CN112432213B - 一种油烟机余热回收系统及回收方法 - Google Patents

一种油烟机余热回收系统及回收方法 Download PDF

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Abstract

一种油烟机余热回收系统及回收方法，其特征包括空调室内机、吸收式制冷器、热交换器、发生器、油烟机和油烟净化器；本发明与现有技术相比，将吸油烟机排出的高温油烟作为吸收式空调机的热源进行制冷，产生冷气来调节厨房的温度，实现油烟中低品位热能的高效利用，将空调内机中产生的冷凝水收集起来，并将其作为冷却水加以利用，可在减少冷却用水消耗的同时实现节能减排的目的，内置了溴化锂溶液状态的监测及修正系统，降低了吸油烟空调机的维护频度及维护难度，内置的辅助加热器可保证吸油烟空调机在油烟提供的热源不足时，仍能提供正常的制冷功能，保障了吸油烟空调机在运行时的稳定性，具有推广和应用价值。

Description

一种油烟机余热回收系统及回收方法
技术领域
本发明涉及节能环保技术领域，特别是一种利用吸收式制冷器实现的油烟机余热回收系统及回收方法。
背景技术
油烟机是现代厨房必备的电气家具之一，且经过漫长时间的发展，其相关技术与性能标准已相当完善，但其中鲜有提及废弃油烟的利用问题。此外，随着全球能源问题的日渐突显，吸收式空调因其可利用低品位热能制冷的特性而收到广泛关注。但在对低品位热能利用的研究中，烹饪产生的油烟中所含有的大量废热却遭到忽视。而传统空调工作时产生的冷凝水也往往因其量少、难以收集等原因而被浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用油烟机余热回收实现的节能空调系统，通过利用油烟机的余热回收实现吸收式制冷设备制冷剂的循环使用，大大降低吸收式制冷设备的能源消耗。
本发明的技术方案是：
一种油烟机余热回收系统，其特征包括空调室内机、吸收式制冷器、热交换器、发生器、油烟机和油烟净化器；
所述的空调室内机包括风机和制冷管，所述的风机用于向制冷管吹送常温空气，所述的制冷管内充满7℃的冷媒水，用于将常温空气冷却，然后从空调室内机的排风口吹出实现制冷；
所述的吸收式制冷器包括分为蒸发室和吸收室的容器、制冷器水槽和散热塔，蒸发室和吸收室被阻隔液体的隔板分开，所述的蒸发室中装有冷剂水，蒸发室内的压力保持为能够使冷剂水在4℃时蒸发，空调室内机的制冷管穿过蒸发室，用于通过冷剂水吸收空调室内机的冷媒水的热量，使制冷管中的冷媒水保持在低温状态能够持续制冷；所述的吸收室内装有溴化锂溶液，用于作为吸水剂吸收蒸发室内产生的水蒸气；所述的制冷器水槽连接有进水管和排水管，所述的进水管与散热塔连接，所述的排水管穿过吸收室，并没入其中的溴化锂溶液中，再与所述的散热塔连接，用于通过水槽的冷却水吸收吸收室内的溴化锂溶液的热量，并将热量导入散热塔中散热；
所述的热交换器包括一级交换器、二级交换器和三级交换器、溴化锂溶液导管，所述的吸收室内的溴化锂溶液通过所述的溴化锂溶液导管依次穿过一级交换器、二级交换器和三级交换器形成去路管道，与热交换器中的热源进行热交换，用于将低浓度的溴化锂溶液预加热成较高温溴化锂溶液；
所述的发生器包括高压发生器和低压发生器，所述的溴化锂溶液导管与高压发生器连接，将溴化锂溶液导入高压发生器，所述的油烟机的排气管穿过高压发生器，用于作为加热高压发生器内溴化锂溶液的热源，接入高压发生器内的溴化锂溶液没过高压发生器内的油烟机排气管，用于利用被高温烟气加热的油烟机排气管对溴化锂溶液加热、浓缩；高压发生器还包括蒸汽排出管，所述的低压发生器包括分为低压发生室和冷凝室的容器和冷凝室水槽，所述的低压发生室和冷凝室通过阻隔液体的隔板隔开，低压发生室通过蒸汽排出管与高压发生器连通，高压发生器内浓缩溴化锂溶液产生的蒸汽通过蒸汽排出管导入低压发生室，再导入冷凝室内冷凝成液体，然后流入冷凝室水槽，作为冷凝室内的冷却剂使用；
