CN117869977A - 一种基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法 - Google Patents
一种基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117869977A CN117869977A CN202410118134.7A CN202410118134A CN117869977A CN 117869977 A CN117869977 A CN 117869977A CN 202410118134 A CN202410118134 A CN 202410118134A CN 117869977 A CN117869977 A CN 117869977A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- floor
- range hood
- air quantity
- power
- exhaust system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000003517 fume Substances 0.000 title claims description 70
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 58
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 23
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 10
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 abstract description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 3
- 239000006233 lamp black Substances 0.000 description 3
- 241000197727 Euscorpius alpha Species 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010007269 Carcinogenicity Diseases 0.000 description 1
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 208000002177 Cataract Diseases 0.000 description 1
- 206010058467 Lung neoplasm malignant Diseases 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007670 carcinogenicity Effects 0.000 description 1
- 231100000260 carcinogenicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 201000005202 lung cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000020816 lung neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 231100000299 mutagenicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000007886 mutagenicity Effects 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 208000023504 respiratory system disease Diseases 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000013316 zoning Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Ventilation (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法，包括获取住宅楼的基本信息，建立厨房排烟系统管网模型；确定各楼层吸油烟机的分区动力选型参数和吸油烟机动力特性曲线；得到各楼层排风量的不平衡率，评估系统风量平衡调整效果。本发明属于厨房通风技术领域。本发明根据吸油烟机排风所需克服的阻力来匹配相应的排风动力，通过调整各楼层吸油烟机的运行频率参数，实现集中排油烟系统的排风均匀，降低改造成本。
Description
技术领域
本发明涉及厨房通风技术领域，特别是一种基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法。
背景技术
厨房油烟一直是困扰室内空气品质的严重问题，特别是中式高温高油的烹饪方式带来的油烟污染问题更为严峻。烹饪时厨房室内油烟中含有高浓度的颗粒物和气态污染物，其已被证实具有致突变性和致癌性等明确的毒性。大量流行病学研究表明，长期油烟暴露可导致严重的健康风险，造成肺癌、呼吸系统疾病、心血管疾病、白内障等疾病患病风险上升。因此厨房的通风措施十分重要。
吸油烟机已成为住宅厨房的主要排风方式，对于高层住宅而言，吸油烟机将室内油烟排出至公共烟道，各层排出的油烟气体再沿着公共烟道在楼顶集中排放，吸油烟机排风量的大小直接影响厨房油烟的浓度分布。然而，由于集中排油烟系统存在的高低层用户排烟阻力不均的流体动力学特点，吸油烟机排风量在烟道竖向分布上较为容易出现不平衡性：低区用户中出现静压堆积现象，吸油烟机动力不足以克服排烟需要的阻力，致底层排气不畅，甚至发生吸油烟机倒流；高层排烟阻力较小，吸油烟机动力过大、排风量过大，造成不必要的能耗与室内噪声污染，特别是影响烟道内的静压分布，加剧底层用户排烟不畅的情况。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有的排油烟系统风量平衡调整方法中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明所要解决的问题在于如何解决住宅厨房排烟系统用户间风量不平衡的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法，其包括，
获取住宅楼的基本信息，建立厨房排烟系统管网模型，并计算支管流量值；
选择基准吸油烟机，获取初始动力特性曲线，计算各楼层吸油烟机的机外余压，确定各楼层吸油烟机的分区动力选型参数；
根据吸油烟机初始动力特性曲线和各楼层吸油烟机的分区动力选型参数，确定动力分区后的各楼层吸油烟机动力特性曲线；
