本發(fā)明屬于智能家居系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有對氣體燃料進行環(huán)保高效處理的智能家居燃氣生態(tài)監(jiān)測及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國人民的生活水平在逐步提高，家庭中的設(shè)備越來越多，各種家居設(shè)備在帶給人民方便和高質(zhì)量的生活的同時也帶來了更多的安全隱患，家居設(shè)備老化、維護不及時等都有可能造成安全事故，同時智能化家居也是進一步提高人民生活質(zhì)量的發(fā)展方向。

另外，污染減排是我國確定的一項硬任務(wù)?！笆晃濉逼陂g，我國嚴抓硫排放量，二氧化硫排放量有所下降，而氮氧化物的排放量增加，加劇了區(qū)域復(fù)合型酸雨的惡化趨勢。隨著氮氧化物排放污染的日趨嚴重，我國已經(jīng)加大對氮氧化物排放的控制力度?！笆濉逼陂g，除了節(jié)能、二氧化硫減排指標，氮氧化物的排放也列為強制減排指標。根據(jù)“十二五”規(guī)劃綱要，今后5年，氮氧化物排放量要削減10％。

氮氧化物除了作為一次污染物傷害人體健康外，還是臭氧和酸沉降等二次污染的重要前體物，也是形成區(qū)域細粒子污染和灰霾的重要原因，使我國珠江三角洲等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)大氣能見度日趨下降，灰霾天數(shù)不斷增加。氮氧化物排放量的增加使得我國酸雨污染已經(jīng)由硫酸型主導(dǎo)，向硫酸和硝酸復(fù)合型轉(zhuǎn)變，氮氧化物排放已經(jīng)成為我國酸雨控制的又一重要污染物。

大氣氮氧化物會影響大氣的氧化性，造成光化學(xué)污染、二次顆粒物大大增加、灰霾問題等，已經(jīng)到非解決不可的地步了。全面推行電廠脫硫脫硝，開展機動車二氧化硫、氮氧化物減排，是減排的主要舉措。汽車、鍋爐、窯爐等燃氣用戶改用石油氣、天然氣等氣態(tài)燃料，雖然可以減少碳氫化合物、一氧化碳的排放量，但氮氧化物的排放量增大了。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于現(xiàn)有技術(shù)存在上述問題，本發(fā)明提供一種智能家居燃氣生態(tài)監(jiān)測及控制系統(tǒng)，其包括中央控制系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)和燃料處理系統(tǒng)，通過監(jiān)測系統(tǒng)采集系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，由中央控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行智能化分析并控制家居設(shè)備的運行，燃料處理系統(tǒng)先件對氣體燃料進行預(yù)處理，使氣體燃料帶有催化載體，再利用同極共振加載及其傳遞處理技術(shù)，改變?nèi)剂想娮釉频呐挪冀Y(jié)構(gòu)，降低燃料所需活化能，提高分子間的有效碰撞率，裂解積碳，使燃料進行充分燃燒，同時利用增效載體使燃燒產(chǎn)物發(fā)生甲烷化反應(yīng)和水煤氣反應(yīng)，形成一個鏈式增燃反應(yīng)使單位燃料釋放更多發(fā)熱量，并減少污染物的生成，本發(fā)明具有智能化、對氣體燃料充分處理、節(jié)氣、污染物減排等優(yōu)點。

一種智能家居燃氣生態(tài)監(jiān)測及控制系統(tǒng)，其特征在于，其包括燃料處理系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng)；

中央控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理模塊、通訊模塊、存儲模塊、PLC設(shè)備控制模塊，通訊模塊負責(zé)接收監(jiān)測系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)和對外通訊，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理分析模塊，數(shù)據(jù)處理模塊分析處理監(jiān)測系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，根據(jù)分析結(jié)果得出控制指令并將指令發(fā)送到PLC設(shè)備控制模塊，PLC設(shè)備控制模塊根據(jù)指令對相關(guān)家居設(shè)備進行調(diào)節(jié)和控制，儲存模塊存儲采集的數(shù)據(jù)、分析結(jié)果、控制指令、控制結(jié)果以及系統(tǒng)運行記錄；

監(jiān)測系統(tǒng)包括傳感器和數(shù)據(jù)傳輸模塊，傳感器分別安裝在所有家具設(shè)備和其他各系統(tǒng)中，采集系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)和家具環(huán)境數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送到中央控制系統(tǒng)；

