CN106051836A - 废热转化设备的远程监控方法 - Google Patents

Abstract

为了提高热转换效率及转化过程中的自动化控制水平，本发明提供了一种废热转化设备的远程监控方法，用于控制食堂炉灶废热智能转化设备，包括布置废热传输管道和供氧管道于所述食堂炉灶废热智能转化设备，所述废热传输管道包括废热传输主管道和废热传输子管道，并设置红外温度检测单元于废热传输主管道内；获得在期望时间内供给所述炉灶的氧气量；确定各供养管道的进氧电磁阀的打开程度；监控炉灶内温度，当炉灶内温度改变至预期温度时，根据各个废热传输主管道内的温度变化，控制各个废热传输子管道的电磁阀的开启或关闭。本发明极大地提高了废热转换效率和转化自动控制的程度。

Description

废热转化设备的远程监控方法

技术领域

本发明涉及废水热回收技术，更具体地，涉及一种废热转化设备的远程监控方法。

背景技术

目前，宾馆、饭店等普遍使用的用于烹饪的燃气或燃油中餐灶，在使用过程中都会产生大量的高温余热和高温尾气，这些高温余热和高温尾气通常被毫无利用的直接从灶膛的四周和烟囱中排除出去，其不仅造成了能量的浪费，也造成了对环境的污染。

经检索，现有技术中，申请号为CN200510102240.3的发明专利申请公开了一种环保型空调废热回收节能热水***，包括设有冷媒入口和冷媒出口的室外换热器，室外交换器包括热交换器，热交换器设有冷媒入口、冷媒出口、进水口和出水口，其中，进水口连接提供冷水的冷水管，出水口通过循环回水管连接可向外供水的供水装置。由于经空调压缩机压缩后的高温冷媒在热交换器中被冷水降温，空调无需再向外界空气放热，防止热气污染环境；与此同时，冷水在热交换器中被加热成热水，供给人们生活、工作所需，高效地利用了冷媒热量。申请号为CN201020202335.9的实用新型专利公开了一种中餐灶废热回收利用装置，包括汽水分离水箱和废热交换器，所述汽水分离水箱与废热交换器之间由循环水管连通，废热交换器的进水口与汽水分离水箱的出水口之间设有与循环水管连通的水泵，汽水分离水箱与蒸汽输送管连通。

然而，上述现有技术中均没有考虑到在炉灶加热过程中供氧机产生的影响。例如，针对当前人群密集食宿的单位和团体，如学校、部队、监狱、医院等，食堂炉灶热量浪费和流失现象十分严重。由于食堂炉灶的工作方式是以鼓风机供为氧主，这种方式造成了大量的热量流失。以食堂直径为80cm炉灶为例，当炉灶不打开鼓风机供氧机时，其热效率可高达70％以上，但却无法满足食堂对火力的需求。通常是增加550W、流量为20m³/分钟的供氧机，根据气量平衡原理，从炉膛内也会相应地排放出大于20m³/分钟的600-700℃的高温废气。此时的炉灶热效率仅为40％，相当于60％左右的热量随着高温废气被排走了。

发明内容

为了回收利用食堂炉灶废热，本发明提供了一种废热转化设备的远程监控方法，该方法包括如下步骤：

(1)在所述智能转化设备中设置温度探针，用于远程地检测被反馈给控制器的温度信号以供显示转化后的温度信息，布置废热传输管道和供氧管道于所述食堂炉灶废热智能转化设备；

(2)获得在期望时间内供给所述炉灶的氧气量；

(3)确定各供养管道的进氧电磁阀的打开程度；

(4)监控炉灶内温度，当炉灶内温度改变至预期温度时，根据各个废热传输主管道内的温度变化，控制各个废热传输子管道的电磁阀的开启或关闭。

进一步地，所述食堂炉灶废热智能转化设备，用于将炉灶废热完全转化为洗浴用水，包括：多个供氧单元、多个热交换单元、多个废热传输管道、炉灶以及控制器，所述炉灶侧壁包括多个各自连接不同所述废热传输管道的接口，所述控制器分别与多个热交换单元、多个供氧单元以及多个所述接口连接。

