吸油烟机风量测试研究

李继超 王伯燕 孙轩 徐传芳

1.中国家用电器研究院 北京 100037；

2.中家院（北京）检测认证有限公司 北京 100176；

3.安徽中认倍佳科技有限公司 安徽滁州 239000

1 引言

有研究表明，在诱发肺癌的非吸烟女性中，超过60%的女性长期接触厨房油烟。排烟效果不佳的厨房环境，对于健康造成的危害很大。也正因为如此，吸油烟机现已成为现代家庭必不可少的家用电器之一。作为净化厨房环境的电器，吸油烟机产品也一直在经历着更新换代，现在市场销售的吸油烟机不仅有传统的中式烟机，还有新潮的侧吸式烟机和潜吸式烟机。不少消费者认为，吸油烟机的排烟效果与风量有关，风量越大则代表使用效果越好。普通住宅由于公共烟道的限制，当吸油烟机的风量超过15 m3/min，再继续增大风量对提升排烟效果并没有任何帮助。风量过大不仅不能发挥更好的排烟效果，而且还会对烹饪时产生的油烟流动方向产生干扰，造成油烟气体向四周扩散，没有起到聚拢油烟的作用，排烟效果会大打折扣。风量越大，随之产生的噪声也越大。

吸油烟机的风量是指静压为0 Pa时，吸油烟机单位时间内输送的气体体积。GB/T 17713—2011标准规定吸油烟机的风量应大于等于7 m3/min。风量越大，越能快速及时地将厨房里大量的油烟吸排干净，研究表明，一般吸油烟机风量为12～15 m3/min最佳。吸油烟机排油烟能力的大小主要看吸油烟机在灶面产生油烟的区域能产生多大的负压区域，另外还有风量有多大，而排出去的效率主要在于风压的大小。理论上来讲，在涡轮跟内腔设计合理的情况下，一般风量越大的吸油烟机，风压也就越大。由于我国标准的更新比IEC标准的更新速度慢，所以国标和IEC标准中对吸油烟机风量的测试方法存在一些差异，在吸油烟机产品出口到欧洲时，需要注意产品性能标准的差异。

2 国内风量标准

目前国内吸油烟机的风量测试依据GB/T 17713—2011，利用孔板进行测量，孔板测量系统示意图见图1。孔板的存在会使得板的上游侧与下游侧产生一个静压差，通过采集这个静压差、空气密度、孔板的流量系数和孔板开孔直径可计算出该孔板工况点的试验工况下的被测吸油烟机风量。变换不同开孔直径的孔板，可以测得不同工况点被测吸油烟机风量。孔板测量系统内部流量近似分布如图2所示。

图1 孔板式风量测试装置[1]

图2 孔板测量系统内部流量近似分布图[2]

按照GB/T 17713—2011要求对某型号吸油烟机进行风量、风压测试，同时还测得功率和全压效率两个参数，测试结果见表1和图3。

通过分析表1和图3，吸油烟机的风压随着风量的增大而减小，风量随着功率的增大而增大。该样机在11号孔板工况点的效率最高；风量在10～14 m3/min之间，样机全压效率最好。在风量超过15 m3/min之后的工况点，风量大的同时，样机的功率也随之变大，效率反而是下降的。

图3 吸油烟机功率-静压-风量-效率曲线

表1 按照GB/T 17713的吸油烟机风量、风压测试数据

3 国际风量标准

吸油烟机的IEC性能标准IEC 61591: 2019中规定可以用孔板、喷嘴和文丘里喷嘴、文丘里管三种方式来测量风量和最佳效率点。喷嘴式吸油烟机性能测试装置的示意图见图4。

图4 喷嘴式吸油烟机性能测试装置[3]

使用喷嘴式性能测试装置对同一台吸油烟机进行测试，测试数据见表2，曲线见图5。

由表2和图5可以看出，吸油烟机的风压同样随着风量的增大而减小，风量随着功率的增大而增大。该样机在12号测试工况点的效率最高；风量在10～13 m3/min之间，全压效率最好。在风量超过15 m3/min之后的工况点，风量大的同时，样机的功率也随之变大，效率同样也是下降的。

图5 吸油烟机功率-静压-风量-效率曲线

表2 用喷嘴式性能测试装置测得数据

4 不同测试方法数据对比

将同一台吸油烟机通过孔板式性能测试装置和喷嘴式性能测试装置得到的数据进行比对分析。选取功率相近的工况点，对比这些工况点的静压、风量和全压效率，详见表3。

由表3数据对比，相同功率下，孔板式性能测试设备的测试数据中静压、风量和全压效率都稍高于喷嘴式性能测试设备的测试数据。这个差异是由于喷嘴式性能测试装置的压力损失Δω造成的。由ISO 5167-3标准可知，喷嘴式性能测试装置的压力损失Δω与差压Δp的关系如下式：

表3 功率相近的工况点数据对比

式（1）中：

β-喷嘴直径d与上游管道直径D之比；

C-喷嘴排出系数。

由于风室喷嘴的直径远远小于风室直径，所以β可以取作0。所以该压力损失是邻近一次装置的上游侧D处测得的管壁压力与一次装置下游侧6D处测得的管壁压力之间的静压差。喷嘴具有较低的压力损失以及对气流扰动较小的灵敏度，而孔板会产生较高的压力损失。对于吸油烟机风量测试，孔板测试装置能够在流量测量的同时控制压降。图6给出了不同类型测试装置对应的压力损失和装置前后大致的差压数值。

图6 不同测试装置压力损失和差压[4]

5 结语

通过本文的研究，在使用不同测试设备测量吸油烟机风量时，需要考虑因为设备的差异对测试结果的影响。由于欧洲吸油烟机产品使用过程中受烟道影响较小，IEC 61591:2019标准测试吸油烟机风量时没有考虑公共烟道对测试结果的影响。建议IEC 61591标准今后修订时能统一测试方法，使标准更具可操作性，考虑公共烟道对吸油烟机性能的影响。同时也建议GB/T 17713标准修订时针对我国吸油烟机的使用环境，在考核吸油烟机风量时考虑公共烟道压力的影响。