一种楼宇公用烟道排烟系统，包括公用烟道和安装在各个楼层的吸油烟机，在楼顶安装有用来检测室外温度的第一温度传感器，在公用烟道内安装有加热器、第二温度传感器和第三温度传感器，第二温度传感器用来检测公用烟道内部油烟温度，第三温度传感器用来检测公用烟道内被加热器加热后的气体温度，主控制系统读取第一温度传感器读数，加热器控制系统读取第二温度传感器、第三温度传感器的读数以及接收自主控制系统的第一温度传感器读数，并能由此控制加热器。本发明的优点在于：该楼宇公用烟道排烟系统能够通过控制加热器来改变烟道中油烟气体的温度和室外环境的温度差，增强烟道热压作用，提升烟道压力分布，改善烟道排烟能力。
1.一种楼宇公用烟道排烟系统的控制方法，楼宇公用烟道排烟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，其特征在于：在楼顶安装有用来检测室外温度的第一温度传感器(5)，在所述公用烟道(3)内安装有加热器(4)、第二温度传感器(6)和第三温度传感器(7)，所述第二温度传感器(6)用来检测公用烟道(3)内部油烟温度，所述第三温度传感器(7)用来检测公用烟道(3)内被加热器(4)加热后的气体温度，还包括有加热器控制系统(8)和主控制系统(9)，所述主控制系统(9)能够读取所述第一温度传感器(5)的读数，所述加热器控制系统(8)能读取第二温度传感器(6)、第三温度传感器(7)的读数以及主控制系统(9)发送过来的第一温度传感器(5)的读数，并能根据第一温度传感器(5)与第二温度传感器(6)的读数差值以及第三温度传感器(7)的读数来控制所述的加热器(4)，所述控制方法包括如下步骤：①、系统正常开机；
②、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器中任意一个发生故障时，加热器加热油烟使其温度保持在90℃；
③、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器均正常工作时，第一温度传感器检测室外温度T1，并将数据传到加热器控制系统，第二温度传感器检测公用烟道内油烟温度T2，并将数据传到加热器控制系统；第三温度传感器检测加热后气体温度T3，并将数据传到加热器控制系统；
④、加热器控制系统接收温度读数T1、T2及T3后进行判断，当10℃≤T2-T1≤40℃时，根据条件T3≤90℃继续判断，若满足T3≤90℃条件，则加热器保持恒温加热，使烟道内油烟温度保持为T3；
⑤、当10℃≤T2-T1≤40℃时，但是T3>90℃时，加热器停止工作，直至T3降至90℃，之后加热器保持恒温加热，使烟道内油烟温度保持为90℃；
⑥、当T2-T1不满足条件10℃≤T2-T1≤40℃时，加热器继续加热，重复判断。
2.根据权利要求1所述的楼宇公用烟道排烟系统的控制方法，其特征在于：所述第二温度传感器(6)靠近所述公用烟道(3)的出口。
3.根据权利要求1所述的楼宇公用烟道排烟系统的控制方法，其特征在于：所述加热器(4)安装在所述公用烟道(3)的底部，所述第三温度传感器(7)设于所述加热器(4)的上方并靠近加热器(4)。
4.根据权利要求1所述的楼宇公用烟道排烟系统的控制方法，其特征在于：所述加热器控制系统(8)安装在所述公用烟道(3)的外壁上，所述主控制系统(9)安装在楼顶。
5.根据权利要求1所述的楼宇公用烟道排烟系统的控制方法，其特征在于：所述加热器控制系统(8)和主控制系统(9)之间实现无线通信。
6.根据权利要求1所述的楼宇公用烟道排烟系统的控制方法，其特征在于：在所述步骤②之前加入开机率判断，若开机率η＜20％时，加热器不工作，若开机率η≥20％时，加热器工作，并转入所述步骤③。
