廢熱轉(zhuǎn)化設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法
【專利摘要】為了提高熱轉(zhuǎn)換效率及轉(zhuǎn)化過程中的自動化控制水平，本發(fā)明提供了一種廢熱轉(zhuǎn)化設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，用于控制食堂爐灶廢熱智能轉(zhuǎn)化設(shè)備，包括布置廢熱傳輸管道和供氧管道于所述食堂爐灶廢熱智能轉(zhuǎn)化設(shè)備，所述廢熱傳輸管道包括廢熱傳輸主管道和廢熱傳輸子管道，并設(shè)置紅外溫度檢測單元于廢熱傳輸主管道內(nèi)；獲得在期望時間內(nèi)供給所述爐灶的氧氣量；確定各供養(yǎng)管道的進(jìn)氧電磁閥的打開程度；監(jiān)控爐灶內(nèi)溫度，當(dāng)爐灶內(nèi)溫度改變至預(yù)期溫度時，根據(jù)各個廢熱傳輸主管道內(nèi)的溫度變化，控制各個廢熱傳輸子管道的電磁閥的開啟或關(guān)閉。本發(fā)明極大地提高了廢熱轉(zhuǎn)換效率和轉(zhuǎn)化自動控制的程度。
【專利說明】
廢熱轉(zhuǎn)化設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及廢水熱回收技術(shù)，更具體地，設(shè)及一種廢熱轉(zhuǎn)化設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，賓館、飯店等普遍使用的用于烹任的燃?xì)饣蛉加椭胁驮?，在使用過程中都會 產(chǎn)生大量的高溫余熱和高溫尾氣，運些高溫余熱和高溫尾氣通常被毫無利用的直接從灶膛 的四周和煙畫中排除出去，其不僅造成了能量的浪費，也造成了對環(huán)境的污染。
[0003] 經(jīng)檢索，現(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮镃N200510102240.3的發(fā)明專利申請公開了一種環(huán) 保型空調(diào)廢熱回收節(jié)能熱水系統(tǒng)，包括設(shè)有冷媒入口和冷媒出口的室外換熱器，室外交換 器包括熱交換器，熱交換器設(shè)有冷媒入口、冷媒出口、進(jìn)水口和出水口，其中，進(jìn)水口連接提 供冷水的冷水管，出水口通過循環(huán)回水管連接可向外供水的供水裝置。由于經(jīng)空調(diào)壓縮機 壓縮后的高溫冷媒在熱交換器中被冷水降溫，空調(diào)無需再向外界空氣放熱，防止熱氣污染 環(huán)境;與此同時，冷水在熱交換器中被加熱成熱水，供給人們生活、工作所需，高效地利用了 冷媒熱量。申請?zhí)枮镃N201020202335.9的實用新型專利公開了一種中餐灶廢熱回收利用裝 置，包括汽水分離水箱和廢熱交換器，所述汽水分離水箱與廢熱交換器之間由循環(huán)水管連 通，廢熱交換器的進(jìn)水口與汽水分離水箱的出水口之間設(shè)有與循環(huán)水管連通的水累，汽水 分離水箱與蒸汽輸送管連通。
[0004] 然而，上述現(xiàn)有技術(shù)中均沒有考慮到在爐灶加熱過程中供氧機產(chǎn)生的影響。例如， 針對當(dāng)前人群密集食宿的單位和團(tuán)體，如學(xué)校、部隊、監(jiān)獄、醫(yī)院等，食堂爐灶熱量浪費和流 失現(xiàn)象十分嚴(yán)重。由于食堂爐灶的工作方式是W鼓風(fēng)機供為氧主，運種方式造成了大量的 熱量流失。W食堂直徑為80cm爐灶為例，當(dāng)爐灶不打開鼓風(fēng)機供氧機時，其熱效率可高達(dá) 70% W上，但卻無法滿足食堂對火力的需求。通常是增加550W、流量為20mV分鐘的供氧機， 根據(jù)氣量平衡原理，從爐膛內(nèi)也會相應(yīng)地排放出大于20mV分鐘的600-70(TC的高溫廢氣。 此時的爐灶熱效率僅為40%，相當(dāng)于60%左右的熱量隨著高溫廢氣被排走了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了回收利用食堂爐灶廢熱，本發(fā)明提供了一種廢熱轉(zhuǎn)化設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法， 該方法包括如下步驟：
[0006] (1)在所述智能轉(zhuǎn)化設(shè)備中設(shè)置溫度探針，用于遠(yuǎn)程地檢測被反饋給控制器的溫 度信號W供顯示轉(zhuǎn)化后的溫度信息，布置廢熱傳輸管道和供氧管道于所述食堂爐灶廢熱智 能轉(zhuǎn)化設(shè)備；
[0007] (2)獲得在期望時間內(nèi)供給所述爐灶的氧氣量；
[000引（3)確定各供養(yǎng)管道的進(jìn)氧電磁閥的打開程度；
[0009] (4)監(jiān)控爐灶內(nèi)溫度，當(dāng)爐灶內(nèi)溫度改變至預(yù)期溫度時，根據(jù)各個廢熱傳輸主管道 內(nèi)的溫度變化，控制各個廢熱傳輸子管道的電磁閥的開啟或關(guān)閉。
