CN112728598A - 分布式炉灶烟气余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种分布式炉灶烟气余热回收系统，包括设于不同燃气灶烟道尾端上的烟气余热回收装置，还包括热水集中存储供应装置，烟气余热回收装置包括插接于烟道尾部上的换热器，换热器包括设于烟道尾部内且内部中空的换热夹套，换热夹套上端设有出水管，换热夹套下端设有进水管，换热夹套上设有导热组件，出水管与热水集中存储供应装置通过管道连通。高温烟气在通过换热器的整个过程热量被换热夹套中的自来水吸收变成常温烟气，热能回收效率高，不影响大锅灶的使用加热效率，同时避免高温烟气带来火灾隐患，不影响原有燃气锅灶的使用效果，即烟气余热回收只是烟气中热能的有效利用，不对锅灶的使用性能产生影响。

Description

分布式炉灶烟气余热回收系统

技术领域

本发明涉及燃气灶技术领域。

背景技术

如今，随着天然气燃料的普及以及人们对餐饮卫生环境的重视，商用燃气锅灶在大中专学校食堂、各类饭店宾馆、医院、机关企事业单位公共食堂等各种场合大量投入使用，由于相对于采暖、空调、照明等高费用支出项目而言，炊事燃气费用所占比例较小，长期以来商用燃气灶具的节能管理工作一直被人们所忽视，很少有人关注商用燃气锅灶的热效率及节能状况。在当前建设节约型社会的大的背景形势下，节约和节能已成为社会可持续发展的必然要求，节能和节约随处可在，看似平常的商用燃气锅灶，其实也蕴藏着巨大的节能潜力。

当前，全国在用的商用燃气锅灶上百万台，主要用于餐饮酒店宾馆、大中专院校及寄宿制中小学食堂、医院、机关企事业单位公共餐厅、部队营房等集中就餐场所。以全国高校为例，目前在校本科生及研究生人数大约4300万人，加上教职员工合计超过5000万人，高校使用的炊事燃气炉灶数量超过20万台(口)，即使按照年使用9个月、每口锅灶平均每天使用4.5小时测算，每年仅高校炊事所耗用的燃气就超过12亿立方米，因此，商用锅灶具有非常广阔的节能空间。

常见的燃气灶节能手段有燃烧节能、结构节能、使用过程节能、烟气余热回收节能等，虽然采取了上述种种措施，并取得了一定的节能效果，但在实际使用中对于提高锅灶的热效率并没有根本性的改观，对炉膛出口的排烟温度测试表明，大锅灶排烟口温度高达500～600℃，炒灶排烟温度还要高。为更好满足炊事要求，各个厂家的大锅灶热负荷一般在45～50kW、炒灶在35～40kW左右，天然气的热值各地有所区别，考虑到各自的热利用效率，意味着不管是燃气大锅灶还是炒灶，实际使用中至少有3m3/h燃气热量被浪费。被浪费的热能中，少量是由于不完全燃烧、部分被炉膛所吸收、部分通过灶外表向外散热、部分是烟气直接泄漏到外部，大部分是通过烟道排出。

现有技术中对于烟气余热回收取得的效果较差，热能浪费较为严重。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有技术中烟气余热回收取得的效果较差，热能浪费较为严重的问题，披露了一种分布式炉灶烟气余热回收系统，烟气回收效率高，热能浪费较少。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种分布式炉灶烟气余热回收系统，包括设于不同燃气灶烟道尾端上的烟气余热回收装置，还包括热水集中存储供应装置，所述烟气余热回收装置包括插接于烟道尾部上的换热器，所述换热器包括设于烟道尾部内且内部中空的换热夹套，所述换热夹套上端设有出水管，所述换热夹套下端设有进水管，所述换热夹套上设有导热组件，所述出水管与所述热水集中存储供应装置通过管道连通。

