Вентиляция на предприятиях общественного питания

Этим материалом редакция журнала "МИР КЛИМАТА" продолжает публикацию глав из книги "Системы вентиляции и кондиционирования. Рекомендации по проектированию для производственных и общественных зданий". Автор Краснов Ю.С. Полный вариант статьи в формате PDF

(начало в "МИР КЛИМАТА" №45)

Пример расчета систем кондиционирования и вентиляции для ресторана на 60 посадочных мест и горячего цеха

1. Исходные данные

Место строительства - г. Москва.

Размер обеденного зала: 10х18 м, площадь 180 м2,высота 3,6 м.

Размер горячего цеха: 10х9,5 м, площадь 95 м2, высота 3,6 м.

Размер раздаточного проема: высота 1м, ширина по расчету.

В помещении обеденного зала рассчитывается система кондиционирования с перетеканием части подачи системы в горячий цех через раздаточный проем, в горячем цехе - вентиляция.

В обеденном зале 6 окон размером 1,5х2 м, ориентированных на юго-запад и снабженных внутренними светлыми шторами. Окна - одинарный стеклопакет с твердым селективным покрытием с термическим сопротивлением Rок=0,58 м2 °С/Вт.

В горячем цехе 3 окна таких же размеров и той же ориентации, но без штор.

Ресторан пристроен к административному зданию.

Система отопления рассчитана на внутреннюю температуру в обеденном зале:

tв = 16°С, в горячем цехе: tв=5°С.

Тепловые потери: обеденный зал 4800 Вт, горячий цех: 2100 Вт.

Расчетное число посетителей и персонала:

Обеденный зал: посетителей 60 чел. (женщин 50%), категория работы - легкая;

Официанты и оркестр: 18 человек, работа средней тяжести.

Горячий цех: повара 6 чел, работа средней тяжести.

В горячем цехе установлено типовое секционное модулированное оборудование, снабженное приточно-вытяжными локализующими устройствами.

Таблица 24.3

Характеристика технологического оборудования, установленного в горячем цехе

Наименование оборудования

Марка

Установочная мощность, кВт

Кол-во

единиц оборудования

Коэф-т

загрузки,

Кз

Подача воздуха на единицу оборудования,

м3

         

приток

вытяжка

Плита

ПЭ-0,17-01

4,0

2

0,65

200

250

Шкаф жарочный

ШЖЭ-0,51-01

8,0

2

0,5

-

400

Сковорода

СЭ-0,22-01

5,0

3

0,5

400

450

Котел варочный

КЭ-100

18,9

2

0,3

400

550

Фритюрница

ФЭ-20-01

7,5

2

0,65

200

350

Мармит

МСЭ-0,84-01

2,5

2

0,5

200

300

Коэффициент одновременности работы теплового оборудования горячего цеха: Код = 0,7.

2. Параметры наружных метеорологических условий [26]

Таблица 24.4

Период года

Параметры А

Параметры Б

Рбар, кПа

tн, 0С

Iн, кДж/кг

Vв, м/с

tн, 0С

Iн, кДж/кг

Vв, м/с

ТП

22,6

50,5

1,0

26,3

54,7

1,0

99,5

ПУ

10

26,5

4,7

-

-

-

99,5

ХП

-

-

-

-28

-27,6

4,7

99,5

Расчет начинаем с горячего цеха, так как для расчета зала еще нет количества воздуха, перетекающего через раздаточный проем.

3. Схема организации воздухообмена в горячем цехе

а) Местные отсосы от технологического оборудования. Они требуются для оборудования, изготовленного в любых странах, в этих случаях их объемы берутся по паспортным данным. В нашем конкретном случае они берутся из Табл. 24.3 и составляют:

Если местные отсосы обслуживает одна вытяжная система, то к расчету принимается общий объем, если несколько, то при определении общей подачи системы следует учитывать коэффициенты одновременности загрузки, надеясь, что обслуживающий персонал вовремя выключит систему. Однако при блокировке оборудования вместе с вытяжкой, хлопот не будет.

б) Местный приток, подведенный к технологическому оборудованию (табл. 24.3):

Санитарная норма приточного воздуха составит:

 норма выполняется;

в) Воздух, перетекающий через раздаточный проем.

Его количество пока неизвестно, но известны параметры (из задания на кондиционирование обеденного зала)

г) Общеобменная вытяжная вентиляция, удаляющая воздух из верхней зоны. Ее подача не должна быть ниже двукратного воздухообмена в горячем цехе, или:

д) Общеобменная приточная система, подающая воздух с целью снятия теплоизбытков, в случае, если указанные выше системы будут не способны выполнить эту задачу.

4. Параметры внутреннего микроклимата горячего цеха

 (наибольшая температура по оптимальным условиям Прил. 2) , подвижность

5. Составляющие теплового баланса:

а) тепло от людей

б) от солнечной радиации

 - поступление тепла от солнечной прямой и рассеянной радиации

При ориентации окон на юго-запад максимальное количество тепла приходится на 15-16 часов астрономического времени

 

Прил. 22.1), что соответствует 17-18 часам местного времени - ресторан работает.

