廚房風機選型設計及計算方法

一、通風機基礎知識：

通風機是用於輸送氣體的機械，從能量的觀點來 ，它是把原動機的機械能轉變為氣體能量的一種機械。通常把產生的壓力小於或等於14700Pa以下者為通風機。按型式可分為：離心通風機、軸流通風機、混流通風機。

二、通風機的主要性能參數：

流量、壓力、轉速 、功率及效率是表示通風機性能的主要參數，稱為通風機的性能參數。

A.流量：單位時間內流經通風機的氣體容積，稱為流量（又稱風量）。常用單位為m3/s（米3/秒）、m3/min（米3/分鐘）、m3/h（米3/小時）。

B.壓力：通風機的壓力是指升壓（相對於大氣的壓力），即氣體在通風機內壓力的升高值，或者說是通風機進出口處氣體壓力之差。它有靜壓、動壓、全壓之分。性能參數是指通風機的全壓（它等於通風機出口與進口全壓之差）。單拉為Pa（帕斯卡）。

C.轉速 ：通風機轉子旋轉速度的快慢將直接影響通風機的流量、壓力、效率。單位為每分鐘轉數即rpm。

D.軸功率：驅動通風機所需要的功率N稱為軸功率，或者說是單位時間內傳遞給通風機軸有能量，單位為kw（千瓦）。

E.效率：通風機在把原動機的機械能傳給氣體的過程中，要克服各種損失，其中只有一部分是有用功。常用效率來反映損失的大小，效率高，即損失小。從不同的角度出發有不同效率。

三、風機與系統的匹配基本原理、常見問題及原因分析

1、系統：空氣系統簡單地說，包括風機及與其進口或出口或兩者都連接的管路。較為複雜的空氣系統包括風機、管網、空氣控制調節風門、冷卻管、加熱管、過濾器、擴散器、消聲器和導向葉片等。風機是本系內給氣體以能量，用以克服其它部件的流動阻力的一個組成部分。

2、系統與風機匹配的基本原理：每個空氣系統對氣流都有一個流動阻力和附加阻力，如果已精確地確定系統阻力,並提供了理想的進出口工況；當空氣系統設定一個流量QA時，那麼選擇風機時的壓力就必須達到滿足系統阻力的要求，當風機安裝在系統時，風機所產生的全壓的一部分即靜壓用於克服管網系統的阻力，全壓的其餘部分消耗在氣流從管網出口時所具有的動能上；風機會產生設計流量QA。（如圖1所示）。如果沒有精確地計算系統阻力或進出口工況不理想，那麼就不能得到理想的設計性能（如圖2所示）；當系統阻力大於設計壓力P時，風機的實際流量小於設計流量，達不設計要求；當系統阻力小於設計壓力P時，風機的實際流量大於設計流量，超出設計要求；風機的電機會有超載運行的危險。

圖1、2：

四、廚房抽油煙風機選型知識：

1、廚房抽油煙風量的確定：

（1）、以廚房的炒爐爐頭數和蒸櫃數量計算風量：一般每個炒爐爐頭和蒸櫃數量取2000-2500m3/h計算。

例：廚房的炒爐爐頭數為：4個和蒸櫃數量：2個。

風機的抽風量為：Q=（4+2）×2500=15000m3/h

（2）、以煙罩的長度計算風量：一般每米煙罩取2000-2500m3/h計算。

例：廚房煙罩總長度為5米。

風機的抽風量為：Q=5×2500=12500m3/h

2、主風管風速的確定：

風管風速既要考慮系統的運行費用，又要考慮不要因風速太大而對周圍的環境產生雜訊干擾，抽油煙風管風速一般取10-15m/s。

3 風管斷面形狀的選擇

風管斷面形狀有圓形和矩形兩種。兩者相比：在相同斷面積時，圓形風管的阻力小；材料省，強度較大；圓形風管直徑較小時比較容易製造。但圓形管件的放樣、製作較矩形風管困難，布置時不易與建築結構配合，明裝時不易布置美觀。建議直徑斷面積≤0.07m2(即直徑≤300mm)時選用圓形斷面，直徑斷面積＞0.07m2時選用矩形斷面。

矩形風管寬高比最大為8：1。但自1：1到8：1的表面積要增加60%。因此設計風管時，除特殊情況外，寬高比愈接近於1愈好，可以節省動力及製造和安裝費用。適宜的寬高比在3以下。

4、煙罩吸口的位置和尺寸的確定

煙罩吸口的位置應設置在炒爐的正上方，考慮吸風口的風速與主風管的風速相等，故煙罩吸口的長寬尺寸一般設置為：300×300mm，最大不能超過：400×300mm。

5、風機與風管安裝的注意事項

（1）通風機與風管連接，在通風機進風口兩倍葉輪直徑長度範圍內不能有彎頭或其它管道截面發生突然變化，因通風機進風不順暢而會造成通風機的性能異常。

（2）通風機與風管連接，在通風機出風口兩倍葉輪直徑長度範圍內不能有彎頭或其它管道截面發生突然變化，會因在出風口處產生渦流而引起管道阻力急劇增加而導致通風機的風量下降。

（3）通風機進出風口與風管連接有彎頭時推薦連接方式（圖3）

6、抽油煙系統風管的阻力計算

風管內沿空氣流動的阻力有兩種，一種是由於空氣本身的粘滯性及其與管壁間的摩擦而產生的沿程能量損失，稱為摩擦阻力；另一種是空氣流經風管中的管件及設備時，由於流速的大小和方向變化以及產生渦流造成比較集中的能量損失，稱為局部阻力。

a) 摩擦阻力

風管摩擦阻力用Hm表示，單位長度的摩擦阻力用hm表示，hm稱為比摩損。

摩擦阻力按下式計算：Hm=hmxL （mmH2O）

式中： L—風管的長度，單位：m。

hm—可直接由附圖1比摩損圖解圖查出。

註：附圖1比摩損圖解圖是按圓形風管得出的，為利用該圖進行矩風管計算，需先將矩形風管斷面折算成相當的圓形風管直徑，即折算成當量直徑。再由此查得矩形風管的單位長度摩擦阻力。

矩形風管的當量直徑：DV=2ab/（a+b） mm

式中：a—矩形風管的寬度，單位：mm。

b—矩形風管的高度，單位：mm。

b) 局部阻力

當空氣流過斷面變化的管件（如各種變徑管、風管進出口、閥門）、流向變化的管件（彎頭）和流量變化的管件（如三通、四通、風管的側面送、排風口）都會產生局部阻力。

局部阻力按下式計算：Hju=ξυ2（ρ/2 ） （ Pa）

式中：ξ—局部阻力係數，可直接由附圖2查出。

υ—計算局部阻力部份風管內的風速，單拉：m/s。

ρ—風管內的氣體密度，一般取1.2kg/m3。

7、廚房抽油煙系統的設計計算實例：

有一如下圖所示的廚房抽油煙系統。風管用鋼板製造，輸送蒸氣和油煙，氣體溫度為常溫。該系統釆用靜電式油煙靜化器，油煙靜化器的阻力為250Pa。對該系統進行計算，確定主風管尺寸和選擇風機型號。

已知：

1、煙罩8米，共的6外炒爐，1個蒸爐長度為2米。

2、靜電式油煙靜化器1個，油煙靜化器的阻力為250Pa。

3、風管總長度為：（8+50+25+3+35+50）=171米。

4、連接風管共有90度彎頭3個。

解：

1、確定抽風量

根據煙罩長度計算抽風量，每米煙罩的抽風量取值為：Qi=2500m3/h

總抽風量：∑Q =8X2500=20000m3/h

2、確實風管風速

根據抽油煙風管風速一般取v=8-15m/s

這裡選取計算風速為：v=12 m/s

3、確定主風管尺寸

風管截面計算公式：A=Q/（3600v） m2

計算主風管尺寸

A=20000/（3600X12）=0.46m2

選用矩形風管：0.6X0.8=0.68m2

主風管的實際風速: V=20000/（3600X0.68）=11.5m/s

4、計算主風管的摩擦阻力

計算矩形主風管的當量直徑：

DV1=2ab/（a+b）=2×0.6×0.8/（0.6+0.8）=0.685m=685mm

根據當量直徑685mm和風管風速V=11.5m/s查附圖1比摩損圖解圖得：hm=0.25 mmH2O

主風管長度為：L=171m

主風管的摩擦阻力：Hm1=0.25×171=42.75mmH2O×9.81Pa=419Pa

5、計算局部阻力

根據附圖2查得局部阻力係數ξ

90°矩形弧管頭： h/D=1.3 R/D=0.8時 ，ξ=0.6

計算1個90°矩形弧管頭彎頭局部阻力:：

Hju=ξV2（ρ/2 ）=0.6×11.52×（1.2/2）=47.5Pa

計算3個90°矩形弧管頭彎頭局部阻力：3×47.5=142.5Pa

6、計算系統總阻力

系統總阻力∑H=摩擦阻力Hm+局部阻力Hju+油煙靜化器的阻力

=419+142.5+250=811 Pa

附圖1 比摩損圖解圖

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