CN103822328B - 节能排气控制和自动切断系统 - Google Patents

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Abstract

一种能量有效通风系统，包括通风风扇、管道网路、系统控制器和多个通风点，每个通风点包括挡板、差压传感器、通风点控制器和烟气检测器。当通风点不需要通风时，向系统控制器发送信号以减少通风风扇速度，借此仅使用向需要通风的通风点提供服务所需的能量那么多的能量。用于每个通风点的烟气检测器、挡板、以及差压传感器被用于确定通风点处是否需要通风以及相应地控制通风点。

Description

节能排气控制和自动切断系统
相关申请
本非临时专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求享有于2012年11月2日提交的、题为“ENERGY SAVING-EXHAUST CONTROL AND AUTO SHUT OFF SYSTEM”的美国临时专利申请序列No.61/721,899的优先权，其全文通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及HVAC和设备排气通风控制的领域以及节能通风方法。更具体地，本发明涉及通过仅维持对于排气通风需求所必需的恒定的流速并且在适当的时候的自动关闭设备来减少由HVAC和设备排气通风控制系统所使用的能量。
背景技术
通风是更换空间内空气的过程。更换空气的过程既包括从空间内去除空气，也包括更换从空间中去除的空气。在大多数住宅和工业环境中，空气的去除和更换由机械装置实行。大多数情况下，该机械装置包括加热、通风和空气调节(HVAC)单元。该HVAC单元通过使用风扇的强制通气系统来向空间供应空气。许多工业系统通过使用排气系统从空间去除空气，该排气系统去除空气但是不使之再循环，因为去除的空气被假定包含不健康的或有毒的烟气。因此，与向空间供应空气的风扇系统分离开的第二风扇系统被用来排出空气。因为工业作业空间可能包含在该空间内的空气中产生不健康的或有毒的烟气的设备，排气系统往往过度设计以利于从工业作业空间中快速去除有害空气。通风系统的过度设计可以包括提供比所需要的更大直径的管道以及更大的风扇，以从该作业空间抽出过度设计的空气量。排气系统的过度设计通常也意味着还使用对应的过设计的空气供应和排气系统。超过设计单独而言是低效的并且浪费能量。此外，当烟气产生设备未被操作或者需要比过度设计的通风系统所提供的通风更少的通风时，通风系统更是低效并且浪费能量。目前的能量效率技术聚焦于产生热量的回收，而不是增加通风过程的效率。在一些应用中，一个通风系统被若干件烟气产生设备所共享，并且每个设备通风排气点的流速未被适当地控制，以及在调整期间相互影响。此外，设备越接近于通风系统的核心，遭受越大的吸力。
发明内容
本要求保护的发明通过响应于在一个或多个排气通风点检测到对于排气通风的需求的下降而减少用户排气通风所使用的能量，解决了现有技术的通风系统效率低下的问题。作业空间包含烟气产生设备和用以去除由该设备产生的烟气的排气通风点。当该设备没有工作时，排气通风点中的通风挡板闭合，并且由排气风扇所产生的通风力减少，借此节省能量并且减少对于由于减少的加载HVAC系统的维护。此外，通风挡板能够与和设备相关联的打开/关闭(ON/OFF)开关实现联锁，从而在设备被打开(ON)时通风挡板打开，在设备被关闭(OFF)时通风挡板闭合。差压传感器检测跨通风挡板的空气流量并且将流速数据反馈至控制单元以便通过开关调整的挡板位置，以实现期望的流速要求。如果在一件设备被打开(ON)时未检测到通风，则可以安全动作。安全动作包括将设备强制至关闭(OFF)状态、发出报警、或者本文描述的其他补救动作。
在第一方面，在排气通风系统上实施增加排气通风系统的效率的方法，所述排气通风系统包括在排气通风管道中产生通风力的排气通风风扇、排气通风系统控制器、以及耦合至所述排气通风管道的多个排气通风点。每个排气通风点具有排气通风负载、可控制的挡板、差压传感器、可操作地耦合至由所述排气通风点进行通风的一件设备的设备ON/OFF开关、以及耦合至所述可控制的挡板、所述差压传感器和所述ON/OFF开关的排气通风点控制器。所述方法包括响应于检测到至少一个排气通风点的排气通风负载中的减少，通过所述排气通风系统控制器减少由所述排气通风风扇所产生的排气通风力。检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少包括检测到至少一个排气通风点的所述可控制挡板已经闭合。