一种餐饮油烟挥发性有机物净化系统的制作方法

本发明涉及餐饮油烟大气污染物控制与节能减排技术领域，特别涉及一种餐饮油烟挥发性有机物净化系统。

背景技术：

餐饮油烟是大气的重要污染源之一，餐饮油烟指烹调过程中食用油由于发生化学反应而产生的油烟雾，包含多种有毒化学成分，餐饮油烟是大气环境中pm的重要来源之一，其排放具有量大、面广、高度分散的特点，不仅增加了雾霾的产生，还会危害人体的健康，近来，包括北京市在内的多省市已经出台对餐饮油烟voc排放标准，控制其排放具有重要的意义。

目前油烟治理技术主要包括静电吸附、uv光解、碱液喷淋、活性炭吸附、和燃烧法。其中，静电吸附、uv光解、碱液喷淋技术对油烟voc的净化效率低下，无法达到voc排放标准；活性炭吸附技术存在吸附饱和的问题，运行维护成本高；燃烧技术对油烟voc的净化效果较好，但依然存在一些问题，如专利cn200710061664.9中采用部分油烟气进入燃气罩直接燃烧，部分油烟气分流回流后再进入燃气罩燃烧，由于进入燃气罩的油烟气有一定的比例限制，无法解决如下矛盾：全部收集烟气需要的增大风量与燃烧去除收集的油烟气速度不够间的矛盾；又如专利cn201910331750.x中采用部分油烟气进入燃气罩直接燃烧，部分油烟气做催化燃烧，该专利的问题是一方面催化剂的运行维护成本太高，一方面因摧化燃烧需要一定的停留时间所造成的催化燃烧室必须足够大，从而导致系统造价成本的提高；再如专利cn201711310721.2采用的蜂窝疏孔材料进行燃烧，其存在相同的问题，即需要足够的燃烧时间来保证对油烟气的燃烧效率，无法解决收集烟气速度(风量决定速度，速度决定停留时间)与燃烧时间的矛盾。

技术实现要素：

本发明提供一种一种餐饮油烟挥发性有机物净化系统，用以解决上述全部收集烟气需要的增大风量与燃烧去除收集的油烟气速度不够间的矛盾、维护成本太高、无法解决收集烟气速度与燃烧时间的矛盾等情况。

一种餐饮油烟挥发性有机物净化系统，用于灶头，其特征在于，包括：

油烟集气罩：用于收集室内灶台上的油烟、其内置油烟分离器，进行油烟分离和过滤；

第一循环风机：用于输送油烟，其进气口与所述油烟集气罩输出端相连；

voc净化器：包括活性炭吸附柱和加热器，其中，

所述活性炭吸附柱至少为3个，其在同一个周期内，可分别具有吸附、脱附、冷却功能，其具有吸附和冷却功能的所述活性炭吸附柱与所述第一循环风机的出气口连接,其中，所述具有吸附和冷却功能的所述活性炭吸附柱与所述第一循环风机的出气口连接还设置有流量控制阀，用于控制进入油烟流量；

第二循环风机：其进气口与具有脱附功能的所述活性炭吸附柱相连，其出气口与所述灶头的进气口相连，将所述voc净化器净化过的油烟废气燃烧；

智能控制器：用于控制所述油烟集气罩、所述第一循环风机、所述voc净化器和所述第二循环风机，与所述油烟集气罩、所述第一循环风机、所述voc净化器和所述第二循环风机电连接。

进一步地：所述油烟分离器分离滤网和油烟过滤组件，其中，

所述分离滤网用于过滤油烟中的颗粒物；

所述过滤组件用于油烟净化，导出油烟中的挥发性有机物。

进一步地：所述活性炭吸附柱至少为三个，包括：第一活性炭吸附柱、第二活性炭吸附柱和第三活性炭吸附柱，在同一个周期内所述第一活性炭吸附柱、第二活性炭吸附柱和第三活性炭吸附柱的初始功能不同，其中，

所述初始功能包括：吸附功能、脱附功能和冷却功能；

在同一个周期内：

所述第一活性炭吸附柱在油烟吸附饱和后；所述第一活性炭吸附柱对油烟进行热脱附；当脱附完成后，所述第一活性炭吸附柱进行冷却；当冷却完成后，所述第一活性炭吸附柱又开始进行油烟吸附；

