CN112484110B

CN112484110B - 一种公用烟道的排烟控制方法及控制系统

Info

Publication number: CN112484110B
Application number: CN202011245461.7A
Authority: CN
Inventors: 余丹阳; 王智捷; 李永波; 姚家前; 潘叶江
Original assignee: Vatti Co Ltd
Current assignee: Vatti Co Ltd
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2022-12-02
Anticipated expiration: 2040-11-10
Also published as: CN112484110A

Abstract

本发明公开了一种公用烟道的排烟控制方法及控制系统，其中，控制方法具体为：首先主机统计出处于工作状态的所有吸油烟机的数量；之后根据吸油烟机的数量与预设的吸油烟机数量、风量和风压的关系对应出该数量下吸油烟机的理论风量值和理论风压值；最后根据理论风量值和理论风压值计算出主机的目标转速，主机以目标转速工作，完成排烟；上述过程引入了理论风压值和理论风压值，根据理论风量值和理论风压值计算出主机的目标转速；理论风量值和理论风压值与处于工作状态的吸油烟机的数量的对应关系是预设的主机内的，可根据吸油烟机的数量得出理论的风量值和风压值；本方案计算准确，依据性强，实现了风机转速与吸油烟机数量的最佳匹配。

Description

一种公用烟道的排烟控制方法及控制系统

技术领域

本发明属于公用烟道排烟技术领域，具体涉及一种公用烟道的排烟控制方法及控制系统。

背景技术

近些年，“中央净化系统”的概念应运而生，其通过放置在公共烟道顶端的风机产生动力，并配合公共烟道相连的止回阀阀片调节来实现各楼层的流量均匀分配，从而达到顺畅排烟和低噪音使用场景的目的。

上述结构虽然应用的较为广泛，但关于风机如何提供较为充足的动力一直是本行业的难题。传统的解决方案为通过简单的递增关系来实现动力的提供，即：随着处于工作状态的吸油烟机数量的增加，相应的增大风机的动力；这种通过简单的递增关系调节风机的动力往往存在风机转速与工况不符的问题，转速较大时存在噪音大且耗能多的问题；转速较小时存在风量不足影响排烟效果的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种公用烟道的排烟控制方法，解决了现有排烟控制方法因主机转速调节不适当而带来的转速与工况不符的问题。

本发明的另一目的是提供一种公用烟道的排烟控制系统。

本发明所采用的技术方案是：

一种公用烟道的排烟控制方法，用于通过公用烟道将位于各个楼层的吸油烟机工作时产生的油烟进行排除，按照如下步骤实施：

S1，主机统计出处于工作状态的所有吸油烟机的数量；

S2，根据所述S1中的吸油烟机的数量与预设的吸油烟机数量、风量和风压的关系对应出该数量下吸油烟机的理论风量值和理论风压值；

S3，根据所述S2中的理论风量值和理论风压值计算出主机的目标转速；

S4，主机以所述S3中的目标转速工作，完成排烟。

优选地，所述S2中预设的吸油烟机数量、风量和风压的关系，具体为：

当所述S1中处于工作状态的所有吸油烟机均处于低楼层时，主机所需要提供的风量和风压，即为预设的吸油烟机数量、风量和风压的关系；

其中，低楼层具体是指：距离主机最远的吸油烟机所在的楼层。

优选地，所述S3中根据所述S2中的理论风量值和理论风压值计算出主机的目标转速，具体为：

S31，在固定转速下，拟合风压和风量的函数关系P＝f(Q)；

其中，P为风压，Q为风量；

S32，根据所述S31中的函数关系、S2中的理论风量值和理论风压值确定目标转速。

优选地，所述S32中根据S31中的函数关系、S2中的理论风量值和理论风压值，通过牛顿迭代法计算目标转速，具体为根据如下公式确定目标转速：

上式中，w1为目标转速，w为所述S31中的固定转速，Q1和P1分别为理论风量值和理论风压值。

优选地，通过牛顿迭代法确定目标转速，具体为：

S331，建立中间风量变量w0，初始令w0＝w；

建立如下等式：

S322，判断|w0-w1|<1e-2是否成立；

若成立，则所述主机以w1转速运行；反之令w0＝w1后返回S331继续进行迭代计算。

优选地，在所述S2中，当固定的吸油烟机的数量、固定的风量对应的风压为负数时，则所述主机不工作。

优选地，所述S1中主机统计出处于工作状态的所有吸油烟机的数量，具体为：

S11，位于各个楼层的吸油烟机通过烟机通讯模块将其工作状态传递至主机通讯模块；

S12，主机通讯模块接收烟机通讯模块的数据后统计出处于工作状态的所有吸油烟机的数量。

优选地，所述S3和S4之间还包括：

S3ˊ，判断所述S3中的目标转速是否大于风机的最大转速，若是风机以最大转速工作，反之进入S4。

一种公用烟道的排烟控制系统，用于实现上述的公用烟道的排烟控制方法，包括主机、公用烟道、风管以及安装在不同楼层的吸油烟机，所述主机位于公用烟道顶端，不同楼层的所述吸油烟机均通过风管与公用烟道连通；

