CN113074391A - 一种楼宇集中式排烟系统的运行控制方法 - Google Patents

一种楼宇集中式排烟系统的运行控制方法 Download PDF

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    • E04F17/02—Vertical ducts; Channels, e.g. for drainage for carrying away waste gases, e.g. flue gases; Building elements specially designed therefor, e.g. shaped bricks or sets thereof

Abstract

本发明涉及一种楼宇集中式排烟系统的运行控制方法，楼宇集中式排烟系统包括室内吸油烟机、公共烟道室外主机系统以及云端服务器，其特征在于所述楼宇集中式排烟系统的运行控制方法包括：步骤1、室内吸油烟机通电开机；步骤2、低于n层的室内机的电动止回阀保持90度开启，高于n层的室内机电动止回阀的打开角度为α度；步骤3、计算实际排烟量Q实测；步骤4、室内吸油烟机将自身的运行状态信息发给云端服务器；步骤5、云端服务器计算目标排烟量Q目标，并对应发给相应楼层的室内吸油烟机；步骤6、判断Q目标是否在区间[Q目标‑σ,Q目标+σ]内，如不是，调整风机转速；步骤7、高楼层还继续调整电动止回阀打开角度；本发明能保证顺畅排烟。

Description

一种楼宇集中式排烟系统的运行控制方法
技术领域
本发明涉及一种楼宇集中式排烟系统的运行控制方法。
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)。当公共烟道内排烟阻力较大时，油烟容易倒串到室内；当开机率较小时，室内吸油烟机无法根据公共烟道整体排烟阻力自动调整吸油烟机的档位。
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能使公共烟道背压相对稳定从而保证排烟顺畅的楼宇集中式排烟系统的运行控制方法。
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的运行控制方法，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N台室内吸油烟机，N为自然数；设置在楼宇内部的公共烟道，设置在楼宇顶层的室外主机系统，以及云端服务器，N台室内吸油烟机和室外主机系统均与云端服务器通信连接；云端服务器内预先保存有所有N台室内吸油烟机的楼层位置信息及其对应的MAC地址信息，N台室内吸油烟机的出风口通过室内排烟支管与公共烟道连通，室内排烟支管的出口处设有能调节打开角度的电动止回阀；其特征在于：每个楼层的室内排烟支管内部或电动止回阀内侧还设有用于检测当前楼层室内吸油烟机实际排出油烟的压力值的压力传感器，压力传感器与室内吸油烟机通信连接；每台室内吸油烟机上均安装有用于检测室内空气质量的空气质量模块，所述楼宇集中式排烟系统的运行控制方法包括如下步骤：
步骤1、将任意一台空气质量模块检测到空气质量检测值大于等于100时，将对应的室内吸油烟机开启，整个楼宇集中式排烟系统唤醒，如果空气质量模块检测到空气质量检测值小于100时，将对应的室内吸油烟机关闭；
步骤2、通电开机的室内吸油烟机判断自身的楼层是否小于等于n,n小于N，n取值为2或3或4或5，如是，室内吸油烟机将电动止回阀的打开，且电动止回阀的打开角度保持90度不变，然后依次执行步骤3、步骤4、步骤5、步骤6、步骤7；
如不是室内吸油烟机将电动止回阀的打开，且电动止回阀的打开角度为α度，α为大于90度的预设常数，然后依次执行步骤3、步骤4、步骤5、步骤6、步骤8和步骤9；
步骤3、通电开机的室内吸油烟机根据如下公式计算自身的实际排烟量Q实测：
Q实测＝Q0×(ap2+bp+c)
其中p为当前楼层处公共烟道内的压力值，Q0的取值范围为[2，20]，单位为m3/min，a，b，c为预设常量，a，b，c的取值范围在0到10之间；
步骤4、通电开机的室内吸油烟机实时查询自身的运行状态信息，并将其楼层位置信息和运行状态信息发送给云端服务器；室内吸油烟机的运行状态信息包括以下信息：当前楼层处公共烟道内的压力值，室内吸油烟机的电机转速信息，室内吸油烟机的电流档位信息；
步骤5、云端服务器根据通电开机的室内吸油烟机反馈的运行状态信息，计算当前室内吸油烟机的开机率x，开机率x等于已经开启运行的室内吸油烟机的数量与N的比值，将通过如下公式计算室内吸油烟机的目标排烟量Q目标：
