一种中央烟道系统的流量自适应排烟控制方法与流程

本发明涉及一种中央烟道系统，尤其涉及一种中央烟道系统的流量自适应排烟控制方法。

背景技术：

目前，城市新建楼盘的楼层普遍越来越高，由于高层公用烟道的出口一般设置在楼层顶部，因而，各用户家吸油烟机的开关情况会影响系统出口阻力，使得底部用户排烟情况恶劣。近年来，用户侧可调角度阀结合楼顶烟道出口主风机集中过滤排放开始应用在某些精装修楼盘中，楼顶主风机针对不同开机率用户进行变频+阀片预设角度实现流量分配，一定程度上可以解决底部用户排烟恶劣情况，同时有效控制整个烟道系统的流速和噪音。如准直筒烟道楼层高度不同矩形截面尺寸规范不同，另外一种名为阶梯烟道的新烟道，这两种烟道在不同层高于地区的楼宇实际尺寸不同导致阻力都有较大差异。目前的利用公用烟道烟道风机进行排烟，阀片调整角度调整实际流量的方法单纯以预设固定角度进行流量调整，难以适应多种烟道环境，且针对某一特定烟道进行角度的cfd计算工作量就很大，很难在实际环境下做到每楼定制安装，使得用户流量偏差大；另外这种方法往往是根据最低楼层流量为基准调整的角度，如果最低开机楼层不是最低楼层，容易导致系统阻力偏大，影响主机能耗。

此外，由于不同楼层阻力会变化(烟道距离增加导致沿程损失增加，不同楼截面积突然变化导致局部损失变化明显)总体来说，楼层越低阻力越大，(目前各类型烟道都是基于顶楼出口排烟方案的前提)越难排烟。对于市面上大部分吸油烟机都是多档位或者单档位单相交流电机驱动的，同档位运行在不同出口阻力情况下功率和实际流量会有较大的差异。对于阀体、中央机器同品牌的吸油烟机可以事先测定p-q-w曲线，但是对于其他品牌的吸油烟机往往无法事先知道其性能曲线。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术，提供一种阀片角度能根据安装位置和烟道自适应调整的中央烟道系统的流量自适应排烟控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该中央烟道系统的流量自适应排烟控制方法，所述中央烟道系统包括安装在不同楼层的吸油烟机，每台吸油烟机的出风口均通过各自的烟管与公用烟道相连通，在所述公用烟道内安装有烟道风机，所述吸油烟机带有风机，其特征在于：在每根烟管内均安装有能检测吸油烟机功率的智能阀，所述智能阀具有止回阀片，该流量自适应排烟控制方法的安装自动调试过程包括如下步骤：

①、系统启动，任意用户吸油烟机风机启动到某个档位或者转速，打开对应止回阀片到特定角度，其他阀片和吸油烟机关闭，所述烟道风机关闭或者运转在某个转速；

②、通过智能阀获取当前吸油烟机的功率；

③、关闭当前吸油烟机和阀片，开启另外一户吸油烟机到相同档位，对应的阀片到相同打开角度；

④、通过智能阀获取并记录当前吸油烟机的功率；

⑤、将功率经w-q曲线(关系)换算为对应流量；

⑥、流量从小到大排序；

⑦、重复②、③、④、⑤、⑥，直到遍历所有阀片，完成排序；

⑧、默认流量从小到大顺序为楼层自低到高顺序，对阀门进行楼层与地址码绑定；

⑨、开启n层和n+i层到最大阀片角度，关闭其他楼层，1≤i≤n-n，且i为正整数；

⑩、比较n层和n+i层功率偏差，

若偏差超过预设值，则调小n+1层的阀片打开角度；

若n+1层功率小于n层功率，则报错；

若偏差小于预设值，则进入步骤

记录n+i层在最低开机层为n时候的阀片打开角度；

判断i层是否遍历完成；

判断n是否遍历完成。

优选地，所述智能阀具有能够检测吸油烟机功率的功率检测插座。这样，吸油烟机插座通过智能阀的功率检测插座插入墙壁电源口，可以检测任意品牌吸油烟机的总体功率。

优选地，预设目标流量ql在[qx,qd]范围内，该流量自适应排烟控制方法的正常使用阶段包括如下步骤：

①、任意用户的吸油烟机开机，智能阀检测到吸油烟机启动；

②、驱动智能阀的阀片打开至最大角度运行或者预设角度或者上次记忆角度；

③、从主机获取目标流量和当前阀片预设角度；

④、阀片角度按主机给定预设角度更新；

⑤、查询距上次开机的时间差或者温升，若时间差小于设定值，则加入温度t的影响关系；

⑥、检测当前吸油烟机的电流或者功率；

⑦、通过w-q关系，加入温度t的影响，形成w(q,t)＝a(1+αt)+bq+cq²+dq³,并计算吸油烟机当前的实际流量qm，其中，α为绕组电阻与温度相关系数；

⑧、判断当前实际流量是否在目标流量的设定范围内；

如果当前实际流量在设定范围内，则不需要调整并继续监测；

如果当前实际流量不在设定范围内，则先判断当前实际流量偏大还是偏小，

若偏小即qm＜qx，则进入步骤⑨；

若偏大即qm>qd，进入步骤⑩；

⑨、先判断当前阀片开度是否最大，

若是最大，则反馈给主机；

若不是最大，则再计算最新流量测量值与目标流量下限qx或上限qd的比值，并依据相应的比例限值分区间调节阀片角度；

⑩、直接计算qm/qx的比值，再依据相应的比例限值分区间调节阀片角度；

驱动阀片运行到相应开度；

稳定△t时间后读取吸油烟机当前的电流或者功率；

重复步骤直到流量调节至目标范围内。

进一步优选，所述步骤⑨中依据相应的比例限值分区间调节阀片角度的判断如下：

若当前开度最大，反馈给主机

若qm/qx＜h，尝试阀片开度调大3θ°；

若h≤qm/qx≤i，尝试阀片开度调大2θ°；

若i＜qm/qx，尝试阀片开度调大θ°；其中，h，i为预设值，0.5≤θ≤5。

进一步优选，所述步骤⑩中依据相应的比例限值分区间调节阀片角度的判断如下：

若qx/qm＜j，尝试阀片开度调小θ°；

j≤qx/qm≤k，尝试阀片开度调小2θ°；

k≤qx/qm，尝试阀片开度调小3θ°；其中，j，k为预设值，0.5≤θ≤5。

作为一种拓扑方案，所述烟道风机即为增压风机，所述烟道风机构成主机，室内的所述吸油烟机构成从机。

在该拓扑结构下，该流量自适应排烟控制方法在正常使用阶段阀片角度及主机转速调整过程如下：

①、任意从机开机，主机唤醒；

②、获取从机开机编号、角度和流量信息；

③、判断是否有≥n1台从机的阀片开度小于预设角度；

若是，则调低增压风机转速；

若否，则进入步骤④；

④、计算是否有从机最大阀片开度时依然低于目标流量，

若是，则判断是否有≥n2台从机的阀片最大开度仍低于目标流量，且如果仍低于目标流量，则目标流量调小，然后调高增压风机转速，如果不低于目标流量，则只调高增压风机转速；

若否，则排序判断开机的最低楼层；

⑤、在步骤④排序判断开机最低楼层的基础上，查询当前最低开机楼层对应的阀片角度参数；

⑥、主机计算开机率；

⑦、根据开机率分区间确定目标流量变化；

⑧、根据步骤⑦的目标流量变化，相应调整增压风机转速；

⑨、将最新调整的目标流量及阀片开度组合广播给从机；

⑩、重复步骤②～⑨，继续监视保持系统运行。

作为另一种拓扑结构，室内已开机的其中一台吸油烟机构成主机，室内的其余吸油烟机构成从机。

在该拓扑结构下，该流量自适应排烟控制方法在正常使用阶段阀片角度及主机转速调整过程如下：

①、任意从机开机，主机唤醒；

②、获取从机开机编号、角度和流量信息；

③、判断是否有≥n1台从机的阀片开度小于预设角度；

若是，则调大目标流量；

若否，则进入步骤④；

④、计算是否有从机最大阀片开度式依然低于目标流量，

若是，则调小目标流量，

若否，则排序判断开机的最低楼层；

⑤、在步骤④排序判断开机最低楼层的基础上，查询当前最低开机楼层对应的阀片角度参数；

⑥、主机计算开机率；

⑦、根据开机率分区间确定目标流量变化；

⑧、将最新调整的目标流量及阀片开度组合广播给从机；

⑨、重复步骤②～⑧，继续监视保持系统运行

与现有技术相比，本发明的优点在于：中央烟道系统的流量自适应排烟控制方法利用不同楼层智能阀体检测室内机器输入功率，比较功率反馈调节阀片的方法实现自适应安装调整，记录当前调整角度即可轻松完成安装前角度调整，阀片角度不用预设值而是根据安装位置与烟道自动排序并自适应调整，并且，能根据当前最低开机楼层信息进行多套阀片角度方案自动重构。

附图说明

图1为本发明实施例的吸油烟机的p-q曲线图；

图2为本发明实施例的吸油烟机的w-q曲线图；

图3为本发明实施例的结构示意图；

图4为本发明实施例的室内吸油烟机的结构示意图；

图5为本发明实施例在安装调试阶段的流程图；

图6为本发明实施例在正常使用阶段的流程图；

图7为本发明实施例的阀片角度调节控制流程图；

图8为本发明实施例的一种拓扑结构示意图；

图9为图8所示拓扑结构下的阀片角度分配及主机转速调整的流程图；

图10为本发明实施例的另一种拓扑结构示意图；

图11为图10所示结构下的阀片角度分配及主机转速调整的流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1和图2所示，吸油烟机的功率和实际流量为单调递增函数(非线性)，在调节阀角度的时候，固定楼下一个阀体，调整楼上阀体的角度，使得两者功率相同，即是当前同流量，也就是系统阻力相同。

如图3和图4所示，本实施例的中央烟道系统包括安装在不同楼层的吸油烟机1，每台吸油烟机1的出风口均通过各自的烟管2与公用烟道3相连通，在公用烟道3内安装有烟道风机5，烟道风机5构成增压风机，吸油烟机1带有风机11，在每根烟管2内均安装有智能阀4，智能阀4通过其功率检测插座来检测吸油烟机的功率，使用时，吸油烟机插座通过智能阀的功率检测插座插入墙壁电源口，可以检测任意品牌吸油烟机的总体功率。智能阀4还包括有止回阀片41和用来调节止回阀片4打开角度的阀片控制电机6。

如图5所示，该流量自适应排烟控制方法的安装自动调试过程包括如下步骤：

①、系统启动，任意用户吸油烟机风机启动到某个档位或者转速，打开对应止回阀片到特定角度，其他阀片和吸油烟机关闭，所述烟道风机关闭或者运转在某个转速；

②、通过智能阀获取当前吸油烟机的功率；

③、关闭当前吸油烟机和阀片，开启另外一户吸油烟机到相同档位，对应的阀片到相同打开角度；

④、通过智能阀获取并记录当前吸油烟机的功率；

⑤、将功率经w-q曲线(关系)换算为对应流量；

⑥、流量从小到大排序；

⑦、重复②、③、④、⑤、⑥，直到遍历所有阀片，完成排序；

⑧、默认流量从小到大顺序为楼层自低到高顺序，对阀门进行楼层与地址码绑定；

⑨、开启n层和n+i层到最大阀片角度，关闭其他楼层，1≤i≤n-n，且i为正整数；

⑩、比较n层和n+i层功率偏差，

若偏差超过预设值，则调小n+1层的阀片打开角度；

若n+1层功率小于n层功率，则报错；

若偏差小于预设值，则进入步骤

记录n+i层在最低开机层为n时候的阀片打开角度；

判断i层是否遍历完成；

判断n是否遍历完成。

如图6所示，预设目标流量ql在[qx,qd]范围内，该流量自适应排烟控制方法的正常使用阶段包括如下步骤：

①、任意用户的吸油烟机开机，智能阀检测到吸油烟机启动；

②、驱动智能阀的阀片打开至最大角度运行或者预设角度或者上次记忆角度；

③、从主机获取目标流量和当前阀片预设角度；

④、阀片角度按主机给定预设角度更新；

⑤、查询距上次开机的时间差或者温升，若时间差小于设定值，则加入温度t的影响关系；

⑥、检测当前吸油烟机的电流或者功率；

⑦、通过w-q关系，加入温度t的影响，形成w(q,t)＝a(1+αt)+bq+cq²+dq³,并计算吸油烟机当前的实际流量qm，其中，α为绕组电阻与温度相关系数；

⑧、判断当前实际流量是否在目标流量的设定范围内；

如果当前实际流量在设定范围内，则不需要调整并继续监测；

如果当前实际流量不在设定范围内，则先判断当前实际流量偏大还是偏小，

若偏小即qm＜qx，则进入步骤⑨；

若偏大即qm>qd，进入步骤⑩；

⑨、先判断当前阀片开度是否最大，

若是最大，则反馈给主机；

若不是最大，则再计算最新流量测量值与目标流量下限qx或上限qd的比值，并依据相应的比例限值分区间调节阀片角度；

⑩、直接计算qm/qx的比值，再依据相应的比例限值分区间调节阀片角度；

驱动阀片运行到相应开度；

稳定△t时间后读取吸油烟机当前的电流或者功率；

重复步骤直到流量调节至目标范围内。

其中，上述步骤⑨中依据相应的比例限值分区间调节阀片角度的判断如下：

若当前开度最大，反馈给主机

若qm/qx＜h，尝试阀片开度调大3θ°；

若h≤qm/qx≤i，尝试阀片开度调大2θ°；

若i＜qm/qx，尝试阀片开度调大θ°；其中，h，i为预设值，0.5≤θ≤5。

上述步骤⑩中依据相应的比例限值分区间调节阀片角度的判断如下：

若qx/qm＜j，尝试阀片开度调小θ°；

j≤qx/qm≤k，尝试阀片开度调小2θ°；

k≤qx/qm，尝试阀片开度调小3θ°；其中，j，k为预设值，0.5≤θ≤5。

如图7所示，功率检测模块检测到功率数据后，数据分析单元对功率数据进行分析，并通过电机驱动模块驱动电机转动，以调节自适应电动阀的阀片角度。

如图8和图9所示，该系统的拓扑结构为：烟道风机5构成主机，室内的吸油烟机1构成从机。

该拓扑结构下，该流量自适应排烟控制方法在正常使用阶段阀片角度及主机转速调整过程如下：

①、任意从机开机，主机唤醒；

②、获取从机开机编号、角度和流量信息；

③、判断是否有≥n1台从机的阀片开度小于预设角度；

若是，则调低增压风机转速；

若否，则进入步骤④；

④、计算是否有从机最大阀片开度时依然低于目标流量，

若是，则判断是否有≥n2台从机的阀片最大开度仍低于目标流量，且如果仍低于目标流量，则目标流量调小，然后调高增压风机转速，如果不低于目标流量，则只调高增压风机转速；

若否，则排序判断开机的最低楼层；

⑤、在步骤④排序判断开机最低楼层的基础上，查询当前最低开机楼层对应的阀片角度参数；

⑥、主机计算开机率；

⑦、根据开机率分区间确定目标流量变化；

⑧、根据步骤⑦的目标流量变化，相应调整增压风机转速；

⑨、将最新调整的目标流量及阀片开度组合广播给从机；

⑩、重复步骤②～⑨，继续监视保持系统运行。

如图10和图11所示，该拓扑结构为：室内已开机的其中一台吸油烟机1构成主机，室内的其余吸油烟机1构成从机。

该拓扑结构下，该流量自适应排烟控制方法在正常使用阶段阀片角度及主机转速调整过程如下：

①、任意从机开机，主机唤醒；

②、获取从机开机编号、角度和流量信息；

③、判断是否有≥n1台从机的阀片开度小于预设角度；

若是，则调大目标流量；

若否，则进入步骤④；

④、计算是否有从机最大阀片开度式依然低于目标流量，

若是，则调小目标流量，

若否，则排序判断开机的最低楼层；

⑤、在步骤④排序判断开机最低楼层的基础上，查询当前最低开机楼层对应的阀片角度参数；

⑥、主机计算开机率；

⑦、根据开机率分区间确定目标流量变化；

⑧、将最新调整的目标流量及阀片开度组合广播给从机；

⑨、重复步骤②～⑧，继续监视保持系统运行。