CN115654703A - 一种船用电控风量调节系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种船用电控风量调节系统，包括：送风单元，所述送风单元包括送风通道，以及依次串联在送风通道上至少两组电动风阀，所述电动风阀用于调节送风通道内风量大小，所述送风通道的末端设有风流量计，所述风流量计用于测量各电动风阀末端的实时风量；处理器，所述处理器连接风流量计和电动风阀，所述处理器用于根据所述送风通道中的当前实时风量和当前所需风量的差值，调节各个所述电动风阀的开度，使得所述送风通道的当前实时风量趋近于当前所需风量。本申请在送风通道上依次串联至少两组电动风阀，由于各个电动风阀均保持较大开度，使得各电动风阀的噪声水平较低，从而降低送风单元的噪声。

Description

一种船用电控风量调节系统

技术领域

本申请涉及船舶通风技术领域，特别涉及一种船用电控风量调节系统。

背景技术

船用空调系统主要用于调节和控制船舶舱室内不同区域的环境空气温湿度。对于整个空调系统而言，其用户的需求和区域的热负荷各不相同，因此不同区域所需风量也不尽相同。

船用空调系统设计时，如果单纯的通过送风管路管径的变化去实现系统末端的风量分配，会存在较大的难度，并且工况变化时，系统风量很难实现与实际热负荷相匹配。

因此在实际工程中，空调系统可通过调节安装在送风管路上的风量调节阀对系统的分支管路的风量进行手动调节分配，从而使得各个末端的风量达到系统风量分配的平衡调节要求。

除此之外，在空调系统设计过程中，设计人员往往更多的关注冷水机组，水泵和风机等设备产生的噪声，对风量调节阀产生的再生气流噪声却重视不够，而减振降噪已成为船用空调系统的主要关注点之一，因此设计低噪声的风量调节系统很有必要。

发明内容

本申请实施例提供一种船用电控风量调节系统，以解决相关技术中船用空调系统的风量调节阀产生再生气流噪声的问题。

本申请实施例提供了一种船用电控风量调节系统，包括：

送风单元，所述送风单元包括送风通道，以及依次串联在送风通道上至少两组电动风阀，所述电动风阀用于调节送风通道内风量大小，所述送风通道的末端设有风流量计，所述风流量计用于测量各电动风阀末端的实时风量；

处理器，所述处理器连接风流量计和电动风阀，所述处理器用于根据所述送风通道中的当前实时风量和当前所需风量的差值，调节各个所述电动风阀的开度，使得所述送风通道的当前实时风量趋近于当前所需风量。

在一些实施例中：所述电动风阀的开度≥45％。且当所述电动风阀的开度等于45％时，所述送风通道的当前实时风量小于或等于所述送风单元所需的风量调节范围的最小值。

在一些实施例中：还包括单叶电动风阀，所述单叶电动风阀连接在送风通道上且与所述电动风阀串联连接。

在一些实施例中：所述风流量计包括风速仪或压力计。

在一些实施例中：所述送风单元设有多个，多个所述送风单元将风送至同一用户端，各送风单元的风量在800m³/h-1000m³/h之间。

在一些实施例中：还包括噪声测量装置，所述噪声测量装置用于测量各个电动风阀出口的噪声，所述噪声测量装置与所述处理器连接。

在一些实施例中：所述处理器还用于获取并记录所述各个电动风阀的开度、各个电动风阀出口的噪声、送风通道末端的当前实时风量，且在各个电动风阀的开度大于45％的条件下随机设定各个电动风阀的开度。

在一些实施例中：还包括与控制器连接的移动终端，所述移动终端以设置所述送风单元的所需风量。

在一些实施例中：所述电动风阀为平行多叶阀或多叶对开调节阀。

在一些实施例中：还包括位于送风通道进风口的空调器。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种船用电控风量调节系统，由于本申请的船用电控风量调节系统设置了送风单元，所述送风单元包括送风通道，以及依次串联在送风通道上至少两组电动风阀，该电动风阀用于调节送风通道内风量大小，在送风通道的末端设有风流量计，该风流量计用于测量各电动风阀末端的实时风量；处理器，该处理器连接风流量计和电动风阀，处理器用于根据送风通道中的当前实时风量和当前所需风量的差值，调节各个电动风阀的开度，使得送风通道的当前实时风量趋近于当前所需风量。

因此，本申请的船用电控风量调节系统根据当前所需风量以及送风通道中的当前实时风量，按照预设调节规则，调节多个串联电动风阀的开度，使得送风通道中的当前实时风量趋近于当前所需风量。由于各个电动风阀均保持较大开度，使得各电动风阀的噪声水平较低，从而降低送风单元的噪声。另外，在处理器可实时获取各个电动风阀的开度参数，并基于送风单元运行中的实际数据对阀门开度的具体调节作进一步精细化优化。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例的结构示意图；

图2为本申请另一实施例的结构示意图；

图3为本申请实施例多叶对开调节阀在不同开度不同流量下的再生噪声曲线。

附图标记：

1、电动风阀；2、风流量计；3、用户端；4、噪声测量装置。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种船用电控风量调节系统，其能解决相关技术中船用空调系统的风量调节阀产生再生气流噪声的问题。

参见图1和图3所示，本申请实施例提供了一种船用电控风量调节系统，包括：

送风单元，该送风单元包括送风通道，以及依次串联在送风通道上至少两组电动风阀1，电动风阀1用于调节送风通道内风量大小。由于电动风阀1的开度越大所产生的再生气流噪声越小，因此为了降低电动风阀1产生的再生气流噪声，又能精确控制送风通道的风量调节范围，送风通道上电动风阀1的数量可以依次串联多个。送风通道的末端设有风流量计2，该风流量计2用于测量各电动风阀末端的实时风量。

处理器，该处理器连接风流量计2和电动风阀1，该处理器用于根据送风通道中的当前实时风量和当前所需风量的差值，调节各个电动风阀1的开度，使得送风通道的当前实时风量趋近于当前所需风量，以实现对送风单元的风量进行自动化智能控制。电动风阀1可选用平行多叶阀或多叶对开调节阀，处理器可选用可编程控制器或ARM微处理器。

本申请实施例通过至少两组电动风阀1的开度来控制当前风量，但电动风阀1的开度也是影响系统噪声的主要因素。图3为多叶对开风量调节阀在不同开度不同流量下的再生噪声曲线，该多叶对开风量调节阀阀片规格为46.66mm×280mm(宽×高)，共6片。

该图表明当流量较小时，多叶对开风量调节阀在不同开度下的再生噪声数值基本一致，但是当流量较大时，多叶对开风量调节阀的再生噪声也就随之会增加。同时多叶对开风量调节阀的开度对多叶对开风量调节阀的再生噪声值也有影响，开度越大，再生噪声越小，部分情况下还会出现消声(即再生噪声数值为负值)的现象。而当多叶对开风量调节阀的开度较小为30°流量较大时，再生噪声可以达到20dB(A)。

根据图中数据可知，为了降低噪声，应尽量避免出现低开度的阀门，本申请通过多个电动风阀1的串联，可以在调节流量降低的同时保证各个电动风阀1的较大开度。实验数据表明，在风量为900m³/h时，多叶对开风量调节阀的再生噪声约为0dB(A)，因此，基于实际风量的需要，设置阀门开度不低于45％，并依据该开度比例相应的设置阀门间的管径，以满足系统的流量需求。

在一些可选实施例中：参见图1所示，申请实施例提供了一种船用电控风量调节系统，该船用电控风量调节系统的电动风阀1的开度≥45％。且当电动风阀1的开度等于45％时，送风通道的当前实时风量小于或等于送风单元所需的风量调节范围的最小值。为了满足送风单元风量调节范围的需求，电动风阀1的数量取决于送风单元所需的风量调节范围，当各个电动风阀1的开度为45％时，送风通道中的当前实时风量小于或等于送风单元所需的风量调节范围的最小值。

送风单元还包括单叶电动风阀(图中未画出)，单叶电动风阀连接在送风通道上且与电动风阀1串联连接。由于平行多叶阀的局部阻力最小，阀门开度越小，差异越大，在小开度时，传统单叶电动风阀阻力极大。一般而言，风量调节阀的阻力系数越大，其再生噪声越大。故电动风阀1应选用平行多叶阀或多叶对开调节阀，可以使用单叶电动风阀作为工况切换阀，其设计选型可不受限制。

风流量计2包括风速仪或压力计，风速仪测量速度快，易于实现电控；而压力计测量精度高。对于需要进行验证的早期型号可选用压力计来确定风量，而对于较为成熟的应用可选用风速仪来实现电控自动化。送风单元设有多个，以形成多条送风支路，多个送风单元将风送至同一用户端3，各送风单元的风量在800m³/h-1000m³/h之间。

参见图3所示，电动风阀1的开度60％以上以及风量在800m³/h-1000m³/h之间是出现消声现象的区间，那么在系统管路安装空间允许的情况下，当用户端3所需风量较大时，可通过并联多个送风单元形成多条送风支路，通过对各个送风支路的阀门控制，实现各个送风支路的阀门开度均处于开度60％以上以及风量在800m³/h-1000m³/h之间的最佳区间，从而处于噪音最小的工况。

在一些可选实施例中：参见图2所示，申请实施例提供了一种船用电控风量调节系统，该船用电控风量调节系统还包括噪声测量装置4，该噪声测量装置4用于测量各个电动风阀1出口的噪声，噪声测量装置4与处理器连接。噪声测量装置4用于确定各个电动风阀1出口的噪声，并且噪声测量装置4与处理器连接，实时向处理器提供各个电动阀门的噪声。

处理器还用于获取并记录所述各个电动风阀1的开度、各个电动风阀1出口的噪声、送风通道末端的当前实时风量，在各个电动风阀1的开度大于45％的条件下随机设定各个电动风阀1的开度，以确定送风单元不同噪音时各个电动风阀1的开度。

在系统运行时，处理器通过获取并记录各个电动风阀1的开度、各个电动风阀1出口的噪声、风道中的当前实时风量，得到实测数据后，与理论数据对比分析可进一步提高噪声控制的效果。

在各个电动风阀1的开度大于45％的情况下随机设定各个电动风阀1的开度，通过机器学习确定各个电动风阀1的最优开度组合。例如初始条件可以为电动风阀1开度60％，边界条件可以为电动风阀1开度大于45％，通过多次迭代与实测，最终得出实际工况下的噪声最小情况。

为了便于用户对系统的操作，本申请还包括与处理器连接的移动终端，移动终端优选为与处理器无线信号连接的遥控器或智能手机。该移动终端以设置送风单元的所需风量，移动终端可提高实用中的设置便捷程度以及方便调试中数据的获取。本申请的送风通道进风口的空调器，空调器通过送风通道将冷却风送至用户端3。

工作原理

本申请实施例提供了一种船用电控风量调节系统，由于本申请的船用电控风量调节系统设置了送风单元，该送风单元包括送风通道，以及依次串联在送风通道上至少两组电动风阀1，该电动风阀1用于调节送风通道内风量大小，在送风通道的末端设有风流量计2，该风流量计2用于测量送风通道末端的实时风量；处理器，该处理器连接风流量计2和电动风阀1，处理器用于根据送风通道中的当前实时风量和当前所需风量的差值，调节各个电动风阀1的开度，使得送风通道的当前实时风量趋近于当前所需风量。

因此，本申请的船用电控风量调节系统根据当前所需风量以及送风通道中的当前实时风量，按照预设调节规则，调节多个串联电动风阀1的开度，使得送风通道中的当前实时风量趋近于当前所需风量。由于各个电动风阀1均保持较大开度，使得各电动风阀1的噪声水平较低，从而降低送风单元的噪声，且能够调节送风单元的所需风量。另外，在处理器可实时获取各个电动风阀的开度参数，并基于送风单元运行中的实际数据对阀门开度的具体调节作进一步精细化优化。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，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“包括一个……”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。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种船用电控风量调节系统，其特征在于，包括：

送风单元，所述送风单元包括送风通道，以及依次串联在送风通道上至少两组电动风阀(1)，所述电动风阀(1)用于调节送风通道内风量大小，所述送风通道的末端设有风流量计(2)，所述风流量计(2)用于测量各电动风阀(1)末端的实时风量；

处理器，所述处理器与风流量计(2)和电动风阀(1)连接，所述处理器用于根据所述送风通道中的当前实时风量和当前所需风量的差值，调节各个所述电动风阀(1)的开度，使得所述送风通道的当前实时风量趋近于当前所需风量。

2.如权利要求1所述的一种船用电控风量调节系统，其特征在于：

所述电动风阀(1)的开度≥45％，且当所述电动风阀(1)的开度等于45％时，所述送风通道的当前实时风量小于或等于所述送风单元所需的风量调节范围的最小值。

3.如权利要求1所述的一种船用电控风量调节系统，其特征在于：

还包括单叶电动风阀，所述单叶电动风阀连接在送风通道上且与所述电动风阀(1)串联连接。

4.如权利要求1所述的一种船用电控风量调节系统，其特征在于：

所述风流量计(2)包括风速仪或压力计。

5.如权利要求1所述的一种船用电控风量调节系统，其特征在于：

所述送风单元设有多个，多个所述送风单元将风送至同一用户端(3)，各送风单元的风量在800m³/h-1000m³/h之间。

6.如权利要求1所述的一种船用电控风量调节系统，其特征在于：

还包括噪声测量装置(4)，所述噪声测量装置(4)用于测量各个电动风阀(1)出口的噪声，所述噪声测量装置(4)与所述处理器连接。

7.如权利要求6所述的一种船用电控风量调节系统，其特征在于：

所述处理器还用于获取并记录所述各个电动风阀(1)的开度、各个电动风阀(1)出口的噪声、送风通道末端的当前实时风量，且在各个电动风阀(1)的开度大于45％的条件下随机设定各个电动风阀(1)的开度。

8.如权利要求1所述的一种船用电控风量调节系统，其特征在于：

还包括与控制器连接的移动终端，所述移动终端以设置所述送风单元的所需风量。

9.如权利要求1所述的一种船用电控风量调节系统，其特征在于：

所述电动风阀(1)为平行多叶阀或多叶对开调节阀。

10.如权利要求1所述的一种船用电控风量调节系统，其特征在于：

还包括位于送风通道进风口的空调器。

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