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      淺談商業餐飲排油煙系統的設計及應用

      發表時間:2021-07-08  |  點擊率:224
        程志芳
       
        安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801
       
        摘 要:通過對商業項目餐飲排油煙設計經驗總結,介紹傳統排油煙設計思路與原則,延伸提出排油煙系統精細化設計的概念,并探討排油煙系統控制方式,避免資源浪費,以保證商業餐飲排油煙系統的達到節能運行。
       
        關鍵詞:排油煙;精細化;控制;節能;餐飲油煙監測云平臺;安科瑞
       
        0 前言
       
        近年來,商業綜合體的開發中,隨著實體零售業的蕭條,餐飲在商業的占比越來越高,從20%到50%,還有些項目提出預留100%的可做餐飲條件,代價雖高,但都是為了商鋪更好地招商,因為餐飲不僅本身對商業人住率有保證,同時對商業零售也有一定的引流作用,可帶動整個商業的人流和銷售額,餐飲既然能發揮如此重要的作用,那么餐飲的規劃和設計就變得更加讓人重視,而對于機電設計來說,就是排油煙系統的規劃和設計,它不僅影響某個餐飲商鋪的成敗,如果商業內存在油煙串味等通風問題,直接影響到整個商業的品質。
       
        一套完整的餐飲排油煙系統最基本的組成,包括廚房排油煙罩,風管,閥門,油煙凈化器和風機組成。但其實很多項目前期設計都不會考慮廚房排油煙罩的設計,往往只是根據餐飲商鋪的廚房面積為其預留豎井及排出接口,通過餐飲面積估算排油煙風量,對排油煙風機及油煙凈化器進行選型,項目按此選型招標實施,如此粗放的廚房排油煙設計在商業項目中比比皆是。這種項目操作思路不僅難以滿足環評的要求,也給排油煙系統節能優化帶來了很大的空間,近年來市場上開始有廠商看到了其中的商業利益,試圖開始介入整個排油煙系統的產品和系統控制研究,個人在項目設計中也曾做過很多思考,希望通過本篇文章和大家一起探討。
       
        1.傳統排油煙系統的規劃原則和設計思路
       
        常規設計是在方案階段就開始配合建筑對廚房排油煙系統進行了規劃,在進行排油煙系統設計時,一般會先對商管餐飲落位進行復核,根據機電系統本身設計要求及政府部門環評報告,對業態區域劃分提出意見和建議,包括排油煙條件、隔油條件、燃氣條件及電力條件等,若機電全可實現,則說明此商鋪可作為餐飲商鋪,暖通將與建筑進一步配合,對廚房排油煙系統進行的初步路由規劃,確定排油煙管井及設備安裝的位置。
       
        然而,排油煙系統只是廚房通風系統的一部分,廚房通風系統應整體設計規劃,它包括排油煙系統,補風系統,平時排風系統,事故排風系統和值班通風系統,各個系統設計均存在一定的關聯,由于本文篇幅有限,僅圍繞排油煙系統這一分支進行探討。
       
        1.1 系統風管敷設半徑
       
        系統風管敷設半徑宜控制在30m內,不建議超過50m。該條主要考慮油煙管道風速越大或管道越長,沿程阻力就越大。另外,排油煙管道需要有2%的坡度,管線長坡度大,勢必影響室內凈高。
       
        1.2 排油煙系統
       
        面積較小的餐飲商鋪可以考慮合用一個排油煙系統,按面積劃分,這里建議最多4個商鋪一起合用(圖2),大面積餐飲(300 m2以上)建議設計獨立的系統。
       
        每個小商鋪都設置一套會增加管井占地面積,增加前期投入費用,增加設備擺放的空間,
       
        同時也會增加運維的成本,所以目前大型商業項目中對于面積較小的餐飲商鋪排油煙系統還是以合用為主。然而,合用數量建議不超過4個,主要是考慮設備故障檢修時,不至于影響太多商鋪,另外一方面,能更便于實現風機變頻節能控制。
       
