油煙凈化系統(tǒng)風(fēng)道設(shè)計(jì)與計(jì)算
- 2025-06-06
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- 深圳恒亞通環(huán)??萍加邢薰?/dt>
在油煙凈化系統(tǒng)中,風(fēng)道設(shè)計(jì)與計(jì)算是確保系統(tǒng)高效運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)良好凈化效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。合理的風(fēng)道設(shè)計(jì)能夠保障油煙順暢輸送至凈化器,提高凈化效率,同時(shí)減少能耗與維護(hù)成本。
一、風(fēng)道設(shè)計(jì)原則
(一)確保氣流均勻穩(wěn)定
風(fēng)道布局應(yīng)盡量保證氣流在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)均勻分布,避免出現(xiàn)氣流短路或局部風(fēng)速過(guò)高、過(guò)低的情況。例如,在分支風(fēng)道設(shè)計(jì)時(shí),需依據(jù)各分支所連接的爐灶數(shù)量、廚房空間布局等因素,合理分配風(fēng)道截面積,使各分支的油煙都能順利匯入主風(fēng)道。以大型美食廣場(chǎng)為例,不同檔口的爐灶數(shù)量與烹飪強(qiáng)度存在差異,可通過(guò)精確計(jì)算,對(duì)檔口連接的分支風(fēng)道進(jìn)行差異化設(shè)計(jì),確保每個(gè)檔口產(chǎn)生的油煙都能以合適的流速進(jìn)入主風(fēng)道,避免因某一分支風(fēng)速過(guò)快導(dǎo)致其他分支油煙倒灌,或因流速過(guò)慢使油煙在分支內(nèi)積聚。
(二)減少阻力損失
風(fēng)道應(yīng)盡可能減少?gòu)濐^、變徑等部件,以降低氣流在輸送過(guò)程中的阻力。每一個(gè)彎頭和變徑都會(huì)增加風(fēng)阻,導(dǎo)致風(fēng)機(jī)能耗增加,且可能影響油煙輸送效果。若必須設(shè)置彎頭,應(yīng)采用大半徑彎頭,其曲率半徑一般不小于風(fēng)道直徑的 1.5 倍,這樣可有效減小氣流轉(zhuǎn)彎時(shí)的能量損失。在風(fēng)道材質(zhì)選擇上,優(yōu)先采用內(nèi)壁光滑的材料,如不銹鋼板,其表面粗糙度低,能減少油煙與風(fēng)道內(nèi)壁的摩擦,降低阻力。與普通鍍鋅鋼板相比,不銹鋼板風(fēng)道可使風(fēng)阻降低約 10%-15%,顯著提升系統(tǒng)運(yùn)行效率。
(三)符合防火安全要求
由于油煙具有可燃性,風(fēng)道設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵循防火規(guī)范。風(fēng)道應(yīng)采用不燃材料制作,如厚度不小于 1.0mm 的鍍鋅鋼板或不銹鋼板。在穿越防火分區(qū)時(shí),需設(shè)置防火閥,當(dāng)風(fēng)道內(nèi)溫度達(dá)到 70℃(一般廚房環(huán)境下防火閥動(dòng)作溫度)時(shí),防火閥自動(dòng)關(guān)閉,阻止火勢(shì)通過(guò)風(fēng)道蔓延。例如,在商業(yè)綜合體中,不同餐飲店鋪所在區(qū)域可能屬于不同防火分區(qū),風(fēng)道在穿越這些分區(qū)邊界時(shí),必須安裝合格的防火閥,且定期對(duì)防火閥進(jìn)行維護(hù)與檢測(cè),確保其在緊急情況下能正常工作。
二、風(fēng)道計(jì)算方法
(一)風(fēng)量計(jì)算
