Изчисляване на аспиратор за кухня: как да изчислите мощността на аспирационния уред

Атмосферата на дома е горе-долу защитена от прашната и замърсена улица, но е беззащитна пред въздушните замърсители, произвеждани от кухнята. Съгласете се, че отворен прозорец при готвене на храна е крайно недостатъчно.

Необходим е абсорбатор над печката и вентилационен канал с изход „навън”, но преди това – изчисление на абсорбатора за кухня за избор на оборудване с подходяща мощност. Но как да го направим, без да привличаме специалисти?

Ще се постараем да ви подскажем – в този материал подробно е разгледан редът за извършване на изчислението, дадени са формули и конкретни примери за изчисления. Също така са подбрани илюстративни снимки и полезни видеосъвети за избор и монтаж на абсорбатори.

Следвайки препоръките, можете самостоятелно да изчислите необходимата мощност на изсмукващото устройство, което своевременно и в пълен обем ще отстранява отработения въздух.

С какво абсорбаторът се различава от вентилацията?

В съвременните апартаменти над кухненската печка е разположен абсорбатор, по-известен като абсорбатор. Много собственици на жилища са убедени, че този въздухоуловител отговаря за вентилацията на кухнята.

Затова те с чиста съвест водят тръбата на вентилационния канал от абсорбатора във вентилационния отвор, проектиран и построен от проектантите на многоетажната сграда.

Какво ще стане, ако стандартната вентилация в кухнята бъде блокирана с въздуховод от абсорбатора? Интензивността на въздухообмена в апартамента рязко ще намалее.

Монтажниците на кухненски абсорбатори и продавачите на кухненски абсорбатори обикновено твърдят обратното. Те ще кажат: тази техника значително ще повиши качеството на въздухоснабдяването на дома, защото има мощна вентилационна инсталация.

Обаче мощността на кухненския абсорбатор по никакъв начин не е свързана с вентилацията. Причината е, че въздухообменът в апартаментите на повечето жилищни многоетажни сгради, особено построени преди 2000 г., е проектиран с разчет за приточно-смукателна вентилация.

Принципът на въздухообмена в многоетажна сграда се основава на източници на приточен въздух (прозорци, отвори и пр.) и изсмукващи канали (фиг. вляво). Последните се извеждат вертикално през всички етажи на сградата. Кухненският абсорбатор може да бъде свързан с канала (фиг. вдясно) или да не бъде свързан

Външният въздух постъпваше през цепнатините на прозорците и входната врата. А каналите вентилация в кухнята, в банята и тоалетната се използваха за отвеждане на „непресен” въздух. Изглежда – какво толкова?

Кухненски аспиратор – за извличане на въздух. Защо не може да се включи въздуховод от аспирационния чадър? Причината е в производителността на въздуха.

Кухненски аспиратор, несвързан с общата вентилационна система на сградата, изхвърля замърсения въздух през отделен вентилационен отвор или работи като рекуператор без функция за отвеждане на въздушните маси

Каналите на въздуховодите в жилищни многоетажни сгради са проектирани за определено натоварване. Изобщо, пропускателната способност на всякакви комуникации се изчислява внимателно на етапа на проектиране.

И в идеални условия (чисти стени на вентилационния канал, липса на препятствия на входа и изхода и пр.) производителността на естествената вентилация в апартамент в многоетажна сграда ще бъде 160-180 м³/ч.

Може да ви е интересна и информацията за нормативната скорост на въздуха във въздуховодите, разгледана в тази статия.

Особеност на кухненския абсорбатор

При моделите на аспирационни чадъри мощността е значително по-висока – 200-1100 м³/ч. Такава мощност е необходима за засмукване на летливи замърсители, образуващи се при готвене.

Продавачите на аспиратори обаче посочват друга причина за избора на мощност на аспирационното устройство – необходимостта от честа смяна на въздуха в кухнята.

