论吸油烟机的风道设计

唐奇

摘 要：本文主要从厨房通风量的计算和吸油烟机的风道设计两方面，探讨了吸油烟机的风道设计，并分析了叶轮结构改进、蜗壳结构改进以及降噪技术的处理。

关键词：吸油烟机；风道；蜗壳；降噪；设计

0 引言

随着经济的快速发展，我国居民生活水平日益提高，厨房中吸油烟机的普及率已经相当高。吸油烟机的性能好坏，如通风量的大小、噪声的控制、效率的高低等，对于室内生活环境的改善以及实现节能减排的目标都具有非常重要的意义。根据对吸油烟机市场的销售以及运营调研，发现不少吸油烟设备存在一定的设计缺陷或者设计不完善的地方，从而导致吸油烟机效率不高，无法达到预期的设计目标。因此，针对吸油烟机设计进行相应的技术改造和降噪技术的处理等研究探讨，对于促进整个吸油烟机行业的发展，提高居民的生活水平等，具有一定指导和现实意义。

1 厨房通风量的计算

对于厨房通风量的计算，主要包括3个方面的内容：排风面的精确计算、局部排风量计算以及全面风量计算。

（1）排风量的精确计算，总排风量包括局部和全面排风量，根据热平衡原理：

式中：V为总排风量（m?/h）；Tp为厨房内温度（根据经验值取定：春夏季可取35℃；秋冬季可取15℃）；Ts为送风温度（℃）；Q为厨房内显热发热量（瓦）。

式中：Q1为厨房内设备散热量（瓦），主要是按照工艺水平要求，参考相关标准选取；Q2为厨房人员的散热量（瓦）；Q3为厨房照明设备散热量（瓦）；Q4为厨房外围结构冷负荷（瓦）。

（2）局部排风量计算，由于厨房内产生的油烟是通过集烟罩收集，并经由风机抽取至室外，因此集烟罩的排风量的计算结果直接关系到吸油烟机的通风量结果和效率。通常在平面尺寸上，集烟罩尺寸比灶边大约100mm，且高度应大于600mm小于700mm，而排风量的计算：

式中：V为排油烟量（m?/h）；P为排风罩周长（m）；H为排风罩与灶台面间距（m）。

（3）全面通风量计算，主要是根据总通风量同局部排风量之间差值进行计算：

式中：G为全面通风量（m?/h）；U为面风速（m/s）；h为时间（h）；μ为安全系数（1.1-1.2）。

2 吸油烟机的风道设计与改进

吸油烟机主要结构包括：集烟罩（拢烟）、箱体以及风道系统（风机），其中，进风口设置在集烟罩上，出风口设置在箱体上；风机的主体为蜗壳、电机和叶轮。

因此，对吸油烟机的风道系统设计与改进，主要从叶轮的改进、蜗壳结构的改进以及降噪技术的处理3个方面着手。

2.1 叶轮结构改进

对于叶轮的结构改进，结合流体力学CFD技术进行叶轮内部三维流动模拟分析发现：由于风机叶片过度弯曲，流道偏短，从而极易导致叶轮内出现脱流现象，从而大大降低吸油烟机的效率。因此，可改变叶轮的进风面数目和叶轮出口角等方法，提高风机的排风量。

（1）双侧进气轮。改变叶轮的进风面数目，即将原来的单面进风增加到双面。虽然单面进风时，可通过增大叶轮外径来提高进风量，但这会大大增加电机的负荷，综合能效会下降。而增加进风面，能够最大限度地利用电机侧区域，从而在改善叶轮内部流动的同时，极大提高吸油烟机进风量。HD吸油烟机在采用此方法后，进风量由原来的14m?/min增加到了17m?/min，效果显著。

（2）改变叶轮的出口角。叶轮的相关参数包括进口角、叶片数、出口角、直径等，其中出口角对进风量影响较大。一般的，对于多翼离心风机而言，其叶片出口角范围为160°～170°。当其他参数不变的情况下，将出口角控制到150°～170°之间时，吸油烟机的排风量将提升30%，同时，风压提高50%。

2.2 蜗壳结构改进

对于蜗壳而言，蜗壳内的流线直接影响着蜗壳内部的流动和气动性能的好坏。传统蜗壳型线的设计都是采用阿基米德型线、等矩形螺旋线以及不等距型螺旋线。实际中，为匹配吸油烟机的箱体尺寸，需进行蜗壳的切割，从而影响到蜗壳内部的流场。为最大限度地降低这类影响，可假设叶轮出口为出发点，建立对应的流动连续方程，并通过迭代计算，得到最合适的蜗壳型线，进而最大限度降低气流分流，提高风机的风压和风量。

3 降噪技术处理

吸油烟机的噪音一直是该行业内面临的重要问题，对吸油烟机的降噪处理主要是从风机的机构设计和制造方面着手。对风机结构进行合理选型、优化，采用先进的制造工艺进行设备的生產和装配，控制好机械的振动，从而有效降低吸油烟机的振动和噪声。基于频谱分析来进行吸油烟机的振动和噪声测试，降低吸油烟机的噪声以及提高声音品质。

参考文献

[1]吕立丰，李伟，顾正东.吸油烟机双面均匀进风风机系统的研究[J].中国新技术新产品，2015，（5）：52.

[2]马勋举.基于负压原理的新型抽油烟机结构与功能设计[J].机电技术，2015，（5）：24-26.