[0010] 進(jìn)一步地，所述食堂爐灶廢熱智能轉(zhuǎn)化設(shè)備，用于將爐灶廢熱完全轉(zhuǎn)化為洗浴用 水，包括:多個供氧單元、多個熱交換單元、多個廢熱傳輸管道、爐灶w及控制器，所述爐灶 側(cè)壁包括多個各自連接不同所述廢熱傳輸管道的接口，所述控制器分別與多個熱交換單 元、多個供氧單元W及多個所述接口連接。
[0011] 進(jìn)一步地，所述步驟(2)進(jìn)一步包括：
[0012] (21)獲得期望爐灶升溫到預(yù)期溫度的期望時間；
[0013] (22)檢測爐灶當(dāng)前溫度，通過該溫度與期望所述爐灶達(dá)到的溫度之間的比例計算 還需要供給到所述爐灶的氧氣量。
[0014] 進(jìn)一步地，所述步驟(3)進(jìn)一步包括：
[0015] (31)根據(jù)所述還需要供給到所述爐灶的氧氣量W及期望爐灶升溫到預(yù)期溫度的 時間，獲得供氧管道總的流速，并根據(jù)該總的流速獲得各供氧管道的各自供氧流速；
[0016] (32)根據(jù)所述各供氧管道的各自供氧流速，確定控制各供養(yǎng)管道的進(jìn)氧電磁閥的 打開百分比；
[0017] (33)控制器根據(jù)確定出來的所述百分比，向控制所述各供氧管道的進(jìn)氧電磁閥發(fā) 送控制信號，控制其相對于完全打開的百分比。
[0018] 進(jìn)一步地，所述步驟(4)進(jìn)一步包括：
[0019] (51)通過各個廢熱傳輸主管道內(nèi)的紅外線溫度傳感器檢測其分布位置之間中點 處的溫度值，作為第一溫度值；
[0020] (52)當(dāng)所述爐灶內(nèi)的溫度上升到預(yù)期溫度后，定時各個廢熱傳輸主管道內(nèi)的處于 工作狀態(tài)下的紅外線溫度傳感器檢測其分布位置之間中點處的溫度值，作為第二溫度值；
[0021] (53)對于各個處于工作狀態(tài)下的紅外線溫度傳感器，根據(jù)所述第二溫度值與所述 第一溫度值之間的差值；
[0022] (54)當(dāng)所述差值的均值超過預(yù)設(shè)闊值時，通過控制器向控制開啟/關(guān)閉各廢熱傳 輸子管道的電磁閥發(fā)出開啟或關(guān)閉信號，其中對于與某一條廢熱傳輸主管道相連的各個廢 熱傳輸子管道中，被開啟的廢熱傳輸子管道的電磁閥的開啟順序為從最短的廢熱傳輸子管 道開始逐漸開啟長度更長的廢熱傳輸子管道，開啟的個數(shù)根據(jù)如下經(jīng)驗公式確定：
[0023]
，其中「];表示去上整數(shù)，Q和T表示各個正在工作狀態(tài)下的紅外溫 度檢測單元內(nèi)的各氣體流量傳感器檢測得到的氣體流量值和溫度值，S表示當(dāng)前正在工作 的紅外溫度檢測單元的個數(shù)，"?"表示計算Q與T在國際標(biāo)準(zhǔn)單位制下的數(shù)值的乘積而不考 慮它們的矢量關(guān)系，P表示正整數(shù)。
[0024] 進(jìn)一步地，所述智能轉(zhuǎn)化設(shè)備的所述接口與所述供氧單元的數(shù)量相等，且所述供 氧單元排布于所述爐灶底部中屯、點的燃料氣體的進(jìn)氣口周圍，各個供氧單元均在其供氧管 道上設(shè)置有無線數(shù)據(jù)通信單元和進(jìn)氧電磁閥，所述控制器通過運些無線數(shù)據(jù)通信單元控制 所述進(jìn)氧電磁閥已打開相對于完全打開的百分比5,進(jìn)而控制進(jìn)入所述爐灶的氧氣量。
[0025] 進(jìn)一步地，各個所述廢熱傳輸管道包括一條廢熱傳輸主管道，所述爐灶內(nèi)壁呈半 球形且半徑為R，所述爐灶沿垂直于爐灶頂面的平面的方向呈對稱形狀且該頂面通過所述 半球形的球屯、，所述廢熱傳輸主管道與爐灶之間連接的所述接口在所述爐灶側(cè)壁上沿多條 弧線分布，各弧線相交于爐灶底部的中屯、點;所述接口在所述爐灶內(nèi)壁上呈對稱形狀，運些 對稱形狀在機械結(jié)構(gòu)方面滿足：
[0026]
[0027] 其中ri表示第i個接口在爐灶內(nèi)壁上的半徑，N為廢熱傳輸主管道的數(shù)量，
[0028] 當(dāng)所述接口在所述弧線上分布時，對于位于相鄰兩條弧線上的、在沿垂直于爐灶 頂面的平面的方向上任意兩個相鄰的所述接口，在垂直于爐灶頂面的平面的方向上彼此錯 位，并且所述兩個相鄰的所述接口在所述爐灶內(nèi)壁上的對稱形狀的圓屯、在沿垂直于爐灶頂 面的平面的方向上間距滿足：
[0029]
[0030] 其中化表示第i + 1個接口與第i個接口之間沿垂直于爐灶頂面的平面的方向上的 距離，ri-1和rw分別表示第i-1個接口和第i+1個接口在爐灶內(nèi)壁上的半徑，Lk表示第k個廢 熱傳輸主管道的長度，
[0031] 所述廢熱傳輸主管道在其內(nèi)壁上設(shè)置有多個紅外溫度檢測單元，每一個所述廢熱 傳輸主管道內(nèi)的各個紅外溫度檢測單元彼此之間呈螺旋線形布置且該螺旋線沿管道的延 伸方向延伸，每一個所述廢熱傳輸主管道內(nèi)的各個紅外溫度檢測單元沿著所述螺旋線的距 離間隔滿足如下條件：
[0032]