使用所述厨房排烟系统管网模型求解出动力分区前后的各楼层风量情况以及静压分布，得到各楼层排风量的不平衡率，评估系统风量平衡调整效果。
作为本发明所述基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法的一种优选方案，其中：所述住宅楼的基本信息包括总楼层数、楼层高度、烟道参数和各楼层油烟机同时开启率。
作为本发明所述基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法的一种优选方案，其中：所述厨房排烟系统管网模型包括随机开启下管网模型和支管末端风机模型；所述随机开启下管网模型包括汇流比、主管流量分布、系统各阻力分布以及节点压力平衡方程组，所述支管末端风机模型包括末端风机压头分布。
作为本发明所述基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法的一种优选方案，其中：根据所述支管流量值得到支管流量分布，利用所述随机开启下管网模型计算得到各层楼用户在公共烟道中的排油烟总阻力分布，通过所述支管末端风机模型计算得到所述末端风机压头分布，若所述各层楼用户在公共烟道中的排油烟总阻力分布和所述末端风机压头分布相同，则使用所述厨房排烟系统管网模型求解的各支管流量值正确；否则，需要更新所述支管流量分布，重新进行迭代计算。
作为本发明所述基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法的一种优选方案，其中：所述基准吸油烟机的选择，针对特定排烟系统，通过确定目标风量Q0来选择基准吸油烟机，若最小排风量满足Q0≤Qi,min≤1.2Q0，则选择的基准吸油烟机满足要求，并将满足要求的吸油烟机性能曲线作为初始动力特性曲线；反之，重新选择基准吸油烟机。
作为本发明所述基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法的一种优选方案，其中：所述各楼层吸油烟机的机外余压的计算，包括，
Pihood＝Pim,j+Pihood,d+ΔPib+Pnm,d
ΔPib＝ξPihood,d
其中，Pihood为各楼层吸油烟机的机外余压；Pim,j为原系统各楼层烟道干管前的静压；Pihood，d为各楼层吸油烟机的动压；ΔPib为各楼层支管的阻力；Pnm,d为各烟道出口的动压；ρ为烟道内油烟气的密度；Qi,min为原系统中各楼层的最小排风量；db为系统中支管的内径；ξ为支管的阻力系数；Qi,b为原系统中各楼层的排风量；Am为烟道净流通截面积，即主管截面积；
所述各楼层吸油烟机的分区动力选型参数，将Qi,min作为各楼层吸油烟机的额定风量，将Pihood作为各楼层吸油烟机的额定压头。
作为本发明所述基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法的一种优选方案，其中：所述动力分区后的各楼层吸油烟机动力特性曲线：
其中，Pihood，b为第i层油烟机的压头；a、b、c、d为基准吸油烟机的性能曲线系数；v为支管风速；k为频率比。
作为本发明所述基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法的一种优选方案，其中：所述动力分区前后的各楼层风量情况以及静压分布包括，动力分区前的各楼层风量、动力分区前的各楼层静压、动力分区后的各楼层风量和动力分区后的各楼层静压。
作为本发明所述基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法的一种优选方案，其中：各楼层排风量的不平衡率，利用最大风量与最小风量的差值除以最小风量所得，即
其中，δ为各楼层排风量的不平衡率；Qmax为系统各楼层中的最大排风量；Qmin为系统各楼层中的最小排风量。
作为本发明所述基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法的一种优选方案，其中：将动力分区前的各楼层排风量的不平衡率与动力分区后的各楼层排风量的不平衡率进行比较，对风量平衡效果进行评估。
本发明有益效果为：根据吸油烟机排风所需克服的阻力大小来匹配相应的排风动力，通过调整各楼层吸油烟机的运行频率参数，实现集中排油烟系统的排风均匀，降低对现有工程的改造成本，且避免了安装导流构件出现的集油问题；利用厨房排烟系统管网模型对各楼层吸油烟机的运行频率参数快速准确地进行调整，并对系统风量平衡效果进行检验。
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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法的流程图。
图2为随机开启下管网模型的末端计算节点的解析图。
图3为厨房排烟系统管网模型的迭代求解过程图。
图4为吸油烟机动力特性曲线图。
图5为实施例2的30层烟道静压与风量分布图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
参照图1～图4，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法，包括：
S1、获取住宅楼的基本信息，建立厨房排烟系统管网模型，并计算支管流量值；
S2、选择基准吸油烟机，获取初始动力特性曲线，计算各楼层吸油烟机的机外余压，确定各楼层吸油烟机的分区动力选型参数；
S3、根据吸油烟机初始动力特性曲线和各楼层吸油烟机的分区动力选型参数，确定动力分区后的各楼层吸油烟机动力特性曲线；
S4、使用所述厨房排烟系统管网模型求解出动力分区前后的各楼层风量情况以及静压分布，得到各楼层排风量的不平衡率，评估系统风量平衡调整效果。
具体的，在步骤S1中，住宅楼的基本信息包括总楼层数、楼层高度、烟道参数和各楼层油烟机同时开启率。
进一步的，总楼层数小于等于10层时，各楼层油烟机同时开启率(以下简称“开启率”)最大值取0.6；总楼层小于等于18层时，开启率最大值取0.5；总楼层数大于18层时，开启率最大值取0.4。
优选的，本实施例以选择10层、14层、18层、22层、26层、30层等6个楼层数工况进行分析，不同开启率下的开启位置均设置为均匀开启。楼层数和开启率设计工况如表1-1。
表1-1楼层数和开启率设计工况
更进一步的，烟道的尺寸(流通面积)和壁面材料影响油烟气流动的沿程阻力，烟道尺寸越大，流通面积越大，烟道流速越低，阻力损失越小；水泥烟道和金属烟道的壁面粗糙度不同，也会对烟气流动阻力产生影响；烟道材质选择常用的水泥制品材质，烟道参数如表1-2所列。
表1-2烟道参数
进一步的，建立厨房排烟系统管网模型，包括随机开启下管网模型和支管末端风机模型；随机开启下管网模型包括汇流比、主管流量分布、系统各阻力分布以及节点压力平衡方程组，支管末端风机模型包括末端风机压头分布。
具体的，建立随机开启下管网模型，包括，公共烟道主管出口为大气压力，静压取值为0。将厨房排烟系统管网模型划分为N个计算节点，每一个节点的长度为一层楼的高度。
