CN113587410B - 风量测量装置、地铁空调系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种风量测量装置、地铁空调系统和控制方法，其中，风量测量装置包括：静压室，设置有第一开口、第二开口和第三开口，静压室用于通过第一开口与地铁空调系统的回风室连接，且通过第二开口与地铁空调系统的排风道连接；稳压管，包括相连接的第一管段和第二管段，第一管段和第二管段的管径相同，静压箱通过第三开口与第一管段连接，第二管段用于与排风道连接；孔板压差流量计，设置于第一管段与第二管段之间，其中，在地铁空调系统的小新风模式开启时，第一开口和第三开口开启，第二开口关闭，孔板压差流量计用于测量压差，以用于测量排风道的排风量。本发明实施例能够实现对新风量较为精确的测量。

Description

风量测量装置、地铁空调系统和控制方法

技术领域

本发明属于地铁空调技术领域，尤其涉及一种风量测量装置、地铁空调系统和控制方法。

背景技术

地铁车站一般设置有空调系统，空调系统工作于小新风模式时，可向地铁车站引入新风。由于地铁车站的客流量一般较大，新风引入量决定了地铁车站内的空气状况，因此，地铁车站的新风引入量(可简称“新风量”)成为地铁空调系统运行所需考虑的关键参数。然而，目前地铁空调系统的新风阀尺寸一般较大，存在较大的缝隙，即使在小压差情况下也存在新风渗漏问题，这导致新风量较难衡量，从而导致地铁空调系统的运行效果较差。

发明内容

本发明实施例提供一种风量测量装置、地铁空调系统和控制方法，能够实现对新风量较为精确的测量。

第一方面，本发明实施例提供一种风量测量装置，用于地铁空调系统，所述风量测量装置包括：

静压室，所述静压室设置有第一开口、第二开口和第三开口，所述静压室用于通过所述第一开口与所述地铁空调系统的回风室连接，且通过所述第二开口与所述地铁空调系统的排风道连接；

稳压管，所述稳压管包括相连接的第一管段和第二管段，所述第一管段和所述第二管段的管径相同，所述静压箱通过所述第三开口与所述第一管段连接，所述第二管段用于与所述排风道连接；和

孔板压差流量计，设置于所述第一管段与所述第二管段之间，

其中，在所述地铁空调系统的小新风模式开启时，所述第一开口和所述第三开口开启，所述第二开口关闭，所述回风室的部分回风依次通过所述静压室和所述稳压管流入所述排风道，所述孔板压差流量计用于测量压差，以用于测量所述排风道的排风量。

第二方面，本发明实施例提供一种地铁空调系统，包括：

回风室，所述回风室设置有回风口、第一出风口和第二出风口；

混风室，所述混风室设置有全新风口、第一入风口和送风口，所述第一入风口与所述第一出风口连接；

排风道；

新风道，所述新风道与所述全新风口连接；

风量测量装置，所述风量测量装置为第一方面所述的风量测量装置，所述风量测量装置的静压室通过第一开口与所述第二出风口连接，所述静压室通过第二开口与所述排风道连接，所述风量测量装置的稳压管的第二管段与所述排风道连接。

第三方面，本发明实施例提供一种地铁空调系统的控制方法，用于控制第二方面所述的地铁空调系统，所述方法包括：

在检测到所述地铁空调系统的小新风模式开启时，控制风量测量装置的静压室的第一开口和第三开口开启，并控制所述静压室的第二开口关闭；

获取所述风量测量装置的孔板压差流量计测量的压差；

根据所述压差、所述孔板压差流量计的孔径和所述风量测量装置的稳压管的管径，计算所述地铁空调系统的排风量；

根据所述排风量，得到所述地铁空调系统的新风量。

本发明实施例中，通过在地铁空调系统的回风室与排风道之间设置风量测量装置，在地铁空调系统的小新风模式开启时，使排风先经过稳压管再通过排风道排出，这样，根据孔板压差流量计测得的压差即可计算出排风量。由于排风量与新风量基本相等，因此，可以由排风量得到新风量，从而能够实现对新风量较为精确的测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中地铁空调系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的设置有风量测量装置的地铁空调系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的在稳压管设置孔板压差流量计的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的环形孔板的侧视图和正视图；

图5是本发明实施例提供的地铁空调系统的控制方法的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的地铁空调系统的回排风控制流程示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本发明，而不是限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

