本发明涉及一种楼宇集中排烟系统的运行控制方法。
背景技术：
为了解决现有油烟机排烟不畅、倒烟窜味以及高噪音的问题，近些年，一种“中央净化系统”的概念应运而生。通过放置在公共烟道顶端的风机产生动力，并配合公共烟道相连的止回阀阀片调节来实现各楼层的流量均匀分配，从而达到顺畅排烟和低噪音使用场景的目的。目前的高层住宅大多采用这种集中排烟方式，室内油烟机通过烟管、止回阀和公共烟道相连，使厨房中的油烟通过室内油烟机后再经过烟管排到公共烟道当中，公共烟道中的油烟经过顶部的室外风机抽吸后排出到大气中。当多层用户同时向公共烟道中排烟时，会形成一种多动力源汇流的复杂工作状态。每层用户的排放对其他用户排烟会造成相互干扰，特别是对公共烟道低层用户的排烟造成不利影响。目前，中国人大油烟的烹饪习惯和现有的油烟机追求的大风量、大风压现状，使公共烟道中风量大、压力大。此外，公共烟道安装时通过节节相连，两节公共烟道之间的连接很难保证完全密封，另外公共烟道在制作和运输过程中，也难免会出现磕碰，使公共烟道壁面上经常会出现裂纹或小孔。所以在实际的使用过程中，公共烟道会存在一定的泄露，这也是很多楼盘出现窜烟窜味的一个重要原因。另外，室内油烟机的风机叶轮高速转动所产的噪声也给使用者带来较大的困扰。所以排烟不畅、串烟串味、高噪音是目前高层排油烟机的一个普遍性问题。
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能自动调节风量调节阀的打开角度的楼宇集中排烟系统的运行控制方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种楼宇集中排烟系统的运行控制方法，其中楼宇集中排烟系统包括设置在不同楼层住户厨房内部的n台室内吸油烟机，n为自然数；设置在楼宇内部的公共烟道，设置在楼宇顶层的室外风机以及室外电控装置，n台室内吸油烟机均与室外电控装置通信连接；n台室内吸油烟机的出风口通过室内排烟支管与公共烟道连通，每层室内排烟支管的出口处均设有能调节打开角度的风量调节阀，公共烟道的顶部出风口与室外风机的入口连通，其特征在于：所述楼宇集中式排烟系统采用如下步骤实现运行控制：
步骤1、任意楼层的室内吸油烟机通电开机后，由用户选择风量档位，并将对应楼层的风量调节阀的打开角度先调节至90°；同时对应楼层的室内吸油烟机将开机信号、楼层位置以及用户选择的风量档位信息发送给室外电控装置
步骤2、设定静压初始值p0；
步骤3、室外电控装置根据收到的各开机楼层的室内吸油烟机发送过来的信息，根据如下公式计算第n层公共烟道对应处的压力：
pn＝△pyn △phn pn-1
n分别取值为开机楼层的楼层数值，pn表示第n层公共烟道对应处的压力，pn-1表示第n-1层公共烟道对应处的压力，△pyn表示油烟从第n-1层流动到第n层所消耗的沿程阻力损失；△phn表示第n层室内排烟支管中的油烟经过第n层风量调节阀流入到公共烟道中所消耗的阻力损失；
△pyn＝λ1·ρ·qn2·h*(lxn lyn)/4/(lxn·lyn)3
△phn＝f(v1n/v2n)·v2n·v2n/(lxn·lyn)
式中，λ1为公共烟道阻力系数，为常数，对于水泥制成的公共烟道，λ1一般在0.025左右；ρ为第n层所处公共烟道内的流体密度，qn为第n层室内吸油烟机所需的风量值，室外电控装置收到第n层室内吸油烟机发来的被用户选择的风量档位信息后，根据预设的风量档位信息与所需的风量值对应关系，获得第n层室内吸油烟机所需的风量值；h为第n-1层到第n层的层高，为预设常数，一般在2.8-3.2m之间，公共烟道一般呈柱形，lxn、lyn分别为第n层所处公共烟道横截面的长和宽；v1n为第n层所处公共烟道内的气体流速，v2n为第n层室内排烟支管内的气体流速，函数f(v1n/v2n)是关于变量v1n/v2n的三次多项式函数，f(v1n/v2n)＝k1 a1·(v1n/v2n) b1·(v1n/v2n)2 c1·(v1n/v2n)3，其中k1,a1,b1,c1为预设常数；
步骤4、根据步骤3计算获得的第n层公共烟道对应处的压力pn，室外电控装置利用公式pn＝△p1yn △p1fn △p1hn计算得到各开机楼层对应的风量调节阀的打开角度，
