一种节能储能灶

技术领域

本发明涉及一种燃气厨具，特别是在加工各类食品的过程中广泛使用的一种节能储能灶。

背景技术

目前，常见的燃气灶具均为燃气直燃式，即燃气与助燃空气在灶具内炉芯一起混合进入炉头后点火燃烧，其最大特点是：助燃空气为常温，平均温度在25度左右，属于冷风助燃，火焰为开放式火焰，火焰自由运动，没有约束，烟气随意排放。

冷风助燃有两个缺点：一个是费气，做同样的菜品，消耗的燃气量更大；另一个是火焰温度低，意味着菜的口感较差，出菜时间长，成本高。

开放式火焰，造成灶具热效率非常低，造成燃气能源的极大浪费。

因此，有必要进行改进和优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状而提出的一种更加先进的节能储能灶。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种节能储能灶，该装置在原来灶具的基础上增设了烟气余热回收机构和燃气能源替代机构，具体包括有灶体、烟气余热回收机构、热媒循环系统、过热器、储能器等，该装置具有节能和储能双功能。

其中所述的烟气余热回收机构主要包括有集烟器、烟气-热媒换热器、热媒-空气换热器、循环泵等，烟气余热回收机构的功能就是将灶具排放的高温烟气余热回收回来，其能量去向就是以灶具本身的助燃风为热载体，回送给灶具本身。

其中所述的燃气能源替代机构就是通过储能器实现的，在其内部布置有电加热元件、储热介质和必要的换热装置(若需)等。

附图说明

附图1是所述的一种节能储能灶的实施案例一的局部剖视示意图。

附图2是所述的一种节能储能灶的实施案例二的局部剖视示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明作进一步详述：

本发明的结构说明如下:

作为实施案例一，参照附图1所示,一种节能储能灶，由烟气余热回收机构和燃气能源替代机构组成，具体主要包括有：灶体1、烟气余热回收机构、热媒循环系统、储能器6等设备；参照附图2所示，作为实施案例二，设置了两个蓄热器，即蓄热器一22和蓄热器二23,将烟气引出后其热量分别储存在所述的蓄热器一22和蓄热器二23内。

所述的烟气余热回收机构包括换热器、热媒循环系统、集烟器、过热器、等设备。

所述的换热器主要包括烟气-热媒换热器5及盘管一18和热媒-空气换热器7及盘管二19。

所述的集烟器由集烟环4构成。

所述的过热器主要由盘管13构成。

在所述的集烟环4下部紧贴着盘管13，两者一起套在灶体1上。

在所述的集烟环4的内侧开设有槽口16。

在紧贴着所述的集烟环4的上边缘放置锅具3，所述的集烟环4被锅具及食物的联合重力压紧紧压住。

所述的热媒循环系统主要由循环泵8、循环管路15、换热器内的换热盘管、热媒储罐10及热媒构成。

具体到本实施例，所述的热媒循环系统是以循环管路15为纽带，所述热媒在循环泵8驱动下依次流过储能器6、烟气-热媒换热器5中的盘管一18、热媒-空气换热器7中的盘管二19，再流回循环泵8内。

所述的灶芯2管内通入助燃空气和燃气。

节气原理如下：

在所述的循环泵8的出口联接的储能器6，储能器6内安放有储能介质17。

在所述的储能器6中同时安置了电加热元件11，利用低价位的电力能源将储能介质17加热至高温状态，即将电能变成热能储存起来，电能从本质上说就是煤炭能源或其它再生能源，低谷时段时，其价格远低于燃气价格。

具体到本实施例，所述的热媒吸热过程是热媒最先流过储能器6，储能器6中事先储存的热能通过其中的换热盘管三12(此设备仅用于表述需要，其构造形式取决于储热介质17的特性)释放给热媒，热媒吸热后获得一次温升；热媒随后进入烟气-热媒换热器5内的换热盘管一18内，在此吸收灶具烟气热量后完成二次升温，随后进入过热器即过热盘管13内，吸收灶具积聚的辐射热后完成三次温升，到达最终温升，实现温度的三级跳；所述的热媒放热过程是热媒从盘管13内完成最终温升后进入热媒-空气换热器7中的换热盘管二19，在此接受鼓风机9吹入的常温冷风强制冷却进行放热，将前面吸收的热量放热给灶具燃烧用的助燃风，助燃风变成高温风后由风管二20导入灶芯2。

灶具点火：当灶具点火时，先开循环泵8，让热媒先循环流动起来，所述的热媒在循环泵8的驱动下，在热媒循环管路15中流动；然后再开鼓风机9，点火，助燃风由风管一14进入热媒-空气换热器7，然后由风管二20进入灶芯2内，与燃气一起进入炉头，瞬间被点燃即行燃烧。

烟气回热：在重力的作用下，锅具3的底面紧压在集烟环4的上边缘，在集烟环4、盘管13到灶台之间无缝隙，就将火焰封在炉头中，火焰烟气在鼓风机9的压头力作用下就充满了炉头空间，并完全贴着锅具3的锅底，最终由槽口16压入集烟环4内，并通过烟管送给烟气-热媒换热器5中，在烟气-热媒换热器5内与低温的热媒换热盘管一18进行热交换，烟气温度下降至合理温度后，由排烟管21排放；而已经获得一次升温后热媒在此完成二次升温，升温后的热媒进入盘管13内，接受炉头内的辐射热后完成第三次升温，最后送到热媒-空气换热器7处的换热盘管二19，在此与低温的助燃空气进行热交换，热媒降低到合理温度后再进入循环泵8内，进入下一次循环换热过程。在热媒-空气换热器7内，低温的助燃空气被加热后获得极高的温升，变成高温空气，再进入炉芯2，然后燃烧就变成高温空气与燃气一起燃烧，循环一次就完成一次热量转移，如此循环往复流动，就连绵不断地将高温烟气的热量转移到低温的助燃风处。

