Výpočet digestoře pro kuchyň: jak vypočítat výkon odsávacího zařízení

Atmosféra domu je víceméně chráněna před prašnou a znečištěnou ulicí, ale je bezbranná vůči vzdušným znečišťujícím látkám produkovaným kuchyní. Přiznejte si, že otevřené okno při vaření jídla je velmi málo.

Je potřeba odsávací digestoř nad sporákem a ventilační kanál s vývodem „ven“, ale nejprve – výpočet digestoře pro kuchyň pro výběr zařízení s vhodným výkonem. Ale jak to udělat, abychom nepřitahovali specialisty?

Pokusíme se vám poradit – v tomto materiálu je podrobně popsán postup provedení výpočtu, uvedeny vzorce a konkrétní příklady výpočtů. Také jsou vybrány názorné fotografie a užitečné videotipy pro výběr a montáž digestoří.

Podle doporučení lze samostatně vypočítat potřebný výkon odsávacího zařízení, které bude včas a v plném rozsahu odvádět odpadní vzduch.

Čím se digestoř liší od ventilace?

V moderních bytech je nad kuchyňským sporákem umístěn odsávací digestoř, známější jako digestoř. Mnoho majitelů domů je přesvědčeno, že tento sběrač vzduchu je zodpovědný za ventilaci kuchyně.

Proto s čistým svědomím vedou potrubí ventilačního kanálu z digestoře do ventilačního otvoru, navrženého a postaveného konstruktéry výškové budovy.

Co se stane, pokud se standardní ventilace v kuchyni uzavře vzduchovodem z odsávací digestoře? Intenzita výměny vzduchu v bytě prudce klesne.

Montéři kuchyňských digestoří a prodejci kuchyňských odsavačů obvykle tvrdí opak. Řeknou: toto zařízení výrazně zvýší kvalitu přívodu vzduchu v domě, protože má výkonnou ventilační jednotku.

Nicméně výkon sporákové digestoře nijak nesouvisí s ventilací. Důvod – výměna vzduchu v bytech většiny obytných výškových budov, zejména postavených před rokem 2000, byla navržena s ohledem na přívodně-odsávací ventilaci.

Princip výměny vzduchu ve výškové budově je založen na zdrojích přívodního vzduchu (okna, větrací otvory atd.) a odsávacích kanálech (obr. vlevo). Ty jsou vertikálně vyvedeny přes všechna patra budovy. Kuchyňská digestoř může být spojena s kanálem (obr. vpravo) nebo nespojena.

Venkovní vzduch proudil přes štěrbiny okenních rámů a vstupních dveří. A kanály ventilace v kuchyni, v koupelně a na WC sloužily k odvádění „nečerstvého“ vzduchu. Zdálo by se – co je na tom?

Kuchyňská digestoř slouží k odsávání vzduchu. Proč do ní tedy nelze „zapojit“ vzduchovod z odsávací zóny? Jde o vzduchový výkon.

Kuchyňská digestoř, která není propojena s domovní ventilační soustavou, vypouští znečištěný vzduch samostatným ventilačním otvorem nebo funguje jako rekuperátor bez funkce odvádění vzduchových hmot.

Vzduchovody v obytných bytových domech jsou dimenzovány na určité zatížení. Obecně jsou propustnosti všech komunikací pečlivě vypočítávány ve fázi projektování.

A v ideálních podmínkách (čisté stěny větracího kanálu, žádné překážky na vstupu/výstupu atd.) bude výkon přirozeného větrání v bytě výškové budovy činit 160–180 m³/h.

Mohla by Vás také zajímat informace o normativní rychlosti vzduchu ve vzduchovodech, popsaná v tomto článku.

Zvláštnost kuchyňské digestoře

U modelů odsávacích zón je výkon výrazně vyšší – 200–1100 m³/h. Takový výkon je nutný k nasávání těkavých znečišťujících látek do vzduchovodu, které vznikají při vaření.

Prodejci digestoří však uvádějí jiný důvod volby výkonu odsávacího zařízení – potřebu časté výměny vzduchu v kuchyni.