所述的油烟机的排气管穿过高压发生器后，再穿过热交换器中的二级交换器，作为二级交换器中的热源加热穿过其中的溴化锂溶液导管中的溴化锂溶液，然后与油烟净化器连通；所述的溴化锂溶液导管穿过高压发生器后，再穿过热交换器中的三级交换器接入低压发生室，用于利用高压发生器中排出的蒸汽对溴化锂溶液再一次进行加热浓缩，最后再通过导管穿过一级交换器与吸收式制冷器的吸收室连通形成回路管道，其中的溴化锂溶液经过加热、浓缩后调节到合适浓度，再次作为吸水剂使用；
所述的油烟净化器用于将接收的烟气进行净化后排出或导入空调室内机进行制冷。
进一步的方案是：所述的高压发生器和三级交换器之间的溴化锂溶液回路管道上设有一个合流阀，所述的高压发生器和低压发生室之间的蒸汽管上设有分支管与所述的合流阀连接，用于将高压发生器中产生的蒸汽与高压发生器和三级交换器之间的溴化锂溶液回路管道中的溴化锂溶液混合，使溴化锂溶液温度上升浓度下降，防止溴化锂溶液结晶。
进一步的方案是：所述的低压发生室与一级交换器之间的溴化锂溶液回路管道上设有一个分流阀，所述的分流阀将一部分回路管道中的溴化锂溶液通过导管接入一级交换器的溴化锂溶液回路管道出口，用于将从一级交换器中输出的溴化锂溶液再次加热，进一步防止一级交换器与吸收式制冷器的吸收室之间的溴化锂溶液回路管道中的溴化锂溶液结晶。
进一步的方案是：所述的高压发生器内设有辅助加热装置，用于当流入的烟气不能满足加热需要时进行辅助加热，防止加热不足导致溴化锂溶液不能达到理想浓度。
进一步的方案是：所述的一级交换器与吸收室之间的回路管道上设有溴化锂浓度和温度传感器，用于监测溴化锂溶液的浓度和温度，由于这段回路管道中溴化锂溶液的浓度最高、温度最低，极易出现结晶现象，在这段管道中设置传感器监测溴化锂溶液的浓度和温度，同时辅助控制手段可以降低溴化锂溶液的结晶概率，从而降低管道堵塞概率。
一种油烟机余热回收方法，其特征包括以下步骤：
1、预加热：将吸收式制冷器内吸水后的低浓度溴化锂溶液，通过导管依次穿过热交换器内的一级交换器、二级交换器、三级交换器进行预加热；
2、加热、浓缩：将油烟机的排烟管穿过高压发生器，再将经预加热低浓度溴化锂溶液导入高压发生器并覆盖排烟管，进行加热；
3、二次加热：高压发生器通过蒸汽排出管，将低浓度溴化锂溶液加热产生的蒸汽导入低压发生室，经加热浓缩的溴化锂溶液通过导管穿过热交换器的三级交换器，作为预加热三级交换器内的低温溴化锂溶液导管的热源，再通过导管导入低压发生室，利用高压发生器中产生的蒸汽对溴化锂溶液进行二次加热；
4、余热利用：油烟机的排烟管穿过高压发生器后，再穿过热交换器中的二级交换器，做为其中预加热低浓度溴化锂溶液的热源，最后将烟气导入油烟净化器，经净化后接入空调室内机进行制冷；
5、余温利用：将低压发生室内的经过二次加热的溴化锂溶液通过导管穿过热交换器的一级交换器，作为一级交换器中预加热低浓度溴化锂溶液的热源，再接入吸收式制冷器的吸收室内，完成对溴化锂溶液的循环使用。
进一步的方案是：包括在高压发生器和三级交换器之间的溴化锂溶液回路管道上设置合流阀，在高压发生器和低压发生室之间的蒸汽管上设有分支管与所述的合流阀连接，用于将高压发生器中产生的蒸汽与高压发生器和三级交换器之间的溴化锂溶液导管中的溴化锂溶液混合，使溴化锂溶液温度上升浓度下降，防止溴化锂溶液结晶的步骤。
进一步的方案是：包括在低压发生室与一级交换器之间的溴化锂溶液回路管道上设置分流阀，用分流阀将一部分回路管道中的溴化锂溶液通过导管接入一级交换器的溴化锂溶液回路管道出口，对经一级交换器中输出的溴化锂溶液再次加热，进一步防止一级交换器与吸收式制冷器的吸收室之间的溴化锂溶液导管中的溴化锂溶液结晶的步骤。