进一步地，所述步骤(2)进一步包括：

(21)获得期望炉灶升温到预期温度的期望时间；

(22)检测炉灶当前温度，通过该温度与期望所述炉灶达到的温度之间的比例计算还需要供给到所述炉灶的氧气量。

进一步地，所述步骤(3)进一步包括：

(31)根据所述还需要供给到所述炉灶的氧气量以及期望炉灶升温到预期温度的时间，获得供氧管道总的流速，并根据该总的流速获得各供氧管道的各自供氧流速；

(32)根据所述各供氧管道的各自供氧流速，确定控制各供养管道的进氧电磁阀的打开百分比；

(33)控制器根据确定出来的所述百分比，向控制所述各供氧管道的进氧电磁阀发送控制信号，控制其相对于完全打开的百分比。

进一步地，所述步骤(4)进一步包括：

(51)通过各个废热传输主管道内的红外线温度传感器检测其分布位置之间中点处的温度值，作为第一温度值；

(52)当所述炉灶内的温度上升到预期温度后，定时各个废热传输主管道内的处于工作状态下的红外线温度传感器检测其分布位置之间中点处的温度值，作为第二温度值；

(53)对于各个处于工作状态下的红外线温度传感器，根据所述第二温度值与所述第一温度值之间的差值；

(54)当所述差值的均值超过预设阈值时，通过控制器向控制开启/关闭各废热传输子管道的电磁阀发出开启或关闭信号，其中对于与某一条废热传输主管道相连的各个废热传输子管道中，被开启的废热传输子管道的电磁阀的开启顺序为从最短的废热传输子管道开始逐渐开启长度更长的废热传输子管道，开启的个数根据如下经验公式确定：

其中表示去上整数，Q和T表示各个正在工作状态下的红外温度检测单元内的各气体流量传感器检测得到的气体流量值和温度值，S表示当前正在工作的红外温度检测单元的个数，“·”表示计算Q与T在国际标准单位制下的数值的乘积而不考虑它们的矢量关系，p表示正整数。

进一步地，所述智能转化设备的所述接口与所述供氧单元的数量相等，且所述供氧单元排布于所述炉灶底部中心点的燃料气体的进气口周围，各个供氧单元均在其供氧管道上设置有无线数据通信单元和进氧电磁阀，所述控制器通过这些无线数据通信单元控制所述进氧电磁阀已打开相对于完全打开的百分比进而控制进入所述炉灶的氧气量。

进一步地，各个所述废热传输管道包括一条废热传输主管道，所述炉灶内壁呈半球形且半径为R，所述炉灶沿垂直于炉灶顶面的平面的方向呈对称形状且该顶面通过所述半球形的球心，所述废热传输主管道与炉灶之间连接的所述接口在所述炉灶侧壁上沿多条弧线分布，各弧线相交于炉灶底部的中心点；所述接口在所述炉灶内壁上呈对称形状，这些对称形状在机械结构方面满足：

其中r_i表示第i个接口在炉灶内壁上的半径，N为废热传输主管道的数量，

当所述接口在所述弧线上分布时，对于位于相邻两条弧线上的、在沿垂直于炉灶顶面的平面的方向上任意两个相邻的所述接口，在垂直于炉灶顶面的平面的方向上彼此错位，并且所述两个相邻的所述接口在所述炉灶内壁上的对称形状的圆心在沿垂直于炉灶顶面的平面的方向上间距满足：

$H_i=\frac{2}{3}\×(r_{i-1}+r_i+r_{i+1})+\frac{1}{3}\×\frac{\underset{k=1}{\overset{i}{\Σ}}{L}_k}{\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{L}_k}$

其中H_i表示第i+1个接口与第i个接口之间沿垂直于炉灶顶面的平面的方向上的距离，r_i-1和r_i+1分别表示第i-1个接口和第i+1个接口在炉灶内壁上的半径，L_k表示第k个废热传输主管道的长度，

所述废热传输主管道在其内壁上设置有多个红外温度检测单元，每一个所述废热传输主管道内的各个红外温度检测单元彼此之间呈螺旋线形布置且该螺旋线沿管道的延伸方向延伸，每一个所述废热传输主管道内的各个红外温度检测单元沿着所述螺旋线的距离间隔满足如下条件：

