CN112525306A - 楼宇集中式排烟系统中室内吸油烟机风量计算校正方法及系统 - Google Patents

楼宇集中式排烟系统中室内吸油烟机风量计算校正方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种楼宇集中式排烟系统中室内吸油烟机风量计算校正方法及采用该方法的楼宇集中式排烟系统，楼宇集中式排烟系统包括M台室内吸油烟机，公共烟道，以及室外主风机系统；M台室内吸油烟机内均保持有预设风量计算关系式；其特征在于：室外主风机系统分别逐一单独开启室内吸油烟机，获得所有室内吸油烟机在预设电流档位下稳定运行时的室内电机的转速Ni，求取平均转速值Nave和各楼层室内吸油烟机风量校正因子ki，将室内吸油烟机风量的初始值Qi乘以ki，得到风量校正值发送给对应的室内吸油烟机；或直接将ki发送给对应楼层的室内吸油烟机，然后更新预设风量计算关系式。与现有技术相比，本发明的风量计算更加准确，避免室内电机本身带来的差异。

Description

楼宇集中式排烟系统中室内吸油烟机风量计算校正方法及 系统
技术领域
本发明涉及一种楼宇集中式排烟系统中室内吸油烟机风量计算校正方法，以及采用由该方法的楼宇集中式排烟系统。
背景技术
目前在住宅和公寓的厨房中使用的吸油烟机，大多都是各自独立的，不同住户的吸油烟机之间没有联系，用户自行安装吸油烟有着很大的随意性，大多用户直接在厨房的窗户开孔或墙体打洞来设置吸油烟机的排放口，油烟直接从外墙排放，对上、下层住户造成污染干扰，并且会对外墙造成油污染，同时还会影响楼宇整体外观形象。
随着经济的高速发展，越来越多的高层住宅如雨后春笋般拔地而起。为了保持整个楼宇的外观形象，在很多高层民用住宅中，会采用楼宇集中式排烟系统进行集中排烟，该系统包括设置在不同楼层不同住户厨房内部的室内吸油烟机，设置在楼宇内部的公共烟道，以及设置在楼宇顶层的室外主风机系统，室内吸油烟机的出风口均与公共烟道连通，公共烟道的出风口与室外风机系统的入口连通。
对于采用楼宇集中式排烟系统进行集中排烟的高层住宅，在室内吸油烟机一致的情况下，由于楼层位置的差异，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。另外，现有的室内吸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，室内吸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)。
现有技术中，也有基于直流电机的恒风量控制，可以有效解决由于室内吸油烟机后端阻力变化而发生的风量变化，同时可以解决由于高楼层排出的过多风量对低楼层的影响。其基本原理是：基于室内吸油烟机电机转速计算当前的实际风量值Q，通过比较Q与目标风量Q1-Q2的差别来进行电流档位的调节。若Q小于Q1，说明风量过小，则增加电机输入电流，提升风机转速和风量；若Q大于Q2，说明风量偏大，则降低电机输入电流，减小电极转速和风量；若Q处于Q1和Q2之间，则说明此时的风量满足要求。直流电机恒风量控制所计算的风量精度决定了室内油烟机的判断准确性和运行档位。由于需要实时计算风量，控制程序中需要内置电流档位-转速-风量的对应关系式。所以风量的计算精度会受转速-风量的关系式拟合精度的影响。另外，更主要的原因是：同一型号的油烟机，由于电机本身会存在一些差异，同时蜗壳等风机组件的差异，会导致同型号的油烟机也会存在转速差异，从而会给风量的计算精度带来影响。
例如，在某一采用楼宇集中式排烟系统进行集中排烟楼盘(总共39层，7-39为居住楼层)，室内厨房均安装某一型号的室内吸油烟机(该室内吸油烟机内均设有直流电机)进行相关实验。各楼层室内油烟机的安装条件一致，在单户开机时(分别进行了0.59A\0.79A\0.99A\1.33A四个电流档位实验)，各楼层的直流电机转速如附图1a和1b所示。各楼层直流电机转速是不一致的，转速范围波动大部分在±25rpm之内，有些楼层的转速相对平均值会出现±50rpm左右的偏差。这主要归结于每台油烟机本身的电机差异。由于室内油烟机内置的转速-风量关系式没有考虑每台机子本身电机差异，统一采用相同的关系式进行风量计算，所以转速的差异势必会导致各楼层计算的风量会存在一定的差异，如图2a、图2b、图2c和图2d所示；可以看到，风量误差大概在±0.6m3min范围内。虽然每台室内吸油烟机输入的电流档位是一样的，但是由于直流电机本身的差异会导致每台室内吸油烟机在该电流档位下运行时的性能曲线是不一样的。而恒风量控制是楼宇集中式排烟系统的关键技术之一，所以风量的计算精度会决定整个系统的风量分配均衡性。
