集成灶风机性能优化及其出风均匀性研究

集成灶风机性能优化及其出风均匀性研究

钱红军,郑飞,宋鹏飞

浙江普森电器有限公司 312400

摘要：近年来，厨房厨具中集成灶行业已成为一个快速增长的行业，这是将烟机、锅炉、蒸汽机,以及其他厨房产品等多种产品融合的一种产物,占地面积较小,但吸烟效率很好,并且集成炉突破了普通油烟机上的排气操作方式,并引入了锅炉内风扇等低吸排气工艺,从而极大地提高了吸烟效率。为配合用户厨房的安装条件,在左右两边的均设有出口增益,使得出口两边的均可以排出油烟。不过,因为内置炉的通风机设备的固定部位都是固定的,一侧的通风效果就不可避免的会较差了,风右吹,风扇系统的出口垂直向下放置，从而产生很大的抗冲击性， 因此，沿螺旋线的出口侧(右侧)产生大量空气，沿反向螺旋线的出口侧(左侧)产生少量空气，二者之间的差可达1.5 m3/min。 使用时，左侧吸烟者排出的空气量较小，吸烟效果较差，噪音增加。因此，如何提高综合炉排系统的性能，保持双方风的均匀性是研究人员迫切需要解决的问题。

关键词：集成灶；风机性能优化；出风均匀性

近年来,厨电的头部产品也不断参与了竞争,并通过集成灶的不同功能实现了差异化的产品迭代。灶具模块是为集成灶的核心技术,在为集成灶的研发前期主要是只强调为集成灶的吸烟功能,但常常被忽略,忽视了明火在烹饪中的体验感受。而随着新产品市场的激烈,灶具模块的强势归来,在入风时间,火力,热效率等领域重启了赛道。

一、集成灶头部

集成灶头部是穿过烟雾最多的结构，而在现有集成炉中,最可变的主要构件就是头部通风管道。而目前的主要构件则包括了二种形态:最常见的垂直吸入口、水平的以及斜面的烟气入口处,主要差异就是在烟气入口处的放置角度。斜烟入口的构造一般以圆弧头居多[1]。而对于从侧面的放空油烟机,随着油烟上升以及从烟气口的吸入,油烟运动方向也出现了较大改变,该阶段可能会产生比较大的流体运动压力影响,而电弧波形头则旨在通过将烟气运动轨迹可以降低方向损失并使油烟与上升方向附近的气体融合,从而增加了油烟的吸入效果。不过,在实际实践中,该设计对油烟吸收效果的改善作用并不突出,一方面由于受到距离的限制,改性油烟的移动轨迹改变并不明显,实际改善作用主要来源于其烟道和烟道口的部分由于一般灶炉都靠墙,弧形封头也不太适应于墙体,在实际使用中,立式通风机的整体封头构造单一,其主要的阻力部分,为滤油网与油烟的入口。滤油网结构要充分考虑了过滤效果与流体压力关系。烟雾入口的结构设计以内部滤网表面为主要过滤条件,但在经过了流体模拟之后,内部表面更多的是专门为控制空气温度所设置。此外，由于在油烟入口外面的油烟空气并没有明显的流向,而实际流场的吸引效果又会独立转向于油烟入口,因此弧对流区的吸引效应并不显著,但却会控制油烟入口部分,从而降低了油烟入口阻力的数量,主要是由于在垂直框架顶部所形成的后流区。不过,因为其自身的影响因素,它也可以通过调节的框架结构来达到某些具体效果,以便更有效地管理对油烟的影响。同时,也因为分配的不均，垂直框架的横向流场较低，可以通过添加降噪模块，添加降噪模块等改善[2]。

二、全上进风

灶具点燃的最主要前提条件之一,即点燃时必须产生助燃剂-空气中的氧化物。传统的燃烧器一般都是利用从喷嘴中喷出的高速燃气,来引射周围的气体并产生预混焰,同时预混焰靠其扩散作用又在随后搏得了周围另一些大气中的热气体。专业术语上称被引射的空气为一次空气,靠扩散作用所获得的另外一部分空气被成为二次空气。对于燃气灶具产品来说，燃烧所需的一次热量,需要先流入机体内再被引射,该种点燃器具被叫做下进风蓄热燃烧器。反之,一次压缩空气不流入机内则被叫做上进风燃烧器。具体来讲也是看喷嘴的情况,喷嘴如果在机身的下部有内腔,可以通过机体本身所带的孔隙和开孔直接与大气相连,这部分就是下进风,而上进风则是通过喷嘴外装,可以直接与外部大气相连。

