CN114272692A - 一种具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风量控制技术领域，具体地说，涉及一种具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法。其包括烟囱的主风系统形成气流步骤；降温、除尘步骤；实时监测步骤；控制步骤。本发明中通过降温系统和除尘系统对烟囱内的烟进行降温和除尘，从而降低对空气的污染，而且通过监测系统对烟囱内烟的温度、风量以及含尘量进行实时监测，然后根据监测的情况反馈至回风系统，利用回风系统进行控制，使烟进行回风，并配合降温系统和除尘系统进行循环式的降温和除尘，从而保证烟囱最后排出的烟是低温、低尘的，提高烟囱排烟的环保性。

Description

一种具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法

技术领域

本发明涉及风量控制技术领域，具体地说，涉及一种具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法。

背景技术

烟囱是一种为锅炉、炉子、炉子或壁炉的热烟气或烟雾提供通风的结构。烟囱通常是垂直的，或尽可能接近垂直，以确保气体平稳流动，吸入空气进入所谓的烟囱燃烧或烟囱效应。

一般得热烟气或烟雾都是高温的而且内部含有很多的污染颗粒物或者灰尘等，如果直接通过烟囱排出会对环境造成污染，现有的都会在烟囱内加装过滤和降温系统，可是烟囱内排出烟气或烟雾的具体情况都是无法固定的，有时候烟量大、温度高，有时候烟量小、温度小，首先现有技术如果单次降温或者除尘无法完成净化的效果时，是不能进行循环的，其次，现有技术中无法针对烟不同的情况对烟囱内的风向进行控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，提供了一种具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法，包括如下方法步骤：

S1、烟囱的主风系统形成气流，通过气流的作用带动烟通过烟囱流出；

S2、在烟通过烟囱流出的过程中，其中：

烟囱内的降温系统对烟进行降温；

烟囱内的除尘系统对烟进行除尘；

S3、降温和除尘后，监测系统对烟囱内烟的温度、风量以及含尘量进行实时监测，并形成反馈指令；

S4、回风系统接收监测系统形成的反馈指令，通过反馈指令对烟囱内风量以及风向进行控制，用以使烟囱内的烟进行回风。

作为本技术方案的进一步改进，所述烟囱包括外管体，所述主风系统包括主风气流输出设备，所述主风气流输出设备设置在内。

作为本技术方案的进一步改进，所述回风系统包括内管体和回风气流输出设备，其中：

所述内管体设置在主风气流输出设备外，所述内管体外壁和外管体内壁之间形成回风通道，所述内管体上呈环形阵列开设有多个回风口，所述回风气流输出设备设置在回风通道内靠近回风口底部的位置。

作为本技术方案的进一步改进，所述降温系统包括冷凝翅板，所述冷凝翅板呈环形阵列设置在外管体内，并与外管体固定连接；所述除尘系统包括过滤层，所述过滤层设置在主风气流输出设备的顶部，并与内管体固定连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述监测系统包括温度传感器、烟尘传感器和风量传感器，其中：

所述烟尘传感器设置在靠近过滤层顶部的位置，所述温度传感器设置在烟尘传感器顶部，所述温度传感器和烟尘传感器均安装在内管体的内壁上；

所述风量传感器设置有两个，两个风量传感器相对设置在外管体的顶部。

作为本技术方案的进一步改进，所述回风气流输出设备外设置有转接架，所述回风气流输出设备与转接架转动连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述回风通道包括降温回风腔体和降尘回风腔体，其中：

所述降温回风腔体为回风通道位于过滤层顶部的部分；

所述降尘回风腔体为回风通道位于过滤层底部的部分。

作为本技术方案的进一步改进，所述监测系统对含尘量的监测算法公式如下：

M＝[B(1-η)+Aar]/2；

其中，M为含尘浓度；B为烟囱的出烟量；η为过滤层的除尘效率；Aar为烟尘传感器测得到含灰量。

作为本技术方案的进一步改进，所述监测系统反馈指令形成步骤如下：

S3.1、设定温度以及含尘量阈值，然后温度传感器对主风气流输出设备吹出的烟进行温度监测，得到实时温度值；

S3.2、将实时温度值与温度阈值进行对比，其中：

实时温度值大于温度阈值则执行控制阶段，形成执行反馈指令；

实时温度值小于温度阈值则发出温度空置反馈指令；

S3.3、烟尘传感器对过滤层顶部流过的烟进行含尘量监测，得到实时含尘值；

S3.4、将实时含尘值与含尘量阈值进行对比，其中：

实时含尘值大于含尘量阈值则执行控制阶段，形成执行反馈指令；

实时含尘值小于含尘量阈值则发出含尘量空置反馈指令。

作为本技术方案的进一步改进，所述控制阶段的步骤如下：

S4.1、回风系统接收执行反馈指令以及空置反馈指令；

S4.2、接收风量传感器监测的风量信息，其中风量计算公式如下：

F＝S·H·C；

其中，F为风量；S为两个接收风量传感器之间的跨度距离；C为风量传感器监测的风压；

S4.3、回风气流输出设备根据风量信息、执行反馈指令以及空置反馈指令进行转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、该具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法中，通过降温系统和除尘系统对烟囱内的烟进行降温和除尘，从而降低对空气的污染，而且通过监测系统对烟囱内烟的温度、风量以及含尘量进行实时监测，然后根据监测的情况反馈至回风系统，利用回风系统进行控制，使烟进行回风，并配合降温系统和除尘系统进行循环式的降温和除尘，从而保证烟囱最后排出的烟是低温、低尘的，提高烟囱排烟的环保性。

2、该具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法中，通过回风口将内管体内的烟吸入回风通道，回风通道内的烟下流底部，然后底部的烟再被主风气流输出设备向上吹出，从而形成一个气流的循环，使烟不断的经过过滤层，也不断的受冷凝翅板进行降温，进而提高过滤和除尘效果。

3、该具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法中，通过烟尘传感器、温度传感器以及风量传感器对烟囱内烟的参数进行监测，后期可以根据监测的参数获知烟囱排出烟的具体情况，从而解决烟囱出现故障无法及时发现的问题。

4、该具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法中，监测系统与回风系统之间形成配合，从而实现对回风气流输出设备转动进行控制，使其产生的作用效果最大化的被利用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的烟囱内部结构示意图其一；

图3为本发明的烟囱内部气流流向结构示意图其一；

图4为本发明的烟囱内部结构示意图其二；

图5为本发明的烟囱内部结构示意图其三；

图6为本发明的烟囱内部气流流向结构示意图其二；

图7为本发明的监测系统反馈指令形成步骤流程示意图；

图8为本发明的控制阶段的步骤流程示意图；

图9为本发明的回风气流输出设备输出气流方向示意图其一；

图10为本发明的回风气流输出设备输出气流方向示意图其二。

图中各个标号意义为：

100、外管体；110、风量传感器；200、内管体；210、回风口；220、温度传感器；230、烟尘传感器；300、回风气流输出设备；400、冷凝翅板；500、过滤层；600、主风气流输出设备。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1所示，本实施例目的在于，提供了一种具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法，包括如下方法步骤：

S1、烟囱的主风系统形成气流，通过气流的作用带动烟通过烟囱流出；

S2、在烟通过烟囱流出的过程中，其中：

烟囱内的降温系统对烟进行降温；

烟囱内的除尘系统对烟进行除尘；

S3、降温和除尘后，监测系统对烟囱内烟的温度、风量以及含尘量进行实时监测，并形成反馈指令；

S4、回风系统接收监测系统形成的反馈指令，通过反馈指令对烟囱内风量以及风向进行控制，用以使烟囱内的烟进行回风。

本实施例中通过降温系统和除尘系统对烟囱内的烟进行降温和除尘，从而降低对空气的污染，而且通过监测系统对烟囱内烟的温度、风量以及含尘量进行实时监测，然后根据监测的情况反馈至回风系统，利用回风系统进行控制，使烟进行回风，并配合降温系统和除尘系统进行循环式的降温和除尘，从而保证烟囱最后排出的烟是低温、低尘的，提高烟囱排烟的环保性，具体的：

请参阅图2所示，烟囱包括外管体100，主风系统包括主风气流输出设备600，主风气流输出设备600设置在100内，工作时，主风气流输出设备600带动气流由下向上运动，然后利用气流将烟吹出烟囱；

降温系统包括冷凝翅板400，冷凝翅板400呈环形阵列设置在外管体100内，并与外管体100固定连接，在烟吹出烟囱的过程中，冷凝翅板400会对外围环境进行降温，以吸收烟内的热量，达到对烟进行降温的目的；

除尘系统包括过滤层500，过滤层500设置在主风气流输出设备600的顶部，并与内管体200固定连接，这样烟经过烟囱被吹出时，过滤层500的活性炭层、海绵层以及砂砾层对烟进行过滤，从而降低烟被排出的含尘量。

实施例2

考虑到烟囱内的烟含尘量是不一样的，而且烟量较大、温度较高的情况下，只通过单次降温和过滤是不够的，为此，请参阅图3所示，图中虚线箭头为气流流向，回风系统包括内管体200和回风气流输出设备300，其中：

内管体200设置在主风气流输出设备600外，其主要目的是将主风气流输出设备600与回风气流输出设备300形成的气流进行隔离，避免对流导致气流无法有效进行循环，内管体200外壁和外管体100内壁之间形成回风通道，内管体200上呈环形阵列开设有多个回风口210，回风气流输出设备300设置在回风通道内靠近回风口210底部的位置，其主要目的是使回风气流输出设备300与回风口210一一对应，这样可以提高回风的效率。

工作原理：

首先主风气流输出设备600将烟由下向上吹出，同时回风气流输出设备300产生一个由上至下的气流，然后通过回风口210将内管体200内的烟吸入回风通道，回风通道内的烟下流底部，然后底部的烟再被主风气流输出设备600向上吹出，从而形成一个气流的循环，使烟不断的经过过滤层500，也不断的受冷凝翅板400进行降温，进而提高过滤和除尘效果，适应含有大量高温烟的烟囱使用。

值得说明的是，主风气流输出设备600和回风气流输出设备300均采用风扇，利用风扇扇叶的转动带动气流流动，实现烟的输出。

实施例3

考虑到在后期使用的过程中需要对烟囱的排烟量、烟的含尘量以及烟的温度进行监测，从而保证烟囱能够高效率的运行，同时避免烟囱出现故障无法及时发现的问题发生，请参阅图4所示，监测系统包括温度传感器220、烟尘传感器230和风量传感器110，其中：

烟尘传感器230设置在靠近过滤层500顶部的位置，也就是说经过过滤后的烟会立即被烟尘传感器230监测到，这样避免烟在流动过程中长时间与空气接触导致监测结果误差增大，而且，温度传感器220设置在烟尘传感器230顶部，由于冷凝翅板400冷凝的面积已经覆盖到整个烟囱，所以说设置在顶部可以更加精确的确定烟降温后的温度，其中：

温度传感器220和烟尘传感器230均安装在内管体200的内壁上；

请参阅图5所示，风量传感器110设置有两个，两个风量传感器110相对设置在外管体100的顶部，这样可以最大距离的对烟的通过面积进行覆盖，提高风量的计算精度。

本实施例中通过烟尘传感器230、温度传感器220以及风量传感器110对烟囱内烟的参数进行监测，后期可以根据监测的参数获知烟囱排出烟的具体情况，从而解决烟囱出现故障无法及时发现的问题。

实施例4

考虑到烟囱有时候排放的是无污染低温的烟，如果此时烟量较大时，还进行降温和过滤就会影响烟的排出速度，进而导致烟在烟囱内堵住无法及时排出，这样烟囱内的压强就会不断增大，严重是就会对烟囱造成损伤，为此，回风气流输出设备300外设置有转接架，回风气流输出设备300与转接架转动连接，而转接架固定在外管体100和内管体200之间。

工作时，请参阅图6所示，回风气流输出设备300受电机驱动在转接架内转动，然后回风气流输出设备300与主风气流输出设备600一样形成一个由下向上的气流，由于此时烟囱排放的烟是无污染低温的烟，所以说烟可以通过回风通道排出，从而提高烟的排出速度。

实施例5

本实施例具体公开含尘量的监测算法，监测系统对含尘量的监测算法公式如下：

M＝[B(1-η)+Aar]/2；

其中，M为含尘浓度；B为烟囱的出烟量；η为过滤层500的除尘效率；Aar为烟尘传感器230测得到含灰量。

工作原理：

首先烟囱的出烟量B的大小会决定烟囱单位体积内烟的含量，如果烟囱的出烟量B越大，烟囱单位体积内的烟含量就越高，这样单位体积内的含尘量也就随之提高，此时，η将过滤层500的除尘效果考虑进去，如果除尘效果越好(1-η)的数值就会相应降低，含尘浓度M随之降低，最后烟尘传感器230对烟尘含量进行检测，在将其检测结果与计算结果取平均值得到最后的含尘浓度M，从而进一步提高监测结果的精确度。

实施例6

为了将监测系统与回风系统之间形成配合，请参阅图7和图8所示，监测系统反馈指令形成步骤如下：

S3.1、设定温度以及含尘量阈值，然后温度传感器220对主风气流输出设备600吹出的烟进行温度监测，得到实时温度值；

S3.2、将实时温度值与温度阈值进行对比，其中：

实时温度值大于温度阈值则执行控制阶段，形成执行反馈指令；

实时温度值小于温度阈值则发出温度空置反馈指令；

S3.3、烟尘传感器230对过滤层500顶部流过的烟进行含尘量监测，得到实时含尘值；

S3.4、将实时含尘值与含尘量阈值进行对比，其中：

实时含尘值大于含尘量阈值则执行控制阶段，形成执行反馈指令；

实时含尘值小于含尘量阈值则发出含尘量空置反馈指令。

然后，控制阶段的步骤如下：

S4.1、回风系统接收执行反馈指令以及空置反馈指令；

S4.2、接收风量传感器110监测的风量信息，其中风量计算公式如下：

F＝S·H·C；

其中，F为风量；S为两个接收风量传感器110之间的跨度距离；C为风量传感器110监测的风压；

S4.3、回风气流输出设备300根据风量信息、执行反馈指令以及空置反馈指令进行转动。

其中：回风通道包括降温回风腔体A和降尘回风腔体B；降温回风腔体A为回风通道位于过滤层500顶部的部分；降尘回风腔体B为回风通道位于过滤层500底部的部分。

工作原理：

请参阅图9所示，姿态一：当回风系统接收实时温度值大于温度阈值形成的执行反馈指令时，处于奇数个的回风气流输出设备300进行转动，且吸收气流的方向朝向回风口210，这样可以提高回风口210的吸烟效率，而处于偶数个的回风气流输出设备300保持水平，这样水平的回风气流输出设备300可以起到定向的作用，让吸入的烟能够及时的回位到竖直向下的状态，降低烟与冷凝翅板400碰撞的可能性，从而保证烟流动的效率，当烟被吸入后，主风气流输出设备600再将烟由底部重新吹出，从而起到循环降温的作用；

请参阅图10所示，姿态二：当回风系统接收实时含尘值大于含尘量阈值的执行反馈指令时，处于降温回风腔体A部分内的回风气流输出设备300继续保持上述状态，但降尘回风腔体B部分的回风气流输出设备300转动，使气流输出的方向朝向回风口210，从而保证烟能够快速的与过滤层500接触；

当回风系统接收实时含尘值大于含尘量阈值的执行反馈指令以及实时温度值大于温度阈值形成的执行反馈指令时，先完成姿态一，当温度正常后进行姿态二，因为姿态一进行的过程中也会进行过滤除尘，所以先完成降温在完成除尘；

当回风系统接收含尘量空置反馈指令以及温度空置反馈指令时，回风气流输出设备300停止工作，从而降低能源的消耗。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法，其特征在于，包括如下方法步骤：

S1、烟囱的主风系统形成气流，通过气流的作用带动烟通过烟囱流出；

S2、在烟通过烟囱流出的过程中，其中：

烟囱内的降温系统对烟进行降温；

烟囱内的除尘系统对烟进行除尘；

S3、降温和除尘后，监测系统对烟囱内烟的温度、风量以及含尘量进行实时监测，并形成反馈指令；

S4、回风系统接收监测系统形成的反馈指令，通过反馈指令对烟囱内风量以及风向进行控制，用以使烟囱内的烟进行回风。

2.根据权利要求1所述的具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法，其特征在于，所述烟囱包括外管体(100)，所述主风系统包括主风气流输出设备(600)，所述主风气流输出设备(600)设置在(100)内。

3.根据权利要求2所述的具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法，其特征在于，所述回风系统包括内管体(200)和回风气流输出设备(300)，其中：

所述内管体(200)设置在主风气流输出设备(600)外，所述内管体(200)外壁和外管体(100)内壁之间形成回风通道，所述内管体(200)上呈环形阵列开设有多个回风口(210)，所述回风气流输出设备(300)设置在回风通道内靠近回风口(210)底部的位置。

4.根据权利要求3所述的具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法，其特征在于，所述降温系统包括冷凝翅板(400)，所述冷凝翅板(400)呈环形阵列设置在外管体(100)内，并与外管体(100)固定连接；所述除尘系统包括过滤层(500)，所述过滤层(500)设置在主风气流输出设备(600)的顶部，并与内管体(200)固定连接。

5.根据权利要求4所述的具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法，其特征在于，所述监测系统包括温度传感器(220)、烟尘传感器(230)和风量传感器(110)，其中：

所述烟尘传感器(230)设置在靠近过滤层(500)顶部的位置，所述温度传感器(220)设置在烟尘传感器(230)顶部，所述温度传感器(220)和烟尘传感器(230)均安装在内管体(200)的内壁上；

所述风量传感器(110)设置有两个，两个风量传感器(110)相对设置在外管体(100)的顶部。

6.根据权利要求5所述的具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法，其特征在于，所述回风气流输出设备(300)外设置有转接架，所述回风气流输出设备(300)与转接架转动连接。

7.根据权利要求6所述的具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法，其特征在于，所述回风通道包括降温回风腔体和降尘回风腔体，其中：

所述降温回风腔体为回风通道位于过滤层(500)顶部的部分；

所述降尘回风腔体为回风通道位于过滤层(500)底部的部分。

8.根据权利要求7所述的具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法，其特征在于，所述监测系统对含尘量的监测算法公式如下：

M＝[B(1-η)+Aar]/2；

其中，M为含尘浓度；B为烟囱的出烟量；η为过滤层(500)的除尘效率；Aar为烟尘传感器(230)测得到含灰量。

9.根据权利要求8所述的具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法，其特征在于，所述监测系统反馈指令形成步骤如下：

S3.1、设定温度以及含尘量阈值，然后温度传感器(220)对主风气流输出设备(600)吹出的烟进行温度监测，得到实时温度值；

S3.2、将实时温度值与温度阈值进行对比，其中：

实时温度值大于温度阈值则执行控制阶段，形成执行反馈指令；

实时温度值小于温度阈值则发出温度空置反馈指令；

S3.3、烟尘传感器(230)对过滤层(500)顶部流过的烟进行含尘量监测，得到实时含尘值；

S3.4、将实时含尘值与含尘量阈值进行对比，其中：

实时含尘值大于含尘量阈值则执行控制阶段，形成执行反馈指令；

实时含尘值小于含尘量阈值则发出含尘量空置反馈指令。

10.根据权利要求9所述的具有除尘降温功能烟囱式散热恒温风道风量控制算法，其特征在于，所述控制阶段的步骤如下：

S4.1、回风系统接收执行反馈指令以及空置反馈指令；

S4.2、接收风量传感器(110)监测的风量信息，其中风量计算公式如下：

F＝S·H·C；

其中，F为风量；S为两个接收风量传感器(110)之间的跨度距离；C为风量传感器(110)监测的风压；

S4.3、回风气流输出设备(300)根据风量信息、执行反馈指令以及空置反馈指令进行转动。

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