本發(fā)明屬于余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種廚房煙氣余熱回收利用系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
：

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源與環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展已成為當(dāng)今時(shí)代亟需解決的重要問題。“節(jié)能減排”不單純是一個(gè)環(huán)境問題，而且關(guān)系到我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的未來，順應(yīng)了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方向。在我國建設(shè)創(chuàng)新型國家的道路上，節(jié)能減排成為科技推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長的重要領(lǐng)域。余熱回收日益受到大眾的關(guān)注，生活中的余熱包括高溫廢氣余熱、冷卻介質(zhì)余熱、廢汽廢水余熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱、化學(xué)反應(yīng)余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱等。根據(jù)調(diào)查，各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17％-67％，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60％。余熱的回收利用途徑很多。一般說來，綜合利用余熱最好，其次是直接利用，再次是間接利用(如余熱發(fā)電)。綜合利用就是根據(jù)余熱的品質(zhì)，按照溫度高低順序不同按階梯利用，品質(zhì)高的可以用于生產(chǎn)工藝或余熱發(fā)電；中等的(120℃-160℃)可以采用氨水吸收制冷設(shè)備來制取-30℃到5℃的冷量，用于空調(diào)或工業(yè)；低溫的可以用來制熱或利用吸收式熱泵來提高熱量的數(shù)量或溫度供生產(chǎn)和生活使用。

公交車尾氣、大型餐廳廚房煙氣等都存在巨大的熱量損失。此外，這部分高熱量煙氣排放到大氣環(huán)境中加劇了室外溫度的升高，室外溫度劇增在夏季更為明顯，同時(shí)影響了周圍居民的生活環(huán)境。因此，對(duì)大型餐廳煙氣余熱的回收利用是減少建筑能耗、緩解能源與環(huán)境危機(jī)的重要途徑之一。由于廚房爐灶排煙溫度低，熱流密度低，導(dǎo)致廚房爐灶排煙余熱直接利用受到一定限制。因此，尋求一種高效廚房煙氣余熱回收系統(tǒng)并應(yīng)用到實(shí)際系統(tǒng)中，能夠有效提高能源系統(tǒng)利用率，推動(dòng)建筑節(jié)能可持續(xù)的發(fā)展，加速我國節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)，同時(shí)對(duì)緩解我國空氣霧霾方面也發(fā)揮著重要作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種廚房煙氣余熱回收利用系統(tǒng)，其采用分級(jí)多次的處理方式，能夠解決大型酒店、飯店的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種廚房煙氣余熱回收利用系統(tǒng)，包括集煙箱、油煙凈化器、溫差發(fā)電片、蓄電池、重力熱管換熱器和水箱，其中，

集煙箱收集廚房煙氣，煙氣先進(jìn)入油煙凈化器去除油漬，再通過溫差發(fā)電片，采用一側(cè)風(fēng)冷一側(cè)對(duì)流換熱的形式進(jìn)行發(fā)電，并連接蓄電池進(jìn)行電量?jī)?chǔ)存，降溫后的煙氣再進(jìn)入室外的重力熱管換熱器進(jìn)行熱管余熱回收，并對(duì)水箱中的水加熱得到恒溫的生活用水，最終經(jīng)過兩級(jí)換熱后的低溫?zé)煔鈴呐艧熆谂懦觥?/p>

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，水箱設(shè)置在重力熱管換熱器的上方。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，還包括設(shè)置在室外且包裹在管道外的保溫層。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，還包括逆變器，蓄電池通過逆變器為生活用電器供電。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，還包括集成自動(dòng)控制裝置，其包括水閥、液位報(bào)警器、液位檔、熱電偶、二極管轉(zhuǎn)換器和控制電磁閥；其中，熱電偶感溫后，通過二極管轉(zhuǎn)換器連接控制電磁閥，實(shí)現(xiàn)水閥的實(shí)時(shí)控制的循環(huán)；液位檔和液位報(bào)警器相連，用于在超過預(yù)設(shè)水位時(shí)報(bào)警。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明充分利用溫差發(fā)電和熱管余熱回收的特點(diǎn)，將兩者有效的結(jié)合，進(jìn)一步將溫差發(fā)電片的冷端改良為風(fēng)冷，充分利用外界環(huán)境與煙氣的溫差，同時(shí)減少了系統(tǒng)冷凍水循環(huán)管道的設(shè)置。該系統(tǒng)能夠根據(jù)溫度作用區(qū)間對(duì)煙氣進(jìn)行分級(jí)的回收，高溫?zé)煔饨?jīng)過溫差發(fā)電段和熱管換熱段兩級(jí)換熱，熱能降低的低溫?zé)煔鈴呐艧熆谂懦?，避免了傳統(tǒng)煙氣回收時(shí)由于溫度不適合造成的能量浪費(fèi)，減少了傳統(tǒng)煙氣回收不必要的設(shè)備布置，提高了系統(tǒng)的利用效率和經(jīng)濟(jì)效益。

對(duì)于重力熱管的選用，充分考慮了煙氣余熱回收效率和系統(tǒng)布置的可行性。水箱設(shè)于重力熱管的上方，保證了重力熱管的正常工作和換熱效率，同時(shí)減少了系統(tǒng)的室內(nèi)占用空間。

在系統(tǒng)熱管換熱段包裹保溫層，減少了煙氣的熱量損失，提高了熱管換熱量，擴(kuò)大了集成自動(dòng)控制水箱的工作范圍。

在系統(tǒng)溫差發(fā)電段配置輔助設(shè)備蓄電池和逆變器，方便電量的收集儲(chǔ)存和使用，提高系統(tǒng)的實(shí)用性。

在恒定水溫的高精度和調(diào)節(jié)性方面，系統(tǒng)可根據(jù)水溫與水量的相互制約關(guān)系進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，以電磁閥自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)的建立為主，對(duì)注水和放水兩大功能需求進(jìn)行判斷操作和提醒，同時(shí)輔以方便快捷的人工干預(yù)，確保了系統(tǒng)維持恒定水溫的靈活性和高效性。除此以外，系統(tǒng)在水位達(dá)到兩端極值時(shí)可啟動(dòng)報(bào)警裝置和自我保護(hù)裝置，進(jìn)一步提高工況變化較大的情況下系統(tǒng)工作的安全性和穩(wěn)定性。

本系統(tǒng)占地面積小，發(fā)電片風(fēng)冷模式的位置與熱管埋線布置都是根據(jù)既有管道、水箱等設(shè)施進(jìn)行改造，自然對(duì)流形式也不需要大型的動(dòng)力設(shè)備，不會(huì)對(duì)廚房空間和承重造成多余的負(fù)擔(dān)。同時(shí)，系統(tǒng)自身具有很強(qiáng)的可行性和針對(duì)性，利用在中國民用能耗中占重要地位的餐飲業(yè)為切入點(diǎn)，在節(jié)能節(jié)電效果明顯的同時(shí)減輕了環(huán)境的熱負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)和政策的雙贏目標(biāo)。

附圖說明：

圖1為一種廚房煙氣余熱回收利用系統(tǒng)的原理圖。

圖2為一種廚房煙氣余熱回收利用系統(tǒng)的熱管換熱水箱原理圖。

圖中：1-集煙箱，2-油煙凈化器，3-溫差發(fā)電片，4-蓄電池，5-保溫層，6-重力熱管換熱器，7-水箱，8-集成自動(dòng)控制裝置，9-逆變器；

801-水閥，802-液位報(bào)警器，803-液位檔，804-熱電偶，805-二極管轉(zhuǎn)換器，806-控制電磁閥。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參考圖1，本發(fā)明是一種廚房煙氣余熱回收利用系統(tǒng)，包括兩部分，第一部分為溫差發(fā)電模塊，該部分包括散布于管道壁面的溫差發(fā)電片3和蓄存電量的蓄電池4；第二部分為熱管換熱模塊，該部分包括包裹在管道外的保溫層5，重力熱管換熱器6一端嵌入在管道中，另一端連接水箱7，水箱7帶有集成自動(dòng)控制裝置8。系統(tǒng)的自帶部分為集煙箱1和油煙凈化器2。其中，由集煙箱1和油凈化器2去除油漬，再通過溫差發(fā)電片3，采用一側(cè)風(fēng)冷一側(cè)對(duì)流換熱的形式進(jìn)行發(fā)電，并連接蓄電池4進(jìn)行電量?jī)?chǔ)存，擬用于廚房照明、紫外燈的殺菌以和食材保鮮等。降溫后的煙氣再進(jìn)入室外保溫管道進(jìn)行重力熱管余熱6回收，其重力熱管換熱器6及水箱7在上的形式能夠保證換熱效率。結(jié)合集成自動(dòng)控制裝置8自動(dòng)控制水箱7加熱能夠得到恒溫的生活用水，最終經(jīng)過兩級(jí)換熱后的低溫?zé)煔鈴呐艧熆谂懦?。集成自?dòng)控制裝置8包括水閥801、液位報(bào)警器802、液位檔803、熱電偶804、二極管轉(zhuǎn)換器805和控制電磁閥806。集成自動(dòng)控制裝置8能夠根據(jù)煙量控制水箱7中的水量，使供水水溫恒定，具體控制過程是，熱電偶804感溫后，通過二極管轉(zhuǎn)換器805連接控制電磁閥806，實(shí)現(xiàn)水閥801的實(shí)時(shí)控制的循環(huán)；液位檔803和液位報(bào)警器802相連，用于在超過預(yù)設(shè)水位時(shí)報(bào)警。

溫差發(fā)電模塊采用小型的溫差發(fā)電片3，將其鑲嵌在網(wǎng)格狀管道中，冷側(cè)采用風(fēng)冷，減少了水冷設(shè)備，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)能耗。

溫差發(fā)電模塊采用半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)，其工作原理是在兩塊不同性質(zhì)的半導(dǎo)體兩端設(shè)置一個(gè)溫差，于是在半導(dǎo)體兩端就產(chǎn)生了直流電壓。溫差半導(dǎo)體發(fā)電有著無噪音、壽命長、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。本發(fā)明采用小型的溫差發(fā)電片，將油煙凈化器2到熱管換熱模塊的這部分管道做成網(wǎng)格狀，在網(wǎng)格間依鑲嵌入溫差發(fā)電片，該管段不需要做保溫措施，溫差發(fā)電片一側(cè)沖刷過高溫?zé)煔?，一?cè)采取風(fēng)冷，形成發(fā)電溫差。

該部分配有輔助設(shè)備：蓄電池4和逆變器9。蓄電池4將溫差發(fā)電片的電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存起來，通過可逆的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)再充電供用電器使用；逆變器9——直流交流轉(zhuǎn)換裝置，由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成，將蓄電池中的直流電轉(zhuǎn)換成交流電(一般為220V,50Hz正弦波)，供用電器使用。

參考圖2詳細(xì)介紹熱管換熱水箱工作流程。

熱管換熱工作水箱工作流程分為熱管加熱過程以及溫度控制過程。在熱管加熱過程工作時(shí)，由熱管組成的重力熱管換熱器6內(nèi)部真空封閉的工質(zhì)在熱源(煙氣)端蒸發(fā)吸收熱量，在冷端(水箱7)凝結(jié)放出熱量，熱量傳遞給水箱7中的水，完成熱管加熱工作過程。

溫度控制過程工作時(shí)，嵌入水箱7中的熱電偶804感知水溫的變化。為保證水溫維持恒定，當(dāng)重力熱管換熱器6換熱強(qiáng)度減小時(shí)，熱電偶804感知溫度下降，通過二極管轉(zhuǎn)換器805控制電磁閥806，停止加水或減小加水量至相應(yīng)的液位檔803。當(dāng)重力熱管換熱器6換熱強(qiáng)度增大時(shí)，則熱電偶804感知溫度上升，通過二極管轉(zhuǎn)換器805控制電磁閥806，增大加水量至相應(yīng)的液位檔803。其中，液位控制過程如下：液位檔803與熱電偶804共同工作，當(dāng)水溫過高時(shí)，電磁閥開啟，液位由n檔位增加到n+1檔位。若此時(shí)水溫高于系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度T，則控制電磁閥開啟，繼續(xù)注水，液位由n+1檔上升到n+2檔。重復(fù)上述工作。直到水溫低于設(shè)計(jì)溫度T，則控制電磁閥關(guān)閉，停止注水。

另外，為了保證系統(tǒng)工作過程的安全性，加裝有液位報(bào)警器802，當(dāng)液位低于液位下限值時(shí)，降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度，由電磁轉(zhuǎn)換控制增加注水量，防止干燒。當(dāng)液位高于上液位警戒值時(shí)，提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度，由電磁轉(zhuǎn)化控制停止注水，同時(shí)提醒用戶及時(shí)用水且防止注水量過多損壞系統(tǒng)。