厨房风机设计选型与计算

通风机基础知识

 

通风机是用于输送气体的机械，从能量的观点来 ，它是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械。通常把产生的压力小于或等于14700Pa以下者为通风机。按型式可分为：离心通风机、轴流通风机、混流通风机。

通风机的主要性能参数

 

流量、压力、转速 、功率及效率是表示通风机性能的主要参数，称为通风机的性能参数。

A.流量：单位时间内流经通风机的气体容积，称为流量（又称风量）。常用单位为m ³ /s（米 ³ /秒）、m ³ /min（米 ³ /分钟）、m ³ /h（米 ³ /小时）。

B.压力：通风机的压力是指升压（相对于大气的压力），即气体在通风机内压力的升高值，或者说是通风机进出口处气体压力之差。它有静压、动压、全压之分。性能参数是指通风机的全压（它等于通风机出口与进口全压之差）。单拉为Pa（帕斯卡）。

C.转速 ：通风机转子旋转速度的快慢将直接影响通风机的流量、压力、效率。单位为每分钟转数即rpm。

D.轴功率：驱动通风机所需要的功率N称为轴功率，或者说是单位时间内传递给通风机轴有能量，单位为kw（千瓦）。

E.效率：通风机在把原动机的机械能传给气体的过程中，要克服各种损失，其中只有一部分是有用功。常用效率来反映损失的大小，效率高，即损失小。从不同的角度出发有不同效率。

风机与系统的匹配基本原理、常见问题及原因分析

 

1、系统：空气系统简单地说，包括风机及与其进口或出口或两者都连接的管路。较为复杂的空气系统包括风机、管网、空气控制调节风门、冷却管、加热管、过滤器、扩散器、消声器和导向叶片等。风机是本系内给气体以能量，用以克服其它部件的流动阻力的一个组成部分。

2、系统与风机匹配的基本原理：每个空气系统对气流都有一个流动阻力和附加阻力，如果已精确地确定系统阻力,并提供了理想的进出口工况；当空气系统设定一个流量QA时，那么选择风机时的压力就必须达到满足系统阻力的要求，当风机安装在系统时，风机所产生的全压的一部分即静压用于克服管网系统的阻力，全压的其余部分消耗在气流从管网出口时所具有的动能上；风机会产生设计流量QA。（如图1所示）。如果没有精确地计算系统阻力或进出口工况不理想，那么就不能得到理想的设计性能（如图2所示）；当系统阻力大于设计压力P时，风机的实际流量小于设计流量，达不设计要求；当系统阻力小于设计压力P时，风机的实际流量大于设计流量，超出设计要求；风机的电机会有超载运行的危险。

图1、2：

厨房抽油烟风机选型知识

 

1、厨房抽油烟风量的确定：

（1）、以厨房的炒炉炉头数和蒸柜数量计算风量：一般每个炒炉炉头和蒸柜数量取2000-2500m ³ /h计算。

例：厨房的炒炉炉头数为：4个和蒸柜数量：2个。

风机的抽风量为：Q=（4+2）×2500=15000m3/h

（2）、以烟罩的长度计算风量：一般每米烟罩取2000-2500m ³ /h计算。

例：厨房烟罩总长度为5米。

风机的抽风量为：Q=5×2500=12500m ³ /h

2、主风管风速的确定：

风管风速既要考虑系统的运行费用，又要考虑不要因风速太大而对周围的环境产生噪声干扰，抽油烟风管风速一般取10-15m/s。

3   风管断面形状的选择

风管断面形状有圆形和矩形两种。两者相比：在相同断面积时，圆形风管的阻力小；材料省，强度较大；圆形风管直径较小时比较容易制造。但圆形管件的放样、制作较矩形风管困难，布置时不易与建筑结构配合，明装时不易布置美观。建议直径断面积≤0.07m ² (即直径≤300mm)时选用圆形断面，直径断面积＞0.07m ² 时选用矩形断面。

矩形风管宽高比最大为8：1。但自1：1到8：1的表面积要增加60%。因此设计风管时，除特殊情况外，宽高比愈接近于1愈好，可以节省动力及制造和安装费用。适宜的宽高比在3以下。

4、烟罩吸口的位置和尺寸的确定

烟罩吸口的位置应设置在炒炉的正上方，考虑吸风口的风速与主风管的风速相等，故烟罩吸口的长宽尺寸一般设置为：300×300mm，最大不能超过：400×300mm。

5、风机与风管安装的注意事项

（1）通风机与风管连接，在通风机进风口两倍叶轮直径长度范围内不能有弯头或其它管道截面发生突然变化，因通风机进风不顺畅而会造成通风机的性能异常。

（2）通风机与风管连接，在通风机出风口两倍叶轮直径长度范围内不能有弯头或其它管道截面发生突然变化，会因在出风口处产生涡流而引起管道阻力急剧增加而导致通风机的风量下降。

（3）通风机进出风口与风管连接有弯头时推荐连接方式（图3）

6、抽油烟系统风管的阻力计算

风管内沿空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。

a)  摩擦阻力

风管摩擦阻力用Hm表示，单位长度的摩擦阻力用hm表示，hm称为比摩损。

摩擦阻力按下式计算：Hm=hmxL （mmH2O）

式中：L—风管的长度，单位：m。

hm—可直接由附图1比摩损图解图查出。

注：附图1比摩损图解图是按圆形风管得出的，为利用该图进行矩风管计算，需先将矩形风管断面折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。再由此查得矩形风管的单位长度摩擦阻力。

矩形风管的当量直径：DV=2ab/（a+b） mm

式中：a—矩形风管的宽度，单位：mm。

b—矩形风管的高度，单位：mm。

b)  局部阻力

当空气流过断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）和流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。

局部阻力按下式计算：Hju=ξυ2（ρ/2 ） （ Pa）

式中：ξ—局部阻力系数，可直接由附图2查出。

υ—计算局部阻力部份风管内的风速，单拉：m/s。

ρ—风管内的气体密度，一般取1.2kg/m ³ 。

7、厨房抽油烟系统的设计计算实例：

有一如下图所示的厨房抽油烟系统。风管用钢板制造，输送蒸气和油烟，气体温度为常温。该系统釆用静电式油烟静化器，油烟静化器的阻力为250Pa。对该系统进行计算，确定主风管尺寸和选择风机型号。

已知：

1、烟罩8米，共的6外炒炉，1个蒸炉长度为2米。

2、静电式油烟静化器1个，油烟静化器的阻力为250Pa。

3、风管总长度为：（8+50+25+3+35+50）=171米。

4、连接风管共有90度弯头3个。

解：

1、确定抽风量

根据烟罩长度计算抽风量，每米烟罩的抽风量取值为：Qi=2500m ³ /h

总抽风量：∑Q =8X2500=20000m ³ /h

2、确实风管风速

根据抽油烟风管风速一般取v=8-15m/s

这里选取计算风速为：v=12 m/s

3、确定主风管尺寸

风管截面计算公式：A=Q/（3600v） m ²

计算主风管尺寸

 A=20000/（3600X12）=0.46m ²

选用矩形风管：0.6X0.8=0.68m ²

主风管的实际风速:  V=20000/（3600X0.68）=11.5m/s

4、计算主风管的摩擦阻力

计算矩形主风管的当量直径：

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

根据当量直径685mm和风管风速V=11.5m/s查附图1比摩损图解图得：hm=0.25 mmH2O

主风管长度为：L=171m

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

5、计算局部阻力

根据附图2查得局部阻力系数ξ

90°矩形弧管头：h/D=1.3  R/D=0.8时 ，ξ=0.6

计算1个90°矩形弧管头弯头局部阻力:：

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

计算3个90°矩形弧管头弯头局部阻力：3×47.5=142.5Pa

6、计算系统总阻力

系统总阻力∑H=摩擦阻力Hm+局部阻力Hju+油烟静化器的阻力

=419+142.5+250=811 Pa

附图1 比摩损图解图

厨房通风量计算

 

