星級(jí)酒店廚房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及節(jié)能運(yùn)行的應(yīng)用

文/李瑞娟 艾奕康設(shè)計(jì)與咨詢(深圳)有限公司上海分公司 上海 200000

1、前言

近年來，隨著我國旅游業(yè)日益發(fā)展，星級(jí)酒店項(xiàng)目在各大中城市發(fā)展速度越來越迅猛，星級(jí)酒店對機(jī)電系統(tǒng)要求也越來越高，除了客用各功能區(qū)外，廚房區(qū)也是酒店餐廳、宴會(huì)廳、大堂吧的重要配套機(jī)構(gòu)，是酒店正常運(yùn)營必不可少的區(qū)域，因此廚房區(qū)各功能房間的室內(nèi)環(huán)境、廚師及其他工作人員的舒適度等則成為廚房通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。

本文結(jié)合蘇州灣東太湖某星級(jí)酒店項(xiàng)目，對廚房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及節(jié)能應(yīng)用方面進(jìn)行分析及闡述。

2、廚房區(qū)通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)星級(jí)酒店對廚房區(qū)域的功能用房要求，酒店廚房區(qū)一般包括以下幾種功能：

蒸煮區(qū)、熱炒區(qū)、高低溫冷庫、冷菜間、魚/肉加工間、備餐間、刺身間、庫房、洗鍋間/洗碗間。

不同區(qū)域的通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)要求不同，以下將對各主要功能房間通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行分析及探討。

2.1 廚房區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

廚房通風(fēng)系統(tǒng)主要包括局部（熱加工區(qū)）油煙罩排風(fēng)、廚房全面排風(fēng)、事故排風(fēng)、洗碗間/洗鍋間排風(fēng)、冷庫排風(fēng)系統(tǒng)。

2.1.1 廚房通風(fēng)量

廚房通風(fēng)系統(tǒng)主要是為排除廚房余熱而設(shè)置，由局部通風(fēng)和全面通風(fēng)組成，通風(fēng)量根據(jù)熱平衡計(jì)算確定，如下：

室內(nèi)顯熱發(fā)熱量Q（W）,按以下計(jì)算：

式中Q1為廚房設(shè)備總發(fā)熱量，一般按工藝數(shù)據(jù)確定

Q2為人員散熱量

Q3為照明散熱量

Q4為圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷

tp-室內(nèi)排風(fēng)設(shè)計(jì)溫度

tj-送風(fēng)溫度，送風(fēng)溫度按項(xiàng)目所在地的夏季、冬季室外通風(fēng)計(jì)算溫度選取

注：當(dāng)廚房設(shè)置布局排排油煙罩時(shí)，按局部排油煙罩可排除70%的設(shè)備發(fā)熱量，其他負(fù)荷由全面通風(fēng)承擔(dān)。

當(dāng)在項(xiàng)目初期階段，廚房設(shè)計(jì)顧問尚未介入項(xiàng)目時(shí)，很難確定廚房設(shè)備的發(fā)熱量，故一般初期根據(jù)換氣次數(shù)法對廚房風(fēng)量進(jìn)行估算，根據(jù)星級(jí)酒店項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，換氣次數(shù)取值如下：

中餐廚房 60～80次/h

西餐廚房 40～60次/h

員工廚房 30-40次/h

注：酒店廚房區(qū)和一般的商用廚房相對，排油煙量需求較大，因此以上換氣次數(shù)較參考文獻(xiàn)中規(guī)定的值有所加大。

2.1.2 局部油煙罩排風(fēng)

1）設(shè)置油煙罩的區(qū)域

一般來說，設(shè)置廚房排油煙的區(qū)域?yàn)樯l(fā)大量余熱余濕的熱加工區(qū)、蒸煮區(qū)、烤爐烤箱區(qū)域，部分余熱余濕通過排油煙罩排至室外。排油煙系統(tǒng)除了排油煙罩外，還需設(shè)置排油煙風(fēng)管、排油煙凈化裝置及排油煙專用風(fēng)機(jī)，在滿足環(huán)評(píng)要求的排放標(biāo)準(zhǔn)后方可排至室外。

