S. K. Melink, член Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE), президент корпорации «Melink», США
В настоящее время для кухонь предприятий общественного питания нужны системы вентиляции, которые не просто удаляют жар и дым и не только обеспечивают защиту от пожара, имея при этом низкую себестоимость. Потребности владельцев и работников предприятий общественного питания значительно выросли, поэтому они хотят иметь более энергоэффективные системы, не требующие большого ухода. Кроме того, они хотят, чтобы кухни были более комфортабельными и чтобы соблюдались стандарты качества внутреннего воздуха. Наконец, они заинтересованы в понижении уровня шума и в повышении противопожарной безопасности.
Четыре стратегии автоматического регулирования системы вентиляции
Еще несколько лет назад устройства регулирования системы вентиляции в основном состояли из ручных выключателей и магнитных реле или пускателей электродвигателей вентиляторов. Вытяжные вентиляторы или вентиляторы систем кондиционирования воздуха либо постоянно работали при максимальной скорости, либо совсем не работали. Время от времени специалисты модернизировали свое оборудование, установили двухскоростные системы, в которых переключение с малой скорости вращения на большую и наоборот повара выполняли вручную.
Современные системы вентиляции основаны на использовании микропроцессоров и датчиков, автоматически регулирующих скорость вращения вентиляторов — в зависимости от интенсивности работы на кухне, времени суток, уровня комфорта на кухне и качества внутреннего воздуха.
Первая стратегия регулирования
Первая стратегия автоматического регулирования системы вентиляции основана на притоке энергии к кухонному оборудованию. Идея заключается в том, что чем больше энергии потребляет оборудование, тем более мощная система вентиляции требуется на кухне.
Эта стратегия подразумевает установку датчиков и измерительных преобразователей на газовых и/или электрических линиях для контроля потребления энергии, а также частотно-регулируемых приводов для соответствующего изменения скорости вращения вентиляторов.
Надо сказать, что этот подход не получил широкого распространения, т. к. действующие нормы и правила требуют поддержания во время процесса приготовления пищи определенной минимальной скорости и минимального воздухообмена. К тому же датчики и измерительные преобразователи не обладают такими интеллектуальными возможностями, чтобы определить, что происходит на рабочих поверхностях кухонного оборудования. По этой же причине критерий производительности кухонного оборудования представляется весьма спорным, т. к. возможна ситуация, когда оборудование потребляет газ или электроэнергию, а приготовление пищи в это время не производится, и наоборот.
Цитата
Уменьшение скорости вращения вентиляторов вытяжных колпаков в перерывах между приготовлением пищи позволяет сэкономить энергию, уменьшить износ вентиляционного оборудования и сократить попадание жира в воздуховоды
Вторая стратегия регулирования
Вторая стратегия автоматического регулирования системы вентиляции основана на оттоке энергии и сточных вод от кухонного оборудования (т. е. чем большее количество тепла и дыма/пара вырабатывается на кухне, тем более интенсивная вентиляция требуется).
При таком подходе предполагается установка температурных датчиков на края вытяжных колпаков, а оптических датчиков — в конце вытяжки. Также предполагается применение частотно-регулируемых приводов для соответствующего изменения скорости вращения вентилятора. Для получения более информативных данных о том, что происходит и что должно происходить на кухне, с точки зрения системы вентиляции, температурный датчик может устанавливаться на отверстие притока свежего воздуха, а также на передней поверхности вытяжного колпака. Это единственный подход, учитывающий требования норм и правил, т. к. оптический датчик может фиксировать присутствие дыма или пара и тем самым определять условия приготовления пищи. Более того, эта стратегия очень чувствительна к нагрузкам (тепла и дыма или пара), что определяет приоритетность использования вытяжных колпаков. И, наконец, этот подход обеспечивает несложную и недорогую установку, т. к. вытяжной колпак становится независимой интеллектуальной системой, которая может быть поставлена производителем вытяжных систем «под ключ».
Третья стратегия регулирования
Третья стратегия автоматического регулирования системы вентиляции основана на времени суток.
