Вентиляция горячего цеха

• Необходимость воздухообмена в горячих цехах
• Промышленные предприятия
• Общественное питание
• Особенности технологических процессов
• Требования и нормы

На их территории проводятся технологические процессы, связанные с применением расплавов, открытого огня, раскаленных заготовок, которые излучают избыточное количество тепловой энергии. В атмосферу попадают продукты сгорания различных компонентов, которые повышают экологическую опасность объекта и пагубно влияют на здоровье персонала. Борьба с этими явлениями – основная задача вентиляционной системы.

Поскольку в цехах такого типа работает разнообразное технологическое оборудование, вентилирование проводится всеми доступными методами.

• Для большого горячего цеха с невысокой концентрацией вредных веществ в воздухе эффективна естественная вентиляция. Из-за перепадов температур образуются стабильные восходящие потоки, удаляющие отработанный воздух через автоматизированные фрамуги.
• Если технология производства образует загрязнители, которые в небольшой концентрации рассредоточены по всему помещению, эффективней предусмотреть приточно-вытяжные установки с очисткой отводимого воздуха. Такая схема удаляет отработанный воздух со всех площадей. Для ее реализации применяется комплекс силовых и вспомогательных установок, экономично очищающие загрязненную атмосферу.
• Если концентрация вредных веществ локальна, используются местная вытяжка для горячего цеха, которая всасывает загрязненный воздух, не давая ему распространяться по территории. Приток проводится через открытые проемы (ворота, фрамуги и др.), расположенные на противоположной стороне цеха. Такое расположение рабочего места обеспечивает оптимальное удаление загрязнителей с территории производства. Ярким примером такого инженерного решения являются сварочные посты.

На предприятиях используются комбинированные вентсистемы. Они дополняют друг друга, повышая экологическую и экономическую эффективность объекта.

В «горячих цехах» пища приготавливается с применением специализированных агрегатов (духовых шкафов, электрических и газовых плит, пароконвектоматов, открытого огня). Вся техника насыщает воздух продуктами горения, повышая его температуру и влажность. В атмосфере присутствуют взвеси не растворенных жиров, смешанные запахи, которые не должны попадать в гостевой зал. Температура здесь не опускается ниже 30 °С, а летом она возрастает до критических значений 40° – 45 °С. Эти факторы пагубно влияют на производительность труда, здоровье персонала, состояние технологических устройств.

• Вредные вещества попадают в легкие поваров и их помощников.
• Жировые взвеси оседают на рабочих поверхностях, корпусах техники, стенах, потолке.
• Высокая температура и загрязненный воздух повышают утомляемость.
• Технология приготовления пищи нарушается.

Вентиляция горячего цеха должна не только обеспечивать эффективный отвод вредных веществ из помещений, замену отработанного воздуха свежим, снижение температуры до разработанных нормативов, но и препятствовать перетеканию атмосферы в зал для гостей.

Для реализации проекта применяется комплекс нагнетательных и вытяжных установок, которые создают устойчивый подпор в сторону «грязной» зоны с направленными воздушными потоками.

В этой статье мы подробно рассмотрим устройство вентиляции горячего цеха и дадим рекомендации по оптимизации работы.

Особенностями технологических процессов, связанных с приготовлением пищи, являются:

• резкое локальное повышение температуры в определенных местах;
• высокий уровень влажности и загрязнения в рабочих зонах.

Эти факторы влияют на качество еды и самочувствие персонала, поэтому должны быть устранены работой вентсистемы.

Вентиляционное оборудование согласно НП АВОК должно обеспечить теплонапряженность в помещении на уровне 210 Вт/м³. Исходя из практических наблюдений, этот показатель превышается в несколько раз, особенно в небольших кухнях с высокой концентрацией вредных веществ. Избыточную температуру приходится нейтрализовать применением приточных систем повышенной мощности. Но постоянно повышать производительность оборудования нецелесообразно, поскольку при его работе образуются устойчивые сквозняки, персонал чаще болеет. Выходом является точный расчет, балансировка и гибкое управление силовыми установками, работающими в цехах с повышенной температурой.

