商用廚房油煙凈化與導流通風系統(tǒng)的優(yōu)化設計及數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著近幾十年來我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國餐飲業(yè)也發(fā)展迅猛,同時,節(jié)能、環(huán)保及公眾的健康意識也日益增強。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施的同時,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系統(tǒng)設計,以進一步改善廚房的工作環(huán)境,提高廚房舒適性,進而在保證排除污染物的前提下有效降低廚房的運行能耗

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、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,設置局部通風和全面通風系統(tǒng)是非常必要和必須的。作為局部通風系統(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。全面通風的首要目的就是保證廚房內(nèi)保持一定負壓的同時,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,運水煙罩及其油煙凈化技術(shù)應用廣泛,但設計多基于經(jīng)驗

3、,對機理、凈化效果的研究尚處于定性分析階段。同時,傳統(tǒng)的混合通風方式很難較好地同時解決空調(diào)節(jié)能與獲得良好室內(nèi)空氣品質(zhì)的問題。針對以上兩個難題,在大量調(diào)研和多年工程實踐經(jīng)驗累積的基礎上,本文將新型節(jié)能的置換通風方式引入商用廚房通風設計中,并將導流裝置系統(tǒng)和運水凈化系統(tǒng)應用在脫排煙罩的設計上,建立了新型高效的廚房油煙凈化和導流通風空調(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)而深入地開展了運水煙罩內(nèi)的核心部件-噴頭的工作性能及廚房置換通風和混合通風方式的研究。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,全面地總結(jié)了商用廚房油煙污染防治及通風系統(tǒng)的設計原則、設計方法和設計形式等。首次在AutoCAD平臺下完成了可通用于一般建筑的冷負荷計算軟件系統(tǒng)的開發(fā)。
　　 2.對廚房局部通風系統(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水煙罩進行了工作原理及凈化機理分析。首次對運水煙罩內(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、試驗測試及正交試驗研究。研究揭示了噴頭噴射、霧化等油煙凈化的機理等。
　　 3.對廚房通風氣流流動建立了三維數(shù)學物理模型,采用室內(nèi)零方程模型,對某模型廚房置換通風開展數(shù)值模擬,通過和試驗測試結(jié)果的對比,驗證了本文所建模型的正確性。隨后針對上海希科酒店設備有限公司的實際工程——上海達

6、豐電腦松林會所中餐廚房的烹飪問進行了傳統(tǒng)混合通風和新型置換通風的設計,采用上述經(jīng)過試驗驗證過的數(shù)學模型開展數(shù)值模擬。明確得出了“置換通風用于廚房,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”的結(jié)論,論證了置換通風方式用于商用廚房的可行性。
　　 4.針對上述中餐廚房烹飪間,設計了16種置換通風方案。首次對商用廚房的置換通風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)置換通風設計時應保證送風速度小于0.25m/s、送風溫度不低于20℃等。這些結(jié)論都為廚房置換通風系統(tǒng)的設計提供了理論指導。
　　 5.對商用廚房排油煙系統(tǒng)和通風系統(tǒng)進行了優(yōu)化設計。針對廚房自身的特點,對系統(tǒng)本身、關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)、送風溫度和速度等進行優(yōu)化設計,首次建立了一套新型、高效、節(jié)能、環(huán)保、安