CN203940887U - 一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台，搭建在超高层建筑实验塔上，包括多层沿竖直方向依次搭建的厨房烟道实验间、数据采集仪及上位机，每个厨房烟道实验间内安装有排烟排气道及吸油烟机，每个排烟排气道首尾依次相连，该吸油烟机通过排风管与该排烟排气道相通；每个厨房烟道实验间均分别设有第一测试点、第二测试点及第三测试点；该第一测试点、该第二测试点及该第三测试点均安装有风压传感器及风速计；该吸油烟机、该风压传感器及该风速计均与该数据采集仪相连，并通过该数据采集仪与该上位机相连。本实用新型最大程度地模拟实际工程中排烟排气系统的运行状况，更准确地测试系统的各项性能指标。
Description
技术领域
本实用新型涉及住宅建筑排气通风领域，特别是涉及一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台。
背景技术
当前，随着让人们生活水平的提高自我保健意识的增强以及环保意识的要求，有效而迅速地排除住宅内受污染的空气是改善居室通风质量的重要保证。厨房是住宅的重要组成部分，也是各种生活设备污染物最集中的区域。近年来，随着住宅建筑从单层到多层、从多层到高层甚至超高层的发展，住宅建筑的厨房对居住环境造成较大的污染，历来是居室通风设计中的重点。高层住宅中普遍使用集中式排烟道进行厨房排烟排气，在集中式排烟排气系统投入实际使用之前需要在测试平台上对其进行性能模拟测试，通过采集排烟排气系统在不同使用工况下的风压风量，来测试评价排烟排气系统的排烟排气能力，减少排烟不畅、倒灌、串烟串味问题的发生。另外在测试平台上对不同类型的排烟排气道的尺寸、吸油烟机的性能、止逆阀、排风帽等构造进行一系列的实际模拟测试，通过测试结果判定是否符合实际住宅应用，能减少因产品不合格或设计不合理等产生的排烟不畅、烟气倒灌、串烟串味等问题的发生。现有的排烟排气系统性能测试平台，如图1所示，由于实验场所的限制，一般采用将排烟排气道进行横向放置，然后采集系统在不同工况下内部的风压风量等数据，研究整个系统的排烟能力和防倒灌、防串烟效果，但因为将原本竖向搭建的烟道改成了横向布置会导致其内部的气体流态与实际的竖向烟道内的气体流态产生一定的差异，一定程度上影响了采集数据的准确性，不能真实模拟和反映实际工程中排烟气道内空气的流态，测试结果往往不准确。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是现有横向布置的排烟排气系统性能测试平台采集的各项测试数据不准确，不能准确模拟实际工程中厨房集中排烟排气系统的真实运行状况，提供一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台，能够有效解决上述技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台，搭建在超高层建筑实验塔上，所述测试平台包括多层沿竖直方向依次搭建的厨房烟道实验间、数据采集仪及上位机，每个所述厨房烟道实验间内安装有排烟排气道及吸油烟机，每个所述排烟排气道首尾依次相连，所述吸油烟机通过排风管与所述排烟排气道相通；其中，每个所述厨房烟道实验间均分别设有第一测试点、第二测试点及第三测试点；所述第一测试点位于所述排风管直管段的中部，所述第一测试点到所述排风管直管段两端的距离均大于所述排风管直径长度的两倍，所述第二测试点设于所述排烟排气道上且与所述排风管相交汇，所述第三测试点设于所述排烟排气道上并位于所述第二测试点之下，所述第三测试点距离所在层的所述排烟排气道的底部距离为所述厨房烟道实验间高度的一半；所述第一测试点、所述第二测试点及所述第三测试点均安装有风压传感器及风速计，用于测量风压和风速；所述吸油烟机、所述风压传感器及所述风速计均与所述数据采集仪相连，并通过所述数据采集仪与所述上位机相连。
优选地，位于底层、中层及顶层的所述厨房烟道实验间内的所述第三测试点进一步安装有温度传感器及露点传感器，所述温度传感器及所述露点传感器均与所述数据采集仪相连，用于监测所述排烟排气道内部的温度和露点，防止所述风速计探头出现结露影响测试精度。
优选地，所述排风管与所述排烟排气道的交汇处进一步设有烟道止逆阀。
优选地，所述排烟排气道由可变截面的支架拼接而成，用于安装不同截面尺寸的所述排烟排气道。
优选地，所述厨房烟道实验间进一步在水平和竖直方向上设有导轨支架，所述吸油烟机滑动连接于所述导轨支架上，从而实现在水平和竖直方向上的移动。
优选地，所述厨房烟道实验间的高度为3m；所述第二测试点距离所在层的所述排烟排气道的底部距离为2.3m，所述第三测试点距离所在层的所述排烟排气道的底部距离为1.5m。