所述主机，用于统计出处于工作状态的吸油烟机的数量，根据吸油烟机的数量对应出该数量下吸油烟机的理论风量值和理论风压值；所述主机，还用于根据所述理论风量值和理论风压值计算出自身的目标转速。

优选地，所述主机包括依次连接的主机通讯模块、主机控制模块和风机模块，所述主机控制模块内预设有吸油烟机数量、风量和风压的关系。

优选地，所述吸油烟机包括烟机通讯模块和烟机控制模块，所述烟机通讯模块和烟机控制模块连接用于将吸油烟机的状态传递至主机通讯模块。

与现有技术相比，本发明使用时，首先主机统计出处于工作状态的所有吸油烟机的数量；之后根据所述吸油烟机的数量与预设的吸油烟机数量、风量和风压的关系对应出该数量下吸油烟机的理论风量值和理论风压值；最后根据所述理论风量值和理论风压值计算出主机的目标转速，主机以所述目标转速工作，完成排烟；

上述过程相较于传统的仅仅靠简单的递增关系来控制主机的转速，引入了理论风压值和理论风压值，并且根据理论风量值和理论风压值计算出主机的目标转速；理论风量值和理论风压值与处于工作状态的吸油烟机的数量的对应关系是通过多次实验测试之后得出来的，将其预设的主机内，可根据吸油烟机的数量得出理论的风量值和风压值；

不仅如此，本发明在得出理论的风量值和风压值之后还根据迭代法计算出主机的目标转速，通过迭代逐渐逼近最佳的目标转速，计算准确，依据性强，实现了风机转速与吸油烟机数量的最佳匹配。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的一种公用烟道的排烟控制方法的流程图；

图2是本发明实施例1提供的一种公用烟道的排烟控制方法的详细流程图；

图3是本发明实施例2提供的一种公用烟道的排烟控制系统的结构示意图；

图4是本发明实施例2提供的一种公用烟道的排烟控制系统中主机的结构框图；

图5是本发明实施例2提供的一种公用烟道的排烟控制系统中吸油烟机的结构框图。

其中，1.主机，2.公用烟道，3.风管，4.吸油烟机，5.防火阀，11.主机通讯模块，12.主机控制模块，13.风机模块，14.主机供电模块，41.烟机通讯模块，42.烟机控制模块，43.风机，44.烟机供电模块，45.开关按钮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要明确的是，术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本发明实施例1提供一种公用烟道的排烟控制方法，如图1所示，用于通过公用烟道将位于各个楼层的吸油烟机工作时产生的油烟进行排除，按照如下步骤实施：

S1，主机统计出处于工作状态的所有吸油烟机的数量；

S4，主机以所述S3中的目标转速工作，完成排烟。

这样，采用上述方法，引入了理论风压值和理论风压值，并且根据理论风量值和理论风压值计算出主机的目标转速；理论风量值和理论风压值与处于工作状态的吸油烟机的数量的对应关系是通过多次实验测试之后得出来的，将其预设的主机内，可根据吸油烟机的数量得出理论的风量值和风压值；

不仅如此，本实施例在得出理论的风量值和风压值之后还根据迭代法计算出主机的目标转速，通过迭代逐渐逼近最佳的目标转速，计算准确，依据性强，实现了风机转速与吸油烟机数量的最佳匹配。

具体地，在其中一个实施例中，如图2所示，所述S1中主机统计出处于工作状态的所有吸油烟机的数量，具体为：

上述主机包括主机通讯模块、主机控制模块和风机模块；

上述吸油烟机包括烟机通讯模块和烟机控制模块；

在具体实施时，用户操作吸油烟机(打开或者关闭)，烟机控制模块采集吸油烟机当前的状态，并将所述状态通过烟机通讯模块传递给主机通讯模块，主机通讯模块接收该状态后将其传递至主机控制模块，主机控制模块实时统计处于工作状态的所有吸油烟机的数量，以此来控制风机模块的转速。

具体地，在另外一个实施例中：

所述S2中预设的吸油烟机数量、风量和风压的关系，具体为：

预设的吸油烟机数量、风量和风压的关系是提前写入主机控制模块中的。

针对于此，本实施例进行了大量的流体力学仿真，得到“各开机楼层同风量，且所述工作状态的吸油烟机全部置于底部时，不同开机数情况下，风机模块所需提供的风量和风压”，若按照每户风量为720m³/h进行设计，经过大量的实验得出的对应关系如下：