[0033] 其中j表示當(dāng)前廢熱傳輸主管道的序號，U表示第j個廢熱傳輸主管道的長度， 化巧胃降元1+U表示第i+1個紅外溫度檢測單元與第i個紅外溫度檢測單元之間沿所述螺旋 線的距離，1?掛胃降元表示第i個紅外溫度檢測單元與第i-1個紅外溫度檢測單元之間沿 所述螺旋線的距離，攻巧M降肅-U表示第i-1個紅外溫度檢測單元與第i-2個紅外溫度檢測 單元之間沿所述螺旋線的距離，D紙腳維*陣元〇,j表示第j個廢熱傳輸主管道中第1個紅外溫度 檢測單元的位置并在該第j個廢熱傳輸主管道與所述爐灶內(nèi)壁接口的位置設(shè)置該第1個紅 外溫度檢測單元的位置，而第2個紅外溫度檢測單元與第1個紅外溫度檢測單元之間沿所述 螺旋線的距離設(shè)置為5cm的整數(shù)倍，例如5cm，10cm，15cm等；
[0034] 從所述爐灶延伸出去的各個廢熱傳輸管道還包括多個廢熱傳輸子管道，運些子管 道內(nèi)不設(shè)置紅外溫度檢測單元，所述多個廢熱傳輸子管道的起始位置均設(shè)置有所述紅外溫 度檢測單元，所述多個廢熱傳輸子管道的末端設(shè)置于在所述廢熱傳輸主管道朝向遠(yuǎn)離所述 爐灶的延伸方向上的、倒數(shù)第二個所述紅外溫度檢測單元所在位置處;對于各個所述廢熱 傳輸主管道，起始并終止于該廢熱傳輸主管道的所述各個廢熱傳輸子管道的長度各不相 同；所述廢熱傳輸子管道能夠根據(jù)所述無線數(shù)據(jù)通信單元接收到的所述控制器的信號而致 動的電磁閥的開啟或關(guān)閉而被開啟或關(guān)閉；
[0035] 各個所述紅外溫度檢測單元均包括被封裝在該紅外溫度檢測單元內(nèi)的紅外線溫 度傳感器、氣體流量傳感器、電磁閥w及無線數(shù)據(jù)通信單元，所述紅外線溫度傳感器檢測其 自身所在的廢熱傳輸主管道內(nèi)的位置處W及沿廢熱傳輸主管道從爐灶延伸出去的方向上 的下一個紅外線溫度傳感器所在位置處之間的螺旋線中點處的溫度數(shù)據(jù)，所述無線數(shù)據(jù)通 信單元將與之封裝在一起的紅外線溫度傳感器檢測到的溫度信息發(fā)送給控制器，所述控制 器通過所述無線數(shù)據(jù)通信單元接收各個所述紅外溫度檢測單元檢測到的溫度數(shù)據(jù)，其中若 某個作為廢熱傳輸子管道的起始位置處的電磁閥被開啟時則與該電磁閥被一起封裝的紅 外線溫度傳感器停止工作，直到該電磁閥被關(guān)閉為止；
[0036] 各個所述廢熱傳輸管道的末端與其各自具有的廢熱傳輸主管道的末端相同，且均 連接所述熱交換單元中的同一個；
[0037] 所述各個無線通信單元均具有不同的識別編碼，W便于所述控制器能夠單獨地與 上述各個無線通信單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0038] 進(jìn)一步地，所述多個熱交換單元包括四個分別屬于不同級別的、彼此串聯(lián)的熱交 換單元。
[0039] 進(jìn)一步地，所述廢熱智能轉(zhuǎn)化設(shè)備進(jìn)一步包括濾油裝置和保溫水箱，其中濾油裝 置的進(jìn)口連接爐灶側(cè)壁的所述廢熱傳輸主管道末端，濾油裝置的出口連接一級熱交換單元 的第一進(jìn)氣口，所述一級熱交換單元還包括自來水進(jìn)口、一級熱水出口和第一出氣口，所述 自來水進(jìn)口將自來水通過隔熱管道送入一級熱交換單元，被送入的水通過所述一級熱水出 口流出，然后通過隔熱管道送入到保溫水箱，所述一級熱交換單元的第一出氣口連接二級 熱交換單元的第一進(jìn)氣口；所述二級熱交換單元還包括二級熱水進(jìn)口、第一出氣口和二級 熱水出口，所述二級熱水進(jìn)口通過隔熱管道將保溫水箱內(nèi)的水引入二級熱交換單元，并從 所述二級熱水出口流出，然后通過隔熱管道送入到保溫水箱，所述二級熱交換單元的第一 出氣口連接=級熱交換單元的第一進(jìn)氣口；所述=級熱交換單元還包括第一出氣口、=級 熱水進(jìn)口和=級熱水出口，所述=級熱水進(jìn)口通過隔熱管道將保溫水箱內(nèi)的水引入=級熱 交換單元，被引入的水從所述=級熱水出口流出，然后通過隔熱管道送入到保溫水箱，所述 =級熱交換單元的第一出氣口連接四級熱交換單元的第一進(jìn)氣口；所述四級熱交換單元還 包括尾氣排放口、四級熱水進(jìn)口和四級熱水出口，所述四級熱水進(jìn)口通過隔熱管道將保溫 水箱內(nèi)的水引入四級熱交換單元，被引入的水從所述四級熱水出口流出，然后通過隔熱管 道送入到保溫水箱，從所述四級熱交換單元的第一進(jìn)氣口進(jìn)入的氣體被通過所述尾氣排放 口排出，所述保溫水箱提供作為洗浴用水使用。
[0040] 進(jìn)一步地，所述熱交換單元為熱累。
[0041] 本發(fā)明的有益效果包括：
[0042] (1)本發(fā)明的食堂爐灶廢熱智能轉(zhuǎn)化設(shè)備節(jié)能、低碳并且環(huán)保，其能夠根據(jù)進(jìn)氧量 和溫度進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，使盡可能多的熱能被輸送到合理長度的管道中，降低熱交換器的工 作負(fù)荷，并且極大地提高了熱轉(zhuǎn)換效率和轉(zhuǎn)換控制自動化水平；
[0043] (2)本發(fā)明的食堂爐灶廢熱智能轉(zhuǎn)化設(shè)備能夠降低能耗，熱水生產(chǎn)量大；