在一些实施例中，检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少包括检测到至少一个排气通风点的跨可控制挡板的差压传感器指示所述可控制挡板已经闭合。检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少可以可替换地包括检测到由至少一个排气通风点进行通风的该件设备的ON/OFF开关已经改变至OFF位置。在这样的实施例中，该方法可以进一步包括在检测到所述ON/OFF开关已经改变至OFF位置之后，延迟减少所述排气通风力持续预定时间段。优选地，所述至少一个排气通风点进一步包括耦合至排气通风点控制器的烟气检测器，并且检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少进一步包括确定由所述烟气检测器所检测的烟气在预定阈值以下。在一些实施例中，检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少进一步包括确定由所述烟气检测器所检测到的烟气已经维持在预定阈值以下持续第一预定时间段。检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少可以进一步包括在所述设备被调度为非运行的时间窗期间，所述排气通风点控制器确定由所述烟气检测器所检测到的烟气已经维持在预定阈值以下持续第二预定时间段，所述第二预定时间段短于所述第一预定时间段。
在第二方面，使用处理器可执行指令对非暂时性计算机可读介质进行编程，所述处理器可执行指令在被执行时实施上述方法的其中任一。
在第三方面，一种用于增加区域内的排气通风系统的效率的系统包括排气通风系统控制器，以及耦合至管道网路的系统并且耦合至排气通风系统控制器的排气通风风扇。所述排气通风风扇在所述管道作业系统中产生排气通风力。所述系统还包括耦合至管道作业系统的多个排气通风点。每个排气通风点具有用于一件设备的排气通风负载，每件设备具有ON/OFF开关，以及每个排气通风点进一步包括排气通风点控制器，所述排气通风点控制器通信地耦合至排气通风系统控制器并且耦合至由所述排气通风点所通风的该件设备的ON/OFF开关。每个排气通风点还具有挡板，所述挡板耦合至所述管道网路的系统并且耦合至所述排气通风点控制器、以及耦合至所述排气通风点控制器的差压传感器。所述排气通风系统控制器被配置为响应于检测到用于至少一个所述多个排气通风点的排气通风负载的减少，减少由所述排气通风风扇所产生的排气通风力。在优选实施例中，检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少包括检测到所述至少一个排气通风的所述可控制挡板已经闭合。在一些实施例中，检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少包括检测到用于由至少一个排气通风点进行通风的该件设备的ON/OFF开关已经被改变至OFF位置。在这样的实施例中，优选地，所述排气通风点控制器进一步被配置为在检测到所述ON/OFF开关已经改变至OFF位置之后，将所述排气通风力的减少延迟一段预定的时间段。同样优选地，排气通风点的挡板在所述预定时间段到期之后闭合。在进一步优选的实施例中，每个排气通风点进一步包括耦合至所述排气通风点控制器的烟气检测器，所述控制器被配置为检测所述至少一个排气通风点的排气通风负载的减少，并且所述控制器进一步被配置为确定由所述烟气检测器所检测到的烟气在预定阈值以下。在一些实施例中，所述排气通风点控制器进一步被配置为确定由所述烟气检测器所检测到的烟气已经维持在预定阈值以下持续第一预定时间段。在这样的实施例中，优选地，所述排气通风点控制器进一步被配置为确定在所述设备被调度为诸如周末、假期和夜晚的非运行的时间窗期间，由所述烟气检测器所检测到的烟气已经维持在预定阈值以下持续第二预定时间段，所述第二预定时间段短于所述第一预定时间段。在一些实施例中，所述排气通风系统控制器包括多个排气通风点控制器。在另一个优选的实施例中，每个排气通风点进一步包括耦合至所述排气通风点控制器的报警器，并且所述排气通风控制器被配置为在所述排气通风控制器检测到报警条件时激活所述报警器。在一些实施例中，所述报警条件包括以下之一：当由所述差压传感器所检测到的空气流量处于预定空气流量阈值以下时所述烟气检测器检测到烟气在预定烟气阈值以上；检测到所述挡板处于打开并且所述空气流量处于预定空气流量阈值以下；以及所述设备ON/OFF状态处于ON状态并且所述空气流量处于预定空气流量阈值以下。
附图说明