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楼宇集中式排烟系统中室内吸油烟机风量计算校正方法及采用该方法的楼宇集中式排烟系统，该方法能避免直流电机本身的差异给风量计算带来的误差。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种楼宇集中式排烟系统中室内吸油烟机风量计算校正方法，其中楼宇集中式排烟系统包括设置在不同楼层住户厨房内部的M台室内吸油烟机，M为自然数；设置在楼宇内部的公共烟道，以及设置在楼宇顶层的室外主风机系统；M台室内吸油烟机的出风口均通过可调角度电动止回阀与公共烟道连通，公共烟道的出风口与室外风机系统的入口连通；M台室内吸油烟机通过LoRa模块或者NB-IoT模块与室外主风机系统通信连接，且室外主风机系统内预先保持有M台室内吸油烟机的楼层位置和地址编码信息；M台室内吸油烟机内均安装有室内风机组件，室内风机组件包括室内电机和由室内电机驱动的室内叶轮，且M台室内吸油烟机内均保持有室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式；其特征在于：通过如下步骤对室内吸油烟机风量计算方法进行校正：
步骤1、室外主风机系统单独开启某台室内吸油烟机，使该台室内吸油烟机在预设电流档位下运行，待该台室内吸油烟机运行稳定以后，室内吸油烟机通过LoRa模块或者NB-IoT模块将其室内电机的转速发送给室外主风机系统，进入步骤2；
步骤2、按照步骤1的方法，室外主风机系统分别逐一单独开启剩余其他室内吸油烟机，获得所有室内吸油烟机在预设电流档位下稳定运行时的室内电机的转速Ni，Ni表示第i层室内吸油烟机在单户开机时其室内电机的转速，i＝1，2，……M，然后进入步骤3；
步骤3、室外主风机系统求取平均转速值Nave，并求得各楼层室内吸油烟机风量校正因子ki，ki表示第i层的室内吸油烟机风量校正因子，然后转入步骤4或步骤5：
Figure BDA0002205547380000031
Figure BDA0002205547380000032
步骤4、室外主风机系统将各楼层室内吸油烟机风量校正因子ki进行保存；当某一台室内吸油烟机开启后，先根据预先设定的室内电机电流档位进行运行，并根据预先保存的室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式，计算得到室内电机转速的初始值和室内吸油烟机风量的初始值Qi，然后将其楼层位置和地址编码信息以及室内吸油烟机风量的初始值Qi发送给室外主风机系统，室外主风机系统根据其楼层位置，将室内吸油烟机风量的初始值Qi乘以对应楼层室内吸油烟机风量校正因子ki，得到对应楼层室内吸油烟机风量的校正值Qi’＝Qi×ki，然后将对应楼层室内吸油烟机风量的校正值Qi’发送给对应的室内吸油烟机；对应的室内吸油烟机再根据预先保存的室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式，对其室内电机电流档位进行自动调节；
步骤5、室外主风机系统将各楼层室内吸油烟机风量校正因子ki分别发送给对应楼层的室内吸油烟机，然后对应的室内吸油烟机将预先保存的室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式乘以该楼层室内吸油烟机风量校正因子ki，得到更新后的室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式；当某一台室内吸油烟机开启运行后，根据预先设定的室内电机电流档位，以及更新后的室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式，计算室内吸油烟机的实际风量值。
本发明提供的一种楼宇集中式排烟系统，包括设置在不同楼层住户厨房内部的M台室内吸油烟机，M为自然数；设置在楼宇内部的公共烟道，以及设置在楼宇顶层的室外主风机系统；M台室内吸油烟机的出风口均通过可调角度电动止回阀与公共烟道连通，公共烟道的出风口与室外风机系统的入口连通；M台室内吸油烟机通过LoRa模块或者NB-IoT模块与室外主风机系统通信连接，且室外主风机系统内预先保持有M台室内吸油烟机的楼层位置和地址编码信息；M台室内吸油烟机内均安装有室内风机组件，室内风机组件包括室内电机和由室内电机驱动的室内叶轮，且M台室内吸油烟机内均保持有室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式；其特征在于：室内吸油烟机风量计算方法采用上述方法进行校正。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过计算得到各楼层室内吸油烟机风量校正因子ki，然后的各楼层计算的风量值进行修正，从而使风量计算更加准确，避免室内电机本身带来的差异，使得各楼层的实际风量分布均匀性更好。
