Расчет вытяжки для кухни: как рассчитать мощность вытяжного устройства

Атмосфера дома более-менее защищена от пыльной и загазованной улицы, но беззащитна перед воздушными загрязнителями, вырабатываемыми кухней. Открыть форточку при готовке пищи – этого мало. Необходим вытяжной зонт над плитой и вентканал с выводом «на улицу», но прежде – расчет вытяжки для кухни для подбора установки с подходящей мощностью.

Содержание статьи:

• Чем вытяжка отличается от вентиляции
• Особенность кухонной вытяжки
• Порядок расчета вытяжного зонта
  • Первый этап расчета вытяжки
  • Второй этап расчета вытяжки
  • Третий этап расчета вытяжки
• Почему мощная вытяжка «не тянет»
• Видео об организации вытяжки на кухне

Чем вытяжка отличается от вентиляции

В современных квартирах над кухонной плитой размещен вытяжной зонт, более известный, как вытяжка. Многие домовладельцы убеждены, что этот воздухосборник ответственен за вентиляцию кухни. Поэтому они с чистой совестью заводят трубу вентканала от вытяжки в вентиляционное отверстие, спроектированное и построенное конструкторами многоэтажки.

Что произойдет, если штатную вентиляцию на кухне перекрыть воздуховодом от вытяжного зонта? Интенсивность воздухообмена в квартире резко снизится. Монтажники кухонной вытяжки и продавцы кухонных зонтов обычно заявляют обратное. Они скажут: эта техника существенно повысит качество воздухоснабжения дома, ведь у нее мощная вентустановка.

Принцип воздухообмена в многоэтажном доме основан на источниках приточного воздуха (окнах, форточках и пр.) и вытяжных каналов (рис. слева). Последние по вертикали выводятся через все этажи здания. Кухонная вытяжка может быть связана с каналом (рис. справа) или не связана

Однако мощность плитной вытяжки никак не связана с вентиляцией. Причина – воздухообмен в квартирах большинства жилых многоэтажек, особенно выстроенных до 2000 года, проектировались с расчетом на приточно-вытяжную вентиляцию.

Уличный воздух поступал через щели оконных рам и входной двери. А каналы вентиляции на кухне, в ванной и санузле использовались для вывода «несвежего» воздуха. Казалось бы – что такого? Вытяжка на кухне – для вытягивания воздуха. Так почему в нее нельзя «воткнуть» воздуховод от вытяжного зонта? Дело тут в производительности по воздуху.

Несвязанная с общедомовой вентиляционной системой кухонная вытяжка сбрасывает загрязненный воздух через отдельное вентиляционное отверстие или работает как рекуператор без функции вывода воздушных масс

Каналы воздуховодов в жилых многоквартирных домах рассчитаны на определенную нагрузку. Вообще, пропускные способности любых коммуникаций тщательно вычисляются на стадии проектирования. И в идеальных условиях (чистые стенки вентканала, отсутствие помех на входе-выходе и пр.) производительность естественной вентиляции в квартире многоэтажки составит 160-180 м3/ч.

Особенность кухонной вытяжки

У моделей вытяжных зонтов мощность существенно выше – 200-1100 м3/ч. Такая мощность необходима для затягивания в воздуховод летучих загрязнителей, образующихся при готовке пищи. Однако продавцы вытяжек заявляют иную причину выбора мощности вытяжного устройства – потребность частого воздухообмена на кухне.

Установленный над плитой короб вытяжки не отвечает за воздухообмен в помещении кухни. Этот прибор лишь отводит летучие продукты готовки пищи

Нормативы механической вентиляции действительно утверждают 10-12 кратной смены воздуха в объеме обслуживаемого помещения (СНиП 41-01-2003). Но расположенный над кухонной плитой зонт вытяжки не выполняет функции «вентиляция помещения», поскольку не способен.

Нуждающийся в обновлении (замене) воздух накапливается у потолка. Засосать его в вентканал вытяжной зонт не способен – его раструб выставлен недостаточно высоко. А воздушный поток при выбросе и закачке ведет себя неодинаково.

Электромеханическая установка тянет воздух с дистанции, не превышающей диаметра всасывающего раструба. Т.е. при 400 мм ширине зонта вытяжки в нее будет затянут воздух, находящийся не далее 400 мм от раструба. Между тем выброс воздушного потока происходит на дистанцию, превышающую 15 диаметров вытяжного проема.