7.一种楼宇公用烟道排烟系统的控制方法，楼宇公用烟道排烟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，其特征在于：在楼顶安装有用来检测室外温度的第一温度传感器(5)，在所述公用烟道(3)内安装有加热器(4)、第二温度传感器(6)和第三温度传感器(7)，所述第二温度传感器(6)用来检测公用烟道(3)内部油烟温度，所述第三温度传感器(7)用来检测公用烟道(3)内被加热器(4)加热后的气体温度，还包括有加热器控制系统(8)和主控制系统(9)，所述主控制系统(9)能够读取所述第一温度传感器(5)的读数，所述加热器控制系统(8)能读取第二温度传感器(6)、第三温度传感器(7)的读数以及主控制系统(9)发送过来的第一温度传感器(5)的读数，并能根据第一温度传感器(5)与第二温度传感器(6)的读数差值以及第三温度传感器(7)的读数来控制所述的加热器(4)，在所述公用烟道(3)底部安装有出风口朝向公用烟道内部的进风装置(10)，所述进风装置(10)位于所述加热器(4)的下方，所述控制方法包括如下步骤：①、安装系统后，输入总楼层数N；
②、吸油烟机开机，采集开机信号进行计数n，并计算开机率η＝n/N；
⑤、当20％≤η＜50％时，加热器工作，进风装置不工作；
⑥、当η≥50％时，加热器工作，进风装置同步工作；
⑦、在加热器工作的基础上，当室内烟机开机后，加热器控制系统接收开机信号，并控制第一温度传感器、第二温度传感器及第三温度传感器工作；
⑧、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器中任意一个发生故障时，加热器加热油烟使其温度保持在90℃；
⑨、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器均正常工作时，第一温度传感器检测室外温度T1，并将数据传到加热器控制系统，第二温度传感器检测公用烟道内油烟温度T2，并将数据传到加热器控制系统；第三温度传感器检测加热后气体温度T3，并将数据传到加热器控制系统；
⑩、加热器控制系统接收温度读数T1、T2及T3后进行判断，当10℃≤T2-T1≤40℃时，根据条件T3≤90℃继续判断，若满足T3≤90℃条件，则加热器保持恒温加热，使烟道内油烟温度保持为T3；
当10℃≤T2-T1≤40℃时，但是T3>90℃时，加热器停止工作，直至T3降至90℃，之后加热器保持恒温加热，使烟道内油烟温度保持为90℃；
当T2-T1不满足条件10℃≤T2-T1≤40℃时，加热器继续加热，重复判断。
一种楼宇公用烟道排烟系统及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种楼宇公用烟道，尤其是涉及一种楼宇公用烟道排烟系统及其控制方法。
背景技术
[0002] 目前，高层住宅越来越多，高楼层排烟大都采用公共烟道集中排烟，住宅高度增加，导致整个排烟道内的阻力增加。高层公用烟道的出口一般设置在楼层顶部，而吸油烟机提供的动力有限，导致排烟效果不理想，烹饪高峰时段，低楼层油烟排不出，甚至出现烟道中的油烟倒灌现象。目前，为了解决现有油烟机排烟不畅的问题，人们提出了“中央净化系统”的概念，其通过放置在公共烟道顶端的主风机产生动力，并配合用户侧的吸油烟机风机来提升排烟效果。然而，由于楼顶的主风机的叶片上易累积油脂颗粒，不仅破坏风机的动平衡，导致噪声增加、振动加剧，而且还需定期清洗维护，维护保养较麻烦。并且，主风机设置在公用的排风通道上，会导致系统排风阻力增加。特别是当楼层数大于35层时，顶楼主风机产生的负压无法有效传递下去，出现漏压的情况，对低层用户排烟影响几乎为零，反而造成了能源浪费。综上所述，有待对现有的公用烟道排烟系统作进一步改进。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的第一技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种能增强公用烟道的热压作用、改善烟道排烟能力的楼宇公用烟道排烟系统。
[0004] 本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种环境适应性强、能够智能化控制的楼宇公用烟道排烟系统的控制方法。