[0044] (3)熱水生產(chǎn)成本大幅下降；
[0045] (4)能夠?qū)ψ罱K排放的氣體進(jìn)行處理，從而起到凈化空氣環(huán)境的效果；
[0046] (5)能夠回收利用高達(dá)爐灶總熱量的73%的廢熱，并將爐灶廢熱完全轉(zhuǎn)化為5(TC 至55°C的洗浴用水。
【附圖說明】
[0047] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的廢熱轉(zhuǎn)化設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法的流程框圖。
[0048] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的廢熱自動轉(zhuǎn)化裝置的組成框圖。
【具體實施方式】
[0049] 如圖1所示，本發(fā)明的智能化廢熱轉(zhuǎn)化設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法用于智能化地控制食 堂爐灶廢熱智能轉(zhuǎn)化設(shè)備，該方法包括如下步驟：
[0050] (1)在所述智能轉(zhuǎn)化設(shè)備中設(shè)置溫度探針，用于遠(yuǎn)程地檢測被反饋給控制器的溫 度信號W供顯示轉(zhuǎn)化后的溫度信息，布置廢熱傳輸管道和供氧管道于所述食堂爐灶廢熱智 能轉(zhuǎn)化設(shè)備；
[0051] (2)獲得在期望時間內(nèi)供給所述爐灶的氧氣量；
[0052] (3)確定各供養(yǎng)管道的進(jìn)氧電磁閥的打開程度；
[0053] (4)監(jiān)控爐灶內(nèi)溫度，當(dāng)爐灶內(nèi)溫度改變至預(yù)期溫度時，根據(jù)各個廢熱傳輸主管道 內(nèi)的溫度變化，控制各個廢熱傳輸子管道的電磁閥的開啟或關(guān)閉。
[0054] 根據(jù)該方法的一個實施方式例如：
[0055] (1)設(shè)置紅外溫度檢測單元于廢熱傳輸主管道內(nèi)，通過各個廢熱傳輸主管道內(nèi)的 紅外線溫度傳感器檢測其分布位置之間中點處的溫度值，作為第一溫度值；
[0056] (2)檢測爐灶當(dāng)前溫度，通過該溫度與期望所述爐灶達(dá)到的溫度之間的比例計算 還需要供給到所述爐灶的氧氣量；
[0057] (3)獲得期望爐灶升溫到預(yù)期溫度的時間；
[005引（4)根據(jù)所述還需要供給到所述爐灶的氧氣量W及期望爐灶升溫到預(yù)期溫度的時 間，獲得供氧管道總的流速，并根據(jù)該總的流速獲得各供氧管道的各自供氧流速；
[0059] (5)根據(jù)所述各供氧管道的各自供氧流速，確定控制各供養(yǎng)管道的進(jìn)氧電磁閥的 打開百分比；
[0060] (6)控制器根據(jù)確定出來的所述百分比，向控制所述各供氧管道的進(jìn)氧電磁閥發(fā) 送控制信號，控制其相對于完全打開的百分比；
[0061 ] (7)當(dāng)所述爐灶內(nèi)的溫度上升到預(yù)期溫度后，定時各個廢熱傳輸主管道內(nèi)的處于 工作狀態(tài)下的紅外線溫度傳感器檢測其分布位置之間中點處的溫度值，作為第二溫度值；
[0062] (8)對于各個處于工作狀態(tài)下的紅外線溫度傳感器，根據(jù)所述第二溫度值與所述 第一溫度值之間的差值；
[0063] (9)當(dāng)所述差值的均值超過預(yù)設(shè)闊值時，通過控制器向控制開啟/關(guān)閉各廢熱傳輸 子管道的電磁閥發(fā)出開啟或關(guān)閉信號，其中對于與某一條廢熱傳輸主管道相連的各個廢熱 傳輸子管道中，被開啟的廢熱傳輸子管道的電磁閥的開啟順序為從最短的廢熱傳輸子管道 開始逐漸開啟長度更長的廢熱傳輸子管道，開啟的個數(shù)根據(jù)如下經(jīng)驗公式確定：
[0064]
其中「1隸示去上整數(shù)，Q和T表示各個正在工作狀態(tài)下的紅外溫 度檢測單元內(nèi)的各氣體流量傳感器檢測得到的氣體流量值和溫度值，s表示當(dāng)前正在工作 的紅外溫度檢測單元的個數(shù)，"?"表示計算Q與T在國際標(biāo)準(zhǔn)單位制下的數(shù)值的乘積而不考 慮它們的矢量關(guān)系，P表示正整數(shù)。
[0065] 上述方法能夠根據(jù)期望的爐灶內(nèi)溫度、期望的升溫或降溫時間W及設(shè)備安裝時調(diào) 試獲得的經(jīng)驗值，自動地、智能地完成高效率的廢熱轉(zhuǎn)化工作，相比于現(xiàn)有技術(shù)而言在自動 化程度和熱轉(zhuǎn)化效率能達(dá)到73 % W上，且自動化程度高，控制精度高。
[0066] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，上述溫度差闊值根據(jù)本設(shè)備安裝后的調(diào)試過程實際測 試得到，例如，經(jīng)過
