CN215216513U - 一种蒸汽喷射式制冷厨房空调系统 - Google Patents

Abstract

一种蒸汽喷射式制冷厨房空调系统，包括用于吸收厨房余热的换热器，还包括有蒸汽发生器、蒸汽喷射器、冷凝器和蒸发器，蒸汽喷射器具有蒸汽进口、气体引射进口和混合气体出口，蒸汽发生器的出口通过换热器与蒸汽喷射器的蒸汽进口相流体连通，蒸发器的出口与蒸汽喷射器的气体引射进口相流体连通，冷凝器的入口与蒸汽喷射器的混合气体出口相连通，冷凝器的出口分二路，其中一路与蒸汽发生器的入口相连通，另一路与蒸发器的入口相连通，邻近蒸发器的位置设有与厨房室内相流体连通的空调出风口。该蒸汽喷射式制冷厨房空调系统应用在厨房余热回收上，直接利用炉灶产生的热量和烟气带走的热量作为制冷系统的循环输入动力，可以减少制冷时的电能消耗。

Description

一种蒸汽喷射式制冷厨房空调系统

技术领域

本实用新型涉及一种厨房空调系统，尤其是涉及一种蒸汽喷射式制冷厨房空调系统。

背景技术

厨房是人们进行烹饪的主要场所，厨房空气环境的好坏直接影响着烹饪体验。厨房夏热冬冷，有供冷、供热需求，为此，人们发明了各种厨房空调，在夏天时对厨房空气进行降温，冬天时则可以向厨房提供暖风，以提高烹饪舒适度。厨房由于烹饪活动会产生大量热量，造成厨房内部温度过高，严重影响人体热舒适。而且，烹饪过程产生的大量余热，如果这部分热能得不到合理回收利用，将会造成一定的能源浪费。目前，市面上现有的厨房空调形式仍是常见的蒸汽压缩式制冷，与普通家用空调的区别在于做了抗油污的处理，但并没有回收厨房余热的作用，并且，直接采用蒸汽压缩式制冷方式为厨房制冷，有压缩机作为运动部件，系统复杂，需要额外输入电能，不够节能。

此外，现有技术中所公开的房余热回收装置大多数是炉灶和烟气的热量以及空调冷凝器的排热通过水环路吸收，作为生活热水的热量来源。如专利号为201210063400.8(授权公告号为CN 102840717A)的中国发明专利所公开的《热能回收装置》，该热能回收装置是由排风吸热器、排水吸热器、循环水泵、储水器、房间空调器、制冷系统、配电控制系统组成，排风吸热器装在厨房抽油烟机、排烟罩等排除高温废气的设备中，与油烟等高温废气进行热交换。排水吸热器装在厨房洗涤等高温废水经过的位置，与高温废水进行热交换。排风吸热器、排水吸热器中装有水或制冷剂，通过循环水泵或制冷系统的循环，将生活、生产中排放的热能收集到储水器中，为用户提供生活热水、空调热水，由此可见，该热能回收装置不是直接利用余热制冷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种能利用厨房余热制冷、节能环保的蒸汽喷射式制冷厨房空调系统。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：该蒸汽喷射式制冷厨房空调系统，其特征在于：包括用于吸收厨房余热的换热器，还包括有蒸汽发生器、蒸汽喷射器、冷凝器和蒸发器，所述蒸汽喷射器具有蒸汽进口、气体引射进口和混合气体出口，所述蒸汽发生器的出口通过所述换热器与蒸汽喷射器的蒸汽进口相流体连通，所述蒸发器的出口与蒸汽喷射器的气体引射进口相流体连通，所述冷凝器的入口与蒸汽喷射器的混合气体出口相连通，冷凝器的出口分二路，其中一路与蒸汽发生器的入口相连通，另一路与蒸发器的入口相连通，邻近所述蒸发器的位置设有与厨房室内相流体连通的空调出风口。

作为一种优选方案，该厨房空调系统还包括有吸油烟机，所述吸油烟机具有排烟通道，所述换热器为安装在所述排烟通道内的第一换热器。这样，可以利用烟气带走的热量进行制冷。

进一步优选，所述吸油烟机具有与排烟通道相隔离的排风通道，所述蒸发器安装在所述排风通道内，排风通道的进风口与厨房室内或者室外相流体连通，所述排风通道的出风口形成所述空调出风口。这样，可以从吸油烟机上吹出冷风，优选可以将空调出风口设于吸油烟机机壳的正面，从而使冷风能直接吹向烹饪者，提升烹饪体验。