进一步的，汇流比包括，节点i的流量比：
其中，mi为节点i的流量比，Qi,b为支管i的排气量，Qi,m为第i段公共烟道内的风量。
更进一步的，主管流量分布包括，支管i的排气量：Qi,b＝αiQi,b；
其中，Qi,b为支管i的排气量；αi为末端风机启闭系数，当末端吸油烟机处于开启状态，取值为1；当末端吸油烟机处于关闭状态，取值为0；即αi＝0or1；i代表系统第i层。
优选的，在相同的流量下，支管与主管的动压比例为主管与支管的截面积比的平方值；
支管与主管的动压比：
其中，β为支管与主管的动压比，Am为主管截面积；Ab为支管截面积；
主管内的动压系数：
其中，γ为主管内的动压系数，ρ为烟道内油烟气的密度，Am为主管截面积。
优选的，系统各阻力分布包括沿程阻力分布向量、直流阻力分布向量、汇流阻力分布向量和支管阻力分布向量，具体如下：
节点i直流三通阻力系数：
其中，ξdir,i为第i层节点的直流阻力系数；mi为节点i的流量比；β为支管与主管的动压比。
节点i汇流三通阻力系数：
其中，对于底部支管i＝1的情况下，阻力主要消耗在支管和底部支管连接公共烟道的弯头(或者支管下部留有一段封闭的公共烟道形成的假三通)，弯头阻力系数为ξc；ξcon,i为第i层节点汇流阻力系数；mi为节点i的流量比；β为支管与主管的动压比。
节点i沿程阻力系数：
其中，L为每一个节点的长度，即每一个楼层高度；K为公共烟道壁面粗糙度；De为公共烟道水力直径；Rei为第i层节点管段的雷诺数。
计算节点i(1＜i＜n+1)直流方向的方程式：
其中，Pi为第i层支管出口处的烟道全压；Qi,b为支管i的排气量；γ为主管内的动压系数；Qi,m为第i层公共烟道内的风量；ξi为第i层节点的沿程阻力系数；αi为末端风机启闭系数；ξdir,i为第i层节点的直流阻力系数。
对于图2中的计算节点i，沿公共烟道主管流动方向的流动阻力有沿程阻力、汇流三通的直通阻力；从支管流至主管的汇流方向，流动阻力有支管总阻力、汇流三通的汇流阻力；针对节点i，沿程阻力系数为ξi，汇流三通的直流阻力系数为ξdir,i，汇流阻力系数为ξcon,i，各支管阻力系数为ξb,i。
根据伯努利公式，直通方向上的压力降等于流动阻力。
若该节点末端开启，则需计算三通直通阻力；若该节点末端关闭，则只需要计算沿程阻力。
计算节点i(1＜i＜n+1)汇流方向的方程式：
其中，Pi,b为第i层节点吸油烟机的机外余压；αi为末端风机启闭状态；γ为主管内的动压系数；Qi,m为第i层公共烟道内的风量；ξcon,i为第i层节点汇流阻力系数；β为支管与主管的动压比；Qi,b为支管i的排气量；ξb,i为第i层节点支管阻力系数；Pi为第i层支管出口处的烟道全压。
对于节点汇流方向，若该节点末端开启，则需考虑支管总阻力和三通汇流阻力；若该节点末端关闭，则该支管压力Pi,b＝0。
对于顶部支管i＝n以上一段，为模型计算边界节点，流动阻力主要来自这一段到风帽处的沿程阻力和风帽阻力以及出口动压损失，为使方程组对称，定义第N+1个虚支管，其开启系数为1，将风帽阻力及出口动压损失等效为直通阻力系数，则PN+1＝0。
在节点N中的直通方向方程为：PN+1＝0 αN+1＝1 ξdir,N+1＝ξh+1。
其中，PN+1为第N+1个虚支管的压力；ξh为屋顶风帽阻力系数。
结合各节点方程组，定义三个系数矩阵如下，其中M为常系数矩阵，A1、A2为以各层启闭系数为特征值的对角矩阵(描述各支管末端吸油烟机的运行状态)。
同时，计算如下：
其中，为沿程阻力分布向量；/>为直流阻力分布向量；/>为汇流阻力分布向量；/>为支管阻力分布向量。
ξb为支管阻力系数，来自用户软管和止逆阀，一般假设各层相同取定值。
优选的，节点压力平衡方程组，具体如下：
直通方向的方程组可写成矩阵形式：
汇流方向的方程组可写成矩阵形式：
公共烟道压力分布：
各层楼用户在公共烟道中的排油烟总阻力：
其中，M为常系数矩阵；为沿程阻力分布向量；A1、A2为各层启闭系数为特征值的对角矩阵；/>为直流阻力分布向量；/>为汇流阻力分布向量；/>为支管阻力分布向量；β为支管与主管的动压比。
进一步的，建立支管末端风机模型，针对支管末端吸油烟机，其压头和风量的关系式：
其中，αi为末端风机启闭系数；Qi,b为支管i的排气量；ai、bi、ci、di为吸油烟机性能曲线系数。
支管末端风机压头分布：
优选的，根据支管流量值得到支管流量分布，利用随机开启下管网模型计算得到各层楼用户在公共烟道中的排油烟总阻力分布，通过支管末端风机模型计算得到末端风机压头分布，若各层楼用户在公共烟道中的排油烟总阻力分布和末端风机压头分布相同，则使用厨房排烟系统管网模型求解的各支管流量值正确；否则，需要更新支管流量分布，重新进行迭代计算。
具体的，计算支管流量值的步骤如下：
根据开启楼层数给定各支管末端风机开启情况对支管流量分布/>赋予初始值；将支管流量值乘以开启系数得到新的支管流量分布；利用随机开启下管网模型计算得到各层楼用户在公共烟道中的排油烟总阻力/>通过支管末端风机模型计算得到支管末端风机压头分布/>
对各层楼用户在公共烟道中的排油烟总阻力与支管末端风机压头分布/>进行比较，采用均方根误差来衡量他们的差距。
具体的，迭代计算，包括，
迭代方程式：
其中，θ为迭代步长系数，迭代步长与成正比；迭代方向与/>方向相同；
残差迭代方程：
若RMSE＜5e-3，则和/>分布相同，计算出的各支管流量值正确，为系统实际运行值；否则，将支管流量值乘以开启系数得到新的支管流量分布，重新进行迭代计算。
在迭代收敛得到正确的支管流量分布后，通过带入厨房排烟系统管网模型即可得到公共烟道压力分布和支管末端风机压头分布。
具体的，在步骤S2中，基准吸油烟机的选择，针对特定排烟系统，通过确定目标风量Q0来选择基准吸油烟机，若最小排风量满足Q0≤Qi,min≤1.2Q0，则选择的基准吸油烟机满足要求，并将满足要求的吸油烟机性能曲线作为初始动力特性曲线；反之，重新选择基准吸油烟机。
进一步的，针对特定排烟系统，以特定型号的吸油烟机作为各楼层相同的动力输入，将其吸油烟机性能曲线代入厨房排烟系统管网模型，计算各开启楼层的排风量以及烟道内静压分布；若最小排风量满足Q0≤Qi,min≤1.2Q0，则选择的基准吸油烟机满足要求，并将满足要求的吸油烟机性能曲线作为初始动力特性曲线；反之，重新选择基准吸油烟机。
优选的，各楼层吸油烟机的机外余压的计算，包括，
Pihood＝Pim,j+Pihood,d+ΔPib+Pnm,d
ΔPib＝ξPihood,d
其中，Pihood为各楼层吸油烟机的机外余压；Pim,j为原系统各楼层烟道干管前的静压；Pihood，d为各楼层吸油烟机的动压；ΔPib为各楼层支管的阻力；Pnm,d为各烟道出口的动压；ρ为烟道内油烟气的密度；Qi,min为原系统中各楼层的最小排风量；db为系统中支管的内径；ξ为支管的阻力系数；Qi,b为原系统中各楼层的排风量；Am为烟道净流通截面积，即主管截面积；
各楼层吸油烟机的分区动力选型参数，将Qi,min作为各楼层吸油烟机的额定风量，将Pihood作为各楼层吸油烟机的额定压头。
