技术领域
[0001] 本
发明属于余热利用领域,尤其涉及一种抽油烟机余热利用系统。
背景技术
[0002] 随着现代社会经济的高速发展,人类对
能源的需求量越来越大。然而
煤、石油、
天然气等传统能源储备量不断减少、日益紧缺,造成价格的不断上涨,同时常规化石
燃料造成的环境污染问题也愈加严重,这些都大大限制着社会的发展和人类
生活质量的提高。能源问题已经成为当代世界的最突出的问题之一。因而寻求新的能源,特别是无污染的清洁能源已成为现在人们研究的热点。而抽油烟机烟气会产生大量的余热,而这些热量都白白损失了,而且即使利用,也因为热量断断续续,无法持续,因此本发明提供了新的抽油烟机余热利用系统,将不连续的抽油烟机余热连续起来,从而达到热量利用。
[0003] 我国大气污染越来越严重,沙尘暴、雾霾等恶劣空气现象越来越严重,3/4的城市居民吸收不到清洁的空气。同时现代人80~90%的时间在室内度过,现代
建筑物的密闭性增加,各种装饰装修材料、家具和日用化学品等大量进入室内,使室内污染物苯系物、挥发性有机物(VOC)、PM2.5的来源和种类增多。这些有害气体存留、蓄积,造成室内空气质量恶化,在室外空气污染的
基础上更加重了一层,对人身体健康造成了严重的影响。导致白血病,
肺癌,神经系统、呼吸系统及免疫系统,
胎儿先天性
缺陷等
疾病的发生。
[0004] 通
风是改善室内空气质量的关键,用室外新鲜空气来稀释室内空气污染物,使浓度降低。但如果室外空气严重污染(如沙尘暴或可吸入颗粒物或其他污染物浓度高)就要避免直接开窗
通风。目前住宅的人均面积通常较大,设计通常规定0.3次/小时的换气次数作为冬季新风换气标准,室内新风的不断补充无疑会带来
空调系统能耗的增加,据有关部
门测算,目前住宅总能耗已占全国能耗的37%,而在建筑能耗中,用于空调、采暖的能耗中占到了建筑能耗的35%~50%,随着冬夏季极端
气候的频繁出现且持续时间增长,空调耗电
能量将不断上升。
[0005] 本
专利发明的新型高效节能抽油烟机余热利用系统,进口风道置多层过滤装置,能够有效过滤甲
醛,VOC,PM2.5污染气体达99.9%以上,全
热交换器、储能模
块等进行废弃热量的
回收利用,借助
相变材料
调温以后,供暖、空调以及热
水等承担的能源明显减少,
相变材料作为一种能够吸收或释放
潜热的热功能材料,当环境
温度高于相变温度时,相变材料发生相变吸收热量,当
环境温度降至相变温度以下,相变材料发生相变释放热量,从而达到调控温度和储存能量的作用,并且相变材料相变后易于及时恢复。研究结果表明,相对普通新风系统而言,本专利介绍的抽油烟机余热系统在节能效果和舒适度方面有明显优势,对能源的可持续发展具有重要意义。
发明内容
[0006] 本发明提供了一种新型抽油烟机余热利用系统,该系统能够达到抽油烟机烟气的持续利用,并且能够提供高质量的洁净空气。
[0007] 为实现上述目的,本发明的技术方案为:
[0008] 一种抽油烟机余热回收系统,包括余热回收模块、换热模块、流
体模块,所述余热回收模块吸收抽油烟机烟气余热,然后通过换热模块传递给
流体模块,流体模块包括流体通道,流体沿着流体通道流动,流体与换热模块进行换热,将热量传递给流体通道中的流体。
[0009] 作为优选,所述流体通道是进风通道。
[0010] 作为优选,还包括
过滤器,所述过滤器设置在流体通道入口或者流体通道中,所述过滤装置包括静电集尘器;所述油烟机余热利用系统还包括检测模块,检测模块用于检测进风的颗粒物浓度,细颗粒物数据超出设置