[0005] 本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该楼宇公用烟道排烟系统，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，其特征在于：在楼顶安装有用来检测室外温度的第一温度传感器，在所述公用烟道内安装有加热器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述第二温度传感器用来检测公用烟道内部油烟温度，所述第三温度传感器用来检测公用烟道内被加热器加热后的气体温度，还包括有加热器控制系统和主控制系统，所述主控制系统能够读取所述第一温度传感器的读数，所述加热器控制系统能读取第二温度传感器、第三温度传感器的读数以及主控制系统发送过来的第一温度传感器的读数，并能根据第一温度传感器与第二温度传感器的读数差值以及第三温度传感器的读数来控制所述的加热器。
[0006] 为了检测公用烟道出口处的油烟温度，所述第二温度传感器靠近所述公用烟道的出口。
[0007] 为了检测加热器附近的气体加热后的温度，所述加热器安装在所述公用烟道的底部，所述第三温度传感器设于所述加热器的上方并靠近加热器。
[0008] 优选地，所述加热器控制系统安装在所述公用烟道的外壁上，所述主控制系统安装在楼顶。
[0009] 加热器控制系统与主控制系统之间可以通过多种方式进行通信，优选地，所述加热器控制系统和主控制系统之间实现无线通信。
[0010] 为了增强公用烟道内的通风，在所述公用烟道底部安装有出风口朝向公用烟道内部的进风装置。
[0011] 进一步优选，所述进风装置位于所述加热器的下方。
[0012] 本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：该楼宇公用烟道排烟系统的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
[0013] ①、系统正常开机；
[0014] ②、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器中任意一个发生故障时，加热器加热油烟使其温度保持在90℃；
[0015] ③、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器均正常工作时，第一温度传感器检测室外温度T1，并将数据传到加热器控制系统，第二温度传感器检测公用烟道内油烟温度T2，并将数据传到加热器控制系统；第三温度传感器检测加热后气体温度T3，并将数据传到加热器控制系统；
[0016] ④、加热器控制系统接收温度读数T1、T2及T3后进行判断，当10℃≤T2-T1≤40℃时，根据条件T3≤90℃继续判断，若满足T3≤90℃条件，则加热器保持恒温加热，使烟道内油烟温度保持为T3；
[0017] ⑤、当10℃≤T2-T1≤40℃时，但是T3>90℃时，加热器停止工作，直至T3降至90℃，之后加热器保持恒温加热，使烟道内油烟温度保持为90℃；
[0018] ⑥、当T2-T1不满足条件10℃≤T2-T1≤40℃时，加热器继续加热，重复判断。
[0019] 为了能够根据开机率的大小智能开启加热器，在所述步骤②之前加入开机率判断，若开机率η＜20％时，加热器不工作，若开机率η≥20％时，加热器工作，并转入所述步骤③。
[0020] 在引入进风装置10的排烟系统中，本实施例的楼宇公用烟道排烟系统的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
[0021] ①、安装系统后，输入总楼层数N；
[0022] ②、吸油烟机开机，采集开机信号进行计数n，并计算开机率η＝n/N；
[0023] ③、当开机率η＜20％时，加热器不工作；
[0024] ④、当开机率η＞20％时，加热器工作；
[0025] ⑤、当20％≤η＜50％时，加热器工作，进风装置不工作；
[0026] ⑥、当η≥50％时，加热器工作，进风装置同步工作；
[0027] ⑦、在加热器工作的基础上，当室内烟机开机后，加热器控制系统接收开机信号，并控制第一温度传感器、第二温度传感器及第三温度传感器工作；
[0028] ⑧、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器中任意一个发生故障时，加热器加热油烟使其温度保持在90℃；
[0029] ⑨、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器均正常工作时，第一温度传感器检测室外温度T1，并将数据传到加热器控制系统，第二温度传感器检测公用烟道内油烟温度T2，并将数据传到加热器控制系统；第三温度传感器检测加热后气体温度T3，并将数据传到加热器控制系统
[0030] ⑩、加热器控制系统接收温度读数T1、T2及T3后进行判断，当10℃≤T2-T1≤40℃时，根据条件T3≤90℃继续判断，若满足T3≤90℃条件，则加热器保持恒温加热，使烟道内油烟温度保持为T3；
[0031] 当10℃≤T2-T1≤40℃时，但是T3>90℃时，加热器停止工作，直至T3降至90℃，之后加热器保持恒温加热，使烟道内油烟温度保持为90℃；
[0032] 当T2-T1不满足条件10℃≤T2-T1≤40℃时，加热器继续加热，重复判断。
[0033] 与现有技术相比，本发明的优点在于：该楼宇公用烟道排烟系统能够通过检测烟道内部和楼顶室外的温度差来控制烟道内部的加热器，从而改变烟道中油烟气体的温度和室外环境温度的温度差，增强烟道的热压作用，提升烟道的压力分布和烟囱效应，改善烟道的排烟能力，解决烹饪高峰时排烟不畅、回烟窜味的问题，并且，还可以通过进风装置来增强烟道内的通风。此外，该烟道排烟系统的控制方法能实现智能控制，环境适应性强，能确保系统产生的热压作用能始终满足排烟效果，且能确保烟道内部油烟温度不过热，保证系统安全性。
附图说明
[0034] 图1为本发明实施例一的结构示意图；
[0035] 图2为本发明实施例一的基本原理示意图；
[0036] 图3为本发明实施例一的控制方法的控制逻辑图；
[0037] 图4为本发明实施例一的控制方法引入开机率判断后的控制逻辑图；
[0038] 图5为本发明实施例二的结构示意图；
[0039] 图6为本发明实施例二的控制方法的控制逻辑图。
具体实施方式
[0040] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0041] 实施例一：
[0042] 如图1所示，本实施例的楼宇公用烟道排烟系统，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，在烟管2的出口安装有防火阀11，此为现有技术，不具体展开描述。
[0043] 在公用烟道3的底部安装有加热器4，本实施例的加热器采用电加热，通过加热器4对公用烟道3内的油烟气体进行加热。在公用烟道3内安装有第二温度传感器6和第三温度传感器7，第二温度传感器6安装在靠近油烟出口的位置，用来检测公用烟道内出口处的油烟气体温度，第三温度传感器7设于加热器4的上方并靠近加热器4，用来检测公用烟道4内被加热器4加热后的气体温度。在楼顶安装有第一温度传感器5，第一温度传感器5用来检测楼顶室外温度。
[0044] 另外，该排烟系统还包括有加热器控制系统8和主控制系统9，其中，加热器控制系统8安装在公用烟道3的外壁上，主控制系统9安装在楼顶，加热器控制系统8与主控制系统9之间实现无线通信。主控制系统9能够读取第一温度传感器5的读数，加热器控制系统8具有中央控制器，其能够读取第二温度传感器6和第三温度传感器8的读数以及主控制系统9发送过来的第一温度传感器5的读数，并能根据第一温度传感器5与第二温度传感器6的读数差值即公用烟道3的内外温度差值来控制加热器4，从而改变烟道中油烟气体的温度和室外环境温度的温度差，增强烟道的热压作用，提升烟道的压力分布，改善烟道的排烟能力。此外，加热器控制系统7还可以读取第三温度传感器7的读数，并可以控制加热器4的加热温度，确保系统安全性。
[0045] 本实施例的公用烟道排烟系统利用了烟道热压作用的原理和烟囱效应。
[0046] 对于热压作用，说明如下：
[0047] 如图2所示，假设公共烟道3第一层室内压力为P1，对应烟道内的压力为P1′，烟道出口处压力为P2，烟道外大气压力为P2′。两个的高度差为H。室内空气密度为ρ，烟道内气体的密度为ρ1。
[0048] 气体总是从高压区流向低压区，大气中的压力与海拔高度有关，海拔高度越高，大气压力越小。而在不同的温度环境下，相同高度差之间的两个位置压强差也会因为密度不同而不同。由热压原理可列表达式：