优选地，顶层的所述排烟排气道的顶部设有第四测试点，所述第四测试点安装有风速计，用于测量所述排烟排气道的烟道出口的风速。
优选地，所述第四测试点距离所述排烟排气道的烟道出口距离为0.1m，距离所在层的所述厨房烟道实验间的顶部距离为1.4m。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型通过等比例竖向搭建厨房烟道实验间及排烟排气道，并在每层厨房烟道实验间内分别选取三个不同的测试点测试风速和风压，对位于顶层的排烟排气道上处的第四测试点测试风速，同时在底层、中层及顶层的厨房烟道实验间设置测试点测试排烟排气道内部的温度和露点，并通过数据采集仪将采集的风速、风压、温度及露点等数据传送给上位机，经上位机软件分析数值数据来评估排烟排气道的性能。本实用新型最大程度地模拟实际工程中排烟排气系统的运行状况，更准确的测试厨房排烟排气系统的各项性能指标以提高排烟排气系统的排烟能力和防倒灌防串烟效果，为之后的设计工作提供准确的数据支持，提高了排烟排气系统的设计合理性，保证了室内的空气卫生质量。本实用新型为产品的测试和研发提供了科学先进的平台，既能用于不同类型排烟排气道的性能测试，也能用于不同吸油烟机、止逆阀、排风帽等构件的性能测试。
附图说明
图1是 现有技术中住宅厨房集中排烟排气测试系统的结构示意图；
图2是本实用新型住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台的结构示意图；
图3是图2中厨房烟道实验间的结构示意图；
图4是本实用新型住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台的测试方法的流程示意图。
具体实施方式
请参阅图2，本实用新型提供一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台，搭建在超高层建筑实验塔（图中未画出）上，测试平台包括多层沿竖直方向依次搭建的厨房烟道实验间1、数据采集仪2及上位机3，每个厨房烟道实验间对应楼房的一个楼层，厨房烟道实验间1的高度为3m，与实际楼层的高度相当，在本实用新型实施例中，厨房烟道实验间1共有33个，对应33个楼层。厨房烟道实验间1内安装有排烟排气道4及吸油烟机5。排烟排气道4由可变截面的支架拼接而成，用于安装不同截面尺寸的排烟排气道4，可根据测试需要自由改变截面尺寸，方便测试不同截面尺寸的排烟排气道4。每个排烟排气道4首尾依次相连，组成住宅厨房集中排烟排气系统的主烟道，竖直贯穿于每一层厨房烟道实验间1，主烟道的开口端高于楼房顶部并与大气相通。在每一层厨房烟道实验间1内，在水平和竖直方向上设有导轨支架（图中未画出），吸油烟机5滑动连接于导轨支架上，从而实现在水平和竖直方向上的移动。吸油烟机5通过排风管501与排烟排气道4相通，在本实用新型中，吸油烟机5的最大静压≥300 Pa，最大风量为1000～1200 m3/h（根据排烟排气道具体条件配置）。吸油烟机5的控制开关通过控制器模块与上位机3相连，上位机3控制每个厨房烟道实验间1内的吸油烟机5的开启和关闭。另外，排风管501与排烟排气道4的交汇处进一步设有烟道止逆阀（图中未画出），可有效阻止排烟排气道4内的烟气回灌，并且能阻止火灾通过排风管501向室内蔓延。
如图3所示，每个厨房烟道实验间1均分别设有第一测试点A、第二测试点B及第三测试点C；第一测试点A位于排风管501直管段的中部，第二测试点B设于排烟排气道4上且与排风管501相交汇，第三测试点C设于排烟排气道4上并位于第二测试点B之下，第三测试C点距离所在层的排烟排气道4的底部距离为厨房烟道实验间1高度的一半。其中，第一测试点A到排风管501直管段两端的距离均大于排风管501直径长度的两倍，第二测试点B距离所在层的排烟排气道4的底部距离为2.3m。第三测试点C距离所在层的排烟排气道4的底部距离为1.5m。第一测试点A、第二测试点B及第三测试点C均安装有风压传感器（图中未画出）及风速计（图中未画出），用于测量风压和风速。
另外，如图2所示，顶层的排烟排气道4的顶部设有第四测试点D，第四测试点D安装有风速计（图中未画出），用于测量排烟排气道4的烟道出口的风速，以计算排烟排气道4的排风量。其中，第四测试点D距离排烟排气道4的烟道出口距离为0.1m，距离所在层的厨房烟道实验间1的顶部距离为1.4m。