图1图示根据一些实施例的排气通风点的元件。
图2图示根据一些实施例的包括多个排气通风点的排气通风系统。
图3图示根据一些实施例的排气通风控制器系统。
图4图示根据一些实施例的排气通风系统的排气通风系统控制器。
图5图示根据一些实施例的对排气通风系统进行初始负载平衡的方法的步骤。
图6图示根据一些实施例的通过减少排气通风系统的负载来节能的方法的步骤。
图7图示根据一些实施例的通过排气通风控制系统对烟气的不期望的检测进行响应的方法的步骤。
图8图示根据一些实施例的对排气通风点中的排气通风力的不期望的损耗进行响应的方法的步骤。
具体实施方式
在下文的附图的详细描述中，所描述的实施例旨在说明当前要求保护的发明的特征。类似的标记指代类似或相同的元件。已经关于以磅每平方英寸(PSI)为单位的压力、结合差压传感器和可控制挡板来描述空气流量速率特性。本领域技术人员将能认识到空气流量特性也可以关于立方英尺每分钟(CFM)结合空气流量计来描述以实施所要求保护的发明。
图1图示根据一些实施例的排气通风点100的元件。一件设备110包括ON/OFF开关115，其耦合至排气通风点控制器300。排气通风点100包括耦合至下部排气通风管道141的排气通风入口点145。烟气检测器120机械地和流体地耦合至下部排气通风管道141，并且进一步通信地耦合至排气通风点控制器300。本领域技术人员将认识到烟气检测器120可以可替换地耦合至上部排气通风管道142或耦合至可控制挡板135之内。烟气检测器120可以针对该件设备110将产生的烟气150的类型进行选择。如果没有一个检测器120能够检测到由该件设备110的工作所生产的烟气种类，则多个检测器120可以与适当的逻辑进行组合以向排气通风点控制器300提供适当的信号以产生对于在设备110处产生的烟气类型适当的或需要的报警。一个或多个报警器160可操作地耦合至排气通风点控制器300。可控制挡板135耦合下部排气通风管道141和上部排气通风管道142。可控制挡板135还通信地耦合至排气通风点控制器300。如在下文的图3中所描述的，排气通风点控制器300被配置为控制挡板电机的ON/OFF开关顺时针或逆时针的转动方向并且以便控制挡板135的位置。差压传感器125包括第一压力感测点130A和第二压力感测点130B。第一压力感测点130A耦合至上部排气通风管道142的外部(或者可替换地至下部排气通风管道141的外部)并且第二压力感测点130B耦合至下部排气通风管道141的外部。在该示例性实施例中，测量下部排气通风管道141的内部和外部之间的差压以计算流速。差压传感器125进一步通信地耦合至排气通风点控制器300。
图2图示了根据一些实施例的包括多个排气通风点100-1至100-N的排气通风系统200。在图2中，为简单起见，将排气通风点100-1至100-N中的任意一个称作100-X。每个排气通风点100-X与图1的排气通风点100实质上相同，除了可能对于被通风的设备100-X所必需的任何专用的烟气检测器类型120-X以及由特殊的排气通风点的通风需求所确定的管道网路的大小和差压传感器范围。排气通风系统200包括排气通风点100-1至100-N，其耦合至管道网路240、排气通风系统空气流量传感器230、具有排气通风风扇速度控制线路220和风扇速度传感器线路260的排气通风风扇210、一个或多个报警装置250和如下文在图4中描述的排气通风系统控制器400的系统。
图3图示了根据一些实施例的用于控制排气通风点100的排气通风点控制器300。排气通风点控制器300被配置为监测和控制单个排气通风点100，如上文在图1中所描述的。排气通风点控制器300包括控制器310、内存320、存储装置330、用户接口I/O子系统340、通信接口350、其他I/O360、和扩展I/O370，均耦合至系统总线380。控制器310可以是微处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、通用目的处理器、微型计算机等。内存320是如本领域已知的读/写存储器，包括静态RAM、动态RAM、闪存或高速缓冲存储器。存储装置330包括大容量存储装置，优选地为诸如硬盘、闪存、读/写CD-ROM、或电池支持的RAM的非易失性存储装置。程序和数据通常将被存储在存储装置330中并且被加载到内存320中用于执行。用户接口I/O子系统340可以包括与诸如键盘和计算机监视器、触摸屏、终端、或其它用户接口I/O子系统的用户接口设备。通信接口350可以包括诸如RS232、RS485、以太网、I2C、时钟串行I/O、或USB协议的任何常规通信协议。扩展I/O370包括数字和模拟输入和输出。模拟输出包括用以控制挡板135的位置的模拟输出。模拟输入包括用以检测差压传感器的高(HIGH)和低(LOW)传感器和用以检测烟气检测器120的输出的输入。数字输出包括设备ON/OFF开关位置控制、设备ON/OFF开关位置锁定、以及报警ON/OFF信号。数字输入包括设备ON/OFF开关位置传感器。本领域技术人员将认识到诸如通过经由通信接口350传送消息的用于主张和监测控制的其他装置在本公开的范围内是可能的。操作排气通风控制器300的方法在下文中的方法流程图中描述。