Хотя время суток является наиболее косвенной переменной регулирования для всех трех стратегий, тем не менее это наиболее просто реализуемый подход в условиях, если график приготовления пищи в большой степени предсказуем и если условия частичной нагрузки отсутствуют или имеются в незначительной степени. Однако опыт автора этой статьи говорит о том, что в большинстве кафе, ресторанов и других предприятий общественного питания график приготовления пищи слабо предсказуем. Действительная ценность этого подхода проявляется в том случае, если он комбинируется с первой или второй стратегиями регулирования. Далее, система вентиляции может быть запрограммирована таким образом, чтобы в обеденное время вентиляторы работали при максимальной скорости вращения, а до и после этого периода скорость вращения вентиляторов уменьшалась.
Четвертая стратегия регулирования
Четвертая стратегия регулирования основана на том, что повара вручную включают и выключают кухонное оборудование, поднимают крышки сковород, котлов и печей и при этом автоматически включается или выключается вентиляция.
Этот подход в большей степени, чем остальные три подхода, зависит от количества и типа применяемого оборудования, поэтому он имеет довольно ограниченное применение. Однако он может хорошо работать для небольших специальных вытяжных колпаков, расположенных над одиночным кухонным устройством. Например, в компании «Макдональдс» эта стратегия используется для вытяжного колпака над их сковородами с крышками. Если верхняя часть гриля закрывается и нажимается клавиша перехода в режим ожидания, то вентилятор вращается с малой скоростью. Как только верхняя часть гриля открывается, вентилятор начинает работать с повышенной скоростью. Как и в случае стратегии регулирования по времени суток, данная стратегия может быть эффективной при ее комбинировании с первой или второй стратегиями. Основной недостаток данного подхода заключается в том, что требуется интеграция кухонного оборудования и системы регулирования работы вытяжного колпака, а также в том, что здесь необходимо вмешательство оператора системы.
Более подробное рассмотрение второй стратегии регулирования
При автоматическом регулировании системы вентиляции, основанном на оттоке энергии и сточных вод от кухонного оборудования, обычно используются следующие операции.
Как и при использовании системы с обычным вытяжным колпаком, повар утром нажимает включатель света и вентиляторов, включая тем самым систему вентиляции. Вытяжной вентилятор и вентилятор свежего воздуха начинают работать с заданной минимальной скоростью. При включении кухонного оборудования скорость вентиляторов автоматически возрастает пропорционально росту температуры удаляемого воздуха. Как только начинается процесс приготовления пищи (показателем которого является появление дыма и пара, регистрируемых датчиками в вытяжном колпаке), скорость вращения вентиляторов возрастает до 100 %, и она остается на этом уровне до тех пор, пока не исчезнут выделения дыма и пара. Затем, в зависимости от температуры удаляемого воздуха, скорость вращения вентиляторов постепенно снижается. В конце дня для отключения системы вентиляции повар нажимает выключатель света и вентиляторов.
Кроме этого, микропроцессорная система регулирования может выполнять множество других задач:
- может быть запрограммирована на включение и выключение каждый день, в зависимости от времени суток и температуры;
- на основании максимальной температуры удаляемого воздуха может определять оптимальный температурный диапазон;
- может сравнивать температуру наружного воздуха с температурой на кухне и увеличивать скорость вращения вентиляторов, если имеются хорошие условия для экономичного естественного охлаждения;
- может вырабатывать сигнал для управления заслонкой, которая регулирует поступление наружного воздуха;
- если имеется запрос для нагрева или охлаждения (для обеспечения наилучших условий работы агрегата подачи свежего воздуха), эта система может вывести вентиляторы на новый, более высокий уровень скорости;
- может периодически повышать скорость вращения вентиляторов, чтобы определить, при какой скорости обеспечивается минимальный приток тепла в помещение;
- может увеличивать скорость вращения вентиляторов в определенные часы в течение дня и уменьшать ее в зимний период для обеспечения дополнительного нагрева помещения за счет распространения конвективного тепла;
- может ускорить вращение вентиляторов, если открывается крышка кастрюли, при помощи контактного переключателя или реле.
Кроме того, у повара имеется ручной переключатель для вывода вентилятора на максимальную скорость, если это нужно по каким-либо причинам. Причем этот переключатель снабжен таймером для обеспечения обратного переключения в автоматический режим для экономии энергии и обеспечения оптимального комфорта.
Цитата
Обычный подход к эффективности вытяжного колпака
Предпосылка:
Улавливание – это хорошо, даже при чрезмерной вентиляции; распространение выделений – это плохо, независимо от того, насколько оно мало.
Проблема заключается в том, что вытяжной воздух — это только половина всей картины, связанной с вентиляцией. Другая половина — это кондиционированный свежий воздух