專利名稱：空氣凈化和能源再生系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，更具體地講，涉及一種
背景技術(shù)：
目前，在城市中的酒店、餐館的廚房中，大都通過燃?xì)?、燃煤的方式?應(yīng)熱水、餐飲，由于燒熱水、做飯等每天都排放大量的攜帶油、 一氧化碳、 二氧化碳、二氧化硫、粉塵等雜質(zhì)的高溫?zé)煔狻，F(xiàn)有的排油煙機(jī)和灶具大多 都是直接將廚房烹調(diào)產(chǎn)生的油煙排放到室外。高溫油煙的排放不僅使得所攜 帶的熱量白白浪費(fèi)掉，而且煙氣中的粉塵和有害氣體對環(huán)境和空氣造成污染。 這與環(huán)保節(jié)能的社會發(fā)展趨勢是違背的。
為了降低油煙對空氣污染以及熱量的浪費(fèi)，曾有人提出了 一些回收余熱
或者凈化排放的油煙的方案。例如，在第CN101089481A號發(fā)明專利申請中， 提出了一種爐灶式熱水同步生成器。在該方案中，在灶具燃燒器周圍設(shè)置一 漏斗形的金屬水容器，該金屬水容器呈外周緣高而內(nèi)周緣低的中空環(huán)狀體， 該中空環(huán)狀體同時連接有進(jìn)水管和出水管。由于該金屬水容器設(shè)置在燃燒器 周圍，因此，可以在灶具烹調(diào)時吸收燃燒火焰或煙氣向外圍釋放的熱量，同 步產(chǎn)生熱水，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的。
然而，該爐灶式熱水同步生成器不能凈化排放的煙氣。此外，由于金屬 水容器設(shè)置在燃燒器周圍，不僅增大了灶具的體積和占用的面積，而且現(xiàn)有 的灶具不能適用，用戶必須重新購買帶有該金屬水容器的灶具，而且，所述 熱水器積油后熱交換系數(shù)大大降低。
在發(fā)明專利申請第CN101029750A號中公開了一種燃?xì)庠钣糜蜔熁厥杖?燒消煙裝置，該裝置使排放的煙氣的油煙二次燃燒，從而減少排放的油煙中 的油滴對環(huán)境的污染。但是，該裝置只能部分去除一些有害氣體，而且為了 實(shí)現(xiàn)二次燃燒，裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提出了一種能夠凈化排放
的煙氣同時回收煙氣余熱的設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于廚房的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)， 該系統(tǒng)能夠在凈化排放的煙氣的同時，利用煙氣余熱對建筑物或廚房內(nèi)的日 常供水進(jìn)行預(yù)熱，減少加熱水所需的能源消耗。
根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，其特
征在于，所述空氣凈化和能源再生系統(tǒng)包括空氣凈化模塊，設(shè)置在高溫廢 氣流道內(nèi)，用于過濾高溫廢氣中的雜質(zhì)和有害氣體；換熱模塊，設(shè)置在高溫 廢氣流道內(nèi)，連接在過濾模塊之后，所述換熱模塊連接有進(jìn)水口和出水口， 并設(shè)置有換熱元件，所述換熱元件將高溫廢氣的熱量傳遞給通過進(jìn)水口流入 的冷水，冷水-故加熱后通過出水口流出。
根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，所述空氣凈化和能源再生系統(tǒng)還包括風(fēng)扇模 塊，所述風(fēng)扇模塊包括風(fēng)扇，設(shè)置在高溫廢氣流道內(nèi)，連接在空氣凈化模塊 之前或連接在換熱模塊之后。所述空氣凈化模塊包括用于過濾粉塵雜質(zhì)的物 理過濾裝置和用于過濾有害氣體的化學(xué)過濾裝置。所述空氣凈化模塊的過濾 空隙尺寸隨著廢氣流動的方向逐漸減小。
根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，所述空氣凈化模塊被設(shè)置為多個獨(dú)立的過濾 層，每個過濾層以從空氣凈化模塊的頂端插入的方式固定在空氣凈化模塊的 插入凹槽中。
根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，所述多個獨(dú)立的過濾層是多層V形折疊的纖 維層。
其中，所述風(fēng)扇模塊、空氣凈化模塊和換熱模塊之間通過凹槽-插銷的方 式連接或者通過在連接處設(shè)置邊條然后通過套接的方式連接。
根據(jù)本實(shí)用新型的 一方面，所述換熱模塊由箱體以及平行設(shè)置在箱體中 的多根熱管構(gòu)成，所述熱管的熱端位于高溫廢氣流道內(nèi)，熱管的冷端位于廢 氣流道外，冷端所處的箱體端外側(cè)連接有進(jìn)水口和出水口。優(yōu)選地，所述熱 管為翅片式熱管。所述熱管可以為銅-水熱管。
根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，所述多個熱管交錯布置為多排，在每排之間 設(shè)置隔板，每個隔板在一端連接到箱體的內(nèi)壁上，另一端與相對的箱體內(nèi)壁 之間留有空隙，多個隔板交替地連接到箱體壁上，在箱體內(nèi)形成"Z"形流道，
使得從進(jìn)水口流入的冷水流經(jīng)所有熱管后從出水口流出。


通過
