Izračun nape za kuhinjo: kako izračunati moč odvodne naprave

Atmosfera doma je bolj ali manj zaščitena pred prašno in onesnaženo ulico, a je nemočna pred onesnaževalci zraka, ki jih proizvaja kuhinja. Strinjali se boste, da je odprto okno pri kuhanju – skrajno malo.

Potrebna sta odsesovalna napa nad kuhalno ploščo in prezračevalni kanal z izhodom na ulico, a pred tem – izračun kuhinjske nape za izbiro opreme z ustrezno močjo. Kako pa to storiti, ne da bi vključili strokovnjake?

Poskušali vam bomo svetovati – v tem gradivu je podrobno obravnavan postopek izračuna, podane so formule in konkretni primeri izračunov. Prav tako so izbrana nazorne fotografije in koristni video nasveti za izbiro in montažo nap.

Po priporočilih lahko sami izračunate potrebno moč odsesovalne naprave, ki bo pravočasno in v celoti odstranjevala odpadni zrak.

Kako se napa razlikuje od prezračevanja?

V sodobnih stanovanjih je nad kuhalno ploščo nameščena odsesovalna napa, bolj znana kot napa. Mnogi lastniki stanovanj so prepričani, da je ta zbiralnik zraka odgovoren za prezračevanje kuhinje.

Zato s čisto vestjo speljejo cev prezračevalnega kanala od nape v prezračevalno odprtino, ki so jo projektirali in zgradili načrtovalci večnadstropne stavbe.

Kaj se bo zgodilo, če se običajno prezračevanje v kuhinji zapre z zračnim kanalom od odsesovalne nape? Intenzivnost izmenjave zraka v stanovanju bo močno upadla.

Monterji kuhinjskih nap in prodajalci kuhinjskih nap pravilno trdijo nasprotno. Rekli bodo: ta tehnika bo bistveno izboljšala kakovost oskrbe z zrakom v hiši, saj ima močno prezračevalno napravo.

Vendar moč kuhinjske nape nikakor ni povezana s prezračevanjem. Razlog – izmenjava zraka v stanovanjih večine stanovanjskih večnadstropnih stavb, zlasti zgrajenih pred letom 2000, je bila načrtovana s predvidenim dovodno-odvodnim prezračevanjem.

Načelo izmenjave zraka v večnadstropni stavbi temelji na virih dovodnega zraka (okna, odprtine itd.) in odvodnih kanalih (slika levo). Slednji so navpično speljani skozi vsa nadstropja stavbe. Kuhinjska napa je lahko povezana s kanalom (slika desno) ali ne.

Zunanji zrak je prihajal skozi reže okenskih okvirjev in vhodnih vrat. Kanali prezračevanja v kuhinji, v kopalnici in stranišču pa so bili uporabljeni za odvajanje »starega« zraka. Zdi se – kaj pa je s tem?

Kuhinjska napa je namenjena odvajanju zraka. Zakaj torej vanjo ne moremo 'priključiti' zračnega kanala iz odsesovalnega pokrova? Stvar je v zmogljivosti pretoka zraka.

Kuhinjska napa, ki ni povezana s skupno stavbno prezračevalno napeljavo, spušča onesnažen zrak skozi ločeno prezračevalno odprtino ali pa deluje kot rekuperator brez funkcije odvajanja zračnih mas.

Kanali zračnih napeljav v večstanovanjskih stavbah so zasnovani za določeno obremenitev. Pretočne zmogljivosti vseh komunikacij se skrbno izračunajo že v fazi načrtovanja.

In v idealnih pogojih (čiste stene prezračevalnega kanala, brez ovir na vhodu in izhodu itd.) bo zmogljivost naravnega prezračevanja v stanovanju v večstanovanjski stavbi znašala 160–180 m³/h.

Morda vas bo zanimala tudi informacija o normativni hitrosti zraka v zračnih kanalih, ki je obravnavana v tem članku.

Značilnost kuhinjske nape

Pri modelih odsesovalnih pokrovov je zmogljivost bistveno višja – 200–1100 m³/h. Takšna zmogljivost je potrebna za vlečenje hlapnih onesnaževalcev v zračni kanal, ki nastanejo med kuhanjem.

Vendar prodajalci nap navajajo drugačen razlog za izbiro moči odsesovalne naprave – potrebo po pogosti izmenjavi zraka v kuhinji.

