Calcolo della cappa per la cucina: come calcolare la potenza del dispositivo di aspirazione

L'atmosfera di casa è più o meno protetta dalla strada polverosa e inquinata, ma è indifesa contro gli inquinanti atmosferici prodotti dalla cucina. Ammetta che una finestra aperta durante la cottura è del tutto insufficiente.

È necessaria una cappa aspirante sopra il fornello e un condotto di ventilazione con scarico all'esterno, ma prima – il calcolo della cappa per la cucina per selezionare l'apparecchiatura con la potenza adeguata. Ma come fare senza dover chiamare dei professionisti?

Cercheremo di suggerirLe – in questo materiale viene esaminato in dettaglio il procedimento di calcolo, vengono fornite formule ed esempi concreti di calcoli. Sono state inoltre selezionate foto illustrative e utili video-consigli per la scelta e l'installazione delle cappe.

Seguendo le raccomandazioni, si può calcolare autonomamente la potenza necessaria del dispositivo di aspirazione, che rimuoverà tempestivamente e completamente l'aria viziata.

In cosa la cappa differisce dalla ventilazione?

Negli appartamenti moderni, sopra il piano cottura è installata una cappa aspirante, più comunemente nota come cappa. Molti proprietari di casa sono convinti che questo collettore d'aria sia responsabile della ventilazione della cucina.

Pertanto, con la coscienza a posto, conducono il tubo del condotto di ventilazione dalla cappa all'apertura di ventilazione progettata e costruita dai progettisti del condominio.

Cosa succede se si blocca la ventilazione standard della cucina con il condotto della cappa? L'intensità del ricambio d'aria nell'appartamento diminuirà drasticamente.

Gli installatori di cappe da cucina e i venditori di cappe aspiranti di solito affermano il contrario. Diranno: questo apparecchio migliorerà notevolmente la qualità della fornitura d'aria in casa, poiché ha un potente sistema di ventilazione.

Tuttavia, la potenza della cappa da piano cottura non è in alcun modo correlata alla ventilazione. Il motivo è che il ricambio d'aria negli appartamenti della maggior parte dei condomini residenziali, specialmente quelli costruiti prima del 2000, è stato progettato prevedendo una ventilazione meccanica controllata (VMC).

Il principio del ricambio d'aria in un edificio multipiano si basa su fonti di aria di immissione (finestre, finestrelle, ecc.) e canali di estrazione (fig. a sinistra). Questi ultimi sono condotti verticalmente attraverso tutti i piani dell'edificio. La cappa da cucina può essere collegata al canale (fig. a destra) o non collegata.

L'aria esterna entrava attraverso le fessure dei telai delle finestre e della porta d'ingresso. I condotti di ventilazione in cucina, in bagno e nel wc venivano utilizzati per espellere l'aria «viziata». Sembrerebbe – cosa c'è di male?

La cappa in cucina serve per aspirare l'aria. Allora perché non si può 'inserire' il condotto dell'aria proveniente dalla campana di aspirazione? Il motivo è la portata d'aria.

Una cappa da cucina non collegata al sistema di ventilazione comune dell'edificio scarica l'aria inquinata attraverso un'apertura di ventilazione separata o funge da recuperatore senza funzione di espulsione delle masse d'aria.

I canali di aerazione negli edifici residenziali plurifamiliari sono progettati per un determinato carico. In generale, le capacità di portata di qualsiasi sistema di canalizzazione vengono calcolate attentamente in fase di progettazione.

E in condizioni ideali (pareti pulite del canale di ventilazione, assenza di ostacoli all'ingresso e all'uscita, ecc.) la portata della ventilazione naturale in un appartamento di un edificio multipiano sarà di 160-180 m³/h.

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Caratteristica della cappa da cucina

Nei modelli di campane aspiranti la potenza è significativamente superiore – 200-1100 m³/h. Tale potenza è necessaria per aspirare nel condotto gli inquinanti volatili che si formano durante la cottura degli alimenti.

Tuttavia, i venditori di cappe indicano un'altra ragione per la scelta della potenza del dispositivo di aspirazione: la necessità di un frequente ricambio d'aria in cucina.

La cappa installata sopra il piano cottura non è responsabile del ricambio d'aria nell'ambiente cucina. Questo apparecchio si limita a rimuovere i prodotti volatili della cottura. Legenda: A – scarico dei prodotti di combustione dal piano cottura, B e C – direzione del movimento dell'aria durante il ricambio d'aria.

Le normative per la ventilazione meccanica prescrivono effettivamente un ricambio d'aria da 10 a 12 volte il volume del locale servito (SNiP 41-01-2003).

Ma la campana di aspirazione posizionata sopra il piano cottura non svolge la funzione di 'ventilazione dell'ambiente', poiché non è in grado di farlo.

L'aria che necessita di rinnovo (ricambio) si accumula vicino al soffitto. La campana di aspirazione non è in grado di aspirarla nel canale di ventilazione – il suo bocchettone è posizionato non abbastanza in alto. E il flusso d'aria durante l'espulsione e l'aspirazione si comporta in modo diverso.

L'impianto elettromeccanico aspira l'aria da una distanza non superiore al diametro del bocchettone di aspirazione. Cioè, con una larghezza della campana di 400 mm, sarà aspirata l'aria che si trova entro 400 mm dal bocchettone.

Nel frattempo, l'espulsione del flusso d'aria avviene a una distanza superiore a 15 diametri dell'apertura di scarico.

Un semplice esempio «domestico»: un ventilatore acceso. Sul retro il movimento dell'aria è appena percettibile, ma sul davanti c'è un forte flusso d'aria. A proposito, l'aspirapolvere aspira la polvere solo a una distanza minima dal tappeto.

L'unico modo efficace per smaltire i prodotti volatili della cottura è un condotto di ventilazione indipendente. Altrimenti gli odori rimarranno in casa.

La cappa sopra il piano cottura ha un unico compito: rimuovere l'aria che arriva dalla superficie della piastra di cottura.

Naturalmente, al posto dell'aria aspirata, ne arriverà un'altra porzione dalla finestra, dalla porta aperta della stanza accanto, ecc. Ma non avverrà un completo ricambio d'aria nell'ambiente della cucina.

Se gli odori del cibo in cottura salgono fino al soffitto, non parteciperanno al mescolamento e saranno difficili da eliminare.

Per questo motivo, il manuale delle cappe aspiranti contiene le seguenti condizioni per l'installazione della cappa e il funzionamento: 600 mm dal piano elettrico; 750 mm dal piano a gas; non consentire correnti d'aria (spifferi) durante il funzionamento della cappa, altrimenti gli odori si diffonderanno nella stanza.

La cappa da piano cottura non garantisce il ricambio d'aria in cucina. Nella scelta del modello, il volume d'aria della stanza non ha importanza. La relazione tra le dimensioni della cucina e la potenza della cappa è stata inventata dai venditori dei negozi di elettrodomestici da cucina.

Come calcolare la potenza necessaria della cappa? Naturalmente, in base alla prestazione del piano cottura.

Nell'eseguire i calcoli per la scelta della cappa da cucina, occorre considerare i seguenti fattori:

Procedura di calcolo della cappa aspirante

Per calcolare la portata necessaria della cappa, è necessario conoscere i parametri del piano cottura.

Nel calcolo presentato di seguito come esempio, sono state utilizzate le caratteristiche del piano cottura a gas del produttore sloveno Gorenje (modello GI633E35WKB). Notiamo che marca e modello sono stati scelti arbitrariamente.

Potrebbe esserle utile anche l'informazione su come montare la cappa sopra il piano a gas, trattata in un nostro altro articolo.

Nessuna cappa è in grado di effettuare un ricambio d'aria di 10 volte in cucina. Per calcolare la sua potenza, è necessario conoscere la potenza termica e le dimensioni del piano cottura.

I calcoli effettuati di seguito sono stati eseguiti secondo il metodo R NP «ABOK» 7.3-2007. Nonostante la destinazione «industriale» di questo metodo (ventilazione di cucine professionali), le sue formule sono applicabili per il calcolo dei parametri di una cappa domestica per cucina.

Durante la cottura, il piano cottura emette calore che necessita di essere smaltito (aspirato). Il calore prodotto dal piano cottura genera correnti convettive sopra di esso, semplificando il lavoro della cappa. Tuttavia, non è possibile eliminare completamente gli inquinanti atmosferici che si formano sopra il piano cottura affidandosi solo alla convezione.

