用于多台设备的混搭并联，例如一栋居民楼或者酒店，不可能只有一个烹饪器具，可将多套系统并联在一起，共用一个保温水罐104，然后分配使用，达到集中回收的最佳效果；
为了达到更好的热水效果，避免重复购买热水宝、淋浴器等加热设备的二次投资，所述一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统中的保温水罐中安装有辅助加热设备；
作为一种举例说明，所述辅助加热设备为电加热棒105；
为了达到自动恒温，免除复杂的人为操作，可在电加热棒105上的一端电连接自动控温电路106的一端，自动控温电路106的另一端与温度传感器107的一端电连接，温度传感器107的另一端深入保温水箱104中；
作为一种举例说明，所述温度传感器具备温度实时显示屏，方便用户实时观测水温。
作为一种举例说明，为了达到更好的说明效果，按照国家换热实验的相关标准操作，特做实验如下，数据一并列出：
首先，该换热器组件105内流体有受迫流动和自然对流两种状态。
当用户有用水需求，打开阀门后，管道内的水开始流动，此时加热属于受迫流动；关闭阀门后停止流动，此时加热属于自然对流，自来水平均温度取18℃，保温水箱104内水温按35℃考虑，则换热器组件105内取平均水温26.5℃。
其次，管外烟气：流过换热器组件105管外的烟气温度，根据灶台的不同使用情况在不断变化，只能通过测量确定，实测时在油烟机吸风罩平面尺寸内取9个点进行分别测量，测量状态为开二个灶眼工作2分钟后，靠近中部位置的温度高，两边位置的温度低，具体测量结果如下：
取平均温度43.67℃为管外烟气温度。
再次，换热面积：热回收换热器组件105属于间壁式换热器的一种，采用￠8mm不锈钢薄壁管制作，壁厚0.3mm，管内部流通的是自来水，灶台高温烟气从垂直方向掠过换热管外部。为了有效换热在烟气的气流方向上，换热管设置3排。水平方向管间距20mm，垂直方向管间距20mm，根据油烟机的一般规格，确定换热管总长度为46m，总换热面积为1.16㎡(含集管)，如果把油烟机的内壁做成自来水可以流通的空心水套，换热面积还可以增加0.4㎡，则总换热面积可以达到1.56㎡。
再其次，换热量(即实际回收的热量，节约能源多少)的计算：
流过换热器组件105的高温烟气，通过换热器组件105将热量传递给管内的自来水而使自身温度降低，自来水在换热器组件105内被加热而温度升高，然后通过自然对流或受迫流动，到达保温水箱104。换热器组件105主要回收烟气的显热部分，也可以回收一部分潜热，主要是初期运行时管内水温低于烟气(主要成分是CO2和水蒸气)的露点温度，烟气在换热器组件105的表面凝结放出潜热；运行到后期管内水温高于烟气露点温度时凝结水消失，只回收显热部分，换热器组件105内水的流动状态不稳定，温度也随时在变化，所以本次计算只考虑显热部分，潜热部分可以作为一个富裕系数考虑。由于流经换热器的烟气温度在不断变化，管内水的流动状态和温度也不断变化，所以对数平均温差不能求得。考虑到实际生活中关心的是热水罐的平均温度，而非流经换热器的烟气温度和流量，同时影响换热器换热量的最主要因素又是烟气平均温度与管内自来水温度的差值，因此采用工程公式计算换热器组件的换热量：
Q＝KAΔtp
＝KA(ty-tw)
式中：Q—换热量W；
K—传热系数，W/㎡.℃；
ty—烟气平均温度，取43.67℃；
tw—换热器管内平均水温，取26.5℃；
A—换热面积，㎡；
对于换热器组件105的分析与计算来说，决定传热系数K是最基本但也是最不容易的。由于换热器传热系数K值的影响因素很多：如采用的材料、几何尺寸、结构形式、外表面污垢、烟气的温度、自来水的温度及流速等。因而难以用理论的数学模型表征出各种因素对它的影响，一般通过实验方法确定。目前空气冷却器总传热系数的经验值K＝57W/㎡.℃，根据工况不同进行修正，热回收换热器的K值取33W/㎡.℃。
总换热量Q＝33×1.56×(43.67-26.5)
＝883.91W
根据燃气灶国家标准，每台双眼炉灶的热负荷(发热量)≥7kw，而其中有效利用的部分(热效率)为50％-55％。如果热效率取55％，则通过抽油烟机排出45％，如果考虑食物先吸热然后在放热，则排出的能量会更高。采用余热回收换热器可以回收883.91W，则余热回收的效率可以达到28.06％。如果考虑回收的潜热部分和食物放热增加的排热量，则回收的效率可以更高。