Nad ploščo nameščen ohišje nape ne skrbi za izmenjavo zraka v kuhinjskem prostoru. Ta naprava le odvaja hlapne produkte kuhanja. Oznake: A – odvod produktov zgorevanja s plošče, B in C – smeri gibanja zraka med izmenjavo zraka.

Normativi mehanskega prezračevanja resnično zagotavljajo 10- do 12-kratno izmenjavo zraka v prostornini obravnavanega prostora (SNiP 41-01-2003).

Toda pokrov nape, nameščen nad kuhinjsko ploščo, ne opravlja funkcije 'prezračevanje prostora', ker tega ni zmožen.

Zrak, ki potrebuje obnovo (zamenjavo), se kopiči pri stropu. Odsesovalni pokrov ga ne more posesati v prezračevalni kanal – njegova odprtina ni dovolj visoko nameščena. Zračni tok se pri izpustu in vsesavanju obnaša neenako.

Elektromehanska naprava vleče zrak z razdalje, ki ne presega premera sesalne odprtine. To pomeni, da bo pri širini pokrova nape 400 mm vanj potegnjen zrak, ki je oddaljen največ 400 mm od odprtine.

Medtem pa se izpust zračnega toka pojavi na razdalji, ki presega 15 premerov izsesalne odprtine.

Preprost 'domač' primer: vklopljen gospodinjski ventilator. Na njegovi hrbtni strani je premikanje zraka komaj opazno, na sprednji pa močan zračni tok. Mimogrede, sesalnik deluje za sesanje prahu le na minimalni razdalji od preproge.

Edini učinkovit način odvajanja hlapljivih produktov priprave hrane – samostojen prezračevalni kanal. Sicer bodo vonjave ostale v hiši.

Kuhinjska napa nad kuhalno ploščo opravlja edino nalogo – odstranjevanje zraka, ki je prišel do nje s površine kuhalne plošče.

Seveda bo namesto vsesanega zraka k plošči prispel drug delež iz okna, odprtih vrat v sosednjo sobo itd. Vendar do popolne zamenjave zračnega volumna v kuhinjskem prostoru ne bo prišlo.

Če se vonjave pripravljene hrane dvignejo do stropa – ne bodo sodelovale pri mešanju in jih bo težko odstraniti.

Iz tega razloga navodila za kuhinjske nape vsebujejo naslednje pogoje namestitve nape in delovanja: 600 mm od električne plošče; 750 mm od plinske plošče; prepihi (vleki) med delovanjem nape niso dovoljeni, sicer se bodo vonjave razširile po prostoru.

Kuhinjska napa ne zagotavlja zamenjave zraka v kuhinji. Pri izbiri njenega modela zračni volumen prostora ni pomemben. Odvisnost med velikostjo kuhinje in močjo nape so si izmislili prodajalci salonov kuhinjske opreme.

Kako pa izračunati zahtevano moč nape? Seveda na podlagi zmogljivosti kuhinjske plošče.

Pri izvajanju izračunov za izbiro kuhinjske nape je treba upoštevati naslednje dejavnike:

Postopek izračuna odsesovalne nape

Za izračun potrebne zmogljivosti nape morate poznati parametre kuhinjske plošče.

V izračunu, ki je spodaj naveden kot primer, so uporabljene značilnosti plinske plošče slovenskega proizvajalca Gorenje (model GI633E35WKB). Opozorimo, da sta znamka in model plošče izbrana naključno.

Prav tako vam je lahko koristna informacija o tem, kako namestiti napo nad plinsko ploščo, ki je obravnavana v drugem našem članku.

Nobene 10-kratne izmenjave zraka v kuhinji napa ne more izvesti. Za izračun njene moči morate poznati toplotno zmogljivost in dimenzije kuhinjske plošče.

Izračuni, ki so spodaj izvedeni, so narejeni po metodi R NP »ABOK« 7.3-2007. Kljub »industrijskemu« namenu te metode (prezračevanje vročih kuhinj v gostinstvu) je njene formule dopustno uporabiti za izračun parametrov gospodinjske nape za kuhinjo.