图1示出了现有技术中地铁空调系统的结构示意图。

如图1所示，地铁空调系统一般包括回风室11、混风室12、排风道13、新风道16、小新风机17、送风风机14等主要部件，其中，回风室11与混风室12及排风道13连接，回风室11的回风一部分进入混风室12，另一部分进入排风道13。新风道16与混风室12连接，当小新风机17开启时，新风进入混风室12。混风室12还与送风风机14连接，用于将引入的新风和部分回风送至地铁车站。

目前，新风量主要通过新风阀18来控制，由于新风阀尺寸较大，存在较大的缝隙，即使在小压差情况下也存在新风渗漏问题，这导致新风量较难衡量，从而导致地铁空调系统的运行效果较差。

鉴于此，本发明实施例提供一种风量测量装置、地铁空调系统和控制方法，能够实现对新风量较为精确的测量。

图2示出了本发明实施例提供的设置有风量测量装置的地铁空调系统的结构示意图。

如图2所示，风量测量装置20，用于地铁空调系统，可以包括：

静压室21，静压室21设置有第一开口211、第二开口212和第三开口213，静压室21用于通过第一开口211与地铁空调系统的回风室11连接，且通过第二开口212与地铁空调系统的排风道13连接；

稳压管22，稳压管22包括相连接的第一管段221和第二管段222，第一管段221和第二管段222的管径相同，静压箱通过第三开口213与第一管段221连接，第二管段222用于与排风道13连接；和

孔板压差流量计23，设置于第一管段221与第二管段222之间，

其中，在地铁空调系统的小新风模式开启时，第一开口211和第三开口213开启，第二开口212关闭，回风室11的部分回风依次通过静压室21和稳压管22流入排风道13，孔板压差流量计23用于测量压差，以用于测量排风道13的排风量。

由于静压室21设置于回风室11与排风道13之间，因此，回风室11的部分回风(可理解为待排风)必须经过静压室21才能进入排风道13，静压室21的容纳空间一般较大，这样，进入静压室21的回风，其压力可以在静压室21中进行初步稳定。静压室21设置第二开口212和第三开口213的目的是为了使待排风通过两种路径进入排风道13，其中一种路径是由静压室21的第二开口212直接进入排风道13，该路径可对应单排通风模式，另一种路径是由静压室21的第三开口213进入稳压管22，并经稳压管22进入排风道13，该路径可对应小新风模式。

静压室21的形状可以不限，作为示例，静压室21可以为静压箱，即形状为箱状。静压室21的第一开口211、第二开口212和第三开口213均可以在开启状态和关闭状态之间进行切换。

稳压管22的各处管径(指管内径)相同，稳压管22的长度可以设置为较长，长度较长的稳压管22能够更好地稳定流型，使稳压管22内各处压力更为均一。

如图3至图4所示，孔板压差流量计23可包括环形孔板231和测量仪器(图未示)等部件，其中，环形孔板231具有一定的孔板厚度E(也为孔厚度)，环形孔板231的中心开设有孔，其孔径为d，d小于稳压管22的管径D，孔的一侧设置有倒角F，锐孔厚度为e。环形孔板231能够起到节流的作用，因此，环形孔板231又可称为节流部件。环形孔板231的两侧可分别设置测量仪器，以测量经过环形孔板231的压差，测量仪器例如可以是差压变送仪，取压方式可以采用法兰取压，测压孔可设置于法兰。

由于孔的一侧设置有倒角F，因此，孔板压差流量计23的靠近静压室21的孔径不等于孔板压差流量计23的远离静压室21的孔径，这使得气流经过孔板压差流量计23产生压差。由此，可根据测量到的压差，以及稳压管22的管径D、孔板压差流量计23的孔径d、孔板厚度E、倒角F、锐孔厚度e等参数，计算得到排风量。

在小新风模式开启时，地铁空调系统的风量涉及新风量、排风量、回风量和送风量，这些风量之间的关系如下：排风量＝新风量＝回风量-送风量。可见，如果能够较精确地测量出排风量，则可得到较精确的新风量。

因此，当小新风模式开启时，可通过关闭第二开口212，并开启第一开口211和第三开口213，使待排风经静压室21进入稳压管22，并通过稳压管22处设置的孔板压差流量计23测量压差，从而根据压差来计算出排风量。根据风量平衡，排风量等于新风量，因此，通过计算排风量，也就同时得到了新风量。

需要说明的是，对于设置有风量测量装置20的地铁空调系统，可以不再设置排风阀，风量测量装置20的静压室21可代替排风阀起到阀门的作用。当然，也可在风量测量装置20与排风道13之间设置排风阀，本发明实施例对此不作限定。