阈值,其发送
信号给控
制模块,此时开启过滤器中的静电
除尘器,当遇检测模块接收并判断出新风中的细颗粒物数据低于设置阈值,其发送信号给
控制模块,关闭过滤器中的
静电除尘器。
[0011] 作为优选,还包括过滤器,所述过滤器设置在流体通道入口或者流体通道中,所述过滤装置包括静电集尘器;控制模块根据颗粒物数据来自动调整静电除尘器中
电流的大小,当颗粒物数据变大,则自动增加电流,当颗粒物数据变小的时候,则自动调小电流的大小。
[0012] 作为优选,控制模块中设置一个控制函数;所述控制函数I=F(X),其中I是电流大小,X是颗粒物浓度数据,其中F(X)’>0, F'(' X)>0,其中F(X)’、 F'(' X)是F(X)的一次导数和二次导数。
[0013] 作为优选,还包括过滤装置,所述过滤装置设置在流体通道入口或者流体通道中,所述过滤装置中依次设置有初效过滤器、静电集尘器、
活性炭过滤器及高效过滤器,初效过滤器与静电集尘器之间的距离为D1,静电集尘器与
活性炭过滤器之间的距离为D2,活性炭过滤器与高效过滤器之间的距离为D3,D3:D2:D1=1:(1.15-1.3):(1.20-1.4)。
[0014] 作为优选,还包括蓄能模块,所述换热模块将热量传递给蓄能模块,蓄能模块将热量传递给流体;蓄能模块中包括相变蓄热介质,所述相变蓄热介质质量成分包括如下:由18-23个
碳原子的蓄热介质
石蜡50-70份,高
密度聚乙烯HDPE填充剂10-20份,三聚氰胺
磷酸盐阻燃剂10-30份,膨胀
石墨导热介质5-15份。
[0015] 作为优选,流体通道设置旁路通道,旁路通道上设置旁通
阀,在流体通道主通道上设置主阀门,通过主阀门和
旁通阀的开闭,切换流体方向,使得流体通过或绕过换热模块。
[0016] 作为优选,包括
控制器,所述流体通道是进风通道,控制器根据测量的室内空气温度来自动切换流体方向。
[0017] 作为优选,用三通阀代替主阀门和旁通阀门。
[0018] 相对于
现有技术,本发明具有以下有益效果或优点:
[0019] 1.提供了一种新的抽油烟机余热利用系统,能够使得抽油烟机烟气的热利用连续起来。
[0020] 2.本发明涉及的余热系统,由于新风通过过滤模块中四重过滤器
净化以及过滤器之间的距离的优化,可得到高质量的洁净新鲜空气,对≥2.5μm的细颗粒物净化效率将≥99.9%,提高了新风系统的过滤效率,并极大的延长了高效过滤器的使用寿命。该新风系统在绿色建筑及绿色节能产业中具有显著的实用性和推广性。
[0021] 3. 通过控制模块实现根据颗粒物浓度自动的调整电流大小,从而达到节约能源。
[0022] 本发明的抽油烟机余热回收利用系统,在抽油烟机的排风口入口处设置油烟过滤器,抽油烟机的废气经过滤后通过风管进入热交换箱排到室外。室外新风在风机的驱动下经过初效过滤网进行净化后,通过风管在热交换箱内与抽油烟机的排风进行热交换后进入室内厨房。热交换箱设有左右两个风道,中间由隔板分开,抽油烟机的排风与室外新风通过插在隔板上的热
导管进行逆流换热,废气和新风的热量交换能够保证新风在冬天无额外能耗的情况下得到加热,进行能量的回收利用。在热交换箱处设置旁通阀,夏季,室外新风在风机的驱动下经过初效过滤网进行净化后,通过风管不经热交换箱进入室内厨房,提供空气补给。
附图说明
[0023] 图1是本发明抽油烟机余热利用系统结构示意图;