附图说明
图1a为背景技术中在单户开机时电流档位为0.59A和0.79A各楼层直流电机转速示意图；
图1b为背景技术中在单户开机时电流档位为0.99A和1.33A各楼层直流电机转速示意图；
图2a为背景技术中在单户开机时电流档位为0.59A各楼层计算实际风量示意图；
图2b为背景技术中在单户开机时电流档位为0.79A各楼层计算实际风量示意图；
图2c为背景技术中在单户开机时电流档位为0.99A各楼层计算实际风量示意图；
图2d为背景技术中在单户开机时电流档位为1.33A各楼层计算实际风量示意图；
图3为本发明实施例中楼宇集中式排烟系统结构图。
图4为本发明实施例中楼宇集中式排烟系统中室内吸油烟机风量计算校正方法流程图。
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3所示的楼宇集中式排烟系统，包括设置在不同楼层的住户厨房内部的M个室内吸油烟机11、12……1M，M为自然数；设置在楼宇内部的公共烟道2，设置在楼宇顶层的室外主风机系统3，多台室内吸油烟机的出风口均通过可调角度电动止回阀4与公共烟道连通，公共烟道的出风口与室外风机系统的入口连通；M台室内吸油烟机11、12……1M均通过LoRa模块或者NB-IoT模块与室外主风机系统3通信连接，且室外主风机系统内预先保持有M台室内吸油烟机的楼层位置和地址编码信息；M台室内吸油烟机内均安装有室内风机组件，室内风机组件包括室内电机和由室内电机驱动的室内叶轮，且M台室内吸油烟机内均保持有室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式；
本发明通过如下步骤对室内吸油烟机风量计算方法进行校正，参见图2所示：
步骤1、室外主风机系统单独开启某台室内吸油烟机，使该台室内吸油烟机在预设电流档位下运行，待该台室内吸油烟机运行稳定以后，室内吸油烟机通过LoRa模块或者NB-IoT模块将其室内电机的转速发送给室外主风机系统，进入步骤2；
步骤2、按照步骤1的方法，室外主风机系统分别逐一单独开启剩余其他室内吸油烟机，获得所有室内吸油烟机在预设电流档位下稳定运行时的室内电机的转速Ni，Ni表示第i层室内吸油烟机在单户开机时其室内电机的转速，i＝1，2，……M，然后进入步骤3；
步骤3、室外主风机系统求取平均转速值Nave，并求得各楼层室内吸油烟机风量校正因子ki，ki表示第i层的室内吸油烟机风量校正因子，然后通过两种方法对室内电机电流档位进行自动调节，第一种方法转入步骤4，第二种方法转入步骤5，这两种方法任意选择一种即可：
Figure BDA0002205547380000051
Figure BDA0002205547380000052
步骤4、室外主风机系统将各楼层室内吸油烟机风量校正因子ki进行保存；当某一台室内吸油烟机开启后，先根据预先设定的室内电机电流档位进行运行，并根据预先保存的室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式，计算得到室内电机转速的初始值和室内吸油烟机风量的初始值Qi，然后将其楼层位置和地址编码信息以及室内吸油烟机风量的初始值Qi发送给室外主风机系统，室外主风机系统根据其楼层位置，将室内吸油烟机风量的初始值Qi乘以对应楼层室内吸油烟机风量校正因子ki，得到对应楼层室内吸油烟机风量的校正值Qi’＝Qi×ki，然后将对应楼层室内吸油烟机风量的校正值Qi’发送给对应的室内吸油烟机；对应的室内吸油烟机再根据预先保存的室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式，对其室内电机电流档位进行自动调节；
步骤5、室外主风机系统将各楼层室内吸油烟机风量校正因子ki分别发送给对应楼层的室内吸油烟机，然后对应的室内吸油烟机将预先保存的室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式乘以该楼层室内吸油烟机风量校正因子ki，得到更新后的室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式；当某一台室内吸油烟机开启运行后，根据预先设定的室内电机电流档位，以及更新后的室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式，计算室内吸油烟机的实际风量值。
