Кухня – ключевое место для любого кафе или ресторана.

Мы выполняем профессиональное сервисное обслуживание системы вентиляции кафе / ресторана.

При проектировании вентиляции кухни основной задачей, которую решает проект вентиляции, является удаление запахов и технологичных выбросов от приготовляемой пищи. И недопускания попадания запахов в обеденный зал. Основное оборудование, которое диктует проектирование вентиляции горячего цеха является вытяжной зонт. От правильного расчёта объёма вытяжки в проекте вентиляции в конечном итоге и будет зависеть насколько комфортно будет и в помещении обеденного зала и в помещении горячего цеха и в служебных помещениях кухни.

Необходимость местной вытяжки в кухне.

Как известно, процесс приготовления пищи сопровождается распространением запахов, которое происходит, в первую очередь, за счет потоков теплоты от поверхности, на которой готовится пища. В этих воздушных потоках имеются также остатки водяного пара, частиц и паров масла, копоти. Кроме этого, происходит смешивание удаляемых газов, таких как оксид углерода (угарный газ) и углекислый газ, с воздушным потоком. Вследствие разницы плотностей теплого загрязненного и окружающего воздуха, загрязненный воздушный поток начинает двигаться вверх.

Восприятие запаха зависит от концентрации определенных частиц в воздухе. Обычно используется два метода для ее уменьшения — локальная вытяжка и подача чистого воздуха в помещение. Несмотря на то, что обычно обе системы применяются совместно, определяющей в этом является первая система, т. е. локальная вытяжка.

Для «перехвата» воздушных потоков, исходящих от поверхности, на которой готовится пища, и для подачи их в сеть воздуховодов используются вытяжные зонты. С этой точки зрения зонты можно назвать локальными вытяжными устройствами. Общеобменная вентиляция должна поддерживать разрежение в кухне по сравнению с другими помещениями здания и обеспечивать приемлемые условия для работающего в ней персонала. Система вытяжки зонтом и система общеобменной вентиляции являются разными, но в то же время взаимодополняющими системами.

Вытяжные зонты.

Принцип работы зонтов локальной вытяжки основан на учете естественного давления, заставляющего горячий загрязненный воздух подниматься вверх, и на создании дополнительного разрежения для попадания этого воздуха в воздуховод. Загрязненный воздух, собираемый в зонт, проходит через фильтры, различные в зависимости от степени загрязненности и содержания масла, и подается в сеть воздуховодов. Вытяжные зонты различаются по форме и назначению.

По своему местоположению и структурным характеристикам зонты подразделяют на два типа: полочного и навесного.

Зонты полочного типа крепятся к стене на близком расстоянии от поверхности, на которой готовится пища. Зонты данного типа нецелесообразно использовать в местах с высоким содержанием частиц масла в горячем воздухе, их рекомендуется устанавливать в невысоких помещениях кухонь.

Зонты навесного типа устанавливаются над поверхностями приготовления пищи в форме укрытий, собирающих загрязненный воздух. Зонты данного типа предпочтительно использовать для вытяжки воздуха с высоким содержанием паров масел и загрязняющих частиц.

Зонты навесного типа подразделяются на три подгруппы: настенные, одиночные островковые и парные островковые. Зонты настенного типа в основном имеют меньший расход вытяжного воздуха в местах, где имеется стена рядом с поверхностью для приготовления пищи. Зонты островкового типа лучше использовать в помещениях с малой площадью и устанавливать их над поверхностью приготовления пищи, расположенной посреди помещения.

Размеры вытяжных зонтов.

Для повышения эффективности удаления загрязненного горячего воздуха от поверхностей приготовления пищи при проектировании вентиляции кухни необходимо осуществлять правильный подбор размеров зонтов и их правильную установку. Как правило, размеры зонта должны быть больше размера поверхности приготовления пищи, примерно на 15 см, по причине того, что поднимающийся от поверхности приготовления пищи поток воздуха расширяется. В некоторых случаях зонты полочного типа могут быть меньше поверхности приготовления пищи, причем разница подлинной стороне не должна превышать 25 см. Важным фактором при проектировании вентиляции является высота установки вытяжных зонтов. Зонты полочного типа в основном размещаются на высоте 45-60 см. При меньшей высоте размещения зонта есть вероятность прилипания к фильтру частиц масла с температурой более 100 °С. При большей высоте теряется эффективность всасывания удаляемого воздуха.