燃料處理系統(tǒng)包括燃料預(yù)處理部件、固定部件、管狀接頭和燃料活化處理部件；

燃料預(yù)處理部件包括進出端頭、緊固圈、導(dǎo)氣管、金屬棉、吸劑帶、若干蜂窩陶瓷、若干限位彈簧和罐體，管體上帶有若干開口的導(dǎo)氣管與進出端頭的進氣口連接并穿過若干大蜂窩陶瓷，若干限位彈簧和小蜂窩陶瓷交替排列并相套于導(dǎo)氣管內(nèi)，吸劑帶一端與金屬棉連接，另一端浸泡于罐體盛裝的液體載體中；罐體內(nèi)盛裝液體載體并包裹導(dǎo)氣管，通過緊固圈以螺紋的方式與進出端頭連接；

燃料活化處理部件包括封口、外管、陶瓷管、同極共振單元、蜂窩陶瓷和整流彈簧，同極共振單元由導(dǎo)流片與同極相向的兩個鍍絡(luò)永磁磁環(huán)間隔排列組成，導(dǎo)流片和整流彈簧都經(jīng)過電鍍特殊金屬處理，導(dǎo)流片進行鍍錫處理，用于對燃料進行初步脫硫處理；整流彈簧進行鍍鉬處理，用于對燃料增然；若干個同極共振單元、蜂窩陶瓷、整流彈簧和另一個導(dǎo)流片依次排列組成活化處理單元，若干活化處理單元依次排列并相套于陶瓷管內(nèi)，陶瓷管相套于外管內(nèi)，封口通過螺紋連接于外管兩端；燃料活化處理部件通過高能共振加載使節(jié)能環(huán)保流體燃料處理器中所有元素的分子處在同相或同頻振動的共振狀態(tài)，然后傳遞給燃料，使燃料具有電荷云碰撞和同極共振效應(yīng)，在設(shè)定的高溫高壓或高溫場下，燃料中的碳氫化合物分子的碳鏈和碳、氫原子電荷云電鍵裂解、重整，使燃料的長碳鏈結(jié)構(gòu)裂解為短碳鏈；

燃料預(yù)處理部件進氣口與一個管狀接頭通過螺紋連接，出氣口與另一個管狀接頭通過螺紋連接，第二個管狀接頭另一端通過螺紋接口與燃料活化處理部件連接，固定部件通過螺釘與燃料預(yù)處理部件的一端、燃料活化處理部件的一端連接。

所述的監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)包括空氣質(zhì)量、室溫、濕度、瓦斯泄漏、氧氣濃度、CO含量、自來水使用情況、燃氣耗用量、氣溫變化、空氣質(zhì)量、燃氣燃燒狀況、抽油煙機排煙情況。

所述的燃料預(yù)處理部件的罐體中裝有但不裝滿已知液體載體。

所述的燃料預(yù)處理部件的導(dǎo)氣管體上有若干長條形開口，還可以是圓形開口、以及其他多邊形開口，氣體燃料從開口流出，當(dāng)需要的燃料不多時，氣體燃料從導(dǎo)氣管下部的開口流出；當(dāng)需要大量的燃料的時候，氣體燃料分別從下部的開口和上部的開口同時同時流出，以供給燃燒設(shè)備。

所述的燃料預(yù)處理部件的導(dǎo)氣管內(nèi)套有但不完全填充滿限位彈簧和小蜂窩陶瓷，小蜂窩陶瓷具有極高的比表面積，可以將氣體燃料分流并進行初步活化處理。

所述的燃料預(yù)處理部件上端有補液口，與罐體內(nèi)空間連通，可方便向燃料預(yù)處理部件添加液體載體。

所述的燃料活化處理部件中的導(dǎo)流片是具有聚磁作用的邊緣凹凸的圓輪狀導(dǎo)流片，聚磁作用可以降低兩個同極相向的鍍絡(luò)永磁磁環(huán)相互排斥的程度，使兩個鍍絡(luò)永磁磁環(huán)可以近距離靠近并形成同極共振反應(yīng)，同時凹凸的邊緣可以引流燃料，加大燃料的比表面積。

所述的燃料活化處理部件中的同極共振單元中的鍍絡(luò)永磁磁環(huán)是銣鐵硼鍍絡(luò)永磁磁環(huán)，釹鐵硼作為稀土永磁材料的一種，具有極高的磁能積和矯頑力，可以形成穩(wěn)定的磁場，使燃料處理器具有穩(wěn)定的效果。

