CN108105811A - 一种用于厨房的节水节能方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了厨房节水节能系统及其方法，所述厨房节水节能系统包括燃气灶、燃气热水器、水箱、水泵、控制装置，所述燃气灶包括金属面板、锅支架，所述燃气热水器设有进水口和出水口，所述金属面板为中空结构，金属面板内腔设置制冷水管，所述制冷水管的进水口通过第一水管与水泵连通，出水口通过第五水管与水箱连通，所述水箱通过第三水管与自来水进水口连通，所述水泵通过第二水管与燃气热水器进水口连通，所述自来水进水口通过第四水管与燃气热水器进水口连通，所述控制装置包括设置模块、控制模块、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、水位传感器。本发明结构简单、安装方便，可使厨房用水和用电大大降低。
Description
本申请是名称为“一种厨房节水节能系统”的发明申请专利的分案申请，该发明申请的申请日为2017年7月31日，申请号为201710638866.9。
技术领域
本发明涉及厨房领域，具体地说是一种用于厨房的节水节能方法。
背景技术
在厨房做饭燃气灶会产生大量的热量，使厨房的气温明显提高，尤其是在夏天，厨房的气温在35°C以上，给做饭的人们带来了极大的不便。目前已有通过在吸油烟机上安装制冷装置给厨房降温，但其结构复杂、价格昂贵、能耗较高，使用效果一般，这是由于厨房中产生大量的热量是燃气灶，燃气灶周围的温度最高，人们做饭时又必须在燃气灶附近，燃气灶持续释放的热量还是会使人感觉非常炎热。
对于夏季厨房降温，现有很多技术多为通过制冷装置使厨房降温，而少有研究将燃气灶产生的大量热量回收应用，其实，燃气灶的热量某些时候可以利用起来，如人们在洗锅、洗碗时需要用到热水，此时回收的燃气灶热量可以进行预热热水。
在厨房和卫生间人们常常使用燃气热水器来提供热水，但由于卫生间和厨房往往具有一定距离，每次在卫生间使用热水时必须先将水管中的冷水放掉，造成了极大的水资源浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种厨房节水节能系统，通过在燃气灶的金属面板内腔或下方设置制冷水管，并在灶台下方设置装有水泵的水箱，可将燃气灶多余的热量回收用于厨房热水，减少厨房热水的加热能耗，在夏季在水箱设置冷源还可降低厨房温度，此外，还通过在卫生间热水出水口设置温度传感器和与水箱连接的水管，将卫生间热水口与燃气热水器之间的水回收利用，使厨房用水和用电都大大降低。
为此，本发明采用如下的技术方案：一种厨房节水节能系统，其包括燃气灶、燃气热水器、水箱、设置在水箱底部的水泵、控制装置，所述燃气灶包括金属面板、锅支架，所述锅支架包括支撑角和支撑圈，所述燃气热水器设有进水口和出水口，所述金属面板为中空结构，金属面板内腔设置制冷水管，所述制冷水管的进水口通过第一水管与水泵连通，出水口通过第五水管与水箱连通，所述水箱通过第三水管与自来水进水口连通，所述水泵通过第二水管与燃气热水器进水口连通，所述自来水进水口通过第四水管与燃气热水器进水口连通，所述控制装置包括设置模块、控制模块、设置在第一水管上的第一控制阀、设置在第二水管上的第二控制阀、设置在第三水管上的第三控制阀、设置在第四水管上的第四控制阀、设置在水箱内的水位传感器，所述设置模块与控制模块连接，用于设置系统使用模式，所述控制模块分别于第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、水泵和水位传感器连接，用于采集水箱的水位值，并根据水位值与系统使用模式来控制第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、水泵的开启与关闭。
