V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Рестораны, кафе, столовые, пиццерии и другие предприятия общепита считаются специфическими объектами, в обустройстве которых повышенное внимание уделяется системам вентиляции. Удаление застоявшегося воздуха, табачного дыма и запахов готовящейся на кухне пищи, удаление теплоизбытков, обеспечение комфортного микроклимата для посетителей и сотрудников - вот основные задачи системы вентиляции предприятий общественного питания.

Для ресторана предусматриваются отдельные системы вентиляции для залов и кухни. Особенностью объектов общепита является и то, что устройства систем вентиляции не должны нарушать внутренней архитектуры и дизайна помещений, поэтому профессионально выполненные проекты вентиляции ресторанов и кафе создаются с учетом всех особенностей – от технических и нормативных до оформительских.

Особенность создания системы вентиляции в ресторане заключается в применении двух или более независимых систем вентиляции и кондиционирования в зале для курящих и некурящих посетителей, на кухне, в санузлах, а также в технических помещениях. Эта особенность вытекает из задач, которые решает система вентиляции в данных помещениях. Например, задача вентиляции в зале ресторана - это поддержание комфорта для его посетителей. Основная же задача вентиляции в горячих цехах ресторанов - удалить тепловеделения от печей, плит, а также неприятные запахи. В результате анализа тепло- и влаговыделений от технологического оборудования выбирается мощность вентиляции горячих цехов.

В горячих цехах предусматриваются следующие вентиляционные системы:

• в горячем цехе, где находятся плиты, сковороды, печи - вытяжная вентиляционная система;

• над посудомоечной машиной или в комнате для мойки посуды - независимая вытяжная вентиляция;

• общая вентиляция - приточная и вытяжная вентиляционная система (вытяжная вентиляция может быть объединена с вытяжкой воздуха из горячего цеха).

Принцип осуществления воздухообмена состоит в вытеснении отработанного воздуха в ресторане, насыщенного дымом сигарет и другими неприятными запахами, свежим приточным воздухом (рис.1,2,3).

Рис.1. Через вентиляционные решетки в зале ресторана вытесняется отработанный воздух

Рис.2. Вытяжная вентиляция в горячем цехе ресторана (над печью)

Рис.3. Вентиляционная система в горячем цехе

Для каждого ресторана разрабатывается свой проект систем вентиляции - в зависимости от планировки, площади и назначения помещений. Вентиляция небольшой площади помещения может быть организована путем установки общей приточной системы и двух вытяжных систем, одна из которых предназначается для горячего цеха, а другая - для зала. Даже для вентиляции малой площади вытяжные системы горячего цеха и зала не должны объединяться в одну, так как это вызывает образование конденсата и может способствовать распространению запахов. В небольших точках общепита горячего цеха нередко бывает совмещена с общим залом, и в этом случае системы вентиляции должны предотвращать проникновение горячего воздуха и запахов в зоны, где сидят посетители. Вентиляция ресторана большой площади с несколькими залами обычно проектируется вместе с системами кондиционирования воздуха, для чего предусматривают приточно-вытяжные установки с центральным кондиционером. Для других помещений ресторана требуется отдельная вентиляция: в частности, вытяжная вентиляция для санузлов, помещений для мойки посуды.

При проектировании вентиляции ресторана учитывается количество посетителей и персонала, так как необходимо правильно рассчитать расход воздуха. Согласно существующим стандартам, на одного работника должно расходоваться 60 м³/ч свежего воздуха, на одного некурящего посетителя – 30 м³/ч, а для курящих предусматривается до 120 м³/ч на человека. Соответственно, расчет производится на основе количества мест в некурящей и курящей зоне ресторана. Вентиляция кафе и ресторана проектируется с таким расчетом, чтобы скорость воздушных потоков была равномерной по всем направлениям и во всех зонах. Вентиляция ресторанов сложной планировки требует, естественно, более совершенных технических решений, учитывающих конфигурацию пространства, которое может иметь несколько уровней. Для ресторанных залов нередко используется вентиляция вытесняющего типа, при которой чистый воздух подается снизу, а отработанный воздух поднимается навверх.

При создании проекта вентиляции ресторана [3,4] учитывается площадь не только зала, но и горячего цеха. В этом случае для определения требуемой мощности вентиляционных систем необходимо учесть тип и количество кухонного оборудования, регулярность его использования и число работников. В горячем цехе обычно устанавливают приточно-вытяжные вентиляционные устройства с механическим побуждением, отличающиеся мощностью и эффективностью. При этом скорость и интенсивность воздушного потока не должна быть завышенной. Над жаровнями и мангалами предусматриваются специальные вытяжные зонты с фильтрами-жироуловителями для удаления запахов и испарений, выводящие отработанный воздух через воздуховод. Вытяжной воздуховод по нормам устанавливается выше уровня кровли здания.

