CN109405155A - 一种高楼层排风系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高楼层排风系统及方法，系统包括分别按高至低均匀设置在高楼中的若干个排风模块，各个排风模块均包括若干个风机，从下至上，不同的排风模块所包括的风机的数量逐次递减，下面一层的排风模块的各个风机的输出端通过总管汇集输送到相邻上层的排风模块的各个风机的输入端。排风方法主要是防止同一层的风机之间串气。本申请方案直接在高楼内设置风机，由于这些风机都是小型的风机且设计合理，高楼内不仅满足了排风需求而且噪音小、风机占地面积小以及可以通过上位机管理方便，具有非常强的实用性。此发明用于通风设备领域。

Description

一种高楼层排风系统及方法
技术领域
本发明涉及通风设备领域，特别是涉及一种高楼层排风系统及方法。
背景技术
随着城市化的发展，越来越多的高层写字楼、住宅楼和实验楼拔地而起。这些写字楼和住宅楼的缺点是楼体内排风效果差，空气质量差，会破坏工作生活的舒适度。现有的做法是采用大型的风机给一栋或多栋楼换气。
问题随着而来，大型的风机不仅耗电量大，而且产生的噪音和震动也大，所以大型的风机要么设置在地下并做好消音处理；要么设置远离写字楼、住宅楼和实验楼的地方，通过输气管道与其他高楼连接。上述做法能达到合理的效果，但是其占地面积大，有时候一套排风系统的占地堪比一层楼；特别是在高楼林立热闹城区，这个时候排风系统的选址就很麻烦。长路径的管道连接对管道的安装要求也非常高，除了要绕过重要的基础设施之外，还要做好日常维护工作。
此外大风机一般采用大管道连接到用户，如果周末时间，部分用户不要用换气，大风机类似抄大锅饭，不能很好地适应不同用户之间的需求，导致浪费能源。如果采用常规的小风机分别带动每一个用户，理论上能灵活应对不同用户的排风需求，但是小风机对应使用小管道，而小管道风阻大，小风机无法克服系统阻力排风，对于大型楼宇来说不具有经济效益。
所以传统的排风方式在小型化方面仍然有改进的空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设计灵活、占地面积小的高楼层排风系统及方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种高楼层排风系统，包括分别按高至低均匀设置在高楼中的若干个排风模块，最顶层的排风模块位于高楼的顶层，最低层的排风模块位于高楼的底层，各个排风模块均至少包括一个风机，从下至上，不同的排风模块所包括的风机的数量逐次递减，下面一层的排风模块的各个风机的输出端通过总管汇集输送到相邻上层的排风模块的各个风机的输入端。
作为上述方案的改进，各个风机内设有负载传感器和压力传感器，各条总管上设有风量传感器，负载传感器、压力传感器和风量传感器向上位机传递负载、风压、风量的运行参数。
作为上述方案的改进，各个风机内均设有变频器，上位机通过变频器调节风机的负载功率。
作为上述方案的改进，最底层的排风模块分岔设有用气管道，不同的用气管道分布在高楼的每一层中。
一种高楼层排风方法，使用上述的高楼层排风系统，包括以下步骤：
a、下面一层的排风模块的风机向相邻上层的排风模块送气，上位机获取全部风机的运行参数；
b、定义其中每层的排风模块的负载功率为x，风机的额定功率为y，风机的数量为n，则x＜n*y，上位机启动部分风机并确保这些风机在额定功率下运行，对于负载功率多余无法取整的这部分，上位机再启动另一台风机运行；
c、上位机根据总管上的压力传感器调节各个排风模块的负载功率，使上层的排风模块的输入端的压力低于相邻下层的排风模块的输出端的压力；
d、上位机根据风机内的压力传感器的反馈临时中断风机，当有风机内产生负压时，上位机临时关闭该风机。
作为上述方案的改进，步骤d中，负压的阀值是50MPa，临时关闭的时间为10～30min。
本发明的有益效果：本申请方案直接在高楼内设置风机，由于这些风机都是小型的风机且设计合理，高楼内不仅满足了排风需求而且噪音小、风机占地面积小以及可以通过上位机管理方便，具有非常强的实用性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是风机在高楼内分布的整体示意图；
图2是位于不同高度的排风模块的连接示意图。
具体实施方式
参照图1和图2，本发明为一种高楼层排风系统，包括分别按高至低均匀设置在高楼1中的若干个排风模块，最顶层的排风模块位于高楼1的顶层，最低层的排风模块位于高楼1的底层，相邻的两个排风模块之间间隔有合理的高度；气的流动方向从下往上走。比如高楼1有30层，在第30层设置第一个排风模块，在第15层设置第二个排风模块，最后在第1层设置第三个排风模块；如果高楼1有地下室，第三个排风模块也可以放入地下。
各个排风模块均包括若干个风机3，从下至上，不同的排风模块所包括的风机3的数量逐次递减，下面一层的排风模块的各个风机3的输出端通过总管4汇集输送到相邻上层的排风模块的各个风机3的输入端。具体参照图2，最底层的排风模块分岔设有用气管道5，用气管道5作为输入端，用气管道5伸到室内并抽走室内的浊气；上层的排风模块的输入端连接下层排风模块的输出端。
首先多层排风组件采用接力的方式排气，能够让小风机克服系统阻力，用于大型的楼宇排气换气系统，克服了技术偏见。此外，上下层的排风模块呈金字塔形的设计主要应对高楼1的利用问题，总所周知，高楼1越是往上，视野越开阔，高层的面积均价也越高，所以位于高处的排风模块的设计越来越要考虑面积利用率，腾出空间。底层的风机数量偏多，能直接对接用户，减少管道长度从而减少系统阻力；众多风机3放于底层使得整个高楼1的主要振源靠近地面，高楼1也更加稳定。
采用小风机3并联的方法排气，不同的风机3之间的压力有可能差异过大，有串气的风险。本申请方案在采用上述排风模块后，进一步改造监控结构和运行方法克服了这个难题。
从监控结构上看，作为优选的实施方式，各个风机3内设有负载传感器和压力传感器，并向上位机传递负载和风压的运行参数；每根总管4的输入端和输出端设有压力传感器和风量传感器，并向上位机传递风压的运行参数。各个风机3内均设有变频器，上位机通过变频器调节风机3的负载功率。这里负载功率基本等同于风机3的转速和排风量，负载功率越高，风机3转速越快，然后排风量也越大。
从运行方法上看，一种使用上述的高楼层排风系统的高楼层排风方法，包括以下步骤：a、下面一层的排风模块的风机3向相邻上层的排风模块送气，上位机获取全部风机3的运行参数。
b、定义其中每层的排风模块的负载功率为x，风机3的额定功率为y，风机3的数量为n，则x＜n*y，上位机启动部分风机3并确保这些风机3在额定功率下运行，对于负载功率多余无法取整余下的这部分，上位机再启动另一台风机3运行。实施例1，高楼1从上至下总共设置三个排风模块，最上层的排风模块有1个风机3，中间层的排风模块有3个风机3，底层的排风模块有7个风机3。在运行时，底层5个风机3在额定功率下运行，如果5个风机3的额定功率略小于所需的负载功率，这时启动第6个风机3，不过第6个风机3不必要在额定功率下运行。
c、上位机根据总管4上的压力传感器调节各个排风模块的负载功率，使上层的排风模块的输入端的压力低于相邻下层的排风模块的输出端的压力，这样总管4的输入端一直保持吸风状态，就算同一层的风机3之间略有差异，只要总管4的输入端压力是最低的，基本能避免同一层的风机3之间因为气压不稳定而串气。上位机在调节时，也就是提高上层的排风模块的风机3的转速和排风量，降低下层的排风模块的风机3的转速和排风量。
d、各个风机3的输出端还可以设置止逆阀和截止阀，如果真的有串气的危险，上位机根据风机3内的压力传感器的反馈临时中断风机3和截止阀。具体地，当有风机3内产生负压并且负压超过50MPa时，临时关闭该风机10～30min。
本申请方案可以直接在高楼1内设置风机3，由于这些风机3都是小型的风机，不仅满足了排风需求而且噪音小，特别是风机3占地面积小以及可以通过上位机管理，具有非常强的实用性。
当然，本设计创造并不局限于上述实施方式，上述各实施例不同特征的组合，也可以达到良好的效果。熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种高楼层排风系统，其特征在于：包括分别按高至低均匀设置在高楼(1)中的若干个排风模块，最顶层的排风模块位于高楼(1)的顶层，最低层的排风模块位于高楼(1)的底层，各个排风模块均至少包括一个风机(3)，从下至上，不同的排风模块所包括的风机(3)的数量逐次递减，下面一层的排风模块的各个风机(3)的输出端通过总管(4)汇集输送到相邻上层的排风模块的各个风机(3)的输入端。
2.根据权利要求1所述的高楼层排风系统，其特征在于：各个风机(3)内设有负载传感器和压力传感器，各条总管(4)上设有风量传感器，负载传感器、压力传感器和风量传感器向上位机传递负载、风压、风量的运行参数。
3.根据权利要求2所述的高楼层排风系统，其特征在于：各个风机(3)内均设有变频器，上位机通过变频器调节风机(3)的负载功率。
4.根据权利要求3所述的高楼层排风系统，其特征在于：最底层的排风模块分岔设有用气管道(5)，不同的用气管道(5)分布在高楼(1)的每一层中。
5.一种高楼层排风方法，其特征在于使用如权利要求4所述的高楼层排风系统，包括以下步骤：
a、下面一层的排风模块的风机(3)向相邻上层的排风模块送气，上位机获取全部风机(3)的运行参数；
b、定义其中每层的排风模块的负载功率为x，风机(3)的额定功率为y，风机(3)的数量为n，则x＜n*y，上位机启动部分风机(3)并确保这些风机(3)在额定功率下运行，对于负载功率多余无法取整的这部分，上位机再启动另一台风机(3)运行；
c、上位机根据总管(4)上的压力传感器调节各个排风模块的负载功率，使上层的排风模块的输入端的压力低于相邻下层的排风模块的输出端的压力；
d、上位机根据风机(3)内的压力传感器的反馈临时中断风机(3)，当有风机(3)内产生负压时，上位机临时关闭该风机(3)。
6.根据权利要求5所述的高楼层排风方法，其特征在于：步骤d中，负压的阀值是50MPa，临时关闭的时间为10～30min。
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