淺談餐飲業排油煙系統的設計及監測油煙應對方案
張娟
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：基于工程案例，闡述排油煙系統風量的確定、計算方法、排油煙系統的設備選型、排油煙管道路系統的設計、送風系統的確定，針對不同的項目，通過綜合比較、反復論證，選擇合理的方案。
關鍵詞：排油煙系統；設計規范；設備選型；安科瑞；餐飲油煙監測云平臺
0引言
餐飲行業遍及購物商場、商業街，隨著新零售業的誕生，近年來許多超市也提供餐飲等熱加工服務。中餐主要以炒、炸為主，油煙量大，廚房內排油煙效果差，排油煙系統漏油、滴油現象是排油煙系統存在的主要問題。本文結合工程經驗，從設計的角度出發，就排油煙系統的設計要點進行分析。
1排油煙系統風量的確定
排油煙系統的設計階段應合理劃分排油煙系統、確定排油煙量。
《飲食建筑設計規范》規定：廚房和飲食制作間的熱加工間機械通風的換氣量宜按熱平衡計算，計算排風量的65%通過排煙罩排至室外，而由房間的換氣排出35%。通風排風量宜根據廚房的熱平衡計算，由于設計資料不足，往往無法計算，在實際工程中主要根據換氣次數法進行估算。
排油煙量計算案例如圖1所示。關于排煙罩排風量，技術資料給出了兩種計算方法，取大值，舉例計算排煙罩的排風量。
（1）方法一，按式（1）計算。
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（不計靠墻側邊長）；H為排煙罩口到灶面的距離，單位m，按相關技術規定，其取值一般不應大于1m。
（2）方法二，按罩口斷面的吸風速不小于0.5m/s計算如式（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算雖然比方法二大，但數值上差距并不大，對實際風機設備選用的影響不大，因此在實際工程的排油煙計算中，大多數情況是不再經過兩次計算比較，直接選用方法二來確定煙罩排煙量，結合實際的排煙效果，在方法二的計算取值中，宜按吸風速不小于0.6m/s計算。
（3）按換氣次數法確定通風排風量如式（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，廚房一般設置吊頂，此處吊頂下凈高取3m；n為換氣次數，單位次/h，不同的規模、業態對應的廚房換氣次數不一樣，此處取60次/h。
以上舉例中，僅計算廚房內其中一個排煙罩的排風量（另外兩個排煙罩并未詳盡計算），其排風量已遠大于按換氣次數計算的通風排風量。當下商業租賃面積較小，廚房的現狀更多的是面積小，卻聚集了大量炊事設備。值得思考的是，土建設計初期，由于廚房資料不足，暖通若僅按換氣次數來估算排油煙的話，豎井面積有可能遠遠小于二次深化時所需要的豎井面積，選用的排油煙設備也無法滿足實際需求，因此土建設計初期應適當考慮足夠余量。
圖1 排油煙量計算案例
2排油煙系統的設備選型
2.1 排油煙風機的選擇
風機的選型包括風量及風壓，風量的確定上文已有詳盡介紹，在設備選型時宜按1.1-1.2的系數考慮；排油煙系統的阻力至少包括以下幾項。
（1）排煙罩、油煙凈化器等設備阻力，排煙罩阻力一般由廠家提供，在缺省數據時可按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別，目前市面上的油煙凈化器中，凈化效率為90%時，其阻力一般為150Pa左右。
（2）排油煙風管及閥門等系統阻力，應進行具體風力計算，應注意的是排油煙系統排放的是油煙，管道內壁易積油，積油后運動黏度變大，從而使摩擦系統變大，較同等風量下同等尺寸的一般通風系統沿程阻力要大。
由此可見，排油煙系統中僅排煙罩及油煙凈化器的阻力就已達450Pa，因此一般的排油煙系統保守估計至少600 Pa以上，若系統較大，管道較長，阻力更大。另外排油煙風機應選電機外置型。
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，當凈化器與風機一起設置在屋頂等遠離廚房排煙罩的位置時，凈化器處理量宜與排油煙風機風量一致，若油煙凈化器緊靠排煙罩設置時，可按照排油煙量計算取值。選擇油煙凈化設備時，應根據其設置的位置與周圍環境的關系，選擇是否帶除異味功能的凈化器。
3 排油煙管道路系統的設計
（1）排氣罩頂部支管按喉部風速4~5m/s設計，同一排氣置支管接口尺寸應宜相同，支管宜采用不銹鋼制作。支管上要設置密閉式對開多葉調節閥，同一排煙罩中，系統前端的排油煙量較末端的排油煙量大得多，支管上的多葉調節對調整系統風量平衡，確保末端支管排油煙效果起著至關重要的作用。
（2）主風管上的風速宜取8~10m/s,近年來也有不少工程實例指出，主管風速宜提高到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的自凈能力。但風速過大必將導致系統運行噪聲變大，筆者認為，當油煙管室內管段較長且安裝位置靠近人員主要活動區域時，風速不宜過大。
（3）風管宜短、直、少彎，并設有不小于2%的坡度坡向排水點或排煙罩，當油煙管與其他管道水平相叉時，應盡量避免排油管翻越其他風管，無法避免時，盡量上翻，當出現排油煙管下翻時，應在下翻的較低處設清掃口。排煙罩須有集油槽及放油管，排油煙管道較低處設清掃口，油煙管道每6～8m設置一處檢修口，以便后期維護。
（4）排油煙風管的密封處理，排油煙系統較一般的通風系統的密封性能要求更高,按常規的風管加工制作后，還應對風管內部進行相關的密封處理,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；排油煙風機盡量靠近系統的后端設置，使系統大部分處于負壓段；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，要內襯鋼板。
（5）排油煙系統的消聲問題，排油煙系統是否需要設消聲裝置，該如何設置應該分情況討論。①情況一：當排油煙風機及油煙凈化器的安裝位置靠近排煙罩時，風機的進風側可不安裝消聲器，筆者認為油煙凈化器內部設有多層凈化油煙的過濾材料，從構造來看其本身就具有一定的消聲作用，因此可不另外增設消聲器。若風機出風側風管位于室內，排出風管途經的區域為人員活動較為頻繁的區域，此時宜在風機的出風側宜增設消聲器。②情況二：當凈化器靠近排煙罩安裝，排油煙風機遠離凈化器靠近室外排放口安裝時，應在風機的進風側安裝消聲器。排油煙風管通過豎井出屋面時，消聲器應盡量靠近豎井安裝，減少消聲器與豎井之間的管段長度，防止風機的運行噪聲通過空氣傳至此管段，又重新傳入室內。排油煙風管直接沿外墻上至屋面時，消聲器宜安裝在室內靠外墻處。③情況三：排油煙風機及油煙化器均遠離排煙罩安裝時，風機進、出風側均可不安裝消聲器。這種情況一般是排油煙風機及油煙凈化設備均安裝在屋面，也是目前工程中應用較廣泛的方式。情況二消聲效果較好，同時室內的大部分管段都是經過化處理，且都為于負壓的，是較合理的布置方式。情況一雖然室內管段都經過凈化處理，但大部分管段都處于正壓段，容易出現室內油煙泄漏。情況三盡管室內的管段都處于負壓區，但油煙均未作化處理，容易積聚油污，出現漏油滴油等現象。情況一、情況二適用于大型的廚房等房間單獨設置一個排油煙系統的項目。情況三適用于美食廣場等排油煙點分散的系統，統一在屋頂設置排油煙風機及凈化裝置，末端預留分支管設調節閥，待招商到位后由商戶自行深化。無論是上述哪種情況，設在室內吊頂的排油煙風機均應采用消音棉包裹，風機電機處預留檢修門，實際工程項目遠不止以上3種情況，應該結合實際項目靈活設置。
（6）排油煙系統室外排放點應高空排放。《飲食業環境保護技術規范》規定：經油煙凈化后的油煙排放口與周邊環境目標距離不應小于20m；經油煙凈化和除異味處理后的油煙排放口與周邊環境目標的距離不應小于10m。目前市面上的油煙凈化設備凈化效率基本上都高達90%以上，甚至還有些性能較好的廠家凈化效率高達98%以上。僅從滿足技術規范的角度出發，采用高性能凈化設備來滿足10m并不困難。但從人的主觀感受來說，油煙排放口不宜出現在人員活動范圍內,高空排放是好的選擇。對于設在裙房屋頂的排油煙井，若裙房周圍是住宅或辦公樓，排油排放口盡量遠離住宅及辦公樓側。
4 送風系統的確定
送風系統設計合理與否，直接影響排油煙效果。對于大型廚房的炊事操作，送風系統的氣流組織還將直接影響炊事過程。送風系統的設計主要注意有以下幾點。
（1）送風系統風量的確定，為確保廚房處于負壓狀態，送風風量不宜過大，一般按照排油煙風量的70%左右即可。若廚房設有空調新風或全空氣送風系統（空調送風量較大時），可適當地減少送風量。值得注意的是，地下廚房及地上密閉的廚房，當使用燃氣時，送風量應該考慮爐具在炊事過程中所需要的燃燒空氣量。
（2）送風系統風口的布置。廚房的送風包括崗位送風和房間直接送風。是否設置崗位送風主要根據排煙罩的結構決定，一般情況下，其寬度為1200mm以上的帶有崗位送風的孔板，寬度小于1200mm的排煙罩不自帶崗位送風孔板，這種情況下，送風全部通過吊頂設百葉風口直接送至房間。采用頂送風的方式時送風風速不宜過大，實際風速宜小于2.5m/s，送風口布置應結合廚房的功績能布局，避免直接布置在待傳菜區，條件允許的情況下，宜分散多處布置送風口，且每個送風口都應有調節功能。上述主要針對封閉廚房區，對于大型的美食廣場等以明檔為主的開放式廚房，送風系統的設置應更為謹慎。這種開放式廚房炊事的另外一側直接面向客人，若加工區內設置送風系統，氣流組織不合理的話很容易導致送風把油煙吹至客人取餐區。因此，送風系統一般不宜設在加工間內，送風宜布置在明檔外側取餐區內,又或是與整個美食廣場的新風系統相結合，使整個氣流組織是從就餐區流向明檔的排煙罩處。
（3）送風系統的除塵及冷熱預處理。廚房送風系統在送至操作間前都應該進行除塵處理，一般情況下送風機前設中效過濾器即可。現在的廚房基本設有空調系統，若空調負荷已滿足廚房負荷要求，夏季排油煙補風系統是否預冷處理可根據實際情況確定。若補風量不大，一般可不經過降溫直接送至廚房，若補風量較大，宜適當降溫后再送風房間。冬季嚴寒及寒冷地方廚房送風，應適當預熱處理。
5安科瑞AcrelCloud-3500餐飲油煙監測云平臺
為了彌補現存餐飲行業在煙油監測上的漏洞，同時便利監管部門的監察，安科瑞油煙監測云平臺應運而生。油煙監測模塊通過2G/4G與云端平臺進行通信和數據交互，系統能夠對企業餐飲設備的開機狀態、運行狀態進行監控；實現開機率監測，凈化效率監測，設施停運告警，待清洗告警，異常告警等功能；對采集數據進行統計分析、排名等統計功能；較之傳統的靜電監測方案，更具實效性。平臺預留與其他應用系統、設備交互對接接口，具有很好的擴展性。
5.1平臺結構
平臺GIS地圖采集餐飲油煙處理設備運行狀態和油煙排放的濃度數據，自動對超標排放及異常企業進行提示預警，監管部門可迅速進行處理，督促餐飲企業整改設備，并定期清洗、維護，實現減排環保，不擾民等目的。現場安裝監測終端，持續監測油煙凈化器的工作狀態，包括設備運行的電流、電壓、功率、耗電量等等，同時結合排煙口的揮發性物質、顆粒物濃度等進行對比分析，一旦排放超標，系統會發出異常信號。
■油煙監測設備用來監測油煙、顆粒物、NmHc等數據
■凈化器和風機配合對油煙進行凈化處理，同時對凈化設備的電流、電壓進行監測
■設備通過4G網絡將采集的數據上傳至遠程云端服務器
5.2 平臺主要功能
(1)在線監測
對油煙排污數據的監測，包括油煙排放濃度，顆粒物，NmHc等數值采集監測;同時對監控風機和凈化器的啟停狀態、運行數據進行監測。
(2)告警數據監測
系統根據采集的油煙數值大小，產生對應的排放超標告警;對凈化器的運行數據分析，上傳凈化設備對應的運行、停機、故障等告警事件。
(3)數據分析
運行時長分析，離線分析；告警占比、排名分析；歷史數據統計等。
(4)隱患管理
系統對采集的告警數據分析，產生對應的隱患記錄，派發、處理隱患，及時處理告警，形成閉環。
(5)統計分析
包括時長分析、超標分析、歷史數據、分析報告等模塊。
(6)基礎數據維護
個人信息、權限維護，企業信息錄入，對應測點信息錄入等。
(7)數據服務
數據采集，短信提醒，數據存儲和解析。
5.3 油煙監測主機
油煙監控主機是現場的管理設備，實時采集油煙濃度探測器和工況傳感器的信號，進行數據處理，通過有線或無線網絡通訊將數據傳輸到服務器平臺。同時，對本地數據進行存儲，監控現場設備狀態，提供人機操作界面。
具體技術參數如下：
3.4 設備選型方案
注：雙探頭適合雙排煙通道的場合，每路探頭監測1路排煙通道。
6 結論
分析表明，影響排油煙效果有諸多因素，排油煙系統的風量及管道阻力，油煙凈化器的處理量及效率，排油煙管道系統的氣密閉性，還有送風氣流組織等等。因此,我們在設計的過程中應考慮這些因素，應針對不同的項目，通過綜合比較、反復論證，選擇合理的方案。
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［5］安科瑞AcrelCloud-3500餐飲油煙監測云平臺.2020.05版.
作者簡介：
張娟，女，現任安科瑞電氣股份有限公司，主要從事餐飲油煙監測的研發與應用。
