龔永波
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：基于工程案例，闡述排油煙系統(tǒng)風(fēng)量的確定、計(jì)算方法、排油煙系統(tǒng)的設(shè)備選型、排油煙管道路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、送風(fēng)系統(tǒng)的確定，針對(duì)不同的項(xiàng)目，通過綜合比較、反復(fù)論證，選擇合理的方案。
關(guān)鍵詞：排油煙系統(tǒng)；設(shè)計(jì)規(guī)范；設(shè)備選型；安科瑞；餐飲油煙監(jiān)測云平臺(tái)
餐飲行業(yè)遍及購物商場、商業(yè)街，隨著新零售業(yè)的誕生，近年來許多超市也提供餐飲等熱加工服務(wù)。中餐主要以炒、炸為主，油煙量大，廚房內(nèi)排油煙效果差，排油煙系統(tǒng)漏油、滴油現(xiàn)象是排油煙系統(tǒng)存在的主要問題。本文結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，就排油煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析。
排油煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段應(yīng)合理劃分排油煙系統(tǒng)、確定排油煙量。
《飲食建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：廚房和飲食制作間的熱加工間機(jī)械通風(fēng)的換氣量宜按熱平衡計(jì)算，計(jì)算排風(fēng)量的65%通過排煙罩排至室外，而由房間的換氣排出35%。通風(fēng)排風(fēng)量宜根據(jù)廚房的熱平衡計(jì)算，由于設(shè)計(jì)資料不足，往往無法計(jì)算，在實(shí)際工程中主要根據(jù)換氣次數(shù)法進(jìn)行估算。
排油煙量計(jì)算案例如圖1所示。關(guān)于排煙罩排風(fēng)量，技術(shù)資料給出了兩種計(jì)算方法，取大值，舉例計(jì)算排煙罩的排風(fēng)量。
（1）方法一，按式（1）計(jì)算。
L1=1 000×P×H =1 000×(1.2+1.2+12.8)×1=15 200m3/h （1）
式中，P為排煙罩的周長（不計(jì)靠墻側(cè)邊長）；H為排煙罩口到灶面的距離，單位m，按相關(guān)技術(shù)規(guī)定，其取值一般不應(yīng)大于1m。
（2）方法二，按罩口斷面的吸風(fēng)速不小于0.5m/s計(jì)算如式（2）。
L2=3 600×12.8×1.2×0.5=27 648m3/h （2）
若排煙罩四邊均不靠墻，按方法一重新計(jì)算排煙量如式（3）。
L1=1 000×P×H =1 000×(1.2+1.2+12.8+12.8)×1 =28 000m3/h （3）
這種情況下按方法一計(jì)算雖然比方法二大，但數(shù)值上差距并不大，對(duì)實(shí)際風(fēng)機(jī)設(shè)備選用的影響不大，因此在實(shí)際工程的排油煙計(jì)算中，大多數(shù)情況是不再經(jīng)過兩次計(jì)算比較，直接選用方法二來確定煙罩排煙量，結(jié)合實(shí)際的排煙效果，在方法二的計(jì)算取值中，宜按吸風(fēng)速不小于0.6m/s計(jì)算。
（3）按換氣次數(shù)法確定通風(fēng)排風(fēng)量如式（4）所示。
L=A×H×n=47×3×60=8 460m3/h （4）
式中，A為房間面積，單位m2，此處是指爐灶間面積；H為房間凈高，單位m，廚房一般設(shè)置吊頂，此處吊頂下凈高取3m；n為換氣次數(shù)，單位次/h，不同的規(guī)模、業(yè)態(tài)對(duì)應(yīng)的廚房換氣次數(shù)不一樣，此處取60次/h。
以上舉例中，僅計(jì)算廚房內(nèi)其中一個(gè)排煙罩的排風(fēng)量（另外兩個(gè)排煙罩并未詳盡計(jì)算），其排風(fēng)量已遠(yuǎn)大于按換氣次數(shù)計(jì)算的通風(fēng)排風(fēng)量。當(dāng)下商業(yè)租賃面積較小，廚房的現(xiàn)狀更多的是面積小，卻聚集了大量炊事設(shè)備。值得思考的是，土建設(shè)計(jì)初期，由于廚房資料不足，暖通若僅按換氣次數(shù)來估算排油煙的話，豎井面積有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于二次深化時(shí)所需要的豎井面積，選用的排油煙設(shè)備也無法滿足實(shí)際需求，因此土建設(shè)計(jì)初期應(yīng)適當(dāng)考慮足夠余量。