Pri kuhanju plošča oddaja toploto, ki jo je treba odstraniti (z napo). Toplotni izpust plošče ustvarja konvekcijske tokove zraka nad njo, kar poenostavi delovanje nape. Toda popolnoma odpraviti zračne onesnaževalce, ki nastajajo nad kuhinjsko ploščo, zgolj z zanašanjem na konvekcijo ni mogoče.

Korak #1 — izračun skupne toplotne moči

Do nape ali plošče so hlapni delci, ki nastanejo pri kuhanju jedi, dostavljeni s konvekcijskim zračnim tokom. Prav toplota, ki jo razvijejo gorilniki, zagotavlja potrebne količine zraka za odstranitev. Zato je treba izračunati njihovo skupno toplotno moč.

Za njeno določitev se uporablja formula:

Q_T=q₁+q₂+q₃+q₄,

Tukaj je q – nazivna toplotna moč enega gorilnika, v kW.

Pri obravnavanem modelu kuhinjske plošče so na površini štirje plinski gorilniki; njihove toplotne moči je treba sešteti.

Izračunamo: Q_T=1,9+1,9+1,0+3,5=8,3 kW. Dobljena vrednost toplotne moči velja ob hkratnem kuhanju na vseh gorilnikih, kar se zgodi redko.

Moč kuhinjske nape je neposredno odvisna od toplotnih parametrov plošče. Prav gorilniki ustvarjajo konvekcijski tok, ki zahteva napo. Legenda: Lo – pretok zraka, A/B – širina in globina plošče, h – višina plošče, Z – višina od plošče do nape, Qk – skupna toplotna moč konvekcijskega toka.

Načeloma lahko upoštevamo toplotni izpust le treh gorilnikov z največjo toplotno zmogljivostjo. Vendar pustimo tako – za vsak slučaj.

Za izračun moči nape je treba določiti pretok zraka (L_o) glede na parametre kuhinjske plošče. Vendar formula za pretok zraka zahteva izračun vmesnih parametrov – hidravličnega premera površine plošče (D), pretoka zraka v konvektivnem toku (L_ki) in volumskega pretoka produktov zgorevanja (L_ri).

V procesu izračunov se uporabljajo koeficienti, ki so jih razvili strokovnjaki NP «ABOK». Vrednosti koeficientov so izbrane glede na parametre, primerne za gospodinjske plošče.

Korak #2 — izračun hidravličnega premera in pretoka

Lotimo se izračunov hidravličnega premera in konvektivnega pretoka zraka. Prvi parameter se določi po formuli:

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

Kjer je:

• A – širina kuhinjske plošče, m;
• B – dolžina kuhinjske plošče, m.

Vstavimo vrednosti širine in dolžine modela plinske plošče, izbranega za primer izračuna: D=2*0,6*0,6/(0,6+0,6)=0,6 m.

Poleg vsega ostalega je izbira moči nape povezana s prihodnjo lokacijo naprave. Več kot je prostega prostora okoli nape, močnejša mora biti napa. Za napravo, nameščeno v kotu, se uvede korekcijski faktor 0,8, za “otoški” sistem pa 1,1.

Za določitev prostornine konvektivnega toka je treba najprej ugotoviti delež konvektivnih toplotnih oddaj naše plošče. Ta se izračuna s pomočjo formule:

Q_k=Q_T*K_Я*K_K,

Kjer je:

• Q_T – zgoraj določena moč plošče, kW;
• K_Я – delež očitnih toplotnih oddaj od toplotne moči opreme kuhinje. Za gospodinjsko ploščo se uporablja vrednost 250 W/kW;
• K_K – delež konvektivnih toplotnih oddaj glede na očitne toplotne oddaje opreme kuhinje. Uporablja se vrednost 0,5.

Vstavimo številčne podatke v formulo, izračunamo: Q_k=8,3*250*0,5=1037,5 W. Nadaljujemo in se lotimo izračuna konvektivnega pretoka zraka.

Formula je naslednja:

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

Kjer je:

• k – koeficient, ki so ga strokovnjaki NP «ABOK» pridobili eksperimentalno. Uporablja se vrednost 5·10^-3;
• Q_k – zgoraj izračunan delež konvektivnih toplotnih oddaj plošče, W;
• z – razdalja od površine plošče do nape, m. Najmanjša navpična razdalja za namestitev nape od plinske plošče je 0,75 m;
• D – hidravlični premer površine plošče, m. Formula za njegov izračun in primer izračuna sta predstavljena zgoraj;
• r – popravni koeficient, katerega vrednost je odvisna od pogojev namestitve nape (glej sliko zgornje tabele). V našem primeru bo izbran položaj nape "ob steni" z vrednostjo koeficienta 0,75 (zaradi pogojne "bližine" pohištva v bližini, kar je običajno za kuhinje).

