Об Академии Услуги Мероприятия Пресс-центр Партнеры Контакты +7 499 394 54 51

Проектирование систем вентиляции для кафе и ресторанов

Грамотное проектирование систем вентиляции в кафе и ресторанах играет не менее важную роль, чем, например, подбор технологического оборудования для кухни. На предприятиях общественного питания вентиляция жизненно необходима, ведь она обеспечивает оптимальные санитарно-гигиенические параметры воздуха не только для персонала кухни, но и создаёт комфортные условия для посетителей.

Однако спроектировать вентиляционную систему для кафе и ресторана непростая задача, так как на одном предприятии имеются как производственные помещения (кухня), так и помещения для гостей.

Очевидно, что для разных типов помещений, требуется поддерживать разные параметры воздуха.

Прежде чем переходить к описанию и правилам подбора элементов вентиляции, нам необходимо разобраться с основными терминами и понятиями, используемыми в этой области.

Классификация систем вентиляции:

  • по способу перемещения воздуха: естественная и искусственная;
  • по назначению: приточная и вытяжная;
  • по зоне обслуживания: местная и общеобменная;
  • по конструкции: наборная и моноблочная.

  • Естественная и искусственная система вентиляции


    Поток воздуха в помещении может создаваться двумя способами:

    Схема вентиляции- Естественным образом, за счет разности температур воздуха, изменения давления в зависимости от высоты, ветрового давления. Соответственно, такая вентиляция называется естественной.


    - Искусственная вентиляция создаётся при помощи электромеханических устройств - вентиляторов. Это искусственная или механическая вентиляция.

    На предприятия общественного питания невозможно обойтись лишь созданием оптимальных условий для естественной вентиляции.

    Поскольку в механической системе используется вентилятор, фильтр, воздухонагреватель и другие элементы, позволяющие перемещать, очищать и нагревать воздух, такие системы могут поддерживать комфортные условия в помещениях независимо от времени года и условий среды.

    Так как на кухне всегда присутствует специфический запах, воздух из кухни не должен смешиваться с воздухом попадающим в залы с посетителями. Для вентиляции кафе и ресторанов чаще всего требуется автономная вытяжная система или приточно вытяжная установка с рекуперацией, обеспечивающие отвод воздуха на улицу. Что позволяет повысить комфорт для работников кухни и посетителей в зале.


    Приточная и вытяжная система вентиляции


    Приточная система вентиляции предназначена для подачи свежего воздуха в помещения. При необходимости подаваемый воздух может нагреваться или охлаждаться, увлажняться, а также очищаться от пыли.

    Вытяжная вентиляция, напротив, удаляет из помещения загрязненный воздух. Приточная и вытяжная вентиляция, как правило, используются совместно, при этом их производительность должна быть сбалансирована, иначе в помещении из-за разности давления может проявляться эффект «хлопающих дверей».


    Местная и общеобменная система вентиляции


    План вентиляции кафеМестная вентиляция предназначена для подачи свежего воздуха на определенные места (местная приточная вентиляция) или для удаления загрязненного воздуха от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).

    Местную вытяжную вентиляцию применяют в тех случаях, когда места вредных выделений локализованы и можно не допустить их распространения по всему помещению. Местная вентиляция используется, преимущественно, в пищеблоках - кухонные вытяжки, зонты, которые представляют собой местную вытяжную вентиляцию.

    Общеобменная вентиляция, в отличии от местной, предназначена для вентиляции воздуха во всем помещении. Общеобменная вентиляция так же может быть приточной и вытяжной. Приточную общеобменную вентиляцию, как правило, необходимо выполнять с подогревом и фильтрацией приточного воздуха, поэтому такая вентиляция должна быть механической (искусственной). Общеобменная вытяжная вентиляция может быть проще приточной и выполняться в виде вентилятора, установленного в окне или отверстие в стене, поскольку удаляемый воздух не требуется обрабатывать. При небольших объемах вентилируемого воздуха используют механическую приточную и естественную вытяжную вентиляцию, которая заметно дешевле механической.


    Наборная и моноблочная система вентиляции


    Наборная система вентиляции собирается из отдельных компонентов — вентилятора, глушителя, фильтра, системы автоматики и т.д. Такая система обычно размещается в отдельном помещении — венткамере или за подвесным потолком (при небольшой производительности). Достоинством наборных систем является возможность вентиляции любых помещений — от небольших до больших залов. Недостатком — необходимость профессионального расчета и проектирования, а также большие габариты.