Q目标＝Q0×(dx+ey+fz+g)
其中，x为当前室内吸油烟机的开机率x，y为室内吸油烟机所处的楼层，z为室内吸油烟机的电机转速信息，Q0的取值范围为[2，20]，单位为m3/min，d、e、f、g为预设常量，d、e、f、g的取值范围在0到10之间；
云端服务器将不同楼层的目标排烟量Q目标发给相应楼层的室内吸油烟机；
步骤6、室内吸油烟机判断Q目标是否在区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内，如是，直接返回步骤2，如否，室内吸油烟机调节室内电机转速，然后利用步骤3中的公式再次计算Q实测，直至实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内；σ为预设临界因子，σ的取值为0.8到2之间；
步骤7、如果步骤6中通过调节室内电机转速，依然不能使实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内，则开启室外主风机系统，室外主风机系统的排风量Q室外设为：
Q室外＝Q室外0+(Q1目标-Q1实测)*λ1+(Q2目标-Q2实测)*λ2...+(Qm目标-Qm实测)*λN
其中，λ1、λ2……λN为预设常量，λ1、λ2……λN∈[0.8,2.0]，Q1目标为一层室内吸油烟机的目标排烟量，Q1实测为一层室内吸油烟机的实际排烟量；Q2目标为二层室内吸油烟机的目标排烟量，Q2实测为二层室内吸油烟机的实际排烟量；……Qm目标为m层室内吸油烟机的目标排烟量，Qm实测为m层室内吸油烟机的实际排烟量；m∈N；当开机率大于等于10％时，Q室外0＝100；当开机率小于10％时，Q室外0＝0；
步骤8、如果步骤6中通过调节室内电机转速，依然不能使实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内，则通过调整电动止回阀的打开角度，再次利用步骤3中的公式再次计算Q实测，直至实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内；
步骤9、如果步骤8中通过电动止回阀的打开角度，依然不能使实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内，则开启室外主风机系统，室外主风机系统的排风量Q室外设为：
Q室外＝Q室外0+(Q1目标-Q1实测)*λ1+(Q2目标-Q2实测)*λ2...+(Qm目标-Qm实测)*λN
其中，λ1、λ2……λN为预设常量，λ1、λ2……λN∈[0.8,2.0]，Q1目标为一层室内吸油烟机的目标排烟量，Q1实测为一层室内吸油烟机的实际排烟量；Q2目标为二层室内吸油烟机的目标排烟量，Q2实测为二层室内吸油烟机的实际排烟量；……Qm目标为m层室内吸油烟机的目标排烟量，Qm实测为m层室内吸油烟机的实际排烟量；m∈N；当开机率大于等于10％时，Q室外0＝100；当开机率小于10％时，Q室外0＝0。
作为改进，所述步骤6中，室内吸油烟机通过输出PWM信号来控制室内电机的工作状态，通过改变PWM信号的占空比来调节室内电机转速。
再改进，当Q实测<Q目标-σ，提高PWM信号的占空比，提高室内电机转速；如果Q实测>Q目标+σ，降低PWM信号的占空比。
再改进，当步骤6中，提高PWM信号的占空比至100％，室内电机转速达到最大值，而Q实测依然小于Q目标-σ，步骤7中，通过逐步调大电动止回阀的打开角度来调整Q实测，直至实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内；当降低PWM信号的占空比，使室内电机转速达到最小启动值，而Q实测依然大于Q目标+σ，步骤7中，通过逐步降低电动止回阀的打开角度来调整Q实测，直至实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内。
再改进，所述云端服务器将每层室内吸油烟机的运行状态信息发送给对应的用户移动终端。
与现有技术相比，本发明的优点在于：能根据开机率、楼层信息，智能调节室内吸油烟机的风机转速，低楼层仅调节电动止回阀的开启(90度)或关闭，高楼层还能配合调节电动止回阀的打开角度，能保障公共引导背压相对稳定，整体排烟顺畅。
附图说明
图1为本发明实施例中楼宇集中式排烟系统的结构示意图。
图2本发明实施例中楼宇集中式排烟系统的运行控制方法流程图。
