一种带有热回收和高效净化的装置

技术领域

本发明涉及厨房通风技术领域，更具体的是，本发明涉及一种带有热回收和高效净化的装置。

背景技术

随着人们生活水平提高，越来越多的人们选择在家里烹饪各种美味佳肴，厨房对每个家庭都是不可或缺的，而厨房不仅为人们带来舌尖上享受，同时也会导致室内油烟堆积。

目前我国厨房油烟污染物浓度较高，对于室内装有空调系统的厨房，如饭店、食堂中厨房通常会设有定风量大功率排烟机，其换气量较大，油烟经粗效过滤或者不过滤直接排到室外不仅造成能量大量损失，同时严重破坏室外环境，而且房间需要大量引入新风，若冬季引入新风温度较低，将导致室内新风负荷大大增加；对于室内没有装空调系统的厨房，如居住建筑中的厨房，为满足节能要求其围护结构气密性要好，导致室内补风量不足，燃料燃烧影响室内人员呼吸且引起排烟机工作效率大大降低。

并且，由于新建住宅为满足节能要求，房间的气密性越来越好，排烟机使用过程中将室内空气排到室外，而室外空气无法向室内适量补风导致排烟机效果较差，进而导致室内环境恶化，同时人们常常做完菜立刻停掉排烟机，导致烹饪油烟残留在室内，使得室内空气更加恶化，长期处于该环境下会严重损害烹饪人员的身心健康。

发明内容

本发明设计开发了一种带有热回收和高效净化的装置，通过净化装置实现了排风的净化，通过热交换装置中清洁球的设计，增强了空气扰动、提高换热效率同时进一步净化排风中的油烟，设计中增加了助燃通道和呼吸区送风通道，在助燃的同时保证了室内人员舒适性且节约大量能源。

本发明还设计开发了一种带有热回收和高效净化的装置的控制方法，根据室内环境的状态参数和排风的状态参数，调节排风和新风的流向及排风机风量，提高新风和排风的利用效率。

本发明提供的技术方案为：

一种带有热回收和高效净化的装置，包括：

排烟罩；以及

热交换装置，其可拆卸的设置在所述排烟罩内，且所述热交换装置包括多个热交换模块；

其中，所述多个热交换模块均包括垂直交叉设置的五行流道，第一行流道、第三行流道和第五行流道为排风通道，第二行流道和第四行流道为新风通道，所述新风通道和排风通道相互隔离，所述排风通道的一端与排烟罩的排风口相连通，且所述排风通道内设置有多个腔体；