图4图示了根据一些实施例的排气通风系统200的排气通风系统控制器400。排气通风系统控制器400包括与以上的排气通风点控制器300实质上相同的子系统，除了扩展I/O470的映射、通信接口350的用法、以及其他I/O360。扩展I/O470包括用以控制排气通风风扇210的电机的速度的模拟输出以及用以检测排气通风风扇电机的速度的模拟输入。模拟输入进一步包括来自用于检测排气通风管道网路240中的空气流量的空气流量传感器的输入的信号。排气风扇速度可以可选地经由其他I/O360之内的计时器/计数器中断而被读取。数字输出包括用于系统范围报警的报警输出。排气通风系统控制器400能够经由支持以上在图3中描述的相同类型的通信的通信接口350与排气通风点控制器通信。
图5图示对包括两个排气通风点100-1和100-2的示例性排气通风系统进行初始负载平衡的方法500的步骤。每个排气通风点100-X被设计用于由特定的一件设备110-X所生成的特定的排气通风负载。参考图2、3和5，方法500开始于步骤510，将每个排气通风点100-1和100-2的规范编程到排气通风系统控制器400中。可替换地，可以将用于每个排气通风点100-1和100-2的规范分别编程到排气通风点控制器300-1和300-2中，并且在需要时传送至排气通风系统控制器400。规范至少包括在挡板135-X打开时从差压传感器125-X读取的设置点PSI。进一步的规范可以包括设计的CFM、将挡板135位置与差压传感器125-X的PSI读数相关联的校准表、以及诸如排气通风点100-X所位于的建筑物中的位置、烟气检测器120-X的类型、报警器160-X的类型等等的元数据。具体地，至少在挡板135-X完全打开时的差压传感器125-X的设置点PSI读数被存储。用于每个排气通风点100-X的规范通常将根据每个排气通风点100-X的排气通风需求而改变，该排气通风需求诸如排气通风流速、排气通风烟气类型、产生需要通风的烟气的设备类型和容量、其他烟气产生设备的邻近度、对空气流量的障碍等诸如此类的。
在步骤520，挡板135-1打开并且挡板135-2关闭。在步骤530，排气通风系统风扇210被打开并且它的风扇速度增加直至差压传感器125-1达到它的设置点PSI。在步骤540，挡板135-2打开。通过如此，排气通风系统负载得以增加。因此，在步骤540，风扇速度增加直至差压传感器125-2达到它的设置点PSI。在步骤550，通过伺服算法微调风扇210的速度以及挡板位置135-1和135-2，直至挡板位置135-1和135-2以及它们相关联的差压传感器读数125-1和125-2在它们各自的设置点PSI处稳定。调谐操作将在下文的标题“系统微调/伺服控制”中进行更详细的描述。在步骤560，排气通风系统控制器400存储风扇210速度、差压传感器读数125-1和125-2。在步骤560之后，该方法结束。
图6图示根据一些实施例的通过减少排气通风系统200的排气通风负载来节省能量的方法600的步骤。这一方法再次使用假定的包括两个排气通风点100-1和100-2的系统的示例。将参考关闭在排气通风点100-1处的设备来描述节能。参考图1、2和6，在步骤610，设备110-1关闭。在步骤620，执行疏散设备110-1处的任何剩余烟气的可选步骤。疏散设备110-1处的任何剩余烟气可以包括继续操作排气通风点100-1预定的时间段。可替换地，可以操作排气通风点100-1直至烟气检测器120-1不再检测到烟气。在步骤630，关闭挡板135-1。在步骤640，降低排气通风风扇210的速度，直至达到用于差压传感器125-2的设置点PSI。可选地，在步骤650，可以锁定用于设备110-1的ON/OFF开关115-1，直至挡板135-1重新打开。通过在排气通风点100-1处不需要通风时减少排气通风风扇210的速度而节省了能量。