以下結(jié)合附圖對示例性優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的描述，本實(shí)用新型的上述
和其他目的和特點(diǎn)將會變得更加清楚，其中
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)的俯視剖視
圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)的局部剖面的 右視圖3根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)的左視剖視圖； 圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)的立體圖； 圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)中的過濾裝置的示意
圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)的工作狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式以下，參照附圖來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施例。
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)的俯視剖視 圖。如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)包括風(fēng) 扇模塊IO、空氣凈化模塊20和換熱模塊30。所述風(fēng)扇模塊IO、空氣凈化模 塊20和換熱模塊30按照煙氣排放的方向順次安裝在一起。
風(fēng)扇模塊10包括垂直于煙氣來流的風(fēng)扇11。風(fēng)扇模塊IO可位于空氣凈 化模塊20之前，或者位于換熱模塊30之后。由于煙氣在隨后流經(jīng)空氣凈化 模塊20和換熱模塊30時，流動阻力增加。安裝風(fēng)扇模塊IO可以增加提高煙 氣的速度和壓力，以克服流動阻力。但是，在煙氣壓力足夠的情況下，可以 省去該風(fēng)扇^t塊10。
空氣凈化模塊20包括物理過濾裝置21和化學(xué)過濾裝置22。物理過濾裝 置21用于過濾廚房燃燒和烹調(diào)過程中產(chǎn)生的固體粉塵顆粒和液體油滴?；瘜W(xué) 過濾裝置22裝有有害氣體的氧化化學(xué)觸酶，用于充分氧化煙氣中的一氧化 碳、二氧化碳和二氧化硫等有害氣體，從而去除排放的煙氣中的主要有害氣 體。若煙氣溫度低于氧化反應(yīng)觸酶的工作溫度，可以在風(fēng)扇模塊IO之前設(shè)置
單獨(dú)的燃?xì)饧訜嵩O(shè)備以加熱煙氣。
換熱模塊30包括傳熱元件31、冷水進(jìn)口 32和熱水出口 33。傳熱元件 31設(shè)置在煙氣流道內(nèi)，通過吸收煙氣的熱量，再將熱量傳遞到通過冷水進(jìn)口 32流入的冷水，從而對冷水進(jìn)行加熱，加熱后的冷水通過熱水出口 33流出。
圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)的局部剖面的 右視圖；圖3根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)的左視剖視 圖。
參照圖1至圖3,在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，采用平行設(shè)置在箱體 60內(nèi)的多根熱管作為傳熱元件31。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，選用工作溫度 匹配的熱管，例如，工作溫度在0-400攝氏度的銅水熱管。當(dāng)熱管的一端(即， 熱端)通過與煙氣接觸而受熱時，吸液芯中的液體蒸發(fā)汽化，蒸汽在微小的 壓差下流向另一端(即，冷端)，通過與流經(jīng)冷端的流體換熱，放出熱量，凝 結(jié)成液體。液體再通過吸液芯的毛細(xì)力的作用回流到熱端。如此循環(huán)，4吏得 熱量由熱管的一端傳遞至另一端，從而實(shí)現(xiàn)將煙氣中的熱量傳遞到冷水中。
如圖l所示，設(shè)置熱管束的箱體36通過中間隔板而分為吸熱區(qū)37和放 熱區(qū)38，吸熱區(qū)37設(shè)置在煙氣流道內(nèi)，放熱區(qū)38設(shè)置在煙氣流道外部，與 冷水進(jìn)口 32和熱水出口 33連接。熱管的熱端位于吸入?yún)^(qū)37中，冷端位于放 熱區(qū)38中。
如圖2和圖3所示，熱管在熱端沿?zé)煔饬鲃臃较蚪诲e排列，以減少層流 效應(yīng)對熱傳遞的影響。此外，可以在垂直于煙氣流動方向上平行排列的每排 熱管之間設(shè)置隔板35 (如圖2所示)，用來規(guī)定冷水流動的方向。隔板35的 一端固定連接到箱體內(nèi)壁上，隔板35的另一端與相對的箱體壁之間留有空 隙。多個隔板35交替地固定到箱體的相對兩側(cè)，從而形成"Z"形流道。流入 的冷水由于"Z"字形流道而流經(jīng)所有熱管，從而被充分加熱。例如，可以使冷 水從換熱模塊30的下游進(jìn)入，流經(jīng)所有熱管后，從上游流出。為了增強(qiáng)傳熱 效果，熱管可以帶有翅片。