Основные рекомендации по вентиляции горячего цеха для повышения эффективности:

• Проходящий по вентиляционным каналам отводимый воздух разогревает их до температуры свыше 100 °С, что повышает общий температурный фон. Для нейтрализации дополнительного нагрева каналы следует теплоизолировать, внешний и внутренний слой формируется из фольги для облегчения очистки поверхностей и повышения пожаробезопасности объекта.
• Очистка от масляных паров и взвесей, содержащихся в воздухе, начинается на этапе всасывания. Купольные и плоские приемные устройства вытяжек оснащают маслоуловителями, которые собирают отработанное масло в специализированные емкости. Их необходимо периодически очищать, чтобы загрязнитель не попал в пищу. На всем пути прохождения отводимых масс по каналам установлены фильтры. Первый (грубой очистки) монтируется непосредственно в куполе вытяжного устройства. Фильтры бывают одноразовые и восстановимые. За их частотой нужно следить, учитывая рекомендации. В противном случае загрязнитель будет скапливаться в каналах, попадать на силовые установки, снижая эффективность работы системы. В мощных воздуховодных сетях состояние фильтрующих элементов контролируется по перепаду давления до и после устройства.
• Внимание уделяется пожарной безопасности объекта. Все элементы изготавливаются во взрывобезопасном исполнении и покрываются защитными негорючими материалами.
• Приточный воздух должен соответствовать разработанным нормам, иметь оптимальную температуру и влажность.

Если здание строится или полностью реконструируется с изменением целевого назначения, обратитесь в специализированную компанию, инженеры которой проведут расчет и составят проектную документацию. Многие компании оказывают услуги монтажа и послегарантийного обслуживания – не следует пренебрегать таким предложением. Комплексный подход к реализации проекта всегда выгоден, а работа с одним подрядчиком обеспечивает сокращение сроков и качество выполненной задачи.

В СНиП 41-01-2003 собраны нормы, которым необходимо следовать при организации работы заведений общественного питания. В них отдельно выделены параметры для «горячих цехов» – это минимально допустимые требования, которые можно изменять в сторону повышения комфорта персонала.

• Минимально допустимая температура при проведении технологических процессов зимой от 16 °С, максимальная летом до 27 °С.
• Если в процессе используются продукты, хранение которых предусматривает особые требования к температурному режиму, их складируют в специально выделенных местах.
• Хранение приготовленных изделий может требовать особых условий. В этом случае их вывозят из помещения в подготовленные места для реализации.
• Максимальная температура отводимого потока не должна превышать 42 °С. Если наблюдается рост параметра, устанавливается принудительное душирование (создание направленного приточного потока) рабочего места.
• Температура приточного потока должна быть ниже общей в помещении на 5 – 6 °С.
• Скорость перемещения воздушных масс внутри кухни не должна превышать показатель 0,35 м/с. Рост скорости приводит к снижению эффективности локальных вытяжных устройств, образованию сквозняков.
• Не допускается загрязнение свежих продуктов питания взвесями, содержащими отработанное масло, продуктами горения, дымом.
• Запахи, выделяющиеся по время разделки продуктов, приготовления пищи (если это не предусмотрено технологическим процессом и общей концепцией заведения) должны в полном объеме удаляться вытяжкой и не попадать в гостевой зал.
• Используемые элементы фильтрации должны быть доступны для периодического осмотра, технического обслуживания, очистки и ремонта.
• Рециркуляция потоков с целью повышения энергоэффективности предприятия не допускается. Рекуперационные установки должны быть герметичны для предотвращения смешивания приточных и отводимых воздушных масс.
• Поток формируется с преобладанием нагнетания из обеденного зала в сторону кухни. Так создается необходимый воздушный подпор.
• Минимальный показатель воздухообмена на одного человека составляет 100 м³/ч.
• Высота потолков не ниже 2 м.
• Вентканалы изготавливаются из защищенной стали с пожаробезопасным покрытием.