Digestoř instalovaná nad sporákem nezajišťuje výměnu vzduchu v místnosti kuchyně. Tento přístroj pouze odvádí těkavé produkty vaření. Vysvětlivky: A – odvod spalin od sporáku, B a C – směr pohybu vzduchu v procesu výměny vzduchu.

Normy mechanického větrání skutečně stanovují 10–12násobnou výměnu vzduchu v objemu obsluhované místnosti (SNiP 41-01-2003).

Avšak odsávací zóna umístěná nad kuchyňským sporákem neplní funkci „větrání místnosti“, protože není schopna.

Vzduch, který potřebuje obnovu (výměnu), se hromadí u stropu. Odsávací zóna jej není schopna nasát do větracího kanálu – její nátrubek není umístěn dostatečně vysoko. A proudění vzduchu při výfuku a nasávání se chová odlišně.

Elektromechanické zařízení nasává vzduch ze vzdálenosti nepřesahující průměr sacího nátrubku. To znamená, že při šířce odsávací zóny 400 mm bude nasán vzduch nacházející se nejdále 400 mm od nátrubku.

Mezitím k výfuku proudu vzduchu dochází na vzdálenost přesahující 15 průměrů odsávacího otvoru.

Jednoduchý „domácí“ příklad: zapnutý domácí ventilátor. Na jeho zadní straně je pohyb vzduchu sotva znatelný, ale na přední straně – silný proud vzduchu. Mimochodem, vysavač nasává prach pouze na minimální vzdálenost od koberce.

Jediným účinným způsobem odvodu těkavých produktů vaření je samostatné ventilační potrubí. Jinak pachy zůstanou v domě.

Odsavač par nad kuchyňskou varnou deskou plní jediný úkol – odvádění vzduchu, který k němu přichází z povrchu varné desky.

Samozřejmě, místo odsátého vzduchu se k desce dostane další porce z okna, otevřených dveří do sousední místnosti atd. K úplné výměně vzduchu v kuchyni však nedojde.

Pokud pachy vařícího jídla stoupnou ke stropu – nebudou se účastnit míchání a bude obtížné je odstranit.

Z tohoto důvodu obsahuje návod k odsavačům par následující podmínky umístění odsavače a provozu: 600 mm od elektrického sporáku; 750 mm od plynového sporáku; při provozu odsavače nedovolovat proudění vzduchu (průvan), jinak se pachy rozšíří po místnosti.

Odsavač par nezajišťuje výměnu vzduchu v kuchyni. Při výběru jeho modelu nezáleží na objemu místnosti. Závislost mezi velikostí kuchyně a výkonem odsavače si vymysleli prodejci v showroomech kuchyňské techniky.

Jak tedy vypočítat požadovaný výkon odsavače? Samozřejmě na základě výkonu varné desky.

Při provádění výpočtů pro výběr kuchyňského odsavače je třeba zvážit následující faktory:

Postup výpočtu odsávací digestoře

Pro výpočet potřebného výkonu odsavače par je nutné znát parametry kuchyňského sporáku.

V níže uvedeném příkladu jsou použity parametry plynového sporáku slovinského výrobce Gorenje (model GI633E35WKB). Upozorňujeme, že značka a model sporáku byly zvoleny náhodně.

Mohly by Vám být užitečné také informace o tom, jak zavěsit odsavač nad plynovým sporákem, které jsme popsali v našem jiném článku.

Žádná desetinásobná výměna vzduchu v kuchyni není odsavač schopen provést. Pro výpočet jeho výkonu je třeba znát tepelný výkon a rozměry kuchyňského sporáku.

Výpočty provedené níže jsou zpracovány podle metodiky R NP «ABOK» 7.3-2007. Přes „průmyslové“ určení této metody (větrání horkých provozů veřejného stravování) je možné její vzorce použít pro výpočet parametrů domácího odsavače pro kuchyň.

Při vaření vydává sporák teplo, které je třeba odvádět (odsávat). Tepelné vyzařování sporáku vytváří konvekční proudy vzduchu nad ním, což usnadňuje práci odsávacího závěsu. Zcela odstranit vzdušné nečistoty vznikající nad kuchyňským sporákem spoléháním se pouze na konvekci však není možné.

Fáze #1 – výpočet celkového tepelného výkonu

K odsávacímu závěsu nebo panelu jsou těkavé částice vznikající při přípravě pokrmů dopravovány konvekčním proudem vzduchu. Právě teplo vyvíjené hořáky zajišťuje objemy vzduchu pro odsávání. Proto je třeba vypočítat jejich celkový tepelný výkon.

K jejímu určení se používá vzorec:

Q_T=q₁+q₂+q₃+q₄,

Zde q je jmenovitý tepelný výkon jednoho hořáku, v kW.

U uvažovaného modelu kuchyňského sporáku jsou na povrchu čtyři plynové hořáky, jejich tepelné výkony je nutné sečíst.

Počítáme: Q_T=1,9+1,9+1,0+3,5=8,3 kW. Získaná hodnota tepelného výkonu platí při současném vaření na všech hořácích, což bývá zřídka.

Výkon kuchyňského odsavače přímo závisí na tepelných parametrech sporáku. Právě hořáky vytvářejí konvekční proud, který vyžaduje odsávání. Symboly: Lo – průtok vzduchu, A/B – šířka a hloubka sporáku, h – výška sporáku, Z – výška od sporáku k odsavači, Qk – celkový tepelný výkon konvekčního proudu

V zásadě lze uvažovat tepelný výkon pouze tří hořáků s největším tepelným výkonem. Ale ponechme to tak – pro každý případ.

Pro výpočet výkonu digestoře je nutné určit průtok vzduchu (L_o) podle parametrů kuchyňského sporáku. Vzorec pro průtok vzduchu však vyžaduje výpočet mezilehlých parametrů – hydraulický průměr povrchu sporáku (D), průtok vzduchu v konvektivním proudu (L_ki) a objemový průtok spalin (L_ri).

V průběhu výpočtů se také používají koeficienty vyvinuté specialisty NP „ABOK“. Hodnoty koeficientů jsou vybrány podle parametrů vhodných pro domácí sporáky.

Fáze #2 – výpočet hydraulického průměru a průtoku

Pustíme se do výpočtů hydraulického průměru a konvektivního průtoku vzduchu. První parametr se určuje podle vzorce:

D=2*A*B/(A+B),

Kde:

• A – šířka kuchyňského sporáku, m;
• B – délka kuchyňského sporáku, m.

Dosadíme hodnoty šířky a délky modelu plynového sporáku vybraného pro orientační výpočet: D=2*0,6*0,6/(0,6+0,6)=0,6 m.

Kromě jiného je výběr výkonu digestoře spojen s budoucím umístěním zařízení. Čím více volného prostoru kolem digestoře, tím výkonnější by digestoř měla být. Pro zařízení umístěné v rohu se zavádí korekční faktor 0,8, pro “ostrovní” systém 1,1

Pro stanovení objemů konvektivního proudu je nejprve nutné zjistit podíl konvektivního tepelného výkonu našeho sporáku. Ten se vypočítá pomocí vzorce:

Q_k=Q_T*K_Ja*K_K,

Kde:

• Q_T – výše stanovený výkon sporáku, kW;
• K_Ja – podíl zjevných tepelných zisků z tepelného výkonu kuchyňského zařízení. U domácího sporáku se přijímá hodnota 250 W/kW;
• K_K – podíl konvektivních tepelných zisků vzhledem ke zjevným tepelným ziskům kuchyňského zařízení. Přijímá se hodnota 0,5.

Dosadíme číselné údaje do vzorce, vypočítáme: Q_k=8,3*250*0,5=1037,5 W. Pokračujeme dále a přistupujeme k výpočtu konvektivního průtoku vzduchu.

Vzorec je následující:

L_ki=k*Q_k^1/3*(z+1,7*D)^5/3*r,

Kde:

• k – koeficient získaný specialisty NP „ABOK“ experimentálně. Je přijímán jako 5·10^-3;
• Q_k – výše vypočítaný podíl konvektivních tepelných zisků sporáku, W;
• z – vzdálenost od povrchu sporáku k digestoři, m. Minimální vertikální vzdálenost umístění digestoře od plynového sporáku je 0,75 m;
• D – hydraulický průměr povrchu sporáku, m. Vzorec pro jeho výpočet a příklad výpočtu jsou uvedeny výše;
• r – opravný koeficient, jehož hodnota závisí na podmínkách umístění digestoře (viz obrázek tabulky výše). V našem příkladu bude zvolena poloha odsávacího závěsu «u stěny» s hodnotou koeficientu 0,75 (kvůli podmíněné «blízkosti» skříňového nábytku v sousedství, což je pro kuchyně obvyklé).

Stanovíme konvektivní průtok, dosazením číselných údajů do vzorce:

L_ki=5·10^-3*1037,5^1/3*(0,75+1,7*0,6)^5/3*0,75= 0,061 m³/s

Jak dokládají výsledky výpočtů, průtok vzduchu v důsledku konvekce nad kuchyňským sporákem je dosti intenzivní. S ohledem na tyto údaje bude možné zvolit odpovídající výkon odsávacího zařízení.

Fáze #3 – výpočet výkonu odsávací digestoře

Elektrický sporák během vaření neuvolňuje produkty spalování, protože ohřev plotýnek probíhá bez otevřeného hoření – díky topným tělesům. Avšak plynové hořáky produkty spalování vytvářejí a digestoř je bude muset odvádět.

Vzorec pro výpočet objemového průtoku z produktů spalování metanu:

L_ri=3,75*10^-7*Q_T,

Zde Q_T – instalovaný výkon kuchyňského sporáku v kW. Tento parametr jsme již dříve zjistili.

Zadáme jeho údaje do vzorce a získáme: L_ri=3,75*10^-7*8,3= 3,1125*10^-6.

Z příkladu je zřejmé, že hodnota objemového průtoku produktů hoření domácího plynového sporáku je malá. Proto při určování parametrů kuchyňské digestoře je možné je zanedbat.

Okraje digestoře by měly mírně přesahovat hranice sporáku A – šířka odsávacího závěsu, B – hloubka odsávacího závěsu. Stačí přesah 100 mm, aby se zabránilo směšování konvektivního proudu od sporáku s atmosférou domu.

Nyní přichází na řadu výpočet průtoku vzduchu pro náš sporák. To je rozhodující parametr při výběru závěsu digestoře.

Vzorec pro jeho výpočet:

L_o=L_ki+ L_ri,

Kde:

• L_ki – hodnota průtoku vzduchu z konvektivního proudu stoupajícího nad sporákem, m³/s;
• L_ri – údaje o objemovém průtoku produktů spalování zemního plynu v hořácích sporáku, m³/s.

Zbývá zadat údaje a vypočítat požadovaný průtok vzduchu s zaokrouhlením výsledku na tři desetinná místa: L_o=0,061+3,1125*10^-6=0,061 m³/s. Našli jsme průtok vzduchu v metrech krychlových za sekundu, ale pro výběr modelu odsávacího závěsu jsou potřeba metry krychlové za hodinu (L).

Pro přepočet m³/s na m³/h je třeba vynásobit získaný průtok vzduchu (L_o) počtem sekund v jedné hodině a hydraulickým průměrem sporáku (D)/L=0,061*3600*0,6=131,76 m³/h.

Tedy dostatečný maximální výkon digestoře pro uvedený příklad modelu plynového sporáku Gorenje, s rezervou zaokrouhleně, bude 150 m³/h. Větší výkon prostě není potřeba – zbytečná spotřeba elektřiny.

Proč výkonná digestoř „netáhne“?

Nejprve je třeba zkontrolovat stav větracího kanálu v samotném odsávacím zařízení, vyjmout a umýt (nebo vyměnit) filtry – tukové a případně uhlíkové, v závislosti na modelu digestoře. Nejlepší metody čištění kuchyňské digestoře od tuku jsou popsány v tomto článku.

Rovněž je nutné se ujistit, že je větrací zařízení v pořádku a že je k němu připojeno elektrické napájení.

Práci digestoře mohou také překážet průvany, které brání vertikálnímu pohybu konvekčního proudění vzduchu od sporáku. Pokud problém „slabé“ digestoře není zřejmý – jeho zdroj se nachází mimo kuchyň.

Výkon digestoře závisí na průřezu větracího kanálu, kam odcházejí výpary z kuchyňského sporáku. A majitelé domů často instalují příliš výkonnou digestoř nebo jí nastavují přehnaný provozní režim.

Majitelé nemovitostí k bydlení se řídí jednoduchou logikou – čím silněji ventilátor táhne, tím lépe jsou odváděny těkavé nečistoty od sporáku.

To není správně. Výkon a funkčnost systému kuchyňské digestoře přímo závisí na propustnosti větracího kanálu.

Vyvedení větracího kanálu pro kuchyňskou digestoř na fasádu budovy zajistí zachování tahu ve větracím kanálu. Je nutná instalace zpětné klapky a mřížkového krytu.

Například větrací kanál pro přívodně-odvodní výměnu vzduchu ve stěně domu – není schopen odvést více než 150 m³/h vzduchu.

Za prvé, průřez těchto větracích kanálů nepřesahuje 130-140 mm, což je pro mechanické větrání nedostatečné. Za druhé, standardní kanálové větrání v bytových domech je dlouhé a obsahuje mnoho nerovností.

V návodu k větracímu zařízení je obvykle uveden diagram znázorňující vztah mezi tlakem ve větracím kanálu a výkonem. Růst tlaku způsobuje pokles výkonu digestoře.

Větrací kanály v domech jsou sestaveny hrubě: nerovné stěny; stékající malta; zúžení kvůli posunutým blokům; množství zatáček. Nebo dokonce – větrací šachta může být ucpaná. V takové situaci se čištění se nevyhneme.

Pokusy nastavit zvýšený výkon digestoře připojené k domovnímu větracímu kanálu mají opačný efekt.

Čím silnější je proudění vzduchu, tím intenzivněji mu překážejí defekty v průřezu větracího kanálu. A pokud aktivně vháněný vzduch nemůže postupovat vpřed, pohybuje se zpět.

Jednoduchý příklad – fotbalový míč. Čím více vzduchu do takového míče napumpujete, tím obtížnější je pracovat s pumpou. Překážkou se stává tlak – vzduchu je mnoho, snaží se uniknout zpět trubicí a vytlačuje rukojeť pumpy.

Analogická situace je u digestoře s vyšším výkonem – čím intenzivněji je vzduch přiváděn, tím více je blokován její chod.

Kromě správného výběru odsávacího zařízení do kuchyně podle výkonu je důležité zvolit ideální místo pro jeho montáž.

Ideální ventilační kanál pro kuchyňskou digestoř je krátký, s minimem ohybů. Proto je třeba odvádět vzduch od sporáku nikoli přívodně-odtahovým kanálem, ale kanálem vytvořeným speciálně pro odsávací zvon.

Otvorem v fasádní stěně, pevným nebo flexibilním vzduchovodem (ideálně kruhového průřezu), zpětným ventilem a mřížkovým nasávačem vzduchu na výstupu kanálu. Takto by měla být vybavena kuchyňská digestoř.

Podrobněji jsme se uspořádáním odsávacího ventilu přes zeď ven zabývali v jiném článku.

Závěry a užitečné video k tématu

O výkonu, značce, designu a principu umístění odsávacího zvonu – o tom všem barvitě vyprávějí prodejci v salonech kuchyňských spotřebičů.

Z videa uvedeného níže se dozvíte o nuancích výběru, které obchodní personál nezmiňuje. Modely digestoří se liší ne konstrukcí, ale kvalitou montáže a vybavení:

V následujícím videu provádějí mistři vrtání stěny v panelovém domě pro vzduchovod odsávacího zvonu. Práce probíhají profesionálním nářadím rychle a přesně.

Do připraveného otvoru se montuje ventilační kanál, který bude po dokončení kuchyně spojen s digestoří:

Většina videí o odsávacích zvonech pro domácí použití obsahuje buď reklamní, nebo zjednodušené informace o jejich výběru. A postup výpočtu výkonu není nikde uveden – všude jen „objemy kuchyně“ a „desetinásobná obnova atmosféry“.

My jsme přesvědčeni, že vyvážit domácí atmosféru lze jediným způsobem – správným výpočtem vzduchotechniky.

Vaše kuchyňská digestoř si skvěle poradí s odstraňováním odpadního vzduchu? Podělte se o své zkušenosti s výpočtem výkonu. Nebo jste místo vzorců a složitých výpočtů použili jednodušší metodu? Povězte nám o ní – zanechte své komentáře v bloku níže.