具体的，在步骤S3中，油烟机作为集中排油烟系统的动力源，其通风性能会直接影响排烟量。当住宅烟道的形式结构以及开启户数确定时，管网的阻抗特性即可确定，此时烟道内各层用户的排风量取决于吸油烟机的动力性能。
进一步的，吸油烟机的全压包括排风气体的动压和机外余压(即静压)，气体动压与风量正相关，风量越大气体动压越大。而机外余压则用于克服克服烟道内的排烟阻力，各个楼层的机外余压在数值上等于各楼层的静压+公共烟道出口的动压。
更进一步的，在厨房排烟系统管网模型中，以基准吸油烟机的动力特性曲线为最底层吸油烟机动力特性曲线，其他楼层的吸油烟机动力特性曲线通过改变吸油烟机运转频率的方式获得，要求改变频率后的该层吸油烟机的动力曲线能够经过上述步骤计算的该层吸油烟机的额定参数的工作点。
优选的，根据流体输配的理论，风机转速的变化必然会导致风机性能曲线改变。而由风机的相似原理和相似定律可知，在雷诺自模区内，同一个风机在不同的转速下流体的流动是相似的，也就是说风机在不同转速时的性能曲线是相似的。在同一管网中，不同转速的相似工况之间，
风机的流量与转速之间的关系：
风机的压头与转速之间的关系：
其中，Q为风机转速为n时的风量；Q1为风机转速为n1时的风量；H为风机转速为n时的压头；H1为风机转速为n1时的压头。
优选的，动力分区后的各楼层吸油烟机动力特性曲线：
其中，Pihood，b为第i层油烟机的压头；a、b、c、d为基准吸油烟机的性能曲线系数；v为支管风速；k为频率比。
进一步的，频率比：
其中，f为改变转速后的运转频率；50为基准吸油烟机的性能曲线对应为50Hz的运转频率。
利用厨房排烟系统管网模型计算上述不同楼层的排风量和烟道内静压分布，计算结果如表1-3。
表1-3不同工况各楼层风量和静压计算结果
/>
/>
结果显示，不同楼层数的工况下，低层到高层的风量呈递增趋势，而低层到高层的静压呈递减趋势；风量和静压在低楼层区域变化较缓慢，在高楼层区域变化较快，即由底层往上层呈缓慢变化到迅速变化的趋势。
以30层工况中吸油烟机选择中速档为例，在开启的12个用户中，从底层往上数的前7个用户(1层、3层、5层、8层、11层、15层、17层)的风量在327-405m3/h之间，而高楼层的5户的风量为405-680m3/h之间；从底层往上数的前7个用户的静压在129-147Pa之间，而高楼层的5户的静压在50-129Pa之间。不合理的静压分布是影响各层吸油烟机排风量差异化的直接原因，使得用户住宅厨房内的排烟效果产生极大的差异，进而导致环境迥异的厨房室内环境。
具体的，在步骤S4中，动力分区前后的各楼层风量情况以及静压分布包括，动力分区前的各楼层风量、动力分区前的各楼层静压、动力分区后的各楼层风量和动力分区后的各楼层静压。
进一步的，为更精准描述各楼层排风量的不平衡情况，也便于后续评价风量平衡调整的效果，本实施例引入两种不平衡率计算方法，定量化不平衡率指标。
更进一步的，方法一，利用最大风量与最小风量的差值除以最小风量所得；即
其中，δ1为利用方法一计算各楼层排风量的不平衡率；Qmax为系统各楼层中的最大排风量；Qmin为系统各楼层中的最小排风量。
由于方法一计算中仅涉及到最大风量和最小风量，其他中间值的风量分布被忽略，为此，本实施例特地引入方法二，该方法来自浙江省工程建设地方标准《住宅厨房混合排气道系统应用技术规程》(DBJ33T1289-2022)。
更进一步的，方法二，不平衡率用于描述各层吸油烟机排风量的均衡性。该方法计算来源于统计学中的标准差，标准差也被称为标准偏差，或者实验标准差，能反映一个数据集的离散程度。排油烟系统的标准差可反映各层吸油烟机排风量的离散程度。但是，标准差是一个绝对值，无法直接衡量不同系统的离散程度，因此，为便于度量不同混合排气道系统的风量均衡性，系统不平衡率指标计算采用开机层排风量标准差与平均值的比值，按下式计算：
其中，δ2为利用方法二计算各楼层排风量的不平衡率；D(Q)为开启楼层排风量标准差；Qi为第i层用户排风量，i＝1～n；Qave为开启楼层排风量的算术平均值；n为开启的楼层数。
利用方法一计算的中速挡油烟机风量不平衡率如表1-4。
表1-4中速挡油烟机风量不平衡率
/>
利用方法一计算的高速挡油烟机风量不平衡率如表1-5。
表1-5高速挡油烟机风量不平衡率
利用方法二计算的不同工况的不平衡率结果如表1-6。
表1-6不同工况的不平衡率
结果显示：方法一计算的不平衡率值远高于方法二，方法一计算的不平衡率在39-110％之间，方法二计算的不平衡率在11％-27％之间；随着楼层数的增加，在相同的动力输入的情况下系统的不平衡率增加，但不是完全的单向递增，例如方法一中速挡工况，10层不平衡率为53.7％，但14层为41.5％，方法二中10层与14层分别为16.3％和12.3％；同一个楼层数下，两种计算方法下，不同动力输入的不平衡率无明显差别。同时，不平衡较大的情况下烟道内最大最小的静压差也较大。例如方法一中为中速档位的吸油烟机情况下30层静压差为97Pa，而10层的静压差为70Pa；且10-30层的风量与静压分布，在均匀开启的情况下，楼层中下部分的静压变化缓慢，风量增加的梯度也较小。
对比同楼层下不同吸油烟机动力的风量和静压情况可知，当烟道的高度一定且开启户数不变时，吸油烟机的动力越大，其系统内整体的静压越高，相同位置开启的用户风量也更大，系统不平衡率没有因为吸油烟机的动力提升而有明显变化，如30层在中速档的不平衡率为107.5％，在高速档为103.8％。
上述计算结果显示，无论方法一还是方法二，不平衡率的绝对值有所不同，但不平衡率的变化趋势是一致的，对于各工况的对比无影响，后续为便于分区动力设计结果的对比分析，采用绝对值结果较大的方法一。
优选的，各楼层排风量的不平衡率，利用最大风量与最小风量的差值除以最小风量所得，即
其中，δ为各楼层排风量的不平衡率；Qmax为系统各楼层中的最大排风量；Qmin为系统各楼层中的最小排风量。
实施例2
参照图1～5，为本发明第二个实施例，本实施例以30层住宅楼集中烟道为案例进行计算。
一种基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法，包括：
S1、获取住宅楼的基本信息，建立厨房排烟系统管网模型，并计算支管流量值；
S2、选择基准吸油烟机，获取初始动力特性曲线，计算各楼层吸油烟机的机外余压，确定各楼层吸油烟机的分区动力选型参数；
S3、根据吸油烟机初始动力特性曲线和各楼层吸油烟机的分区动力选型参数，确定动力分区后的各楼层吸油烟机动力特性曲线；
S4、使用所述厨房排烟系统管网模型求解出动力分区前后的各楼层风量情况以及静压分布，得到各楼层排风量的不平衡率，评估系统风量平衡调整效果。
具体的，在步骤S1中，住宅楼的基本信息包括总楼层数、楼层高度、烟道参数和各楼层油烟机同时开启率；总楼层数为30层；楼层高度为3m；烟道尺寸取0.32m×0.32m，净流通面积为0.29m×0.29m，即Am＝0.29m×0.29m，水泥壁面，壁厚0.15m，即K＝0.0015m；支管尺寸为0.18m×0.18m，即Ab＝0.18m×0.18m；各楼层油烟机同时开启率为0.4，开启户数均匀分布，开启楼层为1、3、5、8、11、14、17、20、22、24、27、30。