Простой «домашний» пример: включенный бытовой вентилятор. С его обратной стороны движение воздуха еле заметно, но с лицевой – мощный воздушный поток. Кстати, пылесос работает на всасывание пыли лишь на минимальном расстоянии от ковра.

Единственный эффективный способ отвода летучих продуктов приготовления пищи — самостоятельный вентканал. Иначе запахи останутся в доме (+)

Вытяжной зонт над кухонной плитой выполняет единственную задачу – удаление воздуха, поступившего к нему от поверхности варочной плиты. Разумеется, взамен закачанного воздуха к плите поступит его другая порция из форточки, открытой двери в соседнюю комнату и т.п. Но полной смены воздушного объема в помещении кухни не произойдет.

Если запахи готовящейся пищи поднимутся к потолку – они не будут участвовать в смешивании и их трудно удалить. По этой причине инструкция к вытяжным зонтам содержит следующие условия позиционирования и работы: 600 мм от электроплиты; 750 мм от газплиты; воздушные потоки (сквозняки) при работе вытяжки не допускать, иначе запахи распространятся по комнате.

Плитная вытяжка не обеспечивает смены воздуха на кухне. При выборе ее модели воздушный объем комнаты не имеет значения. Зависимость между размерами кухни и мощностью вытяжного зонта придумали продавцы салонов кухонной техники. Как же рассчитать требуемую мощность вытяжки? Разумеется, на основании производительности кухонной плиты.

Порядок расчета вытяжного зонта

Для вычислений необходимой производительности вытяжки требуется знать параметры кухонной плиты. В расчете, приведенном ниже в качестве примера, использованы характеристики газовой плиты словенского производителя Gorenje (модель GI633E35WKB). Отметим, что марка и модель плиты выбраны произвольно.

Никакой 10-кратной смены воздуха на кухне вытяжка выполнить не способна. Для расчета ее мощности нужно знать производительность по теплу и габариты кухонной плиты

Расчеты, произведенные ниже, выполнены по методике Р НП «АБОК» 7.3-2007. Несмотря на «промышленное» назначение данного метода (вентиляция горячих цехов общепита), ее формулы допустимо применять для вычисления параметров бытовой вытяжки для кухни.

При готовке пищи плита выделяет тепло, нуждающееся в утилизации (вытяжке). Тепловыделение плиты формирует конвекционные потоки воздуха над ней, что упрощает работу вытяжного зонта. Но полностью устранить возникающие над кухонной плитой воздушные загрязнения, полагаясь только на конвекцию, невозможно.

Первый этап расчета вытяжки

К вытяжному зонту или панели летучие частицы, образующиеся при готовке блюд, доставляются конвекционным воздушным потоком. Именно теплота, развиваемая конфорками, обеспечивает объемы воздуха для устранения.  Поэтому требуется  вычислить их суммарную тепловую мощность. Для ее определения используется формула:

QT=q1+q2+q3+q4

Здесь q – паспортная тепловая мощность одной конфорки, кВт.

У рассматриваемой модели кухонной плиты четыре газовые конфорки на поверхности, их тепловые мощности необходимо суммировать. Считаем: QT=1,9+1,9+1,0+3,5=8,3 кВт. Полученное значение тепловой мощности справедливо при одновременно готовке на всех конфорках, что бывает редко.

Мощность кухонной вытяжки прямо зависит от тепловых параметров плиты. Именно конфорки формирую конвекционный поток, требующий вытяжки

В принципе можно учитывать тепловыделение лишь трех конфорок с наибольшей производительностью по теплу. Но оставим так – на всякий случай.

Для расчета мощности вытяжки необходимо определить расход воздуха (Lo) по параметрам кухонной плиты. Однако формула расхода воздуха требует вычислить промежуточные параметры – гидравлический диаметр поверхности плиты (D), расход воздуха в конвективном потоке (Lki) и объемный расход продуктов сгорания (Lri).

Также в процессе расчетов используются коэффициенты, разработанные специалистами НП «АБОК». Значения коэффициентов выбраны по параметрам, подходящим для бытовых плит.

Второй этап расчета вытяжки

Займемся вычислениями гидравлического диаметра и конвективного расхода воздуха. Первый параметр определяется по формуле:

D=2·A·B:(A+B)

В ней:

• A – ширина плиты кухонной, м;
• B – длина плиты кухонной, м.