Эти правила и рекомендации по вентиляции горячего цеха помогут создать чистую здоровую атмосферу.

Разработано несколько типов методических указаний для расчета показателей (скорости движения, объема) воздушных масс, необходимых для качественного вентилирования рабочих помещений. Это теоретические приблизительные выкладки, способные лишь частично определить параметры необходимого силового оборудования. Инженеры используют сразу несколько методик, выбирая профилирующие параметры, учитывая особенности помещений и технологических процессов.

Расчет проводится с учетом нескольких критериев.

• Целевое назначение предприятия
• Возможность установки приемных зонтов различной конструкции, высота монтажа над рабочей поверхностью.
• Тип, особенност и объем приготовленных блюд.
• Мощность и количество плит, духовок и варочных устройств, объем генерируемого тепла.

Исходя из этих параметров, определяются направления и скорость основных воздушных потоков, количество и производительность силовых установок, места их размещения.

Расчет проводится по нескольким методикам.

• Кратность воздухообмена. В этом случае учитывается высота потолков и площадь помещений. Для небольших пространств кратность возрастает, а для крупных объемов снижается.
• Скорость отведения воздушных масс. В расчете учитывается скорость потока отработанного загрязненного воздуха, который засасывается вытяжкой. В расчет принимается пространство между нижним краем приемного устройства и верхним краем рабочей поверхности. Боковые стороны и пространство, примыкающее к стене, не учитывают. Рекомендованный выступ вытяжного устройства за край рабочей поверхности 150 – 250 мм. В этом случае наблюдается повышение эффективности работы вытяжки. Примерные параметры: средняя скорость 0,3 м/с, при работе мармита – 0,2 м/с, для фритюрницы – 0,5 м/с и др.
• По мощности агрегатов. Расчет производится на основе тепловыделений в пересчете на 1 кВт мощности. Преимуществом метода является учет разнотипного оборудования, а его недостатком – сложность поиска исходной информации, поскольку модельный ряд постоянно меняется, а параметры техники совершенствуются. Информация берется из табличных значений, они не всегда соответствуют реальности.
• Каждый технологический агрегат имеет определенные размеры рабочей поверхности, которые учитываются в расчетах. Недостатком метода можно считать трудность совмещения размеров и мощности.

После проведения расчетов по различным методикам выбираются наиболее жесткие параметры. Стандартный расчет проводится для купольных вытяжных устройств, если применяются другие инженерные решения, вводятся соответствующие коэффициенты. Для фильтрующих потолков 0,2 – 0,3, а для приточно-вытяжных устройств 0,3 – 0,4. Все расчеты относительно приблизительны, поэтому силовые вентустановки выбираются с некоторым запасом производительности. Применение автоматики позволяет сбалансировать работу и эффективно управлять сложной системой. Использование автоматики снижает эксплуатационные расходы, позволяя гибко реагировать на изменяющиеся условия технологических процессов, меняя мощность силовых агрегатов в широком диапазоне.

Эти устройства устанавливаются над рабочими поверхностями в местах концентрации загрязнителей, высокой влажности и избыточного тепла. Они подключены к выделенным вытяжным воздуховодам, предназначены для захвата и удаления загрязненной атмосферы.

Функционально они бывают двух типов:

• для удаления теплого влажного воздуха – имеют дополнительную антикоррозийную защиту и минимальный набор фильтрующего оборудования;
• для отведения атмосферы, насыщенной масляными испарениями. На этих устройствах монтируются дополнительные маслоуловители и последовательные фильтрующие элементы.

Конструктивно их можно разделить на:

• потолочные – устанавливаются низко над рабочей поверхностью на стене или вертикальной конструкции. Предназначены для удаления воздушных масс в зоне приготовления пищи;
• навесные – крепятся под потолком и обслуживают большие площади.

