Разработка системы вентиляции Поп

 

 

Введение.

При проектировании вентиляции кухонь основной задачей которую решает проект вентиляции является удаление запахов и технологичных выбросов от приготовляемой пищи. И недопускания попадания запахов в обеденный залл. 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

Проектирование вентиляции: Необходимость местной вытяжки в кухнеКак 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.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.Проектирование вентиляции: 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.

Разработка  системы вентиляции на предприятии  общественного питания и их расположение на первом этаже.

Проектирование венитляции: 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.

Проектирование венитляции: 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.

 В каждом из зонтов в  зависимости от конструкции расположены  два или несколько комплектов  пластин, изготовленных из стали,  нержавеющей стали или алюминия. Пластины могут быть постоянно  закрепленного или съемного типа. Съемные пластины очищаются легко  - в посудомоечной машине или  под струей воды из-под крана. Для промывки постоянно закрепленных пластин используются установленные в зонтах наконечники системы промывки, в которых находится моющее средство. Как правило, в фильтрах с постоянно закрепленными пластинами в конце каждого рабочего дня срабатывает система автоматической очистки: фильтры промываются при температуре 60-80 °С и давлении 2-5 бар. Автоматическая система очистки может быть объединена с системой противопожарной защиты.

 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.

Проектирование венитляции: Расход 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;

 

 Высота 3 м;

 

 Оборудование:

 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: Тип помещения  Высота помещения, м  Кратность воздухообмена, 1/час (приток / вытяжка)

 Горячий цех средних размеров (рестораны, гостиницы)  3-4  +20 / -30

4-6  +15 / -20

 Горячий цех больших размеров (казармы, больницы)  3-4  +20 / -30

4-6  +15 / -20

 более 6  +10 / -15

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 1200x4000 мм установлен над технологическим оборудованием (общие габариты 900x4000 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

Высота плоскости:

((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: Расход удаляемого воздуха (куб.м/час) на 1 кВт мощности

 Оборудование  Электричество  Газ

 Мармит   40  60

 Скороварка   25  -

 Конвектомат   50  -

 Гриль, саламандр  166  166

 Плита конфорочная (с закрытым  огнем)  161  176

 Сковорода опрокидывающаяся  161  176

 Фритюрница  141  -

 Печь  161  176

 Гриль на углях  252  307

 Водяная баня, тепловой стол  151  -

 Кипятильник   15  -

 Холодильное оборудование  302  -

 Печь микроволновая  15  -

 Печь для пиццы  76  -

 Плита индукционная  101  -

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: Тип кухни  Коэффициент одновременности

 Кухня ресторана  0,8-1

 Кухня ресторана быстрого  питания  0,8-1

 Кухня для обучения персонала  0,5-0,7

 Кухня столовой  0,5-0,8

Возвращаясь к примеру со школьной столовой, подсчитаем расходы воздуха для установленного в ней оборудования:  Оборудование  Мощность, кВт  Расход удаляемого воздуха, куб.м/час

1  Фритюрница   7,5  141 х 7,5 = 1058

2  Плита (4 конфорки + печь-духовка)  11,5 + 5  161 х 11,5 + 126 х 5 = 2482

3  Мармит на водяной бане   15  40 х 15 = 600

4  Сковорода опрокидывающаяся   15  161 х 15 = 2415

5  Конвектомат   10  50 х 10 = 500

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. Оборудование  Тип  Объем удаляемого воздуха, куб.м/час

 Плита  газ  1500 (на 1 кв.м поверхности)

 электричество  1000 (на 1 кв.м поверхности)

 Мармит  75 литров  500

100 литров  600

150 литров  800

200 литров  1000

250 литров  1100

300 литров  1200

500 литров  1500

 Сковорода опрокидывающаяся  газ  1500

 электричество  1000

 Гриль роторный   1000

 Стол тепловой  газ  450 (на 1 кв.м поверхности)

 электричество  300 (на 1 кв.м поверхности)

Конвектомат  6 уровней GN1/1  1000

20 уровней GN2/1  2000

 Пароконвектомат  малая модель  1000

 большая модель  2000

 Кипятильник   450

 Гриль  газ  3000 (на 1 кв.м поверхности)

 электричество  2000 (на 1 кв.м поверхности)

 Печь традиционной конструкции  с естественной конвекцией   300

 Открытый огонь   200-500

 Фритюрница  менее 300 порций  1000 (на 10 л масла)

 более 300 порций  2500 (на 50 л масла)

 

 

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:  Оборудование  Расход удаляемого воздуха, куб.м/час

1  Фритюрница (10 л масла)  1000

2  Плита (4 конфорки + печь-духовка)  1000 + 300 = 1300

3  Мармит на водяной бане (60 л)  500

4  Сковорода опрокидывающаяся   1000

5  Конвектомат (6 уровней)  1000

 

 

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  Метод  Примечания  Расход удаляемого воздуха, куб.м/час

1  метод кратностей воздухообмена  ориентировочный метод   1350

2  метод скорости всасывания  поверочный метод для других методик; подходит только для традиционных зонтов  4536

3  метод мощности оборудования  наиболее часто применяемый  4585

4  метод типа оборудования  не учитывает мощность оборудования  3120

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.