进一步地，所述厨房节水节能系统还包括卫生间热水出水口，所述卫生间热水出水口通过第五水管与燃气热水器出水口连通，通过第六水管与水箱连通，所述控制装置还包括设置在卫生间热水出水口处的第五电磁阀、设置在第六水管上的第六电磁阀和设置在第五水管上的温度传感器，所述第五电磁阀和第六电磁阀分别与控制模块连接，所述温度传感器与控制模块连接，所述控制模块还可根据温度传感器采集的数值与温度设定值对比来用于控制第五电磁阀和第六电磁阀的开启和关闭。
进一步地，所述支撑圈为不封闭的环形金属水管构成，所述环形金属水管的两端分别与金属面板内腔的制冷水管连通。
进一步地，所述控制模块为单片机模块、DSP模块或PLC模块。
进一步地，所述第一控制阀为常闭型电磁阀，所述第二控制阀为常闭型电磁阀，所述第三控制阀为常闭型电磁阀，所述第四控制阀为常开型电磁阀，所述第五电磁阀为常开型电磁阀，所述第六电磁阀为常闭型电磁阀。
进一步地，所述水箱设置冷源。
本发明还采用如下的技术方案：一种用于厨房的节水节能方法，包括以下步骤：
1）在燃气灶的金属面板背面设置制冷水管，并在灶台下方设置装有水泵的水箱，通过第一水管将水泵与制冷水管的进水口连通，通过第五水管将水箱与制冷水管的出水口连通，通过第二水管将水泵与燃气热水器进水口连通，通过第四水管将自来水进水口与燃气热水器进水口连通，通过第五水管将卫生间热水出水口与燃气热水器的出水口连通，通过第六水管将卫生间热水出水口与水箱连通；
2）在水箱内安装水位传感器，在第一水管上安装第一控制阀，在第二水管上安装第二控制阀，在第三水管上安装第三控制阀，在第四水管上安装第四控制阀，在卫生间热水出水口处安装第五电磁阀，在第六水管上安装第六电磁阀，在第五水管上安装温度传感器，将水位传感器、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五电磁阀、第六电磁阀、温度传感器、水泵分别与控制模块连接；
3）将设置模块与控制模块连接，并通过设置模块设置系统使用模式，系统使用模式可分为正常模式、节能模式、节水模式、节水节能模式，控制模块可根据采集的水位值、温度值与系统使用模式来控制第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五电磁阀、第六电磁阀、水泵的开启和关闭；
4）在使用前，先在控制模块中设置最大水位值、最小水位值和温度设定值，控制模块通过水位传感器实时采集水箱中的水位，如果采集的水位值小于最小水位值，控制模块开启第三控制阀，自来水进水口的水流入水箱，当实时采集的水位值等于最小水位值时，控制模块闭合第三控制阀；
5）使用时，用户先在设置模式中选择系统使用模式，系统使用模式确定后，
控制模块将实时采集的温度值与温度设定值对比，将实时采集的水位值分别与最大水位值、最小水位值对比，并根据对比结果和系统使用模式对各种控制阀和水泵进行开启和闭合；
6）当系统处于正常模式时，控制模块开启第四控制阀、第五控制阀，关闭第一控制阀、第二控制阀、第六控制阀与水泵；
7）当系统处于节能模式时，控制模块打开第一控制阀、第四控制阀、第五控制阀和水泵，关闭第二控制阀、第六控制阀，水箱中的水通过制冷水管循环吸收燃气灶多余的热量；
8）当系统处于节水模式时，控制模块先将采集的水位值与最大水位值对比，
如果采集的水位值大于或等于最大水位值，控制模块打开第五控制阀、第四控制阀，关闭第一控制阀、第二控制阀、第六控制阀和水泵，如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度大于温度设定值，则控制模块打开第五控制阀、第四控制阀、关闭第六控制阀、第一控制阀、第二控制阀和水泵；如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度小于或等于温度设定值，则控制模块打开第六控制阀、第四控制阀，关闭第五控制阀、第一控制阀、第二控制阀和水泵；
9）当系统处于节水节能模式时，控制模块先将采集的水位值与最大水位值对比，