Вентиляция ресторана предполагает подогрев приточного воздуха, для чего используется горячая вода или электричество. В целях экономии нередко выбирают вентиляционные установки с утилизацией теплоты вытяжного воздуха, хотя из-за больших габаритов вентиляционной установки с рекуператором и особенностей воздуховодов эти системы применимы не на всех объектах. В любом случае качество воздуха в ресторанах должно быть определяющим, так как от этого зависит число посетителей. Любое снижение мощности оборудования или сокращение количества вентиляционных устройств отражается на микроклимате и, как следствие, на количестве клиентов, поэтому экономия в этом случае обернется еще большими финансовыми потерями.

Внутрипольные конвекторы - современные отопительные приборы, могут использоваться для отопления помещений самостоятельно, в комбинации с другими устройствами (радиаторами, теплыми полами, кондиционерами и т.д.), или для охлаждения. Они предупреждают конденсацию водяных паров, проникание холодного воздуха в помещение. Больше всего конвекторы подходят для помещений со значительной площадью остекления и несколькими наружными стенами (в частности, для отдельно стоящих помещений кафе, ресторанов и т.п.). Внутрипольные конвекторы могут реализовывать вентиляцию по принципу вытеснения.

Конструкция внутрипольного конвектора фирмы «Изотерм-ТД-В» показана на рис.4. Корпус конвектора (2) представляет собой установочный короб длиной от 900 до 5100 мм, высотой 110 мм и глубиной 272 мм, изготовленный из оцинкованного стального листа толщиной 1 мм. Внутри корпуса установлен нагревательный элемент (1) с воздухоотводчиком (5), вентилятор (7) с защитным кожухом (8) и клеммная коробка (9). Короб окантован алюминиевым профилем. На корпус укладывается декоративная съёмная решётка (3). Снаружи короба с обеих сторон имеются опоры для его крепления к полу.

Такой встраиваемый в пол конвектор представляет собой короб, выполненный из качественного металла – оцинкованной стали, покрытой черной полимерной краской, или из нержавеющей стали, в который вмонтирован медно-алюминиевый теплообменник, выдерживающий высокое давление центрального отопления. Встраиваемые в пол конвекторы могут также комплектоваться вентиляторами для повышения показателей теплоотдачи. Обычно такие вентиляторы обладают низкими показателями шума, а также исполняются безопасными для эксплуатации - на напряжение 12 или 24 В.

Ряд отопительных приборов, встраиваемых в пол, называется FAN-COIL (фэн-койлами). Это - климатические приборы, которые не только отапливают в холодное время года, но также способны охлаждать помещение в летнее (теплое) время. Обычно такие встраиваемые в пол конвекторы хорошо справляются с решением проблемы образования конденсата на высоких витражных окнах (в этих приборах предусмотрен отвод лишней влаги с короба). Во время монтажа желоб встраиваемых в пол конвекторов скрывают в конструкции пола. Они погружаются в цементную стяжку ("дают осадку") или же устанавливаются в проемы, организованные в фальшполах. После завершения укладки напольного покрытия видимыми останутся только декоративные решетки, располагаемые заподлицо с чистовой поверхностью. Для удобства монтажа встраиваемых в пол конвекторов их желоба оснащены ножками, с помощью которых можно отрегулировать высоту конвектора.

Цвет решетки встраиваемых в пол конвекторов можно подобрать под цвет напольного покрытия, паркетной доски, плитки или других важных элементов внутреннего интерьера дома: обивку мебели, карнизы, цвет обоев, фурнитуры и т.д. Большинство производителей конвекторов предлагают достаточно широкую палитру возможных оттенков окраски решеток, а также фактур и текстур. Изготавливаются решетки, как правило, из алюминия (анодированного в различные оттенки или покрытого полимерной краской, декорированного под дерево или мрамор), натуральных пород дерева (дуб, бук, клен) или нержавеющей стали (для интенсивного использования во влажной среде). Рейки, из которых состоит декоративная решетка конвектора, могут располагаться поперек желоба конвектора. Это так называемая рулонная решетка, сворачиваемая при необходимости обслуживания прибора. Вдоль желоба располагаются перекладины жестких и полужестких алюминиевых решеток (у последних линейные элементы скреплены между собой с помощью специальных гибких пружин, позволяющих четко соблюдать размеры и не утяжелять конструкцию). В последнее время появились декоративные решетки, выполненные из алюминия, жесткие, с поперечным расположением реек. Рейки таких решеток соединены прорезиненной подложкой, которая позволяет предотвращать скрежет «металл о металл» при ходьбе по отопительному конвектору.