Подставляем значения ширины и длины модели газовой плиты, выбранной для примерного расчета: D=2·0,6·0,6:(0,6+0,6)=0,6 м.

Кроме того, выбор мощности вытяжки связан с предстоящим местоположением устройства. Чем больше свободного пространства вокруг зонта, тем более мощной должна быть вытяжка. Для расположенного в углу устройства вводится поправочный коэффициент 0,8, для «островной» системы 1,1

Для определения объемов конвективного потока необходимо прежде выяснить долю конвективных тепловыделений нашей плиты. Она высчитывается при помощи формулы:

Qk=QT·KЯ·KK

Здесь:

• QT – определенная выше мощность плиты, кВт;
• KЯ – долевая часть явных тепловыделений от тепловой мощности оборудования кухни. В отношении плиты бытового использования принимается значение 250 Вт/кВт;
• KK – долевая часть конвективных тепловыделений по отношению к явным тепловыделениям оборудования кухни. Принимается значение 0,5.

Подставляем числовые данные в формулу, считаем: Qk=8,3·250·0,5=1037,5 Вт. Двигаемся дальше и приступаем к вычислению конвективного расхода воздуха. Формула следующая:

Lki=k·Qk 1/3·(z+1,7·D)5/3·r

В ней:

• k – коэффициент, полученный специалистами НП «АБОК» экспериментальным путем. Он принимается равным 5·10-3;
• Qk – вычисленная выше доля конвективных тепловыделений плиты, Вт;
• z – расстояние от поверхности плиты до вытяжного зонта, м. Минимальная дистанция размещения вытяжки по вертикали от газовой плиты равна 0,75 м;
• D – гидравлический диаметр поверхности плитки, м. Формула его расчета и пример вычисления представлены выше;
• r – поправочный коэффициент, значение которого зависит от условий размещения вытяжки (см. изображение таблицы выше). В нашем примере будет выбрано положение вытяжного зонта «у стены», со значением коэффициента 0,75 (из-за условной «близости» корпусной мебели по соседству, что обычно для кухонь).

Определяем конвективный расход, подставляя числовые данные в формулу:

Lki=5·10-3·1037,51/3·(0,75+1,7·0,6)5/3·0,75= 0,061 м3/с

Как свидетельствуют результаты вычислений, расход воздуха в результате конвекции над кухонной плитой достаточно интенсивен. Учитывая эти данные, получится выбрать справедливую мощность вытяжной установки.

Третий этап расчета вытяжки

Электроплита в процессе готовки пищи не выделяет продуктов сгорания, т.к. нагрев конфорок происходит без открытого горения – благодаря тенам. А вот газовые конфорки продукты сгорания производят и вытяжке придется их удалять. Формула расчета объемного расхода по продуктам сгорания метана:

Lri=3,75·10-7·QT

Здесь QT – установленная мощность кухонной плиты, кВт. Данный параметр ранее найден нами.

Вводим его данные в формулу и получаем: Lri=3,75·10-7·8,3= 3,1125·10-6. Из примера ясно, что значение объемного расхода продуктов горения бытовой газовой плиты невелико. Поэтому при определении параметров кухонной вытяжки им допустимо пренебречь.

Края вытяжки должны слегка выходить за границы плиты. Достаточно 100 мм свеса, чтобы не допустить смешивания конвективного потока от плиты с атмосферой дома

Итак, наступает очередь вычисления расхода воздуха для нашей плиты. Это определяющий параметр при выборе зонта вытяжки. Формула его подсчета:

Lo=Lki+ Lri

В ней:

• Lki – значение расхода воздуха из конвективного потока, восходящего над плитой, м3/с;
• Lri – данные по объемному расходу продуктов горения природного газа в конфорках плиты, м3/с.

Остается ввести данные и вычислить требуемый расход воздуха с округлением результата до трех знаков после запятой: Lo=0,061+3,1125·10-6=0,061 м3/с. Мы нашли расход воздуха в кубометрах за секунду, но для подбора модели вытяжного зонта нужны кубометры в час (L).

Для перевода м3/с в м3/ч следует умножить полученный расход воздуха (Lo) на число секунд в одном часу и на гидравлический диаметр плиты (D): L=0,061·3600·0,6=131,76 м3/ч.