多个清洁球，其分别可振动的设置在所述多个腔体内，用于清洁所述排风通道和排风中的油烟；

多个隔板，其设置在所述热交换装置与排烟罩之间，用于将所述新风通道和排风通道相互隔离；

净化装置，其设置在所述排烟罩的吸风口且与所述排风通道的另一端相连通；

排风机，其设置在所述排风口；

新风口，其与所述新风通道的一端相连接，用于所述新风通道与室外环境相连通；

助燃通道，其一端与所述新风口可选择的相连通，另一端与燃气灶相连通，用于助燃；

第一送风机，其设置在所述新风通道的另一端；

呼吸区送风通道，其一端与所述第一送风机相连通，另一端与室内环境相连通；

其中，所述净化装置可选择的与所述助燃通道相连通。

优选的是，还包括：

CO探头，其设置在所述吸风口；

第一TVOC探头，其设置在所述吸风口；

第一PM

第一氧气探头，其设置在所述吸风口。

优选的是，所述净化装置包括：

高压静电除尘装置，其设置在靠近所述吸风口的排烟罩内部；

测试区，其设置在所述排烟罩内部；

二次净化装置，其设置在所述排烟罩内部；

其中，所述高压静电除尘装置、测试区、二次净化装置从下到上依次设置且均与所述排风通道的另一端相连通。

优选的是，所述测试区包括：

湿度探头；

第二PM

多个第一紫外灯，其等距间隔平行设置在所述排烟罩内部；

多个电加热管，其等距间隔平行设置在所述多个第一紫外灯之间。

优选的是，所述二次净化装置包括：

第二TVOC探头；

TiO

多个第二紫外灯，其间隔平行设置在所述TiO

反光镜，其设置在所述排烟罩内侧且与所述多个第二紫外灯相对设置，用于将所述多个第二紫外灯的紫外光反射到排风通道内。

优选的是，还包括：

第一阀门，其设置在所述测试区与助燃通道之间；

第二阀门，其设置在所述二次净化装置与助燃通道之间；

第三阀门，其设置在所述助燃通道和新风口之间。

第二氧气探头，其设置在靠近所述燃气灶的助燃通道内；

第二送风机，其设置在所述助燃通道与燃气灶之间；

多个送风孔，其设置在所述燃气灶上且均与所述第二送风机相连接。

优选的是，所述清洁球的外层为碳质材料负载TiO

一种带有热回收和高效净化的装置的控制方法，使用所述的带有热回收和高效净化的装置，包括如下步骤：

步骤一、检测C'

其中，C'

步骤二、当C

步骤三、当C'

同时当C″

当C″

直至C'

其中，所述第一阀门的开度、第二阀门的开度、第三阀门的开度和排风机风量满足：

式中，k

优选的是，所述第一阀门的回风量、第二阀门的回风量和通过第三阀门助燃通道新风量满足：

优选的是，所述新风口风量满足：

Q

式中，S

本发明所述的有益效果：

(1)本发明提供的带有热回收和高效净化的装置，净化过程采用高压静电除尘、碳质材料负载TiO

(2)本发明提供的带有热回收和高效净化的装置，设置带有自动净化和换热效果好的热回收装置，该热回收装置换热效果好的特点体现在以下四点：第一，针对排风热回收装置只需显热交换不需要质交换，因此换热板及翅片采用铝合金材质，具有密度低，强度较高，塑性好，导热性好和抗蚀性好等特点；第二，新风排风采用交叉换热，换热效率高；第三，排风通道和新风通道都加有翅片，起到增强传热作用；第四，排风通道设计成波纹型，能够增强空气扰动，起到加强换热的作用；排风通道主要由腔体和喉部组成，其中腔体内设置清洁小球，热回收装置的自动净化功能就是通过排风带动这些清洁小球在腔体内不断摩擦、振动来冲刷换热板上污垢，提高新风排风的热交换效果，并且进一步清洁排风中油烟。最终部分小球会通过腔体后面喉部使压力传感器检测到适时更换，其余部分小球当排风机停止运行就会在重力作用下回到腔体中间，始终保证热回收装置高效运行。

(3)本发明提供的带有热回收和高效净化的装置，送风方式有两种：一种是孔板送风，通过净化后排风与新风混合向灶台送风，送风孔采用孔板送风方式，具有送风速度较低的特点，可以保证将排风中TVOC经过燃烧区去除，同时送风中的氧气能够促进燃料充分燃烧；另一种是射流送风，室外新风经净化后在送风机的作用下经过射流送至距地面1.5m左右的人员呼吸区，保证厨房工作人员有充足氧气，满足人体舒适性要求。

(4)本发明提供的带有热回收和高效净化的装置的控制方法，根据多种室内环境的状态参数和排风的状态参数，调节排风和新风的流向及排风机风量。人员呼吸区新风利用排风预热(冷)处理，助燃通道新风与净化后的部分排风混合送到燃烧区，减小室内负压，不仅满足人体舒适性要求同时大大降低房间的新风负荷和建筑能耗，进而满足建筑绿色节能要求。