本发明与现有技术相比，将吸油烟机排出的高温油烟作为吸收式空调机的热源进行制冷，产生冷气来调节厨房的温度，实现油烟中低品位热能的高效利用，将空调内机中产生的冷凝水收集起来，并将其作为冷却水加以利用，可在减少冷却用水消耗的同时实现节能减排的目的，内置了溴化锂溶液状态的监测及修正系统，降低了吸油烟空调机的维护频度及维护难度，内置的辅助加热器可保证吸油烟空调机在油烟提供的热源不足时，仍能提供正常的制冷功能，保障了吸油烟空调机在运行时的稳定性，具有推广和应用价值。
附图说明
图1为本发明实施例逻辑结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
实施例1
如图1所示，一种油烟机余热回收系统，包括空调室内机1、吸收式制冷器2、热交换器3、发生器4、油烟机5和油烟净化器6；
所述的空调室内机包括风机和制冷管，所述的风机用于向制冷管吹送常温空气，所述的制冷管内充满7℃的冷媒水，用于将常温空气冷却，然后从空调室内机的排风口吹出实现制冷；
所述的吸收式制冷器包括分为蒸发室201和吸收室202的容器、制冷器水槽203和散热塔204，蒸发室201和吸收室202被阻隔液体的隔板分开，所述的蒸发室201中装有冷剂水，蒸发室内的压力保持为能够使冷剂水在4℃时蒸发，空调室内机1的制冷管穿过蒸发室201，用于通过冷剂水吸收空调室内机1的冷媒水的热量，使制冷管中的冷媒水保持在低温状态能够持续制冷；所述的吸收室202内装有溴化锂溶液，用于作为吸水剂吸收蒸发室201内产生的水蒸气；所述的制冷器水槽203连接有进水管和排水管，所述的进水管与散热塔204连接，所述的排水管穿过吸收室202，并没入其中的溴化锂溶液中，再与所述的散热塔204连接，用于通过水槽的冷却水吸收吸收室202内的溴化锂溶液的热量，并将热量通过冷却水导入散热塔204中散热；
所述的热交换器3包括一级交换器301、二级交换器302和三级交换器303、溴化锂溶液导管，所述的吸收室202内的溴化锂溶液通过所述的溴化锂溶液导管依次穿过一级交换器301、二级交换器302和三级交换器303形成去路管道，与热交换器3中的热源进行热交换，用于将低温、低浓度的溴化锂溶液预加热成较高温溴化锂溶液；
所述的发生器4包括高压发生器401和低压发生器402，所述的溴化锂溶液导管与高压发生器连接，将溴化锂溶液导入高压发生器，所述的油烟机5的排气管穿过高压发生器401，用于作为加热高压发生器401内溴化锂溶液的热源，接入高压发生器401内的溴化锂溶液没过高压发生器401内的油烟机排气管，利用被高温烟气加热的油烟机排气管对溴化锂溶液加热、浓缩，高压发生器401还包括蒸汽排出管，所述的低压发生器402包括分为低压发生室4021和冷凝室4022的容器和冷凝室水槽4023，所述的低压发生室4021和冷凝室4022通过阻隔液体的隔板隔开，低压发生室4021通过蒸汽排出管与高压发生器401连通，高压发生器401内浓缩溴化锂溶液产生的蒸汽通过蒸汽排出管导入低压发生室4021，再导入冷凝室4022内冷凝成液体，然后流入冷凝室水槽4023，作为冷凝室4022内的冷却剂使用；
所述的油烟机5的排气管穿过高压发生器401后，再穿过热交换器3中的二级交换器302，作为二级交换器302中的热源加热穿过其中的溴化锂溶液导管中的溴化锂溶液，然后与油烟净化器6连通；所述的溴化锂溶液导管穿过高压发生器401后，再穿过热交换器3中的三级交换器303接入低压发生室4021，用于利用高压发生器401中排出的蒸汽对溴化锂溶液再一次进行加热浓缩，最后再通过导管穿过一级交换器301与吸收式制冷器2的吸收室201连通形成回路管道，其中的溴化锂溶液经过加热、浓缩后调节到合适浓度，再次作为吸水剂使用；