Fase #1 — calcolo della potenza termica totale

Le particelle volatili prodotte durante la cottura vengono trasportate verso la cappa o il pannello dal flusso d'aria convettivo. È proprio il calore sviluppato dai fornelli a garantire i volumi d'aria da eliminare. Pertanto, è necessario calcolare la loro potenza termica totale.

Per determinarla si utilizza la formula:

Q_T=q₁+q₂+q₃+q₄,

Qui q è la potenza termica nominale di un fornello, in kW.

Il modello di piano cottura considerato ha quattro fornelli a gas sulla superficie, le cui potenze termiche devono essere sommate.

Calcoliamo: Q_T=1,9+1,9+1,0+3,5=8,3 kW. Il valore ottenuto della potenza termica è valido quando si cucina contemporaneamente su tutti i fornelli, cosa che accade raramente.

La potenza della cappa aspirante da cucina dipende direttamente dai parametri termici del piano cottura. Sono i fornelli a generare il flusso convettivo che richiede la cappa. Legenda: Lo – portata d'aria, A/B – larghezza e profondità del piano cottura, h – altezza del piano cottura, Z – altezza dal piano cottura alla cappa, Qk – potenza termica totale del flusso convettivo

In linea di principio si può considerare il calore sviluppato solo dai tre fornelli con la maggiore resa termica. Ma lasciamo così – per ogni evenienza.

Per calcolare la potenza della cappa è necessario determinare la portata d'aria (L_o) in base ai parametri del piano cottura. Tuttavia, la formula della portata d'aria richiede di calcolare parametri intermedi – il diametro idraulico della superficie del piano cottura (D), la portata d'aria nel flusso convettivo (L_ki) e la portata volumetrica dei prodotti della combustione (L_ri).

Inoltre, nel processo di calcolo vengono utilizzati coefficienti sviluppati dagli specialisti di NP «ABOK». I valori dei coefficienti sono scelti in base ai parametri adatti per i piani cottura domestici.

Fase #2 — calcolo del diametro idraulico e della portata

Occupiamoci del calcolo del diametro idraulico e della portata d'aria convettiva. Il primo parametro si determina con la formula:

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

Dove:

• A – larghezza del piano cottura, m;
• B – lunghezza del piano cottura, m.

Sostituiamo i valori di larghezza e lunghezza del modello di piano cottura a gas scelto per il calcolo di esempio: D=2*0,6*0,6/(0,6+0,6)=0,6 m.

Oltre a tutto ciò, la scelta della potenza della cappa è legata alla futura posizione del dispositivo. Maggiore è lo spazio libero intorno alla cappa, più potente deve essere la cappa. Per un dispositivo posizionato ad angolo si introduce un coefficiente correttivo di 0,8, per un sistema “isola” 1,1

Per determinare la portata del flusso convettivo è necessario prima conoscere la quota di calore convettivo del nostro piano cottura. Si calcola con la formula:

Q_k=Q_T*K_Ya*K_K,

Dove:

• Q_T – potenza del piano cottura determinata sopra, kW;
• K_Ya – quota parte del calore sensibile dalla potenza termica dell'attrezzatura della cucina. Per un piano cottura domestico si assume il valore 250 W/kW;
• K_K – quota parte del calore convettivo rispetto al calore sensibile dell'attrezzatura della cucina. Si assume il valore 0,5.

Sostituiamo i dati numerici nella formula, calcoliamo: Q_k=8,3*250*0,5=1037,5 W. Andiamo avanti e iniziamo a calcolare la portata d'aria convettiva.

La formula è la seguente:

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

Dove:

• k – coefficiente ottenuto sperimentalmente dagli specialisti di NP «ABOK». Si assume pari a 5·10^-3;
• Q_k – la quota di calore convettivo della piastra calcolata in precedenza, in W;
• z – la distanza dalla superficie della piastra alla cappa, in m. La distanza minima verticale della cappa dal piano a gas è di 0,75 m;
• D – il diametro idraulico della superficie della piastra, in m. La formula per il suo calcolo e un esempio sono forniti sopra;
• r – un fattore di correzione il cui valore dipende dalle condizioni di installazione della cappa (vedere l'immagine della tabella sopra). Nel nostro esempio verrà scelta la posizione della cappa «a parete», con un valore del coefficiente pari a 0,75 (a causa della relativa vicinanza dei mobili adiacenti, cosa comune nelle cucine).