Монтираният над печката корпус на аспиратора не отговаря за въздухообмена в помещението на кухнята. Това устройство само отвежда летливите продукти от готвенето. Условни означения: A – отвеждане на продуктите от горене от печката, B и C – посока на движение на въздуха в процеса на въздухообмен

Нормативите за механична вентилация наистина утвърждават 10-12 кратна смяна на въздуха в обема на обслужваното помещение (СНиП 41-01-2003).

Но монтираният над кухненската печка аспирационен чадър не изпълнява функцията „вентилация на помещението“, тъй като не е способен.

Въздухът, нуждаещ се от обновяване (замяна), се натрупва близо до тавана. Аспирационният чадър не е способен да го засмуче във вентилационния канал – неговият раструб е разположен недостатъчно високо. А въздушният поток при изхвърляне и изтегляне се държи различно.

Електромеханичната инсталация засмуква въздух от разстояние, не надвишаващо диаметъра на всмукващия раструб. Т.е. при ширина на аспирационния чадър от 400 мм в него ще бъде засмукан въздух, намиращ се на не повече от 400 мм от раструба.

Междувременно изхвърлянето на въздушния поток става на разстояние, надвишаващо 15 диаметъра на изпускателния отвор.

Прост „домашен“ пример: включен битов вентилатор. От задната му страна движението на въздуха едва се забелязва, но от предната – мощен въздушен поток. Между другото, прахосмукачката работи на засмукване на прах само на минимално разстояние от килима.

Единственият ефективен начин за отвеждане на летливите продукти от готвенето е самостоятелен вентилационен канал. В противен случай миризмите ще останат в дома.

Аспираторът над кухненската печка изпълнява единствена задача – отстраняване на въздуха, постъпил към него от повърхността на готварската печка.

Разбира се, вместо изсмукания въздух към печката ще постъпи друга порция от прозореца, отворената врата към съседната стая и т.н. Но пълна смяна на въздушния обем в кухненското помещение няма да се получи.

Ако миризмите на готвената храна се издигнат до тавана, те няма да участват в смесването и ще бъдат трудни за отстраняване.

Поради тази причина инструкцията за аспираторите съдържа следните условия за разполагане на аспиратора и работа: 600 мм от електрическата печка; 750 мм от газовата печка; не допускайте въздушни потоци (течения) при работа на аспиратора, иначе миризмите ще се разпространят из стаята.

Аспираторът над печката не осигурява смяна на въздуха в кухнята. При избора на неговия модел въздушният обем на помещението няма значение. Зависимостта между размерите на кухнята и мощността на аспиратора е измислена от продавачите в салоните за кухненска техника.

Как да изчислим необходимата мощност на аспиратора? Разбира се, на базата на производителността на кухненската печка.

При извършване на изчисления за избор на кухненски аспиратор трябва да се вземат предвид следните фактори:

Ред за изчисление на абсорбатора

За изчисляване на необходимата производителност на аспиратора са необходими параметрите на кухненската печка.

В изчислението, дадено по-долу като пример, са използвани характеристиките на газова печка на словенския производител Gorenje (модел GI633E35WKB). Отбелязваме, че марката и моделът на печката са избрани произволно.

Може да ви бъде полезна и информацията за това как да монтирате аспиратора над газовата печка, разгледана в друга наша статия.

Аспираторът не е способен да извърши никаква 10-кратна смяна на въздуха в кухнята. За изчисляване на неговата мощност трябва да се знае производителността по топлина и размерите на кухненската печка.

Изчисленията, извършени по-долу, са изпълнени по методиката Р НП «АБОК» 7.3-2007. Въпреки «промишленото» предназначение на този метод (вентилация на горещи цехове в общественото хранене), неговите формули е допустимо да се прилагат за изчисляване на параметрите на битов аспиратор за кухня.

При готвене на храна печката отделя топлина, която се нуждае от утилизация (отвеждане). Топлоотделянето на печката формира конвекционни потоци въздух над нея, което опростява работата на аспиратора. Но напълно да се премахнат възникващите над кухненската печка въздушни замърсявания, разчитайки само на конвекция, е невъзможно.