2）排油煙凈化方式

油煙凈化方式一般包括兩級(jí)凈化：初級(jí)凈化（煙罩自帶）+排油煙風(fēng)機(jī)前端靜電油煙凈化裝置。

油煙初級(jí)凈化由帶有油煙凈化功能的煙罩承擔(dān)，星級(jí)酒店項(xiàng)目更多選用帶UV紫外線燈的煙罩。

油煙二級(jí)凈化由排油煙風(fēng)機(jī)前端機(jī)電式油煙凈化裝置完成，有需要時(shí)，可采用帶自動(dòng)清洗的功能的油煙凈化器，有利于日后運(yùn)營過程中的維護(hù)及清洗。

另外，根據(jù)項(xiàng)目具體情況，還可考慮采用活性炭油煙除味裝置，在油煙排放前采取三級(jí)凈化，既可滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)評(píng)對排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，又可避免油煙味對周圍公共環(huán)境的影響。

3）排油煙量的要求

當(dāng)廚房設(shè)計(jì)顧問開始介入項(xiàng)目后，廚房顧問將根據(jù)酒店對廚房區(qū)的功能要求對廚房進(jìn)行定位及設(shè)備布置，進(jìn)而確定廚房排油煙罩的選型，并將排油煙量提資給機(jī)電專業(yè)，機(jī)電專業(yè)按照廚房顧問的提資要求進(jìn)行機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2.1.3 全面排風(fēng)

全面通風(fēng)量的計(jì)算在2.2.1章節(jié)已說明，但在實(shí)際星級(jí)酒店設(shè)計(jì)中，酒店廚房加工區(qū)的溫度要求相對較高，僅通過機(jī)械通風(fēng)是無法保證則廚房區(qū)溫度要求的，故實(shí)際酒店項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，還需設(shè)置空調(diào)，作為廚房實(shí)現(xiàn)溫度控制的主要手段。

故在實(shí)際項(xiàng)目中，全面通風(fēng)量的計(jì)算及設(shè)備選型一般參考技術(shù)措施中關(guān)于采用燃?xì)庠罹邚N房的通風(fēng)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，為每個(gè)廚房設(shè)計(jì)獨(dú)立的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，平時(shí)全面通風(fēng)換氣次數(shù)按6次/h，而事故通風(fēng)時(shí)，換氣次數(shù)不小于12次/h。

全面通風(fēng)系統(tǒng)與事故通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)可共用，通過配置雙速風(fēng)機(jī)來滿足不同工況下的風(fēng)量需求。

2.1.4 冷庫排風(fēng)

冷庫設(shè)計(jì)由廚房工藝設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)，但由機(jī)電專業(yè)根據(jù)其還要求進(jìn)行機(jī)電配置。

冷庫按冷凝器形式分為兩種：風(fēng)冷冷凝器冷庫、水冷冷凝器冷庫。

采用風(fēng)冷式冷庫，暖通專業(yè)需按照廚房工藝要求，為其設(shè)置24h排風(fēng)系統(tǒng)，預(yù)留相應(yīng)的排風(fēng)風(fēng)井、排風(fēng)機(jī)；冷庫排風(fēng)系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置，不與廚房全面通風(fēng)系統(tǒng)共用。

當(dāng)采用水冷冷庫時(shí)，暖通專業(yè)需按照廚房工藝對冷卻水量的要求，預(yù)留冷庫專用冷卻塔。為滿足冷庫對冷卻塔水質(zhì)要求，冷卻塔需選擇閉式冷卻塔或設(shè)置板換的開式冷卻塔。本項(xiàng)目采用水冷冷庫，故設(shè)計(jì)預(yù)留了兩臺(tái)50m3/h的閉式冷卻塔（互為備用）為冷庫提供冷卻水。

注：即使是采用水冷冷庫，部分冷庫壓縮機(jī)、制冰機(jī)也是需要設(shè)置排風(fēng)的，但排風(fēng)量相對風(fēng)冷冷庫要小的多，具體數(shù)據(jù)根據(jù)廚房區(qū)工藝設(shè)計(jì)要求確定。

