CN221098724U - 一种自动调节风量的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于住宅厨卫排气技术领域，具体涉及一种自动调节风量的装置。包括：电动风阀、信息采集模块、控制系统装置；所述电动风阀中的电动执行器与控制系统装置相连接；所述信息采集模块是分体与控制系统装置相连接，或者所述信息采集模块与控制系统装置集成一体；所述控制系统装置包含有联动控制模块。由于采用上述技术方案，本实用新型自动调节风量装置的有益效果包括：根据工况自动调节各支管的排风量，实现各楼层均流排气、合理分配公共排气资源的效果。通过偏差值和延时值的结合，形成一个缓冲区间，避免因为紊流波动造成电动风阀频繁动作。当发生故障时，后台可以根据报警信息准确及时安排服务。

Description

一种自动调节风量的装置

技术领域

本实用新型属于住宅厨卫排气技术领域，具体涉及一种自动调节风量的装置。

背景技术

在高层住宅厨房公共排烟道中，靠近底部楼层的压力较大、而顶部楼层压力较小，排气系统存在排气不平衡的现象，导致楼层越低排烟效果越差，出现排烟不畅甚至倒灌的问题。

有鉴于此，高层住宅支管自动调节风量，实现上下各楼层均流排气，成为现行技术寻求突破的目标和方向。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种自动调节风量的装置及其控制方法，目的在于解决支管自动调节风量的问题，达到各楼层均衡排气的效果。

本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种自动调节风量的装置，包括：电动风阀、信息采集模块、控制系统装置；