所述第二活性炭吸附柱将油烟进行热脱附；当脱附完成后，所述第二活性炭吸附柱进行冷却；当冷却完成后，所述第二活性炭吸附柱开始对油烟进行吸附；当吸附饱和后，所述第二活性炭吸附柱又开始将油烟热脱附；

所述第三活性炭吸附柱将油烟进行冷却，在冷却完成后，所述第三活性炭吸附柱开始对油烟进行吸附，当吸附饱和后，所述第三活性炭吸附柱对油烟进行热脱附，当热脱附完成后，所述第三活性炭吸附柱又开始进行冷却。

进一步地：所述活性炭吸附柱切换执行以下步骤：

将所述活性炭吸附柱表面区域划分为n个子区域，并获取所述子区域，内油烟输入速率相关数据，以确定所述活性炭吸附柱饱和度折算系数；

其中，λ为所述活性炭吸附柱饱和度折算系数，s为总的所述子区域的总和，pi为第i个所述子区域的油烟输入速率，fi为再第i个所述子区域的油烟体积，i＝1、2、3……n；

所述活性炭吸附柱饱和度折算系数，实时获取所述活性炭吸附柱输入口的输入速率，从而获取实时油烟吸附饱和度；

其中，pft为第t时刻所述活性炭吸附柱上油烟吸附饱和度，sf为所述活性炭吸附柱可用区域，int为第t时刻所述活性炭吸附柱的油烟输入速率；

获取pft的实时数据，当pft为1时，所述活性炭吸附柱饱和度达到百分之百，执行切换步骤。

进一步地：所述加热器用于执行热脱附功能，其中，

所述加热器的进气口与当时作为冷却功能的活性炭吸附柱相连，出气口与当时作为脱附功能的活性炭吸附柱相连，用以实现热脱附功能。

进一步地：所述智能控制器包括：cpu处理器、电源管控模块、油烟集气罩控制模块、第一风机控制模块、voc控制模块、第二风机控制模块，所述cpu处理器与所述源管控模块、所述流量控制阀、所述油烟集气罩控制模块、所述第一风机控制模块、所述voc控制模块和所述第二风机控制模块电连接，其中，

所述电源管控模块用于控制电源，与电源总线电连接；

所述油烟集气罩控制模块用于控制烟集气罩的运行，并控制集气速率和挥发性有机物导出速率；

所述第一风机控制模块和所述第二风机控制模块用于控制所述第一循环风机和所述第二循环风机的运转速率和运转时间；

所述voc控制模块包括活性炭吸附柱控制单元和加热器控制单元，其中，

所述活性炭吸附柱控制单元用于控制所述活性炭吸附柱的切换和传出，导入速率；

所述加热器控制单元用于控制热流量导入具有脱脂功能的活性炭吸附柱的导入效率，进而控制脱脂效率；

所述cpu处理器还与所述流量控制阀电连接，控制油烟导入所述voc净化器的速率。

进一步地：所述油烟集气罩通过、所述第一循环风机、所述voc净化器和所述第二循环风机与电源总线电连接，其中，

所述油烟集气罩配置有第一电机、所述第一循环风机配置有第二电机、第二循环风机配置有第三电机、加热器配置有加热元件，所述第一电机、第二电机和第三电机分别配置有第一开关组、第二开关组和第三开关组，其中，

所述第一电机直接与电源连接，其中，第一电机与火线连接处设置有第一熔断器；

所述第二电机、第三电机和加热元件并联于电源，其中，

所述第二电机、第三电机和加热元件与火线连接处设置有第二熔断器；

所述第三电机与第二熔断器之间连有时间继电器；

所述加热元件输入端与第二熔断器输出端之间设置有第一控制开关和第三熔断器，所述加热元件输出端连接有数字变阻器，所述数字变阻器输出端连接有控制继电器，所述控制继电器输出端连接有第二控制开关。

进一步地：所述集气罩控制模块与所述第一开关组电连接；

所述第一风机控制模块与所述第二开关组电连接，所述第二风机控制模块与所述第三开关组和所述时间继电器电连接；

所述加热器控制单元与所述第一控制开关、所述数字变阻器、所述控制继电器和所述第二控制开关电连接。

有益效果在于：油烟气中的有害voc可以用廉价的活性炭进行在线吸附-脱附-再吸附循环，使得活性炭可以重复使用，在充分保证油烟气中的有害voc得以去除的同时，降低系统的运行维护费用；