Таким образом, достаточной максимальной мощностью вытяжного зонта для приведенной в примере модели газовой плиты Gorenje, с округлением «про запас», будет 150 м3/ч. Большая мощность попросту не нужна – пустой расход электроэнергии.

Почему мощная вытяжка «не тянет»

Вначале следует проверить состояние канала вентиляции в самом вытяжном устройстве, извлечь и промыть (либо заменить) фильтры. Убедиться в исправности вентиляционной установки и наличии электропитания к ней. Работе вытяжки могут также помешать сквозняки, препятствующие вертикальному движению конвекционного воздушного потока от плиты.

Если проблема «слабой» вытяжки не выявляется – ее источник находится за пределами кухни. Производительность вытяжного зонта зависит от сечения вентканала, куда уходят испарения от кухонной плиты. А домовладельцы нередко устанавливают излишне мощную вытяжку, либо назначают ей преувеличенный режим работы.

Владельцы жилой недвижимости следуют незатейливой логике – чем сильнее тянет вентилятор, тем лучше отводятся летучие загрязнения от плиты. Это неверно.  Производительность и работоспособность системы кухонной вытяжки прямо зависят от пропускных характеристик вентиляционного канала.

Вывод канала вентиляции для кухонной вытяжки на фасад здания обеспечит сохранность тяги в вентканале. Обязательна установка обратного клапана и решетчатой крышки

К примеру, вентканал приточно-вытяжного воздухообмена, имеющийся в стене дома – больше, чем 150 м3/ч воздуха он вывести не способен. Во-первых, сечение таких вентканалов не превышает 130-140 мм, что недостаточно для механической вентиляции. Во-вторых, штатная канальная вентиляция в многоэтажках протяженная и содержит множественные неровности.

В инструкции к вентиляционной установке обычно указана диаграмма, отображающая взаимосвязь давления в вентканале и производительности. Рост давления вызывает спад производительности вытяжки. Вентканалы в домах собраны топорно: неровные стенки; потеки раствора; сужения из-за смещенных блоков; множество поворотов.

Попытки задать повышенную производительность вентиляционному зонту, соединенному с домовым каналом вентиляции, дают обратный эффект. Чем сильнее воздушный поток, тем более интенсивно ему препятствуют дефекты сечении вентканала. А если активно нагнетаемый воздух не может двигаться вперед, он движется назад.

Простой пример – футбольный мяч. Чем больше воздуха в такой мяч закачать, тем сложнее работать насосом. Препятствием становится давление – воздуха много, он стремится выйти по трубке обратно, выталкивая ручку насоса. Аналогичная ситуация с вытяжкой повышенной мощности – чем интенсивнее подается воздух, тем больше блокируется ее работа.

Кроме грамотного подбора вытяжного устройства для кухни по мощности важно выбрать идеальное место для его монтажа. Располагать ее следует в строгом соответствии с техническими требованиями

Идеальный вентканал под кухонную вытяжку – короткий, с минимумом изгибов. Поэтому отводить воздух от плиты требуется не по приточно-вытяжному каналу, а по выполненному специально для вытяжного зонта. Отверстие в фасадной стене, жесткий или гибкий воздуховод (в идеале круглого сечения), обратный клапан и решетчатый воздухозаборник на выходе канала. Так следует оборудовать кухонную вытяжку.

Видео об организации вытяжки на кухне

Мощность, бренд, дизайн и принцип размещения зонта вытяжки – обо всем этом красочно рассказывают продавцы салонов кухонной техники. Из ролика, представленного ниже, вы узнаете о нюансах выбора, не упоминаемых торговым персоналом. Модели вытяжек отличает не конструкция, а качество сборки и комплектации:

В следующем видеоролике мастера выполняют сверление стены в многоэтажке под воздуховод вытяжного зонта. Работы ведутся профессиональным инструментом быстро и точно. К подготовленному проему монтируется вентканал, который будет соединен с вытяжкой после отделки кухни:

Большинство видеороликов о вытяжных зонтах бытового назначения содержат либо рекламную, либо упрощенную информацию по их выбору. Причем порядок расчета мощности не приводится нигде – сплошь «объемы кухни» и «10-кратные обновления атмосферы». Мы же уверены, что сбалансировать домашнюю атмосферу можно единственным способом – правильным расчетом воздухоочистительной техники.