其中j表示当前废热传输主管道的序号，L_i表示第j个废热传输主管道的长度，D_{红外温度检测单元i+1,j}表示第i+1个红外温度检测单元与第i个红外温度检测单元之间沿所述螺旋线的距离，D_{红外温度检测单元i,j}表示第i个红外温度检测单元与第i-1个红外温度检测单元之间沿所述螺旋线的距离，D_{红外温度检测单元i-1,j}表示第i-1个红外温度检测单元与第i-2个红外温度检测单元之间沿所述螺旋线的距离，D_{红外温度检测单元0,j}表示第j个废热传输主管道中第1个红外温度检测单元的位置并在该第j个废热传输主管道与所述炉灶内壁接口的位置设置该第1个红外温度检测单元的位置，而第2个红外温度检测单元与第1个红外温度检测单元之间沿所述螺旋线的距离设置为5cm的整数倍，例如5cm，10cm，15cm等；

从所述炉灶延伸出去的各个废热传输管道还包括多个废热传输子管道，这些子管道内不设置红外温度检测单元，所述多个废热传输子管道的起始位置均设置有所述红外温度检测单元，所述多个废热传输子管道的末端设置于在所述废热传输主管道朝向远离所述炉灶的延伸方向上的、倒数第二个所述红外温度检测单元所在位置处；对于各个所述废热传输主管道，起始并终止于该废热传输主管道的所述各个废热传输子管道的长度各不相同；所述废热传输子管道能够根据所述无线数据通信单元接收到的所述控制器的信号而致动的电磁阀的开启或关闭而被开启或关闭；

各个所述红外温度检测单元均包括被封装在该红外温度检测单元内的红外线温度传感器、气体流量传感器、电磁阀以及无线数据通信单元，所述红外线温度传感器检测其自身所在的废热传输主管道内的位置处以及沿废热传输主管道从炉灶延伸出去的方向上的下一个红外线温度传感器所在位置处之间的螺旋线中点处的温度数据，所述无线数据通信单元将与之封装在一起的红外线温度传感器检测到的温度信息发送给控制器，所述控制器通过所述无线数据通信单元接收各个所述红外温度检测单元检测到的温度数据，其中若某个作为废热传输子管道的起始位置处的电磁阀被开启时则与该电磁阀被一起封装的红外线温度传感器停止工作，直到该电磁阀被关闭为止；

各个所述废热传输管道的末端与其各自具有的废热传输主管道的末端相同，且均连接所述热交换单元中的同一个；

所述各个无线通信单元均具有不同的识别编码，以便于所述控制器能够单独地与上述各个无线通信单元进行数据通信。

进一步地，所述多个热交换单元包括四个分别属于不同级别的、彼此串联的热交换单元。

进一步地，所述废热智能转化设备进一步包括滤油装置和保温水箱，其中滤油装置的进口连接炉灶侧壁的所述废热传输主管道末端，滤油装置的出口连接一级热交换单元的第一进气口，所述一级热交换单元还包括自来水进口、一级热水出口和第一出气口，所述自来水进口将自来水通过隔热管道送入一级热交换单元，被送入的水通过所述一级热水出口流出，然后通过隔热管道送入到保温水箱，所述一级热交换单元的第一出气口连接二级热交换单元的第一进气口；所述二级热交换单元还包括二级热水进口、第一出气口和二级热水出口，所述二级热水进口通过隔热管道将保温水箱内的水引入二级热交换单元，并从所述二级热水出口流出，然后通过隔热管道送入到保温水箱，所述二级热交换单元的第一出气口连接三级热交换单元的第一进气口；所述三级热交换单元还包括第一出气口、三级热水进口和三级热水出口，所述三级热水进口通过隔热管道将保温水箱内的水引入三级热交换单元，被引入的水从所述三级热水出口流出，然后通过隔热管道送入到保温水箱，所述三级热交换单元的第一出气口连接四级热交换单元的第一进气口；所述四级热交换单元还包括尾气排放口、四级热水进口和四级热水出口，所述四级热水进口通过隔热管道将保温水箱内的水引入四级热交换单元，被引入的水从所述四级热水出口流出，然后通过隔热管道送入到保温水箱，从所述四级热交换单元的第一进气口进入的气体被通过所述尾气排放口排出，所述保温水箱提供作为洗浴用水使用。

进一步地，所述热交换单元为热泵。

本发明的有益效果包括：

(1)本发明的食堂炉灶废热智能转化设备节能、低碳并且环保，其能够根据进氧量和温度进行自动调节，使尽可能多的热能被输送到合理长度的管道中，降低热交换器的工作负荷，并且极大地提高了热转换效率和转换控制自动化水平；