图7图示根据一些实施例的通过排气通风控制系统200对烟气的不期望的检测进行响应的方法700的步骤。该方法可以在排气通风系统控制器400、或者排气通风点控制器300上操作。排气通风点控制器300能够本地地发出报警，并且附加地或可替换地，能够向用于系统范围的报警处理的排气通风系统控制器400发送报警消息。当烟气检测器120不期望地检测到烟气时，诸如当设备110没有运转并且从而挡板135已经闭合时，该方法产生至报警器160的报警信号。在步骤710，排气通风点100的操作状态是设备110关闭、挡板135闭合、并且检测器120不期望地检测到烟气。在步骤720，设备ON/OFF开关115被锁在OFF位置。在步骤730，挡板被打开。在步骤740，产生至报警器160的报警信号。如上文所述，报警信号可以进一步包括向用于系统范围的报警处理的排气通风系统控制器400发送报警消息。在步骤750，在挡板135已经打开之后，增加排气通风风扇210的速度直至差压传感器125读取用于该排气通风点100的PSI设置点。在图5的建立和平衡方法期间，关于挡板135被打开而存储PSI设置点。在步骤760，可选地，可以将设备ON/OFF开关115维持锁定在OFF位置直至服务人员手动地重置开关115。
图8图示对排气通风点100中的排气通风力的不期望的损耗进行响应的方法800的步骤。在步骤810，设备110处在打开状态，挡板135打开，但是差压传感器125在排气通风点100中未检测到通风真空。在这一情形下，人员处于危险之中，因为来自运转的设备110的烟气可能积聚并且未被疏散通过排气通风点100。在步骤820，排气通风点控制器300通过将设备ON/OFF开关115切换到OFF位置而关闭设备110。控制器300的切换逻辑可以与ON/OFF开关115顺序地实施，以控制运转的设备110的操作。可替换地，ON/OFF开关115可以由控制器300中的覆盖ON/OFF开关115的手动操作的逻辑控制。在步骤830，通过排气通风点控制器300产生至报警器160的适当的报警信号。此外，排气通风点控制器300能够向用于系统范围处理的排气通风系统控制器400发送报警消息。在步骤860，设备ON/OFF开关115可以由控制器300锁定在OFF位置，直至服务人员手动地重置ON/OFF开关115。
以上的方法步骤仅是说明性的并非旨在于限制。可以添加一些步骤，可以删除一些步骤，并且步骤可以以其他顺序来执行。
系统微调/伺服控制
本文所公开的排气通风的系统和方法在本质上是动态的。排气通风风扇210向互连多个排气通风点的管道网路的系统提供真空吸力。例如，参考图1和图2，排气通风点100中的挡板135响应于设备的ON/OFF开关115打开而打开。当挡板打开时，跨过打开的挡板135的空气流量将增加，并且如在排气通风系统空气流量传感器230处所测量的、管道网路中的真空水平将降低。因此，为了维持管道网路内的在挡板135打开之前所存在的真空水平，必须增加排气通风风扇210电机的速度直至由空气流量传感器230所测量的真空水平恢复到先前的水平。
但是，将管道网路中的真空水平恢复到它先前的水平可能不足以确保在每个排气通风点100处所测量的空气流量工作在其设置点PSI。可能需要轻微地单独调整每个挡板135，直至在每个排气通风点100处所测量的空气流量实质地工作在其设置点PSI，并且管道网路中的空气流量传感器230也实质上在其真空设置点测量。为了实现对排气通风系统的这一动态调整，排气通风系统控制器400监测由空气流量传感器230所测量的管道网路中的真空水平，并且每个排气通风点控制器300监测在每个排气通风点100处的空气流量。排气通风点控制器300根据由差压传感器125提供的压力差值和管道141和/或142的尺寸的函数来确定空气流量速率，因为该流量速率依赖于管道尺寸而改变。
排气通风系统控制器400接收来自多个排气通风点控制器300的如下消息，该消息针对每个排气通风点100指示在该排气通风点100处的空气流量速率、烟气水平检测和ON/OFF开关状态。排气通风系统控制器400然后使用诸如伺服算法的微调算法产生至多个排气通风点控制器300中的一些或全部的响应消息。至排气通风点控制器300的响应消息用于调整挡板135的位置以影响空气流量的变化的指示。用于调整挡板位置的指示可以包括挡板位置无需调整的指示。伺服算法可以是现在已知或以后开发的任何伺服算法，诸如本领域中已知的比例、积分、微分增益(PID)算法。在操作中，整体的排气通风系统空气流量、以及在每个排气通风点处的空气流量由诸如伺服算法的闭环反馈技术控制。本领域技术人员将认识到每个排气通风点控制器300可以可替换地伺服它所控制的挡板以实现用于该排气通风点的设置点PSI。
烟气检测