1.按爐灶數(shù)量估算:對(duì)于餐飲場(chǎng)所,可依據(jù)爐灶數(shù)量初步估算風(fēng)量。一般每個(gè)爐灶對(duì)應(yīng)的處理風(fēng)量約為 2000 - 4000 立方米 / 小時(shí),具體數(shù)值可根據(jù)菜系特點(diǎn)、烹飪強(qiáng)度等因素調(diào)整。例如,以爆炒為主的川菜館,每個(gè)爐灶風(fēng)量可按 3500 - 4000 立方米 / 小時(shí)計(jì)算;而以蒸煮為主的粵菜館,每個(gè)爐灶風(fēng)量可按 2000 - 2500 立方米 / 小時(shí)估算。若某餐廳有 10 個(gè)爐灶,以川菜烹飪?yōu)橹?,則初步估算總風(fēng)量為 3500×10 = 35000 立方米 / 小時(shí)。
2.按換氣次數(shù)計(jì)算:對(duì)于廚房空間較大且爐灶分布較分散的情況,可通過(guò)換氣次數(shù)來(lái)計(jì)算風(fēng)量。廚房每小時(shí)換氣次數(shù)通常在 40 - 60 次。假設(shè)廚房面積為 200 平方米,高度為 3 米,則廚房空間體積為 200×3 = 600 立方米。若按每小時(shí) 50 次換氣計(jì)算,所需風(fēng)量為 600×50 = 30000 立方米 / 小時(shí)。在實(shí)際應(yīng)用中,需綜合考慮廚房設(shè)備散熱、人員密度等因素,對(duì)換氣次數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
(二)風(fēng)道截面積計(jì)算
確定風(fēng)量后,根據(jù)選定的風(fēng)速來(lái)計(jì)算風(fēng)道截面積。風(fēng)道內(nèi)風(fēng)速一般控制在 8 - 12 米 / 秒較為合適。風(fēng)速過(guò)低,會(huì)導(dǎo)致風(fēng)道截面積過(guò)大,增加成本與空間占用;風(fēng)速過(guò)高,則會(huì)增大風(fēng)阻與噪音,且可能影響油煙凈化效果。以風(fēng)量 30000 立方米 / 小時(shí)為例,若選取風(fēng)速為 10 米 / 秒,先將風(fēng)量單位換算為立方米 / 秒,即 30000÷3600≈8.33 立方米 / 秒。根據(jù)風(fēng)道截面積公式 S = Q÷v(S 為截面積,單位平方米;Q 為風(fēng)量,單位立方米 / 秒;v 為風(fēng)速,單位米 / 秒),可得風(fēng)道截面積 S = 8.33÷10 = 0.833 平方米。若風(fēng)道為矩形,可根據(jù)實(shí)際空間情況,將其設(shè)計(jì)為寬 1 米、高 0.833 米左右的尺寸(寬高比例盡量接近 1:1,以減少風(fēng)阻)。
(三)風(fēng)壓計(jì)算
風(fēng)壓計(jì)算較為復(fù)雜,需考慮風(fēng)道沿程阻力、局部阻力以及設(shè)備阻力等因素。
1.沿程阻力:風(fēng)道沿程阻力與風(fēng)道長(zhǎng)度、內(nèi)壁粗糙度、風(fēng)速等有關(guān)??赏ㄟ^(guò)達(dá)西 - 威斯巴赫公式計(jì)算,即 hf = λ×(L÷D)×(v2÷2g),其中 hf 為沿程阻力,單位帕斯卡;λ 為摩擦系數(shù),與風(fēng)道材質(zhì)有關(guān),如鍍鋅鋼板 λ 約為 0.015 - 0.02;L 為風(fēng)道長(zhǎng)度,單位米;D 為風(fēng)道當(dāng)量直徑,對(duì)于矩形風(fēng)道 D = 2ab÷(a + b),a、b 分別為風(fēng)道寬和高,單位米;v 為風(fēng)速,單位米 / 秒;g 為重力加速度,取 9.81 米 / 秒 2。假設(shè)某段鍍鋅鋼板風(fēng)道長(zhǎng) 20 米,寬 1 米,高 0.833 米,風(fēng)速 10 米 / 秒,先計(jì)算當(dāng)量直徑 D = 2×1×0.833÷(1 + 0.833)≈0.91 米,代入公式可得沿程阻力 hf = 0.018×(20÷0.91)×(102÷2×9.81)≈20.2 帕斯卡。