式中，△p1yn表示第n层的油烟从室内油烟机出口到第n层风量调节阀入口端所消耗的室内排烟支管沿程阻力损失，△p1yn＝k·qn2，k为第n层的油烟从室内油烟机出口到第n层风量调节阀入口端的室内排烟支管的阻力系数，与第n层室内排烟支管的长度有关，以1.5m长的室内排烟支管为例，k值一般在0.6～0.8左右；qn为第n层室内吸油烟机所需的风量值；
△p1fn表示第n层的油烟经过第n层风量调节阀所消耗的总压损失；
△p1fn＝k1ek2(90-θn)·(ρ1v2n2/2)，k1、k2为常数，θn为第n层风量调节阀的打开角度，ρ1为经过风量调节阀的流体密度，v2n为第n层室内排烟支管内的气体流速；
△p1hn表示第n层的油烟从第n层风量调节阀末端进入公共烟道中所消耗的汇流阻力损失，△p1hn＝f(v1n/v2n)·v2n2，f(v1n/v2n)是关于变量v1n/v2n的三次多项式函数，f(v1n/v2n)＝k2 a2·(v1n/v2n) b2·(v1n/v2n)2 c2·(v1n/v2n)3，其中k2,a2,b2,c2为常数；
步骤5、判断当前所有开机楼层中最低楼层对应的风量调节阀的开启角度是否大于等于85°小于等于90°之间，如是，进入步骤6，如否，将静压初始值p0减小1pa，然后重新返回步骤3和步骤4进行迭代计算；
步骤6、判断当前所有开机楼层中最低楼层对应的公共烟道对应处的压力是否大于0pa小于等于10pa；如否，将静压初始值p0增加1pa，然后重新返回步骤3和步骤4进行迭代计算；如是，计算结束，室外电控装置将步骤4计算得到的所有开机楼层对应风量调节阀的打开角度θn发送给相应楼层的室内吸油烟机，并由相应楼层的室内吸油烟机将该楼层的风量调节阀的打开角度调节至θn。
作为改进，所述步骤6中，当计算结束后，室外电控装置根据将最终计算得到的所有开机楼层中最高楼层对应的公共烟道压力作为公共烟道的顶部出风口的压力，并通过如下公式计算室外风机的转速：
n＝a*p3 b*p2 c*p d
n为室外风机的转速，p为公共烟道的顶部出风口的压力，a,b,c,d为预设常数，数值大小取决于室外机的风机尺寸；
然后将室外风机转速调节至n。
与现有技术相比，本发明的优点在于：无需调试各楼层的风量调节阀的较少，只需要在调试时输入相关的参数，包括总楼层数、烟道的内截面尺寸、层高、烟管的长度等参数即可，能够实现室内机的多档位风量调节，且调节精度高；3.系统调节效率高，只需在每次开机楼层发生变化时，从新计算一下，得到各开机楼层对应的风量调节阀的打开角度，并下发室内机即可。
附图说明
图1为本发明实施例中楼宇集中排烟系统的结构示意图。
图2为本发明实施例中楼宇集中式排烟系统的运行控制方法流程图。
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。
本发明提供了一种楼宇集中排烟系统的运行控制方法，其中楼宇集中排烟系统包括设置在不同楼层住户厨房内部的n台室内吸油烟机11、12、……1n，n为自然数；设置在楼宇内部的公共烟道2，设置在楼宇顶层的室外风机3以及室外电控装置4，n台室内吸油烟机11、12、……1n均与室外电控装置4通信连接；n台室内吸油烟机的出风口通过室内排烟支管5与公共烟道连通，每层室内排烟支管的出口处均设有能调节打开角度的风量调节阀6，公共烟道的顶部出风口与室外风机的入口连通，参见图1所示，上述所述楼宇集中式排烟系统采用如下步骤实现运行控制，参见图2所示：
步骤1、任意楼层的室内吸油烟机通电开机后，由用户选择风量档位，并将对应楼层的风量调节阀的打开角度先调节至90°；同时对应楼层的室内吸油烟机将开机信号、楼层位置以及用户选择的风量档位信息发送给室外电控装置；
步骤2、设定静压初始值p0；
步骤3、室外电控装置根据收到的各开机楼层的室内吸油烟机发送过来的信息，根据如下公式计算第n层公共烟道对应处的压力：
pn＝△pyn △phn pn-1
n分别取值为开机楼层的楼层数值，pn表示第n层公共烟道对应处的压力，pn-1表示第n-1层公共烟道对应处的压力，△pyn表示油烟从第n-1层流动到第n层所消耗的沿程阻力损失；△phn表示第n层室内排烟支管中的油烟经过第n层风量调节阀流入到公共烟道中所消耗的阻力损失；
