BIBLID 0350–1426 (206) 41:2 p. 47–50
ventilaCija
koMeRCijalnih kuhinja
skupljeniM MlazoM™ i
tehnologijoM uv filtRiRanja
NARCIS VODOPIVEC, GOAP, d.o.o., Nova Gorica, Slovenija
COMMERCIAL KITCHEN
VENTILATION WITH CAPTURE JET™
AND UV FILTRATION TECHNOLOGy
Da bi se smanjila količina vazduha potrebna za
visokokvalitetnu ventilaciju u komercijalnim kuhinjama,
nužno je optimizovati protok vazduha u prostoriji.
Najbolji rezultat se postiže primenom tehnologije
zvane skupljeni mlaz. Skupljeni mlaz uvodi samo 5%
novog vazduha, u poređenju sa 50–70% vazduha
koliko uvode drugi sistemi koji koriste indukcione
nape. Na taj način čist vazduh može takođe biti
efikasno iskorišćen za reciklažu toplote.
Primena UV filtracionog sistema, gde su masni
aerosoli i mirisne čestice oksidizovane u vodenoj pari
i CO2 u procesu „fotolize“ i „ozonolize“, preporučuje
se u svim slučajevima u kojima postoji opasnost od
požara usled naslaga masnih čestica u izduvnim
kanalima, neželjeni miris iz kuhinje ili visoko
održavanje masnih kanala
In order to reduce the required amount of
air needed for high‑quality ventilation in the
commercial kitchens, we need to optimize the air
flow in a room. The best result is achieved using
a technology called Capture Jet™. Capture Jet
introduces only 5% od new air compared to
50%‑70% like other systems that use induction
hoods. This way, the clean air can also be
efficiently used for heat recycling. The use of UV
filtration system where fatty aerosol and odour
particles are oxidized in water vapor and CO2 in
the process of „photolysis“ and „ozonolysis“ is
recommended in ali cases where there is risk of
fire due to the deposition of fatty particles in the
exhaust ducts, there is unwanted smell from the
kitchen or high maintenance of fatty ducts
KEy WORDS: commercial kitchen; ventilation;
Capture Jet™; UV filtration
technology
KLJUČNE REČI: komercijalna kuhinja; ventilacija;
skupljeni mlaz; tehnologija UV filtriranja
Uvod
Izvori toplote u jednoj prostoriji mogu obuhvatati sunčevo
zračenje, prenos toplote kroz zidove, toplota koju proizvode prisutne osobe, osvetljenje i infiltracija vazduha. Topao
vazduh, vodena para i zagađivači u kuhinji oslobađaju se
preko konvektivnog „oblaka“. Cilj je optimizacija količine otpadnog vazduha, obezbeđenje dobrog kvaliteta vazduha i
prijatnih uslova rada za prisutne osobe, ali da se u isto vreme izvede na energetski efikasan način. Tako se smanjuju
potrošnja energije i troškovi pogona sistema.
Toplotna ugodnost i zdravlje
Toplotna ugodnost. Jedan od razloga male privlačnosti
rada u kuhinji jesu nezadovoljavajući toplotni uslovi. Toplot-
na ugodnost je stanje u kome je jedna osoba zadovoljna toplotnim uslovima. U obzir se uzimaju četiri faktora:
–
–
–
–
temperatura vazduha,
zračenje toplote,
kretanje vazduha,
vlažnost.
Preporučeni projektni kriterijurni su sledeći:
Temperatura
18 °C zimi i 26 °C leti
Brzina vazduha
0,3–0,5 m/s
Relativna vlažnost
70%
Vertikalna temperaturna razlika < 3 °C/m
Dovodni vazduh se može uvoditi u kuhinju na dva načina:
– ventilacijom sa mešanjem,
– potisnom ventilacijom.
47
2 • 2012
kgh
Slika 1. Pri ventilaciji sa mešanjem toplotni oblak i nečistoće se me‑
šaju sa svežim dovodnim vazduhom
Zona širenja
toplotnog oblaka
Zona povećanja
intenziteta
toplotnog oblaka
Slika 2. Potisnom ventilacijom vazduh se dovodi u zonu boravka
malom brzinom
Punjenje vazduhom
toplotnog oblaka
Zdravlje. Nekoliko studija je potvrdilo da oblaci od kuvanja sadrže opasne hemikalije. Neke od njih su mutagene ili
kancerogene. Proučavanja izvršena u Singapuru pokazuju da udisanje oblaka od kuvanja nastalih pri prženju mesa
mogu povećati opasnost od raka pluća. Otkriveno je da iako
samo 3% Kineskinja puši, od raka pluća oboleva znatno
veći procenat kineskih žena.
