专利名称：用于控制由通风装置的变速鼓风机产生的压力的方法
用于控制由通风装置的变速鼓风机产生的压力的方法本发明的主题是一种调节由通风装置的变速鼓风^L产生(foumie)的压 力的方法以及实现这种方法的装置。更具体地说，该方法可用于包括但不局限于办公场所或公寓楼的通 风设备，无论这些场所是否是新的或者处于改造状态。为了确保这些场所的通风，现今使用多种技术自然通风、混和通 风和机械通风。在机械通风的情况下，通常所使用的鼓风机具有这样的气动特性 (caract6ristiques a6raulique )，即，当it速增力口时，可用的压力会降j氐。现有鼓风才几的特征曲线由图2中的标记Cl表示，该曲线示出了压力 -流速图。还存在恒压鼓风机，这种鼓风机的原理是基于压力调节进行的。这 种鼓风机的曲线由图2中的标记C2表示。此外，由鼓风机输送的空气通过气流网络传递，以便用来为不同的 场所通风。该网络的压力-流速特征与鼓风^L的这些特征是相反 (oppos6e)的。这是因为，由于压降随着流速的平方发生变化，在流速 增加时，该网络的压降增加得很强烈。对于过滤器的压降也是同样的情 况。结果，当设计一种装置时，确定它的尺寸以便获得最大工作点(point de fonctionnement )、即最大流速和最大压力是必要的。然而，当该装置 以一半(moiti6)流速工作时，由鼓风机产生(fournie)的压力通常大于 最大压力，并且在任何情况下，该压力远大于正常工作所需要的压力。 这导致网络中出现能源过度消耗的问题、噪音问题以及泄漏恶化的问题。通过在网络的端部、即在网络的每根支管或柱管(colonne)的端部， 放置压力传感器来调节鼓风机的压力，这是公知的。鼓风机的压力可以 基于该信息进行调节，以便在最不利的支管的端部中获得恒压。考虑到 网络的物理性质，这使得在流速增加时提高鼓风机的压力成为可能。但— 是，由于这需要在网络的每个端点都获得压力信息，因此这种解决方法实施起来非常复杂。此外，它还需要利用电子卡(carte electronique)来 持久地观测压力传感器并确定最不利的柱管。作为本发明基础的技术问题是，在考虑系统的固有参数、并能够改 变通风状况的情况下，如何以 一 种简单而廉价的方式来控制鼓风机所产 生的压力。为此，根据本发明的方法包括-确定该装置的压降，并由此推导出所要求的最小压力和所要求的 最大压力，其中最小压力与最小流速相对应，最大压力与最大流速相对应；-在预先建立的两个点之间确定一条压力-流速曲线(CI),这两个点中的 一个与最小压力及最小流速相对应，另 一个与最大压力和最大流速相对应；-测量经过鼓风机的空气的流速，并通过该压力-流速曲线计算所 要求的压力；而后-控制鼓风机的转速，以使鼓风机产生该压力值。应该注意到，该压力-流速参考曲线结合(in化gre) 了该网络的压降。 具体来讲，基于该网络的这种结构，通过考虑最小压力、最小流速、最 大压力和最大流速，集合该网络的压降，并考虑连接到网络的不同支管 上的鼓风机的入口 (ouies)数，这是可能的。流经鼓风机的流速是必须 知道的。利用减压元件(d6primog6ne )(例如隔膜或4企测十字架(croix de mesure)),或者利用在专利文献2 811 759和2 859 730中以申请人的名义 说明的解决方法，来测量该流速，这是可能的。有利地，该方法包括对流速进行持久地测量，以及对相应的压力进 行持久地调整。可以考虑，该参考曲线对于该网络形成的阻力通路是自适应的。实 际上，该参考曲线是上升曲线，即当流速增加时，压力增加，从而特别 是从能量观点以及声学观点出发，与具有恒速曲线的箱式鼓风机以及具
有恒压曲线的调压鼓风机相比，能够更好地满足需要。根据实施该方法的 一种方式，当该装置包括多才艮连接到鼓风机的支 管时，该方法包括_通过考虑其它各支管的最小流速，以计算每^^艮支管中的最小流速与最大流速之间的压力-流速曲线；以及-确定鼓风才几的合成或理想曲线，该合成或理想曲线通过前述步-骤 中确定的曲线而获得，并穿过这两条曲线上这样一些点，即，对于给定 值的压力，该两条曲线上这些点的压力是最大的。有利地，该方法包括通过对诸如电流和电压的电信息进行测量以确 定流经鼓风^L的空气的流速。根据另一方面，本发明还涉及一种用于实现这种方法的装置，该装 置包括连接到至少 一个空气收集网络的变速鼓风机，该网络包括至少一 根支管，其特征在于，该装置还包括微型控制器，该微型控制器在存储 器中包含有装置的压力-流速曲线，该曲线考虑到了网络的压降以及网 络的各支管的通风要求，该微型控制器接收来自鼓风机的马达的信息用 以确定鼓风机的流速，，然后通过该压力-流速曲线计算所要求的压力， 并控制鼓风机的转速，以获得该压力。在任何情况下，本发明将通过如下参照附图所进行的说明而得到更 为清楚地理解，这些附图以非限定示例的方式示出了该装置的一个实施 例，并示出了相关压力-流速曲线。
图1是鼓风机和相关装置的示意图；图2和3是分别处于形成曲线的过程中和形成曲线后的两条压力-流速曲线，同时示出了现有鼓风机的特性曲线和调压鼓风机的特性曲线 这两种情况。图l示意性示出了机箱(caisson) 2,其内部安装有由变速马达4驱 动的空气抽取鼓风机(ventilateur) 3。通风网络的两根支管5和6分别从 机箱2中伸出(d6bouchent)。与鼓风机3相连接的是微型控制器7，如图 1中的方框8所示，该微型控制器7在其存储器中包含有该装置的压力- 流速曲线，该曲线考虑到了场所的参数且特别是压降。同样与鼓风机3相连接的是控制单元9，该控制单元9根据微型控制器7传送的信息来控 制马达4。应该注意到，该微型控制器7还接收来自马达4的信息，即有 关供给马达的电流的强度和电压的信息，并且也可能或者作为替换，该 微型控制器7接收有关鼓风机的转速的信息。 在实践中，该装置的操作如下。利用现有软件计算该装置的压降和与最小流速相对应的最小压力， 这样形成点A。执行同样的计算，来获得该装置的最大流速和最大压力 进4亍，这才羊形成点B。其次，假定支管6中具有最小流速，第一支管5所需要(besoin)的 压力是通过在该支管5中连续迭代到最大流速来计算的。由此获得点C。以同样的方式，在支管5中具有最小流速的情况下，支管6所需要 的压力是通过在该支管6中连续迭代到最大流速来计算的，从而形成点 D。在图2的图表中描述的点E是形式为kl+aX"的曲线和位于A和D 之间的曲线的交叉点，位于A和D之间的曲线是由多项式形成的曲线构 成的，该多项式形成的曲线的最大次数等于支管6的可变流速的入口数； kl等于支管5在最大流速下的压降。作为曲线A C和AD的合成结果的鼓风机的理想曲线以粗体线示于图 3中。在点A和C之间，曲线是多项式形式的，其最大次数等于支管5的 可变流速的入口凄t。在点C和E之间，是形式为kl+aXZ的曲线。在点E和D之间，曲线是多项式形式的，其最大次数等于支管6的 可变流速的入口iL在点D和B之间，是形式为k2+aXZ的曲线。式中，k2等于支管6 在最大流速下的压降。应该注意到，当没有排》文网络(r6seau au refoulement)时，形式为 k+aX2的方程在压力为恒定值时变成直线。当曲线A C和AD交叉时，用于获得理想曲线的最大值仍然得以保留。
在这种情况下，即点C具有高于点D的压力时，点E不再存在，并 且C和B之间的理想曲线变为形式为kl+aX2的曲线。上述示例是在网络的两个支管5和6处具有两个连接入口的鼓风机 的示例，这意p未着确定了两个中间点C和D。然而，中间点的个凄t可以 不同，并等于连接入口数。该方法同样可通过送风的鼓风机执行。实际上，该网络的参数、特别是压降被存储在微型控制器中。理想 的压力-流速曲线同样存储在微型控制器中。微型控制器7接收来自鼓风机的马达4的信息，特别是电流和电压 信息，这能够确定通过鼓风机3的瞬时空气流速。微型控制器包括一种程序，该程序考虑到存储在存储器中的压力-流速曲线，通过流经鼓风机3的瞬时流速来确定必要的压力。因此，微 型控制器7将信息传递到控制单元9,该控制单元9作用在马达4上，以 便鼓风机产生所需要的压力。从本质上可知，本发明通过提供一种用于控制鼓风机的压力且具有 筒单而有效结构的装置，对于现有技术作出了较大的改进， 一方面，这种装置能够通过严格地使压力适应于所要求的流速来节省能量变成可 能，另一方面，通过将鼓风机的操作限定到所要求的通风状况，提高了 建筑物的舒适性变成可能。
权利要求
1、一种调节通过通风装置的变速鼓风机(3)产生的压力的方法，其特征在于，该方法包括-确定所述装置的压降，并由此推导出所要求的最小压力和所要求的最大压力，其中所述最小压力与最小流速相对应，所述最大压力与最大流速相对应；-在预先建立的两个点(A、B)之间确定一条压力-流速曲线(CI)，这两个点中的一个与最小压力及最小流速相对应，另一个与最大压力和最大流速相对应；-测量经过所述鼓风机的空气的流速，并通过所述压力-流速曲线计算所述要求的压力；而后-控制所述鼓风机的转速，以使所述鼓风机产生所述压力值。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，它包括对所述流速进4亍 持久地测量以及对相应的压力进行持久地调整。
3、 如权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，当所述装 置包括多根连接到所述鼓风机(3)的支管(5、 6)时，所述方法包括-通过考虑其它各支管(6、 5)中的最小流速，以计算每根支管(5、 6)中的最小流速与最大流速之间的压力-流速曲线(AC、 AD);以及-确定所述鼓风机的合成或理想曲线(CI)，所述合成或理想曲线 (CI)通过前述步骤中确定的所述曲线而获得，并穿过所述两条曲线上 这样一些点，即，对于给定值的压力，所述两条曲线上这些点的压力是 最大的。
4、 如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法 包括通过对诸如电流和电压的电信息进行测量以确定流经所述鼓风才几(3)的空气的流速。
5、 一种用于实现如权利要求1到4中任一项所述方法的装置，包括连接到至少一个空气收集网络的变速鼓风机(3)，所述网络包括至少一 根支管(5、 6),其特征在于，所述装置还包括微型控制器(7),所述微 型控制器(7)在其存储器中包含有所述装置的压力-流速曲线(CI)， 所述曲线考虑到了所述网络的压降以及所述网络的各支管的通风要求， 所述微型控制器(7)接收来自所述鼓风机(3)的马达(4)的信息用以 确定所述鼓风机(3)的流速，然后通过所述压力-流速曲线(CI)计算 所要求的压力，并控制所述鼓风机(3)的转速以获得所述压力。
全文摘要
本发明所述的方法包括确定装置的压降，并计算出所要求的最小压力和所要求的最大压力，其中最小压力与最小流速相对应，最大压力与最大流速相对应；在预先确定的两个点之间确定一条流速-压力曲线，这两个点中的一个与最小压力及最小流速相对应，另一个与最大压力和最大流速相对应；测量经过鼓风机的空气流速；利用该流速-压力曲线计算所要求的压力；并继而控制鼓风机的转速，以产生所述要求的压力值。
文档编号F24F11/02GK101163927SQ200680013442
公开日2008年4月16日 申请日期2006年3月31日 优先权日2005年4月22日
发明者赛尔日·布西尼, 达米安·拉博米 申请人:阿尔德斯·阿罗利奎公司