【申請人】在采用直徑為2米的半球形爐灶、采用具有2根主管道且各主管道 均具有4根子管道、爐灶與保溫水箱間距15米的情況下的試驗結(jié)果，當(dāng)期望的廢熱轉(zhuǎn)化效率 為77 %時，此值可W設(shè)置為65-73 °C之間，且優(yōu)選為68 °C ;當(dāng)廢熱轉(zhuǎn)化效率為82 %時，此溫度 差值可W設(shè)置為55-60°C之間，且優(yōu)選為57°C。
[0067] 如圖2所示，本發(fā)明提供的食堂爐灶廢熱智能轉(zhuǎn)化設(shè)備，用于將爐灶廢熱完全轉(zhuǎn)化 為洗浴用水，包括:多個供氧單元、多個熱交換單元、多個廢熱傳輸管道、爐灶W及控制器， 所述爐灶側(cè)壁包括多個各自連接不同所述廢熱傳輸管道的接口，所述控制器分別與多個熱 交換單元、多個供氧單元W及多個所述接口連接。
[0068] 所述接口與所述供氧單元的數(shù)量相等，且所述供氧單元排布于所述爐灶底部中屯、 點的燃料氣體的進(jìn)氣口周圍，各個供氧單元均在其供氧管道上設(shè)置有無線數(shù)據(jù)通信單元和 進(jìn)氧電磁閥，所述控制器通過運些無線數(shù)據(jù)通信單元控制所述進(jìn)氧電磁閥已打開相對于完 全打開的百分比0，進(jìn)而控制進(jìn)入所述爐灶的氧氣量。
[0069] 各個所述廢熱傳輸管道包括一條廢熱傳輸主管道，所述爐灶內(nèi)壁呈半球形且半徑 為R，所述爐灶沿垂直于爐灶頂面的平面的方向呈對稱形狀(例如，當(dāng)爐灶為半球形時呈近 似圓形，當(dāng)爐灶為長方體形或正方體形時呈正方形。本申請中的對稱形狀不限于上述列舉 的示例。）且該頂面通過所述半球形的球屯、，所述廢熱傳輸主管道與爐灶之間連接的所述接 口在所述爐灶側(cè)壁上沿多條弧線分布，各弧線相交于爐灶底部的中屯、點；所述接口在所述 爐灶內(nèi)壁上呈對稱形狀，運些對稱形狀在機械結(jié)構(gòu)方面滿足：
[0070]
[0071] 其中ri表示第i個接口在爐灶內(nèi)壁上的半徑，N為廢熱傳輸主管道的數(shù)量，
[0072] 當(dāng)所述接口在所述弧線上分布時，對于位于相鄰兩條弧線上的、在沿垂直于爐灶 頂面的平面的方向上任意兩個相鄰的所述接口，在垂直于爐灶頂面的平面的方向上彼此錯 位，并且所述兩個相鄰的所述接口在所述爐灶內(nèi)壁上的對稱形狀的圓屯、在沿垂直于爐灶頂 面的平面的方向上間距滿足：
[0073]
[0074] 其中化表示第i + 1個接口與第i個接口之間沿垂直于爐灶頂面的平面的方向上的 距離，ri-i和rw分別表示第i-1個接口和第i+1個接口在爐灶內(nèi)壁上的半徑，Lk表示第k個廢 熱傳輸主管道的長度，
[0075] 所述廢熱傳輸主管道在其內(nèi)壁上設(shè)置有多個紅外溫度檢測單元，每一個所述廢熱 傳輸主管道內(nèi)的各個紅外溫度檢測單元彼此之間呈螺旋線形布置且該螺旋線沿管道的延 伸方向延伸，每一個所述廢熱傳輸主管道內(nèi)的各個紅外溫度檢測單元沿著所述螺旋線的距 離間隔滿足如下條件：
[0076]
[0077] 其中j表示當(dāng)前廢熱傳輸主管道的序號，U表示第j個廢熱傳輸主管道的長度， 化巧胃降元1+U表示第i+1個紅外溫度檢測單元與第i個紅外溫度檢測單元之間沿所述螺旋 線的距離，1?掛胃降元表示第i個紅外溫度檢測單元與第i-1個紅外溫度檢測單元之間沿 所述螺旋線的距離，攻巧M降肅-u表示第i-1個紅外溫度檢測單元與第i-2個紅外溫度檢測 單元之間沿所述螺旋線的距離，D紙腳維*陣元〇,j表示第j個廢熱傳輸主管道中第1個紅外溫度 檢測單元的位置并在該第j個廢熱傳輸主管道與所述爐灶內(nèi)壁接口的位置設(shè)置該第1個紅 外溫度檢測單元的位置，而第2個紅外溫度檢測單元與第1個紅外溫度檢測單元之間沿所述 螺旋線的距離設(shè)置為5cm的整數(shù)倍，例如5cm，10cm，15cm等；
[0078] 從所述爐灶延伸出去的各個廢熱傳輸管道還包括多個廢熱傳輸子管道，圖2中僅 僅示意性地示出了一個廢熱傳輸主管道和多個廢熱傳輸子管道，其中左側(cè)的正方體形狀表 示爐灶，所述多個廢熱傳輸子管道的起始位置和終止位置均位于所述廢熱傳輸主管道上， 且所述廢熱傳輸主管道在運兩處位置之間被廢熱傳輸子管道連通，用長方體表示的兩段廢 熱傳輸主管道W及與之連通的、位于運兩段廢熱傳輸主管道之間的粗實線表示的廢熱傳輸 主管道實際上是整體的一根，而在運根廢熱傳輸主管道上邊的兩條彎曲的細(xì)實線和在其下 方的一根彎曲的細(xì)實線則分別表不立條不同長度的廢熱傳輸子管道。
[0079] 運些子管道內(nèi)不設(shè)置紅外溫度檢測單元，所述多個廢熱傳輸子管道的起始位置均 設(shè)置有所述紅外溫度檢測單元，所述多個廢熱傳輸子管道的末端設(shè)置于在所述廢熱傳輸主 管道朝向遠(yuǎn)離所述爐灶的延伸方向上的、倒數(shù)第二個所述紅外溫度檢測單元所在位置處； 對于各個所述廢熱傳輸主管道，起始并終止于該廢熱傳輸主管道的所述各個廢熱傳輸子管 道的長度各不相同;所述廢熱傳輸子管道能夠根據(jù)所述無線數(shù)據(jù)通信單元接收到的所述控 制器的信號而致動的電磁閥的開啟或關(guān)閉而被開啟或關(guān)閉；