所述的蜂窩陶瓷和陶瓷管的組成成分包括納米級的石墨烯、殼聚糖、電氣石和銣鐵硼磁粉，蜂窩陶瓷具有極大的比表面積，通過石墨烯和殼聚糖可以將燃料分散成小分子團，使燃料與蜂窩陶瓷更充分接觸，同時殼聚糖和石墨烯具有豐富的官能團，電氣石輻射的遠紅外射線與燃料分子產(chǎn)生共振，使燃料分子的C—C，C—H鍵的震動增強，降低燃料的活化能，從而節(jié)省燃料，減少CO和NO的排放，銣鐵硼磁粉可與鍍絡(luò)永磁磁環(huán)產(chǎn)生互作反應(yīng)，加強同極共振反應(yīng)。

一種智能家居燃氣生態(tài)監(jiān)測及控制系統(tǒng)，其通過催化劑的作用在燃料燃燒的之后進行甲烷化反應(yīng)和水煤氣反應(yīng)，產(chǎn)生鏈式增燃作用。

一種智能家居燃氣生態(tài)監(jiān)測及控制系統(tǒng)，其在燃燒的過程中可以調(diào)低空氣過剩系數(shù)、改變?nèi)剂系慕Y(jié)構(gòu)和燃燒速率、對燃料極度霧化再加上選擇性尾端還原反應(yīng)使多種污染物協(xié)同減排。

一種智能家居燃氣生態(tài)監(jiān)測及控制系統(tǒng)，其通過同極共振場效應(yīng)傳遞到燃燒系統(tǒng)表面形成的場能互斥層進行離析積碳和阻止新積碳的產(chǎn)生，同時在處理器及爐壁上形成一個場能反射面，阻止熱能擴散的功效，進一步提高燃燒系統(tǒng)工作效率。

一種智能家居燃氣生態(tài)監(jiān)測及控制系統(tǒng)，燃料進入所述的燃料處理器中先經(jīng)過燃料預(yù)處理部件，使燃料帶有已知液體載體，再通過管狀接頭進入燃料活化處理部件進行活化處理。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的智能家居燃氣生態(tài)監(jiān)測及控制系統(tǒng)具有中央控制系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)，與所有的家用電器，甚至碗柜、灶臺、家具相連，構(gòu)成一個家用廚房智能網(wǎng)。通過傳感器實時檢測廚房及系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，智能化調(diào)整控制設(shè)備的運行，以提高設(shè)備運行的效率，同時檢測廚房里是否有火焰和可燃氣體、CO含量是否超標、分析傳感器采集的數(shù)據(jù)判斷是否發(fā)生火災(zāi)或燃氣泄漏，然后控制相應(yīng)的設(shè)備作出有關(guān)的的控制如關(guān)閉燃氣閥門、開排氣扇、噴水等，報警裝置發(fā)出聲音等信號提醒，并且報警系統(tǒng)將報警信號通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系110或家人，最終實現(xiàn)對廚房安全隱患的有效監(jiān)控和報警。

另外，由于氣體比液體輕，氣體燃料通過導(dǎo)氣管進入液體載體形成氣泡浮出液面，氣體燃料通過液體載體時會帶走少量液體載體，可以提高氣體燃料進入活化處理部件進行活化的效果，降低氣體流動性強對活化處理的影響。

導(dǎo)流片和鍍絡(luò)永磁磁環(huán)形成同極共振單元，通過高能共振加載等高科技物理手段使燃料處理器中所有元素的分子處在同相或同頻振動狀態(tài)，即共振狀態(tài)，然后將震動傳遞給燃料，使燃料具有電荷云碰撞和同極共振效應(yīng)，在燃燒設(shè)備中設(shè)定的高溫高壓或高溫場下，燃料中的碳氫化合物分子的碳鏈和碳、氫原子電荷云電鍵裂解、重整，使燃料的長碳鏈結(jié)構(gòu)裂解為短碳鏈，裂解放出大量的熱量同時釋放出氫原子，另外裂解成短鏈后可以減少活化能的消耗，提高分子間的有效碰撞率，使燃燒反應(yīng)更完全。

同極共振場效應(yīng)傳遞到燃燒系統(tǒng)表面還可以形成5微米左右的場能互斥層，離析積碳，并阻止新積碳的產(chǎn)生；同時在系統(tǒng)及爐壁上形成一個場能反射面，阻止熱能擴散的功效，進一步改善并提高燃燒系統(tǒng)工作效率。

蜂窩陶瓷通過其極大的比表面積與燃料小分子團充分接觸，將其中的石墨烯、殼聚糖和電氣石等材料融入燃料中，對燃燒產(chǎn)物起到催化作用，使裂解釋放出來的氫原子與燃燒室中的燃燒產(chǎn)物一氧化碳、二氧化碳發(fā)生甲烷化反應(yīng)。