Določimo konvektivni pretok tako, da vstavimo številčne podatke v formulo:

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

Kot kažejo rezultati izračunov, je pretok zraka zaradi konvekcije nad kuhinjsko ploščo precej intenziven. Ob upoštevanju teh podatkov bo mogoče izbrati ustrezno moč izpušne naprave.

Korak #3 — izračun moči odsesovalne nape

Električni štedilnik med kuhanjem ne oddaja produktov zgorevanja, ker se grelni elementi segrevajo brez odprtega ognja – zahvaljujoč grelnim telesom. Plinski gorilniki pa proizvajajo produkte zgorevanja in napa jih bo morala odstraniti.

Formula za izračun prostorninskega pretoka na podlagi produktov zgorevanja metana:

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

Tukaj je Q_T – instalirana moč kuhinjskega štedilnika, kW. Ta parameter smo že prej našli.

Vnesemo njegove podatke v formulo in dobimo: L_ri=3,75*10^-7*8,3= 3,1125*10^-6.

Iz primera je jasno, da je vrednost prostorninskega pretoka produktov zgorevanja gospodinjskega plinskega štedilnika majhna. Zato jih pri določanju parametrov kuhinjske nape lahko zanemarimo.

Robovi nape morajo rahlo presegati meje plošče A – širina izpušne nape, B – globina izpušne nape. Dovolj je 100 mm previsa, da preprečimo mešanje konvektivnega toka iz plošče z atmosfero v hiši.

Torej je na vrsti izračun pretoka zraka za naš štedilnik. To je odločilni parameter pri izbiri nape.

Formula za njegov izračun:

L_o=L_ki+ L_ri,

Kjer je:

• L_ki – vrednost pretoka zraka iz konvektivnega toka, ki se dviga nad ploščo, m³/s;
• L_ri – podatki o prostorninskem pretoku produktov zgorevanja zemeljskega plina v gorilnikih štedilnika, m³/s.

Ostane nam le, da vnesemo podatke in izračunamo zahtevani pretok zraka z zaokrožitvijo rezultata na tri decimalna mesta: L_o=0,061+3,1125*10^-6=0,061 m³/s. Našli smo pretok zraka v kubičnih metrih na sekundo, vendar za izbiro modela nape potrebujemo kubične metre na uro (L).

Za pretvorbo m³/s v m³/h je treba dobljeni pretok zraka (L_o) pomnožiti s številom sekund v eni uri in s hidravličnim premerom plošče (D)/L=0,061*3600*0,6=131,76 m³/h.

Tako bo zadostna največja moč odsesovalnega pokrova za navedeni model plinskega štedilnika Gorenje, z zaokrožitvijo 'za rezervo', znašala 150 m³/h. Večja moč preprosto ni potrebna – gre za prazno porabo električne energije.

Zakaj močna napa »ne vleče«?

Najprej je treba preveriti stanje prezračevalnega kanala v samem odsesovalnem aparatu, odstraniti in oprati (ali zamenjati) filtre – maščobne in po potrebi oglene, kar je odvisno od modela nape. Najboljše metode čiščenja kuhinjske nape maščobe so obravnavane v tem članku.

Prav tako se je treba prepričati o brezhibnosti prezračevalne naprave in o prisotnosti električnega napajanja zanjo.

Delovanju nape lahko ovirajo tudi prepihi, ki preprečujejo navpično gibanje konvekcijskega zračnega toka od kuhalne plošče. Če težava 'šibke' nape ni očitna – njen izvor je zunaj kuhinje.

Zmogljivost odsesovalnega pokrova je odvisna od preseka prezračevalnega kanala, kamor odhajajo hlapi iz kuhinjske kuhalne plošče. Lastniki stanovanj pogosto namestijo pretirano močno napo ali ji določijo pretiran način delovanja.

