一種綜合管廊防火分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)及其控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種綜合管廊防火分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，包括溫度傳感器組，用于采集防火分區(qū)的進(jìn)口溫度和土壤的基層溫度；電流表，用于獲得防火區(qū)內(nèi)電纜的平均電流值；火災(zāi)探測(cè)器，用于獲取防火分區(qū)內(nèi)的火災(zāi)信號(hào)；控制器，用于根據(jù)火災(zāi)探測(cè)器得到的火災(zāi)信號(hào)，按照預(yù)設(shè)的對(duì)應(yīng)情況下的防火分區(qū)出口的溫度給定值曲線，輸出相應(yīng)控制信號(hào)，進(jìn)而改變變頻器的輸出頻率，從而控制誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)，設(shè)置在防火分區(qū)的出口，誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速V由變頻器的輸出頻率決定。本發(fā)明解決了常規(guī)控制方法無(wú)法滿足綜合管廊出口溫度控制精度、反應(yīng)速度和自動(dòng)化的要求，使得綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、快速、自動(dòng)地控制綜合管廊出口溫度，從而顯著改善綜合管廊的通風(fēng)效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種綜合管廊防火分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于市政工程領(lǐng)域，具體設(shè)計(jì)一種綜合管廊防火分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)及其控制方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 綜合管廊是一種可W容納給排水、電力、通信、燃?xì)獾榷喾N地下管線于一體的市政 基礎(chǔ)設(shè)施。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)的城市化進(jìn)程加速推進(jìn)，城市環(huán)境改善和各類(lèi)公共資源短缺的 壓力與日劇增，地下綜合管廊作為城市市政管線的綜合載體，可W實(shí)現(xiàn)各類(lèi)市政管線的集 約化、統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)與管理，改變目前城市地下管線縱橫交錯(cuò)、雜亂無(wú)章、維修頻繁 的現(xiàn)狀，對(duì)提高城市地下空間的利用效率和地下市政管線的安全水平具有十分重要的現(xiàn)實(shí) 意義。
[0003] 由于綜合管廊處于地下，選用的通風(fēng)方式既要確保管廊在正常運(yùn)營(yíng)時(shí)有良好的通 風(fēng)環(huán)境，又要確保管廊在事故工況下有利于通風(fēng)換氣、控制火災(zāi)的蔓延和人員的疏散。正常 情況下，綜合管廊采用自然通風(fēng)換氣狀態(tài)，管廊內(nèi)利用溫差和風(fēng)壓作用形成空氣循環(huán)，并采 用在自然通風(fēng)基礎(chǔ)上輔W無(wú)風(fēng)管的誘導(dǎo)式通風(fēng)技術(shù)，即在管廊內(nèi)沿縱向方向布置誘導(dǎo)風(fēng) 機(jī)，使室外新鮮空氣從自然進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入管廊后W接力形式流向排風(fēng)口，達(dá)到通風(fēng)效果，改善 管廊內(nèi)部空氣質(zhì)量。但目前綜合管廊防火分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)普遍存在控制精度低、快速性差W 及自動(dòng)化程度不高的特點(diǎn)。于是，設(shè)計(jì)高精度的應(yīng)用于綜合管廊防火分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的自動(dòng) 控制方法成為了綜合管廊通風(fēng)控制領(lǐng)域一個(gè)亟待解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種綜合管廊防火分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)及其控制方 法，能夠滿足綜合管廊出口溫度控制精度、反應(yīng)速度和自動(dòng)化的要求。
[0005] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為:一種綜合管廊防火分區(qū)通風(fēng)系 統(tǒng)，其特征在于:它包括
[0006] 溫度傳感器組，用于采集防火分區(qū)的進(jìn)口溫度1'1和±壤的基層溫度To;
[0007] 電流表，用于獲得防火區(qū)內(nèi)電纜的平均電流值；
[000引火災(zāi)探測(cè)器，用于獲取防火分區(qū)內(nèi)的火災(zāi)信號(hào)；
[0009] 控制器，用于根據(jù)火災(zāi)探測(cè)器得到的火災(zāi)信號(hào)，按照預(yù)設(shè)的對(duì)應(yīng)情況下的防火分 區(qū)出口的溫度T2給定值曲線，輸出相應(yīng)控制信號(hào)，進(jìn)而改變變頻器的輸出頻率，從而控制誘 導(dǎo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；
[0010] 誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)，設(shè)置在防火分區(qū)的出口，誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速V由變頻器的輸出頻率決定；
[0011] 誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速V滿足：
[0012]
[0013]式中：L為防火分區(qū)的寬度，H為防火分區(qū)的高度，q為空氣的定壓比熱，Re為上壤的 熱阻，n為防火分區(qū)的電纜根數(shù)，r為防火分區(qū)單位電纜長(zhǎng)度的平均阻值，T2為防火分區(qū)出口 的溫度，由預(yù)設(shè)的防火分區(qū)出口的溫度給定值曲線決定。
[0014] 按上述方案，所述的控制器為化C控制器。
[0015] 按上述方案，所述的誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)為同步電動(dòng)機(jī)。
[0016] 上述一種綜合管廊防火分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:它包括W下步驟：
[0017] S1、根據(jù)火災(zāi)探測(cè)器獲取防火分區(qū)內(nèi)的火災(zāi)信號(hào)，判斷現(xiàn)在防火分區(qū)的狀態(tài)是火 災(zāi)還是非火災(zāi)；
[0018] S2、利用預(yù)設(shè)的火災(zāi)或非火災(zāi)對(duì)應(yīng)的防火分區(qū)的出口溫度T2給定值曲線，控制器 輸出相應(yīng)控制信號(hào)，進(jìn)而改變變頻器的輸出頻率，從而控制誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0019] 按上述方法，誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速V與變頻器的輸出頻率f的關(guān)系為：
[0020] V = 60f/P
[0021] 式中P為電機(jī)的極對(duì)數(shù)。
[0022] 本發(fā)明的有益效果為:通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置和信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，通過(guò)調(diào)整誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速達(dá)到自動(dòng)控制綜合管廊防火分區(qū)的出口溫度的目的，該方法解決了常規(guī)控制方法無(wú)法滿 足綜合管廊出口溫度控制精度、反應(yīng)速度和自動(dòng)化的要求，使得綜合管廊通風(fēng)系統(tǒng)能夠準(zhǔn) 確、快速、自動(dòng)地控制出口溫度，從而顯著改善綜合管廊的通風(fēng)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的硬件結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0025] 圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的方法流程圖。
[0026] 圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的非火災(zāi)情況下的防火分區(qū)出口溫度給定值曲線。
[0027] 圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的火災(zāi)情況下的防火分區(qū)出口溫度給定值曲線。
[00巧]圖中：1-第一排風(fēng)口，1-1-防雨百葉，1-2-第一誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)，2-第二排風(fēng)口，2-1-防雨 百葉，2-2-第二誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)，3-通氣口，3-1-防雨百葉，4-1-第一溫度傳感器，4-2-第二溫度傳 感器，5-電流表，6-防火隔斷，7-火災(zāi)探測(cè)器。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合具體實(shí)例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0030] 本發(fā)明提供一種綜合管廊防火分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，包括溫度傳感器組，用于采集防火 分區(qū)的進(jìn)口溫度。（°(：)和±壤的基層溫度Tore);電流表，用于獲得防火區(qū)內(nèi)電纜的平均電 流值(A);火災(zāi)探測(cè)器，用于獲取防火分區(qū)內(nèi)的火災(zāi)信號(hào);控制器，用于根據(jù)火災(zāi)探測(cè)器得到 的火災(zāi)信號(hào)，按照預(yù)設(shè)的對(duì)應(yīng)情況下的防火分區(qū)出口溫度給定值曲線，輸出相應(yīng)控制信號(hào)； 誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)，設(shè)置在防火分區(qū)的出口，誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速V由變頻器輸出的頻率信號(hào)決定;誘導(dǎo) 風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速Wm/s)滿足：
[0031]
[0032] 式中：L為防火分區(qū)的寬度(m)，H為防火分區(qū)的高度，q為空氣的定壓比熱(W- s/ (cm3 ? °〇)瓜為±壤的熱阻（°(：，畑1/胖），11為防火分區(qū)的電纜根數(shù)(無(wú)量綱）^為防火分區(qū) 單位電纜長(zhǎng)度的平均阻值（Q/cm) ;T2為防火分區(qū)出口的溫度，由預(yù)設(shè)的防火分區(qū)出口的溫 度給定值曲線決定。
[0033] 本實(shí)施例中，每個(gè)所述的防火分區(qū)設(shè)有2個(gè)出口，每個(gè)出口的控制方式相同；控制 器為化C控制器，其硬件結(jié)構(gòu)原理框圖如圖2所示;誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)為同步電動(dòng)機(jī)。
[0034] 如圖1所示，本實(shí)施例的綜合管廊防火分區(qū)包括1個(gè)進(jìn)口（即通氣口 3)和2個(gè)出口 (即第一排風(fēng)口 1和第二排風(fēng)口 2)，第一排風(fēng)口 1設(shè)有防雨百葉1-1和第一誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)1-2,第二 排風(fēng)口設(shè)有防雨百葉2-1和第二誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)2-2,通氣口 3設(shè)有防雨百葉3-1。本實(shí)施例的綜合 管廊防火分區(qū)內(nèi)設(shè)有電纜和±壤，電纜之間設(shè)有防火隔斷6,在電纜上設(shè)置電流表5,分別在 通氣口 3和±壤基層設(shè)有第一溫度傳感4-1和第二溫度傳感器4-2，在防火分區(qū)中設(shè)有火災(zāi) 探測(cè)器7。
[0035] 上述一種綜合管廊防火分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的控制方法，如圖3所示，包括W下步驟:S1、 根據(jù)火災(zāi)探測(cè)器獲取防火分區(qū)內(nèi)的火災(zāi)信號(hào)，判斷現(xiàn)在防火分區(qū)的狀態(tài)是火災(zāi)還是非火 災(zāi);S2、利用預(yù)設(shè)的火災(zāi)或非火災(zāi)對(duì)應(yīng)的防火分區(qū)的出口溫度T2給定值曲線，控制器輸出相 應(yīng)控制信號(hào)，進(jìn)而改變變頻器的輸出頻率，從而控制誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0036] 誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速V(m/s)與變頻器的輸出頻率f化Z)的關(guān)系為：
[0037] V = 60f/P
[0038] 式中P為電機(jī)的極對(duì)數(shù)(無(wú)量綱）。
[0039] 本系統(tǒng)應(yīng)用之前，需要進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置:預(yù)設(shè)綜合管廊一個(gè)防火分區(qū)的寬度L、綜合 管廊一個(gè)防火分區(qū)的高度H、空氣的定壓比熱q、±壤的熱阻系數(shù)Re、一個(gè)防火分區(qū)的電纜根 數(shù)n、一個(gè)防火分區(qū)單位電纜長(zhǎng)度的平均阻值r、在化C控制器中分別輸入兩種情況的防火分 區(qū)出口的溫度給定值曲線，第一種情況是正常情況(即非火災(zāi)情況下)溫度給定值曲線1，如 圖4所示;第二種情況是非正常情況（即火災(zāi)情況下)溫度給定值曲線2,如圖5所示。根據(jù)采 集到的綜合管廊一個(gè)防火分區(qū)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)為"真"或"假"，判斷調(diào)用化C控制器的溫度給 定值曲線1或溫度給定值曲線2。圖4和圖5僅給出一個(gè)具體的實(shí)例，而溫度給定值曲線是一 個(gè)預(yù)設(shè)的曲線，具體應(yīng)用時(shí)，可W根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)及火災(zāi)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行合理的調(diào)整，從而對(duì)本系 統(tǒng)和方法進(jìn)行改進(jìn)，W達(dá)到更好的通風(fēng)效果。
[0040] W上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想和特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù) 人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)W實(shí)施，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。所W，凡依 據(jù)本發(fā)明所掲示的原理、設(shè)計(jì)思路所作的等同變化或修飾，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種綜合管廊防火分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于:它包括 溫度傳感器組，用于采集防火分區(qū)的進(jìn)口溫度Ti和土壤的基層溫度To; 電流表，用于獲得防火區(qū)內(nèi)電纜的平均電流值； 火災(zāi)探測(cè)器，用于獲取防火分區(qū)內(nèi)的火災(zāi)信號(hào)； 控制器，用于根據(jù)火災(zāi)探測(cè)器得到的火災(zāi)信號(hào)，按照預(yù)設(shè)的對(duì)應(yīng)情況下的防火分區(qū)出 口的溫度給定值曲線，輸出相應(yīng)控制信號(hào)，進(jìn)而改變變頻器的輸出頻率，從而控制誘導(dǎo)風(fēng)機(jī) 轉(zhuǎn)速； 誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)，設(shè)置在防火分區(qū)的出口，誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速V由變頻器的輸出頻率決定； 誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速V滿足：式中：L為防火分區(qū)的寬度，H為防火分區(qū)的高度，q為空氣的定壓比熱，Re為土壤的熱阻， n為防火分區(qū)的電纜根數(shù)，r為防火分區(qū)單位電纜長(zhǎng)度的平均阻值，T2為防火分區(qū)出口的溫 度，由預(yù)設(shè)的防火分區(qū)出口的溫度給定值曲線決定。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合管廊防火分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制器 為PLC控制器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合管廊防火分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的誘導(dǎo)風(fēng) 機(jī)為同步電動(dòng)機(jī)。4. 權(quán)利要求1所述的一種綜合管廊防火分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:它包括 以下步驟： 51、 根據(jù)火災(zāi)探測(cè)器獲取防火分區(qū)內(nèi)的火災(zāi)信號(hào)，判斷現(xiàn)在防火分區(qū)的狀態(tài)是火災(zāi)還 是非火災(zāi)； 52、 利用預(yù)設(shè)的火災(zāi)或非火災(zāi)對(duì)應(yīng)的防火分區(qū)的出口溫度T2給定值曲線，控制器輸出相 應(yīng)控制信號(hào)，進(jìn)而改變變頻器的輸出頻率，從而控制誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于:誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速V與變頻器的輸出頻 率f的關(guān)系為： V = 60f/P 式中P為電機(jī)的極對(duì)數(shù)。
【文檔編號(hào)】F24F7/007GK106051994SQ201610388247
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月3日
【發(fā)明人】趙昊裔
【申請(qǐng)人】中冶南方工程技術(shù)有限公司