        對于大面積的餐飲商鋪采用獨立系統,是考慮一些品牌餐飲商鋪的需求,獨立系統保障性較高。對于招租大的客戶比較有利,一些大的品牌客戶有自己的設備供應商,在租下店鋪后廚房排油煙系統由自己工程部施工安裝。另外,大型品牌餐飲一般排油煙風量都比較大,如與小餐飲合用,會帶來風量上的不平衡,甚至會導致小餐飲的油煙排不出去,嚴重的還會造成倒灌。
       
        1.3 油煙排放規范要求。
       
        1)排放濃度與效率
       
        根據《飲食業油煙排放標準》GB 18483.2001中4.2條的規定,飲食業單位油煙的最高允許排放濃度為2.0 mg,m3,油煙凈化設備的低去除效率。
       
        目前上海、深圳等城市對現有和新建的飲食業單位油煙允許排放濃度都比國家要求更低,為1.0 mg/m3,油煙凈化設備低去除效率為90%。
       
        2)與周邊目標的間距要求
       
        一般要求是經油煙凈化后的油煙排放口與周邊環境目標距離不應小于20 m。經油煙凈化和除異味處理后的油煙排放口與周邊環境目標的距離不應小于10m。
       
        對于油煙的排放,各地環保部門要求也越來越嚴格,繼上海后深圳也出臺相關檢測的規定。上海市2019年1月1日起開始實施新的《餐飲業油煙污染控制技術規范》。
       
        以上可以看出對于油煙的排放,各地環保部門的要求越來越嚴格,這不僅僅要求廠商在制造標準上提高技術水準,同時也在項目的排油煙系統實施上也提出了更高的要求。對于設計人員來說,需要在系統的設計控制上做更多的研究,以滿足實時監測環保和系統運行節能的要求,而粗放式的設計則會存在很大的風險。
       
        2.商業餐飲廚房排油煙精細化設計思路
       
        2.1 設計思路
       
        目前絕大部分商業餐飲廚房排油煙設計是“粗放”型的,主要體現在以下三個方面:
       
        1)在油煙排放規劃設計的時候項目招商還沒開始,根本就沒法確定客戶是誰?使用需求是什么?但是油煙管井、設備容量及安裝位置等在施工圖設計階段又不能不考慮,否則后期樓板開洞,影響建筑平面布置及結構強度,也會影響開業商戶的使用。
       
        2)前期設計管理這邊經常擔心的是預留量不夠,排油煙機的選型上基本是按照最大的可能性去考慮的,開發商“總結”出的設計標準中很多要求排油煙的換氣次數為6-80次/h。
       
        3)系統控制是粗放的,排油煙風機一般定頻或雙速運行,按時啟停。
       
        商業餐飲廚房排油煙如何做到精細化的設計?從個人多年的設計經驗來看,商業餐飲的排油煙設計不能一步到位,需要分三步走。
       
        第1步:一次機電主要工作是對餐飲條件進行落實,對餐飲油煙排放路由進行規劃,預留水平干管、豎向管井和屋面或設備機房位置。
       
        第2步:待招商確認或者餐飲品牌進場裝修時,確認每個商鋪實際灶頭個數,形式和排油煙量需求,對支管,風機及油煙凈化設備進行選型。
       
        第3步:待一套系統安裝完成,用戶裝上油煙罩后進行聯合調試,考慮不同灶頭風量需求,調整風機頻率或者設定好風機的運行頻率。
       
        2.2 設計選型
       
        精細化設計仍然需要遵循以上傳統排油煙系統設計的規劃原則,只是在具體實施上應該更加貼合實際需求。在一次機電可以根據商管的餐飲業態初步落位,按照預估量把管井,設備位置,荷載以及用電量預留下來,再把設備在一次機電施工圖中繪制出來,但需要備注僅作為預留條件參考,該系統應進行二次深化設計,設備及系統根據二次深化設計進行招標采購并實施。
       