作为另一种优选方案，该厨房空调系统还包括有灶台，在所述灶台上安装有灶具，所述换热器为安装在灶具底部和/或灶具四周的第二换热器。这样，可以直接利用灶台产生的热量进行制冷。

作为又一种优选方案，该厨房空调系统还包括有括吸油烟机和灶台，所述吸油烟机具有排烟通道，在所述灶台上安装有灶具，所述换热器为安装在所述排烟通道内的第一换热器和安装在灶具底部和/或灶具四周的第二换热器，且所述第一换热器和第二换热器串联在蒸汽发生器的出口与冷凝器的入口之间的管路上。这样，可以同时利用烟气带走的热量和灶台产生的热量进行制冷，制冷效果更好。

为了从灶台处吹出冷风，在所述灶台内设有出风通道，所述蒸发器安装在所述出风通道内，在出风通道内还安装有出风风机，沿着空气流动方向，所述出风风机位于蒸发器的上游，出风通道的进风口与厨房室内或者室外相流体连通，所述出风通道的出风口形成所述空调出风口。

进一步优选，所述空调出风口设于灶台下部的正面，在空调出风口安装有上部风叶和下部风叶，所述上部风叶斜向上倾斜，所述下部风叶斜向下倾斜。这样，上部风叶吹出的风形成包围灶台的冷风屏障，有效隔离热量往灶台以外的地方扩散；下部风叶吹出的风形成贴地的冷气流，出流后与环境空气混合，冷气流抬升，加上吸油烟机流场的影响，冷气流向上折返，进一步混合冷却室内空气。该空调出风口可以最大程度减少对吸油烟机流场的干扰，同时形成冷风屏障并有效冷却室内空气，让室内的温度场和速度场都能达到舒适的范围。

为了使空调出风口吹出过滤后的空气，在所述出风通道内安装有滤网，并且，沿着空气流动方向，所述滤网设于所述出风风机的上游。

为了吸收冷凝器的热量，还包括有热水箱，在所述热水箱内布置有用来吸收所述冷凝器产生的热量的第三换热器。这样，热水箱中的水可以作为生活用水，避免了热量的浪费。

为了当制冷量不足时使系统能正常运行，所述蒸汽发生器中安装有电加热器。

为了将冷凝器中的冷凝液抽吸至蒸汽发生器中，在所述冷凝器的出口与蒸汽发生器的入口之间的管路上安装有水泵或者毛细芯。

进一步优选，在所述冷凝器的出口与蒸发器的入口之间的管路上安装有节流阀。

蒸汽喷射器可以有多种结构，优选地，所述蒸汽喷射器包括拉瓦尔喷嘴、混气室和扩压管，所述混气室具有第一进气口、第二进气口和出气口，所述拉瓦尔喷嘴安装在所述第一进气口处，拉瓦尔喷嘴的入口构成所述蒸汽喷射器的蒸汽进口，拉瓦尔喷嘴的出口与混气室相连通，所述第二进气口与所述气体引射进口相连通，所述扩压管安装在所述混气室的出气口，扩压管的出口构成所述蒸汽喷射器的混合气体出口。

为了使混气室出来的混合气体速度降低，压力进一步升高，所述扩压管的中部形成有喉部结构。这样，混合气经过扩压管的喉部后，在扩压管的出口可以达到冷凝压力。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该蒸汽喷射式制冷厨房空调系统应用在厨房余热回收上，可以直接利用炉灶产生的热量和烟气带走的热量作为制冷系统的循环输入动力，以厨房余热为系统能量补充形式，回收余热，减少制冷时的电能消耗，以喷射器代替压缩机，以消耗热能为补偿，利用工质在低压下汽化吸热来制冷，系统结构简单，此外，还可以采用水作为冷媒，环保经济，没有制冷剂泄漏风险。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的系统原理图；