圖1 排油煙量計(jì)算案例
2.1 排油煙風(fēng)機(jī)的選擇
風(fēng)機(jī)的選型包括風(fēng)量及風(fēng)壓，風(fēng)量的確定上文已有詳盡介紹，在設(shè)備選型時(shí)宜按1.1-1.2的系數(shù)考慮；排油煙系統(tǒng)的阻力至少包括以下幾項(xiàng)。
（1）排煙罩、油煙凈化器等設(shè)備阻力，排煙罩阻力一般由廠家提供，在缺省數(shù)據(jù)時(shí)可按250-300Pa考慮;油煙凈化器的阻力，不同凈化效率及不同的廠家凈化器的阻力有所區(qū)別，目前市面上的油煙凈化器中，凈化效率為90%時(shí)，其阻力一般為150Pa左右。
（2）排油煙風(fēng)管及閥門等系統(tǒng)阻力，應(yīng)進(jìn)行具體風(fēng)力計(jì)算，應(yīng)注意的是排油煙系統(tǒng)排放的是油煙，管道內(nèi)壁易積油，積油后運(yùn)動(dòng)黏度變大，從而使摩擦系統(tǒng)變大，較同等風(fēng)量下同等尺寸的一般通風(fēng)系統(tǒng)沿程阻力要大。
由此可見，排油煙系統(tǒng)中僅排煙罩及油煙凈化器的阻力就已達(dá)450Pa，因此一般的排油煙系統(tǒng)保守估計(jì)至少600 Pa以上，若系統(tǒng)較大，管道較長，阻力更大。另外排油煙風(fēng)機(jī)應(yīng)選電機(jī)外置型。
2.2 油煙凈化器的選擇
油煙凈化器選型主要考慮油煙處理量及凈化器效率，當(dāng)凈化器與風(fēng)機(jī)一起設(shè)置在屋頂?shù)冗h(yuǎn)離廚房排煙罩的位置時(shí)，凈化器處理量宜與排油煙風(fēng)機(jī)風(fēng)量一致，若油煙凈化器緊靠排煙罩設(shè)置時(shí)，可按照排油煙量計(jì)算取值。選擇油煙凈化設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)其設(shè)置的位置與周圍環(huán)境的關(guān)系，選擇是否帶除異味功能的凈化器。
（1）排氣罩頂部支管按喉部風(fēng)速4~5m/s設(shè)計(jì)，同一排氣置支管接口尺寸應(yīng)宜相同，支管宜采用不銹鋼制作。支管上要設(shè)置密閉式對(duì)開多葉調(diào)節(jié)閥，同一排煙罩中，系統(tǒng)前端的排油煙量較末端的排油煙量大得多，支管上的多葉調(diào)節(jié)對(duì)調(diào)整系統(tǒng)風(fēng)量平衡，確保末端支管排油煙效果起著至關(guān)重要的作用。
（2）主風(fēng)管上的風(fēng)速宜取8~10m/s,近年來也有不少工程實(shí)例指出，主管風(fēng)速宜提高到11~12m/s,這樣子能減少管道的油污積聚，提高排油煙管道系統(tǒng)的自凈能力。但風(fēng)速過大必將導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行噪聲變大，筆者認(rèn)為，當(dāng)油煙管室內(nèi)管段較長且安裝位置靠近人員主要活動(dòng)區(qū)域時(shí)，風(fēng)速不宜過大。
（3）風(fēng)管宜短、直、少彎，并設(shè)有不小于2%的坡度坡向排水點(diǎn)或排煙罩，當(dāng)油煙管與其他管道水平相叉時(shí)，應(yīng)盡量避免排油管翻越其他風(fēng)管，無法避免時(shí)，盡量上翻，當(dāng)出現(xiàn)排油煙管下翻時(shí)，應(yīng)在下翻的較低處設(shè)清掃口。排煙罩須有集油槽及放油管，排油煙管道較低處設(shè)清掃口，油煙管道每6～8m設(shè)置一處檢修口，以便后期維護(hù)。
（4）排油煙風(fēng)管的密封處理，排油煙系統(tǒng)較一般的通風(fēng)系統(tǒng)的密封性能要求更高,按常規(guī)的風(fēng)管加工制作后，還應(yīng)對(duì)風(fēng)管內(nèi)部進(jìn)行相關(guān)的密封處理,盡可能減少油煙泄漏。條件允許的情況下，油煙凈化器應(yīng)盡量靠近排煙罩布置，減少未處理油煙管段的長度；排油煙風(fēng)機(jī)盡量靠近系統(tǒng)的后端設(shè)置，使系統(tǒng)大部分處于負(fù)壓段；此外，不得采用直接利用土建豎井作用排油煙管道，若通過豎井作為垂直排油煙管道時(shí)，要內(nèi)襯鋼板。
