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摘要：目的探讨通过在灶台上（排油烟机的正下方）增设补风口对厨房排油烟系统进行补风的方式平衡室内空气，探求住宅厨房合理的气流组织形式。方法运用CFD模拟软件對住宅厨房排油烟系统在无补风和有补风情况下进行模拟研究，分析住宅厨房传统排油烟系统存在的污染室内空气、增加暖通空调系统能耗等问题。结果设置大小为0.06～0.10m2的补风口时，补风量为0.162～0.184 kg/s，能有效地避免油烟等污染物外溢，降低运行能耗。结论增设补风后厨房形成合理地气流组织。
关键词：住宅厨房；补风方式；排油烟系统；数值模拟
中图分类号：[F287.8] 文献标识码：A 文章编号：
厨房作为室内环境污染的一个主要发散源，严重影响着室内空气品质。有害成分有促癌作用，并能够破坏人体的免疫功能，严重危害着人们的身体健康[1-4]。
补风系统的设计
考虑到实际操作的可行性，笔者采用普通家用排油烟机型号，排风量为12 m3/min。根据通风系统风量平衡（即房间排风量等于进风量）原理，综合考虑厨房的实际操作与美观和当风速过大时会对厨房烹调造成很大影响，对人体产生吹风感等影响因素，笔者选取五种不同补风口面积s的模拟模型，进行模拟研究。
设置管道初步设想新风管道可从室外直接引入，直通灶台下方。在压差作用下对厨房进行补风，得到较合理的气流组织，提高厨房空气品质和居室环境的舒适性。
模拟假设
厨房内气流基本为低速流动，可视其为不可压缩流体。气体温度、密度均变化不大，所以可认为符合Boussinesq假设。气体流动视为稳态湍流流动。且忽略能量方程中由于黏性作用而引起的能量耗散。
数值模拟
采用有限元法的数值模拟，利用SIMPLE运算法则对方程进行离散求解。运用3D模型来解该物理问题的控制方程。选用紊流标准k—ε湍流模型，通过Fluent 6.2模拟软件对此厨房进行气流组织模拟。运用T-Grid四面体非结构化网格,在排风罩周围进行局部加密。
边界条件处理:选择补风口为入口边界，为压力入口边界条件。以排油烟机处为出口,选择排气扇出口,定义为速度出口边界条件。厨房壁面按绝热、无渗透、无滑移边界处理，故采用无滑移壁面函数。定义湍流参数时选择湍流强度和水力直径。
模拟数据结果与分析
当厨房门窗关闭，在有、无补风和设置不同大小的补风口情况下,对厨房的气流组织形式进行模拟。补风口面积s分别为0.06 m2、0.10 m2、0.14 m2。
(1)当没有补风即s=0m2时，厨房内气流平均。设置补风口面积为0.06 m2 时由图2，明显看出，开启排油烟机后，在压差作用下形成了向上的气流,但气流部分被排油烟机吸走，严重影响烹调，且对厨房操作人员产生强烈的吹风感。
设置补风口面积为0.10 m2时，由图3可以看出，这时形成了大约成60°斜向上的气流，补风气流几乎全部被排油烟机很好地排出。设置补风口面积为0.14m2时，比较图3和图4可以看出，抽油烟机吸气气流明显减弱，不能有效地阻止污染油烟等污染空气扩散，没有达到预期效果。气流较弱，也没有有效地阻止污染油烟等空气外溢现象。
结论
有无补风对厨房的气流组织影响很大，增设补风口后，厨房静压力值增大，但仍能呈负压状态，能够避免厨房气味和油烟等污染物的外溢，能够对锅口烹调时产生的污染物及时发挥阻挡作用，但不会影响人员操作，而且增设补风，提高了厨房室内空气品质。
补风口的大小为0.06～0.10m2时，补风量为0.162～0.184 kg/s，这种补风口大小产生的补风速度适宜，不会对人产生强烈的吹风感，还能及时有效地避免锅口产生的油烟等污染物向外扩散。此时补风量占排风量的67.5%～76.6%，满足《饮食建筑设计规范》JGJ 64-89中所述厨房的补风量为排风量的70% 左右的规定。
增设补风，有助于煤气的燃烧，降低排油烟系统运行能耗，减小噪音，具有明显的节能效果。
参考文献
[1] 艾效逸,付忠诚,潘树源，等.厨房空气污染的调查研究[J].煤气与热力, 1997,3（17）：30-38.
[2] 李梅芳,彭小勇，姚林.排油烟机不同工作模式对厨房环境特性的影响[J].制冷空调与电力机械，2010,31（1）：0055-0059.
