Расчет вентиляции горячего цеха

Приготовление кулинарной продукции на промышленных предприятиях, в заведениях общественного питания сопровождается выделением тепловой энергии, выбросом вредных веществ. Поэтому важно обустроить вентиляцию горячего цеха. Грамотно спроектированная и смонтированная система обеспечивает оптимальный микроклимат, комфорт для работников.

Специфика вентиляции горячих цехов предприятия

При приготовлении пищи резко повышается температура воздуха в определенных местах горячего цеха. Также рабочая зона отличается высоким уровнем влажности и загрязненности. Эти особенности негативно влияют на качество кулинарной продукции, комфорт и здоровье сотрудников. Поэтому их необходимо минимизировать и устранить с помощью эффективной вентиляции горячего цеха.

Оборудование должно обеспечивать значение показателя теплонапряженности примерно 200 ватт/м³. На практике оно превышено в несколько раз, особенно если помещение кухни небольшое и в нем высокая концентрация вредных выбросов.

Повышение температуры воздуха можно нейтрализовать высокомощными приточными системами. Но чрезмерное увеличение производительности не имеет смысла, так как при их эксплуатации образуются сквозняки. Сотрудники могут часто простывать и болеть. Поэтому важно точно рассчитать параметры силовых установок, грамотно корректировать их и управлять.

Стоит учитывать, что в воздухе в горячем цеху много взвешенных жировых частиц. Они оседают на воздуховодах и постепенно забивают их. Чтобы избежать этого, нужно установить фильтры, своевременно очищать и реактивировать их. В противном случае жир испортит оборудование и создаст неблагоприятную для работы и комфорта обстановку.

Проектировать и монтировать вентиляцию нужно с соблюдением норм. Не менее 50% воздуха, поступающего в горячий цех, должно подаваться из обеденной зоны. Это важно для поддержания оптимального уровня разрежения. При этом запрещается подача воздуха из зала для курящих, кальянной, так как он может испортить вкус еды.

Промышленные предприятия

На промышленном предприятии применяют расплавы, раскаленные заготовки, готовят на открытом огне. Все они выделяют избыточную тепловую энергию и вредные компоненты. Устранение этих негативных факторов — задача вентиляции в горячем цехе.

Она выполняется следующими методами:

• естественная вентиляция. Эффективна, если в помещении невысокая концентрация вредных выбросов. При перепаде температур образуются постоянные восходящие потоки воздуха. Они удаляют отработанные массы через специальные автоматизированные фрамуги;
• приточно-вытяжное оборудование с очищением отработанного воздуха. Такие установки удаляют отводимые воздушные массы из помещения. Для реализации данной схемы используют силовые и дополнительные приборы, которые эффективно и экономично очищают их;
• местные вытяжки, которые не дают распространяться загрязненному воздуху при локальной концентрации вредных веществ. Приток воздуха организовывают через фрамуги, ворота и другие открытые проемы;
• комбинированные вентиляционные системы применяют на крупных предприятиях.

Общественное питание

В горячих цехах пищу готовят в духовых шкафах, на газовых и электрических плитах, пароконвектоматах, на открытом огне. При работе такой техники в воздух поступают продукты горения, повышается его температура и уровень влажности.

Нерастворимые жировые взвеси, запахи не должны попадать в обеденную зону. Температура воздуха на кухне часто повышается до критического значения — до 45 °С. Такой микроклимат негативно сказывается на производительности труда, здоровье и комфорте сотрудников, состоянии технологических приборов:

• вредные взвеси попадают в органы дыхания сотрудников;
• жир оседает на корпусах техники, рабочих поверхностях, потолке, стенах;
• неочищенный воздух, высокая температура способствуют быстрой утомляемости;
• происходит нарушение технологии приготовления кулинарной продукции.

Вентиляция воздуха в горячем цеху должна обеспечить эффективное отведение загрязнений из помещения, замену отработанных масс свежими, уменьшение температура до параметров норматива. Также она препятствует попаданию такого воздуха в гостевые и обеденные залы. Нагнетальные и вытяжные установки, применяемые в комплексе, создают устойчивый подпор в направлении “загрязненной зоны”.