Етап #1 — изчисление на общата топлинна мощност

До аспиратора или панела летливите частици, образуващи се при готвене на ястия, се доставят чрез конвекционен въздушен поток. Именно топлината, развивана от горелките, осигурява обемите въздух за отстраняване. Затова е необходимо да се изчисли тяхната обща топлинна мощност.

За нейното определяне се използва формула:

Q_T=q₁+q₂+q₃+q₄,

Тук q – паспортна топлинна мощност на една горелка, кВт.

При разглеждания модел кухненска печка има четири газови горелки на повърхността, техните топлинни мощности трябва да се сумират.

Пресмятаме: Q_T=1,9+1,9+1,0+3,5=8,3 кВт. Получената стойност на топлинната мощност е валидна при едновременно готвене на всички горелки, което се случва рядко.

Мощността на кухненския аспиратор зависи пряко от топлинните параметри на печката. Именно горелките формират конвекционния поток, който се нуждае от отвеждане. Условни означения: Lo – разход на въздух, A/B – ширина и дълбочина на печката, h – височина на печката, Z – височина от печката до аспиратора, Qk – обща топлинна мощност на конвективния поток

По принцип може да се вземе предвид топлоотделянето само на трите горелки с най-голяма производителност по топлина. Но нека го оставим така – за всеки случай.

За изчисляване на мощността на аспиратора е необходимо да се определи въздушният дебит (L_o) по параметрите на кухненската печка. Формулата за въздушния дебит обаче изисква изчисляване на междинни параметри – хидравличния диаметър на повърхността на печката (D), въздушния дебит в конвективния поток (L_ki) и обемния дебит на продуктите от горенето (L_ri).

В процеса на изчисление се използват и коефициенти, разработени от специалисти на НП «АБОК». Стойностите на коефициентите са избрани според параметрите, подходящи за битови печки.

Етап #2 — изчисление на хидравличния диаметър и дебита

Ще се заемем с изчисленията на хидравличния диаметър и конвективния въздушен дебит. Първият параметър се определя по формулата:

D=2*A*B/(A+B),

Където:

• A – ширина на кухненската печка, m;
• B – дължина на кухненската печка, m.

Заместваме стойностите на ширината и дължината на модела газова печка, избран за примерно изчисление: D=2*0,6*0,6/(0,6+0,6)=0,6 m.

Освен всичко друго, изборът на мощност на аспиратора е свързан с предстоящото местоположение на устройството. Колкото повече свободно пространство има около аспиратора, толкова по-мощен трябва да е той. За разположено в ъгъл устройство се въвежда корекционен коефициент 0,8, а за “островна” система – 1,1.

За определяне на обемите на конвективния поток е необходимо първо да се установи делът на конвективните топлоотделяния на нашата печка. Той се изчислява по формулата:

Q_k=Q_T*K_Я*K_K,

Където:

• Q_T – определената по-горе мощност на печката, kW;
• K_Я – делът на явните топлоотделяния от топлинната мощност на кухненското оборудване. За битова печка се приема стойност 250 W/kW;
• K_K – делът на конвективните топлоотделяния спрямо явните топлоотделяния на кухненското оборудване. Приема се стойност 0,5.

Заместваме числовите данни във формулата, изчисляваме: Q_k=8,3*250*0,5=1037,5 W. Продължаваме напред и пристъпваме към изчисляване на конвективния въздушен дебит.

Формулата е следната:

L_ki=k*Q_k^1/3*(z+1,7*D)^5/3*r,

Където:

• k – коефициент, получен от специалисти на НП «АБОК» по експериментален път. Приема се равен на 5·10^-3;
• Q_k – изчисленият по-горе дял на конвективните топлоотделяния на печката, W;
• z – разстоянието от повърхността на печката до аспиратора, m. Минималното разстояние за поставяне на аспиратора по вертикала от газовата печка е 0,75 m;
• D – хидравличният диаметър на повърхността на печката, m. Формулата за изчисляването му и пример за пресмятане са представени по-горе.
• r – корекционен коефициент, чиято стойност зависи от условията на разположение на абсорбатора (вижте изображението на таблицата по-горе). В нашия пример ще бъде избрано положение на сенника на абсорбатора „до стената" със стойност на коефициента 0,75 (поради условната „близост" на съседните корпусни мебели, което е обичайно за кухни).