Determiniamo la portata convettiva inserendo i dati numerici nella formula:

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

Come mostrano i risultati dei calcoli, la portata d'aria dovuta alla convezione sopra il piano cottura è abbastanza intensa. Tenendo conto di questi dati, sarà possibile scegliere una potenza adeguata per la cappa aspirante.

Fase #3 — calcolo della potenza della cappa aspirante

Il piano elettrico durante la cottura non emette prodotti di combustione, poiché il riscaldamento dei fornelli avviene senza fiamma aperta – grazie alle resistenze. I fornelli a gas, invece, producono prodotti di combustione e la cappa dovrà rimuoverli.

Formula per il calcolo della portata volumetrica dei prodotti di combustione del metano:

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

Qui Q_T – la potenza installata del piano cottura, in kW. Questo parametro è stato trovato in precedenza da noi.

Inseriamo i suoi dati nella formula e otteniamo: L_ri=3,75*10^-7*8,3= 3,1125*10^-6.

Dall'esempio è chiaro che il valore della portata volumetrica dei prodotti di combustione del piano a gas domestico è piccolo. Pertanto, nella determinazione dei parametri della cappa da cucina, è trascurabile.

I bordi della cappa devono leggermente sporgere oltre i bordi del piano cottura. A – larghezza della cappa, B – profondità della cappa. Una sporgenza di 100 mm è sufficiente per evitare che il flusso convettivo del piano si mescoli con l'atmosfera della casa.

Ora è il momento di calcolare la portata d'aria per il nostro piano cottura. Questo è il parametro determinante nella scelta della cappa aspirante.

La formula per il suo calcolo:

L_o=L_ki+ L_ri,

Dove:

• L_ki – il valore della portata d'aria dal flusso convettivo ascendente sopra il piano cottura, in m³/s;
• L_ri – i dati sulla portata volumetrica dei prodotti di combustione del gas naturale nei bruciatori del piano, in m³/s.

Non resta che inserire i dati e calcolare la portata d'aria richiesta arrotondando il risultato a tre cifre decimali: L_o=0,061+3,1125*10^-6=0,061 m³/s. Abbiamo trovato la portata d'aria in metri cubi al secondo, ma per selezionare il modello di cappa sono necessari metri cubi all'ora (L).

Per convertire m³/s in m³/h, bisogna moltiplicare la portata d'aria ottenuta (L_o) per il numero di secondi in un'ora e per il diametro idraulico del piano cottura (D)/L=0,061*3600*0,6=131,76 m³/h.

Pertanto, la potenza massima sufficiente della cappa aspirante per il modello di piano cottura a gas Gorenje riportato nell'esempio, arrotondando per eccesso 'per sicurezza', sarà di 150 m³/h. Una potenza maggiore non è semplicemente necessaria: è solo uno spreco di elettricità.

Perché una cappa potente «non aspira»?

Innanzitutto, è necessario verificare lo stato del condotto di ventilazione all'interno della cappa stessa, estrarre e lavare (o sostituire) i filtri – antigrasso e eventualmente al carbone, a seconda del modello della cappa. I migliori metodi per pulire la cappa della cucina dal grasso sono trattati in questo articolo.

Inoltre, è necessario assicurarsi che l'impianto di ventilazione sia funzionante e che sia collegato all'alimentazione elettrica.

Il funzionamento della cappa può essere ostacolato anche da correnti d'aria che impediscono il movimento verticale del flusso d'aria convettivo proveniente dal piano cottura. Se il problema della cappa 'debole' non viene individuato, la sua origine è al di fuori della cucina.

La portata della cappa aspirante dipende dalla sezione del canale di ventilazione in cui vengono convogliati i vapori del piano cottura. E i proprietari di casa spesso installano una cappa eccessivamente potente o impostano una modalità di funzionamento esagerata.

I proprietari di immobili residenziali seguono una logica semplice: più il ventilatore aspira forte, meglio vengono rimossi gli inquinanti volatili dal piano cottura.