甲烷化反應(yīng)是強放熱反應(yīng)，它反應(yīng)的產(chǎn)物是甲烷和水蒸汽，其中一個摩爾就放出約900卡熱量：CO+3H₂= CH₄+H₂O+Q，CO+H₂O =CO₂+H₂+Q，CO₂ +4H₂= CH₄+2H₂O+Q，還有甲烷化副反應(yīng)：C+2H₂= CH₄+Q，2CO = CO₂+C+ Q。

甲烷化反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸汽又與燃料未燃盡的碳粒子在一定的溫度和壓力下通過微爆產(chǎn)生水煤氣反應(yīng)：C+H₂O =CO+H₂（水煤氣），以上一系列的燃燒反應(yīng)形成鏈式增燃反應(yīng)，使單位燃料在燃燒設(shè)備內(nèi)的發(fā)熱量得到很大提高，從而減少燃料使用量。

由于高效的燃燒減少了燃料的使用量，從而減少了污染物的產(chǎn)生量，同時減少了助燃送風(fēng)量，因而形成低氧燃燒，可減少NOx、SO₂、CO₂等有害氧化物的生成。

同極共振單元形成的互斥電荷能量場輔以燒成物具有的選擇性尾端還原特性，使NOx排放降低，成為一種低氮燃燒技術(shù)。

燃料的碳得到充分燃燒，加上助燃送風(fēng)量減少以及在尾端發(fā)生的電荷聚降反應(yīng)，使PM2.5產(chǎn)生及排出量減少。

燃料處理器通過上述一系列的反應(yīng)，對多種污染物一起減排，可以起到更好的環(huán)保效果。

附圖說明

圖1是燃料處理系統(tǒng)組裝好的示意圖。

圖2是為方便理解進出端頭上的進液口而放大的進出端頭部件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是燃料處理系統(tǒng)分拆后的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中1-燃料預(yù)處理部件，2-固定部件，3-管狀接頭，4-燃料活化處理部件，5-監(jiān)測系統(tǒng)，6-中央控制系統(tǒng)，11-補液口，12-進出端頭，13-緊固圈，14-大蜂窩陶瓷，15-金屬棉，16-導(dǎo)氣管，17-限位彈簧，18-小蜂窩陶瓷，19-罐體，110-吸劑帶，31-彎頭，41-活化處理單元，42-鍍絡(luò)永磁磁環(huán)，43-導(dǎo)流片，44-蜂窩陶瓷，45-整流彈簧，46-陶瓷管，47-封口，48-外管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的描述。

如附圖所示的一種智能家居燃氣生態(tài)監(jiān)測及控制系統(tǒng)，其包括燃料處理系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)（5）和中央控制系統(tǒng)（6）；

中央控制系統(tǒng)（6）包括數(shù)據(jù)處理模塊、通訊模塊、存儲模塊、PLC設(shè)備控制模塊，通訊模塊負責(zé)接收監(jiān)測系統(tǒng)（5）采集空氣質(zhì)量、室溫、濕度、瓦斯泄漏、氧氣濃度、CO含量、自來水使用情況、燃氣耗用量、氣溫變化、空氣質(zhì)量、燃氣燃燒狀況、抽油煙機排煙情況等系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)以及對外通訊，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理分析模塊，數(shù)據(jù)處理模塊分析處理監(jiān)測系統(tǒng)（5）采集的數(shù)據(jù)，根據(jù)分析結(jié)果得出控制指令并將指令發(fā)送到PLC設(shè)備控制模塊，PLC設(shè)備控制模塊根據(jù)指令對相關(guān)家居設(shè)備進行調(diào)節(jié)和控制，儲存模塊存儲采集的數(shù)據(jù)、分析結(jié)果、控制指令、控制結(jié)果以及系統(tǒng)運行記錄；

監(jiān)測系統(tǒng)（5）包括傳感器和數(shù)據(jù)傳輸模塊，傳感器分別安裝在所有家具設(shè)備和其他各系統(tǒng)中，采集系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)和家具環(huán)境數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送到中央控制系統(tǒng)（6）；

燃料處理系統(tǒng)包括燃料預(yù)處理部件（1）、固定部件（2）、管狀接頭（3）和燃料活化處理部件（4）。

燃料預(yù)處理部件（1）包括進出端頭（12）、緊固圈（13）、導(dǎo)氣管（16）、金屬棉（15）、吸劑帶（110）、六個蜂窩陶瓷、五個限位彈簧（17）和罐體（19），管體上帶有四個開口的導(dǎo)氣管（16）與進出端頭（12）的進氣口連接并穿過兩個大蜂窩陶瓷（14），限位彈簧（17）和小蜂窩陶瓷（18）交替排列并相套于導(dǎo)氣管（16）內(nèi)，吸劑帶（110）一端與金屬棉（15）連接，另一端浸泡于罐體（19）盛裝的液體載體中；罐體（19）內(nèi)盛裝液體載體并包裹導(dǎo)氣管（16），通過緊固圈（13）以螺紋的方式與進出端頭（12）連接。