雖然本實(shí)用新型中以熱管作為換熱元件，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 也可以釆用其它類型的換熱器來實(shí)現(xiàn)煙氣-水之間的熱交換。
根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)可以被模塊化。圖4 是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的模塊化的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)的立體圖。從 而，拆裝方便、易于清洗和維護(hù)。
如圖l所示，風(fēng)扇模塊10、空氣凈化模塊20和換熱模塊30可以通過插 接的方式連接。例如，在風(fēng)扇模塊10、換熱模塊30的邊框上形成凹槽14、 34,在空氣凈化模塊的對應(yīng)位置處形成插銷24。通過對接凹槽14和插銷24 而實(shí)現(xiàn)固定連接。
此外，如圖4所示，風(fēng)扇模塊410、空氣凈化模塊420、換熱模塊430 之間可以通過套接的方式連接。例如，可以將風(fēng)扇模塊410、空氣凈化模塊 420、換熱模塊430的相互連接的邊框411、 421、 431上制作多個螺孔，同時 使空氣凈化模塊420的邊框421剛好套進(jìn)風(fēng)扇模塊410的邊框411以及換熱 模塊430的邊框431中，使螺孔對齊，然后通過螺釘固定。
圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)中的過濾裝置的示意 圖。在根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例中，物理過濾裝置21和化學(xué)過濾裝置22由被 V形折疊的纖維過濾層制成，可被設(shè)置為多層。每個過濾層可包括支撐邊框 51、設(shè)置在支撐邊框51中的V形纖維過濾結(jié)構(gòu)52、設(shè)置在支撐邊框51頂部 的頂纟反53。
在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，這種V形結(jié)構(gòu)能夠增加過濾接觸面積， 減少過濾裝置造成的流動阻力。物理過濾裝置21的過濾空隙尺寸隨著煙氣來 流方向由大到小變化。通過多層逐步減小空隙尺寸的過濾裝置后，超過99% 的油煙廢氣中的液固顆粒被過濾掉。在化學(xué)過濾裝置22中，化學(xué)反應(yīng)物被包 裹或粘附在V形折疊的纖維中或纖維上，在不同的層中，可以裝有不同的反 應(yīng)物，從而可以濾除不同類型的有害氣體。物理過濾裝置21隨著時間的推移， 油污的積累，需要定期更換，以保證過濾效果?；瘜W(xué)過濾裝置22中的化學(xué)反 應(yīng)物隨著時間的推移也會逐步失效，因此也需要定期更換。
物理過濾裝置21和化學(xué)過濾裝置22的每一個可以通過從空氣凈化模塊 20的頂端以插入的方式插入空氣凈化模塊的固定導(dǎo)槽23中。
雖然在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，將物理過濾裝置21和化學(xué)過濾裝置22 設(shè)置為單獨(dú)的部件，但是，也可以通過一體設(shè)計的過濾模塊來同時實(shí)現(xiàn)物理 過濾和化學(xué)過濾。
根據(jù)本實(shí)用新型的設(shè)計，熱管熱交換器冷端需要在密封和結(jié)構(gòu)上加強(qiáng)以 承受至少150度水的飽和壓力。例如，在熱管穿越冷熱兩端的隔板處，用焊 接方式保證密封和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。優(yōu)選地，在密封的冷端上安裝壓力安全閥(見 圖4),以保證溫度超過設(shè)計范圍后的結(jié)構(gòu)安全。油煙氣流經(jīng)的各模塊內(nèi)壁或外壁由絕熱材料包裹，以減少熱能損失。
圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)的工作狀態(tài)示意圖。 如圖6所示，根據(jù)本實(shí)用新型的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)安裝在廚房排煙通 道中或和廚房排煙通道首尾相連。廚房中不同燃燒源產(chǎn)生的熱油煙廢氣(可 高于100攝氏度)經(jīng)油煙機(jī)集中吸入到排氣通道中。再經(jīng)風(fēng)扇增壓后，流經(jīng) 不同孔隙尺寸的物理過濾裝置21和化學(xué)過濾裝置22,以清除廢氣中的油污、 固體顆粒和主要化學(xué)污染成分。干凈的排放氣體最后通過銅或鋁制熱管熱交 換模塊30，加熱廚房中自來水。加熱后的自來水根據(jù)不同的需要可進(jìn)一步送 至熱水加熱鍋爐、太陽能加熱器或直接用于廚房內(nèi)清洗使用。
通過使用本實(shí)用新型的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，不僅能夠回收大量的 熱量，減少加熱日常供水所需的能耗，同時可以凈化餐館、廚房排放的多種 空氣污染成分，例如，液體油滴、固體燃料的粉塵，以及一氧化碳、 一氧化 氮和二氧化硫等有害氣體，從而有效地減少對空氣和環(huán)境造成的污染。
本實(shí)用新型的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，模塊化的設(shè)計 使得安裝方便，易于清洗和更換。
雖然本實(shí)用新型以凈化廚房煙氣并回收廚房煙氣余熱為例，但是，本實(shí) 用新型也可應(yīng)用于排放高溫廢氣的其它類似場合。
權(quán)利要求1.一種空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣凈化和能源再生系統(tǒng)包括:空氣凈化模塊，設(shè)置在高溫廢氣流道內(nèi)，用于過濾高溫廢氣中的雜質(zhì)和有害氣體；換熱模塊，設(shè)置在高溫廢氣流道內(nèi)，連接在過濾模塊之后，所述換熱模塊連接有進(jìn)水口和出水口，并設(shè)置有換熱元件，所述換熱元件將高溫廢氣的熱量傳遞給通過進(jìn)水口流入的冷水，冷水被加熱后通過出水口流出。
2、 如權(quán)利要求1所述的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，其特征在于，所述空 氣凈化和能源再生系統(tǒng)還包括風(fēng)扇模塊，所述風(fēng)扇模塊包括風(fēng)扇，設(shè)置在高 溫廢氣流道內(nèi)，連接在空氣凈化模塊之前或連接在換熱模塊之后。
3、 如權(quán)利要求1所述的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，其特征在于，所述空 氣凈化模塊包括用于過濾粉塵雜質(zhì)的物理過濾裝置和用于過濾有害氣體的化學(xué)過濾裝置。
4、 如權(quán)利要求1所述的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，其特征在于，所述空 氣凈化模塊的過濾空隙尺寸隨著廢氣流動的方向逐漸減小。
5、 如權(quán)利要求1所述的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，其中，所述空氣凈化 模塊被設(shè)置為多個獨(dú)立的過濾層，每個過濾層以從空氣凈化模塊的頂端插入 的方式固定在空氣凈化模塊的插入凹槽中。
6、 如權(quán)利要求5所述的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，其特征在于，所述多 個獨(dú)立的過濾層是多層V形折疊的纖維層。
7、 如權(quán)利要求2所述的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，其中，所述風(fēng)扇模塊、 空氣凈化模塊和換熱模塊之間通過凹槽-插銷的方式連接或者通過在連接處 設(shè)置邊條然后通過套接的方式連接。
8、 如權(quán)利要求1所述的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，其中，所述換熱模塊 由箱體以及平行設(shè)置在箱體中的多根熱管構(gòu)成，所述熱管的熱端位于高溫廢 氣流道內(nèi)，熱管的冷端位于廢氣流道外，冷端所處的箱體端外側(cè)連接有進(jìn)水 口和出水口 。
9、 如權(quán)利要求8所述的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，所述熱管為翅片式熱官。
10、 如權(quán)利要求8所述的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，其中，所述熱管為 銅-水熱管。
11、 如權(quán)利要求8所述的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，所述多個熱管交錯 布置為多排，在每排之間設(shè)置隔板，每個隔板在一端連接到箱體的內(nèi)壁上， 另 一端與相對的箱體內(nèi)壁之間留有空隙，多個隔板交替地連接到箱體壁上， 在箱體內(nèi)形成"Z"形流道，使得從進(jìn)水口流入的冷水流經(jīng)所有熱管后從出水口 流出。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣凈化和能源再生系統(tǒng)包括空氣凈化模塊，設(shè)置在高溫廢氣流道內(nèi)，用于過濾高溫廢氣中的雜質(zhì)和有害氣體；換熱模塊，設(shè)置在高溫廢氣流道內(nèi)，連接在過濾模塊之后，所述換熱模塊連接有進(jìn)水口和出水口，并設(shè)置有換熱元件，所述換熱元件將高溫廢氣的熱量傳遞給通過進(jìn)水口流入的冷水，冷水被加熱后通過出水口流出。利用本實(shí)用新型的空氣凈化和能源再生系統(tǒng)，可以對城市餐館、酒店的廚房排放的煙氣進(jìn)行凈化，防止有害氣體的二次污染，同時對余熱進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的目的。
文檔編號F28D15/02GK201197921SQ200820080320
公開日2009年2月25日 申請日期2008年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月5日
發(fā)明者況國華, 勇 孫, 鐘義貴 申請人:海蜚爾能源科技(北京)有限公司