油烟气中的有害voc的燃烧通过灶头内进行燃烧，不必再设燃烧室及燃烧助气，节省设备空间及运行费用；

该发明系统热脱附流量可控，可以将经过活性炭吸附柱浓缩了的油烟气中的有害voc脱附后，以合适的送风速度引入灶头内进行燃烧，实现100％油烟废气中的voc得以安全高效处理；

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明实施例的总处理流程的系统原理图；

图2为本发明实施例的一种实施结构图；

图3为本发明实施例的一种电机控制原理图；

图4为本发明实施例的一种系统控制原理图；

附图标记说明：

1为灶头，2为油烟集气罩，21为分离滤网，22为过滤组件，3为第一循环风机，4为voc净化器，41为第一活性炭吸附柱，42为第二活性炭吸附柱，43为第三活性炭吸附柱，5为加热器，6为第二循环风机，7为流量控制阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

作为本发明的一种实施例,如附图1总处理流程的系统原理图和附图2实施结构图所示：一种餐饮油烟挥发性有机物净化系统，用于灶头1，其特征在于，包括：油烟集气罩2，用于收集室内灶台上的油烟,其内置油烟分离器，进行油烟分离和过滤。第一循环风机3，用于输送油烟，其进气口与所述油烟集气罩2输出端相连；voc净化器4，包括活性炭吸附柱和加热器5，其中，所述活性炭吸附柱至少为3个，其在同一个周期内，可分别具有吸附、脱附、冷却功能，其具有吸附和冷却功能的所述活性炭吸附柱与所述第一循环风机2的出气口连接,其中，所述具有吸附和冷却功能的所述活性炭吸附柱与所述第一循环风机2的出气口连接还设置有流量控制阀7，用于控制进入油烟流量；

第二循环风机6，其进气口与具有脱附功能的所述活性炭吸附柱相连，其出气口与所述灶头1的进气口相连，将所述voc净化器4净化过的油烟废气燃烧；

智能控制器，用于控制所述油烟集气罩2、所述第一循环风机3、所述voc净化器4和所述第二循环风机6，与所述油烟集气罩2、所述第一循环风机3、所述voc净化器4和所述第二循环风机6电连接。

本发明通过油烟机气罩2吸收灶头1上的油烟，并进行分离，排除颗粒物，通过对收集的油烟气的分离、吸附步骤后，通过第一循环风机3将吸附后富集了的油烟气中的voc脱附。具体为通过流量控制阀5的控制油烟进入voc净化器中的速率，然后通过加热器进行脱附后的将富含voc气体作为燃气灶混合空气进入燃气灶进行燃烧处理，油烟中的voc成分经燃烧分解成水和二氧化碳，油烟废气从而得到了净化排放。

本发明的有益效果在于：

油烟气中的有害voc可以用廉价的活性炭进行在线吸附-脱附-再吸附循环，使得活性炭可以重复使用，在充分保证油烟气中的有害voc得以去除的同时，降低系统的运行维护费用；

油烟气中的有害voc的燃烧通过灶头内进行燃烧，不必再设燃烧室及燃烧助气，节省设备空间及运行费用；

该发明系统热脱附流量可控，可以将经过活性炭吸附柱浓缩了的油烟气中的有害voc脱附后，以合适的送风速度引入灶头内进行燃烧，实现100％油烟废气中的voc得以安全高效处理。

作为本发明的一种实施例：所述油烟分离器分离滤网21和油烟过滤组件22，其中，

所述分离滤网21用于过滤油烟中的颗粒物；

所述过滤组件22用于油烟净化，导出油烟中的挥发性有机物。

本发明的原理通过过滤网21进行油烟净化，排出颗粒物，然后通过过滤组件22把颗粒物排出并将油烟中的的挥发性有机物通过第一循环风机3输送到voc净化器4。

本实施例的有益效果在于：本发明通过前期的过滤过程，将油烟中的颗粒物排出，防止了颗粒物会影响后期的吸附、脱附和冷却过程。过滤出其他杂质，能够更好的进行挥发性有机物的处理。

