一种客船厨房集气罩排风系统节能控制系统及方法与流程

1.本发明涉及厨房排风技术领域，特别是一种客船厨房集气罩排风系统节能控制系统及方法。


背景技术：

2.厨房是客船重要的服务处所，要保证24小时不间断的膳食供应,为满足不同乘客的餐饮需求，客船上需配置了不同种类的厨房。厨房设备在运行的过程中，会产生大量的油烟蒸汽及异味，为保证厨房通风的舒适型，客船普遍采用集气罩对厨房烹饪灶台进行集中排风，并且厨房排风量换气次数一般都要求在40次/小时以上，厨房排风量非常大，对应的排风风机能好也比较大。目前，一般客船通过采集并计算厨房温度和集气罩排风温度的差值δt来调节厨房集气罩的风阀执行器开启大小，并通过定静压变风量控制方法对厨房排风机进行变频控制，调节风机的转速从而调节风机风量。该方式能够达到一定的节能的目的，但是，温度传感器的采集准确性会严重影响该控制方法，同时，厨房集气罩排风量的大小与差值δt之间的关系也非常复杂，两者之间目前还没有相关的计算公式联系，即无法根据δt计算得到厨房集气罩排风量，主要是依据集气罩厂家的经验进行现场调试，缺乏理论支持，控制方式上需要进一步优化改进。
3.根据德国工程师协会标准vdi 2052,厨房集气罩排风量计算公式如下：
[0004][0005]
其中:
[0006][0007]
上述公式中：
[0008]
表示集气罩的需求风量；
[0009]
k是固定常数，k＝18m
4/3
w-1/3
h-1
；
[0010]
是显热负荷；
[0011]
z是集气罩与灶台设备之间的距离；
[0012]dhydr
是灶台设备的当量直径；
[0013]
γ是与集气罩位置有关的参数；
[0014]
是同时使用系数；
[0015]
p是灶台设备使用电功率；
[0016]
是灶台设备的显热释放率。
[0017]
从上面的公式中可以看出，当灶台设备及集气罩选定后，厨房集气罩排风量与灶台设备使用电功率正相关,可以考虑从通过采集灶台设备使用电功率来调节集气罩排风量，从而实现节能的目的。
[0018]
同时，专利号为cn112393300a的中国专利公开了一种客船厨房集气罩排风系统节能控制方法，如图1所示，该控制装置包括：集气罩(配变风量防火风阀，温度传感器)，变频
排风机，压力传感器，机电控制输出模块。通过采集并计算厨房温度和集气罩排风温度的差值δt来调节厨房集气罩的风阀执行器开启大小，并通过定静压变风量控制方法对厨房排风机进行变频控制，调节风机的转速从而调节风机风量，进而达到智能控制，节能的目的。但是，其有以下缺点：
[0019]
1、厨房房间内部温度是非常不均匀的，单个厨房温度传感器tt1不易反馈厨房的实际温度。若在厨房内部布置多个温度传感器，不仅仅增加了成本，而且影响厨房内部的布置。
[0020]
2、厨房集气罩的需求风量与温差δt之间的关系也非常复杂，两者之间目前还没有相关的计算公式联系，即无法根据δt计算得到厨房集气罩排风量，主要是依据集气罩厂家的经验进行现场调试，缺乏理论支持，不利于集气罩变风量风阀的准确调节。