Определяме конвективния дебит, като заместваме числовите данни във формулата:

L_ki=5·10^-3*1037,5^1/3*(0,75+1,7*0,6)^5/3*0,75= 0,061 м³/с

Както показват резултатите от изчисленията, въздушният дебит в резултат на конвекцията над кухненската печка е доста интензивен. Като се вземат предвид тези данни, ще може да се избере подходящата мощност на абсорбаторната инсталация.

Етап #3 — изчисление на мощността на абсорбатора

Електрическата печка по време на готвене не отделя продукти на горене, тъй като нагряването на котлоните става без открито горене – благодарение на нагревателните елементи. А газовите котлони произвеждат продукти на горене и абсорбаторът ще трябва да ги отстранява.

Формула за изчисляване на обемния дебит по продукти на горене на метан:

L_ri=3,75*10^-7*Q_T,

Тук Q_T – инсталираната мощност на кухненската печка, kW. Този параметър беше намерен от нас по-рано.

Въвеждаме неговите данни във формулата и получаваме: L_ri=3,75*10^-7*8,3= 3,1125*10^-6.

От примера става ясно, че стойността на обемния дебит на продуктите на горене на битова газова печка е малка. Затова при определяне на параметрите на кухненския абсорбатор е допустимо да се пренебрегне.

Краищата на абсорбатора трябва леко да излизат извън границите на печката A – ширина на абсорбаторния сенник, B – дълбочина на абсорбаторния сенник. Достатъчно е 100 мм надвес, за да не се допусне смесване на конвективния поток от печката с атмосферата на дома.

И така, настъпва ред за изчисляване на въздушния дебит за нашата печка. Това е определящият параметър при избора на сенник на абсорбатора.

Формула за неговото изчисление:

L_o=L_ki+ L_ri,

Където:

• L_ki – стойност на въздушния дебит от конвективния поток, издигащ се над печката, м³/с;
• L_ri – данни за обемния дебит на продуктите на горене на природен газ в котлоните на печката, м³/с.

Остава да въведем данните и да изчислим необходимия въздушен дебит със закръгляне на резултата до три знака след десетичната запетая: L_o=0,061+3,1125*10^-6=0,061 м³/с. Намерихме въздушния дебит в кубични метри за секунда, но за избор на модел на абсорбаторен сенник са необходими кубични метри на час (L).

За да преведем м³/с в м³/ч, трябва да умножим получения въздушен дебит (L_o) по броя секунди в един час и по хидравличния диаметър на печката (D)/L=0,061*3600*0,6=131,76 м³/ч.

Следователно, достатъчната максимална мощност на аспиратора за дадения в примера модел на газова печка Gorenje, със закръгляване „за запас“, ще бъде 150 м³/ч. По-голяма мощност просто не е необходима – празен разход на електроенергия.

Защо мощният абсорбатор „не тегли”?

Първо трябва да се провери състоянието на вентилационния канал в самото изпускателно устройство, да се извадят и измият (или сменят) филтрите – мастните и евентуално въгленовите, което зависи от модела на аспиратора. Най-добрите методи за почистване на кухненския аспиратор от мазнини са разгледани в тази статия.

Също така трябва да се уверите в изправността на вентилационната инсталация и наличието на захранване към нея.

На работата на аспиратора могат също да попречат течения, които пречат на вертикалното движение на конвекционния въздушен поток от печката. Ако проблемът със „слабия“ аспиратор не се открива – неговият източник се намира извън кухнята.

Производителността на аспиратора зависи от напречното сечение на вентилационния канал, където отиват изпаренията от кухненската печка. А собствениците на жилища често инсталират прекалено мощен аспиратор или му задават преувеличен режим на работа.