所述电动风阀中的电动执行器与控制系统装置相连接；

所述信息采集模块是分体与控制系统装置相连接，或者所述信息采集模块与控制系统装置集成一体；

所述控制系统装置包含有联动控制模块。

进一步的，所述电动风阀包括阀体、阀板和电动执行器，所述电动风阀为旋转开合结构或者伸缩开合结构，所述电动执行器的电机为减速电机、步进电机、伺服电机中的一种。

进一步的，所述信息采集模块的采集对象是风量、风速、压力、压差中的一种或多种。

进一步的，所述的控制系统装置包含有可编程逻辑控制器模块。

进一步的，所述控制系统装置包含有温控模块。

进一步的，所述控制系统装置包含有无线信号传输模块，无线信号传输模块为无线发射装置或者是无线接收装置加无线发射装置。

进一步的，所述控制系统装置包含有自检模块。

进一步的，所述控制系统装置还包含有网关模块，所述网关模块与终端设备联网通信。

进一步的，所述控制系统装置还设置有数码管及按键驱动模块、数码管和按键贯穿上盖。

自动调节风量装置的控制方法：

S1：控制系统装置设定有阈值、延时值和偏差值，其中阈值+偏差值=偏差上限，阈值-偏差值=偏差下限，其逻辑如下：

当反馈值小于偏差下限值时，控制系统装置输出风量加大指令；

当反馈值等于偏差下限值时，控制系统输出风量加大延时停止指令，延时结束后指令停止；

当反馈值大于等于偏差上限值时，控制系统装置输出风量减小延时停止指令，延时结束后停止；

当反馈值介于偏差上限和偏差下限之间时，控制系统装置不输出指令；

S2：抽油烟机开机后，控制系统装置将获取到的信息采集模块反馈值，与设定值进行比对，根据设定逻辑输出相应控制指令；

S3：电动风阀接收指令做出相应调节风量的动作，实现相对恒定风量排气。

进一步的，步骤S1-S3中所述的调节风量动作，是通过改变阀板与阀体之间的相对位置，以获取不同的通风面积：

当电动风阀为旋转开合结构时，改变阀板旋转角度；

当电动风阀为伸缩开合结构时，改变阀板和导流管的伸缩长度。

进一步的，控制系统装置包含有温控模块，当温度达到触发条件时，控制系统装置发出强行关闭电动风阀的指令，此指令优选等级高于其他指令。

进一步的，所述控制系统装置包含有信号传输模块，采用无线发射、转发一体模块，避免因信号衰减而影响与风机系统的通信。

进一步的，步骤S1-S3中：控制系统装置包含有自检模块，发生故障时，或温控开关被触发时，发出声和/或光信号，也可以发送信息至APP、云平台或远程后台。

由于采用上述技术方案，本实用新型自动调节风量装置的有益效果包括：

根据工况自动调节各支管的排风量，实现各楼层均流排气、合理分配公共排气资源的效果。

通过偏差值和延时值的结合，形成一个缓冲区间，避免因为紊流波动造成电动风阀频繁动作。

当发生故障时，后台可以根据报警信息准确及时安排服务。

附图说明

图1为电动风阀采用伸缩结构的示意图。

图2为电动风阀采用同心旋转开合结构的示意图。

图3为电动风阀采用偏心旋转开合结构的示意图。

图4为控制系统装置的结构示意图。

图5为控制方法的逻辑示意图。

图6为实施例一中采用伸缩开合结构、采集风量的示意图。

图7为实施例二中采用旋转开合结构、采集风速的示意图。

图8为实施例三种采用旋转开合结构、采集风速和压力的示意图。

图9为实施例四中采用伸缩开合结构、采集压力的示意图。

图10为实施例五中采用旋转开合结构、采集压差的示意图。

图中的标号分别为：1是电动风阀；2是信息采集模块；3是控制系统装置；4是抽油烟机；5是排气支管；6是公共排气道；7是风机系统；1-1是阀体；1-2是阀板；1-3是电动执行器；1-4是导流管；2a是信息采集装置1；2b是信息采集装置2；3-1是联动控制模块；3-2是可编程控制器模块；3-3是温控模块；3-4是无线信号传输模块；3-5是自检模块；3-6是数码管及按键驱动模块；3-7是网关模块；3-8是下盖；3-9是上盖。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

参照图1～图６所示，本实用新型首先提供了一种自动调节风量的装置，包括：电动风阀1与抽油烟机4、排气支管5、以及公共排气道6相连接；信息采集模块2与控制系统装置3相连接；控制系统装置3和风机系统7联机。

进一步的，所述控制系统装置3与电动执行器1-3相连接。

优选的，电动风阀1采用伸缩开合结构，电动执行器1-3的步进电机驱动丝杆装置，带动阀板1-2及导流管1-4在阀体1-1内轴向伸缩位移，通过改变导流管伸出长度以实现对风量的调节。

作为优选，所述信息采集模块2为风量采集装置，采集对象为排气支管5通路的风量，由于风量=风速×截面积，截面积固定不变的情况下，根据公式L(m³/h)=3600*F（㎡）*V（m/s），风量和风速是可互相转换的，因此风量传感器的数据大多是由风速传感器的测量数据转换而来。

优选的，所述控制系统装置包含有联动控制模块3-1、可编程逻辑控制器模块3-2、温控模块3-3、无线信号传输模块3-4、自检模块3-5、数码管及按键驱动模块3-6、网关模块3-7，数码管及按键贯穿上盖3-9。

结合图1～图６所示，本实用新型还提供了一种自动调节风量装置的控制方法，具体步骤如下：

经测试实验，各户排气量在500m³/h时，就能获得比较理想的排烟效果，超过600m³/h以上，就没有明显的增益效果，而公共排气道的总通风量是有限的，追求更大风量只会加大能源消耗，浪费公共排气资源。

本实施例中，以风量500m³/h的工况为参考，设阈值Y=500,偏差值σ=50，则偏差上限Y+σ=550,偏差上限Y-σ=450,延时值PT=0.5，控制系统装置3根据反馈值K的变化输出相对应的动作。

进一步的，抽油烟机2启动时，联动控制模块将其电流变化转换为控制信号，控制系统装置3输出风量加大指令，风机系统7接收到无线发射模块的信号同步开启，风机系统7通过PID恒负压控制对公共排气道6抽气。

进一步的，当流经排气支管5中风量达到450m³/h的偏差下限值时，控制系统装置3输出风量加大指令，同时触发延时停止，电动风阀1继续缓慢开启，0.5秒的延时值结束后，如惯性般越过450m³/h区间，电动风阀1的导流管伸出长度停止在风量约500m³/h的位置，由于丝杆装置的机械自锁，风量保持在当前工况。

当风量达到550m³/h的偏差上限时，控制系统装置3输出风量减小指令，电动风阀1开始反向动作减小风量，同时触发延时停止，0.5秒的延时结束后，电动风阀1停留、保持在风量大约500m³/h的位置。

因紊流乱流波动，风量在450～550m³/h之间波动变化时，电动风阀不动作。

当温控模块检测到发生火情，或电动风阀1内部温度达到130～150度的触发条件时，控制系统装置3强行驱动电动风阀1完全关闭，防止火情蔓延，同时自检模块输出报警信号，网关模块可以根据设备ID与实际物理地址关联，后台可以根据报警信息快速准确地安排服务。

因受无线发射功率、信号传输距离的限制，当楼层过高或穿透障碍可能造成信号过渡衰减，影响到与风机系统7联机时，可在中间楼层采用无线接收模块和转发模块相结合的信号传输装置，接收低层信号后，再转发给风机系统7，通过类似接力的方式增加信号传输距离。

更为优化的，系统应用中，可以两户或两户以上采用接收转发设备，多通路转发以增加容错性。

实施例二

如图1～图５，以及图７所示，一种自动调节风量的装置，包括：电动风阀1、信息采集模块2、控制系统装置3。其中，电动风阀1为旋转开合结构，根据阀板与旋转阀轴的相对位置的不同，具体为同心旋转开合结构，其电动执行器的电机为减速电机，驱动阀轴带动阀板旋转往复，改变开合角度以调节风量，作为优选，本实施例采用同心旋转开合结构设置在抽油烟机4的排气口一端。

优选的，信息采集模块2为风速采集装置，其与控制系统装置3相连接，采集对象为通风支管5通路中的风速。

进一步的，控制系统装置3包含有联动控制模块3-1、无线模块3-5和数码管及按键驱动模块3-6，其中联动控制模块3-1的插头端用于取电，插座端用于插接抽油烟机4，数码管及按键贯穿上盖3-9。

优选的，当排气支管5管径为160mm、风压为300Pa时:

流量为500m³/h对应风速约为5.3m/s;流量为550m³/h对应风速约5.8m/s;流量为450m³/h对应风速约4.8m/s。

设定阈值Y=5.3；偏差值σ=0.5；延时值PT=0.5，当排气支管内风速反馈值K：

小于4.8时，阀片开启角度变大。

等于4.8时，阀片开启角度继续增大，0.5秒后阀片停止动作。

大于5.8时，阀片开启角度减小。

等于5.8时，阀片开启角度继续减小，0.5秒后阀片停止动作。

介于4.8～5.8之间时，阀片不动作。

进一步的，可以通过数码管+按键（或用组态屏替代）查看、调节运行工况。

实施例三

如图1～图５，以及图８所示，一种自动调节风量的装置，包括：电动风阀1、信息采集模块2、控制系统装置3。

优选的，电动风阀1为同心旋转开合结构，设置在抽油烟机4的排气口一端；信息采集模块2为风速传感器2a和风压传感器2b，同时采集排气支管5通路中的风速和压力；控制系统装置3包含有联动控制模块3-1、可编程逻辑控制器模块3-2、无线信号传输模块3-4、数码管及按键驱动模块3-6、网关模块3-7，其中联动控制模块3-1的插头端用于取市电，插座端用于插接抽油烟机4，数码管及按键贯穿上盖3-9。

由于空气的高可压缩性，高峰期时公共排气道6中的压力变大，会对支管的实际通风量产生一定影响。因此，本实施例中，采用两个传感器协作，共同控制调节风量。

在截面积和风量不变之下，压力每增减50Pa,风速随之减增0.2m/s，由此可见，在一定范围内压力和风速成反比例关系。

据此，本实施例将风压为300Pa、风速5.3m/s作为达到目标风量500m³/h的基本工况，根据实测风速k1变化来输出增减风量的动作；根据压力反馈值k2与目标压力值300的差值变化来调节阈值。

具体的，其逻辑控制方法为：

设阈值Y=5.3,偏差值σ=0.5，飘移值d=(k2-300)/100×0.4，延时值kt=0.5,则：

飘移值d=(k2-300)/100×0.4

偏差上限=y-d+σ；偏差下限=y-d-σ

当风速反馈值k1小于飘移后的偏差下限时，输出增加风量指令;

当风速反馈值k1等于飘移后的偏差下限时，输出增加风量指令，同时触发延时停止。

当风速反馈值k1大于等于飘移后的偏差下限时，输出减小风量指令，同时触发延时停止。

例如：假设管径160mm，根据工况，参照比实施例一中的风量反馈值与阈值的对比逻辑，与本实施例互相验证，逻辑并不矛盾，通过验证。

实施例四

如图1～图５，以及图９所示，一种自动调节风量的装置，包括：电动风阀1与排气支管5、公共排气道6相连接；信息采集模块2与控制系统装置3相连接。

优选的，电动风阀1采用伸缩开合结构，电动执行器1-3的伺服电机驱动丝杆装置，带动阀板1-2及导流管1-4在阀体1-1内轴向伸缩位移，通过改变导流管伸出长度以实现对风量的调节。

优选的，所述信息采集模块2采用压力采集装置，采集对象为公共排气道6中与排气支管5交汇处附近的压力。

进一步的，其控制方法为：

在-200Pa～200Pa的范围设定5个阈值，分别与电动风阀1预设的5个档位相对应，其中，≥100对应全开状态，≤0对应半开状态，其余3个档位对应于中间行程，偏差值设置为20，偏差上下限则为各阈值±20。

进一步的，根据压力传感器的反馈值k所处阈值范围，驱动阀板1-2和导流管1-4伸缩到相应的档位，在丝杆机构的自锁下，阀板1-2和导流管1-4停留在当前位置保持不动。

进一步的，压力传感器的反馈值处于任一阈值的偏差上下限之间时，电动风阀均不动作，避免因紊流波动而频繁启停。

进一步的，应加以说明的是，设定负压值，适用于风机系统采用了恒负压辅助排气的工况。其余同实施例一。

实施例五

在排气管道中，气体的流速与压力差有关，由高向低流动，压差越大流速越大，压差越小流速越小，风速与风量成正比，因此，本实施例通过压差值来调节风量。

如图1～图５和图10所示，一种自动调节风量的装置，包括：

电动风阀1，信息采集模块2，控制系统装置3，其中电动风阀1与排气支管5、以及公共排气道6相连接；

进一步的，控制系统装置3包含有联动控制模块3-1、无线模块3-5和数码管及按键驱动模块3-6，其中联动控制模块3-1的插头端用于取电，插座端用于插接抽油烟机4，数码管及按键贯穿上盖3-9。

进一步的，控制系统装置3还包含有可编程逻辑控制器模块3-2、数码管及按键驱动模块3-6（或可用组态触摸屏替代）。

优选的，所述电动风阀1采用伸缩结构，电动执行器1-3的步进电机驱动丝杆，带动阀板1-2及导流管1-4在阀体1-1内轴向伸缩位移，通过改变阀板和导流管的伸出长度，实现对风量的调节。

优选的，所述信息采集模块2为压差传感器，用于采集排气支管5和公共排气道6中与排气支管5交汇处附近的压力差。

假设在排气支管5和公共排气道6之间的压差为100Pa的工况时，排气支管5内风量满足500m³/h的要求，设阈值y=100,偏差值σ=5，延时值kt=1，压差反馈值为k。

当抽油烟机4开机时，联动控制模块驱动电动风阀1同步开启。

当K值小于95时,导流管伸出，直到触发阈值或完全开启状态。

当K值等于95时,导流管继续伸出，延时1秒后停止动作。

当K值大于等于105时,导流管开始缩回，1秒后停止动作。

当K值介于105和95之间时不动作。

当抽油烟机4关机时，电动风阀1同步关闭，导流管1-4完全缩回，阀板1-2将排气通道完全关闭。

进一步的，可通过数码管和按键查看、调节运行工况。

上文中提到的全部方案中，涉及两个部件之间连接的可以根据实际情况选择焊接、螺栓和螺母配合连接、螺栓或螺钉连接或者其它公知的连接方式，在此不一一赘述，上文中凡是涉及有写固定连接的，优选考虑是焊接，尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种自动调节风量的装置，包括：电动风阀（1）、信息采集模块（2）、控制系统装置（3），其特征在于：

所述电动风阀（1）中的电动执行器（1-3）与控制系统装置（3）相连接；

所述信息采集模块（2）是分体与控制系统装置（3）相连接，或者所述信息采集模块（2）与控制系统装置（3）集成一体；

所述控制系统装置（3）包含有联动控制模块（3-1）；

所述电动风阀（1）包括阀体（1-1）、阀板（1-2）和电动执行器（1-3），所述电动风阀（1）为旋转开合结构或者伸缩开合结构，所述电动执行器（1-3）的电机为减速电机、步进电机、伺服电机中的一种。

2.根据权利要求1所述的自动调节风量的装置，其特征在于：所述信息采集模块（2）的采集对象是风量、风速、压力、压差中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的自动调节风量的装置，其特征在于：所述的控制系统装置（3）包含有可编程逻辑控制器模块（3-2）。

4.根据权利要求1所述的一种自动调节风量的装置，其特征在于：所述控制系统装置（3）包含有温控模块（3-3）。

5.根据权利要求1所述的自动调节风量的装置，其特征在于：所述控制系统装置（3）包含有无线信号传输模块（3-4），无线信号传输模块（3-4）为无线发射装置或者是无线接收装置加无线发射装置。

6.根据权利要求1所述的自动调节风量的装置，其特征在于：所述控制系统装置（3）包含有自检模块（3-5）。

7.根据权利要求1所述的自动调节风量的装置，其特征在于：所述控制系统装置（3）还包含有网关模块（3-7），所述网关模块（3-7）与终端设备联网通信。

8.根据权利要求1所述的一种自动调节风量的装置，其特征在于：所述控制系统装置（3）还设置有数码管及按键驱动模块（3-6）、数码管和按键贯穿上盖（3-9）。