DE3623210A1 - Dunstabzugshaube mit zirkulationsfilterung und energiesparsystem - Google Patents

Description

Allgemeines:

In Groß-Restaurant-, Hotel- und Gaststätten-Küchen wie auch in Imbiß- und Fast-Food-Betrieben sind über allen Koch- und Bratstellen Dunstab­ zugshauben zwingend vorgeschrieben.

Aufgabe der Dunstabzugshauben ist die Fortführung der durch Brat- und Kochvorgänge entstehenden Gerüche, wobei Wasser- und Fettanteile der fortzuführenden Koch- und Bratdünste in sogenannten Fettfangfiltern, die sich in den Hauben befinden, möglichst weitgehend auszufiltern sind.

Die noch mit starken Gerüchen angereicherte Luft wird als Abluft der Haube bezeichnet und ist fast immer bis 1 m üher Dachfirst des Gebäudes zu führen, in dem sich die Dunstabzugshaube befindet, ggfs. auch höher, wenn benachbarte Häuser den First des betreffenden Hauses übersteigen.

Dunstabzugshauben dienen also einerseits der Abführung stark geruchhal­ tiger Luft, so daß keine Belästigung durch Gerüche bei Anliegern auf­ treten und andererseits der Abscheidung von Fetten und Wasser aus der Luft, die oberhalb der Koch- und Bratstellen abgesaugt wird.

Dunstabzugshauben Abb. 1 bestehen im wesentlichen aus einem von unten offenen Kasten meistens aus Edelstahl, der die darunter liegende Kochgruppe überdeckt. Die geometrische Form des Kastens ist je nach Hersteller unterschiedlich. Innerhalb der Haube, also des Kastens, befinden sich sogenannte Fettfangfilter, das sind vorwiegend Filter aus Metallnetzen ober Blechprofilen, in denen durch Umlenkung von Luft Öl- und Wasser­ anteile aus der Luft herausgefiltert werden.

Die Filter werden in einer Schräglage angeordnet, die sicherstellt, daß bei Übersättigung der in den Filtern eingespeicherten Wasser- und Fett/ Öl-Bestandteile diese in eine Fettfangrinne am unteren Rand der Dunst­ abzugshaube aus den Filtern kommend ablaufen können, jedoch nicht aus dem Filtergewebe herunter auf die Kochgruppe tropfen können.

Hinter den Filtern, die in Reihe zu einem Band angeordnet sind, ergibt sich durch die Filter abgetrennt ein Raum, an dem die Saugleitung des Ventilators, der die Luft aus der Haube heraussaugt, angeschlossen ist. Die Luft wird dann durch den Ventilator den baulichen Verhältnissen ent­ sprechend abgeführt. Der Ventilator, auch Exhauster genannt, wird von seiner Leistung her wiederum den baulichen Verhältnissen entsprechend dimensioniert.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß für eine einwandfreie Ablüftung, d. h. Hochsaugen und Abtransportieren der Koch- und Bratdünste je 1 m Dunstabzugshaube ca. 1000 cbm Luft/h von der Abluftmaschine/Exhauster fortzuführen sind. Dementsprechend ergeben sich Raum-Luft-Wechsel be­ zogen auf normale gewerbliche Küchengrößen, die bis zu 40 Luftwechsel/h erreichen können.

Die abgeführte Luft muß durch zuströmende Luft ersetzt werden. Die zuströmende Luft kann durch Zuluft von außerhalb der Küche aus dem freien Raum erfolgen oder durch Ansaugen von Luft aus Küchenneben­ räumen wie Gastraum, Vorratsraum etc.

Die abzuführende Luft verlangt aufgrund der hohen Luftmengen groß­ dimensionierte Rohrleitungen, die wie oben beschrieben bis über First des Hauses oder höher zu führen sind.

Folgende Probleme treten bei der bisherigen Technik auf:

• 1) Wie vor beschrieben ist bei der heutigen Technik die Abführung der Koch- und Bratdünste mittels Dunstabzugshauben und Exhautern mit unwahrscheinlich hoher Luftförderung, also mit sehr großen über Dach fortzuführenden Luftmengen Stand der Technik.
• Gerade diese großen Luftmengen stellen ein besonderes Problem dar, nämlich:
  • 1.1 In den Küchen-Arbeitsräumen treten außerordentlich hohe Luftwechsel auf, die zu erheblichen Luftgeschwindigkeiten in den Küchenräumen führen, ganz besonders an den Arbeitsplätzen, nämlich vor den Küchengeräten unter den Abzugshauben.
  • 1.2 Hierdurch treten starke Zugerscheinungen für das Personal auf, weil die Küchenräume durch die hohe Luftwechselzahl besonders in kälteren Jahreszeiten sich unterkühlen, d. h. das Küchenpersonal steht in kalter Zugluft. Hierdurch treten verstärkt Erkältungen und Unwohlsein des Personals auf. Weiterhin kühlt fertig angerichtetes Essen unnötig stark ab.
  • 1.3. Wird der Küchen-Arbeitsraum bzw. der Raum, in dem sich die Anlage befindet, nicht mit Frischluft von außen versorgt, dann wird die große abzuführende Luftmenge den Küchen angrenzenden Räumen wie Gasträumen etc. entzogen. Es können also sogar Zuglufterscheinungen bis in die Gasträume entstehen. Ist dieses der Fall, so wird besonders in kalten Jahreszeiten die in den Gast- und Nebenräumen befindliche warme Raumluft entzogen, wodurch große Mengen an Heizkosten wieder aufzubringen sind, weil die den Gast- und Nebenräumen entzogene Luft durch irgendwelche Öffnungen von außen her wieder durch kalte Luft ersetzt wird.
  • 1.4 Wird den Küchen-Arbeitsräumen von außen her soviel Frischluft in erwärmter Form zugeführt, daß ein Ausgleich zwischen Abluftmenge und Zuluftmenge entsteht, dann werden die Nachteile von 1,3 zwar ausgeschlossen, die zuzuführende Luft muß jedoch wiederum so stark erwärmt werden, daß in dem entsprechenden Küchen-Arbeitsraum kein Temperaturabfall eintritt.
  • Diese Lufterwärmung erfordert bei den sehr großen Luftmengen teilweise soviel Energie wie auch zur Beheizung der Gast- und Nebenräume und der Küchenräume selbst erforderlich ist. Es ist sehr oft der Fall, daß die doppelten Heizungskosten aufzubringen sind, nur weil die großen Luftmengen, die von den bisherigen Dunstabzugshauben nach außen abgeführt werden, durch die gleichen Luftmengen, die erwärmt werden müssen, zu ersetzen sind.
  • Um jedoch die weiter oben beschriebenen Nachteile für das Personal auszuschließen, wird bereits von vielen Behörden eine erwärmte und gefilterte Luftzuführung zwingend vorgeschrieben.
  • 1.5 Besonders problematisch ist die Abführung der großen Luftmengen aus der Dunstabzugshaube heraus mittels eines Exhausters über ein nachfolgendes Rohrleitungsnetz, meist bis über Dach geführt.
  • Die entsprechenden Rohrleitungen liegen im Mittel bei einem Durchmesser von 200 mm bis über 400 mm. Wird in einem Neubau eine Gaststätte, Restaurant oder ein Imbißgeschäft eingeplant, lassen sich diese großen Rohrleitungen verlegen.
  • Handelt es sich um den Umbau eines Altbaues oder um den zwingend vorgeschriebenen nachträglichen Einbau einer Dunstabzugseinrichtung in einem Altbau, dann lassen sich manchmal diese großen Rohrleitungen nur mit einem enormen Kostenaufwand oder aber überhaupt nicht verlegen, so daß die Konzession für den Betrieb der Gaststättenküche erlischt.
  • Teilweise bietet sich noch die Möglichkeit, einen im Hause befindlichen stillgelegten Heizungskamin als Abführungskanal zu benutzen. Meist sind diese Kamine jedoch zu klein für die großen Luftmengen, oder es wird befürchtet, daß durch Ablagerungen von Restfetten, die durch die Fettfangfilter der Hauben gelangt sind und auch gelangen, für den vorhandenen Kamin Nachteile entstehen können.
• 2) Die in den Dunstabzugshauben eingebauten Fettfangfilter bestehen im Regelfall aus Metallgitter, Netzen o. ä., in denen durch starke Luft­ abrisse Fette, Wasser u. ä. der Abluft entzogen werden. Die im Regel­ fall verwendeten Filter haben einen Abscheidungsgrad zwischen 60 und 75%, je nach Art der Filter und je nach Art der Luftgeschwindigkeits­ höhe. Das heißt, da die von den Küchengeräten kommende Abluft nur ein­ mal durch die Filter gezogen wird, hat diese noch erhebliche Fett- und Wasseranteile, die sich zum Teil in den nachfolgenden Rohrleitungen, ggfs. an den Kaminwänden noch ablagern, wobei die über Dach austretende Abluft immer noch erhebliche Anteile an Fett und Wasser hat und somit angereicherte Abluft der Außenluft zugeführt wird.
• Die Abluft von Küchenanlagen ist allgemein als geruchsbelästigend angesehen. Je höher der Anteil an Fett- und Wasserbestandteilen in der Abluft ist, desto höher ist auch die Geruchsbelästigung. Wobei bei absoluter Abscheidung von Fett und Wasser aus der Abluft immer noch Anteile von Geruch, jedoch in stark geminderter Form in der Abluft erhalten bleiben.