燃料活化處理部件（4）包括封口（47）、外管（48）、陶瓷管（46）、同極共振單元、蜂窩陶瓷（44）和整流彈簧（45），同極共振單元由導(dǎo)流片（43）與同極相向的兩個鍍絡(luò)永磁磁環(huán)（42）間隔排列組成，燃料活化處理部件（4）中的導(dǎo)流片（43）和整流彈簧（45）都經(jīng)過電鍍特殊金屬處理，導(dǎo)流片（43）進行鍍錫處理，用于對燃料進行初步脫硫處理；整流彈簧（45）進行鍍鉬處理，用于催化燃料活化反應(yīng)，同極共振單元、蜂窩陶瓷（44）、整流彈簧（45）和另一個導(dǎo)流片（43）依次排列組成活化處理單元（41），四個活化處理單元（41）依次排列并相套于陶瓷管（46）內(nèi)，陶瓷管（46）相套于外管（48）內(nèi)，封口（47）通過螺紋連接于外管（48）兩端。

燃料預(yù)處理部件（1）進氣口與一個管狀接頭（3）通過螺紋連接，出氣口與另一個管狀接頭（3）通過螺紋連接，第二個管狀接頭（3）另一端通過螺紋接口和一個彎頭（31），與燃料活化處理部件（4）連接，固定部件（2）通過螺釘與燃料預(yù)處理部件（1）的一端、燃料活化處理部件（4）的一端連接。

燃料預(yù)處理部件（1）的罐體（19）中裝有但不裝滿含有鉬、鎢、鈷、鎳等元素的液體載體。

燃料預(yù)處理部件（1）的導(dǎo)氣管（16）體上有四個長條形開口。

燃料預(yù)處理部件（1）的導(dǎo)氣管（16）內(nèi)套有但不完全填充滿限位彈簧（17）和小蜂窩陶瓷（18）。

燃料預(yù)處理部件（1）上端有補液口（11），與罐體（19）內(nèi)空間連通，當(dāng)罐體（19）中的液體載體不足時可以通過補液口（11）添加液體載體。

燃料活化處理部件（4）中的導(dǎo)流片（43）是具有聚磁作用的邊緣凹凸的圓輪狀導(dǎo)流片。

燃料活化處理部件（4）中的同極共振單元中的鍍絡(luò)永磁磁環(huán)（42）是銣鐵硼鍍絡(luò)永磁磁環(huán)。

蜂窩陶瓷（44）和陶瓷管（46）的組成成分包括納米級的石墨烯、殼聚糖、電氣石和銣鐵硼磁粉。

經(jīng)過處理的天然氣流出處理器并進入燃燒設(shè)備中燃燒，釋放出大量的熱量并產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳等燃燒產(chǎn)物，接著一氧化碳、二氧化碳等燃燒產(chǎn)物在催化劑的作用下與天然氣經(jīng)處理時裂解出的氫離子發(fā)生甲烷化反應(yīng)，生成甲烷繼續(xù)燃燒，甲烷和天然氣燃燒產(chǎn)生的水蒸汽又與燃料未燃盡的碳粒子在高溫高壓下發(fā)生水煤氣反應(yīng)，產(chǎn)生水煤氣進行第三次燃燒，單位天然氣產(chǎn)生出更多的熱量，大大提高了天然氣的產(chǎn)能效率。

另外天然氣經(jīng)過燃料處理器的時候，預(yù)處理部件里的液體載體可以初步除去天然氣中的污染物，進入活化處理部件后，活化處理部件里的導(dǎo)流片（43）上的錫對天然氣進行再次的脫硫處理，然后天然氣進入燃燒設(shè)備，經(jīng)多次充分且低氧燃燒和電荷聚降反應(yīng)，使產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物中PM2.5、NOx、SO₂、CO₂等污染物的含量大大下降。

經(jīng)過測試，安裝了本發(fā)明提供的智能家居燃氣生態(tài)檢測及控制系統(tǒng)可以節(jié)約燃料10%~26%，同時實現(xiàn)了多種污染物協(xié)同減排：降低NOx排放40%以上，降低SO₂排放60%以上，降低HC+CO排放80%以上，降低PM和PM2.5等顆粒物達50%以上，綜合減排率達50~80%，清除燃燒系統(tǒng)積炭和結(jié)焦50～85%，并能阻止積碳產(chǎn)生。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的一種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。