Средняя высота установки зонтов навесного типа равна примерно 100-120 см. Для повышения эффективности зонтов данного типа иногда используются краевые завесы, благодаря которым уменьшается «подсос» воздуха с боков и увеличивается скорость потока воздуха.

Масляные фильтры вытяжных зонтов.

Масляные фильтры, устанавливаемые в вытяжных зонтах, которые удаляют воздух с содержанием частиц масла, используются для препятствия проникновению этих частиц в сеть воздуховодов и для очистки вытяжного воздуха. Работа масляных фильтров основана на принципе отсеивания частиц масла центробежной силой, которая создается специальными пластинами. Эффективность очистки зависит от конструкции оборудования приготовления пищи, над которым устанавливается вытяжной зонт, а также от скорости воздушного потока, температуры воздуха и конструкции фильтра.

Для обеспечения эффективного удерживания частиц масла масляными фильтрами в проекте вентиляции скорость прохода воздуха через фильтр должна быть заложена в диапазоне 0,8-1,5 м/с. Масляные фильтры располагаются под углом 45-60° -в таком положении устраняется возможность попадания собранных частиц обратно на поверхность приготовления пищи. Температура поверхности масляных фильтров не должна превышать 100 °С. При большей температуре оседающие на фильтре частицы масла частично испаряются и проникают в воздуховод, а остальные — оседают на пластинах и образуют на них корку.

Расчет расхода вытяжного воздуха.

При проектировании системы вентиляции кухонь основным показателем является расход воздуха через вытяжной зонт.

Зонт с малым расходом воздуха может быть нефункциональным, в результате чего загрязненный воздух будет распространяться по помещению. При завышенном расходе воздуха происходит ненужная трата энергии.

Важным является определение оптимального расхода воздуха для каждого конкретного случая. Расход воздуха определяется в зависимости от типа оборудования для приготовления пищи, типа зонта, высоты его установки, наличия краевых завес, типа приготовляемой пищи, а также от потоков воздуха, присутствующих в помещении.

Существуют несколько методик определения расходов воздуха при проектировнии вентиляции кухни.

Для наглядного сравнения результатов расчетов по ним в качестве примера возьмем горячий цех школьной столовой.

Площадь цеха 15 кв.м.

Фритюрница электрическая (загрузка 30 кг, 10 л масла) 7,5 кВт.

Плита — 4 конфорки (11,5 кВт) + печь-духовка (5 кВт.

Мармит электрический на водяной бане (60 л) 15 кВт.

Сковорода опрокидывающаяся электрическая 15 кВт.

Конвектомат электрический (6 уровней) 10 кВт.

Таким образом, теплонапряженность данного горячего цеха составляет.

(7,5 + 11,5 + 5 + 15 + 15 + 10) х 1000 / 15 = 4267 Вт/кв.м.

Для сравнения: по МГСН 4.14-98 «в горячих цехах теплонапряженность не должна превышать 200-210 Вт на 1 кв. м производственной площади.

1. Метод кратностей воздухообмена.

Герман Рекнагель ( Hermann Recknagel ), основываясь на немецкой методике VDI 20.52, рекомендует следующие величины кратности воздухообмена в зависимости от назначения и высоты горячего цеха.

Метод кратностей воздухообмена используется для быстрого определения расходов воздуха в начале проектирования, однако для расчета горячих цехов считается весьма приблизительным и в качестве основной методики расчета не используется.

Для нашего горячего цеха расход удаляемого воздуха составит.

15 х 3 х 30 = 1350 куб.м/час.

2. Метод скорости всасывания.

Гарантированное удаление витающих в воздухе частиц и запахов обеспечивается соблюдением минимально необходимой скорости воздуха во фронтальной и боковых плоскостях, заключенных между краем теплового оборудования (плиты) и нижним краем вытяжного зонта. Стороны, примыкающие к стенам, в расчете не участвуют. В зависимости от типа технологического оборудования значение этой скорости лежит в пределах от 0,2 м/с (для мармита) до 0,5 м/с (для фритюрницы). Средняя скорость принимается 0,3 м/с. Считается, что для эффективной работы зонт должен выступать в плане за размеры оборудования на 150…300 мм.

Для горячего цеха рассматриваемой столовой: вытяжной пристенный зонт размером 1200×4000 мм установлен над технологическим оборудованием (общие габариты 900×4000 мм). Высота блока технологического оборудования 850 мм, высота подвеса зонта 1900 мм, задняя и боковые поверхности между зонтом и оборудованием примыкают к стенам.