[0049] △P2＝P2′-P2＝(P1′-ghρ1)-(P1-ghρ)＝△P1+gh(ρ-ρ1)
[0050] 由上表达式可知，热压作用产生的必要条件是空气进、出口的高度差以及室内外空气密度差，而空气密度跟温度T相关。室内外温度差越大，密度差越大，热压作用就越明显。
[0051] 对于烟囱效应，说明如下：户内空气沿着垂直坡度空间向上升或下降，造成空气加强对流的现象。而在建筑物中，空气靠着密度差(热压差)作用，沿着通道很快扩散排出建筑物的现象被称为烟囱效应。
[0052] 如图3所示，本实施例的楼宇公用烟道排烟系统的控制方法包括如下步骤：
[0053] ①、系统正常开机；
[0054] ②、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器中任意一个发生故障时，加热器加热油烟使其温度保持在90℃；
[0055] ③、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器均正常工作时，第一温度传感器检测室外温度T1，并将数据传到加热器控制系统，第二温度传感器检测公用烟道内油烟温度T2，并将数据传到加热器控制系统；第三温度传感器检测加热后气体温度T3，并将数据传到加热器控制系统；
[0056] ④、加热器控制系统接收温度读数T1、T2及T3后进行判断，当10℃≤T2-T1≤40℃时，根据条件T3≤90℃继续判断，若满足T3≤90℃条件，则加热器保持恒温加热，使烟道内油烟温度保持为T3；
[0057] ⑤、当10℃≤T2-T1≤40℃时，但是T3>90℃时，加热器停止工作，直至T3降至90℃，之后加热器保持恒温加热，使烟道内油烟温度保持为90℃；
[0058] ⑥、当T2-T1不满足条件10℃≤T2-T1≤40℃时，加热器继续加热，重复判断。
[0059] 如图4所示，在上述步骤②之前加入开机率的判断，若开机率η＜20％时，加热器不工作，若开机率η≥20％时，加热器工作，并转入上述步骤③。加入开机率η判断后，可以使系统更为智能，在开机率较低的情况下，由于公用烟道排烟较为顺畅，因此不开启加热器也能满足排烟要求。
[0060] 实施例二：
[0061] 如图5和图6所示，本实施例在实施例一的基础上增加了进风装置10，进风装置10安装在公用烟道3的底部并位于加热器4的下方，且进风装置10的进风口朝向公用烟道3内部。
[0062] 本实施例的楼宇公用烟道排烟系统的控制方法包括如下步骤：
[0063] ①、安装系统后，输入总楼层数N；
[0064] ②、吸油烟机开机，采集开机信号进行计数n，并计算开机率η＝n/N；
[0065] ③、当开机率η＜20％时，加热器不工作；
[0066] ④、当开机率η＞20％时，加热器工作；
[0067] ⑤、当20％≤η＜50％时，加热器工作，进风装置不工作；
[0068] ⑥、当η≥50％时，加热器工作，进风装置同步工作；
[0069] ⑦、在加热器工作的基础上，当室内烟机开机后，加热器控制系统接收开机信号，并控制第一温度传感器、第二温度传感器及第三温度传感器工作；
[0070] ⑧、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器中任意一个发生故障时，加热器加热油烟使其温度保持在90℃；
[0071] ⑨、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器均正常工作时，第一温度传感器检测室外温度T1，并将数据传到加热器控制系统，第二温度传感器检测公用烟道内油烟温度T2，并将数据传到加热器控制系统；第三温度传感器检测加热后气体温度T3，并将数据传到加热器控制系统；
[0072] ⑩、加热器控制系统接收温度读数T1、T2及T3后进行判断，当10℃≤T2-T1≤40℃时，根据条件T3≤90℃继续判断，若满足T3≤90℃条件，则加热器保持恒温加热，使烟道内油烟温度保持为T3；
[0073] 当10℃≤T2-T1≤40℃时，但是T3>90℃时，加热器停止工作，直至T3降至90℃，之后加热器保持恒温加热，使烟道内油烟温度保持为90℃；
[0074] 当T2-T1不满足条件10℃≤T2-T1≤40℃时，加热器继续加热，重复判断。
