CN111623386A - 一种吸油烟机流量自适应控制方法 - Google Patents

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    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
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    • F24C15/20—Removing cooking fumes
    • F24C15/2021—Arrangement or mounting of control or safety systems

Abstract

一种吸油烟机流量自适应控制方法，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，该自适应控制方法其采用联网模式，先利用转速判断吸油烟机当前的工作状态(高阻力状态转速变化很小，功率变化明显)，若为高阻力，则用功率‑流量关系计算，若为低转速低阻力，则用当前档位转速检测或者反电动势计算转速，然后利用同档位下转速与流量的一一对应关系，计算出当前实际流量，计算与目标流量的差异，选择调整一个或者多个档位，计算能否控制到流量范围内。与现有技术相比，该流量自适应控制方法的控制方法简单、控制精度更高。

Description

一种吸油烟机流量自适应控制方法
技术领域
本发明涉及一种流量自适应控制方法，尤其是涉及一种吸油烟机流量自适应控制方法。
背景技术
目前，城市新建楼盘的楼层普遍越来越高，由于高层公用烟道的出口一般设置在楼层顶部，因而，各用户家吸油烟机的开关情况会影响系统出口阻力，使得底部用户排烟情况恶劣。近年来，用户侧可调角度阀结合楼顶烟道出口主风机集中过滤排放近年来在某些精装修楼盘开始应用，楼顶主风机针对不同开机率用户进行变频+阀片预设角度实现流量分配，虽然，这种方法一定程度上可以解决底部用户排烟恶劣情况，同时有效控制整个烟道系统的流速和噪音，但是，需要根据不同楼宇烟道进行调整适配，同套程序无法自适应多个楼宇，安装前计算量特别大，且流速传感器或者压力传感器在高阻力、小流量状态下测试波动很大，数据无法直接应用判断。
经试验发现，根据阀片开启状态的CFD分析对比可以看出，小角度高阻力状态下阀片前后流场速度分布极不均匀，如果仅仅用压差或者流速传感器进行单点测量或者少数几个点测量然后平均值乘以修正系数得到的流量无法准确的表征实际流量。另外，因高阻力状态吸油烟机流量小，电机转矩负载变化不大，使得转速变化很小，在此区间仅用转速-流量函数关系拟合判断不准，容易导致来回调整，用户感受风量和声音忽大忽小，影响用户体验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术，提供一种流量控制精度高的吸油烟机流量自适应控制方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该吸油烟机流量自适应控制方法，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，其特征在于所述自适应控制方法包括如下步骤：
①、任意室内机用户开机的时先以默认档位i或者频率运行；
②、获取目标流量QL；
③、通过反电动势计算或者通过转速检测模块得到当前转速；
④、判断当前转速ni是否超过预设转速na，
若超过则获取当前功率或者电流，计算当前功率，获取当前档位的功率-流量函数系数，计算当前实际流量Qm；
若不超过则查询当前运行档位i，及对应的多次项函数系数；
⑤、由函数式及转速计算当前实际流量Qm；
⑥、判断实际流量Qm是否在目标范围[Qx,Qd]内；
若在目标范围内，则状态继续监视s+1,若S≥S1，若是则将当前角度写入存储更新预设角度，并且将S清零，若S＜S1则继续检测，S1为预设的状态阈值；
若不在目标范围内，则判断是偏大还是偏小；
⑦、然后判断当前档位或者转速是否为极值，
若是极值档位则反馈给室外主机调节目标流量；
若不是极值档位则计算当前流量Qm与目标流量下限Qx或者上限Qd的比值；
⑧、依据相应的比例限值分区调整至少一个档位的档位值；
⑨、驱动△t时间后待调整稳定；
⑩、重复②-⑨步骤直到流量在目标范围内。
实际流量Qm可以通过多种方式获得，优选地，所述步骤④中利用预先测定点的功率进行插值来计算当前实际流量Qm。
优选地，所述步骤⑦和⑧中在当前档位或者转速不是最低值的状态下，依据相应的比例限值分区分别调低1档、2档和3档，在当前档位或者转速不是最高值的状态下，依据相应的比例限值分区分别调高1档、2档和3档。
优选地，在所述公用烟道的出口安装有室外主机。
进一步优选，所述步骤②中从当前吸油烟机的存储单元获取或者室外主机获取目标流量QL。