所述的油烟净化器6用于将接收的烟气进行净化后排出或导入空调室内机进行制冷。
所述的高压发生器401和三级交换器303之间的溴化锂溶液回路管道上设有一个合流阀7，所述的高压发生器401和低压发生室4021之间的蒸汽管上设有分支管与所述的合流阀7连接，用于将高压发生器401中产生的蒸汽与高压发生器401和三级交换器303之间的溴化锂溶液回路管道中的溴化锂溶液混合，使溴化锂溶液温度上升浓度下降，防止溴化锂溶液结晶。
所述的低压发生室4021与一级交换器301之间的溴化锂溶液回路管道上设有一个分流阀8，所述的分流阀8将一部分回路管道中的溴化锂溶液通过导管接入一级交换器301的溴化锂溶液回路管道出口，用于将从一级交换器301中输出的溴化锂溶液再次加热，进一步防止一级交换器301与吸收式制冷器2的吸收室201之间的溴化锂溶液回路管道中的溴化锂溶液结晶。
所述的高压发生器401内设有辅助加热装置4011，用于当流入的烟气不能满足加热需要时进行辅助加热，防止加热不足导致溴化锂溶液不能达到理想浓度。
所述的一级交换器301与吸收室201之间的回路管道上设有溴化锂浓度和温度传感器9，用于监测溴化锂溶液的浓度和温度，由于这段回路管道中溴化锂溶液的浓度最高、温度最低，极易出现结晶现象，在这段管道中设置传感器监测溴化锂溶液的浓度和温度，同时辅助控制手段可以降低溴化锂溶液的结晶概率，从而降低管道堵塞概率。

Claims (9)

1.一种油烟机余热回收系统，其特征包括空调室内机、吸收式制冷器、热交换器、发生器、油烟机和油烟净化器；
所述的空调室内机包括风机和制冷管，所述的风机用于向制冷管吹送常温空气，所述的制冷管内充满7℃的冷媒水，用于将常温空气冷却，然后从空调室内机的排风口吹出实现制冷；
所述的吸收式制冷器包括分为蒸发室和吸收室的容器、制冷器水槽和散热塔，蒸发室和吸收室被阻隔液体的隔板分开，所述的蒸发室中装有冷剂水，蒸发室内的压力保持为能够使冷剂水在4℃时蒸发，空调室内机的制冷管穿过蒸发室，用于通过冷剂水吸收空调室内机的冷媒水的热量，使制冷管中的冷媒水保持在低温状态能够持续制冷；所述的吸收室内装有溴化锂溶液，用于作为吸水剂吸收蒸发室内产生的水蒸气；所述的制冷器水槽连接有进水管和排水管，所述的进水管与散热塔连接，所述的排水管穿过吸收室，并没入其中的溴化锂溶液中，再与所述的散热塔连接，用于通过水槽的冷却水吸收吸收室内的溴化锂溶液的热量，并将热量通过冷却水导入散热塔中散热；
所述的热交换器包括一级交换器、二级交换器和三级交换器、溴化锂溶液导管，所述的吸收室内的溴化锂溶液通过所述的溴化锂溶液导管依次穿过一级交换器、二级交换器和三级交换器形成去路管道，与热交换器中的热源进行热交换，用于将低温、低浓度的溴化锂溶液预加热成较高温溴化锂溶液；
所述的发生器包括高压发生器和低压发生器，所述的溴化锂溶液导管与高压发生器连接，将溴化锂溶液导入高压发生器，所述的油烟机的排气管穿过高压发生器，用于作为加热高压发生器内溴化锂溶液的热源，接入高压发生器内的溴化锂溶液没过高压发生器内的油烟机排气管，利用被高温烟气加热的油烟机排气管对溴化锂溶液加热、浓缩，高压发生器还包括蒸汽排出管，所述的低压发生器包括分为低压发生室和冷凝室的容器和冷凝室水槽，所述的低压发生室和冷凝室通过阻隔液体的隔板隔开，低压发生室通过蒸汽排出管与高压发生器连通，高压发生器内浓缩溴化锂溶液产生的蒸汽通过蒸汽排出管导入低压发生室，再导入冷凝室内冷凝成液体，然后流入冷凝室水槽，作为冷凝室内的冷却剂使用；