烟气检测可以包括诸如可能包含金属的焊接或钎焊烟气的检测过程副产品，诸如二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、氟化氢(HF)、一氧化氮(NO)和臭氧(O2)的微粒和气体。烟气检测还可以包括检测诸如一氧化碳(CO)、汽油和柴油燃料的汽车相关的烟气。其他燃料烟气检测包括甲烷、丙烷和天然气检测。烟气检测还可以包括诸如氯气、硫化氢、氢和甲醛的化学物质。
通风力中的节能减少
通风可以仅包括排气通风，或者包括通风用空气的供应和通风空气的排出二者。一些通风系统设计有使用驱动供气风扇和对应的排气风扇二者的共用电机。当前要求保护的发明设想响应于用于排气通风的需要的减少而减少排气通风力。在使用单个电机驱动供气风扇和排气风扇二者的系统中，排气风扇通风力的减小可以固有地减少通风供应空气。通风系统可以包括它自己的电机控制使得单个模拟信号可以被用于命令排气风扇电机的驱动器。可替换地，可以向通风系统传送对应于驱动力、CFM需求、或者影响排气风扇驱动力的其他电机或通风度量的数字值。在没有内置电机控制逻辑的系统中，通过控制供应到排气风扇驱动电机的电压和/或电流强度可以减小排气通风力。当前要求保护的发明设想将本文所公开的教导集成到完整的通风系统中。此外，当前要求保护的发明可以集成到现有的通风系统中。
检测通风需要的下降
当前要求保护的发明通过减少由于过量通风、特别是对非运转的设备和工作站(统称为“设备”)进行通风，而由通风系统所消耗的能量而节省能量。通过监测一件设备的ON/OFF开关并且通过检测到设备处待通风的烟气不存在而检测到非运转。通过监测安装在设备的排气通风点中的适当的烟气检测器而实现烟气不存在的检测。还可以将一件特定的设备的诸如在夜班或周末期间调度非运转的非运转编程到排气通风系统控制器或者用于该件设备的排气通风点控制器中。这样的非运转可以针对整个设施、针对单个排气通风点、或者多个排气通风点进行调度。可以通过在预定时间段没有在该设备处检测到烟气而推断出非运转。针对与设备相关联的作业类型视情况选择预定时间段。可以在预期设备将处在诸如深夜或周末的非高峰时间期间非运转状态，缩短预定时间段。当检测到非运转时，排气通风点中的挡板闭合并且针对空气流量能够监测跨挡板的差压传感器。当通过监测ON/OFF开关而检测到设备的非运转，优选地延迟挡板的闭合以确保没有残存需要被通风的潜在烟气。该延迟可以是预定时间段或者该延迟可以持续直至检测到的烟气下降至低于被通风系统的设计者视为安全的预定阈值。还可以在设备被关闭之后，例如在ON/OFF开关被关闭时，实施附加延迟。该附加延迟可以独立于烟气检测而实施，诸如从设备中去除热量。在示例性应用中，可以在闭合挡板之前实施一小时的附加延迟。一旦挡板被闭合，通风点控制器向通风系统控制器发送适当的信号，以降低由排气风扇产生的排气通风力。此外，可以在设备ON/OFF开关上使锁定信号有效，以保持设备处于OFF状态直至挡板重新打开。
报警条件
排气通风点包括由排气通风点控制器监测的跨挡板的差压传感器。如果挡板打开，并且差压传感器检测无空气流量通过挡板，则排气通风点控制器产生报警。如果设备的开关处于ON位置并且挡板还没有打开，则可以产生报警。如果设备开关为ON并且挡板闭合，并且烟气被检测到处于阈值以上，则产生报警。如果设备开关为OFF并且挡板闭合，并且烟气被检测到处于阈值以上，则挡板被打开。上述报警条件是说明性的而不是旨在限制。拥有本公开的本领域的技术人员可以领悟到可以产生的更多的报警条件。这些报警条件的任一个可以额外保持有效直至人员手动地重置报警状态。
系统架构
已经就使用在每个排气通风点处的控制器以及这样的控制器通信地耦合至排气通风系统控制器的方面描述了上述特征。架构本质上是通过通信网络所耦合的主从分布式架构。还可以预想，这样的系统可以跨多个物理位置或建筑物而分布并且链接到跨网络的诸如因特网的单个系统中。本领域技术人员将认识到，可以针对“地带”配置中的多个排气通风点按物理位置分配控制器。可替换地，可以基于使用的设备的性质、检测的烟气类型、或所需通风量，针对多个排气通风点分配控制器。也可以可替换地将排气通风点控制器全部实施在单个中央控制器中，或者它们的组合。在又一配置中，还可以将通风点控制器和排气通风系统控制器的任一个或全部实施在使用基础设施作为服务、使用软件作为服务、以及使用网络作为服务的云计算环境中，为系统监控和管理提供远程位置。
