Beräkning av köksfläkt: hur man beräknar fläktens effekt

Hemmets atmosfär är mer eller mindre skyddad från den dammiga och avgastäta gatan, men är försvarslös mot de luftföroreningar som köket producerar. Du håller säkert med om att ett öppet fönster vid matlagning är extremt otillräckligt.

En fläktkåpa över spisen och en ventilationskanal med utlopp 'utomhus' är nödvändiga, men först – beräkning av köksfläkten för att välja utrustning med lämplig effekt. Men hur gör du det utan att anlita experter?

Vi ska försöka vägleda dig – i detta material går vi i detalj igenom beräkningsförfarandet, presenterar formler och konkreta räkneexempel. Vi har också valt ut tydliga bilder och användbara videotips för val och installation av fläktar.

Genom att följa rekommendationerna kan du själv beräkna den nödvändiga effekten hos fläkten, som kommer att avlägsna frånluften i tid och i full omfattning.

Vad skiljer en fläkt från ventilation?

I moderna lägenheter finns en fläktkåpa över spisen, mer känd som köksfläkt. Många husägare är övertygade om att denna luftuppsamlare ansvarar för köksventilationen.

Därför ansluter de med gott samvete ventilationskanalens rör från fläkten till ventilationsöppningen som konstruerats och byggts av höghusets konstruktörer.

Vad händer om den ordinarie ventilationen i köket blockeras av luftkanalen från fläktkåpan? Luftväxlingsintensiteten i lägenheten kommer att minska kraftigt.

Installatörer av köksfläktar och säljare av fläktkåpor brukar påstå motsatsen. De säger: denna apparat kommer avsevärt att förbättra lufttillförseln i hemmet, eftersom den har en kraftfull ventilationsanläggning.

Men effekten hos spisfläkten har inget med ventilationen att göra. Orsaken är att luftväxlingen i lägenheter i de flesta bostadshus, särskilt de byggda före år 2000, konstruerades med tanke på till- och frånluftsventilation.

Principen för luftväxling i ett flervåningshus baseras på källor för tilluft (fönster, vädringsluckor etc.) och frånluftskanaler (bild till vänster). De senare leds vertikalt genom alla våningar i byggnaden. Köksfläkten kan vara ansluten till kanalen (bild till höger) eller inte.

Utomhusluften kom in genom springor i fönsterkarmarna och ytterdörren. Och kanalerna för ventilation i köket, badrummet och toaletten användes för att avlägsna 'dålig' luft. Man skulle ju kunna tro – vad är problemet?

Köksfläkten är till för att suga ut luft. Så varför kan du inte bara ansluta en luftkanal från en fläktkåpa? Det handlar om luftkapaciteten.

En köksfläkt som inte är kopplad till husets allmänna ventilationssystem släpper ut förorenad luft genom en separat ventilationsöppning eller fungerar som en återvinnare utan att föra ut luftmassorna.

Luftkanalerna i flerbostadshus är dimensionerade för en viss belastning. Generellt sett beräknas kapaciteten för alla kanaler noggrant under projekteringsstadiet.

Och under idealiska förhållanden (rena kanalväggar, inga hinder vid in- och utlopp etc.) kommer den naturliga ventilationen i en lägenhet i ett flerfamiljshus att vara 160-180 m³/h.

Du kanske också är intresserad av information om standardluftflödeshastigheter i kanaler, som behandlas i denna artikel.

Köksfläktens särdrag

Fläktkåpemodeller har betydligt högre kapacitet – 200-1100 m³/h. Denna kapacitet krävs för att suga in flyktiga föroreningar som bildas vid matlagning i kanalsystemet.

Men säljare av fläktar anger en annan anledning till att välja kapacitet – behovet av frekvent luftväxling i köket.

Fläktkåpan som är installerad ovanför spisen ansvarar inte för luftväxlingen i köket. Denna apparat avleder endast flyktiga matlagningsprodukter. Symboler: A – avledning av förbränningsprodukter från spisen, B och C – luftrörelseriktning under luftväxlingen.

Normerna för mekanisk ventilation anger faktiskt 10-12 gångers luftväxling i den betjänade volymen (SNiP 41-01-2003).

Men fläktkåpan ovanför spisen utför inte funktionen 'rumsventilation', eftersom den inte kan det.

Luft som behöver förnyas samlas vid taket. Fläktkåpan kan inte suga in den i kanalen – dess tratt är inte tillräckligt högt placerad. Och luftflödet beter sig olika vid utblås och insug.

Den elektromekaniska installationen suger luft från ett avstånd som inte överstiger sugtrattens diameter. Det vill säga, med en fläktkåpa på 400 mm bredd kommer luft som befinner sig högst 400 mm från tratten att sugas in.

