論吸油煙機的風道設計

唐奇

摘 要：本文主要從廚房通風量的計算和吸油煙機的風道設計兩方面，探討了吸油煙機的風道設計，并分析了葉輪結構改進、蝸殼結構改進以及降噪技術的處理。

關鍵詞：吸油煙機；風道；蝸殼；降噪；設計

0 引言

隨著經濟的快速發展，我國居民生活水平日益提高，廚房中吸油煙機的普及率已經相當高。吸油煙機的性能好壞，如通風量的大小、噪聲的控制、效率的高低等，對于室內生活環境的改善以及實現節能減排的目標都具有非常重要的意義。根據對吸油煙機市場的銷售以及運營調研，發現不少吸油煙設備存在一定的設計缺陷或者設計不完善的地方，從而導致吸油煙機效率不高，無法達到預期的設計目標。因此，針對吸油煙機設計進行相應的技術改造和降噪技術的處理等研究探討，對于促進整個吸油煙機行業的發展，提高居民的生活水平等，具有一定指導和現實意義。

1 廚房通風量的計算

對于廚房通風量的計算，主要包括3個方面的內容：排風面的精確計算、局部排風量計算以及全面風量計算。

（1）排風量的精確計算，總排風量包括局部和全面排風量，根據熱平衡原理：

式中：V為總排風量（m?/h）；Tp為廚房內溫度（根據經驗值取定：春夏季可取35℃；秋冬季可取15℃）；Ts為送風溫度（℃）；Q為廚房內顯熱發熱量（瓦）。

式中：Q1為廚房內設備散熱量（瓦），主要是按照工藝水平要求，參考相關標準選取；Q2為廚房人員的散熱量（瓦）；Q3為廚房照明設備散熱量（瓦）；Q4為廚房外圍結構冷負荷（瓦）。

（2）局部排風量計算，由于廚房內產生的油煙是通過集煙罩收集，并經由風機抽取至室外，因此集煙罩的排風量的計算結果直接關系到吸油煙機的通風量結果和效率。通常在平面尺寸上，集煙罩尺寸比灶邊大約100mm，且高度應大于600mm小于700mm，而排風量的計算：

式中：V為排油煙量（m?/h）；P為排風罩周長（m）；H為排風罩與灶臺面間距（m）。

（3）全面通風量計算，主要是根據總通風量同局部排風量之間差值進行計算：

式中：G為全面通風量（m?/h）；U為面風速（m/s）；h為時間（h）；μ為安全系數（1.1-1.2）。

2 吸油煙機的風道設計與改進

吸油煙機主要結構包括：集煙罩（攏煙）、箱體以及風道系統（風機），其中，進風口設置在集煙罩上，出風口設置在箱體上；風機的主體為蝸殼、電機和葉輪。

因此，對吸油煙機的風道系統設計與改進，主要從葉輪的改進、蝸殼結構的改進以及降噪技術的處理3個方面著手。

2.1 葉輪結構改進

對于葉輪的結構改進，結合流體力學CFD技術進行葉輪內部三維流動模擬分析發現：由于風機葉片過度彎曲，流道偏短，從而極易導致葉輪內出現脫流現象，從而大大降低吸油煙機的效率。因此，可改變葉輪的進風面數目和葉輪出口角等方法，提高風機的排風量。

（1）雙側進氣輪。改變葉輪的進風面數目，即將原來的單面進風增加到雙面。雖然單面進風時，可通過增大葉輪外徑來提高進風量，但這會大大增加電機的負荷，綜合能效會下降。而增加進風面，能夠最大限度地利用電機側區域，從而在改善葉輪內部流動的同時，極大提高吸油煙機進風量。HD吸油煙機在采用此方法后，進風量由原來的14m?/min增加到了17m?/min，效果顯著。

（2）改變葉輪的出口角。葉輪的相關參數包括進口角、葉片數、出口角、直徑等，其中出口角對進風量影響較大。一般的，對于多翼離心風機而言，其葉片出口角范圍為160°～170°。當其他參數不變的情況下，將出口角控制到150°～170°之間時，吸油煙機的排風量將提升30%，同時，風壓提高50%。

2.2 蝸殼結構改進

對于蝸殼而言，蝸殼內的流線直接影響著蝸殼內部的流動和氣動性能的好壞。傳統蝸殼型線的設計都是采用阿基米德型線、等矩形螺旋線以及不等距型螺旋線。實際中，為匹配吸油煙機的箱體尺寸，需進行蝸殼的切割，從而影響到蝸殼內部的流場。為最大限度地降低這類影響，可假設葉輪出口為出發點，建立對應的流動連續方程，并通過迭代計算，得到最合適的蝸殼型線，進而最大限度降低氣流分流，提高風機的風壓和風量。

3 降噪技術處理

吸油煙機的噪音一直是該行業內面臨的重要問題，對吸油煙機的降噪處理主要是從風機的機構設計和制造方面著手。對風機結構進行合理選型、優化，采用先進的制造工藝進行設備的生產和裝配，控制好機械的振動，從而有效降低吸油煙機的振動和噪聲。基于頻譜分析來進行吸油煙機的振動和噪聲測試，降低吸油煙機的噪聲以及提高聲音品質。

參考文獻

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