Определяем площадь плоскостей, ограниченных краями вытяжного зонта и оборудованием.

Длина плоскости: 4,0 м.

((1,2-0,9) 2 + (1,9-0,85) 2 ) 1/2 = 1,05 м.

Площадь поверхности, через которую проходит воздух.

4,0 х 1,05 = 4,2 кв.м.

Приняв скорость 0,3 м/с, мы получаем расход по вытяжке.

4,2 х 0,3 х 3600 = 4536 куб.м/час.

Следует обратить внимание на тот факт, что если бы боковые поверхности зонта не примыкали к стенам, то расход воздуха был бы значительно больше (порядка 7100 куб.м/час.

Метод скорости всасывания прост и гарантирует нормальную работу зонта по удалению дыма, пара и тепла. Этот метод рекомендуется применять как поверочный для других расчетных схем и только для традиционных вытяжных зонтов.

3. Метод мощности оборудования.

Метод мощности оборудования основывается на немецком нормативе VDI 20.52. Этот документ включает в себя таблицы, которые приводят удельные количества явной и скрытой теплоты, выделяемой оборудованием в помещение на 1 кВт подведенной к технологическому оборудованию мощности.

Эта методика хороша тем, что она научно обоснованно учитывает тепловыделения каждого типа оборудования.

К недостаткам относят тот факт, что VDI 20.52 была разработана в 1984-м году; с тех пор технологическое оборудование изменилось; соответственно, некоторые значения явной и скрытой теплоты требуют проверки.

На основании этого метода производители оборудования составили таблицы для реального технологического оборудования.

Для каждой единицы оборудования нужно умножить мощность на коэффициент одновременности, который учитывает несинхронность работы аппаратов тепловой обработки на полную мощность. Если этот коэффициент не известен, то его берут из таблицы.

Возвращаясь к примеру со школьной столовой, подсчитаем расходы воздуха для установленного в ней оборудования.

Принимая коэффициент одновременности равным 0,65, получаем общий расход воздуха, удаляемого из горячего цеха.

(1058 + 2482 + 600 + 2415 + 500) х 0,65 = 4585 куб.м/час.

4. Метод типа оборудования.

Согласно этому методу расход воздуха определяется для каждой единицы технологического оборудования и затем суммируется.

Видно, что данная методика учитывает площадь тепловыделяющего оборудования, но не принимает в расчет его мощность. Для рассчитываемой нами столовой расходы удаляемого воздуха по этому методу составят.

Учитывая коэффициент одновременности (0,65), получаем общий расход воздуха, удаляемого из горячего цеха.

(1000 + 1300 + 500 + 1000 + 1000) х 0,65 = 3120 куб.м/час.

5. Заключение.

Видно, насколько некорректен метод расчета по кратностям для современной кухни, насыщенной тепловыделяющим оборудованием. Обращает на себя внимание и тот факт, что европейских инженеров не смущает кратность воздухообмена в горячем цехе 70…100 обменов в час; при том, что подвижность воздуха ограничена пределами 0,3-0,5 м/с.

Расходы воздуха, получаемые по описанным методам (кроме метода кратностей), даны для вытяжных зонтов традиционной конструкции. Применительно к системе фильтрующих потолков расчетные расходы должны быть уменьшены на 20…25%, к приточно-вытяжным зонтам — на 30…40.

Энергопотребление системы вентиляции составляет примерно 30% от общего потребления энергии современной профессиональной кухни (остальные затраты — тепловая обработка пищи 30%, холодильная техника 10%, горячее водоснабжение 15%, мойка посуды 15%). Фильтрующие потолки и приточно-вытяжные зонты позволяют значительно экономить долю энергии, приходящуюся на вентиляцию, и потому активно внедряются. Статистика показывает, что во Франции сейчас примерно 50% горячих цехов оборудовано традиционными вытяжными зонтами, примерно 23% — приточно-вытяжными индукционными зонтами и около 27% — фильтрующими потолками.

Воздуховоды в системах с вытяжными зонтами имеют некоторые отличия от воздуховодов, используемых в других системах вентиляции. Эти отличия вызваны необходимостью поддержания минимального риска возникновения пожара, вызываемого наличием частиц масла в воздушном потоке в условиях высокой температуры. Первым, что отличает такой воздуховод, являются более толстые металлические листы, применяющиеся для его изготовления, и герметичные соединения воздуховодов на сварке.