如果采集的水位值大于或等于最大水位值，则控制模块打开第一控制阀、第二控制阀、第五控制阀与水泵，关闭第四控制阀、第六控制阀；如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度小于或等于温度设定值，则控制模块打开第一控制阀、第二控制阀、第六控制阀、水泵，关闭第四控制阀、第五控制阀，如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度大于温度设定值，则控制模块打开第一控制阀、第二控制阀、第五控制阀、水泵，关闭第四控制阀、第六控制阀。
本发明的有益效果是：一方面通过在燃气灶的金属面板内腔或下方设置制冷水管，并在灶台下方设置装有水泵的水箱，可将燃气灶多余的热量回收用于厨房热水，减少厨房热水的加热能耗，夏季设置冷源的水箱还可降低厨房温度，另一方面还通过在卫生间热水出水口设置温度传感器和第六水管，将卫生间热水口与燃气热水器之间的凉水回收利用，节约了水资源。本发明结构简单、安装方便，可使厨房用水和用电大大降低，夏季还可有效降低厨房的温度，缓解烹饪者在炎热缓解做饭的不适。
附图说明
图1为厨房节能系统结构示意图。
图2为厨房节水节能系统结构示意图。
图3为金属面板内腔设置制冷水管的结构示意图。
图4为制冷水管与支撑圈连通结构示意图。
图5为金属面板背面设置制冷水管的结构示意图。
图6为厨房节水节能方法的整体流程图。
图7为厨房节水节能系统正常模式流程图。
图8为厨房节水节能系统节能模式流程图。
图9为厨房节水节能系统节水模式流程图。
图10为厨房节水节能系统节水节能模式流程图。
附图标记说明：1-第一水管，2-燃气灶，3-制冷水管，4-金属面板，5-水位传感器，6-水箱，7-第五水管，8-锅支架，9-第四水管，10-第二水管，11-第三水管，12-第二控制阀，13-第三控制阀，14-第一控制阀，15-水泵，16-冷源，17-燃气热水器，18-第五水管，19-第四控制阀，20-温度传感器，21-第五电磁阀，22-第六电磁阀，23-第六水管，24-灶台，25-支撑圈，26-支撑角。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细阐述。
如图1、图2、图3所示，一种厨房节水节能系统，其包括燃气灶2、燃气热水器17、水箱6、设置在水箱6底部的水泵15、控制装置，所述燃气灶2包括金属面板4、锅支架8，所述锅支架8包括支撑角26和支撑圈25，所述燃气热水器17设有进水口和出水口，所述金属面板4为中空结构，金属面板4内腔设置制冷水管3，所述制冷水管3的进水口通过第一水管1与水泵15连通，出水口通过第五水管7与水箱6连通，所述水箱6通过第三水管11与自来水进水口连通，所述水泵15通过第二水管10与燃气热水器17进水口连通，所述自来水进水口通过第四水管9与燃气热水器17进水口连通，所述控制装置包括设置模块、控制模块、设置在第一水管1上的第一控制阀14、设置在第二水管10上的第二控制阀12、设置在第三水管11上的第三控制阀13、设置在第四水管9上的第四控制阀19、设置在水箱6内的水位传感器5，所述设置模块与控制模块连接，用于设置系统使用模式，所述控制模块分别与第一控制阀14、第二控制阀12、第三控制阀13、第四控制阀19、水泵15和水位传感器5连接，用于采集水箱6的水位值，并根据水位值与系统使用模式来控制第一控制阀14、第二控制阀12、第三控制阀13、第四控制阀19、水泵15的开启与关闭。
如图2所示，所述厨房节水节能系统还可包括卫生间热水出水口，所述卫生间热水出水口通过第五水管18与燃气热水器17出水口连通，通过第六水管23与水箱6连通，所述控制装置还包括设置在卫生间热水出水口处的第五电磁阀21、设置在第六水管上的第六电磁阀22和设置在第五水管18上的温度传感器20，所述第五电磁阀21和第六电磁阀22分别与控制模块连接，所述温度传感器20与控制模块连接，所述控制模块还可根据温度传感器20采集的数值与温度设定值对比来用于控制第五电磁阀和第六电磁阀的开启和关闭。
