一种基于厨房烟气的热螺旋回收系统和方法与流程

1.本公开涉及厨房烟气回收领域，尤其涉及一种基于厨房烟气的热螺旋回收系统和方法。


背景技术：

2.现有厨房热回收换热器基本上都是直接进行水与烟气换热，制备厨房洗碗、洗菜等生活热水或者供给其他需要热水的地方。为了满足生活热水要求，其回收设备、动力设备、蓄热设备容量都比较大，在高校或者工厂大型厨房场合使用比较多。此外高校或者工厂的厨房热回收由于其就餐时间的固定性，就外需要单独配制大型的热水蓄热罐。
3.目前的厨房热回收绝大部分都是制取热水用作其它地方，为了提高厨房油烟的热回收能效，需要研究出一种基于厨房烟气的热螺旋回收系统和方法。


技术实现要素：

4.本发明的实施例提供一种基于厨房烟气的热螺旋回收系统和方法，供暖季热泵蒸发器和螺旋换热器参与换热，除供暖季之外的剩余时间螺旋换热器参与换热，利用螺旋换热器将商业厨房排风中的余热回收用于补风加热，无需外热泵、电热器等外部热源，实现能源的自身循环和使用，最大限度地降低能耗。
5.为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
6.一方面，提供一种基于厨房烟气的热螺旋回收系统，包括：热泵蒸发器、螺旋换热器、水系统和补风系统；
7.供暖季厨房烟气在所述热泵蒸发器与气体一次换热之后流入所述螺旋换热器二次换热，除供暖季之外的剩余时间厨房烟气流入所述螺旋换热器换热；
8.供暖季所述补风系统中补风在所述热泵蒸发器加热之后送入安装于厨房的补风管，除供暖季之外的剩余时间所述补风系统中补风直接送入补风管；
9.所述水系统包括板式换热器和热水箱，所述螺旋换热器和所述板式换热器之间流动有制冷剂，所述热水箱的水进入所述板式换热器与制冷剂换热。
10.基于一方面，在一种可能的实现方式中，供暖季，所述热泵蒸发器与厨房油烟回收设备连通，所述螺旋换热器与所述热泵蒸发器的油烟侧连通，所述螺旋换热器与所述水系统之间通过制冷剂换热，所述补风系统与所述热泵蒸发器的补风侧连通；厨房油烟在所述热泵蒸发器与气体一次换热之后流入所述螺旋换热器，气体作为补风进入补风系统；加热的补风通过所述补风系统输送至厨房；厨房油烟在所述螺旋换热器与制冷剂二次换热，与厨房油烟换热之后的制冷剂流入所述水系统，制冷剂在所述水系统与水换热；
11.除供暖季之外的剩余时间，所述螺旋换热器与厨房油烟回收设备连通，所述螺旋换热器与所述水系统之间通过制冷剂换热，厨房油烟在所述螺旋换热器与制冷剂换热，与厨房油烟换热之后的制冷剂流入所述水系统，制冷剂在所述水系统与水换热。
12.基于一方面，在一种可能的实现方式中，所述热泵蒸发器包括若干热管，若干热管
并列设置，每根热管内均填充有工作液；
13.所述热管的一端为蒸发段，所述热管的另一端为冷凝段，蒸发段与厨房油烟接触，冷凝段与所述补风系统的气体接触；
14.所述热管的一端受热使工作液蒸发汽化成蒸汽，蒸汽在微小压差下流向所述热管的另一端，所述热管的另一端吸收蒸汽热量使蒸汽凝结成液态工作液，液态工作液再流回蒸发段。
15.基于一方面，在一种可能的实现方式中，所述热泵蒸发器附近设置有旁通通道，旁通通道的进气端与所述热泵蒸发器的进气端连通，旁通通道的出气端与所述热泵蒸发器的出气端连通；
16.旁通通道和所述热泵蒸发器的连通处设置有三通阀，供暖季厨房油烟回收设备收集的厨房油烟进入所述热泵蒸发器与气体一次换热之后流入所述螺旋换热器厨房油烟在所述螺旋换热器与制冷剂二次换热；除供暖季之外的剩余时间，厨房油烟回收设备收集的厨房油烟从旁通通道进入所述螺旋换热器与制冷剂换热。
17.基于一方面，在一种可能的实现方式中，与所述热泵蒸发器或所述螺旋换热器连通的厨房油烟回收设备包括油烟气体进气管段和油烟气体出气管段，所述补风输送模块包括制冷剂输入管段和制冷剂输出管段；所述热泵蒸发器和所述螺旋换热器安装于油烟气体进气管段和油烟气体出气管段之间；
18.所述螺旋换热器包括：供油烟流过的第一螺旋通道、供制冷剂流过的第二螺旋通道，第一螺旋通道位于油烟气体进气管段和油烟气体出气管段之间，第二螺旋通道位于制冷剂输入管段和制冷剂输出管段之间。
19.基于一方面，在一种可能的实现方式中，第一螺旋通道包括第一螺旋本体、与第一螺旋本体进气口连通的第一进气管段、与第一螺旋本体出气口连通的第一出气管段，第一进气管段与油烟气体进气管段连通，第一出气管段与油烟气体出气管段连通；
20.第二螺旋通道包括第二螺旋本体、与第二螺旋本体进气口连通的第二进气管段、与第二螺旋本体出气口连通的第二出气管段，第二进气管段与制冷剂输入管段连通，第二出气管段与制冷剂输出管段连通；
21.第二螺旋通道的第二螺旋本体嵌套于第一螺旋通道的第一螺旋本体，每圈第一螺旋本体的外壁均接触一圈第二螺旋本体的外壁。
22.基于一方面，在一种可能的实现方式中，第一螺旋通道内油烟气体的流动方向与第二螺旋通道内制冷剂的流动方向相反。
23.基于一方面，在一些实施例中，第一螺旋通道是通过第一钢板卷制而成的，第二螺旋通道是通过第二钢板卷制而成的；
24.第一钢板和第二钢板相互平行，第一螺旋通道和第二螺旋通道相互隔开。
25.基于一方面，在一些实施例中，油烟气体进气管段还与烟气净化系统连通；
26.油烟气体进入烟气净化系统净化处理之后才进入油烟气体进气管段。
27.另一方面，提供一种基于厨房烟气的热螺旋回收方法，热螺旋回收方法基于上述的热螺旋回收系统，热螺旋回收方法包括：
28.供暖季厨房烟气在热泵蒸发器与气体一次换热之后流入螺旋换热器二次换热，除供暖季之外的剩余时间厨房烟气流入所述螺旋换热器换热；
29.供暖季所述补风系统中补风在所述热泵蒸发器加热之后送入安装于厨房的补风管，除供暖季之外的剩余时间所述补风系统中补风直接送入补风管。
30.基于另一方面，在一种可能的实现方式中，所述螺旋换热器的第一螺旋通道内流动有油烟气体，所述螺旋换热器的第二螺旋通道内流动有制冷剂；
31.油烟气体的流动方向与制冷剂的流动方向相反。
32.基于另一方面，在一种可能的实现方式中，水系统包括热水回路和热水箱，热水箱安装于热水回路，热水箱内储存有热水，热水箱底部的水被泵入板式冷凝器加热，然后从热水箱顶部循环返回热水箱；
33.热水箱内水温升高到预设温度范围的上限时，热水箱内的自来水由水位控制器控制从其底部流入，自来水进入热水箱与其内热水混合，热水在热水温度控制器的控制下从热水箱顶部流出；
34.热水箱内水温下降到预设温度范围的下限时，利用导向阀关闭热水箱底部的进水管，直到热水箱内水温再次升高到上限后打开导向阀。
35.在本公开中，至少具有如下技术效果或优点：
36.本公开的热螺旋回收系统和方法，在供暖季热泵蒸发器和螺旋换热器参与换热，除供暖季之外的剩余时间螺旋换热器参与换热，利用螺旋换热器将商业厨房排风中的余热回收用于补风加热，无需外热泵、电热器等外部热源，实现能源的自身循环和使用，最大限度地降低能耗。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为根据本公开的一些实施例提供的一种基于厨房烟气的热螺旋回收系统示意图一；
39.图2为根据本公开的一些实施例提供的一种基于厨房烟气的热螺旋回收系统示意图二；
40.图3为根据本公开的一些实施例提供的螺旋换热器局部示意图；
41.图中，1-热泵蒸发器；2-螺旋换热器；21-第一螺旋通道；22-第二螺旋通道；23-油烟气体进气管段；24-油烟气体出气管段；25-制冷剂输入管段；26-制冷剂输出管段；3-水系统；4-补风系统；h1-蒸发器入口处的排风湿度；h2-蒸发器出口处的排风湿度；h3-补风加热器出口的排风湿度；h4-补风加热器出口的空气湿度；t1-板式冷凝器入口热水温度；t2-板式冷凝器出口热水温度；t3-热水箱内的热水温度；t4-蒸发器入口的排气温度；t5-蒸发器出口的排气温度；t6-补风加热器入口的空气温度；t7-补风加热器出口的空气温度；v1-排风空气流速；v2-补风加热器出口的空气流速。
具体实施方式
42.下面结合附图所示的各实施方式对本公开进行详细说明，但应当说明的是，这些
实施方式并非对本公开的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本公开的保护范围之内。
43.请参阅图1和图2，本公开的实施例提供一种基于厨房烟气的热螺旋回收系统，包括：热泵蒸发器、螺旋换热器、水系统和补风系统；供暖季厨房烟气在热泵蒸发器与气体一次换热之后流入螺旋换热器二次换热，除供暖季之外的剩余时间厨房烟气流入螺旋换热器换热；供暖季补风系统中补风在热泵蒸发器加热之后送入安装于厨房的补风管，除供暖季之外的剩余时间补风系统中补风直接送入补风管；水系统包括板式换热器和热水箱，螺旋换热器和板式换热器之间流动有制冷剂，热水箱的水进入板式换热器与制冷剂换热。
44.本公开实施例的水系统包括热水回路和热水箱，在热水回路中用热水箱来储存热水，热水箱底部的水被泵入板式冷凝器加热，然后从热水箱顶部循环返回热水箱。热水箱设置有保温材料，保温材料(铝箔包裹泡沫橡胶复合材料，厚度大于20mm，导热系数小于0.036w/m
·
k)的水箱容量优选控制在500l左右。自来水进入热水箱，当水温升高到预设温度范围的上限时，热水箱由水位控制器控制从底部流出，热水在热水温度控制器的控制下从热水箱顶部流出。相反，当水温下降到预设温度范围的下限时利用导向阀关闭进水管，直到水温再次升高到上限。
45.优选地，请继续参阅图1和图2，供暖季，热泵蒸发器与厨房油烟回收设备连通，螺旋换热器与热泵蒸发器的油烟侧连通，螺旋换热器与水系统之间通过制冷剂换热，补风系统与热泵蒸发器的补风侧连通；厨房油烟在热泵蒸发器与气体一次换热之后流入螺旋换热器，气体作为补风进入补风系统；加热的补风通过补风系统输送至厨房；厨房油烟在螺旋换热器与制冷剂二次换热，与厨房油烟换热之后的制冷剂流入水系统，制冷剂在水系统与水换热；除供暖季之外的剩余时间，螺旋换热器与厨房油烟回收设备连通，螺旋换热器与水系统之间通过制冷剂换热，厨房油烟在螺旋换热器与制冷剂换热，与厨房油烟换热之后的制冷剂流入水系统，制冷剂在水系统与水换热。
46.优选地，热泵蒸发器包括若干热管，若干热管并列设置，每根热管内均填充有工作液；热管的一端为蒸发段，热管的另一端为冷凝段，蒸发段与厨房油烟接触，冷凝段与补风系统的气体接触；热管的一端受热使工作液蒸发汽化成蒸汽，蒸汽在微小压差下流向热管的另一端，热管的另一端吸收蒸汽热量使蒸汽凝结成液态工作液，液态工作液再流回蒸发段。
47.本公开实施例的热管包括管壳、吸液芯和端盖，将热管内抽成负压后充以工作液体，使紧贴热管内壁吸液芯的毛细多孔材料中充满液体后加以密封。热管的一端为蒸发段(加热段)，热管的另一端为冷凝段(冷却段)，热管的中间设置为绝热段。当热管的一端受热时毛细芯中液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端，蒸汽放出热量后凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环实现热的传输。
48.优选地，热泵蒸发器附近设置有旁通通道，旁通通道的进气端与热泵蒸发器的进气端连通，旁通通道的出气端与热泵蒸发器的出气端连通；旁通通道和热泵蒸发器的连通处设置有三通阀，供暖季厨房油烟回收设备收集的厨房油烟进入热泵蒸发器与气体一次换热之后流入螺旋换热器厨房油烟在螺旋换热器与制冷剂二次换热；除供暖季之外的剩余时间，厨房油烟回收设备收集的厨房油烟从旁通通道进入螺旋换热器与制冷剂换热。
49.优选地，请参阅图3，与热泵蒸发器或螺旋换热器连通的厨房油烟回收设备包括油
烟气体进气管段和油烟气体出气管段，补风输送模块包括制冷剂输入管段和制冷剂输出管段；热泵蒸发器和螺旋换热器安装于油烟气体进气管段和油烟气体出气管段之间；螺旋换热器包括：供油烟流过的第一螺旋通道、供制冷剂流过的第二螺旋通道，第一螺旋通道位于油烟气体进气管段和油烟气体出气管段之间，第二螺旋通道位于制冷剂输入管段和制冷剂输出管段之间。
50.优选地，请继续参阅图3，第一螺旋通道包括第一螺旋本体、与第一螺旋本体进气口连通的第一进气管段、与第一螺旋本体出气口连通的第一出气管段，第一进气管段与油烟气体进气管段连通，第一出气管段与油烟气体出气管段连通；第二螺旋通道包括第二螺旋本体、与第二螺旋本体进气口连通的第二进气管段、与第二螺旋本体出气口连通的第二出气管段，第二进气管段与制冷剂输入管段连通，第二出气管段与制冷剂输出管段连通；第二螺旋通道的第二螺旋本体嵌套于第一螺旋通道的第一螺旋本体，每圈第一螺旋本体的外壁均接触一圈第二螺旋本体的外壁。
51.优选地，请继续参阅图3，第一螺旋通道内油烟气体的流动方向与第二螺旋通道内制冷剂的流动方向相反。
52.优选地，第一螺旋通道是通过第一钢板卷制而成的，第二螺旋通道是通过第二钢板卷制而成的；第一钢板和第二钢板相互平行，第一螺旋通道和第二螺旋通道相互隔开。
53.优选地，油烟气体进气管段还与烟气净化系统连通；油烟气体进入烟气净化系统净化处理之后才进入油烟气体进气管段。
54.本公开实施例还提供了一种基于厨房烟气的热螺旋回收方法，热螺旋回收方法基于上述的热螺旋回收系统，热螺旋回收方法包括：供暖季厨房烟气在热泵蒸发器与气体一次换热之后流入螺旋换热器二次换热，除供暖季之外的剩余时间厨房烟气流入螺旋换热器换热；供暖季补风系统中补风在热泵蒸发器加热之后送入安装于厨房的补风管，除供暖季之外的剩余时间补风系统中补风直接送入补风管。
55.在本公开实施例中，螺旋换热器的第一螺旋通道内流动有油烟气体，螺旋换热器的第二螺旋通道内流动有制冷剂；油烟气体的流动方向与制冷剂的流动方向相反。
56.在本公开实施例中，水系统包括热水回路和热水箱，热水箱安装于热水回路，热水箱内储存有热水，热水箱底部的水被泵入板式冷凝器加热，然后从热水箱顶部循环返回热水箱；热水箱内水温升高到预设温度范围的上限时，热水箱内的自来水由水位控制器控制从其底部流入，自来水进入热水箱与其内热水混合，热水在热水温度控制器的控制下从热水箱顶部流出；热水箱内水温下降到预设温度范围的下限时，利用导向阀关闭热水箱底部的进水管，直到热水箱内水温再次升高到上限后打开导向阀。
57.本公开的热螺旋回收系统和方法，在供暖季热泵蒸发器和螺旋换热器参与换热，除供暖季之外的剩余时间螺旋换热器参与换热，利用螺旋换热器将商业厨房排风中的余热回收用于补风加热，无需外热泵、电热器等外部热源，实现能源的自身循环和使用，最大限度地降低能耗。
58.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本公开的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本公开的保护范围，凡未脱离本公开技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本公开的保护范围之内。
59.对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在
不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本公开内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
60.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。