Подпись

Нормы, требования вентиляции горячего цеха

В действующих СНиПах содержатся нормы вентиляции горячего цеха, которые нужно учитывать при организации работы предприятия и заведения общепита. В них выделены минимальные требования, которые можно улучшать в целях повышения уровня комфорта сотрудников:

• максимальная температура при проведении технологического процесса летом — до 27 °С, минимальная температура зимой — от 16 °С;
• хранение в специально выделенном и подготовленном месте продуктов при необходимости соблюдения особых требований к температурному режиму;
• максимальная температура отводимой воздушной массы — 42 °С. Если она выше, необходимо создать направленный приточный поток к рабочему месту с помощью принудительного душирования;
• температура воздушного потока из притока должна быть меньше общей температуры в помещении на 5 °С;
• воздушные массы должны перемещаться внутри кухонного помещения со скоростью не более 35 см/с. Увеличение скорости приведет к тому, что снизится эффективность локальных вытяжек, будут образовываться сквозняки;
• высота потолков в помещении — минимум 2 метра;
• минимальный воздухообмен — 100 м³/ч на одного человека.

Запрещается допускать загрязнение свежих пищевых продуктов дымом, продуктами горения, масляными взвесями. Применяемые фильтрационные элементы нужно располагать так, чтобы их можно было периодически осматривать, обслуживать, чистить и ремонтировать.

Не допускается организовывать рециркуляцию потоков с целью повысить энергоэффективность. Рекуператоры должны быть герметичными, чтобы приточные и отводимые воздушные массы не смешивались. Также используют вентиляционные каналы из обработанной стали с огнезащитным покрытием.

Гигиенические требования

Для измерения эффективности вентиляционной системы нужно рассчитать минимальный объем свежего воздуха в помещения, а также определить оптимальный баланс тепловой энергии и влажности. Система должна соответствовать базовому требованию — на одного сотрудника минимум 30 м³/час свежего и чистого воздуха.

Другие гигиенические требования к воздухообмену:

• от 10 до 50 обменов воздуха в час для кухни, производственной горячей технологической линии;
• от 5 до 10 обменов в час для обеденного зала;
• температура воздуха — от 20 °С до 22 °С;
• уровень влажности — от 40% до 50%;
• скорость воздушного потока на рабочем месте — 0.2-0.3 м/с.

Организация производства в соответствии с этими требованиями необходима и для получения допуска. Важно правильно встроить вентиляционное оборудование в действующую систему отопления.

Классификация систем вентиляции горячих цехов

Устройства, которые используют для обеспечения качества воздуха, его температуры и влажности, можно условно разделить на три группы:

• общеобменная. Необходима для циркуляции воздуха в помещении, удаления загрязненных масс и подачи свежих;
• местная. Отвечает за своевременный выброс локального воздуха, например, над плитой;
• системы кондиционирования. Обеспечивает комфортную температуру и влажность воздуха.

Приточная

Приточное оборудование имеет важное значение для организации воздушного обмена на горячей технологической линии. Такая вентиляционная система включена в общеобменную сеть и обеспечивает поступление свежего воздуха. Перед попаданием в помещение поток проходит предварительное очищение в фильтрах.

Вытяжная

Вытяжки устанавливают для удаления загрязненного воздуха с парами, дымом, продуктами сгорания, появляющимися в результате термической обработки пищевых продуктов. Они отвечают за отведение воздуха из мест загрязнений. Например, вытяжные зонты над оборудованием. Они удаляют брызги жира, горячий пар, грязный воздух, предварительно пропускают их через фильтры.

Общеобменная

Задача общеобменной вентиляции — удаление загрязненного воздуха из всего помещения, выведение излишнего тепла, влаги, замена их свежим воздухом. В горячем цехе ее дополняют местными вытяжными системами, тепловыми завесами.

Приточно-вытяжная

Приточно-вытяжные вентсистемы выполняют функционал вытяжных устройств и дополнительно обеспечивают подачу свежего воздуха в помещение из притока. Для повышения эффективности их дополнительно комплектуют рекуператорами. Они подогревают приточный воздух теплом от уже отработанного потока. Альтернатива — использование рециркуляционного оборудования.