三、上进风优劣势分析

燃烧更加平稳。即使对普通灶具而言,因为灶具的一次空气容量来自机体内。对某些密封性很高的橱柜,空气容量不够,长时间点燃后会造成机体内缺少氧气,火焰熄灭。上进炉头的一次气体来源不受限于集成灶的柜体,柜门开启的影响,燃烧安全。更加安全。在欧洲的燃气具测试的界限气居多,而且一直以来都将安全性放到效率、能量利用率的最前面。从欧洲开始以来对上进风口的坚持就能看出上进风口在安全上的优势。此外是受到燃料温度变化,火孔阻塞等外部原因造成的回火后,火焰会直接在喷嘴与文丘里发生燃烧。形成一束火柱造成局部高温，且不易被观察到。而如此以来,对于下进风的炉灶或是集成灶,也就非常容易导致玻璃面板的受热不均而爆裂。另外,由火灾所引起的连续或局部高热也能在短时间内强烈地破坏机体内的电气元器件。相对来说,对上进的燃烧器,因为喷嘴外装,即便发生了回火,也因为与大气的相通,对大气散热的需要,回火时又因为喷嘴的外装更容易被人察觉,其外部除了燃烧器的其它金属部分之外,也没有剩余的电器元气件的安装，所以既不易损伤机器元气件，同时也在短时间内不易造成玻璃的爆裂，更加完全

[3]。

四、排风风道

风扇输出后进入排气管，其主要电阻部分为连接风扇输出的方向管路和连接公共排气管的软管。由于排气管比进气口更集中，因此泄漏的影响更为明显，并且更易于控制；对于进气口部分，由于左、右出口转换功能，泄漏的影响通常是为接近90度的移动方向管路设计的。在目前的研究中,这些属于弧料道设计,但按照流体动力学概念,右嵌板料道中对流场的作用较小,因为由于右嵌板的长度与旋转半径相近,所以其内部压力较小导流设计用于改善空气运动的速度、流场的均匀度和物理上改善空气流场的、减小其压力和噪声的作用。最常用也最合理的技术之一是通过制导设计改善流体阻力的运动,其作用需要仿真和试验。使用于公共排气管中的软管,也参考了一般排气管的构造形式。但因为管子的表面粗糙度比较高,以确保管道的可塑性，因此沿该部分路径的阻力损失较大。如果可以更换光滑的排气管，则会大大减少沿路径的损耗。传统的油气机械安装方法产生了影响，系统这一部分的压力损失有时是整个系统损失的主要原因。就侧燃式综合燃烧机部分而言，如果能与公共燃烧道排气孔的设计结合起来，则更换软管的可能性大于传统的燃油泵，从而减少风压损失[4]。

五、结语

从产业发展的视角出发,需要更关注产业对环保与消费者健康的意义,引导烹饪公司注重油烟净化研发,提升油烟排放净化质量,实现有害物质的降低提升企业对家居厨房油烟污染对环境毒性的关注,提升烘箱进、排出设施整个生命周期的运营质量。

参考文献：

[1] 马晓阳,卢国勇. 集成灶单双侧进风性能对比研究[J]. 家电科技,2022(5):102-105.

[2] 陈正明,吴建峰,殳超,等. 一种集成灶新型排烟装置的技术研究[C]. //中国土木工程学会燃气分会应用专业委员会、中国土木工程学会燃气分会燃气供热专业委员会2016年会论文集. 2016:192-195.

[3] 周佳强. 燃气与空气定比例并同步进行流量调节的装置:CN200910067098.1[P]. 2010-12-22.

[4]邓鹏飞,吴勇,叶朋博,陈震霖,龚东巧,汪一,王善旭,鲁振华.双腔速吸集成灶吸烟性能分析及其结构优化设计[A].中国家用电器协会.2022年中国家用电器技术大会论文集[C].中国家用电器协会:《电器》杂志社,2023:1955-1962.