Samtidigt sker utblåsning av luftflödet på ett avstånd som överstiger 15 diametrar av utsugningsöppningen.

Ett enkelt 'hemmaexempel': en påslagen hushållsfläkt. På baksidan är luftrörelsen knappt märkbar, men framsidan ger ett kraftfullt luftflöde. Förresten, en dammsugare suger upp damm endast på minimalt avstånd från mattan.

Det enda effektiva sättet att avlägsna flyktiga matlagningsprodukter – är en separat ventilationskanal. Annars stannar lukterna kvar i huset.

Fläktkåpan ovanför spisen har en enda uppgift – att avlägsna luften som kommer till den från hällens yta.

Självklart kommer en annan mängd luft att tillföras spisen från fönstret, den öppna dörren till intilliggande rum etc. Men en fullständig luftväxling i köket kommer inte att ske.

Om lukterna från matlagning stiger upp till taket – kommer de inte att blandas och är svåra att avlägsna.

Av denna anledning innehåller instruktionerna för fläktkåpor följande villkor för placering av fläkten och drift: 600 mm från elspis; 750 mm från gasspis; tillåt inte luftdrag (drag) när fläkten är igång, annars sprids lukterna i rummet.

En spisfläkt ger inte luftväxling i köket. Vid val av modell spelar rummets luftvolym ingen roll. Sambandet mellan köksstorlek och fläktkåpans effekt har hittats på av försäljare i köksbutiker.

Hur beräknar du den erforderliga fläkteffekten? Självklart baserat på spisens prestanda.

Vid beräkningar för att välja en köksfläkt bör du beakta följande faktorer:

Beräkningsförfarande för fläktkåpa

För att beräkna den nödvändiga fläktprestandan måste du känna till parametrarna för köksspisen.

I beräkningen nedan, som ges som exempel, har egenskaperna för en gasspis från den slovenska tillverkaren Gorenje (modell GI633E35WKB) använts. Observera att spisens märke och modell har valts godtyckligt.

Du kan också ha nytta av informationen om hur man hänger en fläkt över en gasspis, som behandlas i en annan artikel av oss.

En köksfläkt kan inte åstadkomma ett 10-faldigt luftbyte i köket. För att beräkna dess effekt måste man känna till värmeeffekten och köksspisens mått.

Beräkningarna nedan är utförda enligt metoden R NP «ABOK» 7.3-2007. Trots metodens 'industriella' syfte (ventilation av heta storkökshallar) är dess formler tillämpliga för att beräkna parametrar för en hushållsfläkt i köket.

Vid matlagning avger spisen värme som måste ventileras (fläktas). Spisens värmeutveckling skapar konvektionsluftflöden ovanför den, vilket underlättar fläktens arbete. Men det är omöjligt att helt eliminera de luftföroreningar som uppstår ovanför köksspisen genom att bara lita på konvektion.

Steg #1 – beräkning av total termisk effekt

Till fläktkåpan eller panelen transporteras flyktiga partiklar som bildas vid matlagning med konvektionsluftströmmen. Det är värmen från brännarna som ger den luftvolym som måste elimineras. Därför måste man beräkna deras totala värmeeffekt.

För att bestämma den används formeln:

Q_T=q₁+q₂+q₃+q₄,

Här är q – den nominella värmeeffekten för en brännare, i kW.

Den aktuella köksspismodellen har fyra gasbrännare på ytan, deras värmeeffekter måste summeras.

Vi beräknar: Q_T=1,9+1,9+1,0+3,5=8,3 kW. Det erhållna värdet på värmeeffekten gäller vid samtidig matlagning på alla brännare, vilket sällan förekommer.

Köksfläktens effekt beror direkt på spisens värmeparametrar. Det är brännarna som skapar den konvektionsström som kräver fläktning. Symbolförklaring: Lo – luftflöde, A/B – spisens bredd och djup, h – spisens höjd, Z – höjd från spis till fläkt, Qk – total värmeeffekt för konvektionsflödet.

I princip kan man endast ta hänsyn till värmeutvecklingen från de tre brännare med högst värmeeffekt. Men vi låter det vara som det är – för säkerhets skull.

För att beräkna fläktens effekt måste du bestämma luftflödet (L_o) utifrån spisens parametrar. Men formeln för luftflöde kräver att du beräknar mellanliggande parametrar – spisytans hydrauliska diameter (D), luftflödet i konvektionsströmmen (L_ki) och volymflödet av förbränningsprodukter (L_ri).

I beräkningsprocessen används också koefficienter som utvecklats av specialister från NP «ABOK». Koefficientvärdena har valts utifrån parametrar som är lämpliga för hushållsspisar.

