Расчет вентиляции горячего цеха и обеденного зала
1 РАЗРАБОТАНЫ творческим коллективом специалистов некоммерческого партнерства «Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике» (НП «АВОК»):
А.В. Ливчак, канд. техн. наук (фирма «Халтон», США) — руководитель;
М.А. Малахов (ГУП «Моспроект-2»);
2 УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ приказом Президента НП «АВОК» от 6 июня 2007 г. № 8.
COMMERCIAL KITCHEN VENTILATION
1.1 Настоящие рекомендации предназначены для проектирования систем вентиляции горячих цехов предприятий общественного питания. При разработке рекомендаций использовались соответствующие нормативные документы России, США, Великобритании и Германии.
1.2 При проектировании системы вентиляции предприятий общественного питания необходимо иметь в виду, что воздухообмен в помещениях горячих цехов, как правило, является частью воздухообмена предприятия в целом. Следовательно, воздухообмен должен рассчитываться с учетом этого обстоятельства.
В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы:
МГСН 4.14-98 Предприятия общественного питания
ANSI/ASHRAE Standard 154-2003 Ventilation for commercial cooking operations
VDI 2052-1999 Ventilation equipment for kitchens
LPS 1263-2003 Requirements for the LPCB approval and listing of the fire performance of kitchen extract systems
Рекомендации по расчету систем вентиляции и кондиционирования воздуха в горячих цехах предприятий общественного питания / Л.М. Зусманович. М.: Стройиздат, 1975
В настоящих рекомендациях применены следующие термины с соответствующими определениями.
3.1 горячий цех предприятия общественного питания: Производственное помещение, предназначенное для изготовления кулинарной продукции, технологические процессы в котором сопровождаются значительным выделением тепла и других производственных вредностей.
3.2 вылет местного отсоса: Расстояние, на которое местный отсос выступает над кухонным оборудованием*.
* В настоящих рекомендациях вместо термина «технологическое оборудование» используется термин «кухонное оборудование».
Примечание — Подразумевается, что площадь поверхности местного отсоса в плане больше площади поверхности кухонного оборудования.
3.3 кухонные выделения**: Выделения от кухонного оборудования в процессе приготовления пищи, например, водяной пар, пары жира, продукты сгорания, дым, мелкие летучие частицы.
** В настоящих рекомендациях вместо термина «теплогазовыделения» используется термин «кухонные выделения».
Примечание — Кухонные выделения переносятся в конвективном потоке, восходящем от горячей поверхности кухонного оборудования.
3.4 расчетный расход воздуха через фильтр: Расход воздуха, соответствующий условиям использования данного фильтра в местном отсосе или вентилируемом пространстве подвесного потолка (далее — вентилируемый потолок).
3.5 перемешивающая вентиляция: Способ воздухораспределения, при котором приточный воздух смешивается с воздухом помещения.
3.6 эффективность фильтра: Величина, определяющая процент частиц заданного размера, задержанных фильтром.
Примечание — Эффективность фильтра устанавливают в результате испытания на стенде с испытуемым фильтром, генератором частиц, счетчиком частиц (как правило, в диапазоне от 1 до 12 мк) и вентилятором, обеспечивающим движение воздуха через фильтр в заданном для испытываемого фильтра диапазоне расхода воздуха. Число частиц заданного размера измеряют в сечении воздуховода после фильтра по направлению движения воздуха. Замеры производят с фильтром и без него при постоянном расходе воздуха. Допускается замер частиц до и после фильтра. Эффективность фильтра в заданном диапазоне частиц определяют как отношение числа частиц, измеренных с установленным фильтром, к числу частиц, измеренных без фильтра, или как отношение числа частиц, измеренных до и после фильтра.
Температура воздуха в помещениях горячих цехов с постоянным пребыванием людей должна находиться в пределах от 16 °С до 27 °С. Исключение составляют помещения, в которых для приготовления и хранения продуктов питания требуется специальный температурный режим.
Подвижность воздуха в помещениях, оборудованных местными отсосами, следует ограничивать. Повышенная подвижность воздуха снижает эффективность местных отсосов и приводит к загрязнению помещения горячего цеха. Скорость воздуха в рабочем помещении горячего цеха не должна превышать 0,35 м/с.