[0080] 各個所述紅外溫度檢測單元均包括被封裝在該紅外溫度檢測單元內(nèi)的紅外線溫 度傳感器、氣體流量傳感器、電磁閥W及無線數(shù)據(jù)通信單元，所述紅外線溫度傳感器檢測其 自身所在的廢熱傳輸主管道內(nèi)的位置處W及沿廢熱傳輸主管道從爐灶延伸出去的方向上 的下一個紅外線溫度傳感器所在位置處之間的螺旋線中點處的溫度數(shù)據(jù)，所述無線數(shù)據(jù)通 信單元將與之封裝在一起的紅外線溫度傳感器檢測到的溫度信息發(fā)送給控制器，所述控制 器通過所述無線數(shù)據(jù)通信單元接收各個所述紅外溫度檢測單元檢測到的溫度數(shù)據(jù)，其中若 某個作為廢熱傳輸子管道的起始位置處的電磁閥被開啟時則與該電磁閥被一起封裝的紅 外線溫度傳感器停止工作，直到該電磁閥被關(guān)閉為止;且對于與某一條廢熱傳輸主管道相 連的各個廢熱傳輸子管道中，被開啟的廢熱傳輸子管道的電磁閥的開啟順序為從最短的廢 熱傳輸子管道開始逐漸開啟長度更長的廢熱傳輸子管道，開啟的個數(shù)根據(jù)如下經(jīng)驗公式確 定：
[0081；
癢中「]:表示去上整數(shù)，Q和T表示各個正在工作狀態(tài)下的紅外溫 度檢測單元內(nèi)的氣體流量傳感器檢測得到的氣體流量值和溫度值，S表示當(dāng)前正在工作的 紅外溫度檢測單元的個數(shù)，"?"表示計算Q與T在國際標(biāo)準(zhǔn)單位制下的數(shù)值的乘積而不考慮 它們的矢量關(guān)系，P表示正整數(shù)；
[0082] 各個所述廢熱傳輸管道的末端與其各自具有的廢熱傳輸主管道的末端相同，且均 連接所述熱交換單元中的同一個；
[0083] 所述各個無線通信單元均具有不同的識別編碼，W便于所述控制器能夠單獨地與 上述各個無線通信單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0084] 所述多個熱交換單元包括四個分別屬于不同級別的熱交換單元。
[0085] 所述四個分別位于不同級別的熱交換單元彼此串聯(lián)連接。
[0086] 所述廢熱智能轉(zhuǎn)化設(shè)備進(jìn)一步包括濾油裝置和保溫水箱，其中濾油裝置的進(jìn)口連 接爐灶側(cè)壁的所述廢熱傳輸主管道末端，濾油裝置的出口連接一級熱交換單元的第一進(jìn)氣 口，所述一級熱交換單元還包括自來水進(jìn)口、一級熱水出口和第一出氣口，所述自來水進(jìn)口 將自來水通過隔熱管道送入一級熱交換單元，被送入的水通過所述一級熱水出口流出，然 后通過隔熱管道送入到保溫水箱，所述一級熱交換單元的第一出氣口連接二級熱交換單元 的第一進(jìn)氣口；所述二級熱交換單元還包括二級熱水進(jìn)口、第一出氣口和二級熱水出口，所 述二級熱水進(jìn)口通過隔熱管道將保溫水箱內(nèi)的水引入二級熱交換單元，并從所述二級熱水 出口流出，然后通過隔熱管道送入到保溫水箱，所述二級熱交換單元的第一出氣口連接= 級熱交換單元的第一進(jìn)氣口；所述=級熱交換單元還包括第一出氣口、=級熱水進(jìn)口和= 級熱水出口，所述=級熱水進(jìn)口通過隔熱管道將保溫水箱內(nèi)的水引入=級熱交換單元，被 引入的水從所述=級熱水出口流出，然后通過隔熱管道送入到保溫水箱，所述=級熱交換 單元的第一出氣口連接四級熱交換單元的第一進(jìn)氣口；所述四級熱交換單元還包括尾氣排 放口、四級熱水進(jìn)口和四級熱水出口，所述四級熱水進(jìn)口通過隔熱管道將保溫水箱內(nèi)的水 引入四級熱交換單元，被引入的水從所述四級熱水出口流出，然后通過隔熱管道送入到保 溫水箱，從所述四級熱交換單元的第一進(jìn)氣口進(jìn)入的氣體被通過所述尾氣排放口排出，所 述保溫水箱供洗浴用水使用。
[0087] 所述熱交換單元為熱累。
[0088] 所述一級熱交換單元為漏斗型廢熱交換單元。
[0089] 所述二級熱交換單元為端流廢熱交換單元。
[0090] 所述=級熱水出口處設(shè)置有溫度探針，用于檢測被反饋給控制器的溫度信號，供 顯示使用。
[0091] W上對于本發(fā)明的較佳實施例所作的敘述是為闡明的目的，而無意限定本發(fā)明精 確地為所掲露的形式，基于W上的教導(dǎo)或從本發(fā)明的實施例學(xué)習(xí)而作修改或變化是可能 的，實施例是為解說本發(fā)明的原理W及讓所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員W各種實施例利用本發(fā)明在 實際應(yīng)用上而選擇及敘述，本發(fā)明的技術(shù)思想企圖由權(quán)利要求及其均等來決定。
【主權(quán)項】