Lastniki stanovanjskih nepremičnin sledijo preprosti logiki – čim močneje vleče ventilator, tem bolje se odvajajo hlapne nečistoče od kuhalne plošče.

To ni pravilno. Zmogljivost in delovanje sistema kuhinjske nape sta neposredno odvisna od prepustnih lastnosti prezračevalnega kanala.

Izvedba prezračevalnega kanala za kuhinjsko napo na fasado stavbe bo zagotovila ohranitev vleka v kanalu. Obvezna je namestitev povratne lopute in rešetkastega pokrova.

Na primer, prezračevalni kanal za dovodno-odvodno izmenjavo zraka, ki je v steni hiše – ne more odvesti več kot 150 m³/h zraka.

Prvič, presek takšnih prezračevalnih kanalov ne presega 130-140 mm, kar je nezadostno za mehansko prezračevanje. Drugič, standardno kanalsko prezračevanje v večstanovanjskih stavbah je dolgo in vsebuje številne nepravilnosti.

V navodilih za prezračevalno napravo je običajno naveden diagram, ki prikazuje razmerje med tlakom v kanalu in zmogljivostjo. Povečanje tlaka povzroči padec zmogljivosti nape.

Prezračevalni kanali v hišah so sestavljeni grobo: neravne stene; sledovi malte; zožitve zaradi premaknjenih blokov; veliko ovinkov. Ali pa celo – prezračevalni jašek je lahko zamašen. V takšni situaciji se brez čiščenja ne gre.

Poskusi določiti povečano zmogljivost odsesovalnemu pokrovu, povezanemu z domačim prezračevalnim kanalom, imajo nasproten učinek.

Čim močnejši je zračni tok, tem intenzivneje mu ovirajo napake v preseku kanala. In če se aktivno potiskani zrak ne more premikati naprej, se premika nazaj.

Preprost primer – nogometna žoga. Več zraka kot ga načrpamo vanjo, težje je delati s črpalko. Oviro predstavlja tlak – zraka je veliko, sili nazaj po cevi in potiska ročico črpalke.

Podobna situacija je pri močnejši napi – čim intenzivneje se dovaja zrak, tem bolj je njeno delovanje ovirano.

Poleg pravilne izbire kuhinjske nape glede na moč je pomembno izbrati idealno mesto za njeno namestitev.

Idealen prezračevalni kanal za kuhinjsko napo je kratek, s čim manj ovinki. Zato je treba zrak od štedilnika odvajati ne po dovodno-odvodnem kanalu, temveč po kanalu, narejenem posebej za izpušno napo.

Odprtina v fasadni steni, tog ali upogljiv zračni kanal (idealno okroglega preseka), povratni ventil in rešetkasti zajem zraka na izhodu kanala. Tako je treba opremiti kuhinjsko napo.

Podrobneje smo izvedbo odvodnega ventila skozi steno na prosto obravnavali v drugem našem članku.

Zaključki in koristen video na to temo

Moč, blagovna znamka, dizajn in način namestitve nape – o vsem tem slikovito pripovedujejo prodajalci v salonih kuhinjske opreme.

Iz spodnjega videoposnetka boste izvedeli o podrobnostih izbire, ki jih prodajno osebje ne omenja. Modele nap ne razlikuje konstrukcija, temveč kakovost izdelave in opreme:

V naslednjem videoposnetku mojstri vrtajo steno v večstanovanjski stavbi za zračni kanal izpušne nape. Dela potekajo s profesionalnim orodjem hitro in natančno.

V pripravljeno odprtino se namesti prezračevalni kanal, ki bo po končani ureditvi kuhinje povezan z napo:

Večina videoposnetkov o gospodinjskih izpušnih napah vsebuje bodisi reklamne bodisi poenostavljene informacije o njihovi izbiri. Poleg tega postopek izračuna moči ni nikjer naveden – same »prostornine kuhinje« in »10-kratne izmenjave zraka«.

Prepričani pa smo, da je mogoče uravnotežiti domače ozračje le na en način – s pravilnim izračunom naprav za čiščenje zraka.

Se vaša kuhinjska napa odlično opravlja odvajanje odpadnega zraka? Delite svoje izkušnje z izračunom moči. Ali pa ste namesto formul in zapletenih izračunov uporabili preprostejšo metodo? Povejte nam o njej – svoje komentarje pustite v spodnjem razdelku.