(2)本发明的食堂炉灶废热智能转化设备能够降低能耗，热水生产量大；

(3)热水生产成本大幅下降；

(4)能够对最终排放的气体进行处理，从而起到净化空气环境的效果；

(5)能够回收利用高达炉灶总热量的73％的废热，并将炉灶废热完全转化为50℃至55℃的洗浴用水。

附图说明

图1示出了根据本发明的废热转化设备的远程监控方法的流程框图。

图2示出了根据本发明的废热自动转化装置的组成框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的智能化废热转化设备的远程监控方法用于智能化地控制食堂炉灶废热智能转化设备，该方法包括如下步骤：

(1)在所述智能转化设备中设置温度探针，用于远程地检测被反馈给控制器的温度信号以供显示转化后的温度信息，布置废热传输管道和供氧管道于所述食堂炉灶废热智能转化设备；

(2)获得在期望时间内供给所述炉灶的氧气量；

(3)确定各供养管道的进氧电磁阀的打开程度；

(4)监控炉灶内温度，当炉灶内温度改变至预期温度时，根据各个废热传输主管道内的温度变化，控制各个废热传输子管道的电磁阀的开启或关闭。

根据该方法的一个实施方式例如：

(1)设置红外温度检测单元于废热传输主管道内，通过各个废热传输主管道内的红外线温度传感器检测其分布位置之间中点处的温度值，作为第一温度值；

(2)检测炉灶当前温度，通过该温度与期望所述炉灶达到的温度之间的比例计算还需要供给到所述炉灶的氧气量；

(3)获得期望炉灶升温到预期温度的时间；

(4)根据所述还需要供给到所述炉灶的氧气量以及期望炉灶升温到预期温度的时间，获得供氧管道总的流速，并根据该总的流速获得各供氧管道的各自供氧流速；

(5)根据所述各供氧管道的各自供氧流速，确定控制各供养管道的进氧电磁阀的打开百分比；

(6)控制器根据确定出来的所述百分比，向控制所述各供氧管道的进氧电磁阀发送控制信号，控制其相对于完全打开的百分比；

(7)当所述炉灶内的温度上升到预期温度后，定时各个废热传输主管道内的处于工作状态下的红外线温度传感器检测其分布位置之间中点处的温度值，作为第二温度值；

(8)对于各个处于工作状态下的红外线温度传感器，根据所述第二温度值与所述第一温度值之间的差值；

(9)当所述差值的均值超过预设阈值时，通过控制器向控制开启/关闭各废热传输子管道的电磁阀发出开启或关闭信号，其中对于与某一条废热传输主管道相连的各个废热传输子管道中，被开启的废热传输子管道的电磁阀的开启顺序为从最短的废热传输子管道开始逐渐开启长度更长的废热传输子管道，开启的个数根据如下经验公式确定：

其中表示去上整数，Q和T表示各个正在工作状态下的红外温度检测单元内的各气体流量传感器检测得到的气体流量值和温度值，S表示当前正在工作的红外温度检测单元的个数，“·”表示计算Q与T在国际标准单位制下的数值的乘积而不考虑它们的矢量关系，p表示正整数。

上述方法能够根据期望的炉灶内温度、期望的升温或降温时间以及设备安装时调试获得的经验值，自动地、智能地完成高效率的废热转化工作，相比于现有技术而言在自动化程度和热转化效率能达到73％以上，且自动化程度高，控制精度高。

根据本发明的优选实施例，上述温度差阈值根据本设备安装后的调试过程实际测试得到，例如，经过申请人在采用直径为2米的半球形炉灶、采用具有2根主管道且各主管道均具有4根子管道、炉灶与保温水箱间距15米的情况下的试验结果，当期望的废热转化效率为77％时，此值可以设置为65-73℃之间，且优选为68℃；当废热转化效率为82％时，此温度差值可以设置为55-60℃之间，且优选为57℃。

如图2所示，本发明提供的食堂炉灶废热智能转化设备，用于将炉灶废热完全转化为洗浴用水，包括：多个供氧单元、多个热交换单元、多个废热传输管道、炉灶以及控制器，所述炉灶侧壁包括多个各自连接不同所述废热传输管道的接口，所述控制器分别与多个热交换单元、多个供氧单元以及多个所述接口连接。

所述接口与所述供氧单元的数量相等，且所述供氧单元排布于所述炉灶底部中心点的燃料气体的进气口周围，各个供氧单元均在其供氧管道上设置有无线数据通信单元和进氧电磁阀，所述控制器通过这些无线数据通信单元控制所述进氧电磁阀已打开相对于完全打开的百分比进而控制进入所述炉灶的氧气量。