1. 一種廢熱轉(zhuǎn)化設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控方法，用于控制食堂爐灶廢熱智能轉(zhuǎn)化設(shè)備，該方法 包括如下步驟： (1) 在所述智能轉(zhuǎn)化設(shè)備中設(shè)置溫度探針，用于遠(yuǎn)程地檢測被反饋給控制器的溫度信 號以供顯示轉(zhuǎn)化后的溫度信息，布置廢熱傳輸管道和供氧管道于所述食堂爐灶廢熱智能轉(zhuǎn) 化設(shè)備； (2) 獲得在期望時間內(nèi)供給所述爐灶的氧氣量； (3) 確定各供養(yǎng)管道的進(jìn)氧電磁閥的打開程度； (4) 監(jiān)控爐灶內(nèi)溫度，當(dāng)爐灶內(nèi)溫度改變至預(yù)期溫度時，根據(jù)各個廢熱傳輸主管道內(nèi)的 溫度變化，控制各個廢熱傳輸子管道的電磁閥的開啟或關(guān)閉。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述食堂爐灶廢熱智能轉(zhuǎn)化設(shè)備，用于將 爐灶廢熱完全轉(zhuǎn)化為洗浴用水，包括:多個供氧單元、多個熱交換單元、多個廢熱傳輸管道、 爐灶以及控制器，所述爐灶側(cè)壁包括多個各自連接不同所述廢熱傳輸管道的接口，所述控 制器分別與多個熱交換單元、多個供氧單元以及多個所述接口連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)進(jìn)一步包括： (21) 獲得期望爐灶升溫到預(yù)期溫度的期望時間； (22) 檢測爐灶當(dāng)前溫度，通過該溫度與期望所述爐灶達(dá)到的溫度之間的比例計算還需 要供給到所述爐灶的氧氣量。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)進(jìn)一步包括： (31) 根據(jù)所述還需要供給到所述爐灶的氧氣量以及期望爐灶升溫到預(yù)期溫度的時間， 獲得供氧管道總的流速，并根據(jù)該總的流速獲得各供氧管道的各自供氧流速； (32) 根據(jù)所述各供氧管道的各自供氧流速，確定控制各供養(yǎng)管道的進(jìn)氧電磁閥的打開 百分比； (33) 控制器根據(jù)確定出來的所述百分比，向控制所述各供氧管道的進(jìn)氧電磁閥發(fā)送控 制信號，控制其相對于完全打開的百分比。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)進(jìn)一步包括： (51) 通過各個廢熱傳輸主管道內(nèi)的紅外線溫度傳感器檢測其分布位置之間中點處的 溫度值，作為第一溫度值； (52) 當(dāng)所述爐灶內(nèi)的溫度上升到預(yù)期溫度后，定時各個廢熱傳輸主管道內(nèi)的處于工作 狀態(tài)下的紅外線溫度傳感器檢測其分布位置之間中點處的溫度值，作為第二溫度值； (53) 對于各個處于工作狀態(tài)下的紅外線溫度傳感器，根據(jù)所述第二溫度值與所述第一 溫度值之間的差值； (54) 當(dāng)所述差值的均值超過預(yù)設(shè)閾值時，通過控制器向控制開啟/關(guān)閉各廢熱傳輸子 管道的電磁閥發(fā)出開啟或關(guān)閉信號，其中對于與某一條廢熱傳輸主管道相連的各個廢熱傳 輸子管道中，被開啟的廢熱傳輸子管道的電磁閥的開啟順序為從最短的廢熱傳輸子管道開 始逐漸開啟長度更長的廢熱傳輸子管道，開啟的個數(shù)根據(jù)如下經(jīng)驗公式確定：其中「1表示去上整數(shù)，Q和T表示各個正在工作狀態(tài)下的紅外溫度檢 測單元內(nèi)的各氣體流量傳感器檢測得到的氣體流量值和溫度值，S表示當(dāng)前正在工作的紅 外溫度檢測單元的個數(shù)，" ?"表示計算Q與T在國際標(biāo)準(zhǔn)單位制下的數(shù)值的乘積而不考慮它 們的矢量關(guān)系，P表示正整數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述智能轉(zhuǎn)化設(shè)備的所述接口與所述供氧 單元的數(shù)量相等，且所述供氧單元排布于所述爐灶底部中心點的燃料氣體的進(jìn)氣口周圍， 各個供氧單元均在其供氧管道上設(shè)置有無線數(shù)據(jù)通信單元和進(jìn)氧電磁閥，所述控制器通過 這些無線數(shù)據(jù)通信單元控制所述進(jìn)氧電磁閥已打開相對于完全打開的百分比0，進(jìn)而控制 進(jìn)入所述爐灶的氧氣量。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，各個所述廢熱傳輸管道包括一條廢熱傳輸 主管道，所述爐灶內(nèi)壁呈半球形且半徑為R，所述爐灶沿垂直于爐灶頂面的平面的方向呈對 稱形狀且該頂面通過所述半球形的球心，所述廢熱傳輸主管道與爐灶之間連接的所述接口 在所述爐灶側(cè)壁上沿多條弧線分布，各弧線相交于爐灶底部的中心點；所述接口在所述爐 灶內(nèi)壁上呈對稱形狀，這些對稱形狀在機械結(jié)構(gòu)方面滿足：其中n表示第i個接口在爐灶內(nèi)壁上的半徑，N為廢熱傳輸主管道的數(shù)量，當(dāng)所述接口在 所述弧線上分布時，對于位于相鄰兩條弧線上的、在沿垂直于爐灶頂面的平面的方向上任 意兩個相鄰的所述接口，在垂直于爐灶頂面的平面的方向上彼此錯位，并且所述兩個相鄰 的所述接口在所述爐灶內(nèi)壁上的對稱形狀的圓心在沿垂直于爐灶頂面的平面的方向上間 距滿足：其中出表示第i+1個接口與第i個接口之間沿垂直于爐灶頂面的平面的方向上的距離， rtdPrm分別表示第i-1個接口和第i + 1個接口在爐灶內(nèi)壁上的半徑，Lk表示第k個廢熱傳 輸主管道的長度， 