Коэффициент инсоляции

при отсутствии внешних козырьков: а=с=0

 - глубина установки окон по отношению к поверхности здания;

Н, В - высота и ширина окна в м;

    - угол между вертикалью и проекцией солнечного луча на вертикальную плоскость, перпендикулярную к окну.

Высота стояния солнца: h=37° (Прил. 22.3).

Солнечный азимут остекления Асо = Ас-450 (Прил. 22.2)

Асо = 64-45 = 240

Таким образом:

Коэффициент облучения Кобл зависит от углов:

По табл. 22.4 определяем

Коэффициент относительного проникания солнечной радиации Котн=0,8 (Табл. 22.5) при отсутствии внутренних штор.

Коэффициент учета затенения переплетами:

 (Прил. 22.6)

 - поступление тепла за счет теплопередачи через окна

 - средняя температура июля [26],

 - средняя суточная амплитуда колебания температуры [26],

 - коэффициент гармонического изменения температуры наружного воздуха (Прил. 22.7),

 - количество тепла солнечной радиации, поступающего на вертикальную поверхность в июле (Прил. 22.8).

Коэффициент теплоотдачи

 (Прил. 22.5) - приведенный коэффициент поглощения солнечной радиации.

Следовательно:

Солнечная радиация через перекрытия не учитывается, так как максимальное ее поступление приходит с опозданием:

 где

  - тепловая инерция перекрытий с железобетонными плитами составляет величину

 часов утра.

в) От технологического оборудования (Табл. 24.3)

 для оборудования, снабженного местными отсосами и  без них.

Суммарное поступление тепла в Т.П.

Расчет влаговыделений.

а) от людей:

б) от двух варочных котлов, емкостью по 100 л:

при емкости котла

при емкости котла

Используя коэффициент загрузки котлов (Табл. 24.3) находим:

Суммарные влаговыделения:

Тепловлажностное отношение составит:

Расчет воздухообмена:

Для дальнейших расчетов следует знать температуру воздуха, удаляемого из верхней зоны.

Тепловое напряжение:

Градиент температуры (Прил. 21)

На I-d диаграмме (Рис. 24.1) наносим точку наружного воздуха по параметрам А:НА и соединяем ее с точкой В обеденного зала с параметрами . На этой линии находится смесь воздуха, снабжающего горячий цех. Сделав предположение, что количество смешиваемых частей воздуха (наружного и перетекающего) равно по массе, наносим точку смеси С посередине, проводим через нее луч процесса  и на пересечении с изотермами tв и tу находим точки В и У.

Параметры точек

Точки

t, 0С

I, кДж/кг

d, г/кг

Φ,%

НА

22,6

50,5

10,9

66

В

24

52

10,8

60

С

23,3

51,2

10,9

63

Вгц

26

56

1,4

56<65%

Угц

28

59,5

12,0

52

 

В уравнение теплосодержаний:

и воздухообмена:

вставляем имеющиеся данные и обнаруживаем, что неизвестных величин три:  Как быть? Можно сделать предварительный расчет кондиционирования в обеденном зале и принять:  но сначала предположим, что общеобменный приток  тогда:

Вытяжка из верхней зоны составляет кратность:

Скорость воздуха в раздаточном проеме должна быть в пределах 0,35 м/с - запахи из кухни не проникнут в зал. Площадь раздаточного проема составит:

При высоте 1 м его длина составит 3,8 м.

Проверяем теплосодержание смеси внутреннего воздуха торгового зала и наружного для местного притока:

- очень близко к ранее принятому, перерасчета не требуется.

Сомнение составляет только объем перетекающего воздуха. Не слишком ли много? Однако решить вопрос можно только после расчета кондиционирования в обеденном зале.

Расчет кондиционирования в обеденном зале.

Теплый период (помещение категории 3а, прил. 2).

Таблица 24.5

Параметры внутреннего микроклимата

Период года

Оптимальные условия

Принимаемые значения

tв, 0С

Φв,%

Vв, м/с

tв, 0С

Φв,%

Vв, м/с

ТП

23-25

60-30

≤0,3

24

60

≤0,3

ХП

20-21

45-30

≤0,2

20

30

≤0,2

Составляющие теплового баланса:

а) Тепло от людей,

 (Прил. 20)

б) От солнечной радиации (6 окон на ЮЗ, размером 1,5х2 м) - расчет был выполнен ранее (см. вентиляцию горячего цеха), но коэффициент относительного проникания солнечной радиации при внутренних белых шторах составит:  (Прил. 22.5) и

При расчете  наружная температура берется средней максимальной июля [26]

в) от горячей пищи:

 коэффициент перевода явного тепла от горячей пищи в полное,

 кг - средняя масса блюд,

 - удельная теплоемкость пищи,

 - температура пищи начальная и конечная,

 час - расчетное время принятия пищи в ресторане

Общие поступления тепла в теплый период:

11. Влагопоступления в Т.П.

