小餐馆排风罩的外置按需通风改造验证

1 · 创新命题

中 面向只有定速排风罩的小餐馆厨房，用罩口温度、颗粒物趋势和设备电流识别真实烹饪负荷，给现有 风机加“低/高两档”外置建议或由合格电工安装的变频接口，在捕集逸散烟雾不劣于基线的硬约束下，量化 风机与补风空调的净节能，相对 Melink Intelli-Hood 等大型商用 DCKV 系统服务小型存量罩。 EN An external demand-controlled ventilation retrofit for small restaurant hoods that stages legacy fans from measured cooking load, with smoke capture as a non-negotiable constraint and net fan plus make-up-air energy as the outcome.

2 · 背景与空白

商业厨房排风常长时间全速运行；Melink Intelli-Hood、CaptiveAire DCKV 等已有温度/光学感测与变频 控制，ASHRAE 154 和 ASTM F1704 提供通风/捕集测试框架。小餐馆旧罩受成本、消防联锁和补风平衡限制， 不适合学生直接接管。廉价 PM 传感器又会被油雾污染，温度也可能漏掉低热高烟工序。空白在： 先用外置记录器验证两信号何时可靠，再在安全演示罩上量化风量、逸散与净能耗的存量两档改造边界。 创新不是 DCKV 本身，而是极小厨房的可逆审计、故障回高档与是否值得改造的判据。 传感器受油污后的漂移、清洁频次与校准人工都必须进入成本，不能用首日干净状态代表整个赛季。 对低热高烟、开门横风和补风不足应单列拒判，不允许模型为追求覆盖率牺牲捕集安全。 每类拒判都须保留原全速模式。

3 · 可检验假设

H1 在 ≥ 6 类烹饪/空载事件中，温度 + PM 趋势识别高负荷事件的召回 ≥ 0.95、精确率 ≥ 0.80；两档 控制相对全速使风机输入电耗下降 ≥ 20%，同时示踪烟捕集率下降不超过 5 个百分点。H2（机制） 净收益在需加热/制冷补风的天气显著高于温和天气；该部分用实测焓差区间，不用额定 HVAC COP 硬算。

4 · 量化验收标准

1. 【方法学校验 · 硬门槛】 用自建风量/颗粒管线复现 ≥ 3 个 ASHRAE/厂家风机曲线或标准烟源 标定值，风量偏差 ≤ 8%、PM 响应偏差 ≤ 10%。此条不过，后续全部结论无效。
2. 空载 + ≥ 6 类安全模拟烹饪，每类 ≥ 6 次；同日随机交替全速/两档，控制环境漂移。
3. 事件不平衡：报 PR-AUC、召回、精确率，明确不报 accuracy；按烹饪批次划分并量化随机划分高估。
4. 捕集是硬约束：用可视示踪烟 + 罩外 PM 双指标；任一明显逸散即判失败，不以节能抵消安全。
5. 净能量包含风机、补风加热/冷却代理与传感控制；报告不确定度和拒绝判断。
6. **最容易犯的致命错误：**只按风机立方律算节能却不测真实风量、补风与烟气逸散。

5 · 数据与工具

用途	来源 / 工具
传感	K 型热电偶、Sensirion SPS30 或同级 PM 传感器（油雾寿命需核实）、电流互感器
风量	校准风速仪 + 管道截面遍历；压差法需足够直管段
控制	教学风机 + 合规 VFD/两档继电器；真实罩安装必须由电工并保持消防联锁
捕集	安全水雾/剧场烟示踪，未经许可不得在营业厨房释放
对照基准	ASHRAE 154、ASTM F1704、Melink/CaptiveAire 产品资料——仅用于校验与对比

能力边界：PM 不是油烟法规浓度的合规仪器；台架不能证明真实厨房消防合规。商业系统功能、价格和 本地规范需核实。原型默认 fail-high：传感器失效即回到原全速，不得以节能优先。

6 · 赛季执行路径

1. 第 1–2 周：风量/PM 硬门槛，完成电气与示踪安全审查。
2. 第 3 周：搭小型罩台，冻结六类负荷与捕集失败判据。
3. 第 4–6 周：采全速基线和事件信号，先做规则模型。
4. 第 7 周：按批次验证，测试传感器遮挡/污染时 fail-high。
5. 第 8–9 周：两档对照，实测风机、风量、逸散与补风焓差代理。
6. 第 10 周：只做营业厨房外置观察或访谈，不擅自接线。
7. 第 11–12 周：改造判据、单位经济、工作流图与简述。

7 · 新颖性边界

不声称发明 DCKV、替代消防联锁或取得商业厨房认证。已有工作：Melink Intelli-Hood、 CaptiveAire DCKV 已商业化；ASHRAE 154/ASTM F1704 已定义测试；VFD 风机节能机理成熟。 本项目贡献是小型定速罩的外置双信号审计、fail-high 两档构型和以捕集非劣为硬门槛的净能量证据。 护城河类型：存量改造（C）+ 工作流替换（D）；小厨房工序声纹/热烟事件库与安装伙伴构成资产。

8 · go/no-go

第 2 周末：风量偏差 > 12% 则具名降级为 HoodDuty Logger，只做运行时段审计。第 6 周末： 高负荷召回 < 0.85，加入设备电流但仍不足则只允许人工“低档”按钮。第 9 周末：任何工况捕集下降

5 个百分点或出现明显逸散，停止自动控制主张，降级为关店空载关机提醒器，主框架仍是旧罩按需运行。