Opseg neutralne prihvatljivosti toplotne ugodnosti bez uticaja na zdravlje, predložen je između 17 °C i 31 °C (Veihe,
1987, World Health Organization, 1990).
Osnove projektovanja
odvođenja vazduha
Iznad svakog kuhinjskog uređaja obrazuje se slobodan
konvektivni protok zbog razlike u temperaturi ili gustini između vazduha, koji se zagreva u dodiru sa kuhinjskim uređajima i ambijentalnog vazduha. Model strujanja oblikuje
oblak koji koncentriše sve toplotne i težinske prelaze. Oblak
se „hrani“ ambijentalnim vazduhom sa tla.
Toplotni oblak može se smatrati slobodnom strujom iznad
tačke kuvanja koja deluje na vazduh u ambijentu. Čestice
blizu te struje su nošene njome.
1
q p = k × ( z + 1, 7 × Dh )5 / 3 Qconv × × K r
3
gde su:
qp
– protok vazduha u konvektivnom oblaku, m3/h,
z
– visina iznad površine kuvanja, mm,
Qconv – izlazna vrednost konvektivne toplote uređaja za kuvanje, kW,
K
– empirijski koeficijent, k = 18 za generičku napu,
Kr
– redukcioni faktor, uzimajući u obzir instalaciju uređaja za kuvanja (slobodan, blizu zida ili u uglu),
Dh
– hidraulički prečnik, mm,
2 × L ×W
Dh =
L +W
L, W – dužina i širina površine kuvanja, mm,
qex = qp · Khoodeff · Kads,
– koeficijent izlivanja, uzimajući u obzir uticaj
Kads
sistema za distribuciju vazduha na izlivanje
konvektivnog oblaka ispod nape. Preporučene
vrednosti Kads su između 1,05 i 1,25,
Khoodeff – efikasnost kuhinjske nape,
qex = qp · Khoodeff · Kads · qint,
qint – unutrašnji protok odvodnog vazduha, m3/h.
kgh 2 • 2012
48
h
h
dhydr
Virtuelni izvor toplote
Slika 3. Toplotni „oblak“
Skupljeni mlaz™
Za određivanje efikasnosti odvođenja otpadnog vazduha iz
kuhinje, primenjene su različite metode.
Studija o indikatorskom gasu. Halton je bio pionir u istraživanju efikasnosti odvođenja otpadnog vazduha iz kuhinja,
u kasnim 1980‑im, radeći studiju za Helsinški univerzitet.
Iz zagrejane površine za kuvanje oslobađa se poznata količina azotnog oksida. Koncentracija gasa u izduvnom kanalu je izmerena i upoređena sa datim protokom vazduha.
Rezultati su pokazali značajno poboljšanje u skupljanju i
obuzdavanju konvektivnog oblaka pri manjim protocima
otpadnog vazduha ako se primeni sistem skupljanja mlaza,
u poređenju samo sa izduvnim napama.
Kompjutersko modeliranje. Računska dinamika fluida
(engl. CFD) danas se sve više koristi u industriji KGH. Njenom pomoći se može sačiniti trodimenzionalni kompjuterski
model prostora. Sa složenim jednačinama nakon rešenja
konvergentnih promenljivih poput temperature, brzine i protoka vazduha, on se može vizuelizovati. CFD je dragoceno
sredstvo za predviđanje rezultata pre izrade modela u prirodnoj veličini.
Studija indukcionih napa pokazuje da njihove karakteristike
skupljanja variraju u zavisnosti od stepena indukcije vazduha. Ako je taj stepen visok (50–70%), turbulencija sprečava
efikasno skupljanje zagađivača. Ako je skupljeni mlaz 10%
ili manji, efikasnost se može povećati za 20% do 50%, što
dovodi do odgovarajućeg smanjenja protoka vazduha.
Karakteristike indukcionih napa su rezultat poboljšanja u
skupljanju, a ne samo unošenja negrejanog vazduha. Sistem skupljenog mlaza je razvijen nakon istraživanja i ispitivanja. On predstavlja seriju mlaznica sa koničnim vrtložnim
mlazevima, i u horizontalnom i u vertikalnom pravcu.
Pojedinačni modul skupljenog mlaza (linijski meren):
maksimalna dužina 3500 mm; protok vazduha ~30 m3/h
(8,3 l/s); pad statičkog pritiska DPst ~70 Pa.
Protok vazduha korišćen za napajanje skupljenog mlaza je
izuzetno mali i predstavlja manje od 5% protoka otpadnog vazduha.