实现节能：在前述过程中，采用烟气余热回收机构，实现了灶具的高温烟气热能的回热再利用，减少了热能的浪费，极大地节约了燃气用量，燃气灶具的效率得到本质提升，又借用了廉价能源，更进一步降低了燃料成本。

这样就以所述的储能器6实现了以电代气的燃气能源替代。

同时，采用高温空气的燃烧，实现了快速燃烧，火焰的温度会进一步上升。

本实施例采用热媒循环的方式将储能器6中的热能转移出来，采用热媒的方式，就方便了设备安装，储能器6可以放在任意地方，都不影响热量传输。当然也可以采用其它载体和方式实现能量输送，依据使用场地而定

所述的储能介质17可以是固体，也可以是液体。

所述的储能器6的功能具有双向性，即具有在线和离线功能：

在线送热功能，也就是常态模式，在鼓风机9的作用下，灶具在启动点火后，热媒首先泵入储能器，先吸收储能介质17内的热量，将电能转移输出供给灶具使用。

离线储能功能，将本装置中的鼓风机9和热媒-空气换热器7去除，即形同一般灶具的使用情况，所述的储能器6作为热量缓存器使用，灶具烟气散失的热量通过前述的集烟环4、热媒循环管路15回收并储存在储能器6中，所蓄热能不再送给本灶具，如此，可以将某时间段(如夏季)的灶具散失热能集中蓄集起来，然后冬季来临时再通过专用管路向用热处进行热量输送，而当该蓄积的热量品位较低时(温度不够高时)，就可以开启电加热元件11进行辅助加热升温，提升后的高品位热量可以送给热水器或地暖等用热场所，这就构成灶具热泵，将大量的低品位能源收集起来，以充分利用散失能源，减少对一次能源的索取，实现低碳生活。

特别地，本实施例只列出了余热回收机构和储能机构与灶具之间的一种布置方式，也就是热媒串联方式，还可以有以下联接使用方式：

1)可将所述热媒-空气换热器7做成两组，一组与用于回收灶具的烟气余热，另一组用于吸收储能器6的热量，这就构成了两个独立循环，形成并联热回路。

2)当所述的储能器6中的储能介质17采用固体储能材料时，依据现场空间工况，其所蓄热能也可由鼓风机9直接输出热风送给灶具1，就是可不采用热媒输送方式。

所述的储能介质17可以采用诸如电池、固体储能材料、液体介质、相变材料、熔盐等材料。

所述的循环管路15中的循环介质即热媒，可以采用包括但不限于：导热油、变压器油、水、液态熔盐等，以满足各种不同的使用工况。

附图2是本发明的实施例二，实施例二与实施例一之间最大的不同点就是将烟气余热回收机构由热媒式改成蓄热式，减少了现场热媒管路，增加了烟气管路：

所述的蓄热式烟气余热回收机构其工作原理如下：

参照附图2所示，设置了两个蓄热器，即蓄热器一22和蓄热器二23,灶具上的集烟环4将烟气引出后分成两路经过各自的单向阀一29、单向阀二30分别进入蓄热器一22和蓄热器二23。

同时，所述的鼓风机9将助燃风分别经过电磁阀二27和电磁阀四28分别进入蓄热器一22和蓄热器二23。

同时，所述排烟管21分别通过电磁阀一25和电磁阀四26与蓄热器一22和蓄热器二23相通。

所述的蓄热器一22和蓄热器二23均具有吸热和放热功能，并分时工作，即一个吸热时，另一个在放热。我们让蓄热器一22先蓄热，到一段时间后蓄热器二23再蓄热。

当灶具工作后，同时打开送风电磁阀二27和排烟电磁阀四26，鼓风机9开始鼓风，这时，助燃风就先穿过电磁阀二27进入到蓄热器一22，然后再进入单向阀二30，继而穿过风管14进入灶具内，与燃气一起燃烧。

由于鼓风机9产生正压头，燃烧后产生的高温烟气从集烟环4内鼓出，再经过单向阀三32进入蓄热器二23内，在蓄热器二23内充分加热蓄热模块24后，变成低温烟气再流过排烟电磁阀四26进入排烟管21排出。

这个过程持续工作一段时间后，排烟温度逐渐升高，蓄热器二23内的蓄热模块24在充分吸热后进入了热饱和状态，须进行切换，同时打开送风电磁阀三28和排烟电磁阀一25，并同时关闭送风电磁阀二27和排烟电磁阀四26，这时，常温助燃风就穿过送风电磁阀三28进入蓄热器二23内并吸收蓄热模块24中的热量后，变成高温风，继续穿过单向阀四31进入风管14到达燃气灶内，完成热风转换；而相应的鼓出的高温烟气就穿过单向阀一29进入蓄热器一22，并加热其中的蓄热模块24后变成低温烟气流过排烟电磁阀一25经排烟管21排出。

再经历一段时间后，再次进行切换，即将烟路与风路进行切换，这样反复交替工作，就把高温烟气的热量转移给低温的助燃空气，燃烧就变成高温空气燃烧。

所述的电磁阀组的作用是防止低温侧压力空气外泄，所述的单向阀组的作用就是防止高温侧的烟气互窜。

采用所述的蓄热式烟气余热回收的优点是：温度变换效率高，助燃空气温度可以更高，可以获得更高的火焰温度，更利于节能减排。

具体采用所述的热媒式烟气余热回收机构还是蓄热式烟气余热回收机构，主要依据使用现场的条件而综合考虑。

两种实施例仅给出了一种节能储能灶的两种实施方案，任何基于本技术精髓启发而做的相似的技术改动，均落入本发明的保护范围。