Принцип действия внутрипольного конвектора основан на том, что летом конвектор забирает горячий воздух из окружающего пространства вблизи окон или наружных стен, охлаждает его во встроенном теплообменнике и выпускает обратно в помещение. Таким образом, снижается температура на поверхности наружных ограждений и теплопоступления в помещение. В процессе охлаждения часть водяных паров конденсируется, осушение воздуха также способствует тепловому комфорту. В зимнее время конвекторы используются для отопления помещения. Холодный воздух скапливается у окон, всасывается конвектором, где нагревается и поступает обратно в помещение.

Климатическая (охлаждающая) балка - это продукт нового тысячелетия, ставший популярным недавно. Климатическая балка монтируется в подвесной потолок либо вплотную к нему.

Существует два типа климатических балок - пассивная и активная. Пассивная климатическая балка - это устройство охлаждения здания, обеспечивающее циркуляцию воздуха по принципу конвекции. Главное преимущество пассивной охлаждающей балки над более привычными системами принудительной вентиляции заключается в том, что циркуляция воздуха в здании осуществляется, не создавая шума и не требуя затрат на прокладку специальных воздуховодов и установок кондиционирования воздуха. Климатическая балка, обычно устанавливаемая возле потолка или внутри него, представляет собой разновидность радиатора, охлаждаемого при помощи внешнего источника, такого как оборотная вода. Балка охлаждает пространство под собой за счет охлаждения поднимающегося естественным образом теплого воздуха. Охлажденный воздух опускается обратно к полу, и цикл повторяется. При использовании пассивных охлаждающих балок воздух для вентиляции должен подаваться в здание отдельной приточной установкой.

Рис.4. Внутрипольный конвектор фирмы «Изотерм-ТД-В»:

1 - нагревательный элемент; 2 - корпус; 3 - декоративная решётка;

4 - опоры для крепления к полу; 5 - воздуховыпускной кран; 6 - ключ для

воздуховыпускного крана; 7 - вентилятор; 8 - защитный кожух вентилятора;

9 - клеммная коробка; 10 - упорные установочные винты

При использовании активных климатических балок первичный воздух для вентиляции здания охлаждается и непрерывно подается к активным охлаждающим балкам центральной системой кондиционирования воздуха. Первичный воздух для вентиляции охлаждается для регулирования нагрузок по ощутимым температурам. Вторичный воздух всасывается в активную климатическую балку и охлаждается на охлаждающей поверхности внутри балки. Первичный воздух и всасываемый воздух после этого подаются в помещение через пазы в краях активной климатической балки. Соотношение между первичным и вторичным воздухом равно приблизительно 1:3; это означает, что активные климатические балки имеют в целом гораздо более высокую производительность по охлаждению, чем пассивные охлаждающие балки.

Климатические балки уменьшают потребность в тяжелых воздуховодах и экономят энергию за счет использования естественной циркуляции. Подача холодной воды осуществляется при относительно высоких температурах во избежание осушения воздуха.

В климатических балках существует два типа теплообменников, один из которых

представляет собой двухтрубную систему для охлаждения, функция нагрева выполняется при смене режимов. Второй вид теплообменника представляет собой четырехтрубную систему, позволяющую охлаждать или отапливать любое помещение независимо от других.

Функции климатической балки:

- охлаждение;

- вентиляция;

- охлаждение, вентиляция;

- охлаждение, обогрев, вентиляция;

- охлаждение, вентиляция, освещение;

- охлаждение, обогрев, вентиляция, освещение.

Рассмотрим климатическую балку фирмы «Swegon PACIFIC» (рис.5).

Рис.5. Климатическая балка фирмы «Swegon PACIFIC»:

1- медные трубы; 2 - сопла; 3 - охлаждение батареи; 4 - холодная вода; 5 - съемная крышка;

6 - эффект Коанда; 7 - охлажденный воздух; 8 - теплый воздух в помещении

К примеру, фирма выпускает PACIFIC - это климатические балки с двухсторонним распределением воздуха, побудителем которого является давление, создаваемое подготовленным воздухом центрального вентиляционного агрегата, что обеспечивает малошумность и высокий уровень комфорта климатической системы [2].