各个所述废热传输管道包括一条废热传输主管道，所述炉灶内壁呈半球形且半径为R，所述炉灶沿垂直于炉灶顶面的平面的方向呈对称形状(例如，当炉灶为半球形时呈近似圆形，当炉灶为长方体形或正方体形时呈正方形。本申请中的对称形状不限于上述列举的示例。)且该顶面通过所述半球形的球心，所述废热传输主管道与炉灶之间连接的所述接口在所述炉灶侧壁上沿多条弧线分布，各弧线相交于炉灶底部的中心点；所述接口在所述炉灶内壁上呈对称形状，这些对称形状在机械结构方面满足：

其中r_i表示第i个接口在炉灶内壁上的半径，N为废热传输主管道的数量，

当所述接口在所述弧线上分布时，对于位于相邻两条弧线上的、在沿垂直于炉灶顶面的平面的方向上任意两个相邻的所述接口，在垂直于炉灶顶面的平面的方向上彼此错位，并且所述两个相邻的所述接口在所述炉灶内壁上的对称形状的圆心在沿垂直于炉灶顶面的平面的方向上间距满足：

$H_i=\frac{2}{3}\×(r_{i-1}+r_i+r_{i+1})+\frac{1}{3}\×\frac{\underset{k=1}{\overset{i}{\Σ}}{L}_k}{\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{L}_k}$

其中H_i表示第i+1个接口与第i个接口之间沿垂直于炉灶顶面的平面的方向上的距离，r_i-1和r_i+1分别表示第i-1个接口和第i+1个接口在炉灶内壁上的半径，L_k表示第k个废热传输主管道的长度，

所述废热传输主管道在其内壁上设置有多个红外温度检测单元，每一个所述废热传输主管道内的各个红外温度检测单元彼此之间呈螺旋线形布置且该螺旋线沿管道的延伸方向延伸，每一个所述废热传输主管道内的各个红外温度检测单元沿着所述螺旋线的距离间隔满足如下条件：

其中j表示当前废热传输主管道的序号，L_i表示第j个废热传输主管道的长度，D_{红外温度检测单元i+1,j}表示第i+1个红外温度检测单元与第i个红外温度检测单元之间沿所述螺旋线的距离，D_{红外温度检测单元i,j}表示第i个红外温度检测单元与第i-1个红外温度检测单元之间沿所述螺旋线的距离，D_{红外温度检测单元i-1,j}表示第i-1个红外温度检测单元与第i-2个红外温度检测单元之间沿所述螺旋线的距离，D_{红外温度检测单元0,j}表示第j个废热传输主管道中第1个红外温度检测单元的位置并在该第j个废热传输主管道与所述炉灶内壁接口的位置设置该第1个红外温度检测单元的位置，而第2个红外温度检测单元与第1个红外温度检测单元之间沿所述螺旋线的距离设置为5cm的整数倍，例如5cm，10cm，15cm等；

从所述炉灶延伸出去的各个废热传输管道还包括多个废热传输子管道，图2中仅仅示意性地示出了一个废热传输主管道和多个废热传输子管道，其中左侧的正方体形状表示炉灶，所述多个废热传输子管道的起始位置和终止位置均位于所述废热传输主管道上，且所述废热传输主管道在这两处位置之间被废热传输子管道连通，用长方体表示的两段废热传输主管道以及与之连通的、位于这两段废热传输主管道之间的粗实线表示的废热传输主管道实际上是整体的一根，而在这根废热传输主管道上边的两条弯曲的细实线和在其下方的一根弯曲的细实线则分别表示三条不同长度的废热传输子管道。

这些子管道内不设置红外温度检测单元，所述多个废热传输子管道的起始位置均设置有所述红外温度检测单元，所述多个废热传输子管道的末端设置于在所述废热传输主管道朝向远离所述炉灶的延伸方向上的、倒数第二个所述红外温度检测单元所在位置处；对于各个所述废热传输主管道，起始并终止于该废热传输主管道的所述各个废热传输子管道的长度各不相同；所述废热传输子管道能够根据所述无线数据通信单元接收到的所述控制器的信号而致动的电磁阀的开启或关闭而被开启或关闭；