进一步的，建立厨房排烟系统管网模型，包括随机开启下管网模型和支管末端风机模型；随机开启下管网模型包括汇流比、主管流量分布、系统各阻力分布以及节点压力平衡方程组，支管末端风机模型包括末端风机压头分布。
具体的，建立随机开启下管网模型，包括，公共烟道主管出口为大气压力，静压取值为0。将厨房排烟系统管网模型划分为N＝10个计算节点，每一个节点的长度为一层楼的高度。
进一步的，汇流比包括，节点i的流量比：
其中，mi为节点i的流量比，Qi,b为支管i的排气量，Qi,m为第i段公共烟道内的风量。
更进一步的，主管流量分布包括，支管i的排气量：Qi,b＝αiQi,b；
其中，Qi,b为支管i的排气量；αi为末端风机启闭系数，当末端吸油烟机处于开启状态，取值为1；当末端吸油烟机处于关闭状态，取值为0；即αi＝0or1；i代表系统第i层，本实施例取1、3、5、6、8、10层αi＝1，其余为0。
优选的，在相同的流量下，支管与主管的动压比例为主管与支管的截面积比的平方值；
支管与主管的动压比：
其中，β为支管与主管的动压比，Am为主管截面积；Ab为支管截面积；本实施例取Am＝0.29m×0.29m，Ab＝0.18m×0.18m，则β＝6.74。
主管内的动压系数：
其中，γ为主管内的动压系数，ρ为烟道内油烟气的密度，Am为主管截面积；本实施例取ρ＝1.2kg/m3，Am＝0.29m×0.29m，则γ＝84.83。
优选的，系统各阻力分布包括沿程阻力分布向量、直流阻力分布向量、汇流阻力分布向量和支管阻力分布向量，具体如下：
节点i直流三通阻力系数：
其中，ξdir,i为第i层节点的直流阻力系数；mi为节点i的流量比；β为支管与主管的动压比。
节点i汇流三通阻力系数：
其中，对于底部支管i＝1的情况下，阻力主要消耗在支管和底部支管连接公共烟道的弯头(或者支管下部留有一段封闭的公共烟道形成的假三通)，弯头阻力系数为ξc；ξcon,i为第i层节点汇流阻力系数；mi为节点i的流量比；β为支管与主管的动压比。
节点i沿程阻力系数：
其中，L为每一个节点的长度，即每一个楼层高度；K为公共烟道壁面粗糙度；De为公共烟道水力直径；Rei为第i层节点管段的雷诺数；本实施例取L＝3m，K＝0.0015m，De＝0.29m。
计算节点i(1＜i＜n+1)直流方向的方程式：
其中，Pi为第i层支管出口处的烟道全压；Qi,b为支管i的排气量；γ为主管内的动压系数；Qi,m为第i层公共烟道内的风量；ξi为第i层节点的沿程阻力系数；αi为末端风机启闭系数；ξdir,i为第i层节点的直流阻力系数。
对于图2中的计算节点i，沿公共烟道主管流动方向的流动阻力有沿程阻力、汇流三通的直通阻力；从支管流至主管的汇流方向，流动阻力有支管总阻力、汇流三通的汇流阻力；针对节点i，沿程阻力系数为ξi，汇流三通的直流阻力系数为ξdir,i，汇流阻力系数为ξcon,i，各支管阻力系数为ξb,i。
根据伯努利公式，直通方向上的压力降等于流动阻力。
若该节点末端开启，则需计算三通直通阻力；若该节点末端关闭，则只需要计算沿程阻力。
计算节点i(1＜i＜n+1)汇流方向的方程式：
其中，Pi,b为第i层节点吸油烟机的机外余压；αi为末端风机启闭状态；γ为主管内的动压系数；Qi,m为第i层公共烟道内的风量；ξcon,i为第i层节点汇流阻力系数；β为支管与主管的动压比；Qi,b为支管i的排气量；ξb,i为第i层节点支管阻力系数；Pi为第i层支管出口处的烟道全压。
对于节点汇流方向，若该节点末端开启，则需考虑支管总阻力和三通汇流阻力；若该节点末端关闭，则该支管压力Pi,b＝0。
对于顶部支管i＝n以上一段，为模型计算边界节点，流动阻力主要来自这一段到风帽处的沿程阻力和风帽阻力以及出口动压损失，为使方程组对称，定义第N+1＝10+1个虚支管，其开启系数为1，将风帽阻力及出口动压损失等效为直通阻力系数，则P10+1＝0。
在节点N＝10中的直通方向方程为：P10+1＝0 α10+1＝1 ξdir,10+1＝ξh+1。
其中，P10+1为第N+1＝10+1个虚支管的压力；ξh为屋顶风帽阻力系数，
结合各节点方程组，定义三个系数矩阵如下，其中M为常系数矩阵，A1、A2为以各层启闭系数为特征值的对角矩阵(描述各支管末端吸油烟机的运行状态)。
同时，系统各阻力分布计算如下：
其中，为沿程阻力分布向量；/>为直流阻力分布向量；/>为汇流阻力分布向量；/>为支管阻力分布向量。
ξb为支管阻力系数，来自用户软管和止逆阀，一般假设各层相同取定值。
优选的，节点压力平衡方程组，具体如下：
直通方向的方程组可写成矩阵形式：
汇流方向的方程组可写成矩阵形式：
公共烟道压力分布：
各层楼用户在公共烟道中的排油烟总阻力：
其中，M为常系数矩阵；为沿程阻力分布向量；A1、A2为各层启闭系数为特征值的对角矩阵；/>为直流阻力分布向量；/>为汇流阻力分布向量；/>为支管阻力分布向量；β为支管与主管的动压比。
进一步的，建立支管末端风机模型，针对支管末端吸油烟机，其压头和风量的关系式：
其中，αi为末端风机启闭系数；Qi,b为支管i的排气量；ai、bi、ci、di为吸油烟机性能曲线系数，本实施例以特定型号烟机特性曲线，取ai＝2.33×10-16、bi＝3.41×10-10、ci＝0.00244、di＝248.6。
优选的，根据支管流量值得到支管流量分布，利用随机开启下管网模型计算得到各层楼用户在公共烟道中的排油烟总阻力分布，通过支管末端风机模型计算得到末端风机压头分布，若各层楼用户在公共烟道中的排油烟总阻力分布和末端风机压头分布相同，则使用厨房排烟系统管网模型求解的各支管流量值正确；否则，需要更新支管流量分布，重新进行迭代计算。
具体的，计算支管流量值的步骤如下：
根据开启楼层数为1、3、5、6、8、10给定各支管末端风机开启情况对支管流量分布/>赋予初始值，取500m3/h；将支管流量值乘以开启系数得到新的支管流量分布；利用随机开启下管网模型计算得到各层楼用户在公共烟道中的排油烟总阻力/>通过支管末端风机模型计算得到支管末端风机压头分布/>
对各层楼用户在公共烟道中的排油烟总阻力与支管末端风机压头分布/>进行比较，采用均方根误差来衡量他们的差距。
具体的，迭代计算，包括，
迭代方程式：
其中，θ为迭代步长系数，迭代步长与成正比；迭代方向与/>方向相同；
残差迭代方程：
若RMSE＜5e-3，则和/>分布相同，计算出的各支管流量值正确，为系统实际运行值；否则，将支管流量值乘以开启系数得到新的支管流量分布，重新进行迭代计算。
在迭代收敛得到正确的支管流量分布后，通过带入厨房排烟系统管网模型即可得到公共烟道压力分布和支管末端风机压头分布。
具体的，在步骤S2中，基准吸油烟机的选择，针对特定排烟系统，通过确定目标风量Q0来选择基准吸油烟机，若最小排风量满足Q0≤Qi,min≤1.2Q0，则选择的基准吸油烟机满足要求，并将满足要求的吸油烟机性能曲线作为初始动力特性曲线；反之，重新选择基准吸油烟机。
进一步的，针对特定排烟系统，以特定型号的吸油烟机作为各楼层相同的动力输入，将其吸油烟机性能曲线代入厨房排烟系统管网模型，计算各开启楼层的排风量以及烟道内静压分布；若最小排风量满足Q0≤Qi,min≤1.2Q0，则选择的基准吸油烟机满足要求，并将满足要求的吸油烟机性能曲线作为初始动力特性曲线；反之，重新选择基准吸油烟机。
以本案例的排油烟系统，确定目标风量Q0＝400m3/h，按照目标风量选择吸油烟机。
本案例代入以下三种吸油烟机特性曲线：
P1＝-3.0967v2-15.032v+715.08
P2＝-0.5181v3+6.9269v2-35.56v+388.52
P3＝-0.31541v3+4.2084v2-22.419v+248.6
经计算，特性曲线P2对应的吸油烟机能够满足目标风量的需求，代入厨房排烟系统管网模型，计算所得风量如表2-1，因此后续选择该吸油烟机性能曲线作为基准吸油烟机，进行后续的风量平衡调整计算。
表2-1本实施例各楼层风量和静压计算结果
优选的，各楼层吸油烟机的机外余压的计算，包括，
Pihood＝Pim,j+Pihood,d+ΔPib+Pnm,d
ΔPib＝ξPihood,d
其中，Pihood为各楼层吸油烟机的机外余压；Pim,j为原系统各楼层烟道干管前的静压；Pihood，d为各楼层吸油烟机的动压；ΔPib为各楼层支管的阻力；Pnm,d为各烟道出口的动压；ρ为烟道内油烟气的密度；Qi,min为原系统中各楼层的最小排风量；db为系统中支管的内径；ξ为支管的阻力系数；Qi,b为原系统中各楼层的排风量；Am为烟道净流通截面积，即主管截面积；
各楼层吸油烟机的分区动力选型参数，将Qi,min作为各楼层吸油烟机的额定风量，将Pihood作为各楼层吸油烟机的额定压头。
分区前干管前静压由厨房排烟系统管网模型计算而来；吸油烟机动压可由额定风量Qi,min＝406m3/h与支管截面积Ab＝0.18m×0.18m计算得，结果为7.3Pa；支管的阻力为动压乘以阻力系数ξ＝4.63计算得，约为34Pa。
烟道出口动压由开启户数12户乘以每户额定风量Qi,min＝406m3/h和干管面积计算可得，为36Pa。
以30层高速档动力曲线计算动力分区后的吸油烟机所需额定风量和额定全压计算结果如下表2-2所示。
表2-2动力分区后各楼层吸油烟机所需额定风量与额定全压
具体的，在步骤S3中，油烟机作为集中排油烟系统的动力源，其通风性能会直接影响排烟量。当住宅烟道的形式结构以及开启户数确定时，管网的阻抗特性即可确定，此时烟道内各层用户的排风量取决于吸油烟机的动力性能。为研究各层风量以及静压的分布情况，本实施例选择的吸油烟机动力特性曲线如图4所示，并选择中速和高速档对应的性能曲线，作为所有用户相同的吸油烟机动力的输入参数进行不平衡率的研究。
进一步的，吸油烟机的全压包括排风气体的动压和机外余压(即静压)，气体动压与风量正相关，风量越大气体动压越大。而机外余压则用于克服克服烟道内的排烟阻力，各个楼层的机外余压在数值上等于各楼层的静压+公共烟道出口的动压。如图4所示，吸油烟机的输出的全压以及机外余压随着吸油烟机风量的增加而降低。因此，当吸油烟机需要克服的排烟阻力较小时(如烟道中楼层较高的用户，静压值较小)，根据吸油烟机的动力特性曲线，机外余压较小的情况下用户的排风量较大。反之，若吸油烟机需提供的机外余压较高时，吸油烟机的排风量会减小。根据图5所示的静压分布可知，各个楼层用户的吸油烟机需要克服的阻力是不同的，因此根据当前的静压分布水平来选型各个楼层对应的吸油烟机的额定机外余压，以匹配各个楼层用户所需要的动力。
更进一步的，在厨房排烟系统管网模型中，以基准吸油烟机的动力特性曲线为最底层吸油烟机动力特性曲线，其他楼层的吸油烟机动力特性曲线通过改变吸油烟机运转频率的方式获得，要求改变频率后的该层吸油烟机的动力曲线能够经过上述步骤计算的该层吸油烟机的额定参数的工作点。
优选的，根据流体输配的理论，风机转速的变化必然会导致风机性能曲线改变。而由风机的相似原理和相似定律可知，在雷诺自模区内，同一个风机在不同的转速下流体的流动是相似的，也就是说风机在不同转速时的性能曲线是相似的。在同一管网中，不同转速的相似工况之间，
风机的流量与转速之间的关系：
风机的压头与转速之间的关系：
其中，Q为风机转速为n时的风量；Q1为风机转速为n1时的风量；H为风机转速为n时的压头；H1为风机转速为n1时的压头。
优选的，动力分区后的各楼层吸油烟机动力特性曲线：
其中，Pihood，b为第i层油烟机的压头；a、b、c、d为基准吸油烟机的性能曲线系数；v为支管风速；k为频率比。
进一步的，频率比：
其中，f为改变转速后的运转频率；50为基准吸油烟机的性能曲线对应为50Hz的运转频率。
在实际工程中，直接通过改变原有吸油烟机的运行频率以获得所需的吸油烟机动力参数。
在本实施例中，根据风机相似律原理，通过吸油烟机初始动力特性曲线及各楼层吸油烟机选型的参数即表2-2中的额定风量与额定压头，计算动力分区后的各楼层吸油烟机动力特性曲线及频率如下表2-3。
表2-3动力分区后的各楼层吸油烟机动力特性曲线及频率
| 楼层 | 额定风量 | 额定压头 | 动力特性曲线 | 频率 |
| 1 | 406.0 | 304.4 | P＝365.53+-34.49*V+6.93*V^2+-0.53*V^3 | 48.5 |
| 2 | 406.0 | 304.4 | P＝365.53+-34.49*V+6.93*V^2+-0.53*V^3 | 48.5 |
| 3 | 406.0 | 304.3 | P＝365.53+-34.49*V+6.93*V^2+-0.53*V^3 | 48.5 |
| 4 | 406.0 | 303.4 | P＝365.53+-34.49*V+6.93*V^2+-0.53*V^3 | 48.5 |
| 5 | 406.0 | 303.2 | P＝365.53+-34.49*V+6.93*V^2+-0.53*V^3 | 48.5 |
| 6 | 406.0 | 301.5 | P＝365.53+-34.49*V+6.93*V^2+-0.53*V^3 | 48.5 |
| 7 | 406.0 | 301.0 | P＝365.53+-34.49*V+6.93*V^2+-0.53*V^3 | 48.5 |
| 8 | 406.0 | 300.5 | P＝365.53+-34.49*V+6.93*V^2+-0.53*V^3 | 48.5 |
| 9 | 406.0 | 298.0 | P＝358.04+-34.13*V+6.93*V^2+-0.54*V^3 | 48.0 |
| 10 | 406.0 | 297.2 | P＝358.04+-34.13*V+6.93*V^2+-0.54*V^3 | 48.0 |
| 11 | 406.0 | 296.3 | P＝358.04+-34.13*V+6.93*V^2+-0.54*V^3 | 48.0 |
| 12 | 406.0 | 292.7 | P＝358.04+-34.13*V+6.93*V^2+-0.54*V^3 | 48.0 |
| 13 | 406.0 | 291.3 | P＝358.04+-34.13*V+6.93*V^2+-0.54*V^3 | 48.0 |
| 14 | 406.0 | 289.9 | P＝350.62+-33.78*V+6.93*V^2+-0.54*V^3 | 47.5 |
| 15 | 406.0 | 284.9 | P＝343.27+-33.42*V+6.93*V^2+-0.55*V^3 | 47.0 |
| 16 | 406.0 | 282.9 | P＝343.27+-33.42*V+6.93*V^2+-0.55*V^3 | 47.0 |
| 17 | 406.0 | 280.8 | P＝343.27+-33.42*V+6.93*V^2+-0.55*V^3 | 47.0 |
| 18 | 406.0 | 274.1 | P＝328.82+-32.71*V+6.93*V^2+-0.56*V^3 | 46.0 |
| 19 | 406.0 | 271.1 | P＝328.82+-32.71*V+6.93*V^2+-0.56*V^3 | 46.0 |
| 20 | 406.0 | 268.1 | P＝328.82+-32.71*V+6.93*V^2+-0.56*V^3 | 46.0 |
| 21 | 406.0 | 259.2 | P＝321.71+-32.35*V+6.93*V^2+-0.57*V^3 | 45.5 |
| 22 | 406.0 | 255.0 | P＝314.68+-32.00*V+6.93*V^2+-0.57*V^3 | 45.0 |
| 23 | 406.0 | 243.3 | P＝307.73+-31.64*V+6.93*V^2+-0.58*V^3 | 44.5 |
| 24 | 406.0 | 237.7 | P＝294.05+-30.93*V+6.93*V^2+-0.59*V^3 | 43.5 |
| 25 | 406.0 | 222.6 | P＝274.12+-29.87*V+6.93*V^2+-0.61*V^3 | 42.0 |
| 26 | 406.0 | 215.1 | P＝261.22+-29.15*V+6.93*V^2+-0.63*V^3 | 41.0 |
| 27 | 406.0 | 207.7 | P＝248.64+-28.44*V+6.93*V^2+-0.65*V^3 | 40.0 |
| 28 | 406.0 | 187.8 | P＝236.36+-27.73*V+6.93*V^2+-0.66*V^3 | 39.0 |
| 29 | 406.0 | 178.0 | P＝218.53+-26.67*V+6.93*V^2+-0.69*V^3 | 37.5 |
| 30 | 406.0 | 168.1 | P＝218.53+-26.67*V+6.93*V^2+-0.69*V^3 | 37.5 |
具体的，在步骤S4中，动力分区前后的各楼层风量情况以及静压分布包括，动力分区前的各楼层风量、动力分区前的各楼层静压、动力分区后的各楼层风量和动力分区后的各楼层静压。
本实施例中，将表2-3中的动力分区后的各楼层吸油烟机动力特性曲线带入厨房排烟系统管网模型，计算30层集中排油烟系统在设计开启率0.4均匀开启的工况下，各楼层的风量情况以及静压分布，将其与动力分区前的风量情况以及静压分布进行对比，汇总如下表2-4。
表2-4动力分区前后风量和静压计算结果
结果显示，动力分区后，开启各楼层的风量在400m3/h左右；烟道内静压比分区前静压大幅降低，烟道内静压最大值从227Pa降到了150Pa。同时，根据频率对比可看出，相较于统一高速档型号的吸油烟机，输入到整个系统内的吸油烟机动力更小了，因此烟道内的静压分布整体降低，节能的同时，更有利于防止烟道内出现漏风窜烟的情况。经动力分区设计后，各楼层吸油烟机的动力性能是更匹配当前楼层克服排烟阻力所需要的。
本实施例的各楼层排风量的不平衡率，利用最大风量与最小风量的差值除以最小风量所得；即
其中，δ为各楼层排风量的不平衡率；Qmax为系统各楼层中的最大排风量；Qmin为系统各楼层中的最小排风量。
计算本发明动力分区前后的各楼层排风量的不平衡率，本实施案例系统的不平衡率指标。动力分区前后的不平衡率对比如下表2-5。
表2-5动力分区前后的不平衡率
| 工况 | 最大值 | 最小值 | 不平衡率 |
| 动力分区前 | 828.9 | 406.8 | 103％ |
| 动力分区后 | 428.3 | 387.4 | 11％ |
从不平衡率指标来看，动力分区前的不平衡率为103％，动力分区后不平衡率为11％，系统风量的均衡性获得了非常显著的提升。
为了进一步证明本发明系统在各工况下的运行效果，同样针对本实施例，利用厨房排烟系统管网模型，计算在该设计结果其他不同开启率以及开启位置变化的时候系统的风量不平衡率情况，结果如表2-6。
表2-6动力分区后各个开启工况下不平衡率
结果显示，相比采用同一种吸油烟机，在不同开启率和开启位置工况下，动力分区设计后系统不平衡率大大降低。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法，其特征在于：包括，
获取住宅楼的基本信息，建立厨房排烟系统管网模型，并计算支管流量值；
选择基准吸油烟机，获取初始动力特性曲线，计算各楼层吸油烟机的机外余压，确定各楼层吸油烟机的分区动力选型参数；
根据吸油烟机初始动力特性曲线和各楼层吸油烟机的分区动力选型参数，确定动力分区后的各楼层吸油烟机动力特性曲线；
使用所述厨房排烟系统管网模型求解出动力分区前后的各楼层风量情况以及静压分布，得到各楼层排风量的不平衡率，评估系统风量平衡调整效果。
2.如权利要求1所述的基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法，其特征在于：所述住宅楼的基本信息包括总楼层数、楼层高度、烟道参数和各楼层油烟机同时开启率。
3.如权利要求1或2所述的基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法，其特征在于：所述厨房排烟系统管网模型包括随机开启下管网模型和支管末端风机模型；所述随机开启下管网模型包括汇流比、主管流量分布、系统各阻力分布以及节点压力平衡方程组，所述支管末端风机模型包括末端风机压头分布。
4.如权利要求3所述的基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法，其特征在于：根据所述支管流量值得到支管流量分布，利用所述随机开启下管网模型计算得到各层楼用户在公共烟道中的排油烟总阻力分布，通过所述支管末端风机模型计算得到所述末端风机压头分布，若所述各层楼用户在公共烟道中的排油烟总阻力分布和所述末端风机压头分布相同，则使用所述厨房排烟系统管网模型求解的各支管流量值正确；否则，需要更新所述支管流量分布，重新进行迭代计算。
5.如权利要求1、2或4任一所述的基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法，其特征在于：所述基准吸油烟机的选择，针对特定排烟系统，通过确定目标风量Q0来选择基准吸油烟机，若最小排风量满足Q0≤Qi,min≤1.2Q0，则选择的基准吸油烟机满足要求，并将满足要求的吸油烟机性能曲线作为初始动力特性曲线；反之，重新选择基准吸油烟机。
6.如权利要求5所述的基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法，其特征在于：所述各楼层吸油烟机的机外余压的计算，包括，
Pihood＝Pim,j+Pihood,d+ΔPib+Pnm,d
ΔPib＝ξPihood,d
其中，Pihood为各楼层吸油烟机的机外余压；Pim,j为原系统各楼层烟道干管前的静压；Pihood，d为各楼层吸油烟机的动压；ΔPib为各楼层支管的阻力；Pnm,d为各烟道出口的动压；ρ为烟道内油烟气的密度；Qi,min为原系统中各楼层的最小排风量；db为系统中支管的内径；ξ为支管的阻力系数；Qi,b为原系统中各楼层的排风量；Am为烟道净流通截面积，即主管截面积；
所述各楼层吸油烟机的分区动力选型参数，将Qi,min作为各楼层吸油烟机的额定风量，将Pihood作为各楼层吸油烟机的额定压头。
7.如权利要求6所述的基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法，其特征在于：所述动力分区后的各楼层吸油烟机动力特性曲线：
其中，Pihood，b为第i层油烟机的压头；a、b、c、d为基准吸油烟机的性能曲线系数；v为支管风速；k为频率比。
8.如权利要求1、2、4、6或7任一所述的基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法，其特征在于：所述动力分区前后的各楼层风量情况以及静压分布包括，动力分区前的各楼层风量、动力分区前的各楼层静压、动力分区后的各楼层风量和动力分区后的各楼层静压。
9.如权利要求8所述的基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法，其特征在于：各楼层排风量的不平衡率，利用最大风量与最小风量的差值除以最小风量所得，即
其中，δ为各楼层排风量的不平衡率；Qmax为系统各楼层中的最大排风量；Qmin为系统各楼层中的最小排风量。
10.如权利要求9所述的基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法，其特征在于：将动力分区前的各楼层排风量的不平衡率与动力分区后的各楼层排风量的不平衡率进行比较，对风量平衡效果进行评估。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410118134.7A CN117869977A (zh) | 2024-01-29 | 2024-01-29 | 一种基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410118134.7A CN117869977A (zh) | 2024-01-29 | 2024-01-29 | 一种基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117869977A true CN117869977A (zh) | 2024-04-12 |
Family
ID=90593087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410118134.7A Pending CN117869977A (zh) | 2024-01-29 | 2024-01-29 | 一种基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117869977A (zh) |
-
2024
- 2024-01-29 CN CN202410118134.7A patent/CN117869977A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206755282U (zh) | 高层住宅厨房集中烟道复合动力系统 | |
| CN103322657B (zh) | 一种低稳速、辐流洁净室空调送、回风系统 | |
| CN112484116A (zh) | 一种楼宇集中排烟系统的运行控制方法 | |
| CN110375362A (zh) | 一种吸油烟机恒风量控制方法 | |
| CN109059217B (zh) | 一种基于运行曲线的变风量空调系统总风量控制方法 | |
| CN111125938B (zh) | 基于次优算法的大型中央空调冷冻水管网优化设计方法 | |
| CN113836651B (zh) | 一种基于流体拓扑优化的涡轮叶栅流道拓扑设计方法 | |
| CN109253113A (zh) | 吸油烟机用多翼离心风机蜗壳型线设计方法及其多翼离心风机蜗壳 | |
| Tamura | Computer analysis of smoke movement in tall buildings | |
| CN112594747A (zh) | 一种集排烟式烟机的控制方法及集排烟式烟机系统 | |
| CN116720373A (zh) | 风机选型方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN117869977A (zh) | 一种基于分区动力技术的排油烟系统风量平衡调整方法 | |
| CN108573097B (zh) | 一种基于排风道面积控制的均匀导流构件设计方法 | |
| CN112528361A (zh) | 一种基于新风系统的全自动风力计算方法 | |
| CN117113470B (zh) | 一种高层住宅厨房集中烟道屋顶风机综合选型方法及系统 | |
| CN112528397A (zh) | 一种射流风机后导流器的优化设计方法 | |
| CN211397723U (zh) | 基于可变模糊隶属度智能自检的燃气轮机 | |
| CN109446745B (zh) | 一种氦气压气机一维气动的设计方法 | |
| TWI785928B (zh) | 廠房通風散熱方法 | |
| CN217500925U (zh) | 住宅均流排气系统 | |
| CN114234424B (zh) | 一种基于耗散分析的带有变弧线导流叶片的风管静压箱 | |
| CN116557324A (zh) | 一种住宅厨房集中烟道屋顶风机变频控制方法 | |
| CN110848025A (zh) | 基于可变模糊隶属度智能自检的燃气轮机及其检测分析方法 | |
| CN106446342B (zh) | 一种轴流风机叶片安装角度获得方法 | |
| CN113639276B (zh) | 一种防窜烟三通烟道及其控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |