تهویه آشپزخانه صنعتی

تهویه آشپزخانه ها معمولا شبکه ای پیچیده از سیستم های تهویه مطبوع است که اجزای اصلی آن عبارتند از 1) خنک کاری فضا در برابر حرارت پخت 2) هوای مورد نیاز برای تامین فشار در عملیات پخت و پز. 3) اگزاست و تخلیه هوای ناشی از پخت و پز.

طراحی سیستم شامل جنبه های مختلف تهویه مطبوع، اطفا حریق، کنترل فشار، تبرید، توزیع هوا، تجهیزات نگه داری غذا و … می شود. آشپزخانه ها در بسیاری از ساختمان ها از جمله رستوران، هتل، بیمارستان، زندان و… وجود دارد. هر نوع ساختمان دارای الزامات خاص آشپزخانه های خود است اما بسیاری نیازهای اساسی در آن ها یکی است. تهویه آشپزخانه ها دو هدف عمده دارد یکی ایجاد شرایط آسایش کار  و دوم ایجاد اطمینان از امنیت کارکنان در محل. شرایط آسایش بستگی به آب و هوای منطقه دارد چرا که بعضی آشپزخانه ها تهویه هوا ندارند اما با ایجاد فشار منفی دود ناشی از پخت و پز و مواد روغنی را به بیرون می کشند. طراحی سیستم های HVAC اغلب در آشپزخانه های تجاری و بزرگ که چربی و بخار زیادی در آن تولید می شود و احتمال آتش سوزی در آن ها بیشتر است، امری مهم به شمار می آید. هود محور اصلی در هر سیستم تهویه آشپزخانه ای می باشد. در مقایسه با سایر فضاهای ساختمان، آشپزخانه ها انرژی بر ترین فضاها محسوب می شوند. علاوه بر انرژی مصرف شده در زمان پخت، مقداری انرژی نیز در اثر وجود سیستم های تهویه در فضا انتشار می یابد.

ملاحظات انرژی

رستوران ها و آشپزخانه های صنعتی بزرگترین مصرف کننده های انرژی در واحد سطح هستند. سیستم های تهویه در آشپزخانه ها تحت عوامل مختلفی قرار دارند از جمله ساعات کارکرد، فشار استاتیکی، بازده فن، هوای لازم برای تامین گرمایش و سرمایش، رطوبت محیط و میزان ارتباط با سایر فضاهای ساختمان، مقدار انرژی وارد شده در اثر حرارت و… تغییرات دما و رطوبت در مناطق مختلف آب و هوایی به طور چشمگیری هزینه ها را تغییر می دهد. امروزه با امکانات جدید طراحان می توانند تجهیزات را بر اساس منطقه آب و هوایی محل انتخاب کنند که این موضوع کمک بسیاری در زمینه اقتصادی به سازندگان نموده.

شیوه های ذخیره انرژی

تعیین هود اگزاست برای کاهش جریان هوا: در یک رستوران انتخاب نوع و مشخصات هود به عواملی از جمله نوع رستوران، منو، خدمات سرویس غذادهی و… بستگی دارد. هودهای دیواری canopy با نرخ هوای کمتر تاثیر بیشتری نسبت به هود های single-island دارند. هودهای backshelf در برخی موارد با یک سوم دبی هوا همان کارایی canopy را دارند.

پانل های جانبی برآمده: در بسیاری موارد پنل های جانبی هوای اگزاست را کاهش می دهد چرا که هوا را مستقیم از منبع پخت و پز مکش می کند. آن ها امکاناتی کم هزینه هستند که آلودگی را با دبی هوای کمتری از محیط حذف می کنند. نصب پانل های دو طرفه می تواند کارایی هود های canopy را افزایش دهد. افزایش برآمدگی یکی دیگر خصوصیات پانل هاست که قابلیت هود را بالا برده و اگزاست هوا را کاهش می شود این عامل برای طراحان در انتخاب سایز هود تاثیرگذار است. هود اگر خیلی کوچک باشد ممکن است توانایی اگزاست در همه شرایط را نداشته باشد در حالی که اگر دارای برآمدگی باشد کارایی لازم با 30% اگزاست کمتر دارد که بهتر است.

هود های سفارشی: این نوع هودها می تواند برای مکان های خاص و کاربردهای ویژه ساخته شود. آن ها تا حد زیادی هوای اگزاست، سایز فن در نتیجه انرژی و هزینه را کاهش می دهد. زمانی که نیاز به اگزاست کمی باشد طبق کدگذاری سیستم عملیات اگزاست را انجام می دهد. معمولا رستوران های زنجیره ای که خدمات سریع ارائه می دهند این هزینه را یک بار انجام داده و بارها از آن استفاده می کنند.

انتقال هوا از مجاور: یک روش دیگر در صرفه جویی انرژی ناشی از اگزاست، انتقال هوا از سایر فضاهای ساختمان به آشپزخانه برای جبران هوای مکش شده هود است. Standard 62.1 این اجازه را می دهد که هوای تهویه سایر فضا مجدد در آشپزخانه مورد استفاده قرار بگیرد که این کار بار حرارتی ساختمان را تا حد زیادی کاهش می دهد. بسیاری فست فودها و رستوران ها فضای آشپزخانه را از فضای سالن هایشان جدا نمی کنند تا هوای تهویه شده، چرخش کند. در  رستوران هایی هم که فضای سالن و آشپزخانه از هم مجزاست، هوا توسط کانال هایی بین دو ناحیه گردش می کند و افت کانال توسط هواکش تامین می شود. این نوع طراحی شرایط آسایش در آشپزخانه و کارکنان آن را نیز تامین می کند.

طراحی سیستم های یکپارچه

در طراحی سیستم های آشپزخانه ای قواعدی برای کنترل شرایط آسایش و الزامات اقتصادی وجود دارد که رعایت آن ضروری است:

• در یک ساختمان مستقل برای جلوگیری از نفوذ هوای آلوده و تهویه نشده به داخل فشار درون باید مثبت باشد. (مثلا 1.25 Pa)
• در فضاهای چندگانه، آشپزخانه باید نسبت به سالن پذیرایی فشار منفی و نسبت به هوای بیرون فشار مثبت باشد تا بو منقل نشود.
• هر آشپزخانه باید نسبت به فضاهای مجاور خود کمی فشار منفی بوده تا بو در آنجا گیر نکند.
• سیستم HVAC باید جریان هوای ناشی از منطقه پخت و پز را از رسیدن به فضاهای مجاور محدود کند. به خصوص بو که مشکلی آشکار است. به طور ایده آل سیستم تهویه آشپزخانه باید از زون های دیگر ساختمان جدا باشد برای این منظور سه موقعیت را در نظر می گیریم:

1. در برخی فصول ممکن است ناهارخوری نیاز به گرمایش داشته در حالی که آشپزخانه باید با تهویه و خنک کاری هوای درونش حفظ شود، در این حالت نیز همان طور که گفته شد اختلاف فشار لازم برای انتقال هوا از ناهار خوری به آشپزخانه باید برقرار شود.
2. اگر آشپزخانه به طور مجزا گرم شود کنترل دمای گرم توسط ترموستات بهتر است بر اساس دمای آشپزخانه باشد تا بیرون. برای آسایش افراد داخل بهتر است دمای هواساز نزدیک به دمای آشپزخانه ست شود تا نوسانات کاهش یابد. همچنین تهویه در آشپزخانه باید بتواند سرمایش و گرمایش هم زمان را تامین کند.

هود های چندگانه

در طراحی هود های چندگانه چالش های منحصر به فردی در ارتباط با هود، فن و کانال وجود دارد. یکی از آن ها تعادل هواست که با دمپر کنترل می شود. فیلتر ها بخشی دیگر از اجزای این سیستم هستند که برای افت ها در جریان های مختلف در سایز های متنوعی ساخته می شود.