2.局部阻力:局部阻力主要由彎頭、變徑、閥門等部件產(chǎn)生。每個(gè)部件的局部阻力系數(shù) ζ 可通過(guò)相關(guān)手冊(cè)查得,局部阻力 hj = ζ×(v2÷2g)。例如,一個(gè) 90° 彎頭的局部阻力系數(shù) ζ 約為 0.25,若該彎頭處風(fēng)速為 10 米 / 秒,則局部阻力 hj = 0.25×(102÷2×9.81)≈12.7 帕斯卡。在計(jì)算總局部阻力時(shí),需將風(fēng)道內(nèi)所有局部部件的阻力相加。
3.設(shè)備阻力:油煙凈化器、風(fēng)機(jī)等設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生阻力,設(shè)備阻力可從設(shè)備廠家提供的技術(shù)參數(shù)中獲取。假設(shè)油煙凈化器阻力為 200 帕斯卡,風(fēng)機(jī)自身阻力為 50 帕斯卡。將沿程阻力、局部阻力與設(shè)備阻力相加,即為系統(tǒng)所需總風(fēng)壓。在上述例子中,總風(fēng)壓 H = 20.2 + 12.7 + 200 + 50 = 282.9 帕斯卡。實(shí)際設(shè)計(jì)中,還需考慮一定的安全余量,一般增加 10% - 20%,即最終設(shè)計(jì)風(fēng)壓為 282.9×(1 + 15%)≈325.3 帕斯卡。
三、風(fēng)道設(shè)計(jì)與計(jì)算的注意事項(xiàng)
(一)考慮熱脹冷縮
廚房環(huán)境溫度變化較大,風(fēng)道在長(zhǎng)期使用過(guò)程中會(huì)因熱脹冷縮而產(chǎn)生變形。因此,在風(fēng)道設(shè)計(jì)時(shí),需預(yù)留伸縮節(jié),一般每隔 15 - 20 米設(shè)置一個(gè)。伸縮節(jié)可采用不銹鋼波紋伸縮節(jié),其具有良好的伸縮性能與耐腐蝕性,能有效補(bǔ)償風(fēng)道因溫度變化產(chǎn)生的長(zhǎng)度變化,防止風(fēng)道因熱脹冷縮導(dǎo)致開(kāi)裂或連接部位松動(dòng)。
(二)合理設(shè)置排風(fēng)口與補(bǔ)風(fēng)口
排風(fēng)口應(yīng)設(shè)置在油煙產(chǎn)生源上方,且盡量靠近爐灶,確保能有效捕捉油煙。排風(fēng)口風(fēng)速一般控制在 0.5 - 1.0 米 / 秒,避免風(fēng)速過(guò)高導(dǎo)致油煙擴(kuò)散。補(bǔ)風(fēng)口位置應(yīng)合理規(guī)劃,使新鮮空氣能均勻補(bǔ)充到廚房各個(gè)區(qū)域,避免出現(xiàn)氣流死區(qū)。補(bǔ)風(fēng)量一般為排風(fēng)量的 70% - 80%,以維持廚房?jī)?nèi)微負(fù)壓環(huán)境,防止油煙外溢。例如,在廚房布局設(shè)計(jì)時(shí),可將補(bǔ)風(fēng)口設(shè)置在遠(yuǎn)離爐灶的一側(cè)墻壁上,與排風(fēng)口形成對(duì)角分布,促進(jìn)空氣循環(huán)。
(三)定期維護(hù)與清理
風(fēng)道在使用過(guò)程中,內(nèi)部會(huì)積聚油污,不僅影響通風(fēng)效果,還存在火災(zāi)隱患。因此,需定期對(duì)風(fēng)道進(jìn)行維護(hù)與清理。建議每季度至少進(jìn)行一次全面檢查,每年進(jìn)行 1 - 2 次深度清洗。清洗時(shí),可采用專業(yè)的風(fēng)道清洗設(shè)備,如高壓水槍、機(jī)器人清洗設(shè)備等,將風(fēng)道內(nèi)的油污徹底清除。同時(shí),檢查風(fēng)道連接部位是否松動(dòng)、防火閥是否正常工作等,確保風(fēng)道系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。