CN114543366A - 一种用于高寒区的大风量空气隔离系统及智能控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高寒区的大风量空气隔离系统及智能控制方法，主要由电机、风机、电加热单元、智能控制单元、进风口、出风口和箱体组成，电机有独立的电机新风进风口，独立的360度环形电机新风冷却通道，利用新风带走电机运行时产生的热量，冷却电机，风机和风机之间设有风机分区板，每台风机对应一个独立的风机室，避免风机间进风气流相互干扰产生涡流的问题，实现电加热单元均匀进风换热，风机轴承利用新风经过风机轴承冷却通道，带走风机轴承运行时产生的热量，冷却风机轴承，电加热单元有独立的三级温度控制模块，实现大功率高风温空气隔离系统的智能控制，安全运行，温度精准控制，超温即可断电保护，增长整机寿命，降低运营成本。

Description

一种用于高寒区的大风量空气隔离系统及智能控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于高寒区的大风量空气隔离系统及智能控制方法。

背景技术

高寒地区环境气温低，大风量空气隔离系统通过大功率高风温的出风气流，隔离冷空气，补充室内热量，维持环境温度，现有的技术中，电加热单元安装在风机的进风段负压换热，可达到换热翅片进风均匀，换热效率高，但是驱动风机的电机会受到电加热单元高风温影响，即使选择绝缘等级高的电机和耐高温轴承，长期的高温运行，电机绝缘等级还是会老化下降、轴承润滑脂也会逐步稀释漏出，加速轴承磨损电机损坏；为了避免电机受电加热单元高温影响，另一个方法是，电加热单元安装在风机出风段，电机的温升问题得到了缓解，但是由于空气隔离系统结构紧凑，风机和电加热单元混合段间距较短，风机间出风有涡流死区，通过电加热单元表面的风速高低不均匀，电加热单元翅片出现局部明火干烧现象，导致电加热单元工作几百小时后就会报废，这两种问题长期成为大功率空气隔离领域的行业难题。

空气隔离系统采用电加热单元加热空气，关键是要有效地控制电加热单元的温度，避免不可控的情况发生，引起电路起火，现有的技术中，常见的空气隔离系统电路控制系统简单，用突跳式温控开关串联在电加热单元交流接触器启动线圈上，突跳式温控开关是一种用双金属片作为感温组件的温控器，电加热单元正常工作时，双金属片处于自由状态，触点处于闭合状态，当温度超过限定温度时，突跳式温控开关打开触点，切断电路，启动线圈保护系统，从而起到断电保护作用，大功率空气隔离系统温度控制，交流接触器频繁启动，动静主触点极易出现电弧烧灼粘连不能断开，在系统关机后，风机停止运行，交流接触器处于接通状态，电加热单元还会继续加热，造成温度失控，这种故障引起电路着火，严重威胁人们的生命和财产安全。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种用于高寒区的电机风机分区、大风量高风温空气隔离系统及智能控制方法，实现空气隔离系统高效智能换热，安全运行，温度精准控制，超温断电保护，增长整机寿命，降低运营成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于高寒区的大风量空气隔离系统及智能控制方法，主要由电机、风机、电加热单元、智能控制单元、进风口、出风口和箱体组成，其特征在于：电机设有电机新风冷却单元，风机设有风机均流分区单元，风机轴承设有风机轴承新风冷却装置，电加热单元设有独立的三级温度控制模块，实现精准智能控温，超温断电保护，实现大风量高风温下空气隔离系统长期运行稳定。

为了降低大功率空气隔离系统的能源消耗，可采用空气幕和电热风幕结合布置，立式侧吹安装时，行人通过区域，采用电热风幕；行人通过区域以上，采用空气幕，分段安装，降低整机电加热单元能耗，既达到空气隔离效果又满足行人舒适通行需求。

一种用于高寒区的大风量空气隔离系统，单台电机直驱多台风机，电机数量减少，可在箱体有限的空间内最大化增加风机数量。

所述的电机新风冷却单元，有独立的电机新风进风口，电机有独立的360度环形新风冷却通道，电机和风机之间有电机分区隔板，利用风机运行时产生的负压，吸入新风冷却电机，带走电机运行时产生的热量，同时防止电加热单元产生的高温影响电机散热。

所述的风机分区单元，风机和风机之间有风机分区板，风机分区板固定在箱体上，每台风机对应一个独立的风机室，有效防止风机之间进风气流相互作用产生的涡流干扰，既降低风机噪声，又提高风机能效。

所述的风机轴承冷却装置，轴承和风机之间有轴承新风通道隔热板，由此围成轴承新风冷却通道，轴承新风通道隔热板和风机分区板紧固在一起。

所述的轴承新风冷却通道，其风机轴承新风进风口位于箱体的后侧，利用风机运行时产生的负压，从风机轴承新风进风口吸入新风冷却轴承，带走轴承运行时产生的热量，同时防止电加热单元产生的高温影响轴承散热。

进一步地，风机轴承设有轴承润滑脂加注点，可定期加注耐高温润滑脂，保障轴承在高温环境下长期安全运行，增加风机轴承使用寿命。

所述的电加热单元优选铝合金导热翅片复合不锈钢管的远红外线发热管，电加热单元位于风机的进风段，电加热单元长度和所有风机室总长度一致，电加热盘管整体进风均匀，无涡流死区，采用铝合金导热翅片增大翅片肋化系数，即使无通风状态，电加热单元耐老火测试时电热管干烧也不会出现明火现象，提高电加热单元的使用寿命和换热效率。

进一步地，在电加热单元进风口处和电机新风进风口处，设有进风过滤防护装置，由铝合金粗效过滤网制成，防止异物被吸入电加热单元，同时均衡电加热单元进风流速。

一种用于高寒区的大风量空气隔离系统，采用方孔格栅出风口，平行流送风，可定向调节风向，送风气流不扩散，送风距离远。

一种用于高寒区的大风量空气隔离系统的智能控制方法，电加热单元有独立的三级温度控制模块。

第一级温度控制模块控制箱体内温度，恒定出风温度，避免能源浪费，根据空气隔离系统运行的环境温度和距地面的安装高度，确定箱体内温度设定值，箱体内温度传感器设置于每个风机分区板上，多区域采集箱体内温度，将数据反馈到控制单元，若箱体内温度高于或低于设定值，控制单元自动降低或提高电加热单元的输出功率。

第二级温度控制模块控制环境温度，用于监测电加热单元启动后对周边环境温度产生的影响，环境温度传感器设置于电机新风进风口，不受电加热单元影响，实时采集环境温度的变化，将数据反馈到控制单元，若环境温度高于或低于设定值，控制单元自动降低或提高电加热单元的输出功率。

第三级温度控制模块控制电加热单元温升上限温度，两套电加热单元超温断电传感器设置于进风过滤装置与电加热单元之间，其中一套发生故障时，另一套继续监控超温保护，电加热单元超温断电传感器采集电加热单元的温度，将数据反馈到控制单元，若电加热单元的温度大于安全设定值，控制单元自动切断终端总电源；防止动静主触点电弧烧灼粘连不能断开，在系统关机后，电加热单元还会继续加热温度失控。

附图说明

图1为一种用于高寒区的大风量空气隔离系统及智能控制方法结构示意图。

附图标记说明：1智能控制单元；2电机；3风机传动轴；4电机分区隔热板；5连轴器；6环境温度传感器；7电加热单元进风口；8电加热单元；9加热模块超温断电传感器A；10箱体内温度传感器；11加热模块超温断电传感器B；12电机新风冷却通道；13轴承润滑脂加注点；14电机冷却新风；15风机分区板；16方孔格栅出风口；17电机新风进风口；18风机A；19风机B；20风机B；21风机D；22风机E；23进风过滤装置；24风机轴承新风进风口；25风机轴承新风通道隔板；26箱体。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种用于高寒区的大风量空气隔离系统及智能控制方法，主要由电机2、风机A18、风机B19、风机B20、风机D21和风机E22、电加热单元8、智能控制单元1、电加热单元进风口7、电机新风进风口17、风机轴承新风进风口24、方孔格栅出风口16和箱体26组成。

该系统采用单台电机2通过连轴器5带动风机传动轴3，直驱风机A18、风机B19、风机B20、风机D21和风机E22运行，新风通过电加热单元进风口7经电加热单元8换热，产生高风温气流，经风机A18、风机B19、风机B20、风机D21和风机E22加速，从方孔格栅出风口16平行流送出。

电机2有独立的360度环形新风冷却通道12，电机2和风机A18之间有电机分区隔热板4，借助风机A18产生的负压，新风从电机新风进风口17进入电机新风冷却通道12，电机冷却新风14带走电机2运行时产生的热量，同时防止电加热单元8产生的高温影响电机2散热。

风机A18、风机B19、风机B20、风机D21和风机E22之间有风机分区板15，风机分区板15固定在箱体26上，风机A18、风机B19、风机B20、风机D21和风机E22对应一个独立的风机室，有助于防止风机A18、风机B19、风机B20、风机D21和风机E22之间进风气流相互作用产生涡流干扰。

风机轴承和风机A18、风机B19、风机B20、风机D21和风机E22之间的风机轴承新风通道隔热板25和风机分区板15紧固在一起，由此围成风机轴承新风冷却通道。

风机轴承新风冷却通道的风机轴承新风进风口24，位于箱体26的后侧，利用风机A18、风机B19、风机B20、风机D21和风机E22运行时产生的负压，从风机轴承新风进风口24吸入新风冷却风机轴承，带走风机轴承运行时产生的热量，同时防止电加热单元8产生的高温影响风机轴承散热。

风机轴承设有轴承润滑脂加注点13，可定期加注耐高温润滑脂，保障风机轴承在高温环境下长期安全运行。

电加热单元8优选铝合金导热翅片复合不锈钢管的远红外线发热管，电加热单元8位于风机A18、风机B19、风机B20、风机D21和风机E22的进风段，电加热单元8长度和所有风机室总长度一致。

在电加热单元进风口7上和电机新风进风口17上，设有进风过滤防护装置23，由铝合金粗效过滤网制成。

该系统的电加热单元8有独立的三级温度控制模块，其智能控制方法为：

第一级温度控制模块控制箱体26内温度，根据空气隔离系统运行的环境温度和距地面的安装高度，确定箱体26内温度设定值，箱体内温度传感器10设置于每个风机分区板15上，多区域采集箱体26内温度，将数据反馈到智能控制单元1，若箱体26内温度高于或低于设定值，智能控制单元1自动降低或提高电加热单元8的输出功率。

第二级温度控制模块控制环境温度，用于监测电加热单元8启动后对周边环境温度产生的影响，环境温度传感器6设置于电机新风进风口17，不受电加热单元8影响，实时采集环境温度的变化，将数据反馈到智能控制单元1，若环境温度高于或低于设定值，智能控制单元1自动降低或提高电加热单元8的输出功率。

第三级温度控制模块控制电加热单元8温升上限温度，电加热单元超温断电传感器A9和电加热单元超温断电传感器B11设置于进风过滤装置23与电加热单元8之间，其中一套发生故障时，另一套继续监控超温保护，电加热单元超温断电传感器A9和电加热单元超温断电传感器B11采集电加热单元8的温度，将数据反馈到智能控制单元1，若电加热单元8的温度大于安全设定值，智能控制单元1自动切断终端总电源。

各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明，实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型，例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例，因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于高寒区的大风量空气隔离系统及智能控制方法，主要由电机、风机、电加热单元、智能控制单元、进风口、出风口和箱体组成，其特征在于：电机设有电机新风冷却单元，风机设有风机均流分区单元，风机轴承设有风机轴承新风冷却装置，电加热单元设有独立的三级温度控制模块；

所述的电机新风冷却单元，电机和风机之间有电机分区隔热板，电机有独立的电机新风进风口，独立的360度环形电机新风冷却通道，借助风机运行产生的负压，从电机新风进风口吸入新风进入电机新风冷却通道，带走电机运行时产生的热量，冷却电机，避免现有电热风幕技术中，电机风机一体，电加热单元产生的高温影响电机使用寿命的弊端；

所述的风机均流分区单元，风机和风机之间设有风机分区板，风机分区板固定在箱体上，每台风机对应一个独立的风机室，新风通过电加热单元加热后，进入独立的风机室，避免风机间进风气流相互干扰产生涡流的问题，提高风机效率，实现电加热单元均匀进风换热，避免电加热单元局部干烧的弊端；

所述的风机轴承新风冷却装置，风机轴承设有风机轴承新风进风口、风机轴承冷却通道，借助风机运行时产生的负压，新风从风机轴承新风进风口吸入，经过风机轴承冷却通道，带走风机轴承运行时产生的热量，冷却风机轴承，避免现有电热风幕技术中电加热单元产生的高温影响轴承使用寿命的弊端。

2.根据权利要求1所述的一种用于高寒区的大风量空气隔离系统，其特征在于：一个电机直驱多台风机，电机位于风机一侧或中间。

3.根据权利要求1所述的一种用于高寒区的大风量空气隔离系统，其特征在于：电加热单元位于风机的进风段。

4.根据权利要求1所述的一种用于高寒区的大风量空气隔离系统，其特征在于：在电加热单元进风口处和电机新风进风口处，设有进风过滤防护装置。

5.根据权利要求1所述的一种用于高寒区的大风量空气隔离系统，其特征在于：箱体内温度传感器位于每个风机分区板上。

6.根据权利要求1所述的一种用于高寒区的大风量空气隔离系统，其特征在于：环境温度传感器位于电机新风进风口，不受电加热单元影响。

7.根据权利要求1所述的一种用于高寒区的大风量空气隔离系统，其特征在于：电加热单元超温断电传感器，一套位于电加热单元进风口处的进风过滤防护装置内侧，另一套位于电加热单元与风机之间。

8.一种实现对权利要求1-7任意一项所述用于高寒区的大风量空气隔离系统的智能控制方法，所述方法通过智能控制单元实现对空气隔离系统智能调控，达到出风温度及环境温度精准控制，超温断电保护的目的，其特征在于：电加热单元有独立的三级温度控制模块；

具体智能控制方法为：

A、第一级温度控制模块控制箱体内温度：

根据空气隔离系统运行的环境温度和距地面的安装高度，确定箱体内温度设定值，箱体内温度传感器多区域采集箱体内温度，将数据反馈到智能控制单元，若箱体内温度高于或低于设定值，智能控制单元自动降低或提高电加热单元的输出功率；

B、第二级温度控制模块控制环境温度：

用于监测电加热单元启动后对周边环境温度产生的影响，环境温度传感器实时采集环境温度的变化，将数据反馈到智能控制单元，若环境温度高于或低于设定值，智能控制单元自动降低或提高电加热单元的输出功率；

C、第三级温度控制模块控制电加热单元温升上限温度：

独立于智能控制单元，直接与终端电源开关联锁，采用两套电加热单元超温断电传感器，监控进风过滤防护装置堵塞和风机运行，进风过滤防护装置堵塞、电机损坏风机停止运行，造成电加热单元的环境温度大于安全设定值超温时，电加热单元超温断电传感器，自动切断终端总电源，避免现有技术中智能控制单元失效、可控硅短路、交流接触器动静主触点出现电弧烧灼粘连不能断开时系统不能断电保护的弊端。

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