本发明实施例中，通过在地铁空调系统的回风室11与排风道13之间设置风量测量装置20，在地铁空调系统的小新风模式开启时，使排风先经过稳压管22再通过排风道13排出，这样，根据孔板压差流量计23测得的压差即可计算出排风量。由于排风量与新风量基本相等，因此，可以由排风量得到新风量，从而能够实现对新风量较为精确的测量。

在一些实施例中，第一管段221的中心轴与第二管段222的中心轴重合。

也就是说，稳压管22为直管，且稳压管22的长度较长，因此，稳压管22为长直管，这样，能够更大程度地提高稳压管22的稳压效果，从而能够进一步提高排风量的计算精准度。

在一些实施例中，第一管段221的长度大于第二管段222的长度。

如图3所示，第一管段221的长度为L1，第二管段222的长度为L2，L1大于L2。

该实施方式中，将第一管段221设置为更长，使得静压室21与孔板压差流量计23之间的距离较长，这样，可使静压室21中的待排风能够经过更长的管段以达到更好的稳压效果，也就使得孔板压差流量计23的压差测量结果更加精准，从而能够进一步提高排风量的计算精准度。

在一些实施例中，孔板压差流量计23的靠近静压室21的孔径小于孔板压差流量计23的远离静压室21的孔径。

这样，当待排风从静压室21经稳压管22流入排风道13时，孔板压差流量计23两侧存在压降，此时测量到的压差值为负值。

在一些实施例中，第一管段221和第二管段222一体成型形成稳压管22，孔板压差流量计23设置于稳压管22的管道内。

该实施方式中，将第一管段221和第二管段222一体成型，使得稳压管22各处的机械参数均一，能够更大程度地提高稳压管22的稳压效果，从而能够进一步提高排风量的计算精准度。

在一些实施例中，第一开口211、第二开口212和第三开口213分别设置于静压室21的不同侧。例如，第一开口211和第三开口213可以分别设置于静压室21的两相对侧，第二开口212和第三开口213可以分别设置于静压室21的两相邻侧，等等。

本发明实施例还提供一种地铁空调系统。

如图2所示，地铁空调系统，包括：

回风室11，回风室11设置有回风口111、第一出风口112和第二出风口113；

混风室12，混风室12设置有全新风口123、第一入风口121和送风口122，第一入风口121与第一出风口112连接；

排风道13；

新风道16，新风道16与全新风口123连接；

风量测量装置20，风量测量装置20的静压室21通过第一开口211与第二出风口113连接，静压室21通过第二开口212与排风道13连接，风量测量装置20的稳压管22的第二管段222与排风道13连接。

具体的，新风道16可通过全新风阀19与全新风口123连接。

本发明实施例的地铁空调系统可取消掉小新风机，新风可直接通过地铁车站30的出入口引入地铁车站30，新风也可以通过新风道16并经全新风口123引入混风室12。本发明实施例中，新风量＝回风量-送风量＝排风量，由于在排风道13设置风量测控装置20，因此，排风量可通过风量测控装置20测得。

本发明实施例的风量测量装置为上述实施例提供的任一项风量测量装置，且能够达到相同的技术效果，为避免重复，对此不作赘述。

在一些实施例中，地铁空调系统的排风道13设置有排风夹层，风量测量装置设置于排风夹层所形成的空间中。

这样，一方面，可使风量测量装置不会占用多余的空间，另一方面，排风夹层还能对风量测量装置形成一定的保护。

本发明实施例中，通过在地铁空调系统的回风室11与排风道13之间设置风量测量装置20，在地铁空调系统的小新风模式开启时，使排风先经过稳压管22再通过排风道13排出，这样，根据孔板压差流量计23测得的压差即可计算出排风量。由于排风量与新风量基本相等，因此，可以由排风量得到新风量，从而能够实现对新风量较为精确的测量。

根据本发明实施例的地铁空调系统的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

图5示出了本发明实施例提供的地铁空调系统的控制方法的流程示意图。

地铁空调系统的控制方法用于控制图2所示的地铁空调系统，如图5所示，地铁空调系统的控制方法包括：

步骤301：在检测到地铁空调系统的小新风模式开启时，控制风量测量装置的静压室的第一开口和第三开口开启，并控制静压室的第二开口关闭；

步骤302：获取风量测量装置的孔板压差流量计测量的压差；

步骤303：根据压差、孔板压差流量计的参数和风量测量装置的稳压管的参数，计算地铁空调系统的排风量；

步骤304：根据排风量，得到地铁空调系统的新风量。

在步骤303中，孔板压差流量计的参数可以包括孔径、孔板厚度、倒角、锐孔厚度等参数，稳压管的参数可以包括管径、管长等参数。

这样，通过上述过程，能够实现对新风量较为精确的测量。

本发明实施例中，在实现新风量的精确测量之后，还可以对回排风量(即回风量和排风量)进行控制，控制逻辑如下：

如图6所示，监测回风的二氧化碳浓度，若超过限值，例如1500PPM，说明此时新风不够，需要补充引进新风，需要增加回排风量，例如使回排风机频率提高1Hz。风量测量装置两端压差若为正(即dP≥0)，则说明排风道正在向外排风，可以从出入口引进新风来降低地铁车站的二氧化碳浓度。当二氧化碳浓度低于限值时，需要系统保证零机械新风状态，风量测量装置两端压差若为正(即dP＞0)，则说明排风道正向外排风，可减小回排风机(即回风机和排风机)频率，例如使回排风机频率降低1Hz，使回风室正压度降低，直至不向外排风的零压状态(即dP＝0)；风量测量装置两端压差若为负，则说明回风室内为负压(即dP＜0)，排风道内空气被向内吸入，此时可增加回排风机运行频率，从而增大回风室全压，直至不向外排风也不向内吸风，此时达到零机械新风运行。

该实施方式中，通过控制回排风机的运行频率，能够调整新风量，从而使得新风量满足地铁空调系统的运行需求，能够提高地铁空调系统的运行效果。

应理解，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种风量测量装置，用于地铁空调系统，所述地铁空调系统包括分别用于与地铁车站连通的新风道和排风道、以及设于所述排风道上的回风室，其特征在于，所述风量测量装置包括：

静压室，所述静压室设置有第一开口、第二开口和第三开口，所述静压室用于通过所述第一开口与所述地铁空调系统的回风室连接，且通过所述第二开口与所述地铁空调系统的排风道连接；

稳压管，所述稳压管包括相连接的第一管段和第二管段，所述第一管段和所述第二管段的管径相同，所述静压箱通过所述第三开口与所述第一管段连接，所述第二管段用于与所述排风道连接；和

孔板压差流量计，设置于所述第一管段与所述第二管段之间，

其中，在所述地铁空调系统的小新风模式开启时，所述第一开口和所述第三开口开启，所述第二开口关闭，所述回风室的部分回风依次通过所述静压室和所述稳压管流入所述排风道，所述孔板压差流量计用于测量压差，以用于测量所述排风道的排风量并计算所述新风道的新风量。

2.根据权利要求1所述的风量测量装置，其特征在于，所述第一管段的中心轴与所述第二管段的中心轴重合。

3.根据权利要求1所述的风量测量装置，其特征在于，所述第一管段的长度大于所述第二管段的长度。

4.根据权利要求1所述的风量测量装置，其特征在于，所述孔板压差流量计的靠近所述静压室的孔径小于所述孔板压差流量计的远离所述静压室的孔径。

5.根据权利要求1所述的风量测量装置，其特征在于，所述第一管段和所述第二管段一体成型形成所述稳压管，所述孔板压差流量计设置于所述稳压管的管道内。

6.根据权利要求1所述的风量测量装置，其特征在于，所述第一开口、所述第二开口和所述第三开口分别设置于所述静压室的不同侧。

7.一种地铁空调系统，其特征在于，包括：

回风室，所述回风室设置有回风口、第一出风口和第二出风口；

混风室，所述混风室设置有全新风口、第一入风口和送风口，所述第一入风口与所述第一出风口连接；

排风道；

新风道，所述新风道与所述全新风口连接；

风量测量装置，所述风量测量装置为权利要求1至6中任一项所述的风量测量装置，所述风量测量装置的静压室通过第一开口与所述第二出风口连接，所述静压室通过第二开口与所述排风道连接，所述风量测量装置的稳压管的第二管段与所述排风道连接。

8.根据权利要求7所述的地铁空调系统，其特征在于，所述地铁空调系统的排风道设置有排风夹层，所述风量测量装置设置于所述排风夹层所形成的空间中。

9.一种地铁空调系统的控制方法，用于控制权利要求7或8所述的地铁空调系统，其特征在于，所述方法包括：

在检测到所述地铁空调系统的小新风模式开启时，控制风量测量装置的静压室的第一开口和第三开口开启，并控制所述静压室的第二开口关闭；

获取所述风量测量装置的孔板压差流量计测量的压差；

根据所述压差、所述孔板压差流量计的孔径和所述风量测量装置的稳压管的管径，计算所述地铁空调系统的排风量；

根据所述排风量，得到所述地铁空调系统的新风量。

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