所述廢熱傳輸主管道在其內(nèi)壁上設(shè)置有多個紅外溫度檢測單元，每一個所述廢熱傳輸 主管道內(nèi)的各個紅外溫度檢測單元彼此之間呈螺旋線形布置且該螺旋線沿管道的延伸方 向延伸，每一個所述廢熱傳輸主管道內(nèi)的各個紅外溫度檢測單元沿著所述螺旋線的距離間 隔滿足如下條件：其中j表示當(dāng)前廢熱傳輸主管道的序號，U表示第j個廢熱傳輸主管道的長度， 元表示第i+1個紅外溫度檢測單元與第i個紅外溫度檢測單元之間沿所述螺旋 線的距離，表示第i個紅外溫度檢測單元與第i-1個紅外溫度檢測單元之間沿 所述螺旋線的距離，表示第i_l個紅外溫度檢測單元與第i_2個紅外溫度檢測 單元之間沿所述螺旋線的距離，表示第j個廢熱傳輸主管道中第1個紅外溫度 檢測單元的位置并在該第j個廢熱傳輸主管道與所述爐灶內(nèi)壁接口的位置設(shè)置該第1個紅 外溫度檢測單元的位置，而第2個紅外溫度檢測單元與第1個紅外溫度檢測單元之間沿所述 螺旋線的距離設(shè)置為5cm的整數(shù)倍，例如5cm，10cm，15cm等； 從所述爐灶延伸出去的各個廢熱傳輸管道還包括多個廢熱傳輸子管道，這些子管道內(nèi) 不設(shè)置紅外溫度檢測單元，所述多個廢熱傳輸子管道的起始位置均設(shè)置有所述紅外溫度檢 測單元，所述多個廢熱傳輸子管道的末端設(shè)置于在所述廢熱傳輸主管道朝向遠(yuǎn)離所述爐灶 的延伸方向上的、倒數(shù)第二個所述紅外溫度檢測單元所在位置處;對于各個所述廢熱傳輸 主管道，起始并終止于該廢熱傳輸主管道的所述各個廢熱傳輸子管道的長度各不相同；所 述廢熱傳輸子管道能夠根據(jù)所述無線數(shù)據(jù)通信單元接收到的所述控制器的信號而致動的 電磁閥的開啟或關(guān)閉而被開啟或關(guān)閉； 各個所述紅外溫度檢測單元均包括被封裝在該紅外溫度檢測單元內(nèi)的紅外線溫度傳 感器、氣體流量傳感器、電磁閥以及無線數(shù)據(jù)通信單元，所述紅外線溫度傳感器檢測其自身 所在的廢熱傳輸主管道內(nèi)的位置處以及沿廢熱傳輸主管道從爐灶延伸出去的方向上的下 一個紅外線溫度傳感器所在位置處之間的螺旋線中點處的溫度數(shù)據(jù)，所述無線數(shù)據(jù)通信單 元將與之封裝在一起的紅外線溫度傳感器檢測到的溫度信息發(fā)送給控制器，所述控制器通 過所述無線數(shù)據(jù)通信單元接收各個所述紅外溫度檢測單元檢測到的溫度數(shù)據(jù)，其中若某個 作為廢熱傳輸子管道的起始位置處的電磁閥被開啟時則與該電磁閥被一起封裝的紅外線 溫度傳感器停止工作，直到該電磁閥被關(guān)閉為止； 各個所述廢熱傳輸管道的末端與其各自具有的廢熱傳輸主管道的末端相同，且均連接 所述熱交換單元中的同一個； 所述各個無線通信單元均具有不同的識別編碼，以便于所述控制器能夠單獨地與上述 各個無線通信單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，所述多個熱交換單元包括四個分別 屬于不同級別的、彼此串聯(lián)的熱交換單元。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述廢熱智能轉(zhuǎn)化設(shè)備進(jìn)一步包括濾油裝 置和保溫水箱，其中濾油裝置的進(jìn)口連接爐灶側(cè)壁的所述廢熱傳輸主管道末端，濾油裝置 的出口連接一級熱交換單元的第一進(jìn)氣口，所述一級熱交換單元還包括自來水進(jìn)口、一級 熱水出口和第一出氣口，所述自來水進(jìn)口將自來水通過隔熱管道送入一級熱交換單元，被 送入的水通過所述一級熱水出口流出，然后通過隔熱管道送入到保溫水箱，所述一級熱交 換單元的第一出氣口連接二級熱交換單元的第一進(jìn)氣口；所述二級熱交換單元還包括二級 熱水進(jìn)口、第一出氣口和二級熱水出口，所述二級熱水進(jìn)口通過隔熱管道將保溫水箱內(nèi)的 水引入二級熱交換單元，并從所述二級熱水出口流出，然后通過隔熱管道送入到保溫水箱， 所述二級熱交換單元的第一出氣口連接三級熱交換單元的第一進(jìn)氣口；所述三級熱交換單 元還包括第一出氣口、三級熱水進(jìn)口和三級熱水出口，所述三級熱水進(jìn)口通過隔熱管道將 保溫水箱內(nèi)的水引入三級熱交換單元，被引入的水從所述三級熱水出口流出，然后通過隔 熱管道送入到保溫水箱，所述三級熱交換單元的第一出氣口連接四級熱交換單元的第一進(jìn) 氣口；所述四級熱交換單元還包括尾氣排放口、四級熱水進(jìn)口和四級熱水出口，所述四級熱 水進(jìn)口通過隔熱管道將保溫水箱內(nèi)的水引入四級熱交換單元，被引入的水從所述四級熱水 出口流出，然后通過隔熱管道送入到保溫水箱，從所述四級熱交換單元的第一進(jìn)氣口進(jìn)入 的氣體被通過所述尾氣排放口排出，所述保溫水箱提供作為洗浴用水使用。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述熱交換單元為熱栗。
【文檔編號】F24C5/16GK106051836SQ201610451348
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】任毓
【申請人】任毓