4.3.1 Система вентиляции горячего цеха не должна допускать загрязнения продуктов питания.
4.3.2 Система вентиляции должна препятствовать распространению нежелательных запахов, связанных с разделкой и приготовлением продуктов питания, за пределы горячего цеха.
4.3.3 Конструкция местных отсосов и фильтров, установленных в отсосах, должна способствовать их беспрепятственной очистке от кухонных выделений.
4.3.4 Не допускается рециркуляция воздуха, загрязненного кухонными выделениями.
Вытяжные системы предназначены для локализации и удаления выделений, связанных с разделкой и приготовлением продуктов питания, а также мытьем посуды.
5.2.1 Классификация по принципу работы
По принципу работы местные отсосы подразделяют на пассивные и активированные. Активированные отсосы отличаются от пассивных тем, что в них используются приточные струи для локализации и улавливания кухонных выделений. Активированные отсосы (с поддувом внутри зонта) обладают большей эффективностью и работают при меньшем расходе удаляемого воздуха по сравнению с пассивными отсосами. Общий расход воздуха в приточных струях активированного отсоса не превышает 10 % от общего расхода воздуха, удаляемого этим отсосом. Источником воздуха для поддува может служить как наружный воздух, так и внутренний воздух помещения.
По конструкции местные отсосы подразделяют на следующие виды:
— настенный отсос (рисунок 1а). Устанавливают, как правило, вплотную к стене над одиночным устройством или кухонным оборудованием, установленным вряд. Настенный отсос оборудуется сплошной вертикальной панелью, закрывающей пространство от задней стенки отсоса до поверхности кухонного оборудования. Габариты настенного местного отсоса превышают габариты кухонного оборудования с фронтальной стороны и по ширине. Наличие стены или задней панели способствует улавливанию отсосом кухонных выделений. Это объясняется тем, что конвективный поток, поднимающийся над поверхностью кухонного оборудования и несущий кухонные выделения, настилается на вертикальную поверхность стены, тем самым снижая расход воздуха в восходящем конвективном потоке на уровне отсоса;
— островной отсос (рисунок 1б). Отдельно стоящий отсос, расположенный над одиночным устройством или кухонным оборудованием, установленным в ряд. Такой отсос открыт со всех сторон и его габариты превышают габариты кухонного оборудования по ширине и длине. Конвективный поток, поднимающийся над кухонным оборудованием, не ограничен какими-либо ограждениями и подвержен влиянию перекрестных потоков воздуха в помещении. Таким образом, островной отсос требует больший по сравнению с настенным отсосом расход воздуха для удаления выделений от одинакового кухонного оборудования;
— сдвоенный островной отсос (рисунок 1в). Состоит из двух настенных отсосов со смежной задней стенкой. Отсосы этого типа монтируют над кухонным оборудованием, установленным в два ряда и обращенным задними стенками друг к другу. Такой отсос открыт со всех сторон, и его габариты превышают габариты кухонного оборудования по ширине и длине. Сдвоенный отсос может быть оборудован вертикальной панелью, расположенной между рядами кухонного оборудования. Расход воздуха, удаляемого сдвоенным островным отсосом, соизмерим с расходом воздуха, удаляемого островным отсосом;
— отсос-шкаф (рисунок 1г). Устанавливают низко над поверхностью кухонного оборудования вплотную к стене или оборудуют специальной вертикальной панелью. Отсос-шкаф, как правило, оснащают боковыми панелями от отсоса до кухонного оборудования. Отсос-шкаф располагают на небольшом расстоянии от поверхности кухонного оборудования, поэтому его глубина может быть меньше или равна глубине кухонного оборудования;
— отсос-шкаф с верхним доступом (рисунок 1д). Монтируют достаточно низко, что позволяет раздавать приготовленную пищу поверх отсоса;
— отсос-козырек (рисунок 1е). Монтируют непосредственно на кухонном оборудовании, над его проемом или дверцами.