各个所述红外温度检测单元均包括被封装在该红外温度检测单元内的红外线温度传感器、气体流量传感器、电磁阀以及无线数据通信单元，所述红外线温度传感器检测其自身所在的废热传输主管道内的位置处以及沿废热传输主管道从炉灶延伸出去的方向上的下一个红外线温度传感器所在位置处之间的螺旋线中点处的温度数据，所述无线数据通信单元将与之封装在一起的红外线温度传感器检测到的温度信息发送给控制器，所述控制器通过所述无线数据通信单元接收各个所述红外温度检测单元检测到的温度数据，其中若某个作为废热传输子管道的起始位置处的电磁阀被开启时则与该电磁阀被一起封装的红外线温度传感器停止工作，直到该电磁阀被关闭为止；且对于与某一条废热传输主管道相连的各个废热传输子管道中，被开启的废热传输子管道的电磁阀的开启顺序为从最短的废热传输子管道开始逐渐开启长度更长的废热传输子管道，开启的个数根据如下经验公式确定：

其中表示去上整数，Q和T表示各个正在工作状态下的红外温度检测单元内的气体流量传感器检测得到的气体流量值和温度值，S表示当前正在工作的红外温度检测单元的个数，“·”表示计算Q与T在国际标准单位制下的数值的乘积而不考虑它们的矢量关系，p表示正整数；

各个所述废热传输管道的末端与其各自具有的废热传输主管道的末端相同，且均连接所述热交换单元中的同一个；

所述各个无线通信单元均具有不同的识别编码，以便于所述控制器能够单独地与上述各个无线通信单元进行数据通信。

所述多个热交换单元包括四个分别属于不同级别的热交换单元。

所述四个分别位于不同级别的热交换单元彼此串联连接。

所述废热智能转化设备进一步包括滤油装置和保温水箱，其中滤油装置的进口连接炉灶侧壁的所述废热传输主管道末端，滤油装置的出口连接一级热交换单元的第一进气口，所述一级热交换单元还包括自来水进口、一级热水出口和第一出气口，所述自来水进口将自来水通过隔热管道送入一级热交换单元，被送入的水通过所述一级热水出口流出，然后通过隔热管道送入到保温水箱，所述一级热交换单元的第一出气口连接二级热交换单元的第一进气口；所述二级热交换单元还包括二级热水进口、第一出气口和二级热水出口，所述二级热水进口通过隔热管道将保温水箱内的水引入二级热交换单元，并从所述二级热水出口流出，然后通过隔热管道送入到保温水箱，所述二级热交换单元的第一出气口连接三级热交换单元的第一进气口；所述三级热交换单元还包括第一出气口、三级热水进口和三级热水出口，所述三级热水进口通过隔热管道将保温水箱内的水引入三级热交换单元，被引入的水从所述三级热水出口流出，然后通过隔热管道送入到保温水箱，所述三级热交换单元的第一出气口连接四级热交换单元的第一进气口；所述四级热交换单元还包括尾气排放口、四级热水进口和四级热水出口，所述四级热水进口通过隔热管道将保温水箱内的水引入四级热交换单元，被引入的水从所述四级热水出口流出，然后通过隔热管道送入到保温水箱，从所述四级热交换单元的第一进气口进入的气体被通过所述尾气排放口排出，所述保温水箱供洗浴用水使用。

所述热交换单元为热泵。

所述一级热交换单元为漏斗型废热交换单元。

所述二级热交换单元为湍流废热交换单元。

所述三级热水出口处设置有温度探针，用于检测被反馈给控制器的温度信号，供显示使用。

以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述是为阐明的目的，而无意限定本发明精确地为所揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的，实施例是为解说本发明的原理以及让所属领域的技术人员以各种实施例利用本发明在实际应用上而选择及叙述，本发明的技术思想企图由权利要求及其均等来决定。

Claims (10)

1.一种废热转化设备的远程监控方法，用于控制食堂炉灶废热智能转化设备，该方法包括如下步骤：

(1)在所述智能转化设备中设置温度探针，用于远程地检测被反馈给控制器的温度信号以供显示转化后的温度信息，布置废热传输管道和供氧管道于所述食堂炉灶废热智能转化设备；