公用烟道可以采用不同的形式，优选地，所述的公用烟道为直筒烟道或者阶梯烟道。
与现有技术相比，本发明的优点在于：该吸油烟机的流量自适应控制方法先利用转速判断吸油烟机当前的工作状态(高阻力状态转速变化很小，功率变化明显)若为高阻力，则用功率-流量关系计算，若为低转速低阻力，则用当前档位转速检测或者反电动势计算转速，然后利用转速-流量函数关系计算，控制精度更高。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的室内吸油烟机的结构示意图；
图3为本发明实施例的流量自适应控制方法的流程图；
图4为本发明实施例的一种拓扑结构示意图；
图5为本发明实施例的另一种拓扑结构示意图；
图6为本发明实施例的另一种烟道结构示意图。
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1和图2所示，本实施例的高层楼宇的烟道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的出口安装有防火阀7，公用烟道3出口安装有室外主机4，公用烟道3可以采用直筒烟道(如图1所示)或者阶梯烟道(如图6所示)。在每根烟管2内均安装有止回阀片5。在公用烟道3的出口安装有室外主机4，室外主机的前端安装有净化装置6。
本实施例的吸油烟机流量自适应控制方法为联网运行模式，先利用转速判断吸油烟机当前的工作状态(高阻力状态转速变化很小，功率变化明显)，若为高阻力，则用功率-流量关系计算，若为低转速低阻力，则用当前档位转速检测或者反电动势计算转速，然后利用同档位下转速与流量的一一对应关系，计算出当前实际流量，计算与目标流量的差异，选择调整一个或者多个档位，计算能否控制到流量范围内。
第i档功率-流量关系为：Ni＝Ai+BiQ+CiQ2+DiQ3，其中A\B\C\D为当前档位的系数。
第i档流量-转速关系为：Q(i,n)＝Ei+Fin+Gin2+Hin3。
如图3所示，该吸油烟机流量自适应控制方法包括如下步骤：
①、任意室内机用户开机的时先以默认档位i或者频率运行；
②、获取目标流量QL；
③、通过反电动势计算或者通过转速检测模块得到当前转速；
④、判断当前转速ni是否超过预设转速na，
若超过则获取当前功率或者电流，计算当前功率，获取当前档位的功率-流量函数系数，计算当前实际流量Qm；
若不超过则查询当前运行档位i，及对应的多次项函数系数；
⑤、由函数式及转速计算当前实际流量Qm；
⑥、判断实际流量Qm是否在目标范围[Qx,Qd]内；
若在目标范围内，则状态继续监视s+1,若S≥S1，若是则将当前角度写入存储更新预设角度，并且将S清零，若S＜S1则继续检测，S1为预设的状态阈值；
若不在目标范围内，则判断是偏大还是偏小；
⑦、然后判断当前档位或者转速是否为极值，
若是极值档位则反馈给室外主机调节目标流量；
若不是极值档位则计算当前流量Qm与目标流量下限Qx或者上限Qd的比值；
⑧、依据相应的比例限值分区调整至少一个档位的档位值；
⑨、驱动△t时间后待调整稳定；
⑩、重复②-⑨步骤直到流量在目标范围内。
其中，步骤②中从当前吸油烟机1的存储单元获取或者室外主机4获取目标流量QL。步骤④中还可以利用预先测定点的功率进行插值来计算当前实际流量Qm。步骤⑦和⑧中在当前档位或者转速不是最低值的状态下，依据相应的比例限值分区分别调低1档、2档和3档，在当前档位或者转速不是最高值的状态下，依据相应的比例限值分区分别调高1档、2档和3档。
另外，步骤⑥中，关于状态监视S及预设角度更新的说明如下：当用户一次使用过程中出现了大量时间占比都在使用同一个角度，可以把该主要时间占比(例如超过80％时间)的角度作为潜在预设值，系统用变量S+1记录下来(变量S初始值为0)。若一周或者一月内经常以这个角度为主要使用角度(例如时间占比超过80％)，设定状态阈值变量为S1，当近期S≥S1，系统判断此角度比较适合该用户使用，可以作为预设值。
举例：以15/33楼为例，其他楼层的开关机状态变化或者流量变化会影响烟道阻力，进而影响当前(15)楼层的出口流量，如果初始角度40°，系统工作过程中稳定到目标流量范围内超过80％的时间都位于55°角度，则S+1，一周内重复10次烹饪过程中都出现了系统工作过程中稳定到目标流量范围内超过80％的时间都位于55°角度。且S1＝10(状态阈值10次)，判断S＝10≥S1，将预设角度更新为55°。因为该用户使用55°这个阈值比较适应，用户在整个烹饪使用吸油烟机过程中基本可以不调整或者偶尔调整几次角度。可以减少风量波动和噪声波动，进而提升使用体验，避免每次启动都需要反复调节才稳定。
如图4所示，主机为室外主机4，室内机即吸油烟机1均通过无线模块与室外主机相通信。无线模块可以采用LoRa或者NB-loT或者wifi模块。
如图5所示，主机为已开机的室内机即吸油烟机1中的其中一台。

