文档介绍：新型炉灶节能系统设计
设计者:王立明,李晓玲,许桂林,黄丽娟,,周江毅
指导教师:何伟
(电子科技大学中山学院机电工程学院,中山市,528400)
【摘要】本作品通过在燃气灶灶头外安装盆形受热管的方法来吸收灶头向四周散发的热能,从而降低热能损失,提高热效率。这种根据火焰方式环绕的盆形绕管两端分别有一进水口和出水口,进水口接自来水,出水口接热水箱,管内的水不断替换流动吸热,使吸热更均匀,速度更快,带走的热量也更多,同时有效降低了因灶头周边温度升高而带来的不利影响。输出热水较稳定,热水可用于厨房餐具清洗等各种用途。节能热效率高,时间越长,节能效果越明显。
【关键词】:盆形绕管;流动吸热;热效率
联系人:王立明 TEL:********** Email: 514341246@
研制的背景及意义
为了了解厨房灶具的使用现状展开了实地调查,调查的范围主要包括家庭厨房、普通饭店、中式餐厅、食堂、酒店等场所。%,不使用节能灶具的大部分原因是价格偏高、不能满足中餐猛火的需求;普遍认为厨房的温度很高,让人不好受;86%的人认为厨房的热水很有必要,热水大部分用于清洗等用途。基于这些现象,结合本设计作品的可行性,我们设计了这套炉灶的节能系统。燃气灶节能的一个重要的指标就是热能的利用率即热效率,据调查家用燃气灶普遍存在热效率不高的现象,大约有40%~50%的燃气热能被浪费掉,不管是从节约能源的角度看,还是站在消费者利益的角度看,提高燃气灶对燃气热能的有效利用率,设计、生产高热效率的家用燃气灶,已成为燃气具行业发展的一个重要方向。燃气灶的热能主要有热交换、热辐射和传热三大损失,从目前所采用的技术改造来看,损失热能的很大一部分是不可避免的,况且在利用废热的同时也可考虑提高灶具的使用性能和热效率。综上可知,这种吸收损失热量用作其他用途的节能方式是存在较大利用空间的。
设计方案
结构设计
实验用环绕水管采用铜管,其特点是导热性好,熔点高,可以弯曲变形。考虑到二次空气的补给以及对火焰温度的影响,铜管弯曲呈盆形,通过计算盆形绕管的上顶面直径为214mm,下底面直径是150mm。将其放置在炉头与灶面的间隔中,底面用固定的两根不锈钢管支撑。盆形绕管上方有焊接的锅底支撑爪,为了便于弯曲形状,铜管的外径为14mm内径12mm,盆形绕管安装如图1所示。
使用绕管的目的,其一是为了冷水在流动的过程中吸热,让水流带走更多的热量,且让管内始终保持满水状态。其二是方便自来水压于管内。其三是受热更均匀,速度更快。铜管的进出水口都设在灶的后面,进水口接已连接水龙头的进水管,出水口接转接管其与常闭电磁阀管口接头连接,另一管口接头接出水管。ds18b20温度传感器探头安装在临近铜管的管口接头上面,系统整体布局图如图2所示。
图1 盆形绕管安装图
图2 整体布局图
控制系统设计
热水输出控制系统采用闭环方式,其主要包括STC89C52RC单片机处理控制模块、DS18B20温度检测模块、输入设定及输出显示模块,输出控制模块,控制系统模块框图如图3所示。
图3 控制系统模块框图
检测模块选择带有DS18B20温度传感器的水温探头,不锈钢封装可以防水,探头装在电磁阀管口输出接头的中间位置,电磁阀管口输出接头连接输出水管的一侧车出的孔径较大,这样便