PACIFIC работает в сухой системе, то есть не требует отвода конденсата и установки фильтра. Отсутствие фильтра и подвижных компонентов означает минимальную потребность в обслуживании и длительный срок эксплуатации системы.

Климатическая балка PACIFIC работает по принципу эжекции. Подготовленный в вентиляционном агрегате так называемый первичный воздух подается по воздуховодам в камеру аппарата, где создает повышенное давление. Камера снабжена несколькими вставными пластинами с рядом форсунок специальной аэродинамической формы и разного размера, через которые воздух с высокой скоростью выдавливается (принцип эжекции) из аппарата, создавая пониженное давление в пространстве над встроенным в аппарат теплообменником. Это заставляет воздух помещения подсасываться в это пространство, проходя через теплообменник, нагреваясь либо охлаждаясь в нем - в зависимости от потребности.

Oхлаждение: автоматика помещения открывает клапан холодной воды, которая, циркулируя по теплообменнику, охлаждает проходящий через него теплый воздух помещения. Охлажденный воздух смешивается с первичным и подается в помещение с coanda-эффектом, обеспечивая комфорт в зоне обслуживания. Эффект Коанда заключается в том, что струя жидкости, вытекающая из сопла, стремится отклониться по направлению к стенке и при определенных условиях прилипает к ней. Это объясняется тем, что боковая стенка препятствует свободному поступлению воздуха с одной стороны струи, создавая вихрь в зоне пониженного давления.

Oбогрев: автоматика помещения открывает клапан горячей воды, которая, циркулируя по контуру калорифера, нагревает проходящий через него прохладный воздух помещения. Нагретый воздух смешивается с первичным и подается в помещение аналогично режиму охлаждения. Возможен также обогрев с электрическим калорифером. Принцип работы балки аналогичен. При отсутствии потребности в теплоте или холоде, рециркуляционный воздух проходит теплообменники без его дополнительной обработки.

Kомфортный модуль- это наименование группы комплектующих друг друга комфортных модулей для создания оптимального климатического комфорта в помещении. Тип монтажа: встраиваемый в подвесной потолок. Функции комфортного модуля:

- вентиляция

- вентиляция и охлаждение

- вентиляция, охлаждение и обогрев (вода)

- вентиляция, охлаждение и электробогрев (ТЭН в теплообменнике).

В качестве примера рассмотрим техническое решение, принятое при строительстве ресторана «Марио» (г. Москва) площадью 1100 м², стены которого на 70 % состоят из стекла [1]. Компанией ТРИА КОММ здесь выполнена установка системы приточно-вытяжной вентиляции с обдувом витражных окон. В этом ресторане вентиляция совмещена с системой отопления, то есть происходит отопление теплым воздухом через конвекторы, расположенные в полу вдоль стеклянных окон и дверей. Удаление воздуха осуществляется через стеновые решетки, расположенные под потолком. При этом типе вытесняющей вентиляции приточный воздух не смешивается с загрязненным воздухом в помещении. Приточный воздух вытесняет загрязненный в верхнюю часть помещения из зоны, где находятся люди. Далее загрязненный воздух удаляется.

На рис.6 показан фрагмент интерьера ресторана «Марио», конвекторы под витражными окнами и вентиляционные решетки в верхней зоне зала.

Внутрипольные конвекторы удачно решают проблемы отопления помещений, где установка традиционных приборов затруднена из-за отсутствия места для их размещения (например, при низком остеклении) или нецелесообразна согласно требованиям современного дизайна. Внутрипольные конвекторы монтируются в конструкции пола вдоль окон и стен отапливаемых помещений и подключаются к системам водяного отопления.

Конвекторы позволяют решить проблему отопления помещения с высоким остеклением или витражными окнами. Конвектор предупреждает конденсацию влаги из внутреннего воздуха на стеклах окон и обеспечивает экранирование поступающего снаружи холодного воздуха. Теплые потоки воздуха, выходящие сквозь отверстия декоративной решетки, перекрывают холодные потоки возможных сквозняков. Эти конвекторы могут быть установлены в помещениях с повышенной влажностью. Встраиваемые конвекторы позволяют в каждом помещении поддерживать разный уровень температуры. Автоматическая система управления тепловыми потоками позволяет установить уровень желаемой температуры на разное время суток. Конвекторы могут поддерживать заданный тепловой режим: минимальную температуру ночью и нормативную температуру в дневное время суток. Благодаря регулированию тепловой мощности (скоростью вращения вентилятора) внутрипольные конвекторы способствуют сокращению расхода тепловой энергии. Собственник помещений не переплачивает за ту теплоту, которая не востребована в ночное время, а платит лишь по факту потребления теплоты во время рабочего дня.