Помещения для кухни ресторана, столовой детского сада, школы, предприятий общественного питания относятся к группе горячих цехов с отдельным проектированием систем вентиляции. Для них отдельно разрабатываются нормативы поступления приточного воздуха, отведения горячих воздушных масс, проектируются варианты местного вытяжного вентилирования и т.д. Вентиляция горячего цеха – сложная, многокомпонентная система, в которой учитываются многие факторы внутреннего пространства кухни, столовой.
Главная особенность – в процессе приготовления кулинарной продукции происходит большое теплогазовыделение. Излишнее тепло необходимо оперативно отводить из помещения при помощи систем вентиляции, чтобы:
- поддерживать оптимальные, комфортные условия труда для персонала;
- соблюдать нормы технологического процесса приготовления кулинарной продукции;
- поддерживать условия микроклиматической среды для соблюдения правил пожарной безопасности.
Согласно НП АВОК вентиляция горячих цехов предприятий общественного питания должна обеспечивать уровень теплонапряженности 210 Вт/м³. На практике рекомендуемый показатель часто превышается в несколько раз из-за плотного размещения тепловыделяющей техники внутри небольшого помещения. Лишнюю тепловую энергию приходится ликвидировать установкой высокомощной вентиляционной техники. При этом вентканалы необходимо теплоизолировать, так как отведение горячего воздухопотока разогревает их до +100⁰ С и выше, что влияет на температурный фон помещения.
Сеть воздуховодов оснащается масложировыми фильтрами для защиты от мелких частиц масла, содержащихся в отводимом горячем воздухопотоке. Фильтры могут быть встроенными или сменными. Их необходимо своевременно очищать или заменять, иначе жир будет оседать внутри каналов, на механизмах вытяжных вентиляторов, ухудшая отведение отработанного потока.
Кроме того, необходима установка системы пожарной безопасности, предотвращающей воспламенение жировых частиц в горячем воздухопотоке. Устанавливается непосредственно внутри локального зонта либо воздуховодов.
Проектирование вентиляционной схемы производится заранее, может осуществляться изготовителями-поставщиками оборудования, которые ответственны за произведенные расчеты и дальнейшее эффективное функционирование устройств вентилирования, как общеобменных, так и местных.
Основные параметры, которые необходимо соблюдать для организации качественной работы вентиляции:
- температурный диапазон внутри помещения горячего цеха составляет от +16⁰ С зимой до +27⁰ С летом;
- хранение, приготовление отдельных продуктов питания может требовать соблюдения определенной температуры, отличающейся от установленной нормы;
- температура отводимого воздухопотока определяется в +42⁰ С. При превышении этого показателя необходимо использовать воздушное душирование;
- температура воздухопритока должна быть на 5-6⁰ С меньше температуры внутри помещения кухни;
- скорость воздушного потока внутри горячего цеха, оборудованного местными отсосами, не должна превышать 0,35 м/с. Быстрое движение воздуха ухудшит их работу, что повлечет общее загрязнение внутреннего пространства кухни;
- недопустимо загрязнение продуктов питания теплогазовыделениями от готовящейся еды, сгорания твердого топлива, частицами жира, дыма и т.д.;
- запахи приготовления, заготовки, разделки продуктов питания должны удаляться вытяжной техникой, нельзя допускать их попадание к помещениям приема пищи;
- установленное локальное оборудование, система ее фильтрации должны быть в свободном доступе для технического обслуживания, чистки, замены;
- рециркуляция воздухопотока с теплогазовыделениями недопустима;
- давление внутри кухни всегда должно быть ниже (разреженным), чем внутри обеденного зала, чтобы приток воздуха поступал только в сторону горячего цеха, а не наоборот;
- исключение – залы для курящих, воздухопоток из которых отводится наружу отдельной сетью вентилирования;
- нижняя граница нормы объема воздухопритока – 100 м³/чел;
- высота рабочей зоны – 2 м и более;
- вентканалы должны быть из оцинкованной стали.
Расчет производится с учетом следующих критериев:
- тип установленной техники для готовки;
- тип зонта, высота размещения над рабочей поверхностью;
- наличие-отсутствие краевых завес;
- тип пищи, которую планируется готовить;
- направление воздухопотоков внутри кухни.