برای به حداقل رساندن افت فشار در کانال هودهای چندگانه، سرعت را پایین نگاه داشته و از انتقال دهنده های با لبه تیز کمتری استفاده می کنند. حداقل سرعت مکش هوا در تمام طول کانال باید 2.5 m/s باشد. اگر ظرفیت هود کوچکتر باشد در این صورت سرعت هوا بسیار کم شده برای حل این مشکل یک راه ورود هوا از بیرون از طریق یک کانال بای پس که مستقیم به کانال اگزاست وصل می شود، است. این کانال بای پس بهتر است از بالا یا اطراف به سیستم وصل شود تا از برگشت جریان آب یا روغن به بای پس زمانی که فن خاموش است جلوگیری به عمل آورد. (شکل زیر) دمپر آتش در کانال بای پس نزدیک به کانال اگزاست نصب می شود، مشخصات ساخت کانال بای پس کاملا با کانال اگزاست یکی می باشد.

جریان هوای بای پس از روی دمپر آتش می گذرد، تمام دمپر ها باید تمیز بوده و نباید در برابر جریان هوای اگزاست و روغن قرار گیرد. برای حفظ تعادل فشار بین کانال های اگزاست و بای پس بهتر است از صفحه نازل دار درون داکت استفاده شود.

تاثیرات دبی حجمی

میزان جریان خروجی اگزاست برای هود آشپزخانه با تست های آزمایشگاهی و معیارهای انرژی تعیین می شود و معمولا بر اساس حداکثر دبی جریان خروجی می باشند. امروزه بیشتر آشپزخانه ها دارای فن دور ثابت اند که حجم هوای ثابتی را در غلظت های مختلف خارج می کند و ثابت ماندن دبی گاهی باعث بالا رفتن حرارت و رطوبت محیط می شود؛ اما برای جاهای خاص باید میزان آلودگی ها اندازه گیری و بار هود حساب شود. فن های اگزاست سیستم تهویه آشپزخانه برای دماهای بالا باید طوری انتخاب شود که بتواند شرایط داخل را استاندارد نگاه داشته و میزان واقعی دبی مورد نیاز را اگزاست کند.

کنترل پخش دود در اثر پخت و پز

در آشپزخانه های صنعتی کنترل کیفیت هوا، سیستم آتش نشانی، هزینه نصب و نگه داری هودها از جمله مهم ترین عوامل در طول عمر سیستم های اگزاست است. وجود روغن درون کانال همچون سوخت آتش عمل می کند برای جلوگیری از آتش سوزی آشپزخانه های کوچک میزان این روغن باید کم شود. در گذشته بیشتر این کار توسط تمیز کردن کانال که امری هزینه بر بود و کار هود را مختل می کرد، صورت می گرفت. از طرفی دیگر تمیز کردن کانال نیازمند بازدید دوره ای نیز می شد. اما امروزه کنترل توسط سیستم های الکتریکی صورت می گیرد. موضوع دیگری که در تهویه آشپزخانه های به خصوص صنعتی مد نظر قرار می دهند زمان تمیز کردن کانال هاست که طبق NFPA Standard 96, Table 11.4. در جدول زیر آورده شده.

توصیه برنامه تمیز کردن کانال

نوع و مقدار سوخت	دوره بازدید
سوخت جامد	ماهانه
حجم پخت و پز بالا	هر فصل یک بار
حجم پخت و پز متوسط	شش ماه یک بار
حجم پخت و پز پایین	سالانه

شکل زیر اندازه نرخ جریان حجمی ورودی به هود را نشان می دهد. به طور کلی نرخ جریان وسایل گازی نسبت به برقی اندکی بیشتر است. سرخ کن های گازی و کباب پز های برقی نسبت به بخارپزها دبی حدودا 100 برابر بالاتری دارند.

منابع و پیوندها

Ashrae-2011-Hvac-Applications-Si, KITCHEN VENTILATION

گرداوری شده توسط دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن

صفحه مهندسی مکانیک

افت فشار هود

سیستم اگزاست بخار

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

لغات و اصطلاحات

.

Exhaust Hoods	اگزاست هود
Multiple-Hood Systems	هود های چندگانه
Transfer Air	انتقال هوای جا به جایی
Custom-Designed Hoods	هودهای سفارسی
Side Panels and Overhang	پنل های جانبی برامده