△pyn＝λ1·ρ·qn2·h*(lxn lyn)/4/(lxn·lyn)3
△phn＝f(v1n/v2n)·v2n·v2n/(lxn·lyn)
式中，λ1为公共烟道阻力系数，为常数；ρ为第n层所处公共烟道内的流体密度，qn为第n层室内吸油烟机所需的风量值，室外电控装置收到第n层室内吸油烟机发来的被用户选择的风量档位信息后，根据预设的风量档位信息与所需的风量值对应关系，获得第n层室内吸油烟机所需的风量值；h为第n-1层到第n层的层高，为预设常数，lxn、lyn分别为第n层所处公共烟道的长和宽；v1n为第n层所处公共烟道内的气体流速，v2n为第n层室内排烟支管内的气体流速，函数f(v1n/v2n)是关于变量v1n/v2n的三次多项式函数，f(v1n/v2n)＝k1 a1·(v1n/v2n) b1·(v1n/v2n)2 c1·(v1n/v2n)3，其中k1,a1,b1,c1为预设常数；
步骤4、根据步骤3计算获得的第n层公共烟道对应处的压力pn，室外电控装置利用公式pn＝△p1yn △p1fn △p1hn计算得到各开机楼层对应的风量调节阀的打开角度，
式中，△p1yn表示第n层的油烟从室内油烟机出口到第n层风量调节阀入口端所消耗的室内排烟支管沿程阻力损失，△p1yn＝k·qn2，k为第n层的油烟从室内油烟机出口到第n层风量调节阀入口端的室内排烟支管的阻力系数，与第n层室内排烟支管的长度有关；qn为第n层室内吸油烟机所需的风量值；
△p1fn表示第n层的油烟经过第n层风量调节阀所消耗的总压损失；
△p1fn＝k1ek2(90-θn)·(ρ1v2n2/2)，k1、k2为常数，θn为第n层风量调节阀的打开角度，ρ1为经过风量调节阀的流体密度，v2n为第n层室内排烟支管内的气体流速；
△p1hn表示第n层的油烟从第n层风量调节阀末端进入公共烟道中所消耗的汇流阻力损失，△p1hn＝f(v1n/v2n)·v2n2，f(v1n/v2n)是关于变量v1n/v2n的三次多项式函数，f(v1n/v2n)＝k2 a2·(v1n/v2n) b2·(v1n/v2n)2 c2·(v1n/v2n)3，其中k2,a2,b2,c2为常数；
步骤5、判断当前所有开机楼层中最低楼层对应的风量调节阀的开启角度是否大于等于85°小于等于90°之间，如是，进入步骤6，如否，将静压初始值p0减小1pa，然后重新返回步骤3和步骤4进行迭代计算；
步骤6、判断当前所有开机楼层中最低楼层对应的公共烟道对应处的压力是否大于0pa小于等于10pa，如否，将静压初始值p0增加1pa，然后重新返回步骤3和步骤4进行迭代计算；如是，计算结束，室外电控装置将步骤4计算得到的所有开机楼层对应风量调节阀的打开角度θn发送给相应楼层的室内吸油烟机，并由相应楼层的室内吸油烟机将该楼层的风量调节阀的打开角度调节至θn；同时，室外电控装置根据将最终计算得到的所有开机楼层中最高楼层对应的公共烟道压力作为公共烟道的顶部出风口的压力，并通过如下公式计算室外风机的转速：
n＝a*p3 b*p2 c*p d
n为室外风机的转速，p为公共烟道的顶部出风口的压力，a,b,c,d为预设常数。
然后将室外风机转速调节至n。
本实施例中，a,b,c,d的数值，可以预先在调试阶段获得，当楼宇集中排烟系统安装完毕以后，先调节室外风机的转速至n1，同时采用压力计测试公共烟道的顶部出风口整个截面的平均压力值p1，然后将节室外风机的转速调制不同转素质，反复测到不同室外风机转速下的公共烟道的顶部出风口的平均压力值，然后根据测试的数据，以及函数关系式n＝a*p3 b*p2 c*p d，拟合得到a,b,c,d的值。
当楼宇集中排烟系统安装完毕后，在调试阶段，可以将楼宇集中排烟系统的各个参数，如楼层总数n，公共烟道的内截面尺寸lx，ly、层高h，各个楼层室内烟管的长度l等等通过绑定或调试设备进行输入，然后发送给室外电控装置，室外电控装置将这些参数进行保存，以便室外电控装置在后续计算中需要。
1.一种楼宇集中排烟系统的运行控制方法，其中楼宇集中排烟系统包括设置在不同楼层住户厨房内部的n台室内吸油烟机，n为自然数；设置在楼宇内部的公共烟道，设置在楼宇顶层的室外风机以及室外电控装置，n台室内吸油烟机均与室外电控装置通信连接；n台室内吸油烟机的出风口通过室内排烟支管与公共烟道连通，每层室内排烟支管的出口处均设有能调节打开角度的风量调节阀，公共烟道的顶部出风口与室外风机的入口连通，其特征在于：所述楼宇集中式排烟系统采用如下步骤实现运行控制：
