商用廚房油煙凈化與導(dǎo)流通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著近幾十年來我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國餐飲業(yè)也發(fā)展迅猛,同時(shí),節(jié)能、環(huán)保及公眾的健康意識也日益增強(qiáng)。而廚房作為餐飲業(yè)建筑中至關(guān)重要的場所,油煙污染防治和能耗控制等水平相對落后,目前普遍存在油煙污染嚴(yán)重、能耗高、熱舒適性差等問題,廚房室內(nèi)環(huán)境急待改善。在開發(fā)合理有效的油煙凈化設(shè)施的同時(shí),非常有必要探求一種新型高效的油煙污染防治方式及通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),以進(jìn)一步改善廚房的工作環(huán)境,提高廚房舒適性,進(jìn)而在保證排除污染物的前提下有效降低廚房的運(yùn)行能耗

2、。
　　 廚房在作業(yè)過程中,會產(chǎn)生大量的油煙和蒸汽以及熱量,需要及時(shí)、高效地捕集和排放,最大限度地防治油煙污染。對商用廚房而言,設(shè)置局部通風(fēng)和全面通風(fēng)系統(tǒng)是非常必要和必須的。作為局部通風(fēng)系統(tǒng)的主要部件之一,脫排煙罩要求具備良好的捕集油煙性能,且結(jié)構(gòu)合理、美觀。全面通風(fēng)的首要目的就是保證廚房內(nèi)保持一定負(fù)壓的同時(shí),還有優(yōu)良的空氣品質(zhì)。
　　 目前,作為脫排煙罩的優(yōu)選品種之一,運(yùn)水煙罩及其油煙凈化技術(shù)應(yīng)用廣泛,但設(shè)計(jì)多基于經(jīng)驗(yàn)

3、,對機(jī)理、凈化效果的研究尚處于定性分析階段。同時(shí),傳統(tǒng)的混合通風(fēng)方式很難較好地同時(shí)解決空調(diào)節(jié)能與獲得良好室內(nèi)空氣品質(zhì)的問題。針對以上兩個(gè)難題,在大量調(diào)研和多年工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)累積的基礎(chǔ)上,本文將新型節(jié)能的置換通風(fēng)方式引入商用廚房通風(fēng)設(shè)計(jì)中,并將導(dǎo)流裝置系統(tǒng)和運(yùn)水凈化系統(tǒng)應(yīng)用在脫排煙罩的設(shè)計(jì)上,建立了新型高效的廚房油煙凈化和導(dǎo)流通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng),有效防治油煙污染和創(chuàng)造廚房室內(nèi)的優(yōu)良環(huán)境。采用理論分析、試驗(yàn)研究和CFD(Compuational F

4、luid Dynamics)數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,系統(tǒng)而深入地開展了運(yùn)水煙罩內(nèi)的核心部件-噴頭的工作性能及廚房置換通風(fēng)和混合通風(fēng)方式的研究。主要研究工作和創(chuàng)造性成果有:
　　 1.分析商用廚房的室內(nèi)環(huán)境特點(diǎn),全面地總結(jié)了商用廚房油煙污染防治及通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)形式等。首次在AutoCAD平臺下完成了可通用于一般建筑的冷負(fù)荷計(jì)算軟件系統(tǒng)的開發(fā)。
　　 2.對廚房局部通風(fēng)系統(tǒng)的重要部件,即采用液體洗滌法中集油

5、煙捕集與油煙過濾裝置于一體的運(yùn)水煙罩進(jìn)行了工作原理及凈化機(jī)理分析。首次對運(yùn)水煙罩內(nèi)油煙凈化核心部件-噴頭的噴霧凈化過程開展了系統(tǒng)深入的多方案數(shù)值模擬、試驗(yàn)測試及正交試驗(yàn)研究。研究揭示了噴頭噴射、霧化等油煙凈化的機(jī)理等。
　　 3.對廚房通風(fēng)氣流流動建立了三維數(shù)學(xué)物理模型,采用室內(nèi)零方程模型,對某模型廚房置換通風(fēng)開展數(shù)值模擬,通過和試驗(yàn)測試結(jié)果的對比,驗(yàn)證了本文所建模型的正確性。隨后針對上海希科酒店設(shè)備有限公司的實(shí)際工程——上海達(dá)

6、豐電腦松林會所中餐廚房的烹飪問進(jìn)行了傳統(tǒng)混合通風(fēng)和新型置換通風(fēng)的設(shè)計(jì),采用上述經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證過的數(shù)學(xué)模型開展數(shù)值模擬。明確得出了“置換通風(fēng)用于廚房,無論是熱舒適性方面,還是室內(nèi)空氣質(zhì)量方面,均優(yōu)于混合通風(fēng)”的結(jié)論,論證了置換通風(fēng)方式用于商用廚房的可行性。
　　 4.針對上述中餐廚房烹飪間,設(shè)計(jì)了16種置換通風(fēng)方案。首次對商用廚房的置換通風(fēng)方式開展了多方案且系統(tǒng)的從室內(nèi)速度場、溫度場、CO2濃度場、空氣齡到PMV-PPD指標(biāo)方面的數(shù)

7、值模擬對比分析和優(yōu)化。研究結(jié)果表明,采用置換通風(fēng)系統(tǒng)的廚房室內(nèi)氣流分布穩(wěn)定,人員呼吸區(qū)空氣較新鮮,有助于控制室內(nèi)工作區(qū)的污染；在廚房室內(nèi)置換通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證送風(fēng)速度小于0.25m/s、送風(fēng)溫度不低于20℃等。這些結(jié)論都為廚房置換通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。
　　 5.對商用廚房排油煙系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對廚房自身的特點(diǎn),對系統(tǒng)本身、關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)、送風(fēng)溫度和速度等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),首次建立了一套新型、高效、節(jié)能、環(huán)保、安