Die Erfindung betrifft eine Dunstabzugshaube, die die Nachteile des Standes der Technik, beschrieben unter 1.1-1.5 und 2. ausschließt.

Das Gerät besteht aus einem von unten offenen Kasten, meistens aus Edel­ stahl Pos. 1, der die darunter liegende Kochgruppe Pos. 2 überdeckt, oder zumindest teilweise überdeckt. Die geometrische Form des Kastens ist vom System her weitgehend unabhängig. Innerhalb der Haube, also des Kastens (Pos. 1) befinden sich sogenannte Fettfangfilter (Pos. 3), das sind vorwiegend Filter aus Metallnetzen oder Blechprofilen, in denen durch Umlenkung von Luft Öl- und Wasseranteile aus der Luft ausgefiltert werden. Die Filter (Pos. 3) werden in einer Schräglage angeordnet, die sicherstellt, daß bei Übersättigung der in den Filtern eingespeicherten Wasser- und Fett/Ölbestandteilen, diese in eine Fettfangrinne (Pos. 4) am unteren Rand der Dunstabzugshaube, aus den Filtern kommend, ablaufen können, jedoch nicht aus dem Filtergewebe herunter auf die Kochgruppe tropfen können.

Die Filter sind als durchgehendes Band über die Haubenlänge angeordnet. Hinter den Filtern entsteht zur Haube (Pos. 1) ein Raum (Pos. 5). An diesem Raum ist eine Rohrleitung (Pos. 6) angeschlossen, die wiederum an die Saugseite eines Ventilators (Pos. 7) / Exhauster angeschlossen ist. An der Ausblasseite des Exhausters ist ein Kanal (Pos. 8) ange­ schlossen, der mit einem Kanalsystem (Pos. 9), das über die Haubenlänge besteht, verbunden ist. Das Kanalsystem wird heruntergeführt bis auf die Arbeitsgeräte (Pos. 2), und dort geometrisch so verändert, daß eine Düse (Pos. 10), die der Haubenlänge (Pos. 1) entspricht, in Richtung der Mitte des Filterbandes (Pos. 5) ausgerichtet ist. Am Ausblaskanal (Pos.B) ist eine Kanalabzweigung (Pos. 11) angebracht, an die eine Abluftleitung (Pos. 12) angeschlossen ist. In der Abluftleitung befindet sich eine Regulierklappe (Pos. 13) (Drosselklappe), die an die Abluftleitung (Pos. 14) angeschlossen ist.

Funktion:

Es wurde ermittelt, daß der tatsächlich von der Kochgruppe erzeugte Anteil an Wasser- und Fett/Öldunst volumenmäßig nur einen geringen Anteil von der Luftmenge ausmacht, die bisher benötigt wird, um den Dunst abzuführen. Der Volumenanteil des Dunstes liegt je nach Auslastung der Kochgruppe zwischen sehr gering und maximal 20%. Ein Teil der Lösung der Erfindung besteht darin, eben nur diesen Volumenanteil (tatsächlicher Dunstanteil) abzuführen.

Die Funktion der Haube ist folgende:

Wird der Exhauster (Pos. 7) in Funktion gesetzt, so saugt dieser über die Rohrleitung (Pos. 6) durch die Filter (Pos. 3) Luft an. Die Luftmenge ent­ spricht etwa der Menge wie sie bei Hauben des heutigen Standes der Technik zum Absaugen benötigt wird.

Die angesaugte Luftmenge strömt also durch die Filter (Pos. 3), durch den Raum (Pos. 5), der Haube (Pos. 1) über die Rohrleitung (Pos. 6) in den Exhauster (Pos. 7). Der Exhauster treibt die Luft über einen Kanal (Pos. 8) in ein anschließendes Kanalsystem (Pos. 9). Die Luft wird dann umgelenkt und tritt aus der Düse (Pos. 10) mit hoher Geschwindigkeit gerichtet auf die Mitte der Filter (Pos. 3) aus. Hier wird die Luft, wie vor beschrieben, wieder angesaugt, so daß sich die Luft in einem stetigen Kreislauf be­ findet.