Используется как дополнительный способ, так как показывает приблизительные результаты. Основывается на немецкой методике VDI52, согласно которой кратность воздухообмена зависит от высоты потолка. Мощность, тип тепловой техники в расчет не принимаются. При этом кратность вытяжки всегда больше кратности воздухопритока.
Для кухни высотой 3-4 м кратность притока составляет 20 в час, вытяжки – 30. При высоте потолков 4-6 м приток – 15, кратность вытяжки – 20. Высота более 6 м: приток – 10, вытяжка – 15.
Принимает во внимание скорость, с которой затягивается отработанный воздух с частицами жира, гари, запахами. В расчете участвует горячий поток между верхним краем рабочей поверхности (например, плиты) и нижним краем вытяжки. Стороны примыкания к стене не учитываются.
Средняя скорость движения составляет 0,3 м/с (для мармита – 0,2 м/с, фритюрницы – 0,5 м/с). При этом вытяжной край должен выступать над свободным краем рабочей поверхности на 150-300 мм.
Данный способ применяется для стандартных вытяжек. Является проверочным методом при использовании других схем расчета. Тем не менее прост, с его помощью можно рассчитать эффективное тепло-, дымоудаление, отведение гари.
Также определяется нормативами немецкого VDI 52. Расчет вентиляции в горячем цехе основывается на удельном тепловыделении техники (явном и скрытом), которое приходится на 1 кВт потребляемой мощности.
Плюсом методики является учет особенностей типа используемого оборудования. Минус – устаревшие данные о значениях явной-скрытой теплоты кухонной техники, которые необходимо дополнительно проверять.
Основываясь на методике, были составлены таблицы расхода удаляемого воздуха для типов техники, используемой при готовке пищи, а также таблицы коэффициента одновременности, учитывающего несинхронную работу тепловой техники.
Расчеты производятся согласно данным из таблиц: потребляемая мощность умножается на показатель удельной теплоты и на коэффициент одновременности. Применяется наиболее часто.
Расход отводимого воздуха определяется для каждого оборудования отдельно, затем показатели суммируются. Недостатком является учет лишь площади техники тепловой обработки, а мощность не учитывается.
Последние три методики позволяют вычислять расход воздуха для стандартных вытяжных зонтов. Для фильтрующих потолков показатели необходимо уменьшить на 20-25%, приточно-вытяжных зонтов – на 30-40%. Пример расчета по вентиляции любого кухонного помещения покажет, что методика кратностей более из всех приблизительна, не учитывает факторов, касающихся непосредственно техники.
Общеобменная вентиляция в горячем цехе дополняется местной вытяжкой. Ее необходимость обусловлена высокими показателями теплогазовыделения используемого оборудования, с которыми вытяжная вентиляция горячего цеха справиться не может. К тому же с теплым потоком вверх поднимаются частицы гари, жира, водяной пар, углекислый и угарный газы, которые необходимо отводить сразу, не позволяя распространяться по кухонному помещению.
Также местная вытяжная система убирает из цеха сопутствующие процессам приготовления запахи, распространение которых за пределами кухни недопустимо. При этом вместе с локальным оборудованием применяются установки приточной подачи свежего воздуха. Превышенная концентрация в воздухе запахов гари, дыма негативно сказывается на вкусе, аромате приготовляемых блюд, что не допускается санитарными нормами.
Общеобменная вентиляция горячего цеха столовой, кухни должна постоянно создавать область пониженного давления, чтобы в помещение попадал воздух из обеденного зала (кроме залов для курящих). Объем попадающего из зала воздухопотока может доходить до 60-70% от общего притока, но не превышать его. Соответственно приточные воздушные массы поступают в помещение всегда в меньшем количестве, чем происходит отведение отработанного воздуха наружу.
В качестве локальной вытяжки используются вытяжные зонты различных видов.
Общий список оборудования вентиляции в горячем цехе включает:
- общеобменная система, организованная воздуховодами;
- вентиляторы;
- местная вытяжка (зонты);
- вытяжные потолки;
- приточные установки;
- система фильтрации.