图2为本实用新型实施例一的蒸汽喷射器的结构示意图；

图3为图2所示蒸汽喷射器的结构剖视图；

图4为本实用新型实施例一的灶台的结构示意图；

图5为本实用新型实施例一的灶台的结构剖视图

图6为图5中A部分的放大示意图；

图7为本实用新型实施例一的气流组织示意图；

图8为本实用新型实施例二的系统原理图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例一：

如图1至图4所示，本实施例的蒸汽喷射式制冷厨房空调系统包括吸油烟机1、灶台8、灶具9、第一换热器3、第二换热器10、第三换热器12、蒸汽发生器4、蒸汽喷射器5、冷凝器6、蒸发器7、热水箱11、电加热器13、水泵14和节流阀16组件。其中，吸油烟机1具有排烟通道2，第一换热器3安装在排烟通道2内，第二换热器10 安装在灶具9的底部和四周，第一换热器3可以吸收烟气的热量，第二换热器10可以吸收灶具产生的热量。

蒸汽喷射器5具有蒸汽进口54、气体引射进口55和混合气体出口56，其中蒸汽进口54为高压蒸汽进口，气体引射进口55为低压气体引射进口，混合气体出口56为蒸汽喷射器5内部混合后的气体流出的出口。

蒸汽发生器4的出口通过依次通过第二换热器10、第一换热器3与蒸汽喷射器5 的蒸汽进口54相流体连通，即第二换热器10和第一换热器3串联在蒸汽发生器4的出口与蒸汽喷射器5的蒸汽进口54之间的管路上。蒸发器7的出口与蒸汽喷射器5的气体引射进口55相流体连通。本实施例中，第一换热器3、第二换热器10和蒸发器7的表面喷涂易清洁疏水疏油纳米涂层。冷凝器6的入口与蒸汽喷射器5的混合气体出口56 相连通，冷凝器6的出口分为二路，其中，一路出口与蒸汽发生器4的入口相连通，并在该路出口与蒸汽发生器4的入口的管路上安装有水泵14，另一路出口与蒸发器7的入口相连通，并在该路出口与蒸发器7的入口的管路上安装有节流阀16。

蒸汽喷射器5包括拉瓦尔喷嘴51、混气室52和扩压管53。拉瓦尔喷嘴51为现有常规结构，具体结构不再展开描述。混气室52具有第一进气口、第二进气口和出气口，拉瓦尔喷嘴51安装在第一进气口处，拉瓦尔喷嘴51与混气室52螺纹连接，拉瓦尔喷嘴51的入口构成蒸汽喷射器5的蒸汽进口54，拉瓦尔喷嘴51的出口与混气室52相连通并靠近混气室52的出气口，第二进气口与气体引射进口55相连通，扩压管53安装在混气室52的出气口，扩压管53与混气室52为螺纹连接，扩压管53的出口构成蒸汽喷射器5的混合气体出口56，并且，扩压管53的中部形成有喉部531。

蒸汽喷射器的工作过程可分为三个阶段：绝热膨胀阶段、混合阶段、压缩阶段。

在绝热膨胀阶段，工作蒸汽通过截面先缩小后扩大的拉瓦尔喷嘴51，将压力能转化为速度能，在拉瓦尔喷嘴51的喉部之前亚音速，在喉部到达当地音速，喉部后达到超音速。以极高的速度进入扩压管53，同时工作蒸汽的压力在拉瓦尔喷嘴51的出口处下降，形成真空把被抽气体吸入；

在混合阶段，被抽气体进入扩压管53，在扩压管53中，蒸汽与被抽气体发生碰撞、混合，进行能量交换，到扩压管53的喉部531完成混合，两种气体达到同一速度；

在压缩阶段，经过扩压管53的喉部531后，混合气速度降低，压力进一步上升，在扩压管53的出口达到冷凝压力。

蒸汽喷射式系统的工作方式如下：来自蒸汽发生器4的高温高压工作蒸汽在蒸汽喷射器5的拉瓦尔喷嘴51中绝热膨胀，形成一股低压高速气流，从而将蒸发器7里的低压水蒸汽抽吸到蒸汽喷射器5的扩压管53中，并与之混合。在扩压管53中增压后进入冷凝器6，被冷却水水冷能冷却成液体。一部分凝结水通过水泵14提高压力后送回蒸汽发生器4加热汽化，用作高温高压工作蒸汽开始下一个循环。另一部分凝结水经节流阀 16降压后进入蒸发器7，在蒸发器7内吸收热空气的热量汽化为低压水蒸汽，后又被蒸汽喷射器5中的低压高速气流抽走，蒸发器7中的冷水因失去热量而温度下降，可作为空调冷源使用。

