课题组张承全、阳帆研究了多灶运行下商业厨房的需求排风量及补风的影响

论文解读

油烟对人体危害极大，通风是控制油烟的有效手段。在商用厨房多灶头的复杂工况下，如何确定排风量和优化补风是厨房通风领域的研究难点。为解决上述问题，该研究以上海某商业厨房的方形炒锅、圆形炒锅和万能蒸烤箱等典型灶具为研究对象，以捕集效率以及吸入引子为评价指标，采用 CFD仿真并通过现场测试验证，计算排气罩的需求排气量。分析了排风量和补风方式对污染控制的影响，探讨了补风和多灶运行策略对需求排风量的影响及其机理。合理的补风方式为20%-40%岗位补风+ 60%-80%天花板补风。优化补风可使需求排风量减少 20%。如果同时开启需求排风量不同的相邻灶具，则可将需求排风量进一步降低 10%。这项工作为商用厨房通风系统的设计提供了参考价值，从而为厨房员工提供了健康的工作环境。该成果发表在中科院二区期刊《Journal of Building Engineering》，影响因子为6.4，论文第一作者为课题组博士后张承全，合作老师为高军教授。

论文信息

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.109274.

研究结果

 1）商业厨房灶具种类繁多，根据散发源特性选取的典型灶具分别为方形炒锅、圆形炒锅和万能蒸烤箱，以排污效率和吸入因子为评价指标，通过CFD模拟确定了典型灶具在不同工作模式下的需求排风量，方形炒锅加热/取餐模式需求排风量均为4500 m³/h，圆形炒锅需求排风量为6000 m³/h，万能蒸烤箱加热/取餐模式需求排风量分别为1500 m³/h和4000 m³/h。同时，将单灶排风量作和得到多灶组合工况需求排风量，仍能保证多灶工况下的污染物控制效果满足要求。

（2）研究了4种补风方式下的排烟罩污染物控制效果，分别为罩前补风+天花板补风、罩前补风+贴附补风、岗位补风+天花板补风和岗位补风+贴附补风。在典型灶具不同工作模式下，岗位补风+天花板补风均能达到较好的污染物控制效果，在多灶不同工作模式下，岗位补风+天花板补风均能达到最佳污染物控制效果。建议的补风方式为岗位补风承担20%~40%总补风量+天花板补风承担60%~80%总补风量。

（3）商业厨房气流组织的优化可带来需求排风量的降低，第一，通过优化补风，可以显著减少或消除排烟罩边缘和呼吸区的涡旋，降低油烟污染物的逃逸风险，为典型灶具单独使用或多灶工况带来20%的排风量降低。第二，多灶工况下开启相邻不同需求排风量的灶具时，高低排风量的组合可以使灶具热羽流收缩，扩散范围减小，在补风优化的基础上进一步带来10%的排风量降低。

相关图表

图1. 商业厨房及其通风空调系统

图2. 方形炒锅加热模式不同补风方式及比例结果汇总

 (a)罩前孔板0%+天花板100%      (b)罩前孔板20%+天花板80%

 (c)罩前孔板80%+贴附20%      (d)罩前孔板100%+贴附0%

 (e)岗位20%+天花板80%      (f)岗位100%+天花板0%

 (g)岗位0%+贴附100%      (h)岗位20%+贴附80%

图3. 厨房空间速度矢量图（X = 1.45）