吸油煙機(jī)及其他烹飪煙氣吸排裝置性能試驗(yàn)的影響因素

石峰 傅鴻博 高嘉祺

中國(guó)日用五金技術(shù)開(kāi)發(fā)中心

吸油煙機(jī)及其他烹飪煙氣吸排裝置是日常生活中家庭必備的家用電器，近些年來(lái)隨著百姓生活水平的提高原本的吸油煙機(jī)已經(jīng)不能完全滿足家庭的需求，一些新形態(tài)的烹飪煙氣吸排裝置（下吸式系統(tǒng)）逐漸出現(xiàn)在人們的視野中并占據(jù)一定的市場(chǎng)份額。然而，如集成灶等產(chǎn)品沒(méi)有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)范和引導(dǎo)。這對(duì)集成灶廠家和消費(fèi)者都帶來(lái)了較大的困擾。伴隨著新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的更改將新產(chǎn)品納入了檢驗(yàn)范疇。空氣動(dòng)力性能便是檢測(cè)吸油煙機(jī)及其他烹飪煙氣吸排裝置的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。所以檢測(cè)方式和方法也是眾多企業(yè)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題，因?yàn)樵擁?xiàng)指標(biāo)關(guān)乎產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 .檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制要求

1.1根據(jù)GB/T 17713-2011的要求外排式吸油煙機(jī)空氣動(dòng)力性能試驗(yàn)裝置的要求。被測(cè)吸油煙機(jī)出風(fēng)口通過(guò)連接器與空氣性能測(cè)試儀的十字整流器連接。試驗(yàn)時(shí)，吸油煙機(jī)產(chǎn)生的氣流依次通過(guò)連機(jī)口、十字整流器和氣流擴(kuò)散段后進(jìn)入減壓筒。通過(guò)變換減壓筒后端的開(kāi)孔板，測(cè)得每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，并通過(guò)計(jì)算得出空氣動(dòng)力性能的試驗(yàn)結(jié)果。

1.2本試驗(yàn)要求應(yīng)在環(huán)境溫度為20℃±5℃，相對(duì)濕度不大于85%，無(wú)外界氣流和熱輻射的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。

1.3被測(cè)樣本的進(jìn)風(fēng)口應(yīng)處于自由空間，并與試驗(yàn)裝置采用直接連接的方式。外排式器具與試驗(yàn)裝置進(jìn)口公用段管道連接可使用制造商隨機(jī)附帶的過(guò)渡罩（除去止逆閥等遮蓋件），但不必安裝隨機(jī)附帶的排風(fēng)管。如果器具設(shè)計(jì)上有附加的過(guò)濾裝置的話，應(yīng)安裝干凈的過(guò)濾裝置，否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果。

1.4在進(jìn)行空氣性能試驗(yàn)之前應(yīng)對(duì)試驗(yàn)裝置、試驗(yàn)儀器、大氣條件和試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)條件檢查正常后方可進(jìn)行工況測(cè)試，器具在試驗(yàn)裝置上以額定電壓、額定頻率運(yùn)行至轉(zhuǎn)速穩(wěn)定（1 h以上）后測(cè)量讀數(shù)。

1.5環(huán)境溫度計(jì)安放在被測(cè)器具的進(jìn)氣口前，在速度為零的區(qū)域中測(cè)量環(huán)境溫度；溫度場(chǎng)平均溫度與最大溫度差超過(guò)1℃時(shí)，應(yīng)測(cè)量溫度場(chǎng)，取其平均值。

1.6氣壓表應(yīng)放在被測(cè)器具的進(jìn)氣口前的位置，不得靠近何高溫物體傳熱影響，并防止日光直射和大氣對(duì)流等外界因素的影響。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，每次測(cè)量的時(shí)間間隔為30分鐘。

1.7將干濕球溫度計(jì)放置在被測(cè)樣品前面規(guī)定的位置，用于確定相對(duì)濕度。

1.8為了保證試驗(yàn)精度， 測(cè)試點(diǎn)數(shù)應(yīng)不小于25個(gè)。

以上幾點(diǎn)均是影響整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相關(guān)環(huán)境因素。所以在制定檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候都是要考慮的問(wèn)題。