开机数(台)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
										风量(m<sup>3</sup>/h)	720	1440	2160	2880	3600	4320	5040	5760	6480
风压(Pa)	-19.2	-15.2	-0.9	22.7	54.7	93.9	139.4	189.9	244.3
										开机数(台)	10	11	12	13	14	15	16	17	18
风量(m<sup>3</sup>/h)	7200	7920	8640	9360	10080	10800	11520	12240	12960
										风压(Pa)	301.5	360.2	419.4	477.7	534	587.1	635.7	678.6	714.6

并且，需要注意的是：在所述S2中，当固定的吸油烟机的数量、固定的风量对应的风压为负数时，及上述表格中当开机数分别为1台吸油烟机、2台吸油烟机、3台吸油烟机，风量分别为720m³/h、1440m³/h、2160m³/h时对应的风压，则所述主机不工作。

当对应的风压为负数时，表明仅仅靠吸油烟机自身的动力就可以满足排烟的需求，因此此时无需打开主机的风机模块。

另外还需要说明的是：

本实施例在预设的吸油烟机数量、风量和风压的关系中，进行流体力学仿真时，选择底层开机为设计工况，即：让所有处于工作状态的吸油烟机均位于低楼层，这样做的意义在于：吸油烟机若全部置于底层开机时，烟气所经过的路径最长，损耗最大，这样计算得到的阻力最大，从而能够保证相应计算得到的转速，其动力性能一定是充足的，继而可以满足系统所需动力要求。

在另外一个实施例中：

所述S3中根据所述S2中的理论风量值和理论风压值计算出主机的目标转速，具体为：

S31，在固定转速下，拟合风压和风量的函数关系P＝f(Q)；

函数关系为：P＝f(Q)＝k₀+k₁Q+k₂Q²+k₃Q³+……

上式中，P为风压，Q为风量，k₀、k₁、k₂、k₃……为拟合参数；

其中，拟合参数的大小取决于主机的性能。

具体地，上述函数关系是通过如下方法得到的：

当仅有一台吸油烟机处于工作台，在不同的风量和风压下得到最佳的排烟效果，求出对应的拟合参数k₀和k₁；

当有两台吸油烟机处于工作台，在不同的风量和风压下得到最佳的排烟效果，求出对应的拟合参数k₂；

以此类推，得到上述函数关系。

S32，根据所述S31中的函数关系、S2中的理论风量值和理论风压值，通过牛顿迭代法计算目标转速，具体为，根据如下公式确定目标转速：

在具体实施例中，通过牛顿迭代法确定目标转速，具体为：

S331，建立中间风量变量w0，初始令w0＝w；

建立如下等式：

S322，判断|w0-w1|<1e-2是否成立；

具体地，所述S32中的公式通过如下方法得到：

故

故

又，P＝f(Q)；故得如下公式：

进而得到S32中的函数关系。

在本实施例中，采用的是牛顿迭代法进行目标转速w1的具体数值。

通过迭代逐渐逼近最佳的目标转速，计算准确，依据性强，实现了风机转速与吸油烟机数量的最佳匹配。

在另外一个实施例中：所述S3和S4之间还包括：

S3ˊ，判断所述S3中的目标转速是否大于风机的最大转速，若是风机以最大转速工作，反之进入S4；

这样，通过该步骤的限定避免了转速过大而影响风机的寿命。

本实施例在预设的吸油烟机数量、风量和风压的关系中，进行流体力学仿真时，选择底层开机为设计工况，从而能够保证相应计算得到的转数，其动力性能一定是充足的，继而可以满足系统所需动力要求；并且通过迭代逐渐逼近最佳的目标转速，计算准确，依据性强，实现了风机转速与吸油烟机数量的最佳匹配。

实施例2

本发明实施例2提供一种公用烟道的排烟控制系统，如图3所示，用于实现实施例1所述的公用烟道的排烟控制方法，其包括主机1、公用烟道2、风管3以及安装在不同楼层的吸油烟机4，所述主机1位于公用烟道2顶端，不同楼层的所述吸油烟机4均通过风管3与公用烟道2连通；

所述主机1，用于统计出处于工作状态的吸油烟机的数量，根据吸油烟机的数量对应出该数量下吸油烟机的理论风量值和理论风压值；所述主机1，还用于根据所述理论风量值和理论风压值计算出自身的目标转速。

这样，采用上述结构，主机1统计出处于工作状态的所有吸油烟机的数量，根据所述,吸油烟机的数量与预设的吸油烟机数量、风量和风压的关系对应出该数量下吸油烟机的理论风量值和理论风压值，之后根据所述理论风量值和理论风压值计算出主机的目标转速，主机以所述目标转速工作；

