CN110274283A - 一种楼宇公用烟道排烟系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种楼宇公用烟道排烟系统，包括公用烟道和公用烟道，还包括有能将空气中吸收的热能转移至公用烟道内的空气能换热装置和用来检测烟道内油烟气体温度的第一温度传感器，在楼顶安装有用来检测室外温度的第二温度传感器，还包括有换热装置控制系统和主控制系统，主控制系统读取第二温度传感器的读数，换热装置控制系统读取第一温度传感器的读数以及主控制系统发送过来的第二温度传感器的读数，并根据公用烟道内部与室外的温度差值来控制空气能换热装置。该楼宇公用烟道排烟系统能够通过控制空气能换热装置来改变烟道中油烟气体的温度和室外环境的温度差，增强烟道热压作用，提升烟道压力分布，改善烟道排烟能力。

Description

一种楼宇公用烟道排烟系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种楼宇公用烟道，尤其是涉及一种楼宇公用烟道排烟系统及其控制方法。

背景技术

目前，高层住宅越来越多，高楼层排烟大都采用公共烟道集中排烟，住宅高度增加，导致整个排烟道内的阻力增加。高层公用烟道的出口一般设置在楼层顶部，而吸油烟机提供的动力有限，导致排烟效果不理想，烹饪高峰时段，低楼层油烟排不出，甚至出现烟道中的油烟倒灌现象。目前，为了解决现有油烟机排烟不畅的问题，人们提出了“中央净化系统”的概念，其通过放置在公共烟道顶端的主风机产生动力，并配合用户侧的吸油烟机风机来提升排烟效果。然而，由于楼顶的主风机的叶片上易累积油脂颗粒，不仅破坏风机的动平衡，导致噪声增加、振动加剧，而且还需定期清洗维护，维护保养较麻烦。并且，主风机设置在公用的排风通道上，会导致系统排风阻力增加。特别是当楼层数大于35层时，顶楼主风机产生的负压无法有效传递下去，出现漏压的情况，对低层用户排烟影响几乎为零，反而造成了能源浪费。综上所述，有待对现有的公用烟道排烟系统作进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的第一技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种能增强公用烟道的热压作用、改善烟道排烟能力的楼宇公用烟道排烟系统。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种环境适应性强、能够智能化控制的楼宇公用烟道排烟系统的控制方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该楼宇公用烟道排烟系统，包括安装在不同楼层的吸油烟机，每台吸油烟机的出风口均通过各自的烟管与公用烟道相连通，其特征在于：在楼顶安装有用来检测室外温度的第一温度传感器，还包括有能将空气中吸收的热能转移至公用烟道内的空气能换热装置和用来检测烟道内油烟气体温度的第二温度传感器，还包括有换热装置控制系统和主控制系统，所述主控制系统能够读取所述第一温度传感器的读数，所述换热装置控制系统能够读取第二温度传感器的读数以及主控制系统发送过来的第一温度传感器的读数，并能根据第一温度传感器与第二温度传感器的读数差值来控制所述的空气能换热装置。

优选地，所述空气能换热装置包括外壳、压缩机、蒸发器和冷凝器，所述压缩机、蒸发器和冷凝器之间通过换热管路相连通，在换热管路上安装有膨胀阀，在换热管路内流经有换热介质，所述外壳设于公用烟道底部外侧，所述压缩机和蒸发器设于所述外壳内，所述冷凝器设于所述公用烟道底部，外壳上开有与蒸发器相对应的进风口，外壳内安装有与进风口相对应的进风风扇，在公用烟道底部安装有辅助换热风扇，所述辅助换热风扇位于所述冷凝器的下方。

进一步优选，所述换热装置控制系统安装在所述外壳上。

加热装置控制系统与主控制系统之间可以通过多种方式进行通信，优选地，所述加热装置控制系统和主控制系统之间实现无线通信。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：该楼宇公用烟道排烟系统的控制方法包括如下步骤：

①、安装系统后，输入总楼层数N；

②、吸油烟机开机，采集开机信号进行计数n，并计算开机率η＝n/N；

③、当开机率η＜20％时，空气能换热装置不工作；

④、当20％≤η＜50％时，空气能换热装置工作，辅助换热风速不工作；

⑤、当η≥50％时，空气能换热装置和辅助散热风扇同步工作；

⑥、在空气能换热装置工作的基础上，室内吸油烟机开机，换热装置控制系统接收开机信号，并控制第一温度传感器和第二温度传感器工作；

⑦、第一温度传感器或第二温度传感器发生故障时，换热装置控制系统控制空气能换热装置恒档位工作，加热油烟温度可以保持在90℃；

⑧、当第一温度传感器和第二温度传感器均正常工作，第一温度传感器和第二温度传感器分别将检测到的室外温度T1及烟道内油烟温度T2上传换热装置控制系统；

⑨、换热装置控制系统接收到温度读数T1、T2后，进行判断，当10℃≤T2-T1≤40℃时，空气能换热装置保持现有状态工作；

⑩、当T2-T1＜10℃时，空气能换热装置调高档位工作，直至满足10℃≤T2-T1≤40℃。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该楼宇公用烟道排烟系统能够通过检测烟道内部和楼顶室外的温度差来控制空气能换热装置，从而改变烟道中油烟气体的温度和室外环境温度的温度差，增强烟道的热压作用，提升烟道的压力分布和烟囱效应，改善烟道的排烟能力，解决烹饪高峰时排烟不畅、回烟窜味的问题，此外，该烟道排烟系统的控制方法能实现智能控制，环境适应性强，能确保系统产生的热压作用能始终满足排烟效果，且能确保烟道内部油烟温度不过热，保证系统安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例一的基本原理示意图；

图3为本发明实施例的控制方法的控制逻辑图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例的楼宇公用烟道排烟系统，包括安装在不同楼层的吸油烟机1，每台吸油烟机1的出风口均通过各自的烟管2与公用烟道3相连通，在烟管2的出口安装有防火阀9，此为现有技术，不具体展开描述。

在公用烟道3的底部处安装有空气能换热装置4，空气能换热装置4用来将空气中吸收的热能转移至公用烟道3内，以对公用烟道内的油烟气体进行加热。在楼顶安装有第一温度传感器5，在公用烟道3内安装有第二温度传感器6，第一温度传感器5用来检测楼顶室外温度，第二温度传感器6用来检测公用烟道内的油烟气体温度。另外，该排烟系统还包括有换热装置控制系统7和主控制系统8，其中，换热装置控制系统7安装在外壳41上，主控制系统8安装在楼顶，换热装置控制系统7与主控制系统8之间实现无线通信。主控制系统8能够读取第一温度传感器5的读数，换热装置控制系统7具有中央控制器，其能够读取第二温度传感器6的读数以及主控制系统8发送过来的第一温度传感器5的读数，并能根据两者的读数差值来控制空气能换热装置4，从而改变烟道中油烟气体的温度和室外环境温度的温度差，确保温差在合理的范围内，增强烟道的热压作用，提升烟道的压力分布，改善烟道的排烟能力。

本实施例中，空气能换热装置4包括外壳41、压缩机42、蒸发器43和冷凝器44，压缩机42、蒸发器43和冷凝器44之间通过换热管路45相连通，在换热管路45上安装有膨胀阀46，在换热管路45内流经有换热介质，外壳41设于公用烟道3底部外侧，所述压缩机42和蒸发器43设于外壳41内，冷凝器44设于公用烟道3底部，外壳41上开有与蒸发器43相对应的进风口，外壳41内安装有与进风口相对应的进风风扇47，在公用烟道3底部安装有辅助换热风扇48，辅助换热风扇48位于冷凝器44的下方。空气能换热装置4工作时，蒸发器43中的换热介质吸收空气中的热能，并进而将热能传递至位于公用烟道3内的冷凝器44，进而在辅助换热风扇48的作用下将冷凝器44散热的热量吹向公用烟道3内部，对烟道内部的油烟气体进行加热。

本实施例的公用烟道排烟系统利用了烟道热压作用的原理和烟囱效应。

对于热压作用，说明如下：

如图2所示，假设公共烟道3第一层室内压力为P1，对应烟道内的压力为P1′，烟道出口处压力为P2，烟道外大气压力为P2′。两个的高度差为H。室内空气密度为ρ，烟道内气体的密度为ρ1。

气体总是从高压区流向低压区，大气中的压力与海拔高度有关，海拔高度越高，大气压力越小。而在不同的温度环境下，相同高度差之间的两个位置压强差也会因为密度不同而不同。由热压原理可列表达式：

△P2＝P2′-P2＝(P1′-ghρ1)-(P1-ghρ)＝△P1+gh(ρ-ρ1)

由上表达式可知，热压作用产生的必要条件是空气进、出口的高度差以及室内外空气密度差，而空气密度跟温度T相关。室内外温度差越大，密度差越大，热压作用就越明显。

对于烟囱效应，说明如下：户内空气沿着垂直坡度空间向上升或下降，造成空气加强对流的现象。而在建筑物中，空气靠着密度差(热压差)作用，沿着通道很快扩散排出建筑物的现象被称为烟囱效应。

因烟道排烟不畅，通常发生在开机率较高时段，为使系统更节能，根据开机率判定空气能换热装置是否需要工作。

如图3所示，本实施例的楼宇公用烟道排烟系统的控制方法包括如下步骤：

①、安装系统后，输入总楼层数N；

②、吸油烟机开机，采集开机信号进行计数n，并计算开机率η＝n/N；

③、当开机率η＜20％时，空气能换热装置不工作；

④、当20％≤η＜50％时，空气能换热装置工作，辅助换热风速不工作；

⑤、当η≥50％时，空气能换热装置和辅助散热风扇同步工作；

⑥、在空气能换热装置工作的基础上，室内吸油烟机开机，换热装置控制系统接收开机信号，并控制第一温度传感器和第二温度传感器工作；

⑦、第一温度传感器或第二温度传感器发生故障时，换热装置控制系统控制空气能换热装置恒档位工作，加热油烟温度可以保持在90℃；

⑧、当第一温度传感器和第二温度传感器均正常工作，第一温度传感器和第二温度传感器分别将检测到的室外温度T1及烟道内油烟温度T2上传换热装置控制系统；

⑨、换热装置控制系统接收到温度读数T1、T2后，进行判断，当10℃≤T2-T1≤40℃时，空气能换热装置保持现有状态工作；

⑩、当T2-T1＜10℃时，空气能换热装置调高档位工作，直至满足10℃≤T2-T1≤40℃。

Claims (5)

1.一种楼宇公用烟道排烟系统，包括安装在不同楼层的吸油烟机(1)，每台吸油烟机(1)的出风口均通过各自的烟管(2)与公用烟道(3)相连通，其特征在于：在楼顶安装有用来检测室外温度的第一温度传感器(5)，还包括有能将空气中吸收的热能转移至公用烟道(3)内的空气能换热装置(4)和用来检测烟道内油烟气体温度的第二温度传感器(6)，还包括有换热装置控制系统(7)和主控制系统(8)，所述主控制系统(8)能够读取所述第一温度传感器(5)的读数，所述换热装置控制系统(7)能够读取第二温度传感器(6)的读数以及主控制系统(8)发送过来的第一温度传感器(5)的读数，并能根据第一温度传感器(5)与第二温度传感器(6)的读数差值来控制所述的空气能换热装置(4)。

2.根据权利要求1所述的楼宇公用烟道排烟系统，其特征在于：所述空气能换热装置(4)包括外壳(41)、压缩机(42)、蒸发器(43)和冷凝器(44)，所述压缩机(42)、蒸发器)43_和冷凝器(44)之间通过换热管路(45)相连通，在换热管路(45)上安装有膨胀阀(46)，在换热管路内流经有换热介质，所述外壳(41)设于公用烟道(3)底部外侧，所述压缩机(42)和蒸发器(43)设于所述外壳(41)内，所述冷凝器(44)设于所述公用烟道(3)底部，外壳(41)上开有与蒸发器(43)相对应的进风口(49)，外壳(41)内安装有与进风口相对应的进风风扇(47)，在公用烟道(3)底部安装有辅助换热风扇(48)，所述辅助换热风扇(48)位于所述冷凝器(44)的下方。

3.根据权利要求2所述的楼宇公用烟道排烟系统，其特征在于：所述换热装置控制系统(7)安装在所述外壳(41)上。

4.根据权利要求1所述的楼宇公用烟道排烟系统，其特征在于：所述换热装置控制系统(7)与主控制系统(8)之间实现无线通信。

5.一种根据权利要求2所述楼宇公用烟道排烟系统的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

①、安装系统后，输入总楼层数N；

②、吸油烟机开机，采集开机信号进行计数n，并计算开机率η＝n/N；

③、当开机率η＜20％时，空气能换热装置不工作；

④、当20％≤η＜50％时，空气能换热装置工作，辅助换热风速不工作；

⑤、当η≥50％时，空气能换热装置和辅助散热风扇同步工作；

⑥、在空气能换热装置工作的基础上，室内吸油烟机开机，换热装置控制系统接收开机信号，并控制第一温度传感器和第二温度传感器工作；

⑦、第一温度传感器或第二温度传感器发生故障时，换热装置控制系统控制空气能换热装置恒档位工作，加热油烟温度可以保持在90℃；

⑧、当第一温度传感器和第二温度传感器均正常工作，第一温度传感器和第二温度传感器分别将检测到的室外温度T1及烟道内油烟温度T2上传换热装置控制系统；

⑨、换热装置控制系统接收到温度读数T1、T2后，进行判断，当10℃≤T2-T1≤40℃时，空气能换热装置保持现有状态工作；

⑩、当T2-T1＜10℃时，空气能换热装置调高档位工作，直至满足10℃≤T2-T1≤40℃。