2 .安裝方式對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

2.1被測(cè)器具與測(cè)試裝置連接示意圖被測(cè)樣品直接連接到檢測(cè)設(shè)備上進(jìn)行檢測(cè)，在日常的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)樣品如果通過(guò)軟連接煙管將樣品和檢測(cè)設(shè)備相連接，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)影響為0.02%左右（軟連接煙管距離小于0.5m）。

2.2被測(cè)樣品與測(cè)試裝置連接，連接方式為伸縮軟管連接的情況下，軟連接煙管長(zhǎng)度越長(zhǎng)對(duì)煙機(jī)空氣動(dòng)力性能測(cè)試結(jié)果影響成線性的比例。距離越長(zhǎng)影響數(shù)值越大。

2.3被測(cè)樣品與測(cè)試裝置連接，連接方式為伸縮軟管連接的情況下，如果軟管出現(xiàn)90°的彎角，將對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生絕對(duì)的影響，正常情況下測(cè)量空氣動(dòng)力性能結(jié)果為20m3的樣本，在出現(xiàn)90°的彎角情況下實(shí)驗(yàn)結(jié)果平均會(huì)減少2-3m3，這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)被檢測(cè)煙機(jī)的影響非常大。

2.4即使直排的環(huán)境下（1米煙管+90度彎頭+1米煙管），吸油煙機(jī)實(shí)際工作風(fēng)量也要小于最大風(fēng)量，吸油煙機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況不可能在最大風(fēng)量點(diǎn)，運(yùn)行工況點(diǎn)隨著阻力變化而變化，為了更加真實(shí)的考慮用戶的使用效果，提出工作風(fēng)量的指標(biāo)：對(duì)于用戶具有重大意義。

2.5在IEC、HVI（美國(guó)）等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)量均指一定排煙阻力下的風(fēng)量即工作風(fēng)量。對(duì)此我們?cè)谌粘z測(cè)過(guò)程中也會(huì)根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，該指標(biāo)也對(duì)各個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)提供了一些參考標(biāo)準(zhǔn)。

3 .檢測(cè)設(shè)備結(jié)構(gòu)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

圖1 吸油煙機(jī)及其他烹飪煙氣吸排裝置原理圖

3.1噴嘴喉管的選擇，本實(shí)驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備選用的文丘里噴嘴，來(lái)測(cè)試器具的風(fēng)量，我們根據(jù)IEC歐洲標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義的空氣動(dòng)力性能測(cè)試儀，噴嘴組合為φ12mm、φ17mm、φ24mm、φ40mm各1個(gè)，φ60mm直徑4個(gè)。根據(jù)不同測(cè)試點(diǎn)的需求由塞堵自動(dòng)排列組合來(lái)堵噴嘴達(dá)到測(cè)試風(fēng)量的目的。這種設(shè)計(jì)理念對(duì)比國(guó)內(nèi)檢測(cè)設(shè)備測(cè)試出的風(fēng)量大小絕對(duì)值會(huì)大4%左右，我們用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證導(dǎo)致此問(wèn)題是由于國(guó)內(nèi)的檢測(cè)設(shè)備為喇叭口形狀的結(jié)構(gòu)，內(nèi)部直徑尺寸固定。而新IEC標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)設(shè)備由于內(nèi)部有文丘里噴嘴結(jié)構(gòu)通過(guò)不同的排列組合進(jìn)行測(cè)試，這樣氣流在內(nèi)部流速更為穩(wěn)定，所以測(cè)試的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。但無(wú)論用哪種檢測(cè)設(shè)備對(duì)器具進(jìn)行檢測(cè)都需要在室內(nèi)無(wú)外接氣流和熱輻射的情況下進(jìn)行，如果有外界氣流影響會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生很大影響。因?qū)嶒?yàn)室及設(shè)備問(wèn)題我們并未對(duì)此數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。

3.2 IEC歐標(biāo)空氣動(dòng)力性能檢測(cè)設(shè)備在設(shè)備前端安置兩臺(tái)變頻引流風(fēng)機(jī)，在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候與噴嘴同時(shí)變化風(fēng)量，使設(shè)備內(nèi)部始終處于平衡狀態(tài)。這樣檢測(cè)結(jié)果更為精準(zhǔn)。