（5）排油煙系統(tǒng)的消聲問題，排油煙系統(tǒng)是否需要設(shè)消聲裝置，該如何設(shè)置應(yīng)該分情況討論。①情況一：當(dāng)排油煙風(fēng)機(jī)及油煙凈化器的安裝位置靠近排煙罩時(shí)，風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)側(cè)可不安裝消聲器，筆者認(rèn)為油煙凈化器內(nèi)部設(shè)有多層凈化油煙的過濾材料，從構(gòu)造來看其本身就具有一定的消聲作用，因此可不另外增設(shè)消聲器。若風(fēng)機(jī)出風(fēng)側(cè)風(fēng)管位于室內(nèi)，排出風(fēng)管途經(jīng)的區(qū)域?yàn)槿藛T活動(dòng)較為頻繁的區(qū)域，此時(shí)宜在風(fēng)機(jī)的出風(fēng)側(cè)宜增設(shè)消聲器。②情況二：當(dāng)凈化器靠近排煙罩安裝，排油煙風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)離凈化器靠近室外排放口安裝時(shí)，應(yīng)在風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)側(cè)安裝消聲器。排油煙風(fēng)管通過豎井出屋面時(shí)，消聲器應(yīng)盡量靠近豎井安裝，減少消聲器與豎井之間的管段長度，防止風(fēng)機(jī)的運(yùn)行噪聲通過空氣傳至此管段，又重新傳入室內(nèi)。排油煙風(fēng)管直接沿外墻上至屋面時(shí)，消聲器宜安裝在室內(nèi)靠外墻處。③情況三：排油煙風(fēng)機(jī)及油煙化器均遠(yuǎn)離排煙罩安裝時(shí)，風(fēng)機(jī)進(jìn)、出風(fēng)側(cè)均可不安裝消聲器。這種情況一般是排油煙風(fēng)機(jī)及油煙凈化設(shè)備均安裝在屋面，也是目前工程中應(yīng)用較廣泛的方式。情況二消聲效果較好，同時(shí)室內(nèi)的大部分管段都是經(jīng)過化處理，且都為于負(fù)壓的，是較合理的布置方式。情況一雖然室內(nèi)管段都經(jīng)過凈化處理，但大部分管段都處于正壓段，容易出現(xiàn)室內(nèi)油煙泄漏。情況三盡管室內(nèi)的管段都處于負(fù)壓區(qū)，但油煙均未作化處理，容易積聚油污，出現(xiàn)漏油滴油等現(xiàn)象。情況一、情況二適用于大型的廚房等房間單獨(dú)設(shè)置一個(gè)排油煙系統(tǒng)的項(xiàng)目。情況三適用于美食廣場等排油煙點(diǎn)分散的系統(tǒng)，統(tǒng)一在屋頂設(shè)置排油煙風(fēng)機(jī)及凈化裝置，末端預(yù)留分支管設(shè)調(diào)節(jié)閥，待招商到位后由商戶自行深化。無論是上述哪種情況，設(shè)在室內(nèi)吊頂?shù)呐庞蜔燂L(fēng)機(jī)均應(yīng)采用消音棉包裹，風(fēng)機(jī)電機(jī)處預(yù)留檢修門，實(shí)際工程項(xiàng)目遠(yuǎn)不止以上3種情況，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目靈活設(shè)置。
（6）排油煙系統(tǒng)室外排放點(diǎn)應(yīng)高空排放�！讹嬍硺I(yè)環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：經(jīng)油煙凈化后的油煙排放口與周邊環(huán)境目標(biāo)距離不應(yīng)小于20m；經(jīng)油煙凈化和除異味處理后的油煙排放口與周邊環(huán)境目標(biāo)的距離不應(yīng)小于10m。目前市面上的油煙凈化設(shè)備凈化效率基本上都高達(dá)90%以上，甚至還有些性能較好的廠家凈化效率高達(dá)98%以上。僅從滿足技術(shù)規(guī)范的角度出發(fā)，采用高性能凈化設(shè)備來滿足10m并不困難。但從人的主觀感受來說，油煙排放口不宜出現(xiàn)在人員活動(dòng)范圍內(nèi),高空排放是好的選擇。對(duì)于設(shè)在裙房屋頂?shù)呐庞蜔熅�，若裙房周圍是住宅或辦公樓，排油排放口盡量遠(yuǎn)離住宅及辦公樓側(cè)。
送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理與否，直接影響排油煙效果。對(duì)于大型廚房的炊事操作，送風(fēng)系統(tǒng)的氣流組織還將直接影響炊事過程。送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要注意有以下幾點(diǎn)。
（1）送風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量的確定，為確保廚房處于負(fù)壓狀態(tài)，送風(fēng)風(fēng)量不宜過大，一般按照排油煙風(fēng)量的70%左右即可。若廚房設(shè)有空調(diào)新風(fēng)或全空氣送風(fēng)系統(tǒng)（空調(diào)送風(fēng)量較大時(shí)），可適當(dāng)?shù)販p少送風(fēng)量。值得注意的是，地下廚房及地上密閉的廚房，當(dāng)使用燃?xì)鈺r(shí)，送風(fēng)量應(yīng)該考慮爐具在炊事過程中所需要的燃燒空氣量。