2.1.5 洗碗間排風(fēng)

廚房配置獨(dú)立的洗碗間、洗鍋間，此區(qū)域會(huì)產(chǎn)生大量水汽、熱氣、蒸汽，這些氣體，如不及時(shí)抽排，不僅會(huì)影響洗碗工的操作，而且會(huì)使洗凈的甚至已經(jīng)干燥的餐具重新出現(xiàn)水汽，還會(huì)向餐廳、廚房其他區(qū)域倒流，污染附近區(qū)域環(huán)境。因此，洗碗間、洗鍋間一般會(huì)設(shè)置專用的排風(fēng)系統(tǒng)。根據(jù)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，酒店每個(gè)洗碗間的排風(fēng)量為1500～2000m3/h。

2.1.6 補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)

為避免廚房內(nèi)的氣味溢到其他區(qū)域，廚房內(nèi)為負(fù)壓。廚房補(bǔ)風(fēng)量按廚房總排風(fēng)量的80～90%設(shè)計(jì)，其余補(bǔ)風(fēng)量通過門、窗、相鄰區(qū)域補(bǔ)入。

補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)采用兩路系統(tǒng)供給：

●一路補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)由室外新風(fēng)經(jīng)過濾后直接補(bǔ)入吹吸式油煙罩，再由煙罩自帶的送風(fēng)孔送出，形成風(fēng)幕，阻隔高溫加工區(qū)的熱量、油煙。此路新風(fēng)夏季可不作冷處理，冬季進(jìn)行預(yù)熱處理（一般冬季室外新風(fēng)會(huì)預(yù)熱至16～18℃后），再送至煙罩，避免冷風(fēng)與油煙相遇時(shí)造成油煙不同程度的凝固。煙罩補(bǔ)風(fēng)量一般占廚房補(bǔ)風(fēng)量的30%。

●另一路補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)引入室外新風(fēng)后，經(jīng)新風(fēng)機(jī)組進(jìn)行冷/熱處理后補(bǔ)充至室內(nèi)，供廚房崗位補(bǔ)風(fēng)及全面排風(fēng)補(bǔ)風(fēng)，并承擔(dān)廚房內(nèi)負(fù)荷及新風(fēng)自身負(fù)荷，使廚房加工區(qū)的室內(nèi)溫濕度可滿足酒店要求。崗位補(bǔ)風(fēng)口應(yīng)設(shè)置在廚師工作區(qū)內(nèi)，沿排風(fēng)罩方向布置，并距其不小于0.7m。全面排風(fēng)之補(bǔ)風(fēng)口設(shè)置在全面排風(fēng)服務(wù)之區(qū)域，并與排風(fēng)口保持一定的距離，避免短路。此部分補(bǔ)風(fēng)量占廚房總補(bǔ)風(fēng)量的70%。

2.2 廚房區(qū)空調(diào)設(shè)計(jì)

廚房區(qū)空調(diào)設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)區(qū)域：熱加工區(qū)（蒸煮烹炸炒等）、魚肉加工區(qū)、儲(chǔ)藏室、備餐間、巧克力房、糕點(diǎn)間等。

熱加工區(qū)的空調(diào)由于有大量油煙、蒸汽等，需為直流系統(tǒng)，故采用2.1.6中說明的補(bǔ)風(fēng)新風(fēng)機(jī)組作為加工區(qū)控制溫度的手段。

冷菜間、備餐間、蔬菜加工間、巧克力房、魚類、肉類加工間式常年需要制冷的房間，采用獨(dú)立的分體空調(diào)或VRF機(jī)組，各房間內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)均可獨(dú)立控制。

紅酒儲(chǔ)藏區(qū)采用專用恒溫恒濕紅酒酒柜，并需為酒柜壓縮機(jī)設(shè)置排風(fēng)。

其他酒類儲(chǔ)藏及干貨儲(chǔ)藏采用獨(dú)立分體空調(diào)，并設(shè)置排風(fēng)，排風(fēng)系統(tǒng)可并入全面通風(fēng)系統(tǒng)中。