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1所示的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N台室内吸油烟机11……1N，N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机系统3，以及云端服务器6，N台台室内吸油烟机11……1N的出风口均通过室内排烟支管5与公共烟道2连通，每个室内排烟支管5内均安装有可调角度电动止回阀4，公共烟道2的出口与室外主机系统3的入口连通，室外主机系统的出口与通过风帽与室外直接连通。N台室内吸油烟机11……1N和室外主机系统均与云端服务器6通信连接，云端服务器内预先保存有所有N台室内吸油烟机的楼层位置信息及其对应的MAC地址信息，每个楼层的室内排烟支管内部或电动止回阀内侧还设有用于检测当前楼层室内吸油烟机实际排出油烟的压力值的压力传感器7，压力传感器7与室内吸油烟机通信连接；每台室内吸油烟机上均安装有用于检测室内空气质量的空气质量模块8；所述楼宇集中式排烟系统的运行控制方法包括如下步骤，参见图2所示：
步骤1、将任意一台空气质量模块检测到空气质量检测值大于等于100时，将对应的室内吸油烟机开启，整个楼宇集中式排烟系统唤醒，如果空气质量模块检测到空气质量检测值小于100时，将对应的室内吸油烟机关闭；
步骤2、通电开机的室内吸油烟机判断自身的楼层是否小于等于n,n小于N，n取值为2或3或4或5，如是，室内吸油烟机将电动止回阀的打开，且电动止回阀的打开角度保持90度不变，然后依次执行步骤3、步骤4、步骤5、步骤6、步骤7；
如不是室内吸油烟机将电动止回阀的打开，且电动止回阀的打开角度为α度，α为大于90度的预设常数，然后依次执行步骤3、步骤4、步骤5、步骤6、步骤8和步骤9；
步骤3、通电开机的室内吸油烟机根据如下公式计算自身的实际排烟量Q实测：
Q实测＝Q0×(ap2+bp+c)
其中p为当前楼层处公共烟道内的压力值，Q0的取值范围为[2，20]，单位为m3/min，a，b，c为预设常量，a，b，c的取值范围在0到10之间；
步骤4、通电开机的室内吸油烟机实时查询自身的运行状态信息，并将其楼层位置信息和运行状态信息发送给云端服务器；室内吸油烟机的运行状态信息包括以下信息：当前楼层处公共烟道内的压力值，室内吸油烟机的电机转速信息，室内吸油烟机的电流档位信息；
步骤5、云端服务器根据通电开机的室内吸油烟机反馈的运行状态信息，计算当前室内吸油烟机的开机率x，开机率x等于已经开启运行的室内吸油烟机的数量与N的比值，将通过如下公式计算室内吸油烟机的目标排烟量Q目标：
Q目标＝Q0×(dx+ey+fz+g)
其中，x为当前室内吸油烟机的开机率x，y为室内吸油烟机所处的楼层，z为室内吸油烟机的电机转速信息，Q0的取值范围为[2，20]，单位为m3/min，d、e、f、g为预设常量，d、e、f、g的取值范围在0到10之间；
云端服务器将不同楼层的目标排烟量Q目标发给相应楼层的室内吸油烟机；
步骤6、室内吸油烟机判断Q目标是否在区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内，如是，直接返回步骤2，如否，室内吸油烟机调节室内电机转速，然后利用步骤3中的公式再次计算Q实测，直至实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内；σ为预设临界因子，σ的取值为0.8到2之间；
步骤7、如果步骤6中通过调节室内电机转速，依然不能使实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内，则开启室外主风机系统，室外主风机系统的排风量Q室外设为：
Q室外＝Q室外0+(Q1目标-Q1实测)*λ1+(Q2目标-Q2实测)*λ2...+(Qm目标-Qm实测)*λN
其中，λ1、λ2……λN为预设常量，λ1、λ2……λN∈[0.8,2.0]，Q1目标为一层室内吸油烟机的目标排烟量，Q1实测为一层室内吸油烟机的实际排烟量；Q2目标为二层室内吸油烟机的目标排烟量，Q2实测为二层室内吸油烟机的实际排烟量；……Qm目标为m层室内吸油烟机的目标排烟量，Qm实测为m层室内吸油烟机的实际排烟量；m∈N；当开机率大于等于10％时，Q室外0＝100；当开机率小于10％时，Q室外0＝0；