在操作中，增加排气通风系统的能量效率的方法包括单独地控制和监测由从排气通风风扇接收排气通风力的共同的管道网路进行互连的多个排气通风点。每个排气通风点对于具有可以监测的和可控制的ON/OFF开关的一件设备提供排气通风。当该设备未被使用时，排气通风点可以关闭，借此减少排气通风系统的负载。响应于关闭排气通风点，排气通风系统风扇可以在速度上降低，从而节省能源。用于自动切断一个或多个排气通风控制点的算法可以进一步加强节能。例如，如果特定的排气通风点在预定时间段未检测到烟气，则排气通风点可以被关闭。此外，在已知设施未工作、或者很小的组件在工作的时间期间，特定的排气通风点可以被编程以切断以及将它们相关联的设备锁定在OFF位置，以保证人员安全。
本领域技术人员将非常清楚可以在不偏离所附权利要求所限定的本发明的范围的精神的前提下对实施例进行其他修改。

Claims (20)

1.一种增加排气通风系统的效率的方法，所述排气通风系统包括在排气通风系统管道中产生通风力的排气通风风扇、排气通风系统控制器、以及耦合至所述排气通风系统管道的多个排气通风点；每个排气通风点具有：排气通风负载，可控制的挡板，被耦合到所述可控制的挡板和所述排气通风系统管道的排气通风点管道网路，差压传感器，具有设备ON/OFF开关且产生烟气并且由所述排气通风点管道网路进行通风的一件设备，被耦合到所述排气通风系统管道的系统空气流量传感器，以及耦合至所述可控制的挡板、所述差压传感器、所述系统空气流量传感器和所述ON/OFF开关的排气通风点控制器，所述方法包括：
响应于检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少，通过所述排气通风系统控制器减少由所述排气通风风扇所产生的所述通风力，
选择性地调整所述排气通风风扇的速度，使得所述系统空气流量传感器读取预定水平，而不管每个排气通风点中的每个挡板的当前位置，以及
选择性地调整每个排气通风点的挡板，使得每个排气通风点的所述差压传感器读取预定水平。
2.根据权利要求1所述的方法，其中检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少包括：
检测到所述至少一个排气通风点的所述可控制的挡板已经闭合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少包括：
检测到所述至少一个排气通风点的、跨所述可控制的挡板的所述差压指示所述可控制的挡板已经闭合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少包括：
检测到用于由所述至少一个排气通风点进行通风的所述一件设备的所述ON/OFF开关已经改变至OFF位置。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
在检测到所述ON/OFF开关已经改变至OFF位置之后，延迟减少所述排气通风力持续预定时间段。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个排气通风点进一步包括耦合至所述排气通风点控制器的烟气检测器，并且
检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少进一步包括：
确定由所述烟气检测器所检测的烟气在预定阈值以下。
7.根据权利要求6所述的方法，其中检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少进一步包括：
确定由所述烟气检测器所检测到的烟气已经维持在预定阈值以下持续第一预定时间段。
8.根据权利要求7所述的方法，其中检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少进一步包括：
在所述设备被调度为非运行的时间窗期间，所述排气通风点控制器确定由所述烟气检测器所检测到的烟气已经维持在预定阈值以下持续第二预定时间段，所述第二预定时间段短于所述第一预定时间段。
9.一种使用处理器可执行指令编程的非暂时性计算机可读介质，所述处理器可执行指令在被执行时实施增加排气通风系统的效率的方法，所述排气通风系统包括在排气通风系统管道中产生通风力的排气通风风扇、排气通风系统控制器、以及耦合至所述排气通风系统管道的多个排气通风点；每个排气通风点具有：排气通风负载，可控制的挡板，被耦合到所述可控制的挡板和所述排气通风系统管道的排气通风点管道网路，差压传感器，具有设备ON/OFF开关且产生烟气并且由所述排气通风点管道网路进行通风的一件设备，被耦合到所述排气通风系统管道的系统空气流量传感器，以及耦合至所述可控制的挡板、所述差压传感器、所述系统空气流量传感器和所述ON/OFF开关的排气通风点控制器，所述方法包括：
响应于检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少，通过所述排气通风系统控制器减少由所述排气通风风扇所产生的所述通风力，
