CN106765415A - 基于pm2.5浓度及去除率控制风量与关闭的节能气幕式油烟机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于PM2.5浓度及去除率控制风量与关闭的节能气幕式油烟机。包括排烟风道、变频油烟离心风机、气幕轴流风机、PM2.5检测器和PLC控制器；气幕轴流风机安装在油烟机壳体的一侧，在油烟机壳体前表面设置有PM2.5检测器和人机交互面板，实时显示风机风量值和PM2.5浓度值；变频油烟离心风机安装在油烟机壳体上界，连接排烟风道；变频油烟离心风机、气幕轴流风机、PM2.5检测器和人机交互面板连接PLC控制器。本发明结构简单，集成度高，针对性强，既保护了烹饪操作人员的健康，又为室内空气的品质提供了保障，同时为烹饪人员提供直观的评价指标，具有较好的社会实用价值。

Description

基于PM2.5浓度及去除率控制风量与关闭的节能气幕式油 烟机

技术领域

本发明涉及厨房电器领域，具体为一种基于PM2.5浓度及去除率控制风量与关闭的节能气幕式油烟机。

背景技术

油烟机作为家庭厨房空气净化的电器用具目前已经被广泛应用，通过油烟机离心风机的高速旋转，带动风机涡轮转动，在集烟腔附近形成负压区，进而将油烟吸入油烟机内腔并排到室外，降低室内空气污染程度。然而目前市面上销售的油烟机大多数只是简单的设置几档风量工况，不能根据实际的烹饪情况很好的匹配油烟机风量，因此经常产生过多不必要的风机能耗；此外，由于没有客观实际的判断指标，用户在选择油烟机风量档位时依然感到困惑，不能对厨房环境有着理性的认识；再者，由于烹饪结束后就关闭油烟机,使得厨房室内空气质量依然较为糟糕，通过扩散作用使得其他功能房间环境也受到恶劣的影响。

针对目前油烟机在使用中存在的问题，授权公开号CN2418397Y对油烟机风机提出了改进措施，发明了一种变频的油烟机，通过温度监测单元和烟雾监测单元将监测讯号传入到微电脑控制中心进行分析处理后，调节油烟机风机频率，使得油烟机以适当的风量排除室内油烟，然而该发明使用的烟雾监测单元只是笼统的将油烟作为控制目标，并没有结合厨房油烟的主要成分进行分析，给出更加确切实际的控制策略；再者，该发明油烟机依然没有考虑烹饪后空气质量的问题。

发明内容

为解决现有油烟机应用时的不足，本发明提供一种基于PM2.5浓度及去除率控制风量与关闭的节能气幕式油烟机，该油烟机基于烹饪时人员呼吸区附近PM2.5的浓度控制变频油烟离心风机，达到有针对性调节油烟机风量的目的，达到节能标准；并且在考虑到极端烹饪情形下，烹饪人员油烟污染物暴露量较大，为此在油烟机周边附加空气幕，减少扩散到人员呼吸区域的油烟量，达到保护人员健康的效益；更进一步地，采用PM2.5浓度衰减率作为判断烹饪后油烟机关闭的参考标准，保证了厨房室内空气的质量，降低了由于厨房油烟的扩散对室内其他功能房间的影响。

为实现上述效果，本发明采取的技术方案如下：

一种基于PM2.5浓度及去除率控制风量与关闭的节能气幕式油烟机；包括排烟风道、变频油烟离心风机、气幕轴流风机、PM2.5检测器和PLC控制器；其特征是气幕轴流风机安装在油烟机壳体的一侧，在油烟机壳体前表面设置有PM2.5检测器和人机交互面板，实时显示风机风量值和PM2.5浓度值；变频油烟离心风机安装在油烟机壳体上界，连接排烟风道；变频油烟离心风机、气幕轴流风机、PM2.5检测器和人机交互面板连接PLC控制器。

所述排烟风道连接油烟机集烟罩，油烟机集烟罩与油烟机壳体连接部位呈“回”子形状。

所述在油烟机壳体与油烟机集烟罩靠近人员的连接部位布置气幕风口，且气幕风口由隔板均匀分割为多个开孔，起到均布气流的作用。

所述人机交互面板上设有琴键式触控开关装置。

所述PM2.5检测器，镶嵌在油烟机壳体正面中心处。

所述变频油烟离心风机安装在油烟机壳体上界面中心处，与油烟机壳体上界面相平，通过油烟机壳体上表面中心处的排烟风道将油烟从集烟罩中排到室外。

本发明的基于PM2.5浓度及去除率控制风量与关闭的气幕式油烟机的控制方法；人机交互面板向PLC控制器发出信号1，由PM2.5检测器检测人体呼吸区附近的PM2.5的浓度，并将浓度信号2传输到PLC控制器；根据在PLC控制器中预先设定的对应浓度变化区间的风机频率，经过PLC控制器对信号运算处理判断后，借助PLC控制器与变频油烟离心风机相连接关系，给出变频油烟离心风机控制信号3，以此控制变频油烟离心风机的频率，达到控制风机风量的目的；如若油烟机风量达到最大值时测点的浓度超过了设定区间的上限值，此时通过信号的反馈，由PLC控制器向气幕轴流风机发出执行信号4，控制气幕轴流风机开启，将空气送入油烟机内腔后，经由气幕风口喷射出去，形成空气幕，减少油烟扩散到人员呼吸区域，达到保护人员健康的目的，当检测的PM2.5浓度低于设定的上限值时，再由PLC控制器向气幕轴流风机发出关闭信号，执行关闭命令操作。

在烹饪结束后，通过按下琴键触控装置关闭按钮，启动延时关闭***，将PLC控制器转换到检测分析PM2.5去除率的控制模块，当平均值均低于设定值时，则自动关闭油烟机。

结合厨房油烟成分，本发明油烟机依照PM2.5浓度值作为控制指标，利用PM2.5检测器检测烹饪人员呼吸区附近环境的PM2.5浓度值，有针对性地通过PLC控制器的调节作用改变变频油烟离心风机风量，适应不同烹饪情形，减少油烟机能耗；利用PLC控制器对气幕轴流风机的启闭进行控制，有效的保证人员的健康安全；在启动油烟机延迟关闭***后，通过PLC控制器对PM2.5去除率的分析，延迟关闭变频油烟离心风机，最大程度的保证了厨房空气的质量，降低了厨房油烟对住宅套室内其他功能房间的影响；此外，通过人机交互面板显示的PM2.5浓度值使得烹饪人员对厨房环境有着更加直观的认识。本发明结构简单，集成度高，针对性强，既保护了烹饪操作人员的健康，又为室内空气的品质提供了保障，同时为烹饪人员提供直观的评价指标，具有较好的社会实用价值。

附图说明

图1本发明油烟机的结构示意图；

图2(a)实验烹饪过程PM2.5质量浓度；

图2(b)烹饪后PM2.5质量浓度去除率；

图2(c)烹饪后PM2.5质量浓度去除率(五年滑移平均值)；

图3装置连接及信号传输流程示意图。

具体实施方式

以下按照具体的实施方式对本发明做进一步的介绍：

如图1所示，所述油烟机主要包含油烟机壳体10、变频油烟离心风机11、油烟机内腔12、气幕轴流风机13、气幕风口14、人机交互面板15和PM2.5检测器16、排烟风道17、油烟机集烟罩18。所述PM2.5检测器测点布置在油烟机壳体前面，离人员呼吸区最近处；所述变频油烟离心风机与PLC控制器相连，预先在PLC控制器中设定几个对应着浓度变化区间的风机频率，通过监测的PM2.5浓度控制变频油烟离心风机的频率；所述气幕轴流风机嵌在油烟机壳体的一个侧面上，其启停工况由预先定义在PLC控制器中的程序控制；在油烟机壳体前面同样镶嵌有人机交互面板，实时显示风机风量值和PM2.5浓度值，并且可利用触控装置手动开启和关闭变频油烟离心风机，延迟关闭***。

下面例举一个具体例子，对本发明进行说明，但具体尺寸和位置等不是唯一要求，根据具体条件是在改变和重新组合，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

实施例：

所述油烟机壳体10外形尺寸长为696mm，底部宽为495mm，顶部宽为390mm，高为340mm，油烟机靠墙安装；油烟机集烟罩18在油烟机壳体内部，高为170mm，其下边缘与油烟机壳体下边缘均相距30mm，油烟机集烟罩上表面长350mm，宽300mm，油烟机集烟罩与油烟机壳体连接部位呈“回”子形状；在油烟机壳体与油烟机集烟罩靠近人员的连接部位布置气幕风口14，如图1所示，气幕风口长度为油烟机集烟罩的长度636mm，宽度为3mm，且气幕风口每隔40mm由隔板均匀分割为多个开孔，起到均布气流的作用；气幕轴流风机13镶嵌在油烟机壳体一侧，采用市面上常见的定风量轴流风机即可，其开启状况直接由PLC控制器控制；人机交互面板15设置在油烟机壳体正面的一边(如图设置在右侧)，设有PM2.5浓度与油烟机风量实时显示功能，并设有琴键式触控开关装置，此外PLC控制器19镶嵌在人机交互面板背面；在油烟机内腔设有PM2.5检测器16，并镶嵌在油烟机壳体正面中心处，离油烟机壳体下边界100mm，采用市售的PM2.5检测器即可；变频油烟离心风机11按照油烟气流组织流动，安装在油烟机壳体上界面中心处，与油烟机壳体上界面相平，通过油烟机壳体上表面中心处的排烟风道17将油烟从集烟罩中排到室外。

如图2(a)所示，在实验烹饪(烹饪土豆丝)过程中油烟中PM2.5浓度变化呈现先上升后下降最后达到稳定的趋势，利用这一特点，对烹饪后PM2.5去除率进行分析，为降低PLC控制器的处理负载，本发明油烟机以相邻测点的浓度变化率作为PM2.5去除率。如图2(b)所示，不难发现，去除率整体呈现由高到低，最终达到平稳状态，结合图2(a)与图2(b)对PM2.5去除率进行5年滑移平均值计算，如图2(c)可以发现，在整个过程中去除率更加平稳，由此设定一个上限值(如0.4mg/h)作为控制油烟机关闭的阀值，若5年滑移平均值低于此限值，则由PLC控制器发出关闭变频油烟离心风机信号。

如图3所示，人机交互面板与PLC控制器相连接，在人员烹饪开始时，通过按下人机交互面板上琴键触控装置开始按钮，向PLC控制器发出信号1，此时各个感应元件处于工作状态中；PLC控制器与PM2.5检测器相连接，在烹饪过程中，由PM2.5检测器检测人体呼吸区附近的PM2.5的浓度，并将浓度信号2传输到PLC控制器。预先在PLC控制器中设定几个对应着浓度变化区间的风机频率(按照PM2.5浓度值从0—0.5mg/m³均等地划分十个区间等级，浓度每增加一个等级，变频油烟离心风机频率增加最高频率的10％)，经过PLC控制器对信号运算处理判断后，借助PLC控制器与变频油烟离心风机相连接关系，给出变频油烟离心风机控制信号3，以此控制变频油烟离心风机的频率，达到控制风机风量的目的。

极端烹饪情况下，如若油烟机风量达到最大值时测点的浓度超过了设定区间的上限值，此时通过信号的反馈，依靠PLC控制器与气幕轴流风机的连接(如图3所示)，由PLC控制器向气幕轴流风机发出执行信号4，控制气幕轴流风机开启，将空气送入油烟机内腔后，经由气幕风口喷射出去，形成空气幕，在短时间内减少油烟扩散到人员呼吸区域，达到保护人员健康的目的，当检测的PM2.5浓度低于设定的上限值时，再由PLC控制器向气幕轴流风机发出关闭信号，执行关闭命令操作。

在烹饪结束后，通过按下琴键触控装置关闭按钮，启动延时关闭***，将PLC控制器转换到检测分析PM2.5浓度衰减率的控制模块，进行5年滑移平均值与设定值的比较，当连续几个(如取3个)5年滑移平均值均低于设定值时，认为室内PM2.5浓度已经降低到最低值，则自动关闭油烟机。

本发明公开和提出的基于PM2.5浓度及去除率控制风量与关闭的节能气幕式油烟机，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件等环节实现，尽管本发明的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和技术路线进行改动或重新组合，来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims (9)

1.一种基于PM2.5浓度及去除率控制风量与关闭的节能气幕式油烟机；包括排烟风道、变频油烟离心风机、气幕轴流风机、PM2.5检测器和PLC控制器；其特征是气幕轴流风机安装在油烟机壳体的一侧，在油烟机壳体前表面设置有PM2.5检测器和人机交互面板，实时显示风机风量值和PM2.5浓度值，变频油烟离心风机安装在油烟机壳体上界，连接排烟风道；变频油烟离心风机、气幕轴流风机、PM2.5检测器和人机交互面板连接PLC控制器。

2.如权利要求1所述的油烟机，其特征是排烟风道连接油烟机集烟罩，油烟机集烟罩与油烟机壳体连接部位呈“回”子形状。

3.如权利要求2所述的油烟机，其特征是在油烟机壳体与油烟机集烟罩靠近人员的连接部位布置气幕风口，且气幕风口由隔板均匀分割形成多个开孔，起到均布气流的作用。

4.如权利要求1所述的油烟机，其特征是人机交互面板上设有琴键式触控开关装置。

5.如权利要求1所述的油烟机，其特征是设有PM2.5检测器、镶嵌在油烟机壳体正面中心处。

6.如权利要求1所述的油烟机，其特征是变频油烟离心风机安装在油烟机壳体上界面中心处，与油烟机壳体上界面相平，通过油烟机壳体上表面中心处的风排烟道将油烟排除室内。

7.利用权利要求1的基于PM2.5浓度及去除率控制油烟机风量与关闭的气幕式油烟机的控制方法，其特征是：人机交互面板向PLC控制器发出信号1，由PM2.5检测器检测人体呼吸区附近的PM2.5的浓度，并将浓度信号2传输到PLC控制器；根据在PLC控制器中对应着浓度变化区间的风机频率，经过PLC控制器对信号运算处理判断后，借助PLC控制器与变频油烟离心风机相连接关系，给出变频油烟离心风机控制信号3，以此控制变频油烟离心风机的频率，达到控制风机风量的目的；如若油烟机风量达到最大值时测点的浓度超过了设定区间的上限值，此时通过信号的反馈，由PLC控制器向气幕轴流风机发出执行信号4，控制气幕轴流风机开启，将空气送入油烟机内腔后，经由气幕风口喷射出去，形成空气幕，减少油烟扩散到人员呼吸区域，达到保护人员健康的目的，当检测的PM2.5浓度低于设定的上限值时，再由PLC控制器向气幕轴流风机发出关闭信号，执行关闭命令操作。

8.如权利要求7所述的方法，其特征是在PLC控制器中设定PM2.5浓度变化与风机频率：按照PM2.5浓度值从0—0.5mg/m³均等划分十个区间等级，浓度每增加一个等级，变频油烟离心风机频率增加最高频率的10％。

9.如权利要求7所述的方法，其特征是在烹饪结束后，通过按下琴键触控装置关闭按钮，启动延时关闭***，将PLC控制器转换到检测分析PM2.5浓度衰减率的控制模块，当平均值均低于设定值时，则自动关闭油烟机。