步骤1、任意楼层的室内吸油烟机通电开机后，由用户选择风量档位，并将对应楼层的风量调节阀的打开角度先调节至90°；同时对应楼层的室内吸油烟机将开机信号、楼层位置以及用户选择的风量档位信息发送给室外电控装置
步骤2、设定静压初始值p0；
步骤3、室外电控装置根据收到的各开机楼层的室内吸油烟机发送过来的信息，根据如下公式计算第n层公共烟道对应处的压力：
pn＝△pyn △phn pn-1
n分别取值为开机楼层的楼层数值，pn表示第n层公共烟道对应处的压力，pn-1表示第n-1层公共烟道对应处的压力，△pyn表示油烟从第n-1层流动到第n层所消耗的沿程阻力损失；△phn表示第n层室内排烟支管中的油烟经过第n层风量调节阀流入到公共烟道中所消耗的阻力损失；
△pyn＝λ1·ρ·qn2·h*(lxn lyn)/4/(lxn·lyn)3
△phn＝f(v1n/v2n)·v2n·v2n/(lxn·lyn)
式中，λ1为公共烟道阻力系数，为常数；ρ为第n层所处公共烟道内的流体密度，qn为第n层室内吸油烟机所需的风量值，室外电控装置收到第n层室内吸油烟机发来的被用户选择的风量档位信息后，根据预设的风量档位信息与所需的风量值对应关系，获得第n层室内吸油烟机所需的风量值；h为第n-1层到第n层的层高，为预设常数，lxn、lyn分别为第n层所处公共烟道的长和宽；v1n为第n层所处公共烟道内的气体流速，v2n为第n层室内排烟支管内的气体流速，函数f(v1n/v2n)是关于变量v1n/v2n的三次多项式函数，f(v1n/v2n)＝k1 a1·(v1n/v2n) b1·(v1n/v2n)2 c1·(v1n/v2n)3，其中k1,a1,b1,c1为预设常数；
步骤4、根据步骤3计算获得的第n层公共烟道对应处的压力pn，室外电控装置利用公式pn＝△p1yn △p1fn △p1hn计算得到各开机楼层对应的风量调节阀的打开角度，
式中，△p1yn表示第n层的油烟从室内油烟机出口到第n层风量调节阀入口端所消耗的室内排烟支管沿程阻力损失，△p1yn＝k·qn2，k为第n层的油烟从室内油烟机出口到第n层风量调节阀入口端的室内排烟支管的阻力系数，与第n层室内排烟支管的长度有关；qn为第n层室内吸油烟机所需的风量值；
△p1fn表示第n层的油烟经过第n层风量调节阀所消耗的总压损失；
△p1fn＝k1ek2(90-θn)·(ρ1v2n2/2)，k1、k2为常数，θn为第n层风量调节阀的打开角度，ρ1为经过风量调节阀的流体密度，v2n为第n层室内排烟支管内的气体流速；
△p1hn表示第n层的油烟从第n层风量调节阀末端进入公共烟道中所消耗的汇流阻力损失，△p1hn＝f(v1n/v2n)·v2n2，f(v1n/v2n)是关于变量v1n/v2n的三次多项式函数，f(v1n/v2n)＝k2 a2·(v1n/v2n) b2·(v1n/v2n)2 c2·(v1n/v2n)3，其中k2,a2,b2,c2为常数；
步骤5、判断当前所有开机楼层中最低楼层对应的风量调节阀的开启角度是否大于等于85°小于等于90°之间，如是，进入步骤6，如否，将静压初始值p0减小1pa，然后重新返回步骤3和步骤4进行迭代计算；
步骤6、判断当前所有开机楼层中最低楼层对应的公共烟道对应处的压力是否大于0pa小于等于10pa；如否，将静压初始值p0增加1pa，然后重新返回步骤3和步骤4进行迭代计算；如是，计算结束，室外电控装置将步骤4计算得到的所有开机楼层对应风量调节阀的打开角度θn发送给相应楼层的室内吸油烟机，并由相应楼层的室内吸油烟机将该楼层的风量调节阀的打开角度调节至θn。
2.根据权利要求1所述的楼宇集中排烟系统的运行控制方法，其特征在于：所述步骤6中，当计算结束后，室外电控装置根据将最终计算得到的所有开机楼层中最高楼层对应的公共烟道压力作为公共烟道的顶部出风口的压力，并通过如下公式计算室外风机的转速：
n＝a*p3 b*p2 c*p d
n为室外风机的转速，p为公共烟道的顶部出风口的压力，a,b,c,d为预设常数；
然后将室外风机转速调节至n。
技术总结