Горизонтальные участки, находящиеся в системе воздуховода между вытяжными зонтами и стволом шахты, должны быть максимально короткими, т. к. именно на этих участках возникает повышенная опасность возникновения пожара из-за скапливающихся в них частиц масла. Для предотвращения скопления частиц масла и падения давления, согласно стандартам DIN, например, разрешается не более четырех отводов на воздуховоде после выхода из вытяжного зонта кухни.

Необходимо обращать внимание на то, чтобы во время изготовления и установки воздуховода в нижней его части были предусмотрены участки для очистки скапливающихся загрязняющих веществ.

В воздуховоде от вытяжного зонта не должно быть каких-либо препятствий типа заслонок и других подобных устройств, т. к. они будут содействовать накоплению загрязняющих веществ в воздуховодах.

Идеальной системой с вытяжными зонтами является система, в которой скорость воздуха в воздуховодах невысокая, потеря давления незначительная, потеря давления в самих зонтах больше, чем в системе воздуховодов, зонты одной системы однотипны.

Вытяжные вентиляторы должны устанавливаться перед местом выброса воздуха в атмосферу, таким образом, они создают отрицательное давление в сети воздуховодов.

Необходима компенсация большого расхода воздуха, удаляемого из кухни через вытяжные зонты. То, каким образом будет компенсирован удаленный через зонт воздух, является важным фактором для эффективной работы системы вентиляции.

Принятие решений по данному вопросу должно вестись с учетом следующих рекомендаций.

1. В кухнях необходимо поддерживать отрицательное давление по сравнению со смежными помещениями. Поэтому для компенсации воздуха, удаляемого из кухни через вытяжные зонты и системой общеобменной вытяжной вентиляции, должно использоваться перетекание воздуха из других помещений.

2. При проектировании системы вентиляции с большим расходом воздуха происходит увеличение потребления энергии.

3. В случае использования некондиционированного воздуха для притока в кухню условия внутренней среды становятся плохими.

4. Помимо достаточного количества воздуха для эффективной компенсации важен способ распределения воздуха в помещении.

5. В помещении кухни все время должно сохраняться отрицательное давление, при этом надо обращать внимание на то, чтобы затраты энергии на работу вентиляторов оставались минимальными. Расход воздуха через вытяжной зонт, особенно в небольших кухнях и помещениях фаст-фуда, может компенсироваться воздухом, получаемым через отверстия в стенах и дверные проемы из смежных помещений. Примером этому могут служить помещения небольших ресторанов и зоны общественного питания (фудкорты) торговых центров.

Большие расходы перетекающего воздуха из смежных помещений в кухню возможно обеспечить с помощью вентиляторов (подобные системы встречаются в основном в больших кафе и ресторанах.

В кухнях, где осуществляется сенсорный контроль температуры, для компенсации воздуха, удаляемого через зонт, может быть использована система общеобменной вентиляции. Однако из-за того, что при компенсации системой общеобменной вентиляции удаляемого зонтами воздуха необходима подача больших объемов воздуха, то инженерные решения системы вентиляции оказываются неэкономичными. Для решения этой задачи разработаны системы притока, которые основаны на компенсации большей части удаляемого через зонт воздуха посредством подачи в ближайшую к зонту точку полукондицирнирован-ного воздуха. Поскольку потребовалось бы разделение подаваемого воздуха от общеобменной системы кондиционирования, принцип полукондиционирования осуществляется путем использования специальных автономных устройств.

Приточные системы.

Приточные установки — это, как правило, компактные, легко монтируемые агрегаты с высокой скоростью потока воздуха. Зачастую, чтобы значительно не увеличивать энергозатраты, приточный воздух не охлаждается летом, но нагревается зимой. Для нагрева используются водяные калориферы, присоединенные к общей системе теплоснабжения. В тех случаях, когда считается невыгодным или невозможным присоединение к системе теплоснабжения, используются газовые калориферы. Приточные установки могут устанавливаться в техническом помещении или на чердаке здания.

Перед проектировщиком системы вентиляции, например, ресторана, может стоять задача, чтобы выделяющийся загрязненный горячий воздух, не распространяясь в другие части здания, выбрасывался наружу, при этом в помещении кухни ресторана должно сохраняться отрицательное давление.