Рис.6. Функции комфортного модуля:

а) вентиляция; б) функция обогрева (включает также функцию охлаждения);

в) функция обогрева с ТЭНом (включает также функцию охлаждения);

г) функция обогрева (включает также функцию охлаждения);

1 - первичный воздух; 2 – рециркуляционный воздух;

3 – первичный воздух, смешанный с подогретым воздухом помещения;

4 – первичный воздух, смешанный с воздухом помещения;

5 – первичный воздух, смешанный с охлажденным воздухом помещения

Рис.7. Основные элементы вытесняющей вентиляции ресторана «Марио»

В качестве примера на рис.7 представлен ресторанный комплекс, оборудованный климатическими балками, а на рис.8 – комплекс с установленными в нем комфортными модулями.

Рис.8. Ресторанный комплекс, оборудованный климатическими балками

Рис. 9. Ресторанный комплекс, оборудованный комфортными модулями

Панорамное остекление помещение (остекление от пола до потолка) давно уже стало таким же частым явлением в современной архитектуре, как и обычные пластиковые окна. При этом возникала проблема, как обогревать помещения в случае применения сплошного остекления, а также как избавиться от образующегося конденсата на стеклах окон большой высоты. Традиционные радиаторы под высокими окнами будут загораживать дневной свет, ухудшать вид внешнего облика здания (с улицы). Кроме того, обычные белые радиаторы плохо гармонируют с современными интерьерами. Для устранения этих недостатков целесообразно обустроить эффективное отопление без ущерба (а возможно, и с пользой) для дизайна с применением встраиваемых в пол конвекторов. Конструкция внутрипольного конвектора позволяет органично вписываться в интерьер любого помещения.

Отсутствие вентиляторов у климатических балок (работа основана на принципе эжекции) позволяет экономить электроэнергию, снизить капитальные и эксплуатационные затраты, а также добиться экономии технического пространства и снижения шума.

Библиографический список

1.Материалы сайтаhttp://www.tria-komm.ru

2. Материалы сайтаhttp://www.lindqst.com/SearchWater.aspx

3. Булыгина, С.Г. Моделирование конвективного теплообмена человека с воздухом производственных помещений ресторанных комплексов / С.Г. Булыгина, О.А. Сотникова // Инженерные системы и сооружения. - 2011. - №2 (5). - С.55-66.

4. Булыгина, С.Г. Моделирование лучистого теплообмена человека с внутренними поверхностями производственных помещений ресторанных комплексов / С.Г. Булыгина, О.А. Сотникова, Д.М. Чудинов// Инженерные системы и сооружения.- 2011. - №2 (5). - С.67-73.

5. Сотникова, О.А. Моделирование распределения трехмерных стационарных воздушных потоков в помещении / О.А. Сотникова, И.С. Кузнецов, Л.Ю. Гусева // Вестник Воронежского государственного технологического университета.- 2007. - Т.3. - № 6. - С. 121-123.

6. Сотникова, О.А. Применение нетрадиционных возобновляемых источников энергии при решении проблем энергоснабжения и экологической безопасности / О.А. Сотникова, Д.М. Чудинов, А.И. Колосов // Инженерные системы и сооружения. - 2009. - № 1. - С.80-87.

7.Сотникова, К.Н. Автоматизация процесса управления тепловыми потоками в помещениях / К.Н. Сотникова, А.В. Муратов // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2008. - Т. 4. - № 12. - С. 48-50.

8. Сушко, Е.А. Разработка методики расчета рациональных режимов систем вентиляции производственных помещений. / Е.А. Сушко, К.Н. Сотникова, С.Л. Карпов // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. - 2011. - № 2. - С.143-149.

9.Потапов, Ю.Б. Разработка математической модели распространения дымовых газов в начальной стадии пожара / Ю.Б. Потапов, К.А. Скляров, К.Н. Сотникова, С.А. Кончаков // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. – 2011 - . № 1. - С.136-143.

10.Сотникова, К.Н. Автоматизация процесса управления тепловыми потоками в помещениях / К.Н. Сотникова, А.В. Муратов// Инженерные системы и сооружения. - 2009. - № 1. - С.47.

Код для цитирования: Скопировать