新能源集成廚用加熱系統(tǒng)

蔡長(zhǎng)庸?孟憲雨?牛鵬飛?惠堯?龐爽?戰(zhàn)洪仁

摘要：太陽(yáng)能作為地球上最廣泛的可再生能源受到世界各國(guó)的重視，若能得到有效利用，則是一筆巨大的財(cái)富。熱管技術(shù)作為當(dāng)代一門(mén)新興技術(shù)，受到各行各業(yè)科研工作者的青睞，它的導(dǎo)熱效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了任何一種已知金屬，可以以很小的截面遠(yuǎn)距離輸送大量的熱而無(wú)需外加動(dòng)力。因此，若能通過(guò)太陽(yáng)能和熱管技術(shù)在餐飲領(lǐng)域內(nèi)研究并推廣節(jié)能降耗技術(shù)，則可在為餐飲行業(yè)帶來(lái)巨大收益的同時(shí)為我國(guó)節(jié)省大量的資源，符合我國(guó)“節(jié)能減排”的大政方針，對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)有著重要意義。

關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗；熱量高效利用；保護(hù)環(huán)境

目前我國(guó)主流商用和家用爐灶大多采用開(kāi)放式、鼓風(fēng)式的燃燒方式，在開(kāi)放式燃燒過(guò)程中，熱能只有很少一部分傳遞給加熱器皿，其他大部分熱能在火焰流動(dòng)中散失到環(huán)境中，加熱效率30%以下。另外，在開(kāi)放式燃燒過(guò)程中還存在很多燃料燃燒不完全的狀況，不但增加了熱損失，而且還產(chǎn)生了有毒有害氣體。熱管技術(shù)作為當(dāng)代一門(mén)新興技術(shù)，受到各行各業(yè)科研工作者的青睞，它的導(dǎo)熱效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了任何一種已知金屬，可以以很小的截面遠(yuǎn)距離輸送大量的熱而無(wú)需外加動(dòng)力。而太陽(yáng)能作為地球上最廣泛的能源之一，若能得到合理利用則可以為人類(lèi)節(jié)約大量的能源。鑒于這些特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型的廚用加熱系統(tǒng)，將熱管技術(shù)與太陽(yáng)能技術(shù)有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了廚房熱源的高效利用，減少了有害氣體的排放，保護(hù)了環(huán)境。

1、基本思路及研究意義

1.1基本思路

因?yàn)槲覈?guó)人口眾多，餐飲業(yè)耗能在我國(guó)能源消耗中占有很大的比重；而現(xiàn)有的開(kāi)放式燃燒過(guò)程中，熱能只有很少一部分傳遞給加熱器皿，其他大部分熱能在火焰流動(dòng)中散失到環(huán)境中，導(dǎo)致對(duì)器具的加熱效率低下；針對(duì)這些現(xiàn)象我們將太陽(yáng)能與熱管技術(shù)結(jié)合并應(yīng)用其中，對(duì)如何提高熱效率、減少有害氣體的排放進(jìn)行了更加充分的研究。

1.2研究意義

1.解決老式廚用加熱器熱傳遞效率低，能源浪費(fèi)的特點(diǎn)，節(jié)約資源；

2.解決老式廚用加熱器燃燒不完全，產(chǎn)生有毒氣體的特點(diǎn)，環(huán)保，無(wú)污染；

3.新能源集成廚用加熱器可替代功能，結(jié)構(gòu)比較單一的老式廚用加熱器，實(shí)現(xiàn)能源的多級(jí)高效利用。

2、工藝流程設(shè)計(jì)

新能源集成廚用加熱系統(tǒng)，圖一由太陽(yáng)能集熱器（1）、熱管（2）、折疊式太陽(yáng)能電池板（3）、蓄電池（4）、導(dǎo)線(xiàn)（5）、控制臺(tái)（6）、灶臺(tái)（7）、熱二極管（8）、主灶（9）、熱開(kāi)關(guān)（10）、副灶（11）、電子溫度計(jì)（12）、固定螺栓（13）、固定支架（14）等依次連接而成；另外，我們?cè)跔t灶上纏繞了熱管，提高了熱量利用率。