实施例的蒸汽喷射式制冷的工质可以是水，也可以是氨、R134a、R123、R600a等制冷剂。采用水作为冷媒，环保经济，没有制冷剂泄漏风险。

另外，在蒸汽发生器4中安装有电加热器13，在制冷量不够的时候，可以开启电加热器13，以产生足够的蒸汽。第三换热器12安装在热水箱11内，第三换热器12可以吸收冷凝器6产生的热量，即可以利用冷凝器6的热量来加热生活用水，避免热量浪费。

如图5至图7所示，本实施例的空调出风口设于灶台8上，具体地，在灶台8内设有出风通道17，蒸发器7安装在出风通道17内，在出风通道17内还安装有出风风机 18和滤网23，出风风机18采用贯流风机，沿着空气流动方向，出风风机18位于蒸发器7的上游，滤网23设于出风风机18的上游，出风通道17的进风口19与厨房室内或者室外相流体连通，比如，可以通过橱柜的缝隙补风，出风通道17的出风口20便形成空调出风口，进入出风通道17的空气进冷却后从出风口20吹出。

本实施例的空调出风口具体设于灶台8下部的正面，在空调出风口安装有上部风叶 21和下部风叶22，其中，上部风叶21斜向上倾斜，下部风叶22斜向下倾斜。由此，上部风叶21吹出的风形成包围灶台8的冷风屏障，有效隔离热量往灶台8以外的地方扩散；下部风叶22吹出的风形成贴地的冷气流，出流后与环境空气混合，冷气流抬升，加上吸油烟机流场的影响，冷气流向上折返，进一步混合冷却室内空气。该空调出风口采用上述上部风叶21和下部风叶22的结构后，既能有效防止烟气热量扩散，最大程度减少对吸油烟机流场的干扰，又能形成冷风屏障并有效冷却室内空气，让室内的温度场和速度场都能达到舒适的范围。

实施例二：

如图8所示，本实施例的厨房空调系统，在冷凝器6的出口与蒸汽发生器4的入口之间的管路上安装有毛细芯15，即用毛细芯15代替实施例一中的水泵14。实现整个系统无运动部件。毛细芯15为多孔泡沫金属，孔隙率90％以上，通孔率97％左右，或者采用丝网堆叠，500～50目，孔径25～300μm。多孔毛细芯利用毛细力将冷凝器6中的冷凝液抽吸到蒸汽发生器4中。本实施例的其余结构和工作原理与实施例一相同，在此不再展开描述。

另外，空调出风口不局限于设置在灶台8上，也可以设置在吸油烟机1上，比如，在吸油烟机1中设置与排烟通道2相隔离的排风通道，蒸发器7安装在排风通道内，排风通道的进风口与厨房室内或者室外相流体连通，排风通道的出风口形成空调出风口。为了提高烹饪体验，空调出风口优选设置在吸油烟机1的机壳正面，使空调冷风能直接吹向烹饪者的脸部。

本实用新型所称的“流体连通”是指两个部件或部位(以下统一分别称为第一部位、第二部位)之间的空间位置关系，即流体(气体、液体或两者的混合)能从第一部位沿着流动路径流动或/和被运送到第二部位，可以是所述的第一部位、第二部位之间直接相连通，也可以是第一部位、第二部位之间通过至少一个第三者间接连通，该第三者可以是诸如管道、通道、导管、导流件、孔、槽等流体通道、也可以是允许流体流过的腔室或以上组合。

Claims (13)

1.一种蒸汽喷射式制冷厨房空调系统，其特征在于：包括用于吸收厨房余热的换热器，还包括有蒸汽发生器(4)、蒸汽喷射器(5)、冷凝器(6)和蒸发器(7)，所述蒸汽喷射器(5)具有蒸汽进口(54)、气体引射进口(55)和混合气体出口(56)，所述蒸汽发生器(4)的出口通过所述换热器与蒸汽喷射器(5)的蒸汽进口(54)相流体连通，所述蒸发器(7)的出口与蒸汽喷射器(5)的气体引射进口(55)相流体连通，所述冷凝器(6)的入口与蒸汽喷射器(5)的混合气体出口(56)相连通，冷凝器(6)的出口分二路，其中一路与蒸汽发生器(4)的入口相连通，另一路与蒸发器(7)的入口相连通，邻近所述蒸发器(7)的位置设有与厨房室内相流体连通的空调出风口。

