李繼超 王伯燕 孫軒 徐傳芳

1.中國(guó)家用電器研究院 北京 100037；

2.中家院（北京）檢測(cè)認(rèn)證有限公司 北京 100176；

3.安徽中認(rèn)倍佳科技有限公司 安徽滁州 239000

1 引言

有研究表明，在誘發(fā)肺癌的非吸煙女性中，超過60%的女性長(zhǎng)期接觸廚房油煙。排煙效果不佳的廚房環(huán)境，對(duì)于健康造成的危害很大。也正因?yàn)槿绱?，吸油煙機(jī)現(xiàn)已成為現(xiàn)代家庭必不可少的家用電器之一。作為凈化廚房環(huán)境的電器，吸油煙機(jī)產(chǎn)品也一直在經(jīng)歷著更新?lián)Q代，現(xiàn)在市場(chǎng)銷售的吸油煙機(jī)不僅有傳統(tǒng)的中式煙機(jī)，還有新潮的側(cè)吸式煙機(jī)和潛吸式煙機(jī)。不少消費(fèi)者認(rèn)為，吸油煙機(jī)的排煙效果與風(fēng)量有關(guān)，風(fēng)量越大則代表使用效果越好。普通住宅由于公共煙道的限制，當(dāng)吸油煙機(jī)的風(fēng)量超過15 m3/min，再繼續(xù)增大風(fēng)量對(duì)提升排煙效果并沒有任何幫助。風(fēng)量過大不僅不能發(fā)揮更好的排煙效果，而且還會(huì)對(duì)烹飪時(shí)產(chǎn)生的油煙流動(dòng)方向產(chǎn)生干擾，造成油煙氣體向四周擴(kuò)散，沒有起到聚攏油煙的作用，排煙效果會(huì)大打折扣。風(fēng)量越大，隨之產(chǎn)生的噪聲也越大。

吸油煙機(jī)的風(fēng)量是指靜壓為0 Pa時(shí)，吸油煙機(jī)單位時(shí)間內(nèi)輸送的氣體體積。GB/T 17713—2011標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定吸油煙機(jī)的風(fēng)量應(yīng)大于等于7 m3/min。風(fēng)量越大，越能快速及時(shí)地將廚房里大量的油煙吸排干凈，研究表明，一般吸油煙機(jī)風(fēng)量為12～15 m3/min最佳。吸油煙機(jī)排油煙能力的大小主要看吸油煙機(jī)在灶面產(chǎn)生油煙的區(qū)域能產(chǎn)生多大的負(fù)壓區(qū)域，另外還有風(fēng)量有多大，而排出去的效率主要在于風(fēng)壓的大小。理論上來講，在渦輪跟內(nèi)腔設(shè)計(jì)合理的情況下，一般風(fēng)量越大的吸油煙機(jī)，風(fēng)壓也就越大。由于我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的更新比IEC標(biāo)準(zhǔn)的更新速度慢，所以國(guó)標(biāo)和IEC標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)吸油煙機(jī)風(fēng)量的測(cè)試方法存在一些差異，在吸油煙機(jī)產(chǎn)品出口到歐洲時(shí)，需要注意產(chǎn)品性能標(biāo)準(zhǔn)的差異。

2 國(guó)內(nèi)風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)

目前國(guó)內(nèi)吸油煙機(jī)的風(fēng)量測(cè)試依據(jù)GB/T 17713—2011，利用孔板進(jìn)行測(cè)量，孔板測(cè)量系統(tǒng)示意圖見圖1。孔板的存在會(huì)使得板的上游側(cè)與下游側(cè)產(chǎn)生一個(gè)靜壓差，通過采集這個(gè)靜壓差、空氣密度、孔板的流量系數(shù)和孔板開孔直徑可計(jì)算出該孔板工況點(diǎn)的試驗(yàn)工況下的被測(cè)吸油煙機(jī)風(fēng)量。變換不同開孔直徑的孔板，可以測(cè)得不同工況點(diǎn)被測(cè)吸油煙機(jī)風(fēng)量?？装鍦y(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部流量近似分布如圖2所示。

圖1 孔板式風(fēng)量測(cè)試裝置[1]

圖2 孔板測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部流量近似分布圖[2]

按照GB/T 17713—2011要求對(duì)某型號(hào)吸油煙機(jī)進(jìn)行風(fēng)量、風(fēng)壓測(cè)試，同時(shí)還測(cè)得功率和全壓效率兩個(gè)參數(shù)，測(cè)試結(jié)果見表1和圖3。

通過分析表1和圖3，吸油煙機(jī)的風(fēng)壓隨著風(fēng)量的增大而減小，風(fēng)量隨著功率的增大而增大。該樣機(jī)在11號(hào)孔板工況點(diǎn)的效率最高；風(fēng)量在10～14 m3/min之間，樣機(jī)全壓效率最好。在風(fēng)量超過15 m3/min之后的工況點(diǎn)，風(fēng)量大的同時(shí)，樣機(jī)的功率也隨之變大，效率反而是下降的。

圖3 吸油煙機(jī)功率-靜壓-風(fēng)量-效率曲線

表1 按照GB/T 17713的吸油煙機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓測(cè)試數(shù)據(jù)

3 國(guó)際風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)

吸油煙機(jī)的IEC性能標(biāo)準(zhǔn)IEC 61591: 2019中規(guī)定可以用孔板、噴嘴和文丘里噴嘴、文丘里管三種方式來測(cè)量風(fēng)量和最佳效率點(diǎn)。噴嘴式吸油煙機(jī)性能測(cè)試裝置的示意圖見圖4。

圖4 噴嘴式吸油煙機(jī)性能測(cè)試裝置[3]

使用噴嘴式性能測(cè)試裝置對(duì)同一臺(tái)吸油煙機(jī)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)見表2，曲線見圖5。

由表2和圖5可以看出，吸油煙機(jī)的風(fēng)壓同樣隨著風(fēng)量的增大而減小，風(fēng)量隨著功率的增大而增大。該樣機(jī)在12號(hào)測(cè)試工況點(diǎn)的效率最高；風(fēng)量在10～13 m3/min之間，全壓效率最好。在風(fēng)量超過15 m3/min之后的工況點(diǎn)，風(fēng)量大的同時(shí)，樣機(jī)的功率也隨之變大，效率同樣也是下降的。

圖5 吸油煙機(jī)功率-靜壓-風(fēng)量-效率曲線

表2 用噴嘴式性能測(cè)試裝置測(cè)得數(shù)據(jù)

4 不同測(cè)試方法數(shù)據(jù)對(duì)比

將同一臺(tái)吸油煙機(jī)通過孔板式性能測(cè)試裝置和噴嘴式性能測(cè)試裝置得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析。選取功率相近的工況點(diǎn)，對(duì)比這些工況點(diǎn)的靜壓、風(fēng)量和全壓效率，詳見表3。

由表3數(shù)據(jù)對(duì)比，相同功率下，孔板式性能測(cè)試設(shè)備的測(cè)試數(shù)據(jù)中靜壓、風(fēng)量和全壓效率都稍高于噴嘴式性能測(cè)試設(shè)備的測(cè)試數(shù)據(jù)。這個(gè)差異是由于噴嘴式性能測(cè)試裝置的壓力損失Δω造成的。由ISO 5167-3標(biāo)準(zhǔn)可知，噴嘴式性能測(cè)試裝置的壓力損失Δω與差壓Δp的關(guān)系如下式：

表3 功率相近的工況點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比

式（1）中：

β-噴嘴直徑d與上游管道直徑D之比；

C-噴嘴排出系數(shù)。

由于風(fēng)室噴嘴的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于風(fēng)室直徑，所以β可以取作0。所以該壓力損失是鄰近一次裝置的上游側(cè)D處測(cè)得的管壁壓力與一次裝置下游側(cè)6D處測(cè)得的管壁壓力之間的靜壓差。噴嘴具有較低的壓力損失以及對(duì)氣流擾動(dòng)較小的靈敏度，而孔板會(huì)產(chǎn)生較高的壓力損失。對(duì)于吸油煙機(jī)風(fēng)量測(cè)試，孔板測(cè)試裝置能夠在流量測(cè)量的同時(shí)控制壓降。圖6給出了不同類型測(cè)試裝置對(duì)應(yīng)的壓力損失和裝置前后大致的差壓數(shù)值。

圖6 不同測(cè)試裝置壓力損失和差壓[4]

5 結(jié)語(yǔ)

通過本文的研究，在使用不同測(cè)試設(shè)備測(cè)量吸油煙機(jī)風(fēng)量時(shí)，需要考慮因?yàn)樵O(shè)備的差異對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。由于歐洲吸油煙機(jī)產(chǎn)品使用過程中受煙道影響較小，IEC 61591:2019標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試吸油煙機(jī)風(fēng)量時(shí)沒有考慮公共煙道對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。建議IEC 61591標(biāo)準(zhǔn)今后修訂時(shí)能統(tǒng)一測(cè)試方法，使標(biāo)準(zhǔn)更具可操作性，考慮公共煙道對(duì)吸油煙機(jī)性能的影響。同時(shí)也建議GB/T 17713標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)針對(duì)我國(guó)吸油煙機(jī)的使用環(huán)境，在考核吸油煙機(jī)風(fēng)量時(shí)考慮公共煙道壓力的影響。