Оборудование для вентилирования устанавливается строго по проекту, составленному и рассчитанному заранее. Мощность локальных точек, общеобменной техники не должна быть меньше необходимой, иначе она не справится со своими непосредственными задачами. Излишняя мощность смонтированной приточно-вытяжной установки не выгодна из-за перерасхода потребляемой мощности.
Локальная вентиляция горячего цеха столовой общественного назначения представлена вытяжными зонтами. Устанавливаются над тепловым оборудованием. Основная функция – отведение наружу теплого отработанного воздухопотока (вместе с частицами запахов, дыма, гари, масла) из рабочей зоны путем создания дополнительной области разреженного давления.
Функционально классифицируются:
- Для отведения теплого пара. Устанавливаются над плитами, где поступающий поток относительно чистый, не содержит масляных включений. Зонты не оснащаются системой фильтрации. Не требуется установка противопожарной системы, так как пары не содержат легковоспламеняющиеся частицы масла.
- Для отведения воздуха с содержанием большого количества масла. Устанавливаются непосредственно над плитами, обязательно оснащаются масляными фильтрами, предотвращающими попадание частиц масла внутрь воздуховода. Действие фильтров основано на центробежной силе пластин, которые отсеивают масляные частицы от основного воздушного потока. Масло собирается в специальной емкости.
Фильтры бывают встроенные и съемные. Подлежат обязательной периодической чистке. Встроенные оборудованы системой очищения. Съемные легко очищаются в посудомоечной машине либо заменяются на новые.
Обязательно оснащаются противопожарным устройством безопасности.
Конструктивно классифицируются:
1. Полочные. Монтируются низко над рабочей поверхностью к стене, либо дополняются вертикальной конструкцией. Оснащаются боковыми панелями для эффективного удаления отработанного воздуха. параметры могут быть чуть меньше или равняться параметрам рабочей поверхности. Также есть полочные с верхним доступом для раздачи приготовленной пищи.
2. Навесные. Монтируются над горячими поверхностями в форме укрытий, используются для удаления воздуха с большим количеством частиц масла, гари, дыма и т.д. Дополнительно делятся на:
- Настенные. Устанавливаются вплотную к стене, оснащаются вертикальной панелью, полностью закрывающей поверхность стены. Подходят для одиночного или группы оборудований, установленных в ряд. Параметры больше размеров рабочей поверхности на 150-300 мм по трем свободным сторонам.
- Островные. Устанавливаются над оборудованием, расположенном одиночно, в ряд. Должны обладать повышенной мощностью, так как не оснащаются ограждающими конструкциями, а отводимый воздухопоток подвержен перекрестной конвекции. Выступает над рабочей поверхностью по всем сторонам оборудования.
- Сдвоенные островные. Состоят из двух настенных, устанавливаются вплотную друг к другу задними поверхностями над двойным рядом тепловой техники. Могут оснащаться вертикальной панелью, устанавливаемой между ними. Выступают над габаритами плиты.
- Козырек. Устанавливается непосредственно на саму плиту для отведения горячего воздухопотока над проемами дверцами духовых шкафов.
Вентиляция горячего цеха столовой, кухни с локальными вытяжками конструктивно устроена с отличиями от остальных схем вентилирования. Главное из них – обеспечение пожаробезопасности. Поэтому воздуховоды выполнены из более толстой стали, предусматривается теплоизоляция. Стыковочные швы обязательно должны быть герметичны.
Горизонтальные каналы от зонта до основной вентшахты необходимо делать короткими, так как именно там скапливается большая часть масла, которое может воспламениться при взаимодействии с горячим воздухопотоком. Нижнюю часть канала следует оснащать люками для очистки внутренней поверхности от масляных частиц.
Герметичность воздуховодов влияет на степень их загрязнения. При постоянной температуре воздушного потока в герметичном канале засорение внутренних поверхностей не увеличивается. Исключается установка заслонок, других препятствий от локального зонта до основного воздуховода, потому что они буду содействовать скоплению жира.
Возможна регулировка скорости движения воздухопотока по вентканалам, если увязываются зонты разного назначения (сбор пара и удаление потока с частицами масла). Некоторыми изготовителями предлагается дополнительная опция по балансировке вытягивающей техники.