（2）送風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)口的布置。廚房的送風(fēng)包括崗位送風(fēng)和房間直接送風(fēng)。是否設(shè)置崗位送風(fēng)主要根據(jù)排煙罩的結(jié)構(gòu)決定，一般情況下，其寬度為1200mm以上的帶有崗位送風(fēng)的孔板，寬度小于1200mm的排煙罩不自帶崗位送風(fēng)孔板，這種情況下，送風(fēng)全部通過吊頂設(shè)百葉風(fēng)口直接送至房間。采用頂送風(fēng)的方式時(shí)送風(fēng)風(fēng)速不宜過大，實(shí)際風(fēng)速宜小于2.5m/s，送風(fēng)口布置應(yīng)結(jié)合廚房的功績能布局，避免直接布置在待傳菜區(qū)，條件允許的情況下，宜分散多處布置送風(fēng)口，且每個(gè)送風(fēng)口都應(yīng)有調(diào)節(jié)功能。上述主要針對(duì)封閉廚房區(qū)，對(duì)于大型的美食廣場等以明檔為主的開放式廚房，送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)更為謹(jǐn)慎。這種開放式廚房炊事的另外一側(cè)直接面向客人，若加工區(qū)內(nèi)設(shè)置送風(fēng)系統(tǒng)，氣流組織不合理的話很容易導(dǎo)致送風(fēng)把油煙吹至客人取餐區(qū)。因此，送風(fēng)系統(tǒng)一般不宜設(shè)在加工間內(nèi)，送風(fēng)宜布置在明檔外側(cè)取餐區(qū)內(nèi),又或是與整個(gè)美食廣場的新風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合，使整個(gè)氣流組織是從就餐區(qū)流向明檔的排煙罩處。
（3）送風(fēng)系統(tǒng)的除塵及冷熱預(yù)處理。廚房送風(fēng)系統(tǒng)在送至操作間前都應(yīng)該進(jìn)行除塵處理，一般情況下送風(fēng)機(jī)前設(shè)中效過濾器即可�，F(xiàn)在的廚房基本設(shè)有空調(diào)系統(tǒng)，若空調(diào)負(fù)荷已滿足廚房負(fù)荷要求，夏季排油煙補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)是否預(yù)冷處理可根據(jù)實(shí)際情況確定。若補(bǔ)風(fēng)量不大，一般可不經(jīng)過降溫直接送至廚房，若補(bǔ)風(fēng)量較大，宜適當(dāng)降溫后再送風(fēng)房間。冬季嚴(yán)寒及寒冷地方廚房送風(fēng)，應(yīng)適當(dāng)預(yù)熱處理。
為了彌補(bǔ)現(xiàn)存餐飲行業(yè)在煙油監(jiān)測上的漏洞，同時(shí)便利監(jiān)管部門的監(jiān)察，安科瑞油煙監(jiān)測云平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。油煙監(jiān)測模塊通過2G/4G與云端平臺(tái)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交互，系統(tǒng)能夠?qū)ζ髽I(yè)餐飲設(shè)備的開機(jī)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)開機(jī)率監(jiān)測，凈化效率監(jiān)測，設(shè)施停運(yùn)告警，待清洗告警，異常告警等功能；對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、排名等統(tǒng)計(jì)功能；較之傳統(tǒng)的靜電監(jiān)測方案，更具實(shí)效性。平臺(tái)預(yù)留與其他應(yīng)用系統(tǒng)、設(shè)備交互對(duì)接接口，具有很好的擴(kuò)展性。
5.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)
平臺(tái)GIS地圖采集餐飲油煙處理設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和油煙排放的濃度數(shù)據(jù)，自動(dòng)對(duì)超標(biāo)排放及異常企業(yè)進(jìn)行提示預(yù)警，監(jiān)管部門可迅速進(jìn)行處理，督促餐飲企業(yè)整改設(shè)備，并定期清洗、維護(hù)，實(shí)現(xiàn)減排環(huán)保，不擾民等目的。現(xiàn)場安裝監(jiān)測終端，持續(xù)監(jiān)測油煙凈化器的工作狀態(tài)，包括設(shè)備運(yùn)行的電流、電壓、功率、耗電量等等，同時(shí)結(jié)合排煙口的揮發(fā)性物質(zhì)、顆粒物濃度等進(jìn)行對(duì)比分析，一旦排放超標(biāo)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出異常信號(hào)。
■油煙監(jiān)測設(shè)備用來監(jiān)測油煙、顆粒物、NmHc等數(shù)據(jù)
■凈化器和風(fēng)機(jī)配合對(duì)油煙進(jìn)行凈化處理，同時(shí)對(duì)凈化設(shè)備的電流、電壓進(jìn)行監(jiān)測
■設(shè)備通過4G網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程云端服務(wù)器
5.2 平臺(tái)主要功能
(1)在線監(jiān)測
對(duì)油煙排污數(shù)據(jù)的監(jiān)測，包括油煙排放濃度，顆粒物，NmHc等數(shù)值采集監(jiān)測;同時(shí)對(duì)監(jiān)控風(fēng)機(jī)和凈化器的啟停狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測。
(2)告警數(shù)據(jù)監(jiān)測
系統(tǒng)根據(jù)采集的油煙數(shù)值大小，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的排放超標(biāo)告警;對(duì)凈化器的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，上傳凈化設(shè)備對(duì)應(yīng)的運(yùn)行、停機(jī)、故障等告警事件。
(3)數(shù)據(jù)分析
運(yùn)行時(shí)長分析，離線分析；告警占比、排名分析；歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等。
(4)隱患管理
系統(tǒng)對(duì)采集的告警數(shù)據(jù)分析，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的隱患記錄，派發(fā)、處理隱患，及時(shí)處理告警，形成閉環(huán)。
(5)統(tǒng)計(jì)分析
包括時(shí)長分析、超標(biāo)分析、歷史數(shù)據(jù)、分析報(bào)告等模塊。
(6)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)
個(gè)人信息、權(quán)限維護(hù)，企業(yè)信息錄入，對(duì)應(yīng)測點(diǎn)信息錄入等。
(7)數(shù)據(jù)服務(wù)
數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和解析。
5.3 油煙監(jiān)測主機(jī)
油煙監(jiān)控主機(jī)是現(xiàn)場的管理設(shè)備，實(shí)時(shí)采集油煙濃度探測器和工況傳感器的信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)通訊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒⻊?wù)器平臺(tái)。同時(shí)，對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)，提供人機(jī)操作界面。
具體技術(shù)參數(shù)如下：
3.4 設(shè)備選型方案
注：雙探頭適合雙排煙通道的場合，每路探頭監(jiān)測1路排煙通道。
分析表明，影響排油煙效果有諸多因素，排油煙系統(tǒng)的風(fēng)量及管道阻力，油煙凈化器的處理量及效率，排油煙管道系統(tǒng)的氣密閉性，還有送風(fēng)氣流組織等等。因此,我們在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)考慮這些因素，應(yīng)針對(duì)不同的項(xiàng)目，通過綜合比較、反復(fù)論證，選擇合理的方案。
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作者簡介：
龔永波，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電，Email: 28801392115@qq.com手機(jī)：18702101301 QQ:2881392115