如图4所示，锅支架是燃气灶中温度最高的部件，为了提高热回收效率， 所述支撑圈25为不封闭的环形金属水管构成，所述环形金属水管的两端分别与金属面板4内腔的制冷水管3连通，水箱6的水可循环通过制冷水管3和支撑圈26吸收热量。
所述控制模块优选为单片机模块、DSP模块或PLC模块。
为了节约各控制阀的用电，所述第一控制阀14为常闭型电磁阀，所述第二控制阀12为常闭型电磁阀，所述第三控制阀13为常闭型电磁阀，所述第四控制阀19为常开型电磁阀，所述第五电磁阀21为常开型电磁阀，所述第六电磁阀22为常闭型电磁阀。
夏季厨房天气非常炎热，燃气灶又是主要释放热量的器件，为了有效降低厨房的温度，所述水箱6还可设置冷源16。
如图5、图6、图7、图8、图9、图10所示，本发明还提出了一种用于厨房的节水节能方法，包括以下步骤：
1）在燃气灶2的金属面板4背面设置制冷水管3，并在灶台24下方设置装有水泵15的水箱6，通过第一水管1将水泵15与制冷水管3的进水口连通，通过第五水管7将水箱6与制冷水管3的出水口连通，通过第二水管10将水泵6与燃气热水器17进水口连通，通过第四水管9将自来水进水口与燃气热水器17进水口连通，通过第五水管18将卫生间热水出水口与燃气热水器17的出水口连通，通过第六水管23将卫生间热水出水口与水箱6连通；
2）在水箱6内安装水位传感器5，在在第一水管1上安装第一控制阀14，在第二水管10上安装第二控制阀12，在第三水管11上安装第三控制阀13，在第四水管9上安装第四控制阀19，在卫生间热水出水口处安装第五电磁阀21，在第六水管23上安装第六电磁阀22，在第五水管18上安装温度传感器20，将水位传感器5、第一控制阀14、第二控制阀12、第三控制阀13、第四控制阀19、第五电磁阀21、第六电磁阀22、温度传感器20、水泵15分别与控制模块连接；
3）将设置模块与控制模块连接，并通过设置模块设置系统使用模式，系统使用模式可分为正常模式、节能模式、节水模式、节水节能模式，控制模块可根据采集的水位值、温度值与系统使用模式来控制第一控制阀14、第二控制阀12、第三控制阀13、第四控制阀19、第五电磁阀21、第六电磁阀22、水泵15的开启和关闭；
4）在使用前，先在控制模块中设置最大水位值、最小水位值和温度设定值，控制模块通过水位传感器5实时采集水箱6中的水位，如果采集的水位值小于最小水位值，控制模块开启第三控制阀13，自来水进水口的水流入水箱6，当实时采集的水位值等于最小水位值时，控制模块闭合第三控制阀13；
5）使用时，用户先在设置模式中选择系统使用模式，系统使用模式确定后，控制模块将实时采集的温度值与温度设定值对比，将实时采集的水位值分别与最大水位值、最小水位值对比，并根据对比结果和系统使用模式对各种控制阀和水泵进行开启和闭合；
6）当系统处于正常模式时，控制模块开启第四控制阀19、第五控制阀21，关闭第一控制阀14、第二控制阀12、第六控制阀22与水泵；
7）当系统处于节能模式时，控制模块打开第一控制阀14、第四控制阀19、第五控制阀21和水泵15，关闭第二控制阀12、第六控制阀22，水箱6中的水通过制冷水管3循环吸收燃气灶2多余的热量；
8）当系统处于节水模式时，控制模块先将采集的水位值与最大水位值对比，如果采集的水位值大于或等于最大水位值，控制模块打开第五控制阀21、第四控制阀19，关闭第一控制阀14、第二控制阀12、第六控制阀22和水泵15，如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度大于温度设定值，则控制模块打开第五控制阀21、第四控制阀19、关闭第六控制阀22、第一控制阀14、第二控制阀12和水泵15，如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度小于或等于温度设定值，则控制模块打开第六控制阀22、第四控制阀19，关闭第五控制阀21、第一控制阀14、第二控制阀12和水泵15；