    В моноблочной системе вентиляции (вентустановка) все компоненты размещаются в едином шумоизолированном корпусе. Моноблочные системы могут быть приточные, вытяжные и приточно-вытяжные. Приточно-вытяжные установки часто комплектуются встроенным рекуператором, которые позволяет экономить энергию, затрачиваемую на подогрев приточного воздуха. Моноблочные вентустановки имеют ряд преимуществ перед наборными системами:

    -Поскольку все компоненты расположены в шумоизолированном корпусе, уровень шума моноблочных установок заметно ниже, чем наборных систем. Благодаря этому моноблочные системы небольшой производительности можно размещать в обеденных залах, в то время как наборные системы обычно требуется устанавливать в подсобных помещениях или в специально обустроенных вентиляционных камерах.

    -Все элементы вентиляционной установки подбираются, тестируются и отлаживаются для совместной работы на этапе производства, поэтому моноблочные системы обладают максимально возможной эффективностью и сбалансированностью.

    Благодаря компактному корпусу монтировать вентустановки проще и быстрее, чем наборные системы вентиляции.


    Расчет систем вентиляции


    Расчет системы вентиляции начинается с определения производительности по воздуху (воздухообмена), измеряемой в кубометрах в час. Для расчетов необходим план объекта, где указаны наименования (назначения) и площади всех помещений.

    Подавать свежий воздух требуется только в те помещения, где люди будут находиться длительное время: обеденный зал, кухня. Из кухни и санузлов воздух должен удаляется местной ветиляцией через вытяжные каналы.

    Для каждого помещения определяется количество подаваемого воздуха. Расчет обычно ведется в соответствии с требования СНиП 2.08.02, СНиП 31-01, СНиП 31-03 и СНиП 31-05.

    После расчета воздухообмена по людям, на основании вместимости зала, нам нужно рассчитать воздухообмен по кратности (этот параметр показывает, сколько раз в течение одного часа в помещении происходит полная смена воздуха). Чтобы воздух в помещении не застаивался, нужно обеспечить хотя бы однократный воздухообмен.

    Таким образом, для определения требуемого расхода воздуха нам нужно рассчитать два значения воздухообмена: по количеству людей и по кратности и, после чего выбрать большее из этих двух значений:


    1. Расчет воздухообмена по количеству людей:


    L = N * Lnorm, где


    L — требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч;

    N — количество людей;

    Lnorm — норма расхода воздуха на одного человека:

    в состоянии покоя (сна) — 30 м³/ч;

    типовое значение (по СНиП) — 60 м³/ч;


    2. Расчет воздухообмена по кратности:


    L = n * S * H, где


    L — требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч;

    n — нормируемая кратность воздухообмена:

    для жилых помещений – от 1 до 2, для офисов – от 2 до 3;

    S — площадь помещения, м²;

    H — высота помещения, м;


    Рассчитав необходимый воздухообмен для каждого обслуживаемого помещения, и сложив полученные значения, мы узнаем общую производительность системы вентиляции.


    Расчет воздухораспределительной сети


    После определения производительности вентиляции можно переходить к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов), дроссель-клапанов и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Схему составляют таким образом, чтобы при минимальной общей длине трассы система вентиляции могла подавать расчетное количество воздуха во все обслуживаемые помещения. Далее по этой схеме рассчитывают размеры воздуховодов и подбирают воздухораспределители.


    Расчет размеров воздуховодов


    Для расчета размеров (площади сечения) воздуховодов нам нужно знать объем воздуха, проходящий через воздуховод в единицу времени, а также максимально допустимую скорость воздуха в канале. При увеличении скорости воздуха размеры воздуховодов уменьшаются, но уровень шума и сопротивление сети возрастают. На практике для квартир и коттеджей скорость воздуха в воздуховодах ограничивают на уровне 3–4 м/с, поскольку при более высоких скоростях воздуха шум от его движения в воздуховодах и распределителях может стать слишком заметным.

    Следует также учитывать, что использовать «тихие» низкоскоростные воздуховоды большого сечения не всегда возможно, поскольку их сложно разместить в запотолочном пространстве. Снизить высоту запотолочного пространства позволяет применение прямоугольных воздуховодов, которые при одинаковой площади сечения имеют меньшую высоту, чем круглые (например, круглый воздуховод диаметром 160 мм имеет такую же площадь сечения, как и прямоугольный размером 200×100 мм). В тоже время монтировать сеть из круглых гибких воздуховодов проще и быстрее.

    Итак, расчетная площадь сечения воздуховода определяется по формуле:


    Sс = L * 2,778 / V, где


    Sс — расчетная площадь сечения воздуховода, см²;

    L — расход воздуха через воздуховод, м³/ч;

    V — скорость воздуха в воздуховоде, м/с;

    2,778 — коэффициент для согласования различных размерностей (часы и секунды, метры и сантиметры).


