一种调节送风均匀性的离子风补偿主动调节装置及方法

本发明涉及送风领域，尤其涉及一种调节送风均匀性的离子风补偿主动调节装置及方法。

背景技术：

1、随着现代化城市的进一步发展，室内空气质量和噪声的污染受到越发广泛的重视。现代化建筑的送风通常通过中央空调来进行，中央空调通过送风口将新风送出，送风的均匀性会影响室内的温度场、湿度场、浓度场和室内舒适度，随着民众对生活水平要求的提高，送风的舒适性逐渐成为现代送风系统的一个重要衡量标准。

2、实现均匀送风的传统方式主要为调整送风管道或装置的几何结构，包括改变送风管道截面面积、增设挡板和增设静压箱等，这些调节方式需要对几何结构进行模拟和预设，后期还需要通过实验进行出风口均匀性的调整，导致后期消耗的人力物力增加；且通过增设阻挡结构调节送风均匀性，会造成送风的能量损耗，使送风装置的送风风速降低、风机静压值需求增加。

3、在传统送风均匀性的调节过程中，依靠挡板或静压箱进行风速均匀性调节时，依靠的是原有管道中的风压和流动特征，提前进行计算和预设，因此无论是挡板式调节还是静压式调节，都可以依据其调节特征，将其概括为依靠原有风道风速的被动均匀性调节；在出风口加设机械式风扇可以对出风风量进行主动调节，但无法确保其出风口的截面风速均匀性，因此希望通过在送风均匀性调整领域引入新技术，克服机械风扇在主动调节中机械结构阻挡、装置不灵活的劣势，实现送风均匀性的主动式调节。

4、离子风机是一种基于电晕放电的原理产生宏观气流的新型风机，具有结构简单、超静音和易于集成等优点，在多个应用领域展现出独特的技术优势。不同于传统机械风扇，离子风机没有机械部件，器件本身几何结构对气流产生的影响远远小于机械风扇，进而使送风不均匀面的主动调节变为可能。

5、传统被动式调节方法有cn202021736036.3《一种轨道车辆空调系统均匀送风风道》中所述的一种轨道车辆空调系统均匀送风风道的导流板式风速调节、cn201010153151.2《椅脚送风风量调节装置及装有该装置的座椅》中所述的椅脚送风风量调节装置和cn201621183061.7《弱湍流均匀混风送风装置》中所述的弱湍流均匀混风送风装置的静压箱式风速风量调节，传统风速均匀性调节需要提前在送风管道内、出风口预设挡板或机械调节装置，这些都会使得原有装置的送风动能损耗和机械调节驱动所需损耗增加。具体地，对于例如cn202021736036.3《一种轨道车辆空调系统均匀送风风道》中权利要求1所保护均匀送风风道，不仅送风隔板、送风条缝等几何结构会对原有风压产生损耗，而且一但送风管道的运行工况因需求改变或长时间工作后积灰等因素变化时，出风口的送风均匀性难以调节，如需调节，必须改装或更换整条送风管道或对应挡板，且需要根据实际情况重新计算对应数值。

6、在离子风机领域的研究与实际应用中，已经公开了多个离子风发射装置并联，但一方面，其原有的机械结构相对较为固定，不便于更换、清洗和设备维护，且现有结构不能灵活地适用于不同特点的送风不均匀面，需要设计一种新的并联机械结构来适用于本领域的应用需求；另一方面，原有的多个离子风发射并联装置，其设定的工作电压为恒定值，产生的风速为相对均匀或中间大、周边小的分布，难以对送风不均匀面进行主动调节，因此，需要设计一种适用于离子风机的调节送风均匀性的方法，对电压进行预设，达到对送风不均匀面主动补偿调节的效果。

7、在可拆式机械结构方面，传统技术包括200910022831.8《一种高速、大面积离子风的激励装置》、cn201811054867.x《一种组合式无机械离子风气泵》所提出的放电极与集电极分段后连接的机械结构，cn201610497735.9《并联式管道离子送风模块》中串联式管道离子送风模块、cn201680048225.1《离子风送出装置》中离子风送出装置的放电极与集电极分开依次直接连接在管道上的结构，cn201710522065.6《可调式离子送风装置》中可调式离子送风装置的滑动支架与支撑支架结构，cn202122218128.3《一种可拆卸式离子放电装置》中一种可拆卸式离子放电装置的塑料针架与铜带固定架的结构，拆卸、维修和更换比较困难，产生的风速分布比较单一，且离子风单元调整比较困难。

8、在离子风单元并联方式方面，传统技术包括cn201710828441.4《一种针-环式离子风翅片散热装置》中的包括散热翅片以及安装在相邻翅片间的由针电极与环电极组成的若干级离子风装置，其中电极与电极架均为固定式，直接与外壳相连；cn202110241392.0《一种组合式离子风发生装置》中管路支架包括一个或多个孔隙，用于放置离子风发生装置，孔隙数量代表离子风发生装置并联数量；cn201410634510.4《离子风散热装置》中离子发射极与离子接收极位于所述喷泵外壳体内部，其电极与电极架均为固定式，直接与外壳相连；cn201710343587.x《离子风发生装置及空调室内机》中导电条与所述壳体卡接，以使固定有多个所述针状电极的所述导电杆和所述导电条固定在所述壳体上；cn201110075906.6《离子风机系统》中包含有两个或两个以上离子风机，基于网络连接器通过网络线进行连接，以实现离子风机之间的电连接。现有技术在当截面风速分布改变时，离子风单元型式不能的灵活地更换，不能满足送风均匀性调节领域的应用要求，难以满足送风均匀性的调节。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种调节送风均匀性的方法，通过在送风系统的出风口安装主动调节装置，不同于传统挡板或均压孔的结构，通过预设控制调节并联离子风模块的电压，使离子风机产生的风速与截面速度分布近似相反，改善流场的均匀性，发挥离子风机在电路上易于调节的优势，使送风均匀性的调节摆脱机械式调节，更加静音同时减小送风中挡板造成的流动损耗，通过小功率的离子风机调节送风均匀性，以小成本使整个系统更加节能。

2、本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：一种调节送风均匀性的离子风补偿主动调节装置，该装置包括离子风发生装置和框架；

3、离子风发生装置由多个独立的离子风发生单元组成，所述离子风发生单元的放电极通过卡槽可拆卸安装在第一电极架上，集电极通过卡槽可拆卸安装在第二电极架上，所述第一电极架和第二电极架均通过卡扣与框架相连；

4、框架置于送风不均匀处的位置，根据送风不均匀处的截面速度分布，以预期截面均匀后的风速为基准做差值，使用差值查询相应离子风发生单元类型的电压-速度图表，通过调节送风不均匀处位置的各离子风发生单元的预设电压，使各离子风发生单元产生与送风不均匀处的截面风速近似相反的风速分布，进行截面风速补偿；

5、截面处预期风速和截面处原风速的差值若为正值，则使用差值查询后，做正补偿；差值若为零，则可以关闭对应处离子风发生单元或将对应处离子风发生拆下；差值若为负，则可以将对应处离子风发生单元的放电极与集电极位置调转，使用差值查询后，产生一个与主风速相反的负补偿，达到截面处预期风速。

6、进一步地，放电极由绝缘外筒、针槽、线槽与电极针组成，其中电极针通过针槽与绝缘外筒相连，绝缘外筒安装在第一电极架上，电极线路安放在线槽中，一端与电极针连接，另一端与电压控制装置相连；放电极安装在第一电极架上。

7、进一步地，集电极为接地金属圆筒，安装在第二电极架上。

8、进一步地，离子风发生单元为针-筒式、针-网式、针-棒式或针-针式。

9、进一步地，离子风发生单元为中心对称形式排布。

10、另一方面，本发明还提供了一种调节送风均匀性的离子风补偿主动调节方法，该方法包括以下步骤：

11、(1)获取送风不均匀处的截面速度分布；

12、(2)计算步骤(1)中截面处均匀后的预期风速与截面速度分布的差值，并查询相应离子风发生单元类型的电压-速度图表；

13、(3)若预期风速与截面速度分布的差值为正值，根据图表做正补偿；若差值为零，则关闭对应处离子风发生单元或将对应处离子风发生拆下；若差值为负，则将对应处离子风发生单元的放电极与集电极位置调转，根据图表做负补偿；

14、(4)调控送风不均匀处位置的独立的离子风发生单元的预设电压，使各离子风发生单元产生与送风不均匀处的截面风速相反的风速分布，进行截面风速补偿。

15、本发明与现有技术相比，具有明显的优点和有益效果，并具有产业上的利用价值，其至少具有下列优点：

16、1.本发明调节送风均匀性的补偿装置，采用主动补偿的调节方式，安装于通风口处，且能耗低，不仅减少了挡风板或静压箱等机械调节方式带来的能量损耗，还可以后期在通风系统建造好之后根据出风口风速进行补偿调节、大幅减少前期设计问题和中期安装问题带来的后期调整成本。

17、2.本发明用于固定电极的第一电极架与第二电极架，通过推拉式卡扣与整体框架相连，不同于传统离子风并联单元通过绝缘支架、金属支架或焊接直接与整体框架固定连接，本发明通过引入电极架与卡扣结构，使整体装置更加灵活，更易于维修和更换电极。通过电极架与卡扣的引入，当送风不均匀面调节需求改变时，可以更换和调整电极架的几何结构与离子风发生单元的数量与排布，适应变化后的补偿风速要求，而无需更换整个装置，使得并联式离子风机技术更加满足本领域的应用要求。

18、3.本发明用于调节均匀性的离子风单元，采用卡槽连接在电极架上，安装方便、可更换电极且易于维修，大幅降低了装置的后期成本。不同于传统离子风并联单元直接固定在框架上、使用螺纹连接或使用法兰与螺栓结构连接，本发明通过电极架的引入，将放电极与集电极分别与第一电极架、第二电极架相连，使得在更换、维修单个放电极或集电极时的操作更加便洁。

19、4.本发明提出的一种调节送风均匀性的离子风补偿主动调节方法，区别于传统并联式离子风机的统一固定预设电压，通过简便且明晰的计算步骤，可以使并联式离子风机产生的风速与需调节的送风不均匀面的风速分布形成补偿调节，达到调节送风均匀性的目的。本发明提出的调节方法基于离子风领域研究的普遍科学原理，步骤简单、易于实施且快速有效，使得并联式离子风机技术更加满足本领域的应用要求。

20、5.本发明用于调节均匀性的离子风装置结构简单，整体轻便，制造成本低，在使用的实用性及成本效益上，符合产业发展的需求，具有相当的产业利用价值。