吸油煙機風量測試研究

李繼超 王伯燕 孫軒 徐傳芳

1.中國家用電器研究院 北京 100037；

2.中家院（北京）檢測認證有限公司 北京 100176；

3.安徽中認倍佳科技有限公司 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%的女性長期接觸廚房油煙。排煙效果不佳的廚房環(huán)境，對于健康造成的危害很大。也正因為如此，吸油煙機現(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，吸油煙機產(chǎn)品也一直在經(jīng)歷著更新?lián)Q代，現(xiàn)在市場銷售的吸油煙機不僅有傳統(tǒng)的中式煙機，還有新潮的側吸式煙機和潛吸式煙機。不少消費者認為，吸油煙機的排煙效果與風量有關，風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，當吸油煙機的風量超過15 m3/min，再繼續(xù)增大風量對提升排煙效果并沒有任何幫助。風量過大不僅不能發(fā)揮更好的排煙效果，而且還會對烹飪時產(chǎn)生的油煙流動方向產(chǎn)生干擾，造成油煙氣體向四周擴散，沒有起到聚攏油煙的作用，排煙效果會大打折扣。風量越大，隨之產(chǎn)生的噪聲也越大。

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

2 國內(nèi)風量標準

目前國內(nèi)吸油煙機的風量測試依據(jù)GB/T 17713—2011，利用孔板進行測量，孔板測量系統(tǒng)示意圖見圖1?？装宓拇嬖跁沟冒宓纳嫌蝹扰c下游側產(chǎn)生一個靜壓差，通過采集這個靜壓差、空氣密度、孔板的流量系數(shù)和孔板開孔直徑可計算出該孔板工況點的試驗工況下的被測吸油煙機風量。變換不同開孔直徑的孔板，可以測得不同工況點被測吸油煙機風量?？装鍦y量系統(tǒng)內(nèi)部流量近似分布如圖2所示。

圖1 孔板式風量測試裝置[1]

圖2 孔板測量系統(tǒng)內(nèi)部流量近似分布圖[2]

按照GB/T 17713—2011要求對某型號吸油煙機進行風量、風壓測試，同時還測得功率和全壓效率兩個參數(shù)，測試結果見表1和圖3。

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

圖3 吸油煙機功率-靜壓-風量-效率曲線

表1 按照GB/T 17713的吸油煙機風量、風壓測試數(shù)據(jù)

3 國際風量標準

吸油煙機的IEC性能標準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量風量和最佳效率點。噴嘴式吸油煙機性能測試裝置的示意圖見圖4。

圖4 噴嘴式吸油煙機性能測試裝置[3]

使用噴嘴式性能測試裝置對同一臺吸油煙機進行測試，測試數(shù)據(jù)見表2，曲線見圖5。

由表2和圖5可以看出，吸油煙機的風壓同樣隨著風量的增大而減小，風量隨著功率的增大而增大。該樣機在12號測試工況點的效率最高；風量在10～13 m3/min之間，全壓效率最好。在風量超過15 m3/min之后的工況點，風量大的同時，樣機的功率也隨之變大，效率同樣也是下降的。

圖5 吸油煙機功率-靜壓-風量-效率曲線

表2 用噴嘴式性能測試裝置測得數(shù)據(jù)

4 不同測試方法數(shù)據(jù)對比

將同一臺吸油煙機通過孔板式性能測試裝置和噴嘴式性能測試裝置得到的數(shù)據(jù)進行比對分析。選取功率相近的工況點，對比這些工況點的靜壓、風量和全壓效率，詳見表3。

由表3數(shù)據(jù)對比，相同功率下，孔板式性能測試設備的測試數(shù)據(jù)中靜壓、風量和全壓效率都稍高于噴嘴式性能測試設備的測試數(shù)據(jù)。這個差異是由于噴嘴式性能測試裝置的壓力損失Δω造成的。由ISO 5167-3標準可知，噴嘴式性能測試裝置的壓力損失Δω與差壓Δp的關系如下式：

表3 功率相近的工況點數(shù)據(jù)對比

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)。

由于風室噴嘴的直徑遠遠小于風室直徑，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D處測得的管壁壓力與一次裝置下游側6D處測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氣流擾動較小的靈敏度，而孔板會產(chǎn)生較高的壓力損失。對于吸油煙機風量測試，孔板測試裝置能夠在流量測量的同時控制壓降。圖6給出了不同類型測試裝置對應的壓力損失和裝置前后大致的差壓數(shù)值。

圖6 不同測試裝置壓力損失和差壓[4]

5 結語

通過本文的研究，在使用不同測試設備測量吸油煙機風量時，需要考慮因為設備的差異對測試結果的影響。由于歐洲吸油煙機產(chǎn)品使用過程中受煙道影響較小，IEC 61591:2019標準測試吸油煙機風量時沒有考慮公共煙道對測試結果的影響。建議IEC 61591標準今后修訂時能統(tǒng)一測試方法，使標準更具可操作性，考慮公共煙道對吸油煙機性能的影響。同時也建議GB/T 17713標準修訂時針對我國吸油煙機的使用環(huán)境，在考核吸油煙機風量時考慮公共煙道壓力的影響。