附图说明

图1为本发明所述带有热回收和高效净化装置的侧视剖面结构示意图。

图2为本发明所述热交换模块的结构示意图。

图3为本发明所述热交换模块的尺寸示意图。

图4为本发明所述清洁球的剖面结构示意图。

图5为本发明所述排风在热交换模块腔体中的扰流模型。

图6为本发明所述燃烧区的结构示意图。

图7为本发明所述带有热回收和高效净化装置的控制方法的流程示意图。

图8为本发明在吸风口处PM

图9为本发明在吸风口处PM

图10为本发明在吸风口处CO浓度超过10mg/m

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供一种带有热回收和高效净化的装置，包括：排烟罩100、热交换装置130、第一隔板141、第二隔板142、第三隔板143、第四隔板144、净化装置、新风口150、第一送风机163、呼吸区送风通道164、排风机172、排风口173和助燃通道191，其中，所述排烟罩100设置在燃气灶200的上部；热交换装置130可拆卸的设置在所述排烟罩100内，且所述热交换装置130由多个热交换模块组成，所述热交换模块的结构示意图如图2所示，所述热交换模块包括垂直交叉设置的五行流道；其中，第一行流道、第三行流道和第五行流道为排风通道133，第二行流道和第四行流道为新风通道131，所述新风通道131和排风通道133相互隔离，所述排风通道133的一端与排烟罩100的排风口173相连通；所述排风通道均为3n个圆弧形结构，n为任意正整数，且所述新风通道131为固定截面流道，所述排风通道133为变截面流道，且所述排风通道133内的圆弧形结构形成多个腔体，所述多个清洁球135分别一一对应可振动的设置在所述多个腔体内，用于清洁所述排风通道及排风中油烟；所述第一隔板141设置在所述热交换装置130的排风进口一侧与排烟罩100的内壁之间，所述第二隔板142设置在所述热交换装置130的排风进口另一侧与排烟罩100的内壁之间，所述第三隔板143设置在所述热交换装置130的排风出口一侧与排烟罩100的内壁之间，所述第四隔板144设置在所述热交换装置130的排风出口另一侧与排烟罩100的内壁之间，所述第一隔板141、第二隔板142、第三隔板143和第四隔板144用于将所述新风通道131和排风通道133相互隔离，不会产生污染；净化装置设置在所述排烟罩100的吸风口且与所述排风通道133的排风进口相连通；排风机172设置在所述排风口173；新风口150与所述新风通道131的新风进口相连接，用于所述新风通道131与室外环境相连通；助燃通道191的一端与所述新风口150可选择的相连通，另一端与燃气灶200相连通，用于助燃；所述净化装置可选择的与所述助燃通道191相连通；第一送风机163设置在所述新风通道131的另一端；呼吸区送风通道164的一端与所述第一送风机163相连通，另一端通过人员呼吸区送风口165与室内环境相连通，用于室内的换气通风。

本发明还包括：第一PM

所述净化装置包括：高压静电除尘装置111、测试区和二次净化装置，所述高压静电除尘装置111设置在靠近所述吸风口的排烟罩100内部；测试区和二次净化装置均设置在所述排烟罩100内部；且所述高压静电除尘装置111、测试区和二次净化装置从下到上依次设置且均与所述排风通道133的排风进口相连通。

所述测试区包括：湿度探头116、第二PM

在本实施例中，所述第一紫外灯112为3个，所述电加热管113为2个。

所述二次净化装置包括：TiO

在TiO

如图3所示，为热交换模块的尺寸示意图，该热交换模块的骨架和换热板均采用铝制材料，铝具有良好的导热性且密度较小，热交换模块由五行流道组成，所述排风通道133中每个圆弧的半径为8H，每个弧长为7.5H，起到增强空气扰动作用。

如图4所示，所述多个清洁球135的外层为碳质材料负载TiO

所述热交换模块还包括：多个铝制隔板132、压力探测器171、多个排风进口高度格栅134a和多个排风出口高度格栅134b，多个铝制隔板132垂直间隔设置在所述新风通道131内，起增强新风换热作用；压力探测器171设置在所述热交换装置130的排风出口且设置在所述第四隔板144上，用于检测是否有清洁球135掉出；多个排风进口高度格栅134a分别设置在排风通道133的各个流道的排风进口端，多个排风出口高度格栅134b分别设置在排风通道133的各个流道的排风出口端；所述多个排风出口高度格栅134b与所述排风通道133之间有间隔，所述间隔的高度小于所述多个清洁球135的外层直径且大于清洁球135的内层直径，起到阻隔清洁球的作用。而所述多个进口高度格栅134a和多个出口高度格栅134b其格栅间隔小于清洁球135的内层直径，因此清洁球135无法从进出口格栅掉出。