    Итоговый результат мы получаем в квадратных сантиметрах, поскольку в таких единицах измерения он более удобен для восприятия.

    Фактическая площадь сечения воздуховода определяется по формуле:


    S = π * D² / 400 — для круглых воздуховодов,

    S = A * B / 100 — для прямоугольных воздуховодов, где

    S — фактическая площадь сечения воздуховода, см²;

    D — диаметр круглого воздуховода, мм;

    A и B — ширина и высота прямоугольного воздуховода, мм.


    Расчет размеров воздуховода производится отдельно для каждой ветки, начиная с магистрального канала, к которому подключается вентустановка. Отметим, что скорость воздуха на ее выходе может достигать 6–8 м/с, поскольку размеры присоединительного фланца вентустановки ограничены размером ее корпуса (шум, возникающий внутри нее, гасится шумоглушителем). Для уменьшения скорости воздуха и снижения уровня шума размеры магистрального воздуховода часто выбирают больше размеров фланца вентустановки. В этом случае подключение магистрального воздуховода к вентустановке производится через переходник.


    Выбор воздухораспределителей


    Зная расход воздуха можно подобрать по каталогу воздухораспределители с учетом соотношения их размеров и уровня шума (площадь сечения воздухораспределителя, как правило, в 1,5–2 раза больше площади сечения воздуховода).

    В каталоге указываются их размеры и площадь сечения (F0;), а также параметры при заданных расходах воздуха (L0;). С увеличением расхода воздуха возрастает уровень шума (Lwa) и падение давления (ΔPп), а также увеличивается дальнобойность воздушной струи. В соответствующих колонках указывается расстояние от решетки, на котором скорость потока воздуха Vx будет равна 0,2 или 0,5 м/с.

    Для того, чтобы фактические параметры решетки соответствовали тем, что указаны в каталоге, необходимо обеспечить равномерное распределение воздуха по всей ее площади. Для этого желательно использовать камеру статического давления или адаптер с боковым подключением, в котором поток воздуха перед попаданием на решетку поворачивает под прямым углом.


    Расчет сопротивления сети


    В процессе движения воздуха по воздуховодам, адаптерам, распределителям и всем остальным элементам сети, он испытывает сопротивление движению. Чтобы преодолеть это сопротивление и сохранить требуемый расход воздуха, вентилятор должен создавать определенное давление, измеряемое в Паскалях (Па). Чем больше будет падение давление в воздухораспределительной сети, тем ниже станет фактическая производительность вентилятора. Зависимость производительности вентилятора или вентустановки от сопротивления (полного давления) воздухопроводной сети задается в виде графика, который называется вентиляционная характеристика. Подробнее об этом параметре мы расскажем ниже.

    Таким образом, для дальнейшего выбора приточной установки нам необходимо рассчитать сопротивление сети. Однако здесь нас поджидают трудности, поскольку точный расчет требует учета сопротивления каждого ее элемента. В проектном отделе этот расчет выполняется автоматически с помощью специализированного программного комплекса, такого как MagiCAD. Ручной же расчет весьма трудоемок и требует использования большого объема данных — графиков или таблиц сопротивления элементов сети в зависимости от скорости движения воздуха.

    Сопротивление сети слабо зависит от количества обслуживаемых помещений и определяется протяженностью и конфигурацией самого длинного пути от входа (воздухозаборной решетки) до выхода (воздухораспределителя). Отметим, что приведенные значения справедливы только для систем вентиляции на базе вентиляционной установки, но не наборной системы, поскольку нам не нужно учитывать падение давления на калорифере, фильтре грубой очистки, воздушном клапане и других элементах вентустановки (ее вентиляционная характеристика строится уже с учетом сопротивления всех этих элементов).


    Мощность калорифера


    После определения производительности вентиляции мы можем рассчитать требуемую мощность калорифера. Для этого нам понадобятся значения температуры воздуха на выходе системы и минимальной температуры наружного воздуха в холодный период года. Температура воздуха для зала должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоны и для Москвы принимается равной -26°С. Таким образом, при включении калорифера на полную мощность, он должен нагревать поток воздуха на 44°С. Поскольку сильные морозы в Москве непродолжительны, можно использовать калорифер меньшей мощности, при условии, что система вентиляции имеет регулировку производительности: это позволит в холодный период поддерживать комфортную температуру воздуха за счет снижения скорости вентилятора.