9）当系统处于节水节能模式时，控制模块先将采集的水位值与最大水位值对比，如果采集的水位值大于或等于最大水位值，则控制模块打开第一控制阀14、第二控制阀12、第五控制阀21与水泵15，关闭第四控制阀19、第六控制阀22，如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度小于或等于温度设定值，则控制模块打开第一控制阀14、第二控制阀12、第六控制阀22、水泵15，关闭第四控制阀19、第五控制阀21，如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度大于温度设定值，则控制模块打开第一控制阀14、第二控制阀12、第五控制阀21、水泵15，关闭第四控制阀19、第六控制阀22。
本发明中系统使用模式主要有正常模式、节能模式、节水模式、节水节能模式，控制模块可根据采集的水位值、温度值与系统使用模式来控制各控制阀的开启和关闭。
（1）当系统处于正常模式时，控制模块开启第四控制阀19、第五控制阀21，关闭第一控制阀14、第二控制阀12、第六控制阀22与水泵15，该模式的使用方式与现有燃气热水器的相同。
（2）当系统处于节能模式时，控制模块打开第一控制阀14、第四控制阀19、第五控制阀21和水泵15，关闭第二控制阀12、第六控制阀22，该模式中水箱6中的水可通过制冷水管3循环吸收燃气灶2多余的热量，运行一段时间后，水箱6中的水温度明显提高，当燃气热水器17开启时，水箱6中的水可优先流向燃气热水器17，可有效降低燃气热水器17的能耗。
（3）当系统处于节水模式时，控制模块先将采集的水位值与最大水位值对比，如果采集的水位值大于或等于最大水位值，控制模块打开第五控制阀21、第四控制阀19，关闭第一控制阀14、第二控制阀12、第六控制阀22和水泵15，如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度大于温度设定值，则控制模块打开第五控制阀21、第四控制阀19、关闭第六控制阀22、第一控制阀14、第二控制阀12和水泵15，如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度小于或等于温度设定值，则控制模块打开第六控制阀22、第四控制阀19，关闭第五控制阀21、第一控制阀14、第二控制阀12和水泵15，该模式在水箱6中水位较低时，可将燃气热水器17热水出水前的凉水回收利用，有效解决了水资源。
（4）当系统处于节水节能模式时，控制模块先将采集的水位值与最大水位值对比，如果采集的水位值大于或等于最大水位值，则控制模块打开第一控制阀14、第二控制阀12、第五控制阀21与水泵15，关闭第四控制阀19、第六控制阀22，如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度小于或等于温度设定值，则控制模块打开第一控制阀14、第二控制阀12、第六控制阀22、水泵15，关闭第四控制阀19、第五控制阀21，如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度大于温度设定值，则控制模块打开第一控制阀14、第二控制阀12、第五控制阀21、水泵15，关闭第四控制阀19、第六控制阀22，该模式下，一方面水箱6中的水通过制冷水管3循环吸收燃气灶2多余的热量，另一方面，水箱6中吸收热量后的水通过水泵15流向燃气热水器17进水口，第五水管21中的水通过第六水管23流入水箱6，该模式可同时兼顾节水和节能的功能，一方面将燃气热水器17热水出水前的凉水回收，另一方面将回收燃气热水器17的凉水用于吸收燃气灶2多余的热量，吸收热量的水再给燃气热水器使用，减少了燃气热水器的能耗。