厨房的通风量由两部分组成，即局部排风量和全面排风量两部分。局部排风量应选用的灶具和厨房排风罩

的情况加以确定，全面排风量一般按计算确定。 

1. 通风量的计算

机械通风的换气量应通过热平衡计算求利，其计算公式：

L=Q/0.337(tp-ti)      （1）

式中，L－－必须的通风量、m ³ /h；

tp －－室内排风计算温度，可采用下列数值：夏季35摄氏度，冬季15摄氏度；

ti －－室内通风计算温度，摄氏度；

Q －－厨房内的总发热量（显热），W；

Q ＝Q1＋Q2＋Q3＋Q4    （2）

式中，Q1－－厨房设备散热量，按工艺提供数据计算，如无资料时，可参考文献；

Q2 －－操作人员散热量，W；

Q3 －－照明灯具散热量，W；

Q4 －－室内外围护结构的冷负荷，W。

2. 局部排风量

局部排风量按排风罩面的吸入风速计算，其最小排风量为L＝1000P#8226;H

式中，L－－排风罩排风量，m ³ /L；

P －－罩子的周边长（靠墙的边长不计），m；

H －－罩口至灶面的距离，m。

3. 厨房通风量估算

在总结工程设计及使用的基础上，设计人员可按如下通风次数进行估算：

中餐厨房 n＝40-50h-1；

西餐厨房 n＝30-40h-1；

在估算出的通风量中，局部排风量按65％考虑，全面排风量按35％考虑。

三、局部排风部位及要求

中餐厨房，其烹调的发热量和排烟量一般较大，排风量也较大，排气罩一般选用抽油烟罩。为减轻油烟对

环境的影响，可选用消洗烟罩。

蒸煮间。此间对新风的要求较低，但排风效果一定要好，否则，蒸汽将充满整个工作间，影响厨师工作，

排气排出的主要是水蒸气，可以不采用和净化装置，直接排出。

西餐厨房。烹调量并不很大，但要求设备多而全，排风量要小于中餐厨房。

洗碗间。需要较大的排风量。

四、厨房补风的要求

在厨房通风中，要补充一定数量的新风，送风量应按排风量的80％-90％考虑。

厨房内负压值不利大于5Pa，因负压过大，炉膛会倒风。因而应使送风机与排风机均有调速的可能。

可将补风量的30％作为岗位送风，送风口直接均匀布置排气罩前侧上方。

厨房送风可直接利用室外新风，仅设置粗效过滤器。此外，为改善炊事人员工作环境，宜按条件设局部或全面冷却装置。厨房用具发散的热量与空气调节冷却负荷的关系，可用下式计算：

灶具热源为煤气的场合：

qc=qeF1F2 ≈0.1qe。(3)

式中 qc－－厨房空调冷负荷，kW；

qe －－厨房设备散热量，kW；

F1 －－设备同时使用系数，取0.5；

F2 －－设备输入功率中表面辐射热的比例，取0.32；

F3 －－排风排热系数，取1.6。

灶具热源为使用电及蒸汽的场合：

qc=qeF1F2/F3 ≈0.16qe(4)

为避免厨房向餐厅串味，可将60％的送风量送入餐厅，然后再由餐厅流至厨房。鉴于厨房的通风换气量很

大，如此大的补风量均经餐厅流向厨房，从节能和管道布置等方面考虑，这种方法并不可取。

已知风量40000，烟道面积怎么计算？

工程上一般烟道中的空气流速为14-17m/s，加上这一个已知条件，我们就可以计算出烟道的面积了，计算方法如下：

D= √(Q*4)/(3600*3.14*ν)

Q- 风量(m3/h)；D-烟道直径(m)；ν-流速(m/s)；√-开平方。

根据上述公式：D=√(40000*4)/(3600*3.14*17)；D=0.912(m)；

烟道的面积=(0.912/2)*(0.912/2)*3.14=0.65(m ² )

知道风量，怎么计算风管管径？假如空气量为67.9m ³ /h，那么选多大的管径？怎么算的

D= √[Q*4/(ν*3.14*3600)]

= √[67.9*4/(5*3.14*3600)]

=0.069m 。

D- 风管直径(m)

Q- 风量(m ³ /h)

V- 风速(m/s)；设风速为5m/s。

回风百叶过风量计算 公式

回风速度取小于等于2米/秒，风量为：2（单位：米/秒）*回风口面积（单位：平方米）*3600（注：1小时=3600秒）

风机风量计算：

风机风量的定义为：风速V与风道截面积F的乘积.大型风机由于能够用风速计准确测出风速,所以风量计算也很简单,直接用公式Q=VF,便可算出风量。

风机数量的确定 根据所选房间的换气次数，计算厂房所需总风量，进而计算得风机数量。计算公式：N=V×n/Q 其中：N——风机数量（台）；V——场地体积（m3）；n——换气次数（次/时）；Q——所选风机型号的单台风量（m ³ /h）。风机型号的选择应该根据厂房实际情况，尽量选取与原窗口尺寸相匹配的风机型号，风机与湿帘尽量保持一定的距离（尽可能分别装在厂房的山墙两侧），实现良好的通风换气效果。排风侧尽量不靠近附近建筑物，以防影响附近住户。如从室内带出的空气中含有污染环境，可以在风口安装喷水装置，吸附近污染物集中回收，不污染环境。

引风机所需风量风压如何计算：

1 、引风机选型，首要的是确定风量；

2 、风量的确定要看你做什么用途，不同的用途风量确定方法不一样，请参照专业书籍或者请教专业技术人员；

3 、确定了风量之后，逐段计算沿程阻力和局部阻力，将它们相加，乘以裕量系数，得出需要的压力；

4 、查阅风机性能数据表，或者请风机厂家查找对应的风机型号即可

风机风量和风压计算功率，工业方面用，设计中，通过风量和风压计算风机的大概功率

功率(KW)=风量(m ³ /h)*风压(Pa)/(3600*风机效率*机械传动效率*1000)。

风量=(功率*3600*风机效率*机械传动效率*1000)/风压。

风机效率可取0.719至0.8；机械传动效率对于三角带传动取0.95，对于联轴器传动取0.98。

风量如何计算？要加入风机功率 管道等因素，抽风空间的大小等?

比如说：100平方的房间我需要每小时抽风500立方，要怎么求出它的风机的功率，管道等。还有风速和立方怎么算出来的，比如说0.1或0.5米每秒的风速多长时间可以抽100立方或500立方的风？以上的两个问题要求有个计算公式，公式中的符号要注明。