[3] 王智超，唐冬芬，胡晓明.住宅机械通风方式的国内研究现状与发展方向[J].暖通空调,2005,35(8):39-43.
[4] 靳艳茹，邢金城，由世俊，等.补风方式对商用厨房空气品质影响的探讨[J].山东建筑工程学院学报,2005,20（5）：0047-0052.
关键词：住宅厨房；补风方式；排油烟系统；数值模拟
中图分类号：[F287.8] 文献标识码：A 文章编号：
厨房作为室内环境污染的一个主要发散源，严重影响着室内空气品质。有害成分有促癌作用，并能够破坏人体的免疫功能，严重危害着人们的身体健康[1-4]。
补风系统的设计
考虑到实际操作的可行性，笔者采用普通家用排油烟机型号，排风量为12 m3/min。根据通风系统风量平衡（即房间排风量等于进风量）原理，综合考虑厨房的实际操作与美观和当风速过大时会对厨房烹调造成很大影响，对人体产生吹风感等影响因素，笔者选取五种不同补风口面积s的模拟模型，进行模拟研究。
设置管道初步设想新风管道可从室外直接引入，直通灶台下方。在压差作用下对厨房进行补风，得到较合理的气流组织，提高厨房空气品质和居室环境的舒适性。
模拟假设
厨房内气流基本为低速流动，可视其为不可压缩流体。气体温度、密度均变化不大，所以可认为符合Boussinesq假设。气体流动视为稳态湍流流动。且忽略能量方程中由于黏性作用而引起的能量耗散。
数值模拟
采用有限元法的数值模拟，利用SIMPLE运算法则对方程进行离散求解。运用3D模型来解该物理问题的控制方程。选用紊流标准k—ε湍流模型，通过Fluent 6.2模拟软件对此厨房进行气流组织模拟。运用T-Grid四面体非结构化网格,在排风罩周围进行局部加密。
边界条件处理:选择补风口为入口边界，为压力入口边界条件。以排油烟机处为出口,选择排气扇出口,定义为速度出口边界条件。厨房壁面按绝热、无渗透、无滑移边界处理，故采用无滑移壁面函数。定义湍流参数时选择湍流强度和水力直径。
模拟数据结果与分析
当厨房门窗关闭，在有、无补风和设置不同大小的补风口情况下,对厨房的气流组织形式进行模拟。补风口面积s分别为0.06 m2、0.10 m2、0.14 m2。
(1)当没有补风即s=0m2时，厨房内气流平均。设置补风口面积为0.06 m2 时由图2，明显看出，开启排油烟机后，在压差作用下形成了向上的气流,但气流部分被排油烟机吸走，严重影响烹调，且对厨房操作人员产生强烈的吹风感。
设置补风口面积为0.10 m2时，由图3可以看出，这时形成了大约成60°斜向上的气流，补风气流几乎全部被排油烟机很好地排出。设置补风口面积为0.14m2时，比较图3和图4可以看出，抽油烟机吸气气流明显减弱，不能有效地阻止污染油烟等污染空气扩散，没有达到预期效果。气流较弱，也没有有效地阻止污染油烟等空气外溢现象。
结论
有无补风对厨房的气流组织影响很大，增设补风口后，厨房静压力值增大，但仍能呈负压状态，能够避免厨房气味和油烟等污染物的外溢，能够对锅口烹调时产生的污染物及时发挥阻挡作用，但不会影响人员操作，而且增设补风，提高了厨房室内空气品质。
补风口的大小为0.06～0.10m2时，补风量为0.162～0.184 kg/s，这种补风口大小产生的补风速度适宜，不会对人产生强烈的吹风感，还能及时有效地避免锅口产生的油烟等污染物向外扩散。此时补风量占排风量的67.5%～76.6%，满足《饮食建筑设计规范》JGJ 64-89中所述厨房的补风量为排风量的70% 左右的规定。
增设补风，有助于煤气的燃烧，降低排油烟系统运行能耗，减小噪音，具有明显的节能效果。
参考文献
[1] 艾效逸,付忠诚,潘树源，等.厨房空气污染的调查研究[J].煤气与热力, 1997,3（17）：30-38.
[2] 李梅芳,彭小勇，姚林.排油烟机不同工作模式对厨房环境特性的影响[J].制冷空调与电力机械，2010,31（1）：0055-0059.
[3] 王智超，唐冬芬，胡晓明.住宅机械通风方式的国内研究现状与发展方向[J].暖通空调,2005,35(8):39-43.
[4] 靳艳茹，邢金城，由世俊，等.补风方式对商用厨房空气品质影响的探讨[J].山东建筑工程学院学报,2005,20（5）：0047-0052.