Claims (6)

1.一种吸油烟机流量自适应控制方法，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，其特征在于所述自适应控制方法包括如下步骤：
①、任意室内机用户开机的时先以默认档位i或者频率运行；
②、获取目标流量QL；
③、通过反电动势计算或者通过转速检测模块得到当前转速；
④、判断当前转速ni是否超过预设转速na，
若超过则获取当前功率或者电流，计算当前功率，获取当前档位的功率-流量函数系数，计算当前实际流量Qm；
若不超过则查询当前运行档位i，及对应的多次项函数系数；
⑤、由函数式及转速计算当前实际流量Qm；
⑥、判断实际流量Qm是否在目标范围[Qx,Qd]内；
若在目标范围内，则状态继续监视s+1,若S≥S1，若是则将当前角度写入存储更新预设角度，并且将S清零，若S＜S1则继续检测，S1为预设的状态阈值；
若不在目标范围内，则判断是偏大还是偏小；
⑦、然后判断当前档位或者转速是否为极值，
若是极值档位则反馈给室外主机调节目标流量；
若不是极值档位则计算当前流量Qm与目标流量下限Qx或者上限Qd的比值；
⑧、依据相应的比例限值分区调整至少一个档位的档位值；
⑨、驱动△t时间后待调整稳定；
⑩、重复②-⑨步骤直到流量在目标范围内。
2.根据权利要求1所述的吸油烟机流量自适应控制方法，其特征在于：所述步骤④中利用预先测定点的功率进行插值来计算当前实际流量Qm。
3.根据权利要求1所述的吸油烟机流量自适应控制方法，其特征在于：所述步骤⑦和⑧中在当前档位或者转速不是最低值的状态下，依据相应的比例限值分区分别调低1档、2档和3档，在当前档位或者转速不是最高值的状态下，依据相应的比例限值分区分别调高1档、2档和3档。
4.根据权利要求1所述的吸油烟机流量自适应控制方法，其特征在于：在所述公用烟道(3)的出口安装有室外主机(4)。
5.根据权利要求4所述的吸油烟机流量自适应控制方法，其特征在于：所述步骤②中从当前吸油烟机(1)的存储单元获取或者室外主机(4)获取目标流量QL。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的吸油烟机流量自适应控制方法，其特征在于：所述的公用烟道(3)为直筒烟道或者阶梯烟道。
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