Расход воздуха вытяжного зонта: сколько м³/ч нужно, чтобы уловить дым, в расчёте на метр зонта

Спросите трёх поставщиков, сколько воздуха нужно кухонному зонту, и можно услышать три метода: вентилятор, выбранный по каталогу, кратность воздухообмена для помещения или то же, что стояло на прошлой кухне. Работает метод, который начинается с линии готовки: что готовят под зонтом, как он установлен и какой он длины.

Расход задают на метр зонта, а не на м² кухни

Над каждым аппаратом поднимается горячий факел из воздуха, дыма, жира и пара. Чарбройлеры и открытые горелки дают сильные ровные факелы; у жарочных поверхностей и фритюрниц факелы слабее и пульсируют вслед за работой термостата; печи и пароварки выделяют мало, пока не откроют дверцу, а затем дают залповый выброс. Зонт должен подтягивать вокруг факела достаточно воздуха из помещения, чтобы уловить его и удерживать, пока фильтры и вентилятор выводят его наружу.

Поэтому нормы задают вытяжку на погонный метр зонта, по типу зонта и режиму готовки. Мы проектируем по таблице International Mechanical Code (IMC 2021, раздел 507.5; в редакции 2024 года нумерация изменилась). Она задаёт минимумы для несертифицированных зонтов, а зонт, сделанный местной мастерской по чертежу, как раз несертифицированный. Заводской зонт, сертифицированный по UL 710, может работать с расходом из своего сертификата, часто меньшим.

Четыре режима готовки: норму задаёт самый тяжёлый аппарат

• Лёгкий режим: обычные и конвекционные печи, пароконвектоматы и подовые печи для пиццы, пищеварочные котлы, пароварки и чизмелтеры.
• Средний режим: жарочные поверхности, фритюрницы, макароноварки, плиты со сплошной жарочной поверхностью и электроплиты, конвейерные печи для пиццы, опрокидывающиеся сковороды и ротиссери.
• Тяжёлый режим: газовые плиты с открытыми горелками, вок-плиты, грили с нижним нагревом (чарбройлеры), конвейерные грили, грили с верхним нагревом и саламандры.
• Сверхтяжёлый режим: всё, что полностью или частично греется на дровах, угле или брикетах, например угольный гриль для сатая или дровяная печь.

Эти классы взяты из стандарта ASHRAE 154 и применяются в IMC. Если под одним зонтом стоят аппараты разных режимов, IMC применяет норму самого тяжёлого ко всему зонту. Одна вок-горелка в конце ряда фритюрниц превращает зонт среднего режима в зонт тяжёлого. Один из самых простых способов снизить расход: сгруппировать аппараты по режимам, а там, где это окупается, сделать отдельные секции зонта и отдельные вентиляторы.

Минимумы IMC в м³/ч на метр

Кодекс задаёт расход в cfm на погонный фут. Если умножить значения на 5,574, получатся м³/ч на метр длины зонта, измеренной по его переднему краю:

Минимальная чистая вытяжка для несертифицированных зонтов типа I, м³/ч на метр зонта: значения IMC 2021, раздел 507.5, в cfm на фут (пристенный 200/300/400/550, островной одинарный 400/500/600/700, островной двойной 250/300/400/550, низкий пристенный 250/300/400), умноженные на 5,574. Чистая означает, что воздух, подаваемый внутрь зонта, вычитается.

Примеры расчёта

Длина зонта = длина линии плюс не меньше 152 мм свеса с каждого открытого торца, с округлением.

Из таблицы следуют два вывода. Топливо имеет значение: перевод той же трёхметровой линии с газа на уголь добавляет к расходу почти 40 %. Установка тоже важна: если ту же линию грилей перенести от стены на остров, расход вырастет на 50 %, и это ещё без поправки на сквозняки.

Свес: почему даже при правильном расходе из-под зонта может выбивать дым

Улавливание означает, что факел попадает в зонт, а удержание означает, что он остаётся в объёме зонта и не выливается по краям. Зонт может иметь правильный расход на бумаге и не справляться ни с тем, ни с другим, если он мал для линии.

• IMC требует, чтобы зонт выступал за поверхность готовки не меньше чем на 152 мм с каждой открытой стороны, а его нижний передний край находился не выше 1 219 мм над этой поверхностью. Сторона, закрытая негорючей панелью, может быть заподлицо.
• Чем больше свес, тем лучше улавливание: в Design Guide 1 отмечено, что свес 18 дюймов (около 450 мм) может резко снизить нужный расход по сравнению с минимальными 6 дюймами.
• Пароконвектоматы, пароварки и фритюрницы под давлением при открытии дверцы дают резкий выброс; оставляйте им щедрый свес спереди.
• Самый тяжёлый аппарат ставьте в середину зонта. С краю тот же аппарат легче упускает дым.
• Боковые панели, даже частичные, уменьшают нужную вытяжку и защищают факел от поперечных потоков.

