一种集中排风系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种集中排风系统，包括排风口、分支管、排风总管、变频风机和信号传输及控制单元，末端的排风口与分支管相连通处设置均流分布器，分支管与排风总管之间设置变风量阀，信号传输及控制单元包括电控箱，启闭阀、变风量阀、变频风机均与电控箱相连，电控箱能够接收启闭阀的状态信号，并向变风量阀、变频风机发出控制信号。本发明专利技术还提供一种集中排风方法，均流分布器通过控制排风道面积，能够在随机开启工况下实现分支管内各末端排风口之间的阻力平衡；变风量阀能够接收所在分支管的末端启闭信号，并作出相应的开度调节，实现分支管间的阻力平衡；变频风机能够根据所有开启末端的风量信号获得总风量要求，实现变频。

A centralized exhaust system and method

【技术实现步骤摘要】
一种集中排风系统及方法
本专利技术涉及通风控制
，特别是涉及一种集中排风系统及方法。
技术介绍
工业厂房、实验楼等场所的排风系统通常具有各末端排风口间歇开启且设计排风量不同的特点，即排风系统的工作情况存在时间和空间上的随机性。此类场所采用集中排风系统有利于对废气进行集中处理，减小废气处理设备的容量，并降低风机等输配设备的能耗。特别是工业生产车间的废气排放，由于受到车间场地、生产工艺、环境控制等多因素影响，在实际工程中存在末端排风口数量多、支路结构复杂、各点间歇排风且设计风量不同的需求。在此类集中排风系统中，由于末端排风口的开启具有随机性，集中风道内的压力分布是随之变化的，系统工况十分复杂。当各末端排风口所在支路的阻力失衡时，部分末端的风量不足，造成局部排风不畅，车间工作环境或实验环境恶劣。公开号为CN108573097A的中国专利，公开了一种基于排风道面积控制的均匀导流构件设计方法，依据排风系统各环路阻力关系以及导流构件的阻力特性，预先确定导流构件所需尺寸，从而完成均匀排风系统的设计，从设计阶段保证排风系统各风口的流量均匀性，但是是针对长直管道均匀排风且末端排风口设计风量相同的情况提出了均匀导流构件的设计方法，缺少对实际工程中分支管道较多、末端设计风量不同的复杂排风系统的设计方法。公开号为CN106765954A的中国专利，提供了一种风管变排风量控制装置及控制方法,通过在主风管内设静压传感器以监测主风管内的静压值并将静压值传输至变频控制器，变频控制器接收分析静压值并向主风机发出变频运行指令，解决对变排风量的控制问题，该专利技术采用在主风管内设静压传感器控制变频风机的运行。系统对取压点的选择决定压力的控制精度，但通常管网压力在管道中很难找到合适的点以及合适的压力设定值，控制过程缓慢。同时，静压传感器在某些污染管道系统的稳定性不好，变风量控制存在失效可能。公开号为CN108562016A的中国专利，提供了一种多末端集中排风的总风量控制方法及装置，在多末端的集中排风系统中，对多末端进行监测以获得运行需风量，计算出最不利水力失调度对运行需风量进行修正以获得系统实际运行排风量,据此控制风机运行，即根据系统最不利工况确定系统水力失调度，使得最不利末端的排风量满足要求。但在系统水力极不均匀的条件下导致系统总风量远超设计风量，造成较大的系统能耗。公开号为CN203550104U的中国专利，公开了一种实验室多个通风柜共用集中排风系统的制作方法，是在各排风口末端支管处设计定风量阀，通过定风量阀的调节特性，维持流经定风量阀的风量稳定，从而满足每个末端的风量要求，当系统末端排风口较多时，系统造价太高。定风量阀会增加系统阻力，增加能耗。因此，如何改变现有技术中，多末端、多分支、各排风口设计流量不同的复杂排风系统中部分末端风量不足、局部排风不畅以及排风系统能耗较高的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种集中排风系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使排风系统中的各末端及各分支管实现阻力平衡，并降低通风系统能耗。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种集中排风系统，包括排风口、分支管、排风总管、变频风机和信号传输及控制单元，多个所述排风口与所述分支管相连通，所述排风口的出口处设置启闭阀，多个所述分支管与所述排风总管相连通，所述排风总管与所述变频风机相连通，末端的所述排风口与所述分支管相连通处设置均流分布器，所述均流分布器能够保证所述分支管内末端的所述排风口之间的阻力平衡，所述分支管与所述排风总管之间设置变风量阀，所述信号传输及控制单元包括电控箱，所述启闭阀、所述变风量阀、所述变频风机均与所述电控箱相连，所述电控箱能够接收所述启闭阀的状态信号，并向所述变风量阀、所述变频风机发出控制信号。优选地，所述均流分布器的结构尺寸计算简化公式为其中，A2表示所述均流分布器的出口面积，A3表示所述均流分布器所在的所述分支管的截面积，Q2表示末端的所述排风口的设计排风量，Q3表示末端排风量汇入后的所述分支管流量，设计阶段按照所有系统所有末端的所述排风口全开进行流量计算，在得到所述均流分布器的设计尺寸后，利用CFD软件依据末端的所述排风口的流量模拟结果对所述均流分布器的尺寸进行适当调整。