所述的油烟机的排气管穿过高压发生器后，再穿过热交换器中的二级交换器，作为二级交换器中的热源加热穿过其中的溴化锂溶液导管中的溴化锂溶液，然后与油烟净化器连通；所述的溴化锂溶液导管穿过高压发生器后，再穿过热交换器中的三级交换器接入低压发生室，用于利用高压发生器中排出的蒸汽对溴化锂溶液再一次进行加热浓缩，最后再通过导管穿过一级交换器与吸收式制冷器的吸收室连通形成回路管道，其中的溴化锂溶液经过加热、浓缩后调节到合适浓度，再次作为吸水剂使用；
所述的油烟净化器用于将接收的烟气进行净化后排出或导入空调室内机进行制冷。
2.如权利要求1所述的一种油烟机余热回收系统，其特征是所述的高压发生器和三级交换器之间的溴化锂溶液回路管道上设有一个合流阀，所述的高压发生器和低压发生室之间的蒸汽管上设有分支管与所述的合流阀连接，用于将高压发生器中产生的蒸汽与高压发生器和三级交换器之间的溴化锂溶液回路管道中的溴化锂溶液混合。
3.如权利要求1或2所述的一种油烟机余热回收系统，其特征是所述的低压发生室与一级交换器之间的溴化锂溶液回路管道上设有一个分流阀，所述的分流阀将一部分回路管道中的溴化锂溶液通过导管接入一级交换器的溴化锂溶液回路管道出口，用于将从一级交换器中输出的溴化锂溶液再次加热。
4.如权利要求1或2所述的一种油烟机余热回收系统，其特征是所述的高压发生器内设有辅助加热装置，用于当流入的烟气不能满足加热需要时进行辅助加热。
5.如权利要求3所述的一种油烟机余热回收系统，其特征是所述的高压发生器内设有辅助加热装置，用于当流入的烟气不能满足加热需要时进行辅助加热。
6.如权利要求1或2或5所述的一种油烟机余热回收系统，其特征是所述的一级交换器与吸收室之间的回路管道上设有溴化锂浓度和温度传感器，用于监测溴化锂溶液的浓度和温度。
7.一种基于权利要求1-6任意一项中所述油烟机余热回收系统的油烟机余热回收方法，其特征包括以下步骤：
（1）、预加热：将吸收式制冷器内吸水后的低浓度溴化锂溶液，通过导管依次穿过热交换器内的一级交换器、二级交换器、三级交换器进行预加热；
（2）、加热、浓缩：将油烟机的排烟管穿过高压发生器，再将经预加热低浓度溴化锂溶液导入高压发生器并覆盖排烟管，进行加热；
（3）、二次加热：高压发生器通过蒸汽排出管，将低浓度溴化锂溶液加热产生的蒸汽导入低压发生室，经加热浓缩的溴化锂溶液通过导管穿过热交换器的三级交换器，作为预加热三级交换器内的低温溴化锂溶液导管的热源，再通过导管导入低压发生室，利用高压发生器中产生的蒸汽对溴化锂溶液进行二次加热；
（4）、余热利用：油烟机的排烟管穿过高压发生器后，再穿过热交换器中的二级交换器，做为其中预加热低浓度溴化锂溶液的热源，最后将烟气导入油烟净化器，经净化后接入空调室内机进行制冷；
（5）、余温利用：将低压发生室内的经过二次加热的溴化锂溶液通过导管穿过热交换器的一级交换器，作为一级交换器中预加热低浓度溴化锂溶液的热源，再接入吸收式制冷器的吸收室内，完成对溴化锂溶液的循环使用。
8.如权利要求7所述的一种油烟机余热回收方法，其特征还包括在高压发生器和三级交换器之间的溴化锂溶液回路管道上设置合流阀，在高压发生器和低压发生室之间的蒸汽管上设有分支管与所述的合流阀连接，用于将高压发生器中产生的蒸汽与高压发生器和三级交换器之间的溴化锂溶液导管中的溴化锂溶液混合，使溴化锂溶液温度上升浓度下降，防止溴化锂溶液结晶的步骤。
9.如权利要求7或8所述的一种油烟机余热回收方法，其特征还包括在低压发生室与一级交换器之间的溴化锂溶液回路管道上设置分流阀，用分流阀将一部分回路管道中的溴化锂溶液通过导管接入一级交换器的溴化锂溶液回路管道出口，对经一级交换器中输出的溴化锂溶液再次加热，进一步防止一级交换器与吸收式制冷器的吸收室之间的溴化锂溶液导管中的溴化锂溶液结晶的步骤。
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