Для того, чтобы обеспечивать движение потока воздуха от залов ресторана в сторону кухни, давление в залах должно быть всегда положительным. В помещении кухни сохраняется отрицательное давление за счет общеобменной вытяжки и локальной вытяжки из-под зонта. Однако в таких местах, как, например, зоны общественного питания (фудкорты) торговых комплексов или гостиниц, где большие открытые пространства, ситуация является другой. Из-за постоянного воздухообмена здесь важно принимать во внимание не только систему вентиляции фудкорта, но и другие системы вентиляции, работающие в здании.

Для успеха балансировки важна совместная работа специалистов при создании архитектурного проекта здания и проектировании инженерных систем.

Например, в торговых комплексах с атриумом зону общественного питания (фудкорт) необходимо помещать на верхних этажах здания по причине того, что горячий воздух поднимается вверх, и, независимо от проекта здания с атриумом, из зоны общественного питания, не отделенной от остальной части комплекса, будет выделяться воздух с запахом и загрязняющими веществами. Другими примерами контроля над запахом, а также управления потоками воздуха между помещениями являются специальные отверстия в дверях, отделяющих кухни от соседних помещений, хорошо изолированный подвесной потолок. Одним из важнейших факторов при проектировании системы вентиляции является возможность размещения кухни рядом с вертикальной шахтой, т. к. как уже говорилось, для эффективной работы системы с вытяжным зонтом и для минимизации риска возникновения пожара горизонтальная часть вытяжного воздуховода от зонта должна быть короткой.

Наладка систем вентиляции.

Наладку системы воздуховодов в помещении кухонь рекомендуется начинать от вытяжных зонтов. Для определения скорости потока в вытяжном зонте было бы полезным иметь данные результатов замеров оборудования изготовителя, т. к. замеры, произведенные на объекте, могут содержать до 25 % погрешности. После определения требуемой скорости вытяжки воздуха зонтом производится балансировка системы локального притока с вентиляционными установками кухни и соседних помещений. Наладка расходов воздуха системы вентиляции ведется с учетом необходимой нормы вентиляционного воздуха путем замеров расходов воздуха. Главным при этом является внедрение в автоматическую систему управления данных, необходимых для регулирования скорости потока воздуха: скорость вращения вентилятора и положение заслонок в различных режимах работы (при включенном или выключенном состоянии вытяжного зонта.

Затраты энергии.

Системы вентиляции кухонь требуют достаточно много энергии для местной вытяжки, общеобменной вентиляции и компенсации вытяжного воздуха.

Ниже приводятся меры по снижению энергопотребления.

1. Проектирование зонтов, соответствующих используемому на кухне оборудованию для приготовления пищи, на определенной высоте над поверхностью приготовления пищи, что приведет к уменьшению расхода вытяжного воздуха и экономии энергии.

2. Вытяжные воздуховоды должны быть как можно более короткими и не должны работать на высокой скорости. Таким образом будет снижена требуемая мощность вентиляторов из-за уменьшения потери давления.

3. Может быть несколько уменьшен уровень комфорта внутренней среды помещения кухни (например, поскольку в г. Анкаре (Турция) воздух сухой, летом температуру воздуха можно держать на отметке 30 °С вместо 28 °С; то же самое можно сказать про зиму — вместо 18 °С можно поддерживать 16 °С.

4. Возможно использование автономных установок для точечного нагревания /охлаждения.

5. Если есть такая возможность применять для компенсации вытяжного воздуха перетекание воздуха из смежного с кухней помещения. Это будет особенно полезным в сети воздуховодов, где имеется автоматическая система управления.

Вентиляционная установка для кухни должна быть оснащена экономайзером для использования «бесплатного охлаждения». Это в основном может быть полезным для климатических зон, где воздух является холодным и сухим.

В холодном климате тепло вытяжного воздуха от зонта может быть использовано для нагрева приточного воздуха. Однако при этом нужно предпринимать меры по своевременной очистке фильтров и обслуживанию теплообменника для предотвращения засорения его частицами масла из вытяжного воздуха.

С помощью направляющих заслонок вокруг кухонного оборудования, а также путем обеспечения правильного, с технологической точки зрения, расположения поверхностей приготовления пищи можно сократить количество зонтов и расход вытяжного воздуха.

В кухне необходимо обязательно устанавливать автоматическую систему, отключающую зонты в то время, когда пища не готовится. В любых условиях требуется сохранять отрицательное давление в кухне.