По способу установки:

• Настенные – монтируются по периметру помещения. Полностью закрывают поверхность стены специально защитной панелью.
• Островные – монтируются над техникой и обладают повышенной мощностью, поскольку не оснащаются боковыми защитными элементами.
• Козырьки – устанавливаются непосредственно над плитой или духовым шкафом.

Такое приемное оборудование обеспечивает локализацию загрязнителей и посторонних запахов при организации вентиляции для горячего цеха.

Это трубы, которые обеспечивают перемещение воздушных масс. Основное требование к этим элементам – пожаробезопасность, поскольку на их внутренних стенках скапливаются легковоспламеняющиеся вещества. Каналы имеют круглое или прямоугольное сечение. Круглые легче монтировать, а прямоугольные занимают меньше пространства.

Каналы изготавливаются из защищенного металла. Горизонтальная часть делается укороченной, поскольку там скапливаются загрязнители, и оборудуется техническим люком для очистки внутренней поверхности. Механические заслонки в таких системах не устанавливаются, так как увеличивают скопление жировых отложений. Производительность оборудования и объем потока регулируются другими способами.

Каналы изготавливаются герметичными, на местах стыков монтируются прокладки из негорючего материала.

Устанавливаются в конце воздуховодов, поскольку в канале должно поддерживаться постоянное разряжение. Используются центробежные или диаметральные модели.

Учитывая высокую степень загрязнения передаваемых воздушных масс, корпусы вентиляторов защищаются от воздействия загрязнителей, а лопасти изготавливаются из инертных материалов, не склонных к коррозии.

Заранее необходимо предусмотреть возможность для профилактических осмотров, ремонта и очистки. Не допускается использование системы со снятыми фильтрами. Это приведет к критическому износу и повреждению силовых установок. Производительность вентиляторов можно корректировать посредством частотных регуляторов. Такой способ позволяет точнее устанавливать производительность и экономить электроэнергию.

Компенсируют объемы воздуха, удаляемого через локальные или общеобменные системы, заменяя отработанный состав свежим. Для повышения комфорта персонала поступающий поток можно охлаждать при помощи канального теплообменника, работающего на фреоне, зимой он подогревается до рекомендованных температур.

Если в помещении понижена влажность, ее можно компенсировать мелкодисперсным распылением жидкости непосредственно в канале. Такой способ приводит к дополнительному охлаждению поверхностей оборудования.

Доставка воздуха в помещения производится по нескольким схемам, исходя из особенностей и размещения оборудования. Это может быть организация общего потока, душирование, или использование конструктивных возможностей вытяжного зонта. В последнем случае скорость движения потока не должна превышать 0,25 м/с.

Принцип работы таких систем идентичен вытяжным зонтам. Разница заключается в способе монтажа. Они устанавливаются в верхней части помещения и представляют собой второй технологический потолок.

Изготавливаются конструкционные элементы из пищевой нержавеющей стали или алюминиевого сплава. Узлы снабжаются фильтрами и емкостями для сбора отработанного масла или конденсата. Система фильтров съемная, ее можно легко демонтировать, заменить или очистить активные элементы. Внутри вытяжных потолков могут быть предусмотрены линии по подаче приточного воздуха.

В этой статье мы постарались раскрыть особенности организации вентиляции горячего цеха промышленных объектов и предприятий сферы общепита. Рассмотрели основные параметры и нормативы температуры и воздухообмена, дали рекомендации по оптимизации, расчету и монтажу оборудования.

В заключение отметим, что рассчитать, спроектировать и установить такую сложную систему по силам только профильной компании. Не следует привлекать подрядчиков, в которых вы сомневаетесь. Предварительно изучите перечень успешно завершенных проектов, наличие монтажной базы, квалифицированного персонала и специализированных инструментов.