步骤8、如果步骤6中通过调节室内电机转速，依然不能使实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内，则通过调整电动止回阀的打开角度，再次利用步骤3中的公式再次计算Q实测，直至实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内；
步骤9、如果步骤8中通过电动止回阀的打开角度，依然不能使实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内，则开启室外主风机系统，室外主风机系统的排风量Q室外设为：
Q室外＝Q室外0+(Q1目标-Q1实测)*λ1+(Q2目标-Q2实测)*λ2...+(Qm目标-Qm实测)*λN
其中，λ1、λ2……λN为预设常量，λ1、λ2……λN∈[0.8,2.0]，Q1目标为一层室内吸油烟机的目标排烟量，Q1实测为一层室内吸油烟机的实际排烟量；Q2目标为二层室内吸油烟机的目标排烟量，Q2实测为二层室内吸油烟机的实际排烟量；……Qm目标为m层室内吸油烟机的目标排烟量，Qm实测为m层室内吸油烟机的实际排烟量；m∈N，当开机率大于等于10％时，Q室外0＝100；当开机率小于10％时，Q室外0＝0。
上述步骤6和步骤8中，室内吸油烟机通过输出PWM信号来控制室内电机的工作状态，通过改变PWM信号的占空比来调节室内电机转速。具体的，当Q实测<Q目标-σ，提高PWM信号的占空比，提高室内电机转速；如果Q实测>Q目标+σ，降低PWM信号的占空比。
当步骤6中，提高PWM信号的占空比至100％，室内电机转速达到最大值，而Q实测依然小于Q目标-σ，所述步骤8中，通过逐步调大电动止回阀的打开角度来调整Q实测，直至实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内；当降低PWM信号的占空比，使室内电机转速达到最小启动值，而Q实测依然大于Q目标+σ，步骤8中，通过逐步降低电动止回阀的打开角度来调整Q实测，直至实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内。
另外，云端服务器将每层室内吸油烟机的运行状态信息发送给对应的用户移动终端，以便用户能实时查到室内吸油烟机的运行状态。

Claims (5)

1.一种楼宇集中式排烟系统的运行控制方法，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N台室内吸油烟机，N为自然数；设置在楼宇内部的公共烟道，设置在楼宇顶层的室外主机系统，以及云端服务器，N台室内吸油烟机和室外主机系统均与云端服务器通信连接；云端服务器内预先保存有所有N台室内吸油烟机的楼层位置信息及其对应的MAC地址信息，N台室内吸油烟机的出风口通过室内排烟支管与公共烟道连通，室内排烟支管的出口处设有能调节打开角度的电动止回阀；其特征在于：每个楼层的室内排烟支管内部或电动止回阀内侧还设有用于检测当前楼层室内吸油烟机实际排出油烟的压力值的压力传感器，压力传感器与室内吸油烟机通信连接；每台室内吸油烟机上均安装有用于检测室内空气质量的空气质量模块，所述楼宇集中式排烟系统的运行控制方法包括如下步骤：
步骤1、将任意一台空气质量模块检测到空气质量检测值大于等于100时，将对应的室内吸油烟机开启，整个楼宇集中式排烟系统唤醒，如果空气质量模块检测到空气质量检测值小于100时，将对应的室内吸油烟机关闭；
步骤2、通电开机的室内吸油烟机判断自身的楼层是否小于等于n,n小于N，n取值为2或3或4或5，如是，室内吸油烟机将电动止回阀的打开，且电动止回阀的打开角度保持90度不变，然后依次执行步骤3、步骤4、步骤5、步骤6、步骤7；
如不是室内吸油烟机将电动止回阀的打开，且电动止回阀的打开角度为α度，α为大于90度的预设常数，然后依次执行步骤3、步骤4、步骤5、步骤6、步骤8和步骤9；
步骤3、通电开机的室内吸油烟机根据如下公式计算自身的实际排烟量Q实测：
Q实测＝Q0×(ap2+bp+c)
其中p为当前楼层处公共烟道内的压力值，Q0的取值范围为[2，20]，单位为m3/min，a，b，c为预设常量，a，b，c的取值范围在0到10之间；
步骤4、通电开机的室内吸油烟机实时查询自身的运行状态信息，并将其楼层位置信息和运行状态信息发送给云端服务器；室内吸油烟机的运行状态信息包括以下信息：当前楼层处公共烟道内的压力值，室内吸油烟机的电机转速信息，室内吸油烟机的电流档位信息；