Steg #2 – beräkning av hydraulisk diameter och flöde

Låt oss ägna oss åt beräkningar av hydraulisk diameter och konvektivt luftflöde. Den första parametern bestäms av formeln:

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

Där:

• A – bredd på köksspisen, m;
• B – längd på köksspisen, m.

Vi stoppar in värden för bredd och längd för den gasmodell som valts för exempelberäkningen: D=2*0,6*0,6/(0,6+0,6)=0,6 m.

Förutom allt annat är valet av fläktens effekt kopplat till enhetens framtida placering. Ju mer ledigt utrymme runt huven, desto kraftfullare bör fläkten vara. För en enhet som placeras i ett hörn införs en korrigeringsfaktor 0,8, för ett “ö” system 1,1

För att bestämma konvektionsflödets volym måste du först ta reda på andelen konvektiva värmefrigörelser från vår spis. Den beräknas med formeln: Q_k=Q_T*K_Ja*K_K,

Q_k=Q_T*K_Ja*K_K,

Där:

• Q_T – den ovan bestämda spiseffekten, kW;
• K_Ja – andel av de synliga värmefrigörelserna från köksutrustningens värmekapacitet. För hushållsspisar antas värdet 250 W/kW;
• K_K – andel av de konvektiva värmefrigörelserna i förhållande till de synliga värmefrigörelserna från köksutrustningen. Antas värdet 0,5.

Vi stoppar in numeriska data i formeln och beräknar: Q_k=8,3*250*0,5=1037,5 W. Vi går vidare och börjar beräkna det konvektiva luftflödet.

Formeln är följande:

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

Där:

• k – koefficient som erhållits av specialister från NP «ABOK» genom experiment. Den antas vara 5·10^-3;
• Q_k – den ovan beräknade andelen av spisens konvektiva värmefrigörelser, W;
• z – avståndet från spisytan till fläktens huven, m. Minsta vertikala avstånd för fläktplacering från gasspis är 0,75 m;
• D – spisytans hydrauliska diameter, m. Formeln för dess beräkning och ett exempel på beräkning visas ovan;
• r – en korrigeringsfaktor vars värde beror på hur fläkten är placerad (se tabellbilden ovan). I vårt exempel väljs fläktkåpans placering "vid väggen" med koefficienten 0,75 (på grund av den villkorade "närheten" till intilliggande skåpmöbler, vilket är vanligt i kök).

Vi bestämmer konvektionsflödet genom att mata in numeriska data i formeln:

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

Som beräkningsresultaten visar är luftflödet till följd av konvektion ovanför spisen ganska intensivt. Med dessa data i beaktande kan man välja en rimlig effekt för fläkten.

Steg #3 – beräkning av fläktkåpans effekt

En elektrisk spis avger inte förbränningsprodukter under matlagning eftersom brännarna värms utan öppen eld – via värmeelement. Gasbrännare däremot producerar förbränningsprodukter som fläkten måste avlägsna.

Formel för beräkning av volymflöde baserat på metanförbränning:

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

Här är Q_T – den installerade effekten för spisen, kW. Denna parameter har vi tidigare beräknat.

Vi anger dess data i formeln och får: L_ri=3,75*10^-7*8,3= 3,1125*10^-6.

Av exemplet framgår att volymflödet av förbränningsprodukter från en hushållsgasspis är litet. Därför kan man vid bestämning av köksfläktens parametrar bortse från det.

Fläktens kanter bör något överlappa spisens gränser. A – fläktkåpans bredd, B – fläktkåpans djup. Ett överhäng på 100 mm räcker för att förhindra att konvektionsflödet från spisen blandar sig med hemmets atmosfär.

Så är det dags att beräkna luftflödet för vår spis. Detta är en avgörande parameter vid valet av fläktkåpa.

Formel för beräkning:

L_o=L_ki+ L_ri,

Där:

• L_ki – luftflödet från konvektionsströmmen som stiger över spisen, m³/s;
• L_ri – data för volymflöde av förbränningsprodukter från naturgas i spisens brännare, m³/s.

Det återstår att mata in data och beräkna det erforderliga luftflödet med avrundning till tre decimaler: L_o=0,061+3,1125*10^-6=0,061 m³/s. Vi har funnit luftflödet i kubikmeter per sekund, men för val av fläktkåpsmodell behövs kubikmeter per timme (L).

För att omvandla m³/s till m³/h multipliceras det erhållna luftflödet (L_o) med antalet sekunder på en timme och med spisens hydrauliska diameter (D)/L=0,061*3600*0,6=131,76 m³/h.

Således är tillräcklig maximal kapacitet för köksfläkten för exemplets gasspis modell Gorenje, med avrundning 'för säkerhets skull', 150 m³/h. Högre kapacitet behövs helt enkelt inte – det är bara slöseri med el.

Varför 'drar' inte den kraftfulla fläkten?