Место установки вентиляторов – вблизи выхода вентиляционного канала наружу, чтобы внутри системы создавалась область пониженного давления. Такой способностью в полной мере обладают вентиляторы с выбросом потока вверх. Рекомендуется использовать диаметральные, центробежные вентиляторы.
Учитывая степень загрязнения отводимого воздухопотока, вентиляторы должны оснащаться поддонами для сбора масла. Двигатели должны быть оборудованы защитой от воздействия на них жира, устойчивы к высоким температурам. Рекомендуется размещать вне потока удаляемых масс.
Приточные, вытяжные вентиляторы необходимо размещать таким образом, чтобы они были доступны для плановой очистки, осмотра. Запрещается убирать масляные фильтры из локальных вытяжек, так как частицы масла будут оставаться внутри воздуховодов, на лопастях вентиляторов, что значительно ухудшит их работу.
Оптимальным вариантом является постоянное поддерживание области разреженного давления внутри помещения кухни вентиляторами при невысокой мощности потребления электроэнергии.
Компенсацию того объема воздушных масс, который удаляется вытяжной системой (общеобменной и локальной), обеспечивает приточная вентиляция. Характеризуются высокой производительной мощностью, легкостью монтажа. Принцип работы заключается в подаче свежего воздуха в горячий цех общим потоком или локальным способом к зонтам.
С целью экономии электроэнергии летом воздухопоток не охлаждается, зимой для подогрева используется подключение водяных калориферов к системе отопления. Кроме того, распространяется использование прямого впрыскивания мелкодисперсной воды непосредственно перед зонтом с целью охлаждения, увлажнения рабочей среды. Это позволяет вместе с зимним обогревом использовать адиабатическое охлаждение летом.
Также могут использоваться газовые калориферы для обогрева, если другие установки применять нецелесообразно. Приточные устройства размещаются в технических помещениях, на чердаке.
Способы подачи приточного воздухопотока:
- из нижней части локальных зонтов (распространенный и эффективный способ);
- через отдельный элемент зонта, способный подавать приток сверху вытяжки, изнутри, рядом с ее обшивкой.
Скорость подаваемого притока у рабочей поверхности не должна превышать 0,25 м/с, что способствует установлению комфортных условий труда персонала кухни. При этом до 75% притока призваны компенсировать удаляемый воздух из помещения. Задача остальных воздушных масс – нейтрализация поступающих теплых потоков, препятствие их распространению внутри кухни.
Внутри комнат отдыха персонала, технических помещений используются совместно вентиляция и кондиционирование для снижения температуры окружающей среды.
Принцип работы вентилируемых потолков схож с функцией местных вытяжек – отведение теплогазовыделений от кухонной техники при приготовлении пищи. Могут занимать всю площадь потолочного пространства, либо некоторую часть. Кроме того, внутри потолков могут быть установлены устройства по подаче воздухопритока.
Классификация вентилируемых потолков по типу конструкции:
- открытый со съемными фильтрами;
- открытый со съемными фильтрами и желобами для сбора конденсируемой жидкости;
- закрытый с изолированными приточно-вытяжными воздуховодами;
- закрытый с вытяжными воздуховодами и открытым притоком воздушных масс.
Закрытые вентилируемые потолки своими вытяжками присоединяются к основному герметичному вентканалу. Открытые конструкции не подключены к основному каналу непосредственно. Вытяжка таких потолков подключается непосредственно к общему воздушному объему.
Изготавливаются из нержавеющей стали или алюминия, покрытого защитным слоем эмали. Над газовыми плитами разрешается устанавливать потолок из нержавеющей стали.
Рекомендации по монтажу вентилируемых потолков определяют установку закрытых конструкций во всех случаях, когда предполагаются парогазовыделения с включением частиц твердого топлива, масла. Остальные случаи позволяют устанавливать потолки как закрытые, так и открытые.
Система фильтров вентилируемых потолков должна быть съемной, всегда доступной для технического обслуживания, чистки.
06 Апр 2019 admin 27