步骤5、云端服务器根据通电开机的室内吸油烟机反馈的运行状态信息，计算当前室内吸油烟机的开机率x，开机率x等于已经开启运行的室内吸油烟机的数量与N的比值，将通过如下公式计算室内吸油烟机的目标排烟量Q目标：
Q目标＝Q0×(dx+ey+fz+g)
其中，x为当前室内吸油烟机的开机率x，y为室内吸油烟机所处的楼层，z为室内吸油烟机的电机转速信息，Q0的取值范围为[2，20]，单位为m3/min，d、e、f、g为预设常量，d、e、f、g的取值范围在0到10之间；
云端服务器将不同楼层的目标排烟量Q目标发给相应楼层的室内吸油烟机；
步骤6、室内吸油烟机判断Q目标是否在区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内，如是，直接返回步骤2，如否，室内吸油烟机调节室内电机转速，然后利用步骤3中的公式再次计算Q实测，直至实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内；σ为预设临界因子，σ的取值为0.8到2之间；
步骤7、如果步骤6中通过调节室内电机转速，依然不能使实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内，则开启室外主风机系统，室外主风机系统的排风量Q室外设为：
Q室外＝Q室外0+(Q1目标-Q1实测)*λ1+(Q2目标-Q2实测)*λ2...+(Qm目标-Qm实测)*λN
其中，λ1、λ2……λN为预设常量，λ1、λ2……λN∈[0.8,2.0]，Q1目标为一层室内吸油烟机的目标排烟量，Q1实测为一层室内吸油烟机的实际排烟量；Q2目标为二层室内吸油烟机的目标排烟量，Q2实测为二层室内吸油烟机的实际排烟量；……Qm目标为m层室内吸油烟机的目标排烟量，Qm实测为m层室内吸油烟机的实际排烟量；m∈N；当开机率大于等于10％时，Q室外0＝100；当开机率小于10％时，Q室外0＝0；
步骤8、如果步骤6中通过调节室内电机转速，依然不能使实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内，则通过调整电动止回阀的打开角度，再次利用步骤3中的公式再次计算Q实测，直至实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内；
步骤9、如果步骤8中通过电动止回阀的打开角度，依然不能使实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内，则开启室外主风机系统，室外主风机系统的排风量Q室外设为：
Q室外＝Q室外0+(Q1目标-Q1实测)*λ1+(Q2目标-Q2实测)*λ2...+(Qm目标-Qm实测)*λN
其中，λ1、λ2……λN为预设常量，λ1、λ2……λN∈[0.8,2.0]，Q1目标为一层室内吸油烟机的目标排烟量，Q1实测为一层室内吸油烟机的实际排烟量；Q2目标为二层室内吸油烟机的目标排烟量，Q2实测为二层室内吸油烟机的实际排烟量；……Qm目标为m层室内吸油烟机的目标排烟量，Qm实测为m层室内吸油烟机的实际排烟量；m∈N，当开机率大于等于10％时，Q室外0＝100；当开机率小于10％时，Q室外0＝0。
2.根据权利要求1所述的楼宇集中式排烟系统的运行控制方法，其特征在于：所述步骤6中，室内吸油烟机通过输出PWM信号来控制室内电机的工作状态，通过改变PWM信号的占空比来调节室内电机转速。
3.根据权利要求2所述的楼宇集中式排烟系统的运行控制方法，其特征在于：当Q实测<Q目标-σ，提高PWM信号的占空比，提高室内电机转速；如果Q实测>Q目标+σ，降低PWM信号的占空比。
4.根据权利要求3所述的楼宇集中式排烟系统的运行控制方法，其特征在于：当步骤6中，提高PWM信号的占空比至100％，室内电机转速达到最大值，而Q实测依然小于Q目标-σ，步骤7中，通过逐步调大电动止回阀的打开角度来调整Q实测，直至实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内；当降低PWM信号的占空比，使室内电机转速达到最小启动值，而Q实测依然大于Q目标+σ，步骤7中，通过逐步降低电动止回阀的打开角度来调整Q实测，直至实际排烟量Q实测达到区间[Q目标-σ,Q目标+σ]内。
5.根据权利要求1所述的楼宇集中式排烟系统的运行控制方法，其特征在于：所述云端服务器将每层室内吸油烟机的运行状态信息发送给对应的用户移动终端。
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