3.3由于吸油煙機(jī)和其他烹飪煙氣吸排裝置產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，之前產(chǎn)品內(nèi)部均為普通直流電機(jī)現(xiàn)在部分廠家已經(jīng)更新為變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這樣產(chǎn)品的環(huán)保、噪聲、能效等指標(biāo)均得到了很大的提高，在我們?nèi)粘z測(cè)中發(fā)現(xiàn)變頻器具會(huì)根據(jù)壓力來(lái)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，當(dāng)壓力越大電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)越大，當(dāng)壓力變小電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)變小。這樣能耗和噪聲效率等相關(guān)指標(biāo)都會(huì)得到提升。而現(xiàn)有的檢測(cè)設(shè)備也為變頻引流風(fēng)機(jī)在前端引流內(nèi)部風(fēng)量，這樣會(huì)導(dǎo)致煙機(jī)內(nèi)部電機(jī)變頻后檢測(cè)設(shè)備的變頻引流風(fēng)機(jī)也會(huì)變頻，這樣試驗(yàn)結(jié)果會(huì)變小，導(dǎo)致吸油煙機(jī)和其他烹飪煙氣吸排裝置在最大風(fēng)量的數(shù)值結(jié)果變小。影響檢測(cè)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不合格。

3.4目前市場(chǎng)上流行的歐式吸油煙機(jī)用淺層形集煙罩，有些甚至是近乎平底的“超薄”、“流線”形的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)原理的影響是值得商榷的，它將使油煙機(jī)的收集效率收到一定影響。實(shí)驗(yàn)中測(cè)試這種集煙罩會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有20%的影響，可以說(shuō)對(duì)結(jié)果影響很大。

4 .性能優(yōu)化

4.1從實(shí)驗(yàn)效果來(lái)看吸油煙機(jī)和其他烹飪煙氣吸排裝置采用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)會(huì)帶來(lái)更好能效級(jí)別，實(shí)驗(yàn)測(cè)試采用變頻電機(jī)的吸油煙機(jī)和其他烹飪煙氣吸排裝置噪音方面表現(xiàn)的非常好，油脂分離度方面的表現(xiàn)也有所提高，在節(jié)能減排方面表現(xiàn)尤為突出。

4.2從空氣動(dòng)力性能方面來(lái)考慮，由于采用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，空氣動(dòng)能性能曲線波動(dòng)比較大，在實(shí)驗(yàn)測(cè)試中我們發(fā)現(xiàn)變頻的吸油煙機(jī)和其他烹飪煙氣吸排裝置會(huì)隨著測(cè)試儀器隨時(shí)調(diào)整風(fēng)量的大小，風(fēng)量和靜壓力成正比，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方式我們發(fā)現(xiàn)安裝變頻電機(jī)的吸油煙機(jī)和其他烹飪煙氣吸排裝置根據(jù)靜壓力調(diào)整風(fēng)量時(shí)也直接影響到測(cè)試儀器的測(cè)試時(shí)間，導(dǎo)致測(cè)試時(shí)間變長(zhǎng)，因?yàn)闄z測(cè)儀器調(diào)整壓力時(shí)，吸油煙機(jī)和其他烹飪煙氣吸排裝置也在根據(jù)壓力調(diào)整風(fēng)量大小，這也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為此我們對(duì)測(cè)試儀器的邏輯算法，以及調(diào)整時(shí)間等做成調(diào)整，這樣將實(shí)驗(yàn)時(shí)間縮短了50%，效率大幅提升。

總的來(lái)說(shuō)吸油煙機(jī)和其他烹飪煙氣吸排裝置只要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，就會(huì)達(dá)到很好的使用性能，不必一味追求最大工作風(fēng)量，衡量設(shè)備的指標(biāo)很多，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到一個(gè)很好的結(jié)合點(diǎn)就不失為一臺(tái)好的設(shè)備。我國(guó)是一個(gè)擁有近5億用戶的大國(guó)，吸油煙機(jī)及其他烹飪煙氣吸排裝置市場(chǎng)巨大。吸油煙機(jī)和其他烹飪煙氣吸排裝置的空氣動(dòng)力性能是其使用效果及日常檢測(cè)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，各個(gè)廠家還是有可提升空間的。