Запас между улавливанием и прорывом дыма невелик. В лабораторном испытании из Design Guide 2 факел от плиты полностью улавливался при расходе около 1 226 м³/ч на метр зонта, а при расходе около 920 м³/ч на метр дым уже выходил наружу. Сквозняки от дверей, вентиляторов или неудачно подведённого притока сдвигают этот порог во время работы, поэтому цифра из кодекса служит нижней границей, а не целью.

Почему островным зонтам нужно больше воздуха

У пристенного зонта за линией стоит стена: замещающий воздух приходит спереди и с торцов, а стена направляет факел вверх. Островной зонт открыт со всех сторон. Воздух подходит отовсюду, и любой сквозняк сносит факел в сторону, поэтому для тяжёлого режима IMC требует на 50 % больше (3 345 против 2 230 м³/ч на метр).

На открытых кухнях островную станцию часто ставят перед гостями, под потолочным вентилятором или рядом с открытой террасой, а это самое трудное место для улавливания дыма. Если концепция позволяет, закройте остров сзади панелью или стеклянным экраном, добавьте торцевые панели, уберите потолочные вентиляторы подальше от зонта и подавайте приток медленно, через воздухораспределители в стороне от него.

Почему кратность воздухообмена не годится для расчёта зонтов

Многие пособия считают вытяжку кухни от помещения: объём, умноженный на кратность воздухообмена в час. Но зонт не знает объёма помещения. Он видит только факел, а факел зависит от оборудования.

Возьмём кухню 6 × 5 м с потолком 3 м. Какую кратность ни выбери, метод от помещения даст для неё один ответ. Метод от зонта даёт около 3 340 м³/ч для трёхметрового пристенного зонта над печами и пароварками и около 9 200 м³/ч для того же зонта над угольным грилем, почти втрое больше. Цифра от помещения либо занизит вытяжку на кухне с грилем, и та будет дымить, либо завысит её в кондитерском цехе, и тогда цех платит за вентиляторы и охлаждённый приток, которые ему не нужны.

Зонт, воздуховод и вентилятор: одна цепочка, один расход

Цифра из таблицы реальна, только если воздуховод и вентилятор действительно обеспечивают её на зонте. Design Guide 2 приводит типичные скорости в вытяжном патрубке зонта около 7,5–9 м/с для обычной готовки, а NFPA 96 допускает даже 2,5 м/с. При скорости около 8 м/с зонту на 6 700 м³/ч нужно примерно 0,23 м² сечения воздуховода, например 500 × 450 мм.

Каждый фильтр, отвод, клапан и дефлектор на кровле добавляет сопротивление, поэтому вентилятор подбирают по проектному расходу и полному давлению именно этой системы, а не по каталожной цифре при нулевом давлении. Фильтры, забитые жиром, с каждой неделей добавляют сопротивление, и это одна из причин, почему важна периодичность чистки, см. график чистки вытяжки. А каждый м³/ч, удалённый вентилятором, должен вернуться в виде притока и перетока, как объясняется в заметке о балансе воздуха на кухне.

От цифры к зонту, который работает

1. Перечислите все аппараты с режимом, топливом и местом на линии.
2. Выберите тип и длину зонта: длина линии плюс свес, боковые панели там, где они помещаются.
3. Возьмите минимум из таблицы или, для сертифицированного зонта, расход из сертификата плюс запас, который рекомендует производитель (Design Guide 1 называет 5–25 %).
4. Рассчитайте сечение воздуховода и подберите вентилятор по этому расходу и реальному давлению в системе.
5. Спланируйте приток и переток на том же чертеже.
6. Подтвердите результат при полной нагрузке кухни на пусконаладке.

Калькулятор вытяжки проходит первые три шага и даёт быструю цифру. Затем мы проверяем линию в модели Revit, изготавливаем зонты из нержавейки на заказ, если каталожный размер не подходит, и замеряем результат на пусконаладке. Ориентировочные бюджеты из наших диапазонов цен: зонт из нержавейки SS304 на заказ стоит Rp 3,5–18 млн в зависимости от длины, а полная система вытяжки для ресторана среднего размера обойдётся в Rp 25–60 млн.