技术实现要素：

[0021]
有鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供一种客船厨房集气罩排风系统节能控制系统及方法，通过采集厨房烹饪设备的用电功率信息，可以准确根据计算公式得到集气罩的需求风量，控制准确性高，更能保证厨房烹饪设备变工况下的舒适性要求；且能够根据厨房烹饪设备的实际运行状态，调节排风机风量，节约能源，避免不必要的能源浪费。
[0022]
本发明实施例提供一种一种客船厨房集气罩排风系统节能控制系统，包括：
[0023]
机电控制输入输出模块，其用以采集厨房烹饪设备的用电功率，并依据厨房集气罩排风量计算公式，计算厨房烹饪设备对应集气罩的需求风量；
[0024]
风速传感器，其用以采集每个集气罩的实际排风量，并发送至所述机电控制输入输出模块；
[0025]
所述机电控制输入输出模块比较每个集气罩的实际排风量和需求风量，调节每个集气罩的变风量风闸执行器的开度。
[0026]
在本发明的一些实施例中，所述机电控制输入输出模块具体用于：
[0027]
若需求风量大于实际排风量，则增大变风量风闸执行器的开度；
[0028]
若需求风量小于实际排风量，则减小变风量风闸执行器的开度。
[0029]
在本发明的一些实施例中，若变风量风闸执行器的开度发生变化，则通过压力传感器获取风管管路中的降压信号，并输入至所述机电控制输入输出模块；
[0030]
所述机电控制输入输出模块计算风管管路中的实际静压和设计静压的差值,并将差值转换成厨房排风机的变频器的变频信号，并通过厨房排风机的变频器变频，调节厨房排风机的转速。
[0031]
在本发明的一些实施例中，每个集气罩均设置有一个最小排风量，以排出厨房烹饪设备关闭后的剩余热量，所述最小排风量均满足厨房的通风换气要求。
[0032]
在本发明的一些实施例中，每个集气罩的实际排风量均大于其所对应集气罩的最小排风量。
[0033]
本发明实施例提供了一种客船厨房集气罩排风系统节能控制方法，所述客船厨房集气罩排风系统节能控制方法应用于客船厨房集气罩排风系统节能控制系统的机电控制输入输出模块，具体包括：
[0034]
采集厨房烹饪设备的用电功率，并依据厨房集气罩排风量计算公式，计算厨房烹饪设备对应集气罩的需求风量；
[0035]
获取通过风速传感器采集的每个集气罩的实际排风量；
[0036]
比较每个集气罩的实际排风量和需求风量，调节每个集气罩的变风量风闸执行器的开度。
[0037]
在本发明的一些实施例中，所述比较每个集气罩的实际排风量和需求风量，调节每个集气罩的变风量风闸执行器的开度，具体为：
[0038]
若需求风量大于实际排风量，则增大变风量风闸执行器的开度；
[0039]
若需求风量小于实际排风量，则减小变风量风闸执行器的开度。
[0040]
在本发明的一些实施例中，若变风量风闸执行器的开度发生变化，则获取通过压力传感器获取并输入的风管管路中的降压信号；
[0041]
计算风管管路中的实际静压和设计静压的差值,并将差值转换成厨房排风机的变频器的变频信号，并通过厨房排风机的变频器变频，调节厨房排风机的转速。
[0042]
在本发明的一些实施例中，每个集气罩均设置有一个最小排风量，以排出厨房烹饪设备关闭后的剩余热量，所述最小排风量均满足厨房的通风换气要求。
[0043]
在本发明的一些实施例中，每个集气罩的实际排风量均大于其所对应集气罩的最小排风量。
[0044]
与现有技术相比，本发明实施例提供的客船厨房集气罩排风系统节能控制系统及方法的有益效果在于：在船舶上，为了保证船舶安全，船上禁止采用燃气进行烹饪，都是通过电进行烹饪，该方案对于船舶厨房具有很强的适用性；同时，厨房烹饪设备的用电功率信息易于获取，且获取信息的准确性高于温度传感器；通过采集厨房烹饪设备的用电功率信息，可以准确根据德国工程师协会标准vdi 2052计算公式(1)及公式(2)得到集气罩的需求风量，控制准确性高，更能保证厨房烹饪设备变工况下的舒适性要求；进一步地，上述控制方式简单，易于实现，成本低，可靠性高，能够根据厨房烹饪设备的实际运行状态，调节排风机风量，节约能源，避免不必要的能源浪费。此外，由于客船上厨房众多，节能效率明显，其能够形成了一条完整的智能控制系统，基本上不需要人为操作。
附图说明
[0045]
图1为现有技术中的客船厨房集气罩排风系统节能控制方法的示意图；
[0046]
图2为本发明实施例提供的客船厨房集气罩排风系统节能控制系统的示意图。
[0047]
附图标记
[0048]
1、机电控制输入输出模块；2、厨房烹饪设备；3、集气罩；4、风速传感器；5、变风量风闸执行器；6、压力传感器；7、厨房排风机；8、变频器。
具体实施方式
[0049]
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
[0050]
此处参考附图描述本技术的各种方案以及特征。
[0051]
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本技术的
这些和其它特性将会变得显而易见。
[0052]
还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本技术进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本技术的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
[0053]
当结合附图时，鉴于以下详细说明，本技术的上述和其它方面、特征和优势将变得更为显而易见。
[0054]
此后参照附图描述本技术的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本技术的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以根据用户的历史的操作，判明真实的意图，避免不必要或多余的细节使得本技术模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本技术。
[0055]
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其它实施例中”，其均可指代根据本技术的相同或不同实施例中的一个或多个。
[0056]
本发明实施例提供一种客船厨房集气罩排风系统节能控制系统，如图2所示，包括：
[0057]
机电控制输入输出模块1，其用以采集厨房烹饪设备2的用电功率，并依据厨房集气罩3排风量计算公式，计算厨房烹饪设备2对应集气罩3的需求风量；
[0058]
风速传感器4，其用以采集每个集气罩3的实际排风量，并发送至所述机电控制输入输出模块1；
[0059]
所述机电控制输入输出模块1比较每个集气罩3的实际排风量和需求风量，调节每个集气罩3的变风量风闸执行器5的开度。
[0060]
具体地，若厨房烹饪设备2为3个，则可以分别表示为厨房烹饪设备a、厨房烹饪设备b、厨房烹饪设备c；
[0061]
同时，厨房集气罩3排风量计算公式，根据德国工程师协会标准vdi 2052，具体如下：
[0062][0063]
其中：
[0064][0065]
上述公式中：
[0066]
表示集气罩的需求风量；
[0067]
k是固定常数，k＝18m
4/3
w-1/3
h-1
；
[0068]
是显热负荷；
[0069]
z是集气罩与灶台设备之间的距离；
[0070]dhydr
是灶台设备的当量直径；
[0071]
γ是与集气罩位置有关的参数；
[0072]
是同时使用系数；
[0073]
p是灶台设备使用电功率；
[0074]
是灶台设备的显热释放率。
[0075]
进而，机电控制输入输出模块1可以按照德国工程师协会标准vdi 2052计算公式(1)及计算公式(2)计算每个集气罩3需求风量q1。
[0076]
通过风速传感器4(可以以fs表示)采集的每个集气罩3的实际排风量以q2表示。
[0077]
在本实施例中，所述机电控制输入输出模块1具体用于：
[0078]
若需求风量q1大于实际排风量q2，则增大变风量风闸执行器5的开度；
[0079]
若需求风量q1小于实际排风量q2，则减小变风量风闸执行器5的开度。
[0080]
作为示例，厨房烹饪设备a、厨房烹饪设备b、厨房烹饪设备c分别对应的变风量风阀执行器分别为fda、fdb、fdc；
[0081]
进一步地，在本实施例中，若变风量风闸执行器5的开度发生变化，作为示例，可以是分别为fda、fdb、fdc的变风量风阀执行器中的至少一个的开度发生变化，则整个风管管路中的静压发生了变化，此时可通过压力传感器6(表示为pt)获取风管管路中的降压信号，并输入至所述机电控制输入输出模块1；
[0082]
所述机电控制输入输出模块1计算风管管路中的实际静压和设计静压的差值(以δp表示),并将差值转换成厨房排风机7的变频器8(以sc表示)的变频信号，并通过厨房排风机7的变频器8变频，调节厨房排风机7的转速，实现厨房排风智能、节能调节。
[0083]
通过上述技术方案可知，上述的客船厨房集气罩3排风系统节能控制系统主要是对目前客船厨房集气罩3的节能控制方面做出的改进。该控制装置包括：集气罩3(配变风量防火风阀，风速传感器4)，变频排风机，压力传器，及机电控制输入输出模块1，该装置相比于改进前，集气罩3上的温度传感器取消，增加了风速传感器4。
[0084]
具体是通过采集厨房集气罩3下方烹饪设备的用电功率p计算出集气罩3排风的需求风量，通过集气罩3上方的风速传感器4反馈集气罩3排风的实际排风量。当需求风量大于实际排风量，集气罩3变风量风阀开度增大；当需求风量小于实际排风量，集气罩3变风量风阀开度减小。最后，通过定静压变风量控制方法对厨房排风机7进行变频控制，调节风机的转速从而调节风机风量，进而达到智能控制，节能的目的。
[0085]
进一步地，在本实施例中，每个集气罩3均设置有一个最小排风量q
min
，以排出厨房烹饪设备2关闭后的剩余热量，所述最小排风量均满足厨房的通风换气要求。
[0086]
同时，在本实施例中，每个集气罩3的实际排风量均大于其所对应集气罩3的最小排风量。
[0087]
本发明实施例还提供了一种客船厨房集气罩3排风系统节能控制方法，所述客船厨房集气罩3排风系统节能控制方法应用于客船厨房集气罩3排风系统节能控制系统的机电控制输入输出模块1，具体包括：
[0088]
采集厨房烹饪设备2的用电功率，并依据设定计算公式，计算厨房烹饪设备2对应集气罩3的需求风量；
[0089]
获取通过风速传感器4采集的每个集气罩3的实际排风量；
[0090]
比较每个集气罩3的实际排风量和需求风量，调节每个集气罩3的变风量风闸执行器5的开度。
[0091]
在本实施例中，所述比较每个集气罩3的实际排风量和需求风量，调节每个集气罩3的变风量风闸执行器5的开度，具体为：
[0092]
若需求风量大于实际排风量，则增大变风量风闸执行器5的开度；
[0093]
若需求风量小于实际排风量，则减小变风量风闸执行器5的开度。
[0094]
在本实施例中，若变风量风闸执行器5的开度发生变化，则获取通过压力传感器6获取并输入的风管管路中的降压信号；
[0095]
计算风管管路中的实际静压和设计静压的差值,并将差值转换成厨房排风机7的变频器8的变频信号，并通过厨房排风机7的变频器8变频，调节厨房排风机7的转速。
[0096]
在本实施例中，每个集气罩3均设置有一个最小排风量，以排出厨房烹饪设备2关闭后的剩余热量，所述最小排风量均满足厨房的通风换气要求。
[0097]
在本实施例中，每个集气罩3的实际排风量均大于其所对应集气罩3的最小排风量。
[0098]
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种客船厨房集气罩排风系统节能控制系统，其特征在于，包括：机电控制输入输出模块，其用以采集厨房烹饪设备的用电功率，并依据厨房集气罩排风量计算公式，计算厨房烹饪设备对应集气罩的需求风量；风速传感器，其用以采集每个集气罩的实际排风量，并发送至所述机电控制输入输出模块；所述机电控制输入输出模块比较每个集气罩的实际排风量和需求风量，调节每个集气罩的变风量风闸执行器的开度。2.根据权利要求1所述的客船厨房集气罩排风系统节能控制系统，其特征在于，所述机电控制输入输出模块具体用于：若需求风量大于实际排风量，则增大变风量风闸执行器的开度；若需求风量小于实际排风量，则减小变风量风闸执行器的开度。3.根据权利要求2所述的客船厨房集气罩排风系统节能控制系统，其特征在于，若变风量风闸执行器的开度发生变化，则通过压力传感器获取风管管路中的降压信号，并输入至所述机电控制输入输出模块；所述机电控制输入输出模块计算风管管路中的实际静压和设计静压的差值,并将差值转换成厨房排风机的变频器的变频信号，并通过厨房排风机的变频器变频，调节厨房排风机的转速。4.根据权利要求1所述的客船厨房集气罩排风系统节能控制系统，其特征在于，每个集气罩均设置有一个最小排风量，以排出厨房烹饪设备关闭后的剩余热量，所述最小排风量均满足厨房的通风换气要求。5.根据权利要求4所述的客船厨房集气罩排风系统节能控制系统，其特征在于，每个集气罩的实际排风量均大于其所对应集气罩的最小排风量。6.一种客船厨房集气罩排风系统节能控制方法，其特征在于，所述客船厨房集气罩排风系统节能控制方法应用于客船厨房集气罩排风系统节能控制系统的机电控制输入输出模块，具体包括：采集厨房烹饪设备的用电功率，并依据厨房集气罩排风量计算公式，计算厨房烹饪设备对应集气罩的需求风量；获取通过风速传感器采集的每个集气罩的实际排风量；比较每个集气罩的实际排风量和需求风量，调节每个集气罩的变风量风闸执行器的开度。7.根据权利要求6所述的客船厨房集气罩排风系统节能控制系统，其特征在于，所述比较每个集气罩的实际排风量和需求风量，调节每个集气罩的变风量风闸执行器的开度，具体为：若需求风量大于实际排风量，则增大变风量风闸执行器的开度；若需求风量小于实际排风量，则减小变风量风闸执行器的开度。8.根据权利要求7所述的客船厨房集气罩排风系统节能控制系统，其特征在于，若变风量风闸执行器的开度发生变化，则获取通过压力传感器获取并输入的风管管路中的降压信号；计算风管管路中的实际静压和设计静压的差值,并将差值转换成厨房排风机的变频器
的变频信号，并通过厨房排风机的变频器变频，调节厨房排风机的转速。9.根据权利要求6所述的客船厨房集气罩排风系统节能控制系统，其特征在于，每个集气罩均设置有一个最小排风量，以排出厨房烹饪设备关闭后的剩余热量，所述最小排风量均满足厨房的通风换气要求。10.根据权利要求9所述的客船厨房集气罩排风系统节能控制系统，其特征在于，每个集气罩的实际排风量均大于其所对应集气罩的最小排风量。

技术总结
本发明实施例提供了一种客船厨房集气罩排风系统节能控制系统及方法，系统包括：机电控制输入输出模块，其用以采集厨房烹饪设备的用电功率，并依据厨房集气罩排风量计算公式，计算厨房烹饪设备对应集气罩的需求风量；风速传感器，其用以采集每个集气罩的实际排风量，并发送至机电控制输入输出模块；机电控制输入输出模块比较每个集气罩的实际排风量和需求风量，调节每个集气罩的变风量风闸执行器的开度。通过采集厨房烹饪设备的用电功率信息，可以准确根据计算公式得到集气罩的需求风量，控制准确性高，更能保证厨房烹饪设备变工况下的舒适性要求；且能够根据厨房烹饪设备的实际运行状态，调节排风机风量，节约能源，避免不必要的能源浪费。的能源浪费。的能源浪费。


技术研发人员：张新桥 陈建勇 董良志 杨勇 方旻遐 王仁杰
受保护的技术使用者：中船邮轮科技发展有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/8/24