CN106895467A - 一种恒风量吸油烟机及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种恒风量吸油烟机及其控制方法，其特征在于：包括吸油烟机本体(1)和控制器(2)，在吸油烟机本体(1)内设有驱动电机(3)，在吸油烟机本体(1)的出风座上设有用于检测风压的取压器(4)，取压器(4)的检测信号输出端与控制器(2)电连接，控制器(2)与驱动电机(3)之间电连接有电机驱动模块(5)，电机驱动模块(5)根据取压器(4)测得的出风座的风压波动情况对驱动电机(3)的转速进行调节、保持出风座风速恒定，在一定外界压力范围内，能保证最小恒定风量，从而用户在实际使用的过程中，使吸油烟机能智能调节实际的排风量大小，满足设定的最小实际排风量要求，达到排尽油烟的目的。
Description
【技术领域】
本发明专利涉及一种家用电器，特别是一种恒风量吸油烟机及其控制方法。
【背景技术】
为了快速抽离油烟，保护人体健康，各大吸油烟机生产厂家陆续推出了大风量的吸油烟机，随着风量的提高，吸油烟机产生的噪声也越来越大。这种强噪音会使家庭主妇和厨房操作人员产生烦躁，头痛，心悸等不良反应，长期使用，会对身心健康造成严重影响。目前市面上有些吸油烟机的最大风量已经达到20m3/min,各大吸油烟机厂商都将烟机最大风量作为烟机的主营销点，不停地比拼该性能，这样一味加大吸油烟机的风量是没有必要的，运行在大风量状态下的吸油烟机，不仅给电机增加了不必要的负担，缩减了它的使用年限，带来噪音问题，而且消耗的能量也多，一点都不环保。吸油烟机标称的最大风量是在静压为0的情况下的风量，但由于安装后运行时，油烟机的风量会随管道阻力变化而发生变化，当管网阻力增大时，油烟机风量会减小。管道阻力复杂多变，吸油烟机实际的排风量也变化较大，吸油烟机实际排风量是远小于目前吸油烟机标称的最大风量。根据理论研究和实际测试，要达到较好的排油烟效果所需的实际风量根本不需要标称的最大风量那么大。根据不同机型，烟机实际风量只需达到6-10m3/min时，就能将油烟吸尽，完全满足用户的需求。为了在任何使用情况下，吸油烟机都能智能地达到完全排尽油烟的效果，本发明设计了一种恒风量吸油烟机，特别是一种具有在一定外界压力范围内，能保证最小恒定风量的吸油烟机，来达到排尽油烟的目的。
由于存在上述问题，有必要对其提出解决方案，本发明正是在这样的背景下作出的。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种恒风量吸油烟机及其控制方法，在一定外界压力范围内，能保证最小恒定风量，从而用户在实际使用的过程中，使吸油烟机能智能调节实际的排风量大小，满足设定的最小实际排风量要求，达到排尽油烟的目的。
为实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：
一种恒风量吸油烟机，包括吸油烟机本体1和控制器2，在所述吸油烟机本体1内设有驱动电机3，在所述吸油烟机本体1的出风座上设有用于检测风压的取压器4，所述取压器4的检测信号输出端与所述控制器2电连接，所述控制器2与所述驱动电机3之间电连接有电机驱动模块5，所述电机驱动模块5根据所述取压器4测得的出风座的风压波动情况对所述驱动电机3的转速进行调节、保持出风座风速恒定。
如上所述取压器4为管状，在所述取压器4的管体内设有静压腔41和全压腔42，在所述取压器4的管体外侧设有与所述静压腔41连通的静压取压孔43以及与所述全压腔42连通的全压取压孔44。
在如上所述取压器4的一端设有外部取压嘴45，所述外部取压嘴45通过软管连接到压差传感器上，压差传感器与所述控制器2电连接。
在如上所述吸油烟机本体1的出风座出口处设有整流稳压器6，在所述整流稳压器6上设有多个细密的通孔。
一种恒风量吸油烟机的控制方法，包括如下步骤：
第一步、烟机开启；
第二步、所述控制器2记录所述取压器4检测到的实时风量值；
第三步、所述控制器2对比当前风量值和恒定风量阈值，若当前风量值小于恒定风量阈值，则跳转到第四步，若当前风量大于恒定风量阈值，则跳转到第五步；
第四步、增大所述驱动电机3电流从而增大所述驱动电机3转速，增大所述吸油烟机本体1出风座出风量；
第五步、所述控制器2判断所述驱动电机3电流是否大于预设值，若是，则跳转到第六步；若不是，则不进行后续控制操作；
第六步、减小所述驱动电机3电流从而降低所述驱动电机3转速，减小所述吸油烟机本体1出风座出风量。
本发明的有益效果是：
1、本发明之中吸油烟机智能调节实际的排风量大小，首先需要能实时检测出烟机的实际排风量，为此，本发明在吸油烟机的出风座上添加测压装置，测出出风座的实时全压和静压，全压减去静压从而得到动压，然后根据动压方程式转换成风速，由于出风座的气流通道截面积是恒定的，所以可由实时风速乘以截面积算出出风座的实际风量，即吸油烟机的实际风量，根据实际风量和设定的最小恒定风量的对比，烟机主控制器智能地控制电机的工作状态，来实时调节烟机实际风量大小，满足设定的最小实际排风量要求，从而形成一个闭环控制，该设定的最小恒定风量由烟机生产厂家根据该烟机特性初始化设置好，同时在控制器和人机操作界面中添加最小恒定风量重新设置的功能，可以由用户根据自己的实际感受，手动自行设置。
2、本发明之中由于出风座流道中的风速较高，流场复杂且不够稳定，为了保证取压值的稳定性和精确性，在出风座的进风口端添加了整流稳压器，整流稳压器特点就是有很多细密的通孔，使得气流在通过出风座整流稳压器时，可以被打散成为细小的气流速，从而使得出风座的流场更加稳定和均衡。可以有很多具体不同类型的实施方案，例如不锈钢网，尼龙网，玻璃纤维网，塑料网和薄板冲孔等。网丝直径、目数和通孔形状薄板冲孔时称为厚度、通孔率和通孔形状都可以采用不同规格组合，不一定限定特殊的参数，可以通过和安装的烟机进行匹配，来达到最优的整流稳压效果。
【附图说明】
图1为本发明的出风座立体视图。
图2为本发明的出风座爆炸视图。
图3为本发明取压器与出风座的安装示意图。
图4为本发明取压器的立体视图。
图5为本发明取压器的正视图。
图6为图5中的A-A剖视图。
图7为本发明逻辑控制示意图。
图8为本发明逻辑控制流程示意图。
图9位本发明与普通吸油烟机的性能曲线对比图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
如图1至图9所示，一种恒风量吸油烟机，包括吸油烟机本体1和控制器2，在所述吸油烟机本体1内设有驱动电机3，在所述吸油烟机本体1的出风座上设有用于检测风压的取压器4，所述取压器4的检测信号输出端与所述控制器2电连接，所述控制器2与所述驱动电机3之间电连接有电机驱动模块5，所述电机驱动模块5根据所述取压器4测得的出风座的风压波动情况对所述驱动电机3的转速进行调节、保持出风座风速恒定，本发明之中吸油烟机智能调节实际的排风量大小，首先需要能实时检测出烟机的实际排风量，为此，本发明在吸油烟机的出风座上添加测压装置，测出出风座的实时全压和静压，全压减去静压从而得到动压，然后根据动压方程式转换成风速，由于出风座的气流通道截面积是恒定的，所以可由实时风速乘以截面积算出出风座的实际风量，即吸油烟机的实际风量，根据实际风量和设定的最小恒定风量的对比，烟机主控制器智能地控制电机的工作状态，来实时调节烟机实际风量大小，满足设定的最小实际排风量要求，从而形成一个闭环控制，该设定的最小恒定风量由烟机生产厂家根据该烟机特性初始化设置好，同时在控制器和人机操作界面中添加最小恒定风量重新设置的功能，可以由用户根据自己的实际感受，手动自行设置。
如图1至图6所示，在本实施例中，所述取压器4为管状，在所述取压器4的管体内设有静压腔41和全压腔42，在所述取压器4的管体外侧设有与所述静压腔41连通的静压取压孔43以及与所述全压腔42连通的全压取压孔44，由于需要测量全压和静压，全压需要正对气流方向，静压需要垂直气流方向，本发明设计的测压管大致为圆管状，但是对应全压取压孔和静压取压孔处为平面，主要是为了保证测压管全压取压孔和静压取压孔是正对气流和垂直气流。圆管内部形成测压腔，且有一斜向横条将该腔体分开为两部分，一部分连着全压取压孔，一部分连着静压取压孔，这样两个腔体分别为全压腔、静压腔。测压管一端完全封闭，另一端从两个取压腔中分别引出两个取压嘴，该取压嘴可以通过软管分别连接到压差传感器接头上，从而将测压管安装位置处的全压和静压值分别导入该压差传感器中，烟机主控制器实时读取压差传感器中的压差值，即动压值。由于计算烟机实际风量时，按理说是求出风座某个截面上的风量值，测压管测压时虽然在该截面上取了好几个取压点，但是和精确的动压值还是会存在偏差，所以需要进行修正，经过修正后的动压值就是精确无误的。然后根据动压方程式转换成风速，由于出风座的气流通道截面积是恒定的，所以可由实时风速乘以截面积算出出风座的实际风量，即吸油烟机的实际风量。
根据实际风量和设定的最小恒定风量Q的对比，烟机主控制器智能地控制电机的工作状态，来实时调节烟机实际风量大小，满足设定的最小实际排风量要求，从而形成一个闭环控制。该设定的最小恒定风量由烟机生产厂家根据该烟机特性初始化设置好，同时在控制器和人机操作界面中添加最小恒定风量重新设置的功能，可以由用户根据自己的实际感受，手动自行设置。
通过检测出风座管道的全压和静压值得到动压P：P全＝P静+P动；根据理论公式：P＝ρ*V*V/2V表示风速,ρ表示空气密度，可以求出风速风量Q＝S*V,其中S表示出风座管道横截面积，可知只要能准确检测出出风座管道处的动压P，就可以准确的得到此时烟机的实际排风量。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，在本实施例中，在所述取压器4的一端设有外部取压嘴45，所述外部取压嘴45通过软管连接到压差传感器上，压差传感器与所述控制器2电连接，取压器安装在出风座的出口位置，和出风座安装面呈一定角度，其中取压器外部取压嘴一端安装时空间位置应高于另外一端，这样的话烟机长时间使用过程中，取压腔中的油污也能在重力作用下，沿着倾斜的内腔，从低端侧的取压孔中流出，从而不会堵塞取压腔，造成取压故障。
如图1、图2、图3所示，在本实施例中，在所述吸油烟机本体1的出风座出口处设有整流稳压器6，在所述整流稳压器6上设有多个细密的通孔，本发明之中由于出风座流道中的风速较高，流场复杂且不够稳定，为了保证取压值的稳定性和精确性，在出风座的进风口端添加了整流稳压器，整流稳压器特点就是有很多细密的通孔，使得气流在通过出风座整流稳压器时，可以被打散成为细小的气流速，从而使得出风座的流场更加稳定和均衡。可以有很多具体不同类型的实施方案，例如不锈钢网，尼龙网，玻璃纤维网，塑料网和薄板冲孔等。网丝直径、目数和通孔形状薄板冲孔时称为厚度、通孔率和通孔形状都可以采用不同规格组合，不一定限定特殊的参数，可以通过和安装的烟机进行匹配，来达到最优的整流稳压效果。
如图8所示，一种恒风量吸油烟机的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步、烟机开启；
第二步、所述控制器2记录所述取压器4检测到的实时风量值；
第三步、所述控制器2对比当前风量值和恒定风量阈值，若当前风量值小于恒定风量阈值，则跳转到第四步，若当前风量大于恒定风量阈值，则跳转到第五步；
第四步、增大所述驱动电机3电流从而增大所述驱动电机3转速，增大所述吸油烟机本体1出风座出风量；
第五步、所述控制器2判断所述驱动电机3电流是否大于预设值，若是，则跳转到第六步；若不是，则不进行后续控制操作；
第六步、减小所述驱动电机3电流从而降低所述驱动电机3转速，减小所述吸油烟机本体1出风座出风量。
如图9所示，在同一烟机中，添加了恒风量功能和不添加恒风量功能的烟机性能测试曲线对比，恒定风量设定为12.5m3/min，从图中可以看出，原始烟机即不添加恒风量功能烟机在大概150-300范围背压情况下，烟机风量下降很快，此时不能满足油烟排尽所需的最小风量，而带有恒风量功能的烟机，在430以内的背压情况下，都能满足12.5m3/min最小恒定风量的要求，完全能够满足排尽油烟所需的风量和复杂使用环境的考验。
Claims (5)
1.一种恒风量吸油烟机，其特征在于：包括吸油烟机本体(1)和控制器(2)，在所述吸油烟机本体(1)内设有驱动电机(3)，在所述吸油烟机本体(1)的出风座上设有用于检测风压的取压器(4)，所述取压器(4)的检测信号输出端与所述控制器(2)电连接，所述控制器(2)与所述驱动电机(3)之间电连接有电机驱动模块(5)，所述电机驱动模块(5)根据所述取压器(4)测得的出风座的风压波动情况对所述驱动电机(3)的转速进行调节、保持出风座风速恒定。
2.根据权利要求1所述的恒风量吸油烟机，其特征在于：所述取压器(4)为管状，在所述取压器(4)的管体内设有静压腔(41)和全压腔(42)，在所述取压器(4)的管体外侧设有与所述静压腔(41)连通的静压取压孔(43)以及与所述全压腔(42)连通的全压取压孔(44)。
3.根据权利要求2所述的恒风量吸油烟机，其特征在于：在所述取压器(4)的一端设有外部取压嘴(45)，所述外部取压嘴(45)通过软管连接到压差传感器上，压差传感器与所述控制器(2)电连接。
4.根据权利要求1所述的恒风量吸油烟机，其特征在于：在所述吸油烟机本体(1)的出风座出口处设有整流稳压器(6)，在所述整流稳压器(6)上设有多个细密的通孔。
5.一种应用于权利要求1至4任意一项权利要求所述恒风量吸油烟机的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步、烟机开启；
第二步、所述控制器(2)记录所述取压器(4)检测到的实时风量值；
第三步、所述控制器(2)对比当前风量值和恒定风量阈值，若当前风量值小于恒定风量阈值，则跳转到第四步，若当前风量大于恒定风量阈值，则跳转到第五步；
第四步、增大所述驱动电机(3)电流从而增大所述驱动电机(3)转速，增大所述吸油烟机本体(1)出风座出风量；
第五步、所述控制器(2)判断所述驱动电机(3)电流是否大于预设值，若是，则跳转到第六步；若不是，则不进行后续控制操作；
第六步、减小所述驱动电机(3)电流从而降低所述驱动电机(3)转速，减小所述吸油烟机本体(1)出风座出风量。
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