2.根据权利要求1所述的蒸汽喷射式制冷厨房空调系统，其特征在于：还包括有吸油烟机，所述吸油烟机(1)具有排烟通道(2)，所述换热器为安装在所述排烟通道(2)内的第一换热器(3)。

3.根据权利要求2所述的蒸汽喷射式制冷厨房空调系统，其特征在于：所述吸油烟机(1)具有与排烟通道(2)相隔离的排风通道，所述蒸发器(7)安装在所述排风通道内，排风通道的进风口与厨房室内或者室外相流体连通，所述排风通道的出风口形成所述空调出风口。

4.根据权利要求1所述的蒸汽喷射式制冷厨房空调系统，其特征在于：还包括有灶台(8)，在所述灶台(8)上安装有灶具(9)，所述换热器为安装在灶具(9)底部和/或灶具(9)四周的第二换热器(10)。

5.根据权利要求1所述的蒸汽喷射式制冷厨房空调系统，其特征在于：还包括有括吸油烟机(1)和灶台(8)，所述吸油烟机(1)具有排烟通道(2)，在所述灶台(8)上安装有灶具(9)，所述换热器为安装在所述排烟通道(2)内的第一换热器(3)和安装在灶具(9)底部和/或灶具(9)四周的第二换热器(10)，且所述第一换热器(3)和第二换热器(10)串联在蒸汽发生器(4)的出口与冷凝器(6)的入口之间的管路上。

6.根据权利要求4或5所述的蒸汽喷射式制冷厨房空调系统，其特征在于：在所述灶台(8)内设有出风通道(17)，所述蒸发器(7)安装在所述出风通道(17)内，在出风通道(17)内还安装有出风风机(18)，沿着空气流动方向，所述出风风机(18)位于蒸发器(7)的上游，出风通道(17)的进风口(19)与厨房室内或者室外相流体连通，所述出风通道(17)的出风口(20)形成所述空调出风口。

7.根据权利要求6所述的蒸汽喷射式制冷厨房空调系统，其特征在于：所述空调出风口设于灶台(8)下部的正面，在空调出风口安装有上部风叶(21)和下部风叶(22)，所述上部风叶(21)斜向上倾斜，所述下部风叶(22)斜向下倾斜。

8.根据权利要求7所述的蒸汽喷射式制冷厨房空调系统，其特征在于：在所述出风通道(17)内安装有滤网(23)，并且，沿着空气流动方向，所述滤网(23)设于所述出风风机(18)的上游。

9.根据权利要求1所述的蒸汽喷射式制冷厨房空调系统，其特征在于：还包括有热水箱(11)，在所述热水箱(11)内布置有用来吸收所述冷凝器(6)产生的热量的第三换热器(12)。

10.根据权利要求1所述的蒸汽喷射式制冷厨房空调系统，其特征在于：所述蒸汽发生器(4)中安装有电加热器(13)。

11.根据权利要求1所述的蒸汽喷射式制冷厨房空调系统，其特征在于：在所述冷凝器(6)的出口与蒸汽发生器(4)的入口之间的管路上安装有水泵(14)或者毛细芯(15)。

12.根据权利要求1所述的蒸汽喷射式制冷厨房空调系统，其特征在于：所述蒸汽喷射器(5)包括拉瓦尔喷嘴(51)、混气室(52)和扩压管(53)，所述混气室(52)具有第一进气口、第二进气口和出气口，所述拉瓦尔喷嘴(51)安装在所述第一进气口处，拉瓦尔喷嘴(51)的入口构成所述蒸汽喷射器(5)的蒸汽进口(54)，拉瓦尔喷嘴(51)的出口与混气室(52)相连通，所述第二进气口与所述气体引射进口(55)相连通，所述扩压管(53)安装在所述混气室(52)的出气口，扩压管(53)的出口构成所述蒸汽喷射器(5)的混合气体出口(56)。

13.根据权利要求12所述的蒸汽喷射式制冷厨房空调系统，其特征在于：所述扩压管(53)的中部形成有喉部(531)结构。

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