选择性地调整所述排气通风风扇的速度，使得所述系统空气流量传感器读取预定水平，而不管每个排气通风点中的每个挡板的当前位置，以及
选择性地调整每个排气通风点的挡板，使得每个排气通风点的所述差压传感器读取预定水平。
10.一种用于增加区域的排气通风的效率的系统，所述系统包括：
a.排气通风系统控制器；
b.耦合至管道网路的系统并且可操作地耦合至所述排气通风系统控制器的排气通风风扇，其中所述排气通风风扇在所述管道网路的系统中产生排气通风力；
c.耦合至所述管道网路的系统的多个排气通风点，每个排气通风点包括：
i.一件设备，其中所述一件设备产生并且输出烟气，并且包括ON/OFF开关，进一步地其中所述排气通风点具有与所述一件设备相对应的排气通风负载；
ii.排气通风点管道网路，被耦合到所述管道网路的系统并且被定位为接近所述一件设备以收集所述烟气；
iii.排气通风点控制器，通信地耦合至所述排气通风系统控制器并且耦合至由所述排气通风点所通风的所述一件设备的所述ON/OFF开关；
iv.挡板，耦合至所述排气通风点管道网路并且耦合至所述排气通风点控制器；
v.差压传感器，耦合至所述排气通风点管道网路并且耦合至所述排气通风点控制器；以及
vi.系统空气流量传感器，被耦合到所述管道网路的系统并且被耦合到所述排气通风系统控制器；
其中所述排气通风系统控制器被配置为响应于检测到用于所述多个排气通风点中的至少一个排气通风点的排气通风负载的减少，减少由所述排气通风风扇所产生的排气通风力，
其中所述排气通风系统控制器还被配置为选择性地调整所述排气通风风扇的速度，使得所述系统空气流量传感器读取预定水平，而不管每个排气通风点中的每个挡板的当前位置，并且
所述排气通风系统控制器还被配置为选择性地调整每个排气通风点的挡板，使得每个排气通风点的所述差压传感器读取预定水平。
11.根据权利要求10所述的系统，其中检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少包括：
检测到所述至少一个排气通风点的所述挡板已经闭合。
12.根据权利要求10所述的系统，其中检测到至少一个排气通风点的排气通风负载的减少包括：
检测到用于所述一件设备的所述ON/OFF开关已经被改变至OFF位置。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述排气通风点控制器进一步被配置为在检测到所述ON/OFF开关已经改变至OFF位置之后，将向所述排气通风系统控制器指示所述排气通风负载的减少延迟持续预定时间段。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述排气通风点的挡板在所述预定时间段到期之后闭合。
15.根据权利要求10所述的系统，其中每个排气通风点进一步包括耦合至所述排气通风点控制器的烟气检测器，所述排气通风点控制器被配置为检测所述至少一个排气通风点的排气通风负载的减少，并且进一步被配置为确定由所述烟气检测器所检测的烟气在预定阈值以下。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述排气通风点控制器进一步被配置为确定由所述烟气检测器所检测的烟气已经维持在预定阈值以下持续第一预定时间段。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述排气通风点控制器进一步被配置为确定在所述设备被调度为非运行的时间窗期间，由所述烟气检测器所检测的烟气已经维持在预定阈值以下持续第二预定时间段，所述第二预定时间段短于所述第一预定时间段。
18.根据权利要求10所述的系统，其中所述排气通风系统控制器包括排气通风点控制器。
19.根据权利要求10所述的系统，其中每个排气通风点控制器进一步包括耦合至所述排气通风点控制器的报警器，并且所述排气通风控制器被配置为在所述排气通风控制器检测到报警条件时激活所述报警器。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述报警条件包括以下之一：
当由所述差压传感器所检测的空气流量处于预定空气流量阈值以下时烟气检测器检测到烟气在预定烟气阈值以上；所述烟气检测器检测到所述挡板处于打开状态并且所述空气流量处于预定空气流量阈值以下；以及所述烟气检测器检测到所述设备ON/OFF开关处于ON位置并且所述空气流量处于预定空气流量阈值以下。
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