Методики расчета вентиляции горячего цеха

При проектировании систем вентиляции горячих цехов предприятий учитывают:

• тип техники, которую будут использовать при приготовлении пищевой продукции;
• какую пищу планируется готовить;
• направление основных потоков воздуха в помещении;
• высота установки вытяжных зонтов, их размеры и особенности конструкции.

На практике обычно используют несколько разных методов расчета. Это позволяет получить наиболее полные и точные сведения, необходимые для грамотного проектирования. В соответствии с нормативами эффективность работы вентиляции определяют, рассчитывая минимальный объем свежего воздуха, требуемый баланс температуры и влажности.

Метод кратностей воздухообмена

При расчете кратностей используют формулу:

W=s*K/ с-z, где

s — поправочный коэффициент кратности, принимаемый за значение от 1.2 до 1.4;

K — общий объем загрязняющих веществ, выбрасываемых на кухне;

c — допустимое значение концентрации частиц в миллиметрах, установленное стандартом;

z — концентрация загрязняющих веществ в приточном воздухе над рабочей поверхностью.

В основе расчета применена немецкая методика VDI 52. Важным и определяющим показателем является высота потолков в кухне. Тип и тепловую мощность оборудования не учитывают. Данная методика считается вспомогательной, так как дает лишь ориентировочные, дополнительные сведения.

Кратность вытяжки всегда больше кратности притока. В горячем цехе с высотой потолка не более 4 метров, кратность вытяжки составляет 30, а притока — 20. Для высоты 6 метров эти значения составляют 20 и 15 соответственно. Для более высокого помещения 15 и 10.

При выборе техники учитывают не мощность, а площадь ее рабочей поверхности, используемой для тепловой обработки продуктов. Приведенная методика позволяет выяснить расход воздуха, который будет проходить через оборудование стандартной конструкции. Для вытяжных потолков полученное значение уменьшают на 25%, а для приточно-вытяжных зонтов — на 35-40%.

Метод скорости всасывания

Для определения объема воздуха, который удаляется вытяжкой, используют формулу:

V1 = V2*a,

где V2 — конвективный воздушный поток, который образуется над кухонной техникой обслуживаемой вытяжкой;

а — повышающий коэффициент.

Для расчета вентиляции горячего цеха учитывают высоту и объем помещения, скорость удаления воздуха с частичками жира, гарью. За основной принимают воздушный поток, который движется в направлении от рабочей поверхности к вытяжному зонту. При этом не учитываются стороны, примыкающие к стенам.

Применение данной методики целесообразно при расчете для системы, в которой есть стандартные вытяжки. Ее также считают дополнительной и используют в комплексе с другими способами расчета для проверки полученных сведений. Несмотря на то, что способ достаточно простой, он дает точные результаты и позволяет определить эффективность удаления системой гари, дыма, запахов, излишков тепла.

Метод мощности оборудования

Поток тепла от техники рассчитывают по формуле:

Q1=Q2*b*z, где

Q2 — тепло, которое выделяет оборудование в киловаттах;

b — часть тепла, отдаваемая конвекцией (обычно принимается значение 50%);

z — коэффициент одновременной эксплуатации приборов (0,6-0.7).

Основаниями для расчета системы вентиляции горячего цеха являются сведения по явному и скрытому удельному выделению тепла от кухонной техники. Полученные результаты отличаются высокой точностью.

Плюсом данной методики является учет особенностей разных приборов. К недостаткам можно отнести необходимость перепроверки справочной информации по устаревшей технике.

Метод типа оборудования

Рекомендуемая методика расчета притока тепла, которую используют для вычисления расхода воздуха в помещении, где тепловыделение является основной нагрузкой. При расчете по данному способу анализируют источники тепла над варочными поверхностями, регистрируют показатель теплового баланса помещения, которое обслуживает вентиляция.

Необходимость местной вытяжки

Локальные вытяжные устройства используют в горячем цеху для улучшения качества воздушного обмена. В любой кухне с электрическими или газовыми плитами, варочными поверхностями важно быстро удалять излишки тепла, брызги жира, влагу. Если рабочее место не оснащено вытяжкой, то не получится эффективно устранить духоту, запахи еды, избыточную влажность.