[0024] 图2为本发明的抽油烟机余热利用系统流程示意图;
[0025] 图3是本发明的抽油烟机余热利用系统另一个
实施例流程示意图;
[0026] 图4是本发明旁通管路结构示意图;
[0027] 图5是本发明过滤模块结构示意图;
[0028] 图6是本发明过滤模块控制结构示意图;
[0029] 图7是本发明设置蓄热体的一个实施例。
[0030] 图中1、油烟过滤器,2、进风通道,3、隔板,4、
热管,5、热交换箱,6、三通阀,7、排风扇,8、过滤器,9、控制模块,10、检测模块,11、初效过滤器,12、静电集尘器,13、活性炭过滤器,14、高效过滤器;15、蓄热体,16、烟气通道,17、旁通阀,18、主阀,19 、蓄热体,20、水管。
具体实施方式
[0031] 下面结合附图,对本发明作进一步描述。
[0032] 一种抽油烟机余热利用系统,包括余热回收模块、换热模块、流体模块,所述余热回收模块吸收抽油烟机烟气的余热,然后通过换热模块传递给流体模块,流体模块包括流体通道,流体沿着流体通道流动,流体与换热模块进行换热,将热量传递给流体通道中的流体。
[0033] 如图1所示,作为优选,所述抽油烟机余热利用系统包括热管4,所述余热回收模块包括热管4的
蒸发端,所述换热模块是热管4的冷凝端。所述烟气经
过热管4的蒸发段,进行加热,热管4内的流体进行蒸发,然后在冷凝段将热量传递给流体,然后进行冷凝后流回到蒸发段。
[0034] 作为优选,热管4数量在1~10根。
[0035] 作为优选,如图1所示,所述流体通道是进风通道2。进一步优选,所述进风通道2是风管。
[0036] 所述蒸发端和冷凝端通过隔板3隔开。其中冷凝端设置在进风通道2中,蒸发端设置在油烟机烟气通道16内。
[0037] 作为优选,热管4设置在热交换
箱体5内。
[0038] 作为优选,所述抽油烟机余热利用系统还包括过滤器8,所述过过滤器8设置在进风通道内或者设置在进风通道的入口
位置,用于过滤进风,作为优选,所述过滤器8中依次设置有初效过滤器11、静电集尘器12、活性炭过滤器13及高效过滤器14 。
[0039] 实验中发现,初效过滤器11、静电集尘器12、活性炭过滤器13及高效过滤器14之间的距离不能过小,过小的话,造成进风阻
力过大,噪音过大,同时也不能过大,过大的话会造成新风系统体积过大,因此,通过大量实验发现各个过滤器之间的最佳的位置关系:
[0040] 初效过滤器11与静电集尘器12之间的距离为D1,静电集尘器12与活性炭过滤器13之间的距离为D2,活性炭过滤器13与高效过滤器14之间的距离为D3,D1、D2、D3之间满足如下关系:D1>D2>D3;
[0041] 进一步优选,D1-D2
[0042] 进一步优选,D3:D2:D1=1:(1.15-1.3):(1.20-1.4);
[0043] 通过上述的优选的设置,过滤器风压相对较小,噪音更低且过滤效果更好,体积也适中。
[0044] 作为优选,初效过滤器11、静电集尘器12、活性炭过滤器13及高效过滤器14每两种之间的距离为1cm-10cm;优选的每两种之间的距离为2cm-5cm。
[0045] D1、D2、D3是指两个部件相临的面的距离,例如D1是指初效过滤器11的与静电集尘器12之间相临的面的距离。
[0046] 作为优选,所述的初效过滤网为
无纺布、尼龙网、蓬松玻纤毡、塑料网或金属丝网中的一种或几种。作为优选,初效过滤网为至少包括两层的复合结构,相邻两层的复合结构中过滤网的骨架结构