在本实用新型中，风压传感器的测量范围为-500~+500Pa，测量精度为0.25%F.S.，风速计测量范围为0~20m/s，测量精度为3%，测杆长度为350mm（排烟排气道用）及200mm（排风管用）。吸油烟机5、风压传感器及风速计均与数据采集仪2相连，并通过数据采集仪2与上位机3相连。位于底层、中层及顶层的厨房烟道实验间1内的第三测试点C安装有温度传感器（图中未画出）及露点传感器（图中未画出），在本实用新型实施例中，1F、15F及33F的厨房烟道实验间1内的第三点测试点C安装有温度传感器及露点传感器。温度传感器及露点传感器均与数据采集仪2相连，用于监测排烟排气道4内部的温度和露点，防止风速计探头出现结露影响测试精度。在本实用新型中，温度传感器的测量范围为-20~+50℃，测量精度为±0.5℃，露点传感器的测量范围为0~40℃，测量精度为2%F.S.，响应时间为小于10s。数据采集仪2有充足覆盖要求读数点位的通道，且至少有10个余量，数据采集和存储周期为20Hz或50ms每次，最高可达20ms每次。
请进一步参阅图2及图4，本实用新型还提供一种上述住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台的测试方法，包括以下步骤：
S0: 测试平台处于基准工况（全部停机），对每个厨房烟道实验间1内的第一测试点A、第二测试点B、第三测试点C两次测量静压，每次测量时间持续10min；同时，在保证排烟排气道4的内部温度高于露点的前提下，检测场地的环境风速、环境温度及环境湿度；当实际工况的各类指标满足相应测试条件时，进入步骤S1，否则重新测试实际工况；
其中，在步骤S0中，当第一测试点A、第二测试点B、第三测试点C两次测量静压结果的差值≤5Pa，场地环境风速≤3m/s，检测环境温度为5℃~35℃，检测环境湿度≤85%时，即表示此时测试平台满足测试条件，进入步骤S1。
S1：在上位机3上预设吸油烟机5的开机率及相应的厨房烟道实验间1所在的楼层，设定好相应工况参数后开启吸油烟机5，待吸油烟机5持续运行1~2min，直到排烟排气道4内部的风场趋于稳定；
其中，在步骤S1中，根据不同的测试工况，吸油烟机5共有100%、
82%、70%及60%四种开机率，其中在82%、70%及60%开机率下，吸油烟机5采取均匀分布和全集中于底层（最不利工况）两种分布状态。
S2：开启数据采集仪2采集每个厨房烟道实验间1内的第一测试点A、第二测试点B、第三测试点C的风速和静压以及顶层排烟排气道4上的第四测试点D的风速等数据，每种工况的采集时间为5～10min；
S3：数据采集仪2将采集的各项数据传送给上位机3，由上位机3自动计算每个厨房烟道实验间1内的第一测试点A、第二测试点B、第三测试点C的风速和静压的平均值以及第四测试点D的风速的平均值，并由此计算相应测试点的风量和全压。
在上述步骤S3中，风量的计算公式为
Q=v·A，
其中，Q—风量（m3/h）；
v—风速（m/s）；
A—测点处的横截面积（m2）；
所述全压的计算公式为
P= Pd+Ps
其中，P—全压（Pa）；
Pd—动压（Pa）；
Ps—静压（Pa）；
其中，Pd= 0.5·ρ·v;
Pd—动压（Pa）；
ρ—空气密度(kg/m3)；
v—风速(m/s)。
在步骤S3中，由以上公式可以计算得到每个相应测试点的风量和全压。上位机3通过比较测试系统在不同工况下不同厨房烟道实验间1内的吸油烟机5排风量和排烟气道4内风量、全压、风速的分布，对待测住宅厨房集中排烟排气系统的性能进行评估，为之后的设计改善工作提供准确的数据支持，以提高排烟排气系统的排烟能力和防倒灌防串烟效果。
本实用新型的上位机装有自主开发的测试软件，操作人员可在测试软件中设置实验的开机工况等必要参数，并可实时查看实时数据变化，及时发现实验过程中的问题，并设有报警功能，当出现开机故障、仪器结露等问题时测试软件会及时报警并报告问题。实验结束后通过测试软件导出实验结果数据并绘制结果图表，并可从历史查询中调出之前的实验存储数据。
本实用新型通过等比例竖向搭建厨房烟道实验间及排烟排气道，并在每层厨房烟道实验间内分别选取三个不同的测试点测量测试点处的风速和风压，对位于顶层的排烟排气道上处的第四测试点测试风速，同时在底层、中层及顶层的厨房烟道实验间设置测试点测试排烟排气道内部的温度和露点。本实用新型采用改变吸油烟机的开机率和开机分布，测试不同工况下的各层排风量和排烟排气道内的风压及风速分布并通过数据采集仪将采集的风速、风压、温度及露点等数据传送给上位机，经上位机软件比较及分析这些数据来评价被测系统的性能。本实用新型最大程度地模拟实际工程中排烟排气系统的运行状况，提高了排烟排气系统的设计合理性，保证了室内的空气卫生质量。本实用新型为产品的测试和研发提供了科学先进的平台，既能用于不同类型排烟排气道的性能测试，也能用于不同吸油烟机、止逆阀、排风帽等构件的性能测试。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台，搭建在超高层建筑实验塔上，其特征在于，所述测试平台包括多层沿竖直方向依次搭建的厨房烟道实验间、数据采集仪、以及上位机，每个所述厨房烟道实验间内安装有排烟排气道及吸油烟机，每个所述排烟排气道首尾依次相连，所述吸油烟机通过排风管与所述排烟排气道相通；