        目前商業的餐飲商鋪內的末端一般由小業主自己實施,如果要做到精細化設計,就要進行二次深化設計,在二次深化設計中,要收集餐飲店鋪的灶頭形式、數量,排油煙量需求信息,另外,是否在租戶內設置風機,如設置風機,屋面風機不需要考慮店鋪內的壓損,但需要小業主設置與租戶風機連鎖啟閉的電動閥。
       
        如不設置風機,屋面風機要考慮最不利點的壓力損失,對于租戶來說需要考慮一次油煙凈化,多數采用的是機械式油煙凈化,內置紫外線凈化裝置。紫外線凈化裝置的基本原理是:利用紫外線(UvC)產生的臭氧等物質的強氧化性,氧化油煙等氣態污染物,并通過長時間的照射,礦化油脂等。
       
        這種設備的阻力較大,在罩口設計風速1.1 111/s的情況下大約有150 Pa的阻力。在主風機選型時,風量應按設備風量考慮損失之和進行選型,并需要考慮到小業主選型油煙罩的阻力。而主管道上油煙凈化器選型一般選用靜電形式,模塊拼裝,選型時的風量應大
       
        于主風機的風量才能保證凈化效果。另外,結合自動控制需求,需要協調小業主在灶頭的支管上安裝電動閥門,以連鎖風機的變頻調節(如圖6)。
       
        2.3 控制策略
       
        排油煙系統設計和設備選型的合理性是保證系統正常運行的前提,相比前期設計和選型,后期的運行管理中在不同時間,不同負載情況下,如何合理控制風機的開啟和風量,達到節約能源的目的顯得更為重要。如之前所說,目前大多數商業餐飲還是粗放型,也主要體現在油煙系統的控制上。目前商業餐飲上屋面的主排油煙系統是以物業按時間控制為主,多數情況下采用的是雙速風機,在低負荷時段低速運行,在就餐高峰時段高速運行,在非營業時段關閉風機。
       
        當然也有商業項目考慮過節能,嘗試采用屋面風機變頻,在風道內設置壓力傳感器,但據了解因為油煙會造成壓力傳感器的失靈,效果并不佳。在多租戶或多灶頭的情況下,如何避免一開全開,一開就較大風量運行的粗放控制?
       
        設計中通過不斷思考,同時與一些設備廠家溝通了解,希望在設計中不斷改進方法。目前對于多用戶或多灶頭,個人探索出以下這種比較好的控制方式:
       
        1)對于多租戶的情況,屋面的主風機負擔管井及公共主管道內的壓損,小租戶內設置風機負擔自有管段的壓損,這種情況下將租戶風機與屋面主風機進行連鎖,并對應每臺租戶風機約定屋面主風機的頻率,讓主風機對應租戶風機風量運行,以達到節能效果。
       
        2)對于一戶多灶頭的情況,一般不考慮在租戶內設置風機,在屋面設置主風機負擔整個系統的壓損(含油煙罩),這種情況下在每個灶頭的支管上設置電動閥,將電動閥與屋面風機連鎖,將每個灶頭的風量與屋面主風機的頻率進行約定,在開啟不同灶頭時對應屋面風機不同頻率運轉,以達到節能效果。
       
        以上兩種情況,甚至可以考慮在煙罩口部設置溫度探測器,當達到某個溫度,該煙罩電動閥自動打開。如果是多租戶情況,并連鎖租戶內風機開啟,每個煙罩風量即對應主風機一個轉速,同時在每個廚房給對應電動閥設置一個對應啟閉按鈕,通過干接點的方法,每開或關一個閥門就給主風機一個疊加風量計算結果信號,使主風機轉速達到風量檔位上,從而獲得所需風量,直到動閥關閉而關閉主風機。
       
        3.安科瑞AcrelCloud3500餐飲油煙監測云平臺
       
        為了彌補現存餐飲行業在煙油監測上的漏洞,同時便利監管部門的監察,安科瑞油煙監測云平臺應運而生。油煙監測模塊通過2G/4G與云端平臺進行通信和數據交互,系統能夠對企業餐飲設備的開機狀態、運行狀態進行監控;實現開機率監測,凈化效率監測,設施停運
       
        告警,待清洗告警,異常告警等功能;對采集數據進行統計分析、排名等統計功能;較之傳統的靜電監測方案,更具實效性。平臺預留與其他應用系統、設備交互對接接口,具有很好的擴展性。
       
        3.1 平臺結構
       
        平臺GIS地圖采集餐飲油煙處理設備運行狀態和油煙排放的濃度數據,自動對超標排放及異常企業進行提示預警,監管部門可迅速進行處理,督促餐飲企業整改設備,并定期清洗、維護,實現減排環保,不擾民等目的?,F場安裝監測終端,持續監測油煙凈化器的工作狀態,包括設備運行的電流、電壓、功率、耗電量等等,同時結合排煙口的揮發性物質、顆粒物濃度等進行對比分析,一旦排放超標,系統會發出異常信號。
       
        ■ 油煙監測設備用來監測油煙、顆粒物、NmHc等數據
       
        ■ 凈化器和風機配合對油煙進行凈化處理,同時對凈化設備的電流、電壓進行監測
       
        ■ 設備通過4G網絡將采集的數據上傳至遠程云端服務器
       
        3.2平臺主要功能
       
        (1)在線監測
       
        對油煙排污數據的監測,包括油煙排放濃度,顆粒物,NmHc等數值采集監測;同時對監控風機和凈化器的啟停狀態、運行數據進行監測。
       
        (2)告警數據監測
       
        系統根據采集的油煙數值大小,產生對應的排放超標告警;對凈化器的運行數據分析,上傳凈化設備對應的運行、停機、故障等告警事件。
       
        (3)數據分析
       
        運行時長分析,離線分析;告警占比、排名分析;歷史數據統計等。
       
        (4)隱患管理
       
        系統對采集的告警數據分析,產生對應的隱患記錄,派發、處理隱患,及時處理告警,形成閉環。
       
        (5)統計分析
       
        包括時長分析、超標分析、歷史數據、分析報告等模塊。
       
        (6)基礎數據維護
       
        個人信息、權限維護,企業信息錄入,對應測點信息錄入等。
       
        (7)數據服務
       
        數據采集,短信提醒,數據存儲和解析。
       
        3.3 油煙監測主機
       
        油煙監控主機是現場的管理設備,實時采集油煙濃度探測器和工況傳感器的信號,進行數據處理,通過有線或無線網絡通訊將數據傳輸到服務器平臺。同時,對本地數據進行存儲,監控現場設備狀態,提供人機操作界面。
       
        4.結語
       
        地產行業閉著眼睛也能盈利的黃金時代已經過去,接下來更長的時間內地產業會朝著精細化方向發展。目前來說很多商業餐飲的交付模式還是毛坯交付,很難從項目本身做到更精細化。但是根據地產行業市場環境的變化、國家和地方陸續出臺排油煙排放標準,開發商或者物業也承擔更多的責任,這必將改變現在商業的交付形式,讓開發商更加注重項目品質和運行的節能性,排油煙系統的精細化設計和實施是大勢所趨,環保與節能是未來地產開發的必然方向。
       
        【參考文獻】
       
        [1]李華.商業綜合體餐飲排油煙方案規劃與系統設計[J].中國工程咨詢,2014,(9):26.28
       
        [2]民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范(衄50736.2012)[S].北京:中國建筑工業出版社。2012
       
        [3]餐飲業油煙排風標準(GBl8483.2001)[s].北京:中國建筑工業出版社。2001
       
        [4]劉莉.商業餐飲排油煙系統精細化設計探討.[J].建筑熱能通風空調.
       
        [5]安科瑞AcrelCloud-3500餐飲油煙監測云平臺.2020.05版.
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