(2)获得在期望时间内供给所述炉灶的氧气量；

(3)确定各供养管道的进氧电磁阀的打开程度；

(4)监控炉灶内温度，当炉灶内温度改变至预期温度时，根据各个废热传输主管道内的温度变化，控制各个废热传输子管道的电磁阀的开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述食堂炉灶废热智能转化设备，用于将炉灶废热完全转化为洗浴用水，包括：多个供氧单元、多个热交换单元、多个废热传输管道、炉灶以及控制器，所述炉灶侧壁包括多个各自连接不同所述废热传输管道的接口，所述控制器分别与多个热交换单元、多个供氧单元以及多个所述接口连接。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)进一步包括：

(21)获得期望炉灶升温到预期温度的期望时间；

(22)检测炉灶当前温度，通过该温度与期望所述炉灶达到的温度之间的比例计算还需要供给到所述炉灶的氧气量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)进一步包括：

(31)根据所述还需要供给到所述炉灶的氧气量以及期望炉灶升温到预期温度的时间，获得供氧管道总的流速，并根据该总的流速获得各供氧管道的各自供氧流速；

(32)根据所述各供氧管道的各自供氧流速，确定控制各供养管道的进氧电磁阀的打开百分比；

(33)控制器根据确定出来的所述百分比，向控制所述各供氧管道的进氧电磁阀发送控制信号，控制其相对于完全打开的百分比。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)进一步包括：

(51)通过各个废热传输主管道内的红外线温度传感器检测其分布位置之间中点处的温度值，作为第一温度值；

(52)当所述炉灶内的温度上升到预期温度后，定时各个废热传输主管道内的处于工作状态下的红外线温度传感器检测其分布位置之间中点处的温度值，作为第二温度值；

(53)对于各个处于工作状态下的红外线温度传感器，根据所述第二温度值与所述第一温度值之间的差值；

(54)当所述差值的均值超过预设阈值时，通过控制器向控制开启/关闭各废热传输子管道的电磁阀发出开启或关闭信号，其中对于与某一条废热传输主管道相连的各个废热传输子管道中，被开启的废热传输子管道的电磁阀的开启顺序为从最短的废热传输子管道开始逐渐开启长度更长的废热传输子管道，开启的个数根据如下经验公式确定：

其中表示去上整数，Q和T表示各个正在工作状态下的红外温度检测单元内的各气体流量传感器检测得到的气体流量值和温度值，S表示当前正在工作的红外温度检测单元的个数，“·”表示计算Q与T在国际标准单位制下的数值的乘积而不考虑它们的矢量关系，p表示正整数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述智能转化设备的所述接口与所述供氧单元的数量相等，且所述供氧单元排布于所述炉灶底部中心点的燃料气体的进气口周围，各个供氧单元均在其供氧管道上设置有无线数据通信单元和进氧电磁阀，所述控制器通过这些无线数据通信单元控制所述进氧电磁阀已打开相对于完全打开的百分比进而控制进入所述炉灶的氧气量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，各个所述废热传输管道包括一条废热传输主管道，所述炉灶内壁呈半球形且半径为R，所述炉灶沿垂直于炉灶顶面的平面的方向呈对称形状且该顶面通过所述半球形的球心，所述废热传输主管道与炉灶之间连接的所述接口在所述炉灶侧壁上沿多条弧线分布，各弧线相交于炉灶底部的中心点；所述接口在所述炉灶内壁上呈对称形状，这些对称形状在机械结构方面满足：

其中r_i表示第i个接口在炉灶内壁上的半径，N为废热传输主管道的数量，当所述接口在所述弧线上分布时，对于位于相邻两条弧线上的、在沿垂直于炉灶顶面的平面的方向上任意两个相邻的所述接口，在垂直于炉灶顶面的平面的方向上彼此错位，并且所述两个相邻的所述接口在所述炉灶内壁上的对称形状的圆心在沿垂直于炉灶顶面的平面的方向上间距满足：

$H_i=\frac{2}{3}\×(r_{i-1}+r_i+r_{i+1})+\frac{1}{3}\×\frac{\underset{k=1}{\overset{i}{\Σ}}{L}_k}{\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{L}_k}$

其中H_i表示第i+1个接口与第i个接口之间沿垂直于炉灶顶面的平面的方向上的距离，r_i-1和r_i+1分别表示第i-1个接口和第i+1个接口在炉灶内壁上的半径，L_k表示第k个废热传输主管道的长度，

所述废热传输主管道在其内壁上设置有多个红外温度检测单元，每一个所述废热传输主管道内的各个红外温度检测单元彼此之间呈螺旋线形布置且该螺旋线沿管道的延伸方向延伸，每一个所述废热传输主管道内的各个红外温度检测单元沿着所述螺旋线的距离间隔满足如下条件：