纤维排列的方向互相垂直,通过此种设置,可以使得过滤效果可达中效过滤。
[0047] 作为优选,静电集尘器12为双区静电集尘装置,第一个区域内颗粒获得电荷,第二个区域内,集尘板是设置于第二区域内,获得电荷的颗粒被集尘板捕集,并采用正电晕放电以降低臭
氧产生量。
[0048] 作为优选,集尘板设置多个集尘片,集尘板之间构成空气流道,集尘板的间距采用3.5-7mm,优选3.5-5mm。
[0049] 作为优选,所述的活性炭过滤器包括可对臭氧进行催化分解的催化剂MnO2/CuO、CuO/Ni、MnO2/Pt、Fe3O4/CuO、Ag/Fe2O3、Ni/SiO2中的一种或多种。
[0050] 优选的MnO2和CuO以活性炭为载体按一定比例复合使用,其中MnO2用量占50%-80%,CuO的用量占20%-60%,优选的MnO2用量占60%-70%,CuO的用量占30%-40%。在过渡金属氧化物中,MnO2的催化活性更优异,加入的CuO起到了协同作用且与贵金属催化剂相比,成本更低。
[0051] 作为优选,催化剂和活性炭一起附着在活性炭过滤器过滤网通孔结构上,通孔结构为
铝蜂窝、塑料蜂窝、或纸蜂窝中的一种。活性炭的材质为木质活性炭、果壳活性炭、煤质活性炭、石油类活性炭、再生炭矿物质原料活性炭中的一种或几种,优选的是采用活化法制得的果壳类活性炭。
[0052] 作为优选,所述的高效过滤网材质为PP
滤纸、玻纤纸、PET滤纸中一种或几种。
[0053] 作为优选,所述的抽油烟机余热利用系统还包括控制模块9,所述控制模块9与静电集尘器12进行连接,以对静电集尘器12进行控制。例如包括开闭、电量的大小等。
[0054] 作为优选,所述油烟机余热利用系统还包括检测模块10,检测模块10用于检测新风的颗粒物浓度,细颗粒物数据超出设置阈值,其发送信号给控制模块9,此时开启过滤器8中的静电除尘器12,增加新风的过滤次数。当遇到空气质量较好的天气时,检测模块10接收并判断出新风中的细颗粒物数据低于设置阈值,其发送信号给控制模块9,关闭过滤器8中的静电除尘器12,减少电量的消耗。
[0055] 作为优选,控制模块9根据颗粒物数据来自动调整静电除尘器12中电流的大小,例如当颗粒物数据变大,则自动增加电流,当颗粒物数据变小的时候,则自动调小电流的大小。
[0056] 可以在控制模块9中设置一个控制函数,控制模块根据控制函数自动调整电流的大小。所述控制函数I=F(X),其中I是电流大小,X是颗粒物浓度数据,其中F(X)’>0, F'(' X)>0,其中F(X)’、 F'(' X)是F(X)的一次导数和二次导数。上述的公式表明,随着颗粒物浓度的增加,电流越来越大,而且增长的幅度也越来越大。上述公式的关系是通过大量实验得到的,因为随着浓度增加,需要的电流越来越大,但是电流并不是与颗粒物浓度的增加呈正比例增加,而是增加的幅度越来越大,只有这样,才能更好的满足室内空气的需要。
[0057] 作为优选,检测模块10设置在与过滤器8下游的进风通道,例如图1的热管4的下游位置,这样可以直接测试进入房间的空气中的颗粒物浓度。
[0058] 所述的控制模块9能够实现根据颗粒物浓度自动的调整电流。控制方式如下:假设电流I的时候,新风风道颗粒物浓度X,表示满足一定条件的过滤效果。上述的电流I、颗粒物浓度X基准数据。所述的基准数据存储在控制模块9中。
[0059] 当颗粒物浓度变成x的时候,电流i变化如下: