一种综合管廊防火分区通风系统及其控制方法
【专利摘要】本发明提供一种综合管廊防火分区通风系统，包括温度传感器组，用于采集防火分区的进口温度和土壤的基层温度；电流表，用于获得防火区内电缆的平均电流值；火灾探测器，用于获取防火分区内的火灾信号；控制器，用于根据火灾探测器得到的火灾信号，按照预设的对应情况下的防火分区出口的温度给定值曲线，输出相应控制信号，进而改变变频器的输出频率，从而控制诱导风机转速；诱导风机，设置在防火分区的出口，诱导风机的转速V由变频器的输出频率决定。本发明解决了常规控制方法无法满足综合管廊出口温度控制精度、反应速度和自动化的要求，使得综合管廊通风系统能够准确、快速、自动地控制综合管廊出口温度，从而显著改善综合管廊的通风效果。
【专利说明】
-种综合管廊防火分区通风系统及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明属于市政工程领域，具体设计一种综合管廊防火分区通风系统及其控制方 法。
【背景技术】
[0002] 综合管廊是一种可W容纳给排水、电力、通信、燃气等多种地下管线于一体的市政 基础设施。进入21世纪，我国的城市化进程加速推进，城市环境改善和各类公共资源短缺的 压力与日剧增，地下综合管廊作为城市市政管线的综合载体，可W实现各类市政管线的集 约化、统一化、标准化的建设与管理，改变目前城市地下管线纵横交错、杂乱无章、维修频繁 的现状，对提高城市地下空间的利用效率和地下市政管线的安全水平具有十分重要的现实 意义。
[0003] 由于综合管廊处于地下，选用的通风方式既要确保管廊在正常运营时有良好的通 风环境，又要确保管廊在事故工况下有利于通风换气、控制火灾的蔓延和人员的疏散。正常 情况下，综合管廊采用自然通风换气状态，管廊内利用溫差和风压作用形成空气循环，并采 用在自然通风基础上辅W无风管的诱导式通风技术，即在管廊内沿纵向方向布置诱导风 机，使室外新鲜空气从自然进风口进入管廊后W接力形式流向排风口，达到通风效果，改善 管廊内部空气质量。但目前综合管廊防火分区通风系统普遍存在控制精度低、快速性差W 及自动化程度不高的特点。于是，设计高精度的应用于综合管廊防火分区通风系统的自动 控制方法成为了综合管廊通风控制领域一个亟待解决的技术难题。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是：提供一种综合管廊防火分区通风系统及其控制方 法，能够满足综合管廊出口溫度控制精度、反应速度和自动化的要求。
[0005] 本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为:一种综合管廊防火分区通风系 统，其特征在于:它包括
[0006] 溫度传感器组，用于采集防火分区的进口溫度1'1和±壤的基层溫度To;
[0007] 电流表，用于获得防火区内电缆的平均电流值；
[000引火灾探测器，用于获取防火分区内的火灾信号；
[0009] 控制器，用于根据火灾探测器得到的火灾信号，按照预设的对应情况下的防火分 区出口的溫度T2给定值曲线，输出相应控制信号，进而改变变频器的输出频率，从而控制诱 导风机转速；
[0010] 诱导风机，设置在防火分区的出口，诱导风机的转速V由变频器的输出频率决定；
[0011] 诱导风机的转速V满足：
[0012]
[0013]式中：L为防火分区的宽度，H为防火分区的高度，q为空气的定压比热，Re为上壤的 热阻，n为防火分区的电缆根数，r为防火分区单位电缆长度的平均阻值，T2为防火分区出口 的溫度，由预设的防火分区出口的溫度给定值曲线决定。
[0014] 按上述方案，所述的控制器为化C控制器。
[0015] 按上述方案，所述的诱导风机为同步电动机。
[0016] 上述一种综合管廊防火分区通风系统的控制方法，其特征在于:它包括W下步骤：
[0017] S1、根据火灾探测器获取防火分区内的火灾信号，判断现在防火分区的状态是火 灾还是非火灾；
[0018] S2、利用预设的火灾或非火灾对应的防火分区的出口溫度T2给定值曲线，控制器 输出相应控制信号，进而改变变频器的输出频率，从而控制诱导风机转速。
[0019] 按上述方法，诱导风机的转速V与变频器的输出频率f的关系为：
[0020] V = 60f/P
[0021] 式中P为电机的极对数。
[0022] 本发明的有益效果为:通过系统设置和信号的实时采集，通过调整诱导风机的转 速达到自动控制综合管廊防火分区的出口溫度的目的，该方法解决了常规控制方法无法满 足综合管廊出口溫度控制精度、反应速度和自动化的要求，使得综合管廊通风系统能够准 确、快速、自动地控制出口溫度，从而显著改善综合管廊的通风效果。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明一实施例的通风系统结构示意图。
[0024] 图2为本发明一实施例的硬件结构原理框图。
[0025] 图3为本发明一实施例的方法流程图。
[0026] 图4为本发明一实施例的非火灾情况下的防火分区出口溫度给定值曲线。
[0027] 图5为本发明一实施例的火灾情况下的防火分区出口溫度给定值曲线。
[00巧]图中：1-第一排风口，1-1-防雨百叶，1-2-第一诱导风机，2-第二排风口，2-1-防雨 百叶，2-2-第二诱导风机，3-通气口，3-1-防雨百叶，4-1-第一溫度传感器，4-2-第二溫度传 感器，5-电流表，6-防火隔断，7-火灾探测器。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
[0030] 本发明提供一种综合管廊防火分区通风系统，包括溫度传感器组，用于采集防火 分区的进口溫度。（°(：)和±壤的基层溫度Tore);电流表，用于获得防火区内电缆的平均电 流值(A);火灾探测器，用于获取防火分区内的火灾信号;控制器，用于根据火灾探测器得到 的火灾信号，按照预设的对应情况下的防火分区出口溫度给定值曲线，输出相应控制信号； 诱导风机，设置在防火分区的出口，诱导风机的转速V由变频器输出的频率信号决定;诱导 风机的转速Wm/s)满足：
[0031]
[0032] 式中：L为防火分区的宽度(m)，H为防火分区的高度，q为空气的定压比热(W- s/ (cm3 ? °〇)瓜为±壤的热阻（°(：，畑1/胖），11为防火分区的电缆根数(无量纲）^为防火分区 单位电缆长度的平均阻值（Q/cm) ;T2为防火分区出口的溫度，由预设的防火分区出口的溫 度给定值曲线决定。
[0033] 本实施例中，每个所述的防火分区设有2个出口，每个出口的控制方式相同；控制 器为化C控制器，其硬件结构原理框图如图2所示;诱导风机为同步电动机。
[0034] 如图1所示，本实施例的综合管廊防火分区包括1个进口（即通气口 3)和2个出口 (即第一排风口 1和第二排风口 2)，第一排风口 1设有防雨百叶1-1和第一诱导风机1-2,第二 排风口设有防雨百叶2-1和第二诱导风机2-2,通气口 3设有防雨百叶3-1。本实施例的综合 管廊防火分区内设有电缆和±壤，电缆之间设有防火隔断6,在电缆上设置电流表5,分别在 通气口 3和±壤基层设有第一溫度传感4-1和第二溫度传感器4-2，在防火分区中设有火灾 探测器7。
[0035] 上述一种综合管廊防火分区通风系统的控制方法，如图3所示，包括W下步骤:S1、 根据火灾探测器获取防火分区内的火灾信号，判断现在防火分区的状态是火灾还是非火 灾;S2、利用预设的火灾或非火灾对应的防火分区的出口溫度T2给定值曲线，控制器输出相 应控制信号，进而改变变频器的输出频率，从而控制诱导风机转速。
[0036] 诱导风机的转速V(m/s)与变频器的输出频率f化Z)的关系为：
[0037] V = 60f/P
[0038] 式中P为电机的极对数(无量纲）。
[0039] 本系统应用之前，需要进行系统设置:预设综合管廊一个防火分区的宽度L、综合 管廊一个防火分区的高度H、空气的定压比热q、±壤的热阻系数Re、一个防火分区的电缆根 数n、一个防火分区单位电缆长度的平均阻值r、在化C控制器中分别输入两种情况的防火分 区出口的溫度给定值曲线，第一种情况是正常情况(即非火灾情况下)溫度给定值曲线1，如 图4所示;第二种情况是非正常情况（即火灾情况下)溫度给定值曲线2,如图5所示。根据采 集到的综合管廊一个防火分区火灾报警信号为"真"或"假"，判断调用化C控制器的溫度给 定值曲线1或溫度给定值曲线2。图4和图5仅给出一个具体的实例，而溫度给定值曲线是一 个预设的曲线，具体应用时，可W根据实际经验及火灾数据来进行合理的调整，从而对本系 统和方法进行改进，W达到更好的通风效果。
[0040] W上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术 人员能够了解本发明的内容并据W实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所W，凡依 据本发明所掲示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种综合管廊防火分区通风系统，其特征在于:它包括 温度传感器组，用于采集防火分区的进口温度Ti和土壤的基层温度To; 电流表，用于获得防火区内电缆的平均电流值； 火灾探测器，用于获取防火分区内的火灾信号； 控制器，用于根据火灾探测器得到的火灾信号，按照预设的对应情况下的防火分区出 口的温度给定值曲线，输出相应控制信号，进而改变变频器的输出频率，从而控制诱导风机 转速； 诱导风机，设置在防火分区的出口，诱导风机的转速V由变频器的输出频率决定； 诱导风机的转速V满足：式中：L为防火分区的宽度，H为防火分区的高度，q为空气的定压比热，Re为土壤的热阻， n为防火分区的电缆根数，r为防火分区单位电缆长度的平均阻值，T2为防火分区出口的温 度，由预设的防火分区出口的温度给定值曲线决定。2. 根据权利要求1所述的一种综合管廊防火分区通风系统，其特征在于:所述的控制器 为PLC控制器。3. 根据权利要求1所述的一种综合管廊防火分区通风系统，其特征在于:所述的诱导风 机为同步电动机。4. 权利要求1所述的一种综合管廊防火分区通风系统的控制方法，其特征在于:它包括 以下步骤： 51、 根据火灾探测器获取防火分区内的火灾信号，判断现在防火分区的状态是火灾还 是非火灾； 52、 利用预设的火灾或非火灾对应的防火分区的出口温度T2给定值曲线，控制器输出相 应控制信号，进而改变变频器的输出频率，从而控制诱导风机转速。5. 根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于:诱导风机的转速V与变频器的输出频 率f的关系为： V = 60f/P 式中P为电机的极对数。
【文档编号】F24F7/007GK106051994SQ201610388247
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】赵昊裔
【申请人】中冶南方工程技术有限公司