3、廚房區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)控制及節(jié)能運(yùn)行策略

廚房通風(fēng)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目中，有很多項(xiàng)目廚房的排油煙風(fēng)機(jī)、補(bǔ)風(fēng)機(jī)設(shè)置為定頻，即使室內(nèi)僅有一個(gè)煙罩進(jìn)行工作時(shí)，排油煙風(fēng)機(jī)和補(bǔ)風(fēng)機(jī)依然按照設(shè)計(jì)風(fēng)量運(yùn)行，造成能源大大的浪費(fèi)。當(dāng)然，也有不少項(xiàng)目風(fēng)機(jī)雖然都設(shè)置了變頻，但并未考慮如何實(shí)現(xiàn)變頻控制，而項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行中，風(fēng)機(jī)依然全速運(yùn)轉(zhuǎn)，也不能達(dá)到節(jié)能目的。故為了避免以上情況的出現(xiàn)，在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，我們充分與廚房工藝設(shè)計(jì)顧問進(jìn)行溝通，將通風(fēng)系統(tǒng)的控制與廚房爐灶系統(tǒng)控制相結(jié)合，將節(jié)能更好的體現(xiàn)出來。

圖3.1-1 廚房通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

通風(fēng)系統(tǒng)主要由變頻排油煙風(fēng)機(jī)EAF、變頻送風(fēng)機(jī)組PAU、變頻全面排風(fēng)機(jī)、各煙罩排油煙支管的自動(dòng)風(fēng)量平衡閥ABD、送風(fēng)管上的電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥或 VAV BOX、每個(gè)煙罩上設(shè)置1～4個(gè)紅外線輻射探測器（IR）組成，并結(jié)合煙罩的M.A.R.V.E.L系統(tǒng)（Model based Automatic Regulation of Ventilation Exhaust Levels System基于自動(dòng)調(diào)節(jié)排風(fēng)等級(jí)的模式），提供按需控制通風(fēng)的解決方案。具體說明如下：

1）廚房未使用時(shí)

即所有爐灶關(guān)閉，排油煙支管上的ABD連鎖關(guān)閉，廚房排油煙風(fēng)機(jī)KEF亦連鎖關(guān)閉，全面排風(fēng)機(jī)EAF以低速度運(yùn)行（換氣次數(shù)6次/h），崗位送風(fēng)機(jī)組PAU送風(fēng)量也按全面排風(fēng)量的80～90%低速運(yùn)行。

2）廚房設(shè)備加熱時(shí)

烹飪設(shè)備按照設(shè)定的菜單要求緩慢加熱，如爐灶1進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，其他爐灶依然關(guān)閉，則爐灶1煙罩上的紅外線輻射探測器IR檢測相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)（加熱或保溫），排油煙風(fēng)機(jī)及相應(yīng)的補(bǔ)風(fēng)機(jī)開啟，爐灶1的ABD閥通過M.A.R.V.E.L系統(tǒng)中的煙罩控制器通過調(diào)節(jié)ABD來滿足所需的排風(fēng)量，其他處于關(guān)閉狀態(tài)下的爐灶的排風(fēng)閥和補(bǔ)風(fēng)閥均處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)，系統(tǒng)通過測定排油煙系統(tǒng)及新風(fēng)系統(tǒng)中的壓力傳感器的實(shí)際值與設(shè)定值的對比，控制排油煙風(fēng)機(jī)及補(bǔ)風(fēng)機(jī)的頻率。

3）廚房工作時(shí)

廚房處于完全運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，煙罩上的紅外線輻射探測器IR再次檢測到此變化，同時(shí)各煙罩控制器控制ABD風(fēng)閥加大排油煙量，連鎖控制新風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)閥。排油煙風(fēng)機(jī)及補(bǔ)風(fēng)機(jī)的頻率控制同上。

[1]陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊（第二版）.中國建筑工業(yè)出版社.

[2]暖通空調(diào).動(dòng)力措施2009.

[3]馬最良，姚楊.民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)（第二版）/化學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)出版社.