Собствениците на жилищни имоти следват проста логика – колкото по-силно дърпа вентилаторът, толкова по-добре се отвеждат летливите замърсявания от печката.

Това е неправилно. Производителността и работоспособността на системата на кухненския аспиратор пряко зависят от пропускателните характеристики на вентилационния канал.

Извеждането на вентилационния канал за кухненския аспиратор върху фасадата на сградата ще осигури запазване на тягата във вентилационния канал. Задължителна е инсталацията на обратен клапан и решетъчен капак.

Например, вентилационният канал за приточно-изпускателен въздухообмен, който се намира в стената на дома – повече от 150 м³/ч въздух той не може да изведе.

Първо, напречното сечение на такива вентилационни канали не надвишава 130-140 мм, което е недостатъчно за механична вентилация. Второ, стандартната канална вентилация в многоетажните сгради е дълга и съдържа множество неравности.

В инструкцията към вентилационната инсталация обикновено е посочена диаграма, която показва взаимовръзката между налягането във вентилационния канал и производителността. Нарастването на налягането води до спад на производителността на аспиратора.

Вентилационните канали в домовете са изградени грубо: неравни стени; течове на разтвор; стеснения поради разместени блокове; множество завои. Или дори – вентилационната шахта може да се окаже запушена. В такава ситуация не може без почистване.

Опитите да се зададе повишена производителност на аспиратора, свързан с домашния вентилационен канал, дават обратен ефект.

Колкото по-силен е въздушният поток, толкова по-интензивно му пречат дефектите в напречното сечение на вентилационния канал. А ако активно нагнетяваният въздух не може да се движи напред, той се движи назад.

Прост пример – футболна топка. Колкото повече въздух се напомпва в такава топка, толкова по-трудно работи помпата. Пречка става налягането – въздухът е много, той се стреми да излезе обратно по тръбата, избутвайки дръжката на помпата.

Аналогична ситуация с абсорбатор с повишена мощност – колкото по-интензивно се подава въздух, толкова повече се блокира неговата работа.

Освен правилния избор на абсорбатор за кухнята по мощност, е важно да изберете идеалното място за неговия монтаж.

Идеалният вентилационен канал за кухненски абсорбатор – кратък, с минимум извивки. Затова отвеждането на въздуха от плочата трябва да става не по приточно-смукателен канал, а по изработен специално за абсорбаторния сенник.

Отвор в фасадната стена, твърд или гъвкав въздуховод (в идеален случай с кръгло сечение), възвратна клапа и решетъчен въздухозаборник на изхода на канала. Така трябва да се оборудва кухненският абсорбатор.

По-подробно устройството на смукателен клапан през стена навън разгледахме в друга наша статия.

Изводи и полезно видео по темата

Мощност, марка, дизайн и принцип на разполагане на сенника на абсорбатора – за всичко това красноречиво разказват продавачите в салоните за кухненска техника.

От видеоклипа, представен по-долу, ще научите за нюансите на избора, които не се споменават от търговския персонал. Моделите абсорбатори се различават не по конструкция, а по качество на сглобяване и комплектация:

В следващото видео майсторите извършват пробиване на стена в многоетажна сграда за въздуховод на абсорбаторния сенник. Работите се извършват с професионален инструмент бързо и точно.

Към подготвения отвор се монтира вентилационен канал, който ще бъде свързан с абсорбатора след довършването на кухнята:

Повечето видеоклипове за абсорбатори за битови нужди съдържат или рекламна, или опростена информация за избора им. При това редът за изчисление на мощността не е посочен никъде – само „обеми на кухнята“ и „10-кратно обновяване на атмосферата“.

Ние пък сме убедени, че балансирането на домашната атмосфера може да се постигне по единствен начин – чрез правилно изчисление на въздухоочистителната техника.

Вашият кухненски абсорбатор се справя отлично с отстраняването на отработения въздух? Споделете своя опит с изчисление на мощността. А може би вместо формули и сложни изчисления сте използвали по-прост метод? Разкажете за него – оставете коментарите си в блока по-долу.