Börja med att kontrollera ventilationskanalens skick i själva fläkten, ta ut och tvätta (eller byta) filter – fettfilter och eventuellt kolfilter, beroende på fläktmodell. De bästa metoderna för att rengöra köksfläkten från fett beskrivs i den här artikeln.

Du måste också kontrollera att ventilationssystemet fungerar och att det finns strömförsörjning till det.

Fläktens funktion kan också störas av drag som hindrar den vertikala rörelsen av konvektionsluftflödet från spisen. Om problemet med 'svag' fläkt inte kan identifieras – ligger dess källa utanför köket.

Fläktens kapacitet beror på ventilationskanalens tvärsnitt dit ångorna från köksspisen går. Och husägare installerar ofta en alltför kraftfull fläkt, eller ställer in den på ett överdrivet driftläge.

Ägare av bostäder följer en enkel logik – ju starkare fläkten drar, desto bättre avlägsnas flyktiga föroreningar från spisen.

Det är fel. Fläktens kapacitet och funktion beror direkt på ventilationskanalens genomströmningsegenskaper.

Att dra ventilationskanalen för köksfläkten till byggnadens fasad säkerställer att draget i kanalen bevaras. Installation av backventil och gallerlock är obligatoriskt.

Till exempel kan en ventilationskanal för till- och frånluft som finns i husets vägg inte avföra mer än 150 m³/h luft.

För det första överstiger tvärsnittet för sådana kanaler inte 130–140 mm, vilket är otillräckligt för mekanisk ventilation. För det andra är den vanliga kanalventilationen i flerfamiljshus långsträckt och innehåller många ojämnheter.

I bruksanvisningen för ventilationsaggregatet finns vanligtvis ett diagram som visar sambandet mellan tryck i kanalen och kapacitet. Ökande tryck orsakar en minskning av fläktens kapacitet.

Ventilationskanaler i hus är slarvigt byggda: ojämna väggar; spår av bruk; förträngningar på grund av förskjutna block; många vinklar. Eller så kan ventilationsschaktet vara helt igensatt. I en sådan situation går det inte utan rengöring.

Försök att ställa in en högre kapacitet på fläkten som är ansluten till husets ventilationskanal ger motsatt effekt.

Ju starkare luftflöde, desto mer intensivt hindras det av defekter i kanalens tvärsnitt. Och om den aktivt påtvingade luften inte kan röra sig framåt, rör den sig bakåt.

Ett enkelt exempel – en fotboll. Ju mer luft du pumpar in i bollen, desto svårare blir det att arbeta med pumpen. Hindret är trycket – luften är mycket, den försöker komma tillbaka ut genom slangen och trycker tillbaka pumphandtaget.

En liknande situation med en högeffektsfläkt – ju mer luft som tillförs, desto mer blockeras dess funktion.

Förutom att noggrant välja utsugningsenhet för köket baserat på effekt, är det viktigt att välja en idealisk plats för dess installation.

Den ideala ventilationskanalen för en köksfläkt är kort, med minimalt antal böjningar. Därför bör man inte leda bort luften från spisen via en till- och frånluftskanal, utan via en som är speciellt gjord för fläktkåpan.

Ett hål i fasadväggen, en styv eller flexibel luftkanal (helst rund), en backdraftspjäll och ett gallerförsett luftintag vid kanalens utlopp. Så bör en köksfläkt utrustas.

Mer om installationen av en frånluftsventil genom väggen till utsidan har vi behandlat i en annan artikel.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Effekt, märke, design och principen för placering av fläktkåpan – allt detta berättar säljare i köksutrustningsbutiker färgglatt om.

Från videon nedan får du lära dig om nyanser vid val som inte nämns av försäljningspersonalen. Modellerna av fläktar skiljer sig inte åt i konstruktion utan i monteringskvalitet och utrustning:

I nästa video borrar hantverkarna ett hål i väggen i ett flerbostadshus för kanalen till fläktkåpan. Arbetet utförs snabbt och noggrant med professionella verktyg.

I det förberedda hålet monteras en ventilationskanal som kommer att anslutas till fläkten efter att köket är färdigställt:

De flesta videor om hushållsfläktkåpor innehåller antingen reklam- eller förenklad information om deras val. Dessutom anges effektberäkningsmetoden ingenstans – bara "kökets volym" och "10-faldig luftomsättning".

Vi är övertygade om att den enda metoden för att balansera hemmets atmosfär är korrekt beräkning av luftreningsutrustning.

Fungerar din köksfläkt bra med att avlägsna frånluft? Dela med dig av din erfarenhet av effektberäkning. Eller använde du en enklare metod istället för formler och komplexa beräkningar? Berätta om den – lämna dina kommentarer i blocket nedan.