от людей:

от остывающей пищи:

где  - коэффициент, учитывающий наличие жировой пленки и неравномерность употребления пищи.

Общие влаговыделения:

12. Тепловлажностное отношение составит:

13.Построение процесса  диаграмме:

наносим точки наружного Н и внутреннего воздуха В;

через точку О и точку с координатами  проводим луч процесса  и параллельную линию через точку В;

находим температуру уходящего воздуха по тепловому напряжению:

по таблице (Прил. 21) находим градиент повышения температуры выше рабочей зоны;

определяем температуру уходящего воздуха:

на пересечении луча процесса  находятся точки П и У;

соединяем точки Н и П и продлеваем линию до  - это точка О - охлажденный воздух.

Параметры точек

Точки

t, 0С

I, кДж/кг

d, г/кг

Φ,%

Н

26,3

54,7

10,8

52

В

24

52

10,8

60

У

26

55,5

11,3

56

П

20

45,5

9,8

69

О

13,8

26,5

8,8

88

По примененной схеме приточный воздух получают путем смешивания охлажденного и наружного воздуха, что позволяет освободиться от второго подогрева.

Воздухообмен системы кондиционирования находится по уравнениям теплового и воздушного балансов:

Кратность воздухообмена по вытяжке составит:

, что больше минимального норматива

Минимальная санитарно-гигиеническая подача свежего наружного воздуха из расчет 60м3/ч для персонала и 30 м3/ч для посетителей:

 - так же выполняется.

Количество охлажденного воздуха находим по соотношению отрезков

Затраты холода:

или 34 кВт.

Кондиционирование в обеденном зале в холодный период.

Количество воздуха сохраняем по тепловому периоду

Составляющие теплового баланса:

а) полное тепло от людей,

б) Поступление тепла от освещения:

 - площадь пола;  - освещенность ресторанов (Прил.17);

 - удельные тепловыделения от люминесцентных светильников прямого света с высотой подвески 3,6 м.

Теплопоступления от горячей пищи сохраняются по Т.П.

Тепловые потери составляют . Система отопления оборудована термостатическими кранами, поэтому поступления тепла от системы при  не будет.

Теплопотери при  увеличатся и составят:

Общий тепловой баланс составит:

Влагопоступления

от людей при

от остывающей пищи по Т.П.

тепловлажностное отношение:

Построение процесса на I-d диаграмме

наносим точки наружного и внутреннего воздуха: Н и В

определяем температуру уходящего воздуха:

 (Прил. 21)

Проводим луч процесса  через точку В и находим теплосодержание удаляемого из верхней зоны воздуха:

Определяем теплосодержание внутреннего воздуха:  и из уравнения теплового баланса находим теплосодержание приточного воздуха:

На пересечении  находим точка притока П.

Параметры точек

Точки

t, 0С

I, кДж/кг

d, г/кг

Φ,%

Н

-28

-27,6

0,35

84

В

20

31

4,3

30

У

21,7

34,5

4,8

30

П

17,2

27,3

3,6

30

К

17,2

18,0

0,35

3

Линия НК (Рис. 24.1) - нагрев воздуха в калорифере 1-го подогрева. Требуемое максимальное количество тепла:

Линия КП - увлажнение воздуха паром.

Количество пара:

Горячий цех. Холодный период.

Параметры внутреннего микроклимата.

Теплопоступления:

а) от людей:

б) от освещения:

освещенность  (Прил. 17)

светильники люминесцентные

в) от технологического оборудования (по Т.П.)

г) тепловые потери:

Суммарные теплопоступления:

Влагопоступления:

а) от людей

б) от технологии по

Тепловлажностное отношение:

Определение температуры приточного воздуха, идущего на местный приток.

Воздухообмен сохраняем по теплому периоду:

Находим температуру уходящего воздуха:

Температуру местного притока находим из уравнения баланса теплосодержаний по явному теплу:

Температура смеси местного притока и перетекающего воздуха составит:

это средняя температура приточного воздуха;

температура воздуха после калорифера

тепловая мощность калорифера:

или 47 кВт.

Параметры точек

Точки

t, 0С

I, кДж/кг

d, г/кг

Φ,%

Н

-28

-27,6

0,35

84

В

16

17

0,35

3

У

18

24,5

2,4

19

П

20

28

3,0

20

К

21,3

30

3,4

21

Остается нерешенным еще один вопрос. Как быть с кондиционированием, если обеденный зал не будет полным?

Полиативное решение - разбить систему кондиционирования на две равные половины по подаче и использовать лишь одну при недостаточной загрузке зала. Но и удалять воздух из верхней зоны зала тоже надо будет меньше, то есть требуется перерасчет.

Кардинальное решение - применить вентиляционные агрегаты с переменным расходом с регулированием по внутренней температуре обеденного зала.

наши проекты
  • АПИК
  • Университет климата
  • Выставка «Мир климата»
  • АПИК-тест