При выборе вытяжной техники нужно обратить внимание на материал. Предпочтительнее компоненты из жаростойкой стали. Также важно правильно подобрать жироулавливающие фильтры.

Вытяжные зонты

Их устанавливают над большими источниками тепловой энергии. Контур оборудования должен быть шире рабочей поверхности примерно на 20 см.

Зонты могут эффективно функционировать в вытяжных и приточно-вытяжных системах. Они имеют высокую всасывающую способность, быстро устраняют пар, жир, запахи над плитой.

Воздуховоды

Воздуховоды представляют собой трубы, по которым перемещаются воздушные массы. Они должны быть пожаробезопасными, так как на внутренней поверхности скапливаются легковоспламеняющиеся вещества. Каналы могут иметь сечение круглой или прямоугольной формы. Круглые воздуховоды легче смонтировать, а прямоугольные занимают меньше места за счет компактности.

Горизонтальная часть канала укороченная, в ней скапливаются загрязнения. Ее оборудуют техническим люком для очищения внутренних стенок. Механическую заслонку в такой системе не ставят, так как она способствует увеличению скопления отложений жира.

Воздуховоды подключают к центральным установкам, решеткам и воздухозаборникам с помощью патрубков. Для предприятий общественного питания рекомендовано использовать каналы из термостойких материалов и округлой формы, чтобы загрязнения меньше скапливались на стенках.

Вентиляторы

Вентиляторы монтируют в конце воздуховодных каналов для поддержания постоянного разрежения. Обычно используют модели диаметрального или центробежного типа.

Из-за высокой загрязненности воздуха корпус вентилятора защищен от жира, пыли. Лопасти изготавливают из материалов, устойчивых к коррозии.

Не допускается эксплуатация системы со снятым фильтром. Это чревато повреждением силовых установок и критическим износом.

С помощью частотных регуляторов можно корректировать производительность вентиляторов. Это позволяет точно настроить мощность и экономить электричество.

Приточные установки

Приточная вентиляция обеспечивает пополнение воздуха, удаляемого местными вытяжками, общеобменной системой, вытяжными потолками. Такие установки монтируют, чтобы предотвратить возможную рециркуляцию, поэтому важно точно определить места для установки воздухозаборников.

Для определения комфортной температуры летом или зимой, можно поставить приток на охлаждение или нагревание канальным теплообменником. В помещении с низкой влажностью обеспечивают аэрацию, мелкодисперсную подачу жидкости по каналу.

Вытяжные потолки

Растровые потолки обеспечивают отведение и фильтрацию паров, которые образуются при тепловой обработке пищи, жарке, выпечке, варке, мытье посуды. Обустройство вентиляционного потолка выполняют по открытому методу, используя незастроенное пространство. Он выступает в качестве обширных приточных зон для свежего воздуха и оттока отработанного воздуха.

Проектирование

При создании технологического проекта приточной и вытяжной вентиляции горячего цеха необходимо учитывать технические, юридические и практические факторы:

• месторасположение здания;
• схему прокладки коммуникаций;
• численность персонала;
• продолжительность рабочего времени;
• расход воздуха;
• продолжительность обслуживания посетителей;
• способы охлаждения воздуха;
• притоки и потери тепла.

При проектировании инженеры должны учитывать сведения о состоянии заведения, особенности планировки санитарных и технических помещений, выполняют расчеты. В итоговом документе должна содержаться информация о воздушном и тепловом балансе, отработанных потоках, технические описания, виды приборов, схемы, эскизы, особенности интеграции в отопительную систему.

Монтаж вентиляции горячего цеха

Установка вентиляционной системы включает в себя следующие работы:

• доставка оборудования на объект;
• разметка трассы для крепления приборов и прокладки магистралей;
• строительные работы по монтажу оборудования и каналов.

После завершения установки приборы подключают к сети, выполняют пуско-наладку и запускают их в эксплуатацию.

Монтаж стоит доверить опытной компании, так как грамотный учет всех исходных данных — сложная задача, требующая высокой квалификации и компетентности. Правильное исполнение проекта, установка с учетом выполненных расчетов, качественное выполнение работ обеспечивают долговечность нового оборудования, исключают сбои и ошибки при эксплуатации.