通过上述方案，其通过设置烟道中设置烟气余热回收装置，即设置换热器，通过设置换热夹套，在换热夹套内部中空位置自下端进水管通入自来水，烟气通过换热夹套时，通过换热夹套以及导热组件进行热交换，将换热夹套内自来水加热，完成热能回收，同时热水沿出水管输送至热水集中存储供应装置，自来水继续自进水管通入换热夹套，高温烟气在通过换热器的整个过程热量被换热夹套中的自来水吸收变成常温烟气，热能回收效率高，不影响大锅灶的使用加热效率，同时避免高温烟气带来火灾隐患，不影响原有燃气锅灶的使用效果，即烟气余热回收只是烟气中热能的有效利用，不对锅灶的使用性能产生影响，包括：不会降低锅的热量吸收、不会导致炊事时间的延长、不会增加原有燃气的消耗、不会影响炊事人员的安全，本申请结构简单，无需对原有炉灶进行较大改动，方便安装，回收的热水可供应食堂自身需要，亦可输送作为卫生热水使用，效果显著，节能环保。

进一步的，所述换热夹套呈长条状沿所述烟道尾端分布。

通过上述方案，换热夹套呈长条状沿所述烟道尾端分布，进一步增大换热夹套与高温烟气的接触面积，同时内烟气流动阻力尽可能小，避免炉膛背压过高、烟气流动不畅，影响锅灶的正常使用。

进一步的，所述导热组件包括设于所述换热夹套上的翅片管，所述翅片管内部中空两端与所述换热夹套连通。

通过上述方案，由于烟气的传热系数相对于水来说相差一个数量级，翅片管加大烟气侧传热面，使之与水侧放热系数大体相当，所以采用翅片管换热成可以同时满足换热结构紧凑、传热面积足够和烟气流动阻力相对较小的要求，烟气流动阻力尽可能小，避免炉膛背压过高、烟气流动不畅，影响锅灶的正常使用。

进一步的，所述翅片管呈薄片状，所述翅片管沿烟气流动方向分布。

进一步的，所述热水集中存储供应装置包括储热水箱，所述出水管与所述储热水箱连通还包括设于所述出水管处的温度传感器，于所述进水管处设有电磁阀，另设有中央控制器，所述温度传感器、所述电磁阀均与所述中央控制器连接。

通过上述方案，自来水管道接入每个换热夹套下端进水管，进水管上同时安装有电磁阀，在出水管处安装温度传感器，当出水管温度达到设定温度时，电磁阀自动打开上水，将热水从换热夹套内顶出，热水集中输送至储热水箱，一旦出水温度低于设定温度时，电磁阀关闭，完成自动输送热水，自动检测热水温度，自动化程度高。

进一步的，所述储热水箱上设有若干供水管，所述供水管上设有变频泵，所述供水管分别与食堂和生活用水系统连通。

通过上述方案，设置供水管通过变频泵为食堂和生活用水系统供应热水。

进一步的，所述储热水箱底端设有高架台，所述储热水箱顶端设有抽水泵，所述抽水泵与所述出水管通过管道连接。

通过上述方案，设置高架台方便利用高低差势能进行热水供应。

进一步的，所述储热水箱外周设有保温壳体。

进一步的，所述供水管外周设有保温层。

本发明的有益效果如下：

1、本发明结构简单，其通过设置烟道中设置烟气余热回收装置，即设置换热器，通过设置换热夹套，在换热夹套内部中空位置自下端进水管通入自来水，烟气通过换热夹套时，通过换热夹套以及导热组件进行热交换，将换热夹套内自来水加热，完成热能回收，同时热水沿出水管输送至热水集中存储供应装置，自来水继续自进水管通入换热夹套，高温烟气在通过换热器的整个过程热量被换热夹套中的自来水吸收变成常温烟气，热能回收效率高，不影响大锅灶的使用加热效率，同时避免高温烟气带来火灾隐患，不影响原有燃气锅灶的使用效果，即烟气余热回收只是烟气中热能的有效利用，不对锅灶的使用性能产生影响，包括：不会降低锅的热量吸收、不会导致炊事时间的延长、不会增加原有燃气的消耗、不会影响炊事人员的安全，本申请结构简单，无需对原有炉灶进行较大改动，方便安装，回收的热水可供应食堂自身需要，亦可输送作为卫生热水使用，效果显著，节能环保；