其中j表示当前废热传输主管道的序号，L_i表示第j个废热传输主管道的长度，D_{红外温度检测单元i+1,j}表示第i+1个红外温度检测单元与第i个红外温度检测单元之间沿所述螺旋线的距离，D_{红外温度检测单元i,j}表示第i个红外温度检测单元与第i-1个红外温度检测单元之间沿所述螺旋线的距离，D_{红外温度检测单元i-1,j}表示第i-1个红外温度检测单元与第i-2个红外温度检测单元之间沿所述螺旋线的距离，D_{红外温度检测单元0,j}表示第j个废热传输主管道中第1个红外温度检测单元的位置并在该第j个废热传输主管道与所述炉灶内壁接口的位置设置该第1个红外温度检测单元的位置，而第2个红外温度检测单元与第1个红外温度检测单元之间沿所述螺旋线的距离设置为5cm的整数倍，例如5cm，10cm，15cm等；

从所述炉灶延伸出去的各个废热传输管道还包括多个废热传输子管道，这些子管道内不设置红外温度检测单元，所述多个废热传输子管道的起始位置均设置有所述红外温度检测单元，所述多个废热传输子管道的末端设置于在所述废热传输主管道朝向远离所述炉灶的延伸方向上的、倒数第二个所述红外温度检测单元所在位置处；对于各个所述废热传输主管道，起始并终止于该废热传输主管道的所述各个废热传输子管道的长度各不相同；所述废热传输子管道能够根据所述无线数据通信单元接收到的所述控制器的信号而致动的电磁阀的开启或关闭而被开启或关闭；

各个所述红外温度检测单元均包括被封装在该红外温度检测单元内的红外线温度传感器、气体流量传感器、电磁阀以及无线数据通信单元，所述红外线温度传感器检测其自身所在的废热传输主管道内的位置处以及沿废热传输主管道从炉灶延伸出去的方向上的下一个红外线温度传感器所在位置处之间的螺旋线中点处的温度数据，所述无线数据通信单元将与之封装在一起的红外线温度传感器检测到的温度信息发送给控制器，所述控制器通过所述无线数据通信单元接收各个所述红外温度检测单元检测到的温度数据，其中若某个作为废热传输子管道的起始位置处的电磁阀被开启时则与该电磁阀被一起封装的红外线温度传感器停止工作，直到该电磁阀被关闭为止；

各个所述废热传输管道的末端与其各自具有的废热传输主管道的末端相同，且均连接所述热交换单元中的同一个；

所述各个无线通信单元均具有不同的识别编码，以便于所述控制器能够单独地与上述各个无线通信单元进行数据通信。

8.根据权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，所述多个热交换单元包括四个分别属于不同级别的、彼此串联的热交换单元。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述废热智能转化设备进一步包括滤油装置和保温水箱，其中滤油装置的进口连接炉灶侧壁的所述废热传输主管道末端，滤油装置的出口连接一级热交换单元的第一进气口，所述一级热交换单元还包括自来水进口、一级热水出口和第一出气口，所述自来水进口将自来水通过隔热管道送入一级热交换单元，被送入的水通过所述一级热水出口流出，然后通过隔热管道送入到保温水箱，所述一级热交换单元的第一出气口连接二级热交换单元的第一进气口；所述二级热交换单元还包括二级热水进口、第一出气口和二级热水出口，所述二级热水进口通过隔热管道将保温水箱内的水引入二级热交换单元，并从所述二级热水出口流出，然后通过隔热管道送入到保温水箱，所述二级热交换单元的第一出气口连接三级热交换单元的第一进气口；所述三级热交换单元还包括第一出气口、三级热水进口和三级热水出口，所述三级热水进口通过隔热管道将保温水箱内的水引入三级热交换单元，被引入的水从所述三级热水出口流出，然后通过隔热管道送入到保温水箱，所述三级热交换单元的第一出气口连接四级热交换单元的第一进气口；所述四级热交换单元还包括尾气排放口、四级热水进口和四级热水出口，所述四级热水进口通过隔热管道将保温水箱内的水引入四级热交换单元，被引入的水从所述四级热水出口流出，然后通过隔热管道送入到保温水箱，从所述四级热交换单元的第一进气口进入的气体被通过所述尾气排放口排出，所述保温水箱提供作为洗浴用水使用。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述热交换单元为热泵。