Non è corretto. La portata e l'efficacia del sistema di aspirazione della cucina dipendono direttamente dalle caratteristiche di portata del canale di ventilazione.

L'uscita del canale di ventilazione per la cappa della cucina sulla facciata dell'edificio garantirà la conservazione del tiraggio nel canale di ventilazione. È obbligatoria l'installazione di una valvola di non ritorno e di un coperchio a griglia.

Ad esempio, il canale di ventilazione per il ricambio d'aria di immissione ed estrazione presente nel muro di casa non è in grado di evacuare più di 150 m³/h d'aria.

In primo luogo, la sezione di tali canali di ventilazione non supera i 130-140 mm, il che non è sufficiente per la ventilazione meccanica. In secondo luogo, la ventilazione canalizzata standard negli edifici plurifamiliari è lunga e presenta molteplici irregolarità.

Nel manuale dell'impianto di ventilazione è solitamente indicato un diagramma che mostra la relazione tra la pressione nel canale di ventilazione e la portata. Un aumento della pressione provoca una diminuzione della portata della cappa.

I condotti di ventilazione nelle case sono realizzati in modo grossolano: pareti irregolari; colature di malta; restringimenti dovuti a blocchi spostati; molte curve. O addirittura – il pozzo di ventilazione potrebbe essere intasato. In tale situazione, non si può fare a meno di una pulizia.

I tentativi di imporre una portata maggiore alla cappa aspirante collegata al canale di ventilazione domestico producono l'effetto opposto.

Più forte è il flusso d'aria, più intensamente i difetti della sezione del condotto di ventilazione lo ostacolano. E se l'aria immessa attivamente non può muoversi in avanti, si muove all'indietro.

Un semplice esempio: un pallone da calcio. Più aria si pompa in un pallone, più difficile è lavorare con la pompa. L'ostacolo diventa la pressione: c'è molta aria, che tende a uscire indietro attraverso il tubo, spingendo indietro il manico della pompa.

Situazione analoga con una cappa di potenza elevata: più intensamente viene immessa l'aria, più il suo funzionamento viene bloccato.

Oltre a una corretta scelta della cappa da cucina per potenza, è importante selezionare il luogo ideale per la sua installazione

Il condotto di ventilazione ideale per una cappa da cucina è corto, con un minimo di curve. Pertanto, l'aria deve essere rimossa dalla stufa non attraverso un condotto di ventilazione, ma attraverso uno realizzato appositamente per la cappa.

Un foro nella parete esterna, un condotto rigido o flessibile (idealmente a sezione circolare), una valvola di non ritorno e una presa d'aria a griglia all'uscita del condotto. È così che si dovrebbe attrezzare la cappa della cucina.

Abbiamo trattato più in dettaglio l'installazione di una valvola di estrazione attraverso la parete verso l'esterno in un nostro altro articolo.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Potenza, marca, design e principio di posizionamento della cappa: i venditori dei negozi di elettrodomestici da cucina ne parlano in modo colorito.

Dal video qui sotto scoprirete le sfumature della scelta che il personale di vendita non menziona. I modelli di cappe si distinguono non per la struttura, ma per la qualità di assemblaggio e dotazione:

Nel prossimo video, gli artigiani eseguono la perforazione di una parete in un condominio per il condotto della cappa. I lavori vengono eseguiti con utensili professionali in modo rapido e preciso.

All'apertura preparata viene montato un condotto di ventilazione che verrà collegato alla cappa dopo la rifinitura della cucina:

La maggior parte dei video sulle cappe domestiche contiene informazioni pubblicitarie o semplificate sulla loro scelta. Inoltre, il metodo di calcolo della potenza non viene mai fornito: solo 'volumi della cucina' e 'ricambi d'aria 10 volte'.

Noi invece siamo convinti che l'unico modo per bilanciare l'atmosfera domestica sia il calcolo corretto dell'apparecchiatura di purificazione dell'aria.

La vostra cappa da cucina funziona perfettamente nell'eliminare l'aria esausta? Condividete la vostra esperienza di calcolo della potenza. O forse avete usato un metodo più semplice invece di formule e calcoli complessi? Raccontatecelo – lasciate i vostri commenti nel box qui sotto.