在吸油烟机4工作的过程中，吸油烟机4产生的油烟通过风管3排入到公用烟道2中，位于公用烟道2顶部的主机1工作，将公用烟道2中的油烟抽出，完成排烟。

如图4所示，所述主机1包括依次连接的主机通讯模块11、主机控制模块12和风机模块13，所述主机控制模块12内预设有吸油烟机数量、风量和风压的关系；

如图5所示，所述吸油烟机4包括烟机通讯模块41和烟机控制模块42，所述烟机通讯模块41和烟机控制模块42连接用于将吸油烟机的状态传递至主机通讯模块11；

这样，位于各个楼层的吸油烟机4通过烟机通讯模块41将其工作状态传递至主机通讯模块11；主机通讯模块11接收烟机通讯模块41的数据后，通过主机控制模块12统计出处于工作状态的所有吸油烟机的数量，进而控制风机模块13的转速。

另外，吸油烟机4还包括自身的风机43，当风机43可以实现排烟功能时，风机模块13不工作。

另外，吸油烟机4还包括还包括烟机供电模块44和开关按钮45；

主机1还包括主机供电模块14。

在具体实施例中，所述风管3和公用烟道2的连接处还设置有防火阀5。

本实施例提供的排烟控制系统通过主机通讯模块、主机控制模块、烟机通讯模块和烟机控制模块实现了数据的传递，并引入了理论风压值和理论风压值，根据理论风量值和理论风压值计算出主机的目标转速；计算准确，依据性强，实现了风机转速与吸油烟机数量的最佳匹配。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种公用烟道的排烟控制方法，其特征在于，用于通过公用烟道将位于各个楼层的吸油烟机工作时产生的油烟进行排除，按照如下步骤实施：

S1，主机统计出处于工作状态的所有吸油烟机的数量；

S3，根据所述S2中的理论风量值和理论风压值计算出主机的目标转速；具体为：

S31，在固定转速下，拟合风压和风量的函数关系P=f(Q)；

其中，P为风压，Q为风量；

S32，根据所述S31中的函数关系、S2中的理论风量值和理论风压值确定目标转速；具体为，根据如下公式确定目标转速：

上式中，w1为目标转速，w为所述S31中的固定转速，Q1和P1分别为理论风量值和理论风压值；

S4，主机以所述S3中的目标转速工作，完成排烟。

2.根据权利要求1所述的一种公用烟道的排烟控制方法，其特征在于，所述S2中预设的吸油烟机数量、风量和风压的关系，具体为：

3.根据权利要求2所述的一种公用烟道的排烟控制方法，其特征在于，通过牛顿迭代法确定目标转速，具体为：

S331，建立中间风量变量w0，初始令w0=w；

建立如下等式：

S322，判断|w0-w1|<1e-2是否成立；

若成立，所述主机以w1转速运行；反之令w0=w1后返回S331继续进行迭代计算。

4.根据权利要求2所述的一种公用烟道的排烟控制方法，其特征在于，在所述S2中，当固定的吸油烟机的数量、固定的风量对应的风压为负数时，则所述主机不工作。

5.根据权利要求1或4所述的一种公用烟道的排烟控制方法，其特征在于，所述S1中主机统计出处于工作状态的所有吸油烟机的数量，具体为：

6.根据权利要求1所述的一种公用烟道的排烟控制方法，其特征在于，所述S3和S4之间还包括：

7.一种公用烟道的排烟控制系统，其特征在于，用于实现权利要求1-6任一项所述的公用烟道的排烟控制方法，其包括主机（1）、公用烟道（2）、风管（3）以及安装在不同楼层的吸油烟机（4），所述主机（1）位于公用烟道（2）顶端，不同楼层的所述吸油烟机（4）均通过风管（3）与公用烟道（2）连通；

所述主机（1），用于统计出处于工作状态的吸油烟机的数量，根据吸油烟机的数量对应出该数量下吸油烟机的理论风量值和理论风压值；所述主机（1），还用于根据所述理论风量值和理论风压值计算出自身的目标转速。

8.根据权利要求7所述的一种公用烟道的排烟控制系统，其特征在于，所述主机（1）包括依次连接的主机通讯模块（11）、主机控制模块（12）和风机模块（13），所述主机控制模块（12）内预设有吸油烟机数量、风量和风压的关系。

9.根据权利要求8所述的一种公用烟道的排烟控制系统，其特征在于，所述吸油烟机（4）包括烟机通讯模块（41）和烟机控制模块（42），所述烟机通讯模块（41）和烟机控制模块（42）连接用于将吸油烟机的状态传递至主机通讯模块（11）。