Die mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse (Pos. 10) austretende Luft bildet einen annähernd,in Längsrichtung gesehen, parallelen Luftstrom (Pos. 15). Durch Injektorwirkung ist dieser Luftstrom (Pos. 15) in der Lage, den Kochdunst (Pos. 16), oberhalb der Geräte (Pos. 2) anzusaugen und mit in den Kreislauf aufzunehmen.

Das hierdurch entstehende Mehrvolumen an Luft innerhalb des Kreislaufs wird wie folgt abgeführt:

Die Düse (Pos. 10) erzeugt einen Überdruck im Kanalsystem (Pos. 9 und 8) bis hin zum Exhauster (Pos. 7). An der Kanalabzweigung (Pos. 11) ist eine Abluftleitung (Pos. 12), und in dieser eine Regulierklappe (Pos. 13) vor­ gesehen. Es strömt also unter Wirkung des Überdruckes entsprechend der Stellung der Regulierklappe (Pos. 13) ein größeres oder kleineres Luft­ volumen in die Abluftleitung (Pos. 14) und von dort entsprechend der baulichen Situation nach außen. Der freie Querschnitt der Regulierklappe (Pos. 13) bestimmt damit die Luftmenge, die dem Kreislauf des Luftstromes entzogen wird.

Entsteht durch die Kochgruppe (Pos. 2) viel Koch- und Bratdunst (Pos. 16) so wird dieser unter der Injektorwirkung durch den Luftstrom (Pos. 15) in den Luftkreislauf eingesaugt, passiert als Volumenanteil mehrfach die Fil­ terposition 3 und wird unter stetiger Wirkung des Überdrucks dem Kanalsy­ stem (Pos. 8 und 9) stetig über die dann ganz geöffnete Regulierklappe der Abluftleitung (Pos. 14) zugeführt. Fällt wenig Bratdunst an, so wird die abgegebene Luftmenge, die dem Anfall von Bratdunst entspricht, durch Redu­ zierung des freien Querschnittes der Regulierklappe (Pos. 13) eingestellt.

Aufgrund der technischen Lösung wird für die Abluftleitung (Pos. 14) nur 1/5 des bisherigen Rohrquerschnittes benötigt. Bei sehr komplizierten Ab­ luftleitungen ist es denkbar, daß zur Abführung der Abluft der Gegendruck aus dem Kanalsystem (Pos. 8 und 9) zu gering ist und dadurch als Folge der Luftkreislauf nicht in der Lage ist, genügend Kochdunst (Pos. 16) aufzu­ nehmen. Ist dieses der Fall, wird entweder in die Abluftleitung (Pos. 14) oder in die Rohrleitung (Pos. 6) ein Hilfsexhauster (Pos. 17) eingebaut, der die dem System nach geschalteten vom Rohrleitungssystem herkommenden Widerstände überwindet, so daß die Abführung der Abluft sichergestellt ist.

Die Anpassung der Abluftmenge an den anfallenden Kochdunst kann dann sowohl über die Regulierklappe (Pos. 13) als auch über einen elektrischen Leistungs­ regler des Hilfsexhausters (Pos. 17) vorgenommen werden.

Vorteile des Systems der Erfindung:

• 1) Durch die technische Lösung wird nur soviel Abluft aus den Räumen herausbefördert wie tatsächlich an Kochdunst entsteht. Dieses Luft­ volumen beträgt maximal 20% der bisher nach dem Stand der Technik abgeförderten Luftmenge.
  • 1.1 Diese abgeförderte Luftmenge entspricht im Regelfall der Luftmenge, die zur Be- und Entlüftung von Küchenräumen ohne Berücksichtigung von Dunstabförderung im Rahmen der normalen Luftwechsel abgefördert werden muß, d. h. daß diese Dunstabzugshauben bezogen auf die Raumbe- und -entlüftung die Aufgabe der Entlüftung im normalen Rahmen übernehmen, und daß die den Räumen zugeführte Frischluft im Rahmen der normalen Belüftung verbleiben kann.
  • 1.2 Hieraus folgt, daß sich in diesen Arbeitsräumen normale Luftwechselzahlen einstellen, wobei keine Zugerscheinungen durch Kaltluft personalbelästigend auftreten.
  • 1.3 Hieraus folgt wiederum, daß bei den sich eingestellten normalen Luftwechselzahlen aus Nebenräumen und Gasträumen keine zusätzliche Raumluft entzogen wird und damit auch keine Unterkühlung dieser Räume bzw. ein starker Wärmeentzug, besonders in den Wintermonaten, aus diesen Räumen stattfindet. Nach dