CN110375365B - 一种楼宇智能排烟系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种楼宇智能排烟系统，包括安装在不同楼层的吸油烟机，每台吸油烟机均包括有风机，每台吸油烟机均具有Lora模块，公用烟道的顶部安装有能对吸油烟机进行目标风量调节的室外主控装置，室外主控装置通过信号接收发送器与所述Lora模块相通信，还包括有能与室外主控装置相通信的云平台。本发明的优点在于：该排烟系统室外主控装置通过信号接收发送器与Lora模块相通信而实现吸油烟机的目标风量调节，并且还通过云平台在线查看系统运行参数和状态。该排烟系统的控制方法能实现各个楼层吸油烟机的多档位调节变化，并且，在低开机率下各楼层具有很好的吸油烟效果，同时厨房噪音也较低，在高开机率的时候，吸油烟效果也较好且厨房噪音也不高。

Description

一种楼宇智能排烟系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种楼宇排烟系统，尤其是涉及一种楼宇智能排烟系统及其控制方法。
背景技术
目前的高层住宅大多采用集中排烟方式，室内油烟机通过烟管、止回阀和公共烟道相连，使厨房中的油烟通过室内的油烟机经过烟管排到公共烟道当中。但是，中国人大油烟的烹饪习惯和现有的油烟机追求的大风量、大风压现状，使公共烟道中压力分布极不均匀，烟道内压力大，同时由于烟管和止逆阀的安装不当，经常会出现排烟不畅问题和用户面临的厨房噪音问题。另外，对于精装修的高层住宅，由于大部分楼盘采购的室内油烟机的性能较差，烟道质量也无法保证，烟管安装不善，止逆阀选购不合理等问题，吸油烟效果一般都比较差。同时，由于公共烟道至下而上的排烟特点，烟道内压力分布是不均匀的，一般高楼层排烟阻力小，排风量大，而底层用户的排烟阻力大，排风量小，这种情况特别在高开机率下特别明显。所以，排风量的不均匀也是限制低楼层用户排烟不畅的一个原因。
现有的油烟机基本采用恒档位控制，即用户点击控制面板上的强、中、弱某一个档位时，油烟机只能在该档位下的性能曲线上运行，而这样的控制方式会出现风量随着后端阻力的变化而变化(比如开机率增大，烟道阻力增加，风量减小)。若是室内油烟机的风量设置很大，虽然该用户的吸油烟效果可以保证，但是在使用的时候厨房噪音很大，同时会对其它楼层的排烟造成影响；若是吸油烟机的风量设置较小，虽然吸油烟机的噪音低，但是风量小，吸油烟效果难以保证。总之，目前恒档位控制方式很难实现噪音和吸油烟效果的兼顾。
另外，目前为了提升吸油烟效果并且解决厨房噪音大的问题，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大功率风机产生动力，结合室内无动力的空壳油烟机，并配合与公共烟道相连的电动止回阀阀片调节来实现各楼层的流量均匀分配，从而达到顺畅排烟的目的，同时解决噪音问题。该技术依赖于烟道的气密封要求，而实际上由于烟道漏风问题，一般很难使负压往低楼层传输，也就是说低楼层的风量是比较小的，可能比现有的有动力室内油烟机的风量还要小一些，所以吸油烟效果是难以保证的。同时，楼顶室外大功率主机的运行，会使顶楼用户感受到明显的噪音。
如图1所示，总楼层为35层的高层住宅，烟道内截面尺寸470mm×370mm(国家建筑标准设计图集住宅排气道标准16J916-1)，室内分别安装某型号1油烟机(实测的最大风量15.6m3/min，实测最大静压362Pa，交流电机，目前精装修楼盘应用最广泛的油烟机性能)和某型号2油烟机(实测的最大风量18.5m3/min，实测最大静压735Pa，直流电机)时，采用CFD计算40％均匀开机率下的流量分布结果。可以看到各楼层的流量分布是不均匀的，高层的流量大，低层用户能排出的流量比较小，型号1油烟机低层只有5m3/min左右，型号2油烟机低层只有7m3/min左右，均难以满足使用需求。上述均是在烟道完全密封情况下的计算结果，而实际情况下，烟道多少会有些漏风，漏风量依据各个楼盘的施工质量，实际风量有可能比上述的计算值大一些，但低楼层的实际风量在高开机率下也还是难以达到较好的吸油烟效果。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种能够调节室内机目标流量、在线查看系统运行参数和状态的楼宇智能排烟系统。
本发明所要解决的第二个技术问题使针对上述现有技术现状，提供一种能解决因排烟不均匀所引起的低楼层排烟困难，并在高开机率下兼顾到吸油烟效果的同时尽量降低厨房噪音的楼宇智能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：该楼宇智能排烟系统，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，每台吸油烟机均包括有风机，其特征在于：每台吸油烟机均具有Lora模块，公用烟道的顶部安装有能对所述吸油烟机进行目标风量调节的室外主控装置，所述室外主控装置通过信号接收发送器与所述Lora模块相通信，该楼宇智能排烟系统还包括有能与室外主控装置相通信的云平台。
优选地，所述吸油烟机内置有电流档位，所述室外主控装置通过调节电流档位来调节目标风量值。不同电流档位具有不同的性能，通常，室内吸油烟机内置10个以上的电流档位。
进一步优选，在所述公用烟道顶部安装有无动力风帽。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：该楼宇智能排烟系统的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
①、室内吸油烟机开机，选择吸油烟机风量档位Q1-Q2；
②、室内吸油烟机运行至默认的初始档位，并记录档位编号；
③、获取吸油烟机当前的风机电机转速值，并计算对应的风量Q；
④、室内吸油烟机根据阻力大小自动调节运行档位，使实际排出的风量位于风量档位Q1-Q2之间；
⑤、通过Lora模块向室外主控装置发送开机信号、开机楼层位置以及当前的风量值、转速值和档位值；
⑥、室外主控装置统计各楼层的信息，并上传云平台，实现在线监控；
⑦、室外主控装置判断当前的开机率是否小于等于A％，且目标风量是否在Q1-Q2之间；
⑧、若开机率小于等于A％，且目标风量在q1-q2之间，则增加目标风量至Q1-Q2之间，并发送给室内吸油烟机，回到步骤④；
⑨、若开机率小于等于A％，且目标风量在Q1-Q2之间，则保持当前室内机的运行状态不变；
⑩、若开机率大于A％，且目标风量在Q1-Q2之间，则减小目标风量为q1-q2之间，并发送给室内吸油烟机，回到步骤④。
进一步优选，所述目标风量Q1-Q2为12-13m3/min，目标风量q1-q2为10-11m3/min。
进一步优选，所述开机率为20％～40％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：该楼宇智能排烟控制系统的室内每台吸油烟机均具有Lora模块，公用烟道顶部的室外主控装置通过信号接收发送器与Lora模块相通信而实现吸油烟机的目标风量调节，并且还通过云平台在线查看系统运行参数和状态。该排烟系统的控制方法能实现各个楼层吸油烟机的多档位调节变化，即高楼层采用低档位，低楼层采用高档位，以实现各楼层排出的风量均匀，减小由于高楼层风量排的多对低楼层的影响。并且，在低开机率下各楼层具有很好的吸油烟效果，同时厨房噪音也较低，在高开机率的时候，吸油烟效果也较好且厨房噪音也不高。
附图说明
图1为总楼层为35层的高层住宅各楼层的流量分布示意图；
图2为本发明实施例排烟系统的结构示意图；
图3为本发明实施例室内吸油烟机的恒风量控制程序原理示意图；
图4为本发明实施例的排烟系统控制方法的逻辑控制图；
图5为本发明实施例的室内吸油烟机内置的电流档位示意图。
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2所示，本实施例的楼宇智能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，烟管2的出口安装有防火止回阀9。每台吸油烟机1均包括有风机，每台吸油烟机1均具有Lora模块4并内置有多个电流档位。公用烟道3的顶部安装室外主控装置5和无动力风帽8，室外主控装置5通过信号接收发送器6与Lora模块4相通信，实现吸油烟机1与室外主控装置5的互联，并可以通过调节电流档位对吸油烟机1进行目标风量调节。另外，室外主控装置5还同时与云平台7即云端相连，可以在线查看系统的运行参数和状态。
当室内吸油烟机1开启时，吸油烟机1会通过Lora模块4向室外主控装置5发送开机信息，同时在吸油烟机运行过程中，也会把当前的吸油烟机运行状态和信息，包括运行的档位、当前的风量、电机的转速等参数发送给室外主控装置5。室外控制装置5通过实时监测就会知道整栋楼的开机状态，包括开机位置、档位、开机率以及各楼层油烟机运行的参数，来判断是否对室内吸油烟机1的目标风量进行调节。
该控制方法首先采用恒风量的控制程序来驱动吸油烟机的电机，实现各个楼层的多档位调节变化，即高楼层采用低档位，低楼层采用高档位，以实现各楼层排出的风量均匀，减小由于高楼层风量排的多对低楼层的影响。其算法原理如下：室内吸油烟机内置了若单个电流档位，实时根据风机电机的转速来计算当前的风量值，比较当前的风量值是否在标风量档位范围Q1-Q2之内，若是，则保持当前电流档位运行；若偏小，则向更高的电流档位运行；若偏大，则向更低的电流档位运行。当后端阻力比较小的时候，吸油烟机运行在较低的档位。以图3的原理示意图为例，当后端阻力较小时，达到Q1-Q2的风量时，油烟机运行在较低的档位，此时的厨房噪音是比较小的。当后端阻力很大时，油烟机已经运行在最高档位时，且风量也难以达到Q1-Q2的要求，此时的厨房噪音可能会比较大，此时就需要室外主控装置来发送命令，调节目标风量。
本实施例的控制方法具体说明如下：
吸油烟机1即室内机的运行状态和运行参数通过Lora模块4发送给室外主控装置5，使室外主控装置5能够实时统计当前的开机位置、开机户数、开机楼层所需的目标风量、实际排出的风量、油烟机运行的档位和转速等参数，通过这些参数以判断是否对室内机进行调控。当室外主控装置5识别出需要进行室内机目标风量调控时，通过信号接收发送器6给各楼层的室内机发送需要调节的目标风量q1-q2值，当室内机的Lora模块4接收到目标风量值q1-q2后，室内机通过恒风量程序的调节，运行档位就会降低，噪音也会明显降低。此时，虽然会牺牲一点吸油烟效果，但可以很明显地降低厨房噪音。
另外，室外主控装置5调节目标风量的判断方法有：1、根据开机率来决定，即当此时开机率达到A％以上时，说明此时的烟道压力大，低楼层运行的档位会较高，转速大，厨房噪音大，从而进行目标风量调节。2、根据运行档位或是转速来判断，当各开机楼层某一户的运行档位达到最大档或转速达到某一值时，说明此时的厨房噪音比较大，可以调节目标风量。3、根据系统总风量来判断，当各楼层排出的总风量达到设定值以上时，开始调节目标风量。
如图4所示，本实施例的楼宇智能排烟系统的控制方法，包括如下步骤：
①、室内吸油烟机开机，选择吸油烟机风量档位Q1-Q2；
②、室内吸油烟机运行至默认的初始档位，并记录档位编号；
③、获取吸油烟机当前的风机电机转速值，并计算对应的风量Q；
④、室内吸油烟机根据阻力大小自动调节运行档位，使实际排出的风量位于风量档位Q1-Q2之间；
⑤、通过Lora模块向室外主控装置发送开机信号、开机楼层位置以及当前的风量值、转速值和档位值；
⑥、室外主控装置统计各楼层的信息，并上传云平台，实现在线监控；
⑦、室外主控装置判断当前的开机率是否小于等于A％，且目标风量是否在Q1-Q2之间；
⑧、若开机率小于等于A％，且目标风量在q1-q2之间，则增加目标风量至Q1-Q2之间，并发送给室内吸油烟机，回到步骤④；
⑨、若开机率小于等于A％，且目标风量在Q1-Q2之间，则保持当前室内机的运行状态不变；
⑩、若开机率大于A％，且目标风量在Q1-Q2之间，则减小目标风量为q1-q2之间，并发送给室内吸油烟机，回到步骤④。
其中，目标风量Q1-Q2为12-13m3/min，目标风量q1-q2为10-11m3/min。从上述控制逻辑可知，其按照开机率来判断是否进行目标风量的调节。由于大部分的使用时刻，开机率都不会太高，所以目标风量Q1-Q2可以定为12-13m3/min，使用户在大部分时刻具有很好的吸油烟效果，同时厨房噪音也不会高。只有当开机率比较高的时候，目标风量Q1-Q2难以达到，厨房噪音也很大，此时调节目标风量q1-q2为10-11m3/min，吸油烟效果也可以保证，同时噪音也会较小。至于开机率A％的值，与很多参数有关，比如烟道尺寸，烟道的气密性，室内油烟机的档位性能等参数，需要在安装时根据楼盘的具体情况来确定，通常，开机率可以为20％～40％。
如图5所示，通过总楼层为32层的某楼盘的实测数据(该楼盘烟道的气密性较差，大约在35％左右漏风量)来分析在高开机率时通过调节目标风量可以使各楼层的转速或档位明显降低，进而来验证调节目标风量可使高开机率时的厨房噪音明显降低。实验时，室内油烟机采用恒风量控制程序，总共有16个电流档位。各电流档位的性能如图5所示(最高档的最大静压800Pa以上，最大风量18.3m3/min)。
在各个开机率下，目标风量为10-11m3/min和12-13m3/min时各楼层油烟机运行参数的结果如下表1所示：
当目标风量设为12-13m3/min时，在20％和30％开机率下，各楼层在达到目标风量的同时，厨房噪音大约在66.7dB以下。但是当开机率达到40％时，低楼层运行在最高档，转速超过1500rpm，厨房噪音接近70dB，此时噪音已经成为影响用户使用体验的主要因素。40％开机率下，当目标风量调节为10-11m3/min时，各楼层运行的档位明显降低，最底层的转速降低超过250rpm，厨房噪音从原来的70dB左右降到65.5dB左右，噪音发生了明显的降低。通过该表中的数据可以说明，该楼宇智能排烟系统的控制方法能够在低开机率下使各楼层均具有很好的吸油烟效果，同时厨房噪音也较低，在高开机率的时候，吸油烟效果也较好同时厨房噪音也不高，具体操作上，一些参数的设定需要根据具体的情况来进行。
表1某楼盘在不同开机率和目标风量下油烟机运行参数的实测数据
Figure GDA0002143133020000061

Claims (3)

1.一种楼宇智能排烟系统的控制方法，所述楼宇智能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，每台吸油烟机(1)均包括有风机，其特征在于：每台吸油烟机(1)均具有Lora模块(4)，公用烟道(3)的顶部安装有能对所述吸油烟机(1)进行目标风量调节的室外主控装置(5)，所述室外主控装置(5)通过信号接收发送器(6)与所述Lora模块(4)相通信，该楼宇智能排烟系统还包括有能与室外主控装置(5)相通信的云平台(7)，其特征在于包括如下步骤：
①、室内吸油烟机开机，选择吸油烟机风量档位Q1-Q2；
②、室内吸油烟机运行至默认的初始档位，并记录档位编号；
③、获取吸油烟机当前的风机电机转速值，并计算对应的风量Q；
④、室内吸油烟机根据阻力大小自动调节运行档位，使实际排出的风量位于风量档位Q1-Q2之间；
⑤、通过Lora模块向室外主控装置发送开机信号、开机楼层位置以及当前的风量值、转速值和档位值；
⑥、室外主控装置统计各楼层的信息，并上传云平台，实现在线监控；
⑦、室外主控装置判断当前的开机率是否小于等于A％，且目标风量是否在Q1-Q2之间；
⑧、若开机率小于等于A％，且目标风量在q1-q2之间，则增加目标风量至Q1-Q2之间，并发送给室内吸油烟机，回到步骤④；
⑨、若开机率小于等于A％，且目标风量在Q1-Q2之间，则保持当前室内机的运行状态不变；
⑩、若开机率大于A％，且目标风量在Q1-Q2之间，则减小目标风量为q1-q2之间，并发送给室内吸油烟机，回到步骤④。
2.根据权利要求1所述的楼宇智能排烟系统的控制方法，其特征在于：所述目标风量Q1-Q2为12-13m3/min，目标风量q1-q2为10-11m3/min。
3.根据权利要求1所述的楼宇智能排烟系统的控制方法，其特征在于：所述开机率为20％～40％。
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