作为本发明的一种实施例：所述活性炭吸附柱至少为三个，包括：第一活性炭吸附柱41、第二活性炭吸附柱42和第三活性炭吸附柱43，在同一个周期内所述第一活性炭吸附柱41、第二活性炭吸附柱42和第三活性炭吸附柱43的初始功能不同，其中，

所述初始功能包括：吸附功能、脱附功能和冷却功能；

在同一个周期内：

所述第一活性炭吸附柱41在油烟吸附饱和后；所述第一活性炭吸附柱41对油烟进行热脱附；当脱附完成后，所述第一活性炭吸附柱41进行冷却；当冷却完成后，所述第一活性炭吸附柱41又开始进行油烟吸附；

所述第二活性炭吸附柱42将油烟进行热脱附；当脱附完成后，所述第二活性炭吸附柱42进行冷却；当冷却完成后，所述第二活性炭吸附柱42开始对油烟进行吸附；当吸附饱和后，所述第二活性炭吸附柱42又开始将油烟热脱附；

所述第三活性炭吸附柱43将油烟进行冷却，在冷却完成后，所述第三活性炭吸附柱43开始对油烟进行吸附，当吸附饱和后，所述第三活性炭吸附柱41对油烟进行热脱附，当热脱附完成后，所述第三活性炭吸附柱41又开始进行冷却。

作为本发明的一种实施例：所述活性炭吸附柱切换执行以下步骤：将所述活性炭吸附柱表面区域划分为n个子区域，并获取所述子区域，内油烟输入速率相关数据，以确定所述活性炭吸附柱饱和度折算系数；

其中，λ为所述活性炭吸附柱饱和度折算系数，s为总的所述子区域的总和，pi为第i个所述子区域的油烟输入速率，fi为再第i个所述子区域的油烟体积，i＝1、2、3……n；

所述活性炭吸附柱饱和度折算系数，实时获取所述活性炭吸附柱输入口的输入速率，从而获取实时油烟吸附饱和度；

其中，pft为第t时刻所述活性炭吸附柱上油烟吸附饱和度，sf为所述活性炭吸附柱可用区域，int为第t时刻所述活性炭吸附柱的油烟输入速率；

获取pft的实时数据，当pft为1时，所述活性炭吸附柱饱和度达到百分之百，执行切换步骤。

本发明的有益效果在于：利用上述技术可以根据活性炭吸附柱的饱和度自动执行切换为另一功能活性炭吸附柱的步骤。可以实时监测活性炭吸附住饱和度。

本实施例遵从了一种循环脱附、吸附和冷却的过程，通第一活性炭吸附柱41、第二活性炭吸附柱42和第三活性炭吸附柱43三种活性炭吸附柱进行不间断的循环，使得挥发性有机物能够在吸附、冷却和脱附的过程中进行有效去除有害挥发性有机物。

本实施例的有益效果在于：可以把挥发性有机物在循环过程中去除，整个循环过程能有有效的降低系统运行的维护费用，整个循环过程页能够增加去除有害挥发性有机物的的效率。

作为本发明的一种实施例：所述加热器5用于执行热脱附功能，其中，

所述加热器5的进气口与当时作为冷却功能的活性炭吸附柱相连，出气口与当时作为脱附功能的活性炭吸附柱相连，用以实现热脱附功能。

本加热器5通过加热脱附的原理，通过控制热流量进入脱附活性炭吸附柱的速率，用以进行挥发性有机物的脱附处理。

本实施例的有益效果在于：通过加热器5进行调节热流量的通入效率，实现脱附过程中的效率控制，时间控制。

作为本发明的一种实施例，如附图4所示的本发明的一种模块控制图：所述智能控制器包括cpu处理器、电源管控模块、油烟集气罩控制模块、第一风机控制模块、voc控制模块、第二风机控制模块，所述cpu处理器与所述源管控模块、所述流量控制阀(7)、所述油烟集气罩控制模块、所述第一风机控制模块、所述voc控制模块和所述第二风机控制模块电连接，其中，