本发明通过各楼层单户开机时，烟道背压都等于0，所以各楼层的阻力损失主要是烟管和止逆阀的压力损失，由于各楼层的烟管安装和止逆阀是一致的，所以烟管和阀的阻力损失是一样的，原理上电机转速也应该是一致的；那么转速出现差异主要归结于室内电机本身的差异，通过步骤1、2、3就可以计算出由室内电机本身的差异带来的风量计算误差。

Claims (2)

1.一种楼宇集中式排烟系统中室内吸油烟机风量计算校正方法，其中楼宇集中式排烟系统包括设置在不同楼层住户厨房内部的M台室内吸油烟机，M为自然数；设置在楼宇内部的公共烟道，以及设置在楼宇顶层的室外主风机系统；M台室内吸油烟机的出风口均通过可调角度电动止回阀与公共烟道连通，公共烟道的出风口与室外风机系统的入口连通；M台室内吸油烟机通过LoRa模块或者NB-IoT模块与室外主风机系统通信连接，且室外主风机系统内预先保持有M台室内吸油烟机的楼层位置和地址编码信息；M台室内吸油烟机内均安装有室内风机组件，室内风机组件包括室内电机和由室内电机驱动的室内叶轮，且M台室内吸油烟机内均保持有室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式；其特征在于：通过如下步骤对室内吸油烟机风量计算方法进行校正：
步骤1、室外主风机系统单独开启某台室内吸油烟机，使该台室内吸油烟机在预设电流档位下运行，待该台室内吸油烟机运行稳定以后，室内吸油烟机通过LoRa模块或者NB-IoT模块将其室内电机的转速发送给室外主风机系统，进入步骤2；
步骤2、按照步骤1的方法，室外主风机系统分别逐一单独开启剩余其他室内吸油烟机，获得所有室内吸油烟机在预设电流档位下稳定运行时的室内电机的转速Ni，Ni表示第i层室内吸油烟机在单户开机时其室内电机的转速，i＝1，2，……M，然后进入步骤3；
步骤3、室外主风机系统求取平均转速值Nave，并求得各楼层室内吸油烟机风量校正因子ki，ki表示第i层的室内吸油烟机风量校正因子，然后转入步骤4或步骤5：
Figure FDA0002205547370000011
Figure FDA0002205547370000012
步骤4、室外主风机系统将各楼层室内吸油烟机风量校正因子ki进行保存；当某一台室内吸油烟机开启后，先根据预先设定的室内电机电流档位进行运行，并根据预先保存的室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式，计算得到室内电机转速的初始值和室内吸油烟机风量的初始值Qi，然后将其楼层位置和地址编码信息以及室内吸油烟机风量的初始值Qi发送给室外主风机系统，室外主风机系统根据其楼层位置，将室内吸油烟机风量的初始值Qi乘以对应楼层室内吸油烟机风量校正因子ki，得到对应楼层室内吸油烟机风量的校正值Qi’＝Qi×ki，然后将对应楼层室内吸油烟机风量的校正值Qi’发送给对应的室内吸油烟机；对应的室内吸油烟机再根据预先保存的室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式，对其室内电机电流档位进行自动调节；
步骤5、室外主风机系统将各楼层室内吸油烟机风量校正因子ki分别发送给对应楼层的室内吸油烟机，然后对应的室内吸油烟机将预先保存的室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式乘以该楼层室内吸油烟机风量校正因子ki，得到更新后的室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式；当某一台室内吸油烟机开启运行后，根据预先设定的室内电机电流档位，以及更新后的室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式，计算室内吸油烟机的实际风量值。
2.一种楼宇集中式排烟系统，包括设置在不同楼层住户厨房内部的M台室内吸油烟机，M为自然数；设置在楼宇内部的公共烟道，以及设置在楼宇顶层的室外主风机系统；M台室内吸油烟机的出风口均通过可调角度电动止回阀与公共烟道连通，公共烟道的出风口与室外风机系统的入口连通；M台室内吸油烟机通过LoRa模块或者NB-IoT模块与室外主风机系统通信连接，且室外主风机系统内预先保持有M台室内吸油烟机的楼层位置和地址编码信息；M台室内吸油烟机内均安装有室内风机组件，室内风机组件包括室内电机和由室内电机驱动的室内叶轮，且M台室内吸油烟机内均保持有室内电机电流档位-室内电机转速-室内吸油烟机风量的对应关系式；其特征在于：室内吸油烟机风量计算方法采用如权利要求1所述方法进行校正。
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