其中，每个所述厨房烟道实验间均分别设有第一测试点、第二测试点及第三测试点；所述第一测试点位于所述排风管直管段的中部，所述第一测试点到所述排风管直管段两端的距离均大于所述排风管直径长度的两倍，所述第二测试点设于所述排烟排气道上且与所述排风管相交汇，所述第三测试点设于所述排烟排气道上并位于所述第二测试点之下，所述第三测试点距离所在层的所述排烟排气道的底部距离为所述厨房烟道实验间高度的一半；所述第一测试点、所述第二测试点及所述第三测试点均安装有风压传感器及风速计，用于测量风压和风速；所述吸油烟机、所述风压传感器及所述风速计均与所述数据采集仪相连，并通过所述数据采集仪与所述上位机相连。
2.根据权利要求1所述的一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台，其特征在于，位于底层、中层及顶层的所述厨房烟道实验间内的所述第三测试点进一步安装有温度传感器及露点传感器，所述温度传感器及所述露点传感器均与所述数据采集仪相连，用于监测所述排烟排气道内部的温度和露点，防止所述风速计探头出现结露影响测试精度。
3.根据权利要求1所述的一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台，其特征在于，所述排风管与所述排烟排气道的交汇处进一步设有烟道止逆阀。
4.根据权利要求1所述的一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台，其特征在于，所述排烟排气道由可变截面的支架拼接而成，用于安装不同截面尺寸的所述排烟排气道。
5.根据权利要求1所述的一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台，其特征在于，所述厨房烟道实验间进一步在水平和竖直方向上设有导轨支架，所述吸油烟机滑动连接于所述导轨支架上，从而实现在水平和竖直方向上的移动。
6.根据权利要求1所述的一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台，其特征在于，所述厨房烟道实验间的高度为3m；所述第二测试点距离所在层的所述排烟排气道的底部距离为2.3m，所述第三测试点距离所在层的所述排烟排气道的底部距离为1.5m。
7.根据权利要求1所述的一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台，其特征在于，顶层的所述排烟排气道的顶部设有第四测试点，所述第四测试点安装有风速计，用于测量所述排烟排气道的烟道出口的风速。
8.根据权利要求7所述的一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试平台，其特征在于，所述第四测试点距离所述排烟排气道的烟道出口距离为0.1m，距离所在层的所述厨房烟道实验间的顶部距离为1.4m。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104061964A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-09-24 | 中国建筑设计研究院 | 一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试系统及其测试方法 |
| CN108573097A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-09-25 | 同济大学 | 一种基于排风道面积控制的均匀导流构件设计方法 |
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2014
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| CN104061964B (zh) * | 2014-06-23 | 2017-03-29 | 中国建筑设计院有限公司 | 一种住宅厨房集中排烟排气系统的测试系统及其测试方法 |
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| CN108573097B (zh) * | 2018-04-03 | 2021-10-15 | 同济大学 | 一种基于排风道面积控制的均匀导流构件设计方法 |
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