最后，节能减排量的计算：每户家庭按每日三顿饭，燃气灶的总运行时间按1.5小时计算，则可以回收：883.91/1000×1.5＝1.33KW.h的能量，相当于电热水器节省了1.33度电。
耗电量折合标煤量：1.33×350g/kw.h＝465.5g
每户家庭年节煤量：465.5×365≈169.91kg
每户家庭每年实现各种温室气体和污染气体量的减排量为：
二氧化碳：169.91×2.5＝424.78kg
二氧化硫：169.91×0.0238＝4.04kg
氮氧化物：169.91×0.0173＝2.94kg
颗粒物：169.91×0.0433＝7.36kg
根据《中国家庭发展报告2014》中国家庭数量达到4.3亿户，用抽油烟机的家庭暂按2.6亿考虑，每年可节约标准煤441.77亿kg，如果能全国普及，每年对雾霾天气的治理也是一个很好的手段。
通过在普通的抽油烟机中加设换热器组件105等装置，很好的回收了浪费掉的能源，用于生活用水的加热，节能环保的同时，降低了人们的用电量，方便了生活，且该系统结构简单，维护方便，造价低廉，符合国家对环境治理的理念；通过增设自动控温电路106和辅助加热设备，对保温水罐104内的水温进行自动控制，当余热不够或水温低于设定值时，开启辅助热源，保证热水的温度，进一步保证了热水的稳定供应。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统，其特征在于，
包括：热回收抽油烟机、进口阀、出口阀、保温水罐，所述热回收抽油烟机是在普通的抽油烟机的基础上，内部增设了换热器组件；
所述进口阀的一端连接自来水的进水管，进口阀的另一端与热回收抽油烟机中的换热器组件的一端连接相通；所述出口阀的一端与保温水罐的一端连接相通，出口阀的另一端与热回收抽油烟机中的换热器组件的另一端连接相通。
2.根据权利要求1所述的一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统，其特征在于，所述换热器组件为S型和(或)H型和(或)类似暖气片等的其他形状的换热管路。
3.根据权利要求2所述的一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统，其特征在于，所述换热管路的材质为不锈钢管，所述不锈钢管的外面喷涂有防油层或紧密包裹有防油锡纸等自防油材料，所述不锈钢管为黑色。
4.根据权利要求3所述的一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统，其特征在于，所述热回收抽油烟机上安装有震打棒，并与换热器组件紧密接触。
5.根据权利要求4所述的一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统，其特征在于，所述震打棒为一个铁棍结构，上面安装有弹簧。
6.根据权利要求5所述的一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统，其特征在于，所述保温水罐的形状为圆柱形、长方形等各类形状的，外面包裹有保温层。
7.根据权利要求6所述的一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统，其特征在于，所述保温水罐中安装有辅助加热设备，所述辅助加热设备为电加热棒。
8.根据权利要求7所述的一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统，其特征在于，所述电加热棒上的一端电连接自动控温电路的一端，自动控温电路的另一端与温度传感器的一端电连接，温度传感器的另一端深入保温水箱中的。
9.根据权利要求8所述的一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统，其特征在于，所述温度传感器具备温度实时显示屏。
10.根据权利要求9所述的一种具备灶台余热回收功能的热回收抽油烟机系统，其特征在于，所述换热管路上活动安装有擦拭专用工具；所述擦拭专用工具包括2个夹板、若干吸油垫和一组夹紧弹簧，所述2个夹板大小、形状相同，中间都对应的设置有凹槽，数量与纵向换热管路纵向横排数量相同，所述凹槽上对应的安放有吸油垫。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150729 |