本发明的保护范围并不局限于上述描述，任何在本发明的启示下的其它形式产品，不论在形状或结构上作任何改变，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种用于厨房的节水节能方法，其特征在于，所述节水节能方法包括以下步骤：
1）在燃气灶的金属面板背面设置制冷水管，并在灶台下方设置装有水泵的水箱，通过第一水管将水泵与制冷水管的进水口连通，通过第五水管将水箱与制冷水管的出水口连通，通过第二水管将水泵与燃气热水器进水口连通，通过第四水管将自来水进水口与燃气热水器进水口连通，通过第五水管将卫生间热水出水口与燃气热水器的出水口连通，通过第六水管将卫生间热水出水口与水箱连通；
2）在水箱内安装水位传感器，在第一水管上安装第一控制阀，在第二水管上安装第二控制阀，在第三水管上安装第三控制阀，在第四水管上安装第四控制阀，在卫生间热水出水口处安装第五电磁阀，在第六水管上安装第六电磁阀，在第五水管上安装温度传感器，将水位传感器、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五电磁阀、第六电磁阀、温度传感器、水泵分别与控制模块连接；
3）将设置模块与控制模块连接，并通过设置模块设置系统使用模式，系统使用模式可分为正常模式、节能模式、节水模式、节水节能模式，控制模块可根据采集的水位值、温度值与系统使用模式来控制第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五电磁阀、第六电磁阀、水泵的开启和关闭；
4）在使用前，先在控制模块中设置最大水位值、最小水位值和温度设定值，控制模块通过水位传感器实时采集水箱中的水位，如果采集的水位值小于最小水位值，控制模块开启第三控制阀，自来水进水口的水流入水箱，当实时采集的水位值等于最小水位值时，控制模块闭合第三控制阀；
5）使用时，用户先在设置模式中选择系统使用模式，系统使用模式确定后，控制模块将实时采集的温度值与温度设定值对比，将实时采集的水位值分别与最大水位值、最小水位值对比，并根据对比结果和系统使用模式对各种控制阀和水泵进行开启和闭合；
6）当系统处于正常模式时，控制模块开启第四控制阀、第五控制阀，关闭第一控制阀、第二控制阀、第六控制阀与水泵；
7）当系统处于节能模式时，控制模块打开第一控制阀、第四控制阀、第五控制阀和水泵，关闭第二控制阀、第六控制阀，水箱中的水通过制冷水管循环吸收燃气灶多余的热量；
8）当系统处于节水模式时，控制模块先将采集的水位值与最大水位值对比，如果采集的水位值大于或等于最大水位值，控制模块打开第五控制阀、第四控制阀，关闭第一控制阀、第二控制阀、第六控制阀和水泵，如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度大于温度设定值，则控制模块打开第五控制阀、第四控制阀、关闭第六控制阀、第一控制阀、第二控制阀和水泵；如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度小于或等于温度设定值，则控制模块打开第六控制阀、第四控制阀，关闭第五控制阀、第一控制阀、第二控制阀和水泵；
9）当系统处于节水节能模式时，控制模块先将采集的水位值与最大水位值对比，
如果采集的水位值大于或等于最大水位值，则控制模块打开第一控制阀、第二控制阀、第五控制阀与水泵，关闭第四控制阀、第六控制阀；如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度小于或等于温度设定值，则控制模块打开第一控制阀、第二控制阀、第六控制阀、水泵，关闭第四控制阀、第五控制阀，如果采集的水位值小于最大水位值且卫生间热水出口温度大于温度设定值，则控制模块打开第一控制阀、第二控制阀、第五控制阀、水泵，关闭第四控制阀、第六控制阀。
2.根据权利要求1所述的用于厨房的节水节能方法，其特征在于，所述水箱设置冷源。
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