优选地，各所述变风量阀根据接收到的所在所述分支管的末端所述排风口的启闭信号，依靠所述变风量阀的风量档位设计，作出自动调节动作，形成一定开度，保证所在所述分支管的流量；各所述分支管风量信号汇总到所述变频风机，依据目标运行状态风量的离线预计算值，所述变频风机的变频器在无额外风量、风压传感器的条件下即可进行变频；式中，Q1表示随机工况下系统开启末端的风量之和；Q0表示全开工况下系统末端的风量之和；f1表示随机工况下所述变频风机匹配的频率；f0表示全开工况下所述变频风机匹配的频率。优选地，当系统开启率稳定在50％以上时，采用风量调节阀代替所述变风量阀。本专利技术还提供一种集中排风方法，均流分布器采用排风道面积控制的方法，能够在随机开启工况下实现分支管内各末端之间的阻力平衡，变风量阀能够接收所在分支管的末端启闭信号，并作出相应的开度调节，变频风机能够根据所有开启末端的风量信号获得总风量要求，实现变频。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术提供的集中排风系统，包括排风口、分支管、排风总管、变频风机和信号传输及控制单元，多个排风口与分支管相连通，排风口的出口处设置启闭阀，多个分支管与排风总管相连通，排风总管与变频风机相连通，末端的排风口与分支管相连通处设置均流分布器，均流分布器能够保证末端排风口之间的阻力平衡，分支管与排风总管之间设置变风量阀，信号传输及控制单元包括电控箱，启闭阀、变风量阀、变频风机均与电控箱相连，电控箱能够接收启闭阀的状态信号，并向变风量阀、变频风机发出控制信号。本专利技术还提供一种集中排风方法，利用上述集中排风系统，均流分布器采用排风道面积控制的方法，能够在随机开启工况下实现分支管内各末端之间的阻力平衡，变风量阀能够接收所在分支管的末端启闭信号，并作出相应的开度调节，变频风机能够根据所有开启末端的风量信号获得总风量要求，实现变频。本专利技术采用均流分布器，平衡每条分支管内的各末端阻力，并在一定程度上稳定分支管全压，同时采用变风量阀，确保所在分支管的风量，进一步实现分支管间的阻力平衡，对多末端、多支路、各末端排风口设计风量不同的复杂集中排风系统在间歇排风条件下的系统压力变化具有良好的调节性能；另外，变频风机运行不需要额外的排风总管压力传感器，控制系统简单可靠，降低系统造价，具有良好的节能效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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他的附图。图1为本专利技术的集中排风系统的示意图；图2为本专利技术的集中排风系统的均流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集中排风系统，其特征在于：包括排风口、分支管、排风总管、变频风机和信号传输及控制单元，多个所述排风口与所述分支管相连通，所述排风口的出口处设置启闭阀，多个所述分支管与所述排风总管相连通，所述排风总管与所述变频风机相连通，末端的所述排风口与所述分支管相连通处设置均流分布器，所述均流分布器能够保证末端的所述排风口之间的阻力平衡，所述分支管与所述排风总管之间设置变风量阀，所述信号传输及控制单元包括电控箱，所述启闭阀、所述变风量阀、所述变频风机均与所述电控箱相连，所述电控箱能够接收所述启闭阀的状态信号，并向所述变风量阀、所述变频风机发出控制信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种集中排风系统，其特征在于：包括排风口、分支管、排风总管、变频风机和信号传输及控制单元，多个所述排风口与所述分支管相连通，所述排风口的出口处设置启闭阀，多个所述分支管与所述排风总管相连通，所述排风总管与所述变频风机相连通，末端的所述排风口与所述分支管相连通处设置均流分布器，所述均流分布器能够保证末端的所述排风口之间的阻力平衡，所述分支管与所述排风总管之间设置变风量阀，所述信号传输及控制单元包括电控箱，所述启闭阀、所述变风量阀、所述变频风机均与所述电控箱相连，所述电控箱能够接收所述启闭阀的状态信号，并向所述变风量阀、所述变频风机发出控制信号。


2.根据权利要求1所述的集中排风系统，其特征在于：所述均流分布器的结构尺寸计算简化公式为



其中，A2表示所述均流分布器的出口面积，A3表示所述均流分布器所在的所述分支管的截面积，Q2表示末端的所述排风口的设计排风量，Q3表示末端排风量汇入后的所述分支管流量，设计阶段按照所有系统所有末端的所述排风口全开进行流量计算，在得到所述均流分布器的设计尺寸后，利用CFD软件依据末端的所述排风口的流量模拟结果对所述均流分布器的尺寸进行适当调整。

【专利技术属性】
技术研发人员：高军，于延磊，侯玉梅，谢午豪，夏云飞，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31