CN110186092B - 集中排烟系统的风量控制装置、方法及集中排烟系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集中排烟系统的风量控制装置、方法及集中排烟系统，涉及空气净化技术领域，风量控制装置包括风机主机、风阀控制模块、风量检测模块以及压力获取模块；风量检测模块实时检测支管风量，并将支管风量发送给风阀控制模块；风阀控制模块控制开机烟机的风量调节阀开启，并将烟机开启信号发送给风机主机，以及根据支管风量调节风量调节阀，以使支管风量处于设定风量值范围内；压力获取模块获取排烟管道的底部压力，并将底部压力发送给风机主机；风机主机根据烟机开启信号控制屋顶风机运行，以及根据底部压力调节屋顶风机的转速。可使各楼层风量保持均衡，并且保证屋顶风机的动力充足，实现风量自适应，不受集中排烟系统结构的影响。

Description

集中排烟系统的风量控制装置、方法及集中排烟系统

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，尤其是涉及一种集中排烟系统的风量控制装置、方法及集中排烟系统。

背景技术

随着人们的生活水平和住宅条件的不断提高，住宅的排烟问题愈加受到关注。住宅排烟的原理是通过排烟管道将烟气经竖井至屋顶排出。传统排烟的动力来源主要是油烟机，目前，高楼层建筑通常采用基于屋顶风机来提供动力的集中式厨房排烟系统，该系统包括公共烟道，各个楼层的厨房均设有油烟机，油烟机通过连接管与公共烟道连接。各个楼层的油烟机通过电动阀来调节各楼层的风量。为保证各使用楼层风量的均衡性，一般通过基于流体力学的计算方法实时调整各楼层电动阀的开启角度，来调节各楼层的风量。

但是，上述基于流体力学的计算方法与集中式厨房排烟系统的各个部件的尺寸型号等参数有关，例如油烟机、电动阀、连接管和公共烟道等的结构参数，使得风量控制精度不高，导致各楼层风量不够均衡，并且受集中式厨房排烟系统结构的影响，自适应较差。

发明内容

本发明的目的在于提供集中排烟系统的风量控制装置、方法及集中排烟系统，以缓解目前的集中排烟系统的风量控制精度不高，导致各楼层风量不够均衡，并且受集中式厨房排烟系统结构的影响，自适应较差的技术问题。

本发明提供了一种集中排烟系统的风量控制装置，所述集中排烟系统包括屋顶风机以及设置在各个楼层的烟机，所述烟机通过支管连接排烟管道，所述支管上设置有风量调节阀，所述装置包括：风机主机、风阀控制模块、风量检测模块以及压力获取模块；

所述风量检测模块，用于实时检测支管风量，并将所述支管风量发送给所述风阀控制模块；

所述风阀控制模块，用于控制开机烟机的风量调节阀开启，并将烟机开启信号发送给所述风机主机，以及根据所述支管风量调节所述风量调节阀的开启角度，以使所述支管风量处于设定风量值范围内；

所述压力获取模块，用于获取所述排烟管道的底部压力，并将所述底部压力发送给所述风机主机；

所述风机主机，用于根据所述烟机开启信号控制所述屋顶风机运行，以及根据所述底部压力调节所述屋顶风机的转速。

进一步的，所述压力获取模块包括设置在所述排烟管道底部的压力检测模块。

进一步的，所述压力获取模块包括设置在屋顶的压力检测模块和设置在所述排烟管道底部和屋顶之间的取压模块；

所述取压模块，用于将所述排烟管道的底部压力输送至屋顶。

本发明提供了一种集中排烟系统的风量控制方法，所述方法应用于风阀控制模块，包括：

控制开机烟机的风量调节阀开启，并将烟机开启信号发送给风机主机，以使所述风机主机控制屋顶风机运行；

实时获取所述开机烟机的支管风量；

根据所述支管风量调节所述风量调节阀的开启角度，以使所述支管风量处于设定风量值范围内。

进一步的，所述根据所述支管风量调节所述风量调节阀的开启角度，以使所述支管风量处于设定风量值范围内的步骤，包括：

判断所述支管风量是否大于风量上限；

如果大于所述风量上限，则控制所述风量调节阀的开启角度减小。

进一步的，所述方法还包括：

如果小于所述风量上限，则判断所述支管风量是否小于风量下限；

如果小于所述风量下限，则控制所述风量调节阀的开启角度增加。

本发明提供了一种集中排烟系统的风量控制方法，应用于风机主机，所述方法包括：

接收风阀控制模块发送的烟机开启信号，根据所述烟机开启信号控制屋顶风机运行；

获取排烟管道的底部压力，根据所述底部压力调节所述屋顶风机的转速。

进一步的，所述根据所述底部压力调节所述屋顶风机的转速的步骤，包括：

判断所述底部压力是否小于压力下限；

如果小于所述压力下限，则控制所述屋顶风机降低转速；其中，所述底部压力为负值。

进一步的，所述方法还包括：

如果大于所述压力下限，则判断所述底部压力是否大于压力上限；

如果大于所述压力上限，则控制所述屋顶风机提高转速。

本发明提供了一种集中排烟系统，包括屋顶风机以及设置在各个楼层的烟机，所述烟机通过支管连接排烟管道，所述支管上设置有风量调节阀，还包括如上所述的风量控制装置。

本发明提供的一种集中排烟系统的风量控制装置、方法及集中排烟系统，通过风量检测模块实时检测支管风量；风阀控制模块控制开机烟机的风量调节阀开启，并将烟机开启信号发送给风机主机，以及根据支管风量调节风量调节阀，以使支管风量处于设定风量值范围内；通过压力获取模块获取排烟管道的底部压力；风机主机根据烟机开启信号控制屋顶风机运行，以及根据底部压力调节屋顶风机的转速。通过控制支管风量处于设定风量值范围内，可以保证各楼层风量保持均衡，并且根据烟道的底部压力调节屋顶风机的转速，保证动力充足，实现风量自适应，不受集中排烟系统结构的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的集中排烟系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的集中排烟系统的风量控制装置的示意图；

图3为本发明实施例提供的另一集中排烟系统的示意图；

图4为本发明实施例提供的多排烟管道并联的集中排烟系统的示意图；

图5为本发明实施例提供的集中排烟系统的风量控制方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的另一集中排烟系统的风量控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前的集中式厨房排烟系统的风量控制精度不高，导致各楼层风量不够均衡，并且受集中式厨房排烟系统结构的影响，自适应较差。基于此，本发明实施例提供的一种集中排烟系统的风量控制装置、方法及集中排烟系统，可以控制各楼层风量保持均衡，并且保证屋顶风机的动力充足，实现风量自适应，不受集中排烟系统结构的影响。

参照图1所示，本发明实施例的集中排烟系统包括屋顶风机6以及设置在各个楼层的烟机，烟机通过集烟罩1吸收厨房内的油烟，烟机通过支管3连接排烟管道5，支管3上设置有风量调节阀2，具体可以采用电动阀，通过风量调节阀2可以调节支管3内的风量。在实际使用中，厨房所产生的油烟由集烟罩1吸入，经过风量调节阀2、支管3、防火止逆阀4等汇流至排烟管道5内，最终由屋顶风机6在顶部抽风而排出。

参照图2所示，本发明实施例提供了一种集中排烟系统的风量控制装置，装置包括：风机主机23、风阀控制模块22、风量检测模块21以及压力获取模块24。

风量检测模块21，用于实时检测支管风量，并将支管风量发送给风阀控制模块22；具体的，风量检测模块21可以采用设置在支管内的风量传感器。

风阀控制模块22，用于控制开机烟机的风量调节阀开启，并将烟机开启信号发送给风机主机23，以及根据支管风量调节风量调节阀，以使支管风量处于设定风量值范围内。

具体的，风量调节阀包括阀门控制电路，风阀控制模块22分别连接有第一电源模块、按键模块、风量检测模块21、显示模块、第一驱动模块和第一通讯模块，第一驱动模块与阀门控制电路连接；第一通讯模块可采用无线通讯模块，也可采用有线通讯模块。

用户通过按键模块可以开启烟机，当烟机开启时，风阀控制模块22将烟机开启信号通过第一通讯模块发送给风机主机23，以使风机主机23控制屋顶风机运行，在屋顶风机运行过程中，风阀控制模块22控制风量检测模块21实时检测支管风量，并且可以通过显示模块显示支管风量的大小，同时，风阀控制模块22控制第一驱动模块使阀门控制电路上电，以控制风量调节阀的阀片开启，并根据支管风量调节阀片的开启角度。

在实际应用中，支管风量Q需要达到预设风量值Q₀，σ为允许误差，根据厨房排风量的基本要求，Q₀一般取300～500m³/h内的任意值，优选地，Q₀取500m³/h。风阀控制模块22根据支管风量Q调节阀片的开启角度的过程具体为：若Q值大于Q₀+σ，则减小阀片的开启角度；若Q值小于Q₀-σ，则增加阀片的开启角度。从而在烟机使用过程中，使支管风量维持在Q₀-σ～Q₀+σ范围内，基本保持不变。

压力获取模块24，用于获取排烟管道的底部压力，并将底部压力发送给风机主机23。

在一种实施方式中，压力获取模块24可以设置在排烟管道的底部，包括控制模块、压力检测模块、第二电源模块和第二通讯模块，压力检测模块具体可以是压力传感器。控制模块控制压力检测模块实时检测排烟管道的底部压力，并控制第二通讯模块将底部压力上报给风机主机23。

在另一种实施方式中，压力获取模块24也可以设置在屋顶，包括压力检测模块和取压模块，压力检测模块与风机主机23连接，如图3所示，取压模块7可以采用取压管或取压嘴等，可以设置在排烟管道底部和屋顶之间，将排烟管道的底部压力输送至屋顶，风机主机23控制压力检测模块检测取压管或取压嘴中的压力。

需要说明的是，针对复杂管路，例如多排烟管道并联的情况，在选择压力获取模块24的摆放位置时，通常预先计算出最不利环路，然后将该压力获取模块24布置于最不利环路所处排烟管道的最底部，最不利环路一般为屋顶风机与最远端烟机之间的管路。如图4所示，A、B、C、D均为排烟管道，A1、B1、C1、D1分别为各自排烟管道下的最底层烟机，很显然，A1距离屋顶风机的管道距离最远，因此最不利环路则为屋顶风机与A1之间的管路，那么底部压力获取装置，应当布置在排烟管道A的最底部。

当然，还可以在A、B、C、D四个排烟管道底部均安装压力获取模块24。在集中排烟系统运行过程中，各个压力获取模块24均向风机主机23上报当前排烟管道的底部压力。

风机主机23，用于根据烟机开启信号控制屋顶风机运行，以及根据底部压力调节屋顶风机的转速。

本实施例中，风机主机23包括第三电源模块、第三通讯模块、第四通讯模块、风机控制模块、第二驱动模块和变频器。风机控制模块通过第三通讯模块接收各个开机烟机发送的烟机开启信号，从而获取烟机运行情况。若有烟机在使用，风机控制模块通过第四通讯模块实时获取排烟管道的底部压力，同时控制第二驱动模块驱动变频器，从而使屋顶风机运行，并根据底部压力调整风机转速。

在实际应用中，排烟管道的底部压力P需要维持预设风压值P₀不变，σ为允许误差，控制模块64根据底部压力调整风机转速的过程包括：若底部压力P(这里为负压)小于P₀-σ，说明动力充足，则降低风机转速；若底部压力P大于P₀+σ，说明动力不足，则提高风机转速。从而可以使排烟管道底部压力维持在设定范围内，基本保持不变，保证了集中排烟系统在运行过程中，各烟机始终具有充足的动力进行排烟。

其中，设风压值P₀的取值是根据所选烟机、常开状态下的风量调节阀、支管、防火止逆阀等部件的阻力系数计算得到。以500m³/h排风量为例，假设上述各个部件的阻力系数分别为1.2、0.3、2.5、1.6，支管的截面半径为0.09，考虑到厨房房间内相对压力一般为0Pa，则预设风压值P₀根据式(1)进行计算：

其中，ξ为各个部件的阻力系数之和，ρ为空气密度，v为风速。

也就是说，若要保证集中排烟系统内的正常排烟，则需保证排烟管道的底部压力为-100Pa，以维持第一开机楼层(从下往上数)正常排烟，第一开机楼层再往下，无厨房使用烟机，风量为零，故压力不变，因此维持底部压力为预设风压值即能保证集中排烟系统的正常运行。

下面以两台烟机运行为例，说明本实施例的集中排烟系统的风量控制装置的控制过程。

示例性的，开机烟机所在楼层的排风量为500m³/h，排烟管道的底部压力为-100Pa。第一台烟机开启时，其风量调节阀瞬时打开至最大角度(一般为90度)，并通过无线信号向风机主机23发送烟机开启信号，风机主机23随之控制屋顶风机运行，且记录烟机运行数为1，并维持底部压力为-100Pa，风量调节阀随后进行调节，维持当前楼层的排风量为500m³/h。第二台集烟罩开启时，风量调节阀瞬时打开至最大角度，并通过无线信号向风机主机23发送烟机开启，风机主机23记录烟机运行数为2，并维持底部压力为-100Pa，风量调节阀随后进行调节，维持当前楼层的排风量为500m³/h。

两台烟机先后关闭时，其对应的风量调节阀瞬时闭合，并通过无线信号向风机主机23发送烟机关闭信号，风机主机23记录运行数为0，控制屋顶风机关闭。

需要说明的是，本发明实施例提供的集中排烟系统的风量控制装置不但可用于基于屋顶风机与烟机的单动力源的厨房排烟，也可用于基于屋顶风机与烟机的多动力源的厨房排烟。控制过程基本相同，在排烟管道的底部压力计算上稍有不同。示例性的，以500m³/h排风量为例，假设常开状态下的风量调节阀、支管、防火止逆法等各个部件的阻力系数分别为0.3、2.5、1.6，所选用烟机在500m³/h风量时能够提供200Pa的动力，则预设风压值P0根据式(2)进行计算：

因此，需保证该排烟管道的底部压力为140Pa(注意这里为正压)。

本发明实施例提供的一种集中排烟系统的风量控制装置，通过风量检测模块实时检测支管风量；风阀控制模块控制开机烟机的风量调节阀开启，并将烟机开启信号发送给风机主机，以及根据支管风量调节风量调节阀，以使支管风量处于设定风量值范围内；通过压力获取模块获取排烟管道的底部压力；风机主机根据烟机开启信号控制屋顶风机运行，以及根据底部压力调节屋顶风机的转速。可以使各楼层风量保持均衡，并且保证屋顶风机的动力充足，实现风量自适应，不受集中排烟系统结构的影响。

参照图5所示，本发明实施例提供了一种集中排烟系统的风量控制方法，由风阀控制模块执行以下步骤：

步骤S501，控制开机烟机的风量调节阀开启，并将烟机开启信号发送给风机主机，以使风机主机控制屋顶风机运行；

步骤S502，实时获取开机烟机的支管风量；

步骤S503，根据支管风量调节风量调节阀，以使支管风量处于设定风量值范围内。

本步骤中，判断支管风量是否大于风量上限，如上述Q₀+σ；如果大于风量上限，则控制风量调节阀的开启角度减小；如果小于风量上限，则判断支管风量是否小于风量下限，如上述Q₀-σ；如果小于风量下限，则控制风量调节阀的开启角度增加。从而保证各楼层风量维持不变。

参照图6所示，本发明实施例提供了一种集中排烟系统的风量控制方法，由风机主机执行以下步骤：

步骤S601，接收风阀控制模块发送的烟机开启信号，根据烟机开启信号控制屋顶风机运行；

步骤S602，获取排烟管道的底部压力，根据底部压力调节屋顶风机的转速。

本步骤中，判断底部压力是否小于压力下限，如上述P₀-σ；如果小于压力下限，则控制屋顶风机降低转速；其中，底部压力为负值；如果大于压力下限，则判断底部压力是否大于压力上限，如上述P₀+σ；如果大于压力上限，则控制屋顶风机提高转速。从而保证屋顶风机的动力充足，实现风量自适应，不受集中排烟系统结构的影响。

本发明实施例还提供了一种集中排烟系统，包括屋顶风机以及设置在各个楼层的烟机，烟机通过支管连接排烟管道，支管上设置有风量调节阀，还包括上述的风量控制装置。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法和系统的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的进行集中排烟系统的风量控制方法的计算机程序产品，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种集中排烟系统的风量控制装置，其特征在于，所述集中排烟系统包括屋顶风机以及设置在各个楼层的烟机，所述烟机通过支管连接排烟管道，所述支管上设置有风量调节阀，所述装置包括：风机主机、风阀控制模块、风量检测模块以及压力获取模块；

所述风量检测模块，用于实时检测支管风量，并将所述支管风量发送给所述风阀控制模块；

所述风阀控制模块，用于控制开机烟机的风量调节阀开启，并将烟机开启信号发送给所述风机主机，以及根据所述支管风量调节所述风量调节阀的开启角度，以使所述支管风量处于设定风量值范围内；

所述压力获取模块，用于获取所述排烟管道的底部压力，并将所述底部压力发送给所述风机主机；

所述风机主机，用于根据所述烟机开启信号控制所述屋顶风机运行，以及判断所述底部压力是否小于压力下限；如果小于所述压力下限，则控制所述屋顶风机降低转速；其中，所述底部压力为负值；如果所述底部压力大于所述压力下限，则判断所述底部压力是否大于压力上限；如果所述底部压力大于所述压力上限，则控制所述屋顶风机提高转速。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压力获取模块包括设置在所述排烟管道底部的压力检测模块。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压力获取模块包括设置在屋顶的压力检测模块，以及设置在所述排烟管道底部和屋顶之间的取压模块；

所述取压模块，用于将所述排烟管道的底部压力输送至屋顶。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述风阀控制模块还用于：

判断所述支管风量是否大于风量上限；

如果大于所述风量上限，则控制所述风量调节阀的开启角度减小。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述风阀控制模块还用于：

如果所述支管风量小于所述风量上限，则判断所述支管风量是否小于风量下限；

如果小于所述风量下限，则控制所述风量调节阀的开启角度增加。

6.一种集中排烟系统的风量控制方法，其特征在于，应用于风机主机，所述方法包括：

接收风阀控制模块发送的烟机开启信号，根据所述烟机开启信号控制屋顶风机运行；

获取排烟管道的底部压力，判断所述底部压力是否小于压力下限；

如果所述底部压力小于所述压力下限，则控制所述屋顶风机降低转速；其中，所述底部压力为负值；

如果所述底部压力大于所述压力下限，则判断所述底部压力是否大于压力上限；

如果所述底部压力大于所述压力上限，则控制所述屋顶风机提高转速。

7.一种集中排烟系统，包括屋顶风机以及设置在各个楼层的烟机，所述烟机通过支管连接排烟管道，所述支管上设置有风量调节阀，其特征在于，还包括权利要求1至5任一项所述的风量控制装置。

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