整個(gè)系統(tǒng)由室內(nèi)和室外兩部分組成，室外主要是通過(guò)太陽(yáng)能集熱器（1）與熱管（2）吸收太陽(yáng)能并將熱量通過(guò)熱管（2）高效傳給室內(nèi)的主灶（9）加熱器具，由于熱管的高效導(dǎo)熱，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能的高效利用；同時(shí)，太陽(yáng)能電池板（3）的引入，解決了加熱設(shè)備空閑時(shí)太陽(yáng)能來(lái)源的有效控制問(wèn)題，間接彌補(bǔ)了熱管傳熱難控制的缺陷；并用蓄電池（4）對(duì)太陽(yáng)能電池板（3）吸收的熱能轉(zhuǎn)化的電能進(jìn)行了收集，對(duì)能量進(jìn)行儲(chǔ)存；熱二極管（8）與熱開(kāi)關(guān)（10）的引入，實(shí)現(xiàn)了熱量需求高低的可控，節(jié)約了能源，實(shí)現(xiàn)了熱量的最大化利用；溫度計(jì)（12）與控制臺(tái)（6）的引入，除了可直觀了解爐灶的溫度外，還給設(shè)備的安全性能提供了保障，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的安全可靠理念。

3、工藝流程創(chuàng)新點(diǎn)

1.變廚房各設(shè)備獨(dú)立加熱為集中供熱，大大降低了能耗；

2.在傳統(tǒng)爐灶的基礎(chǔ)上引進(jìn)太陽(yáng)能以及熱管技術(shù)，降低了能耗的同時(shí)也彌補(bǔ)了太陽(yáng)能在使用過(guò)程中所受的限制；

3.在熱管導(dǎo)熱過(guò)程中引進(jìn)了熱二極管以及熱開(kāi)關(guān)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)熱能的合理利用；

4.將熱管技術(shù)引進(jìn)廚房，使烹飪溫度更加均勻可控；

5.對(duì)原有熱管技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行創(chuàng)新，在絕熱段吸液芯內(nèi)壁增設(shè)與其緊密貼合的保溫層，內(nèi)外雙層保溫，增大導(dǎo)熱熱阻的同時(shí)隔絕高溫蒸汽與冷凝液體，提高了傳熱效率。

4、總結(jié)

在漫長(zhǎng)的人類(lèi)發(fā)展歷史進(jìn)程中，能源起著重要作用，是國(guó)家進(jìn)步的基礎(chǔ)，社會(huì)安定的保障。我國(guó)雖然能源儲(chǔ)量豐富，但是人均擁有量十分有限，因此我國(guó)面臨著非常重大的挑戰(zhàn)如何有效的節(jié)約能源成為了我國(guó)科研工作者研究的重要課題。

本發(fā)明的目的在于在傳統(tǒng)爐灶的基礎(chǔ)上引進(jìn)太陽(yáng)能技術(shù)以及熱管技術(shù)節(jié)能降耗，同時(shí)利用熱管技術(shù)實(shí)現(xiàn)熱能的多級(jí)利用，最大限度地降低餐飲行業(yè)的能耗。

新能源集成廚用加熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能技術(shù)與熱管技術(shù)的巧妙結(jié)合，既突出了熱管的高效導(dǎo)熱、熱損失小的特點(diǎn)，又利用了太陽(yáng)能無(wú)污染的特性，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能的合理化利用，減少了二次能源的消耗，降低了污染氣體的排放，若本系統(tǒng)得以廣泛開(kāi)發(fā)利用，對(duì)現(xiàn)有的廚用加熱系統(tǒng)將開(kāi)啟一次新的能源革命。

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