所述电源管控模块用于控制电源，与电源总线电连接；

所述油烟集气罩控制模块用于控制所述油烟集气罩2的运行，并控制集气速率和挥发性有机物导出速率；

所述第一风机控制模块和所述第二风机控制模块用于控制所述第一循环风机3和所述第二循环风机6的运转速率和运转时间；

所述voc控制模块包括活性炭吸附柱控制单元和加热器控制单元，其中，

所述活性炭吸附柱控制单元用于控制所述活性炭吸附柱的切换和传出，导入速率；

所述加热器控制单元用于控制热流量导入具有脱脂功能的活性炭吸附柱的导入效率，进而控制脱脂效率；

所述cpu处理器还与所述流量控制阀电连接，控制油烟导入所述voc净化器4的速率。

本发明通过智能控制器进行全局处理整个净化过程，由电源总线控制电源输出，再由控制模块对运行过程中的各个模块控制电机的运转速率和加热器的脱附净化速率，由cpu处理整个净化过程中电机的启动和速率控制，热流量控制和导入速率，最后进行导入灶头。

本实施例的有益效果在于：本发明通过cpu进行模块控制，数据处理和各个部位电机运转速率、活性炭吸附柱的转换速率和油烟的通入速率，能够保证各个部位运转速率和转换速率的准确性。

作为本发明的一种实施例，如附图3所示的一种电机原理控制图：所述油烟集气罩2、所述第一循环风机3、所述voc净化器4和所述第二循环风机6与电源总线电连接，其中，

所述油烟集气罩配置有第一电机m1、所述第一循环风机配置有第二电机m2、第二循环风机配置有第三电机m3、加热器配置有加热元件a，其中，

所述第一电机m1直接与电源连接，其中，第一电机m1与火线连接处设置有第一熔断器fu1；

所述第二电机m2、第三电机m3和加热元件a并联于电源，其中，

所述第二电机m2、第三电机m3和加热元件a与火线连接处设置有第二熔断器fu2；

所述第三电机m3与第二熔断器fu2之间连有时间继电器km1；

所述加热元件a输入端与第二熔断器fu2输出端之间设置有第一控制开关k1和第三熔断器fu3，所述加热元件a输出端连接有数字变阻器rs，所述数字变阻器rs输出端连接有控制继电器km2，所述控制继电器km2输出端连接有第二控制开关k2。

本实施例通过电机、继电器、开关的控制进而实现本发明的各个部位的合理性运行，第一电机m1控制油烟机气罩2的油烟进气速率、第二电机m2控制第一循环风挥发性有机物的吸入和排除速率、第三电机m3控制第三循环风机脱附后的挥发性有机物吸入和排除速率，加热元件a和数字变阻器rs控制热脱附过程中的热流量通入速率，进而控制脱附速率。

本实施例的有益效果在于：本发明通过电机控制实现了电机启停和速率的标准控制，符合安全控制程，而且对于电机的控制符合电机控制标准。

作为本发明的一种实施例：

所述第一电机(m1)、第二电机(m2)和第三电机(m3)分别配置有第一开关组(ks1)、第二开关组(ks2)和第三开关组(ks3)；

所述集气罩控制模块与所述第一开关组ks1电连接；

所述第一风机控制模块与所述第二开关组ks2电连接，所述第二风机控制模块与所述第三开关组ks3和所述时间继电km1电连接；

所述加热器控制单元与所述第一控制开关k1、所述数字变阻器rs、所述控制继电器km2和所述第二控制开关k2电连接。

本实施例的控制原理是通过，智能处理控制器控制电路中各个继电器和开关的通断，与控制继电器km2和数字变阻器rs参数的变化。进而实现各个部件的启动和停止的精确控制，实现成本的精确控制，减少投入。

本实施例的有益效果在于：通过本发明中的时间继电器km1可以设置时间参数，控制第二循环风机6在第一循环风机3启动后在进行以节约电能；通过数字变阻器rs和控制继电器km2能够通过电阻的变化以控制热流量变化，进而控制脱附效率，节约了能源。

本实施例的有益效果在于：本实施例通过智能控制对于继电器和数字变阻器rs、开关的数字控制，实现了成本的精确控制，降低了成本的投入，使得整个过程中除了循环实现过活性炭吸附柱浓缩了的油烟气中的有害voc脱附后，以合适的送风速度引入灶头内进行燃烧，实现100％油烟废气中的voc得以安全高效处理。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。