2、自来水管道接入每个换热夹套下端进水管，进水管上同时安装有电磁阀，在出水管处安装温度传感器，当出水管温度达到设定温度时，电磁阀自动打开上水，将热水从换热夹套内顶出，热水集中输送至储热水箱，一旦出水温度低于设定温度时，电磁阀关闭，完成自动输送热水，自动检测热水温度，自动化程度高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明烟道部分的剖面结构示意图。

附图标记：11、换热器；12、换热夹套；13、出水管；14、进水管；15、翅片管；16、储热水箱；17、温度传感器；18、电磁阀；19、供水管；20、变频泵；21、高架台；22、抽水泵。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

如图1到2所示，本实施例提供一种分布式炉灶烟气余热回收系统，包括设于不同燃气灶烟道尾端上的烟气余热回收装置，还包括热水集中存储供应装置，烟气余热回收装置包括插接于烟道尾部上的换热器11，换热器11包括设于烟道尾部内且内部中空的换热夹套12，换热夹套12上端设置有出水管13，换热夹套12下端设置有进水管14，换热夹套12上设置有导热组件，出水管13与热水集中存储供应装置通过管道连通。因此其通过设置烟道中设置烟气余热回收装置，即设置换热器11，通过设置换热夹套12，在换热夹套12内部中空位置自下端进水管14通入自来水，烟气通过换热夹套12时，通过换热夹套12以及导热组件进行热交换，将换热夹套12内自来水加热，完成热能回收，同时热水沿出水管13输送至热水集中存储供应装置，自来水继续自进水管14通入换热夹套12，高温烟气在通过换热器11的整个过程热量被换热夹套12中的自来水吸收变成常温烟气，热能回收效率高，不影响大锅灶的使用加热效率，同时避免高温烟气带来火灾隐患，不影响原有燃气锅灶的使用效果，即烟气余热回收只是烟气中热能的有效利用，不对锅灶的使用性能产生影响，包括：不会降低锅的热量吸收、不会导致炊事时间的延长、不会增加原有燃气的消耗、不会影响炊事人员的安全，本申请结构简单，无需对原有炉灶进行较大改动，方便安装，回收的热水可供应食堂自身需要，亦可输送作为卫生热水使用，效果显著，节能环保。

参照图1和2，换热夹套12呈长条状沿烟道尾端分布。导热组件包括设于换热夹套12上的翅片管15，翅片管15内部中空两端与换热夹套12连通。翅片管15呈薄片状，翅片管15沿烟气流动方向分布。由于烟气的传热系数相对于水来说相差一个数量级，翅片管15加大烟气侧传热面，使之与水侧放热系数大体相当，换热夹套12呈长条状沿烟道尾端分布，进一步增大换热夹套12与高温烟气的接触面积，翅片管15沿烟气流动方向分布，同时内烟气流动阻力尽可能小，避免炉膛背压过高、烟气流动不畅，所以采用翅片管15换热成可以同时满足换热结构紧凑、传热面积足够和烟气流动阻力相对较小的要求，烟气流动阻力尽可能小，避免炉膛背压过高、烟气流动不畅，影响锅灶的正常使用。

参照图1，热水集中存储供应装置包括储热水箱16，出水管13与储热水箱16连通还包括设于出水管13处的温度传感器17，于进水管14处设置有电磁阀18，另设置有中央控制器，温度传感器17、电磁阀18均与中央控制器连接。自来水管道接入每个换热夹套12下端进水管14，进水管14上同时安装有电磁阀18，在出水管13处安装温度传感器17，当出水管13温度达到设定温度时，电磁阀18自动打开上水，将热水从换热夹套12内顶出，热水集中输送至储热水箱16，一旦出水温度低于设定温度时，电磁阀18关闭，完成自动输送热水，自动检测热水温度，自动化程度高。