Slika 4. Studija indikatorskog gasa
Slika 6. Sa skupljenim mlazom
Slika 5. Bez skupljenog mlaza
3000
50% indukcije
10% skupljeni mlaz
samo izduvna napa
Dobitak toplote (%)
2500
2000
1500
1000
500
0
30
50
70
Protok vazduha (%)
100
Slika 7. uključen skupljeni mlaz
Korist od efikasnosti skupljanja (%)
Slika 9. Efikasnost skupljanja – dobitak toplote
60
40
20
0
–20
–40
–80
–100
–120
–140
50% indukcije
10% indukcije
30
70
80
90
Protok vazduha (%)
100
Slika 10. Efikasnost skupljanja – korist (%)
Slika 8. Isključen skupljeni mlaz
Hladniji vazduh prirodno pada na tlo i ispunjava radnu zonu
sa toga nivoa. Odsustvo poremećaja protoka štiti taj sveži
vazduh od mešanja sa konvektivnim protocima iz opreme
za kuvanje. Granica ugodnosti se prirodno javlja u nivoima
kuhinjskog vazduha kroz stratifikaciju. Haltonove tavanice
su projektovane tako da je ta tačka iznad glave. Ispod te
visine kvalitet vazduha je optimalan. Zagađeni vazduh
je izdvojen kroz kuhinjski plafonski sistem.
Slika 11. Oblik mlaza
49
2 • 2012
kgh
Dobro je poznato da efluent nastaje u procesu kuvanja masnih materija. Sa hemijske tačke gledišta, masna materija
sadrži dvostruke veze koje bolje reaguju nego jednostruke
veze. Korišćenjem svetla i ozona na određeni način, u stanju smo da napadnemo dvostruke veze i onda ih prekinemo.
To dovodi do velikih molekula koji se dele na manje molekule. S obzirom na dosta reaktivne tačke, taj se proces može
nastaviti dok se veliki molekul ne raspadne u ugljen‑dioksid
i vodenu paru koji su bezmirisni i bezopasni. Za razliku od
masti koja dovodi do tih malih molekula, CO2 i H2O neće pri‑
anjati za kanal i biće izneseni strujom otpadnog vazduha.
Najbolji rezultati se postižu ako je prosečno vreme reakcije
otpadnog protoka od 0,6 m3 1,6 sekundi u plenumu.
Slika 12. Moduli skupljenog mlaza obično su instalirani duž spoljne
ivice aktivne zone ventiliranih tavanica
Efikasnost filtera
Haltonovi multiciklonski filteri izdvajaju do 95% čestica ma‑
sti većih od 8 mikrona.
Slika 15. Efikasnost uV svetla
Slika 13. Efikasnost multiciklonskih filtera
Tehnologija ultravioletnog svetla
Za ultravioletno (UV) svetlo se zna od 1800‑ih. U prošlosti je ono korišćeno u bolnicama, postrojenjima za obradu vode i drugim oblastima primene. Sada je Halton razvio
nove vrste primene za iskorišćenje snage UV svetla u komercijalnim kuhinjama.
Slika 16. Kombinacija multiciklonskog filtera i efikasnosti
uV svetla
Pored niskih troškova održavanja, čisti kanali predstavljaju
manju opasnost od požara i higijenski su bolji.
Zaključak
Slika 14. ultravioletni spektar
Ultravioletno svetlo je podeljeno na četiri različita spektra;
–
–
–
–
UV‑A – omogućuje preplanulost;
UV‑B – izaziva opekotine od sunca;
UV‑C – koristi se zbog germicidnih svojstava;
UV‑V – proizvodi ozon.
Kako UV tehnologija funkcioniše?
UV svetlo reaguje na male čestice i organska isparljiva jedinjenja (engl. VOCs), nastala u procesu kuvanja na dva
načina:
– izlaganjem efluenta svetlu (fotoliza) i
– proizvodnjom ozona (ozonoliza).
kgh 2 • 2012
50
Efikasnost celog sistema zavisi od kombinacije smanjene količine vazduha, stepena izdvajanja masti i optimalnog
vremena izlaganja UV zračenju. Otpadni vazduh očišćen
do toga stepena može se koristiti za rekuperaciju toplote.
Vazduh ne sadrži mast, pa ne blokira cevnu zmiju razmenjivača toplote. Najveća energetski efikasna upotreba otpadne toplotne energije je pri grejanju sanitarne vode koja se
koristi za mašine za pranje sudova. Ona se može upotrebiti zimi, i u ostalim sezonama.
Literatura
[1] Ziane, R., Halton design guide for indoor air climate in
commercial kitchens, second edition, 2005.
[2] Kosonen, R., H. Koskela, P. Saarinen, Konvektivno
strujanje iznad kuhinjskih uređaja, 2005.
kgh
Download

ventilacija komercijalnih kuhinja skupljenim mlazom i