劉丹
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(cè)云平臺(tái)
餐飲行業(yè)遍及購物商場(chǎng)、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?jī)?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?jī)?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(chǎng)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。《飲食業(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)呐庞蜔熅羧狗恐車亲≌蜣k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(jī)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(chǎng)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(chǎng)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。現(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(cè)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(cè)云平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。油煙監(jiān)測(cè)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(cè),凈化效率監(jiān)測(cè),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(cè)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(chǎng)安裝監(jiān)測(cè)終端,持續(xù)監(jiān)測(cè)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(cè)設(shè)備用來監(jiān)測(cè)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(cè)
■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(cè)
對(duì)油煙排污數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè),包括油煙排放濃度,顆粒物,NmHc等數(shù)值采集監(jiān)測(cè);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(cè)。
(2)告警數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)
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(cè)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(cè)主機(jī)
油煙監(jiān)控主機(jī)是現(xiàn)場(chǎng)的管理設(shè)備,實(shí)時(shí)采集油煙濃度探測(cè)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?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(chǎng)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(chǎng)合,每路探頭監(jiān)測(cè)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?cè)谠O(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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