如图5所示，当排风机172开启时，排风流过排风通道133时，该波浪形通道的截面积先增大后减小，相对于平板型换热器换热面积增大，同时，根据流体动力学当马赫数为一定值时，排风流速先降低后升高，这样流体在腔体内流速变化增强换热，由于小球较轻，在排风作用下被吹向腔体尾部，起到节流增加扰动作用，从而对上下层壁面的热边界层均起到不同程度的削弱作用，使得流道内温度分布较平板型流道更均匀，该装置的对流换热效果较好。

本发明还包括：第一阀门181、第二阀门182和第三阀门183，所述第一阀门181设置在所述测试区与助燃通道191之间，并且第二PM

在本实施例中，所述第一阀门181、第二阀门182和第三阀门183均为单向止回阀。

本发明还包括：第二氧气探头192、第二送风机193和多个送风孔194，所述第二氧气探头192设置在靠近所述燃气灶200的助燃通道191内；所述第二送风机193设置在所述助燃通道191与燃气灶200之间；如图6所示，所述多个送风孔194均匀间隔设置在所述燃气灶200上且均与所述第二送风机193相连接，排烟罩100的吸风口距地1.50m，灶面尺寸为370mm*720mm，排烟罩100尺寸为570mm*920mm，送风孔194直径为6mm，孔间距为34mm，排烟罩100的吸风口距灶面的距离为0.8m。

在本实施例中，所述第一送风机163选择风量为160m

本发明还包括：粗效过滤器161和高效过滤器162，所述粗效过滤器161和高效过滤器162依次设置在新风口150，且所述粗效过滤器161更靠近外界环境。

如图1所示，虚线箭头表示从室外引进的新风，一部分新风经过新风口150、粗效过滤器161、高效过滤器162、热交换装置130、第一送风机163及人员呼吸区送风口165送至人员呼吸区；另一部分新风会经第三阀门183与部分排风混合，送至燃烧区；双实线箭头表示炊事产生油烟，油烟经过排烟罩100的吸风口、高压静电除尘装置111、TiO

如图7所示，本发明还提供一种带有热回收和高效净化的装置的控制方法，使用所述的带有热回收和高效净化的装置，包括如下情况：

情况1、如图8所示：利用第一TVOC探头102、第一PM

其中，流经第一阀门181的排风回风量Q

送到燃烧区的新风量Q

Q

第一阀门181的开度满足：

第三阀门183的开度满足：

所述新风口风量Q

Q

排风机风量Q

式中，S

情况2、如图9所示：利用第一TVOC探头102、第一PM

其中，流经第二阀门182的排风回风量Q

送到燃烧区的新风量Q

Q

第二阀门182的开度满足：

第三阀门183的开度满足：

所述新风口风量Q

Q

排风机风量Q

式中，S

情况3：利用第一TVOC探头102、第一PM

其中，流经第二阀门182的排风回风量Q

送到燃烧区的新风量Q

Q

第二阀门182的开度满足：

第三阀门183的开度满足：

所述新风口风量Q

Q

排风机风量Q

式中，S

情况4、如图10所示：利用CO探头103检测吸风口处的CO浓度C

在另一个实施例中，选用第一送风机163的流量为160m

当出现情况1时，在含氧量

送到燃烧区的新风量为：

第一阀门的开度k

第三阀门的开度k

新风口风量Q

排风机风量Q

当出现情况2或情况3时，在含氧量

送到燃烧区的新风量为：

第二阀门的开度k

第三阀门的开度k

新风口风量Q

排风机风量Q

本发明提供的带有热回收和高效净化的装置，通过热回收装置实现新风和排风间接热交换且能够控制室内新风量，一部分预热处理后的新风送到人员呼吸区，另一部分新风与净化后排风混合送到燃烧区，这样不仅满足人体舒适性要求同时减少了新风负荷，满足绿色建筑节能要求；同时采用高压静电除尘装置和二次净化装置等净化油烟，控制排风相对湿度，提高TVOC净化效率；排风侧流道采用变截面流道，相对于平板型换热器增大了换热面积，同时，利用流体动力学原理，通过变截面流道设计可以增强空气扰动，进而增强了换热效果；流经热交换装置的排风中未完全净化的油烟杂质附着于换热板表面，长期运行会影响新风与排风之间热交换效率，因此本发明在排风流道内设置清洁球，起净化流道和进一步净化油烟的作用，清洁球把有机污染物分解成无污染的CO

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。