    Мощность калорифера рассчитывается по формуле:


    P = ΔT * L * Cv / 1000, где


    Р — мощность калорифера, кВт;

    ΔT — разность температур воздуха на выходе и входе калорифера,°С.

    Для Москвы ΔT=44°С, для других регионов — определяется по СНиП;

    L — производительность вентиляции, м³/ч.

    Cv — объемная теплоемкость воздуха, равная 0,336 Вт·ч/м³/°С. Этот параметр зависит от давления, влажности и температуры воздуха, но в расчетах мы этим пренебрегаем.


    После расчета мощности калорифера нужно выбрать напряжение питания (для электрического калорифера): 220В / 1 фаза или 380В / 3 фазы. При мощности калорифера свыше 4–5 кВт желательно использовать 3-х фазное подключение. Максимальный ток, потребляемый калорифером, можно рассчитать по формуле:


    I = P / U, где

    I — максимальный потребляемый ток, А;

    Р — мощность калорифера, Вт;

    U — напряжение питание:

    220В — для однофазного питания;

    660В (3 × 220В) — для трехфазного питания.


    Типичные значения мощности калорифера — от 5 до 50 кВт для кафе и ресторанов.


    Расчет потребляемой электроэнергии


    Для систем вентиляции с электрическим калорифером основные затраты электроэнергии приходятся на нагрев холодного приточного воздуха. Чтобы понять, сколько же придется платить за электроэнергию, недостаточно знать только мощность калорифера, ведь с максимальной мощностью калорифер будет работать непродолжительное время, только в период сильных морозов. При повышении температуры наружного воздуха потребляемая мощность уменьшается (все приточные установки автоматически регулируют мощность калорифера для поддержания на выходе заданной температуры), поэтому средняя потребляемая мощность будет заметно ниже максимальной.


    Чтобы оценить затраты энергии на нагрев воздуха в течение всего года нужно знать средние температуры воздуха по месяцам (для двухтарифного счетчика потребуются отдельно дневные и ночные температуры). По этим данным можно рассчитать стоимость потребляемой энергии:


    CSmonth = (ΔTday * L * Сv * PRday * 16 + ΔTnight * L * Сv * PRnight * 8) * Ndays / 1000, где


    CSmonth — стоимость израсходованной за месяц электроэнергии, рублей.

    ΔTday и ΔTnight — дневной и ночной перепад температур, °С. Рассчитывается отдельно для каждого месяца как разность заданной температуры на выходе калорифера (обычно +18°С) и среднемесячной дневной или ночной температуры воздуха.

    PRday и PRnight — дневная и ночная стоимость электроэнергии, рублей за кВт·ч. Эта стоимость умножается на длительность действия (в часах) дневного и ночного тарифов, для Москвы на 16 и 8 соответственно.

    Ndays — число дней в месяце.


    Фактическая стоимость электроэнергии, разумеется, будет немного иной, поскольку температура воздуха может отличаться от средней в ту или другую сторону, тем не менее полученный результат позволит нам достаточно точно оценить уровень затрат на эксплуатацию системы вентиляции.


    Для снижения стоимости эксплуатации можно использовать VAV-систему, которая позволяет снизить расчетную мощность калорифера на 20–30%, а среднее потребление энергии на 30–50%. При этом увеличение стоимости оборудования составит всего 15–20%, что позволит полностью окупить это удорожание за один год.


    Выбор приточной установки


    Для выбора приточной установки нам потребуются значения трех параметров: общей производительности, мощности калорифера и сопротивления воздухопроводной сети. Производительность и мощность калорифера мы уже рассчитали. Сопротивление сети можно найти с помощью Калькулятора или, при ручном расчете, принять равным типовому значению.


    Для выбора подходящей модели нам нужно отобрать вентустановки, максимальная производительность которых несколько больше расчетного значения. После этого по вентиляционной характеристике мы определяем производительность системы при заданном сопротивлении сети. Если полученное значение будет несколько выше требуемой производительности вентиляционной системы, то выбранная модель нам подходит.


    Заключение


    Во всех расчетах необходимо пидерживаться рекомендации СНиП. Эта нормативная документация позволяет определить минимально допустимую производительность вентиляции, обеспечивающую комфортное пребывание людей в помещении. Другими словами требования СНиП направлены в первую очередь на минимизацию стоимости системы вентиляции и затрат на ее эксплуатацию, что актуально при проектировании вентсистем для предприятий общественного питания.

    Для точного расчета параметров системы вентиляции и разработки проекта обращайтесь к специалистам Проект кафе .ру.


Пожалуйста, подождите.
Идет процесс регистрации