参照图1，储热水箱16上设置有若干供水管19，供水管19上设置有变频泵20，供水管19分别与食堂和生活用水系统连通。储热水箱16底端设置有高架台21，储热水箱16顶端设置有抽水泵22，抽水泵22与出水管13通过管道连接。储热水箱16外周设置有保温壳体。供水管19外周设置有保温层。设置供水管19通过变频泵20为食堂和生活用水系统供应热水，设置抽水泵22方便抽取热水，同时设置保温壳体和保温层减少热能损失。

实施原理：本发明披露了分布式炉灶烟气余热回收系统，其通过设置烟道中设置烟气余热回收装置，即设置换热器11，通过设置换热夹套12，在换热夹套12内部中空位置自下端进水管14通入自来水，烟气通过换热夹套12时，通过换热夹套12以及导热组件进行热交换，将换热夹套12内自来水加热，完成热能回收，同时热水沿出水管13输送至热水集中存储供应装置，自来水继续自进水管14通入换热夹套12，高温烟气在通过换热器11的整个过程热量被换热夹套12中的自来水吸收变成常温烟气，热能回收效率高，不影响大锅灶的使用加热效率，同时避免高温烟气带来火灾隐患，不影响原有燃气锅灶的使用效果，即烟气余热回收只是烟气中热能的有效利用，不对锅灶的使用性能产生影响，包括：不会降低锅的热量吸收、不会导致炊事时间的延长、不会增加原有燃气的消耗、不会影响炊事人员的安全，本申请结构简单，无需对原有炉灶进行较大改动，方便安装，回收的热水可供应食堂自身需要，亦可输送作为卫生热水使用，效果显著，节能环保。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“正面”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (9)

1.一种分布式炉灶烟气余热回收系统，其特征在于，包括设于不同燃气灶烟道尾端上的烟气余热回收装置，还包括热水集中存储供应装置，所述烟气余热回收装置包括插接于烟道尾部上的换热器(11)，所述换热器(11)包括设于烟道尾部内且内部中空的换热夹套(12)，所述换热夹套(12)上端设有出水管(13)，所述换热夹套(12)下端设有进水管(14)，所述换热夹套(12)上设有导热组件，所述出水管(13)与所述热水集中存储供应装置通过管道连通。

2.根据权利要求1所述的分布式炉灶烟气余热回收系统，其特征在于，所述换热夹套(12)呈长条状沿所述烟道尾端分布。

3.根据权利要求2所述的分布式炉灶烟气余热回收系统，其特征在于，所述导热组件包括设于所述换热夹套(12)上的翅片管(15)，所述翅片管(15)内部中空两端与所述换热夹套(12)连通。

4.根据权利要求3所述的分布式炉灶烟气余热回收系统，其特征在于，所述翅片管(15)呈薄片状，所述翅片管(15)沿烟气流动方向分布。

5.根据权利要求1所述的分布式炉灶烟气余热回收系统，其特征在于，所述热水集中存储供应装置包括储热水箱(16)，所述出水管(13)与所述储热水箱(16)连通还包括设于所述出水管(13)处的温度传感器(17)，于所述进水管(14)处设有电磁阀(18)，另设有中央控制器，所述温度传感器(17)、所述电磁阀(18)均与所述中央控制器连接。

6.根据权利要求5所述的分布式炉灶烟气余热回收系统，其特征在于，所述储热水箱(16)上设有若干供水管(19)，所述供水管(19)上设有变频泵(20)，所述供水管(19)分别与食堂和生活用水系统连通。

7.根据权利要求6所述的分布式炉灶烟气余热回收系统，其特征在于，所述储热水箱(16)底端设有高架台(21)，所述储热水箱(16)顶端设有抽水泵(22)，所述抽水泵(22)与所述出水管(13)通过管道连接。

8.根据权利要求1所述的分布式炉灶烟气余热回收系统，其特征在于，所述储热水箱(16)外周设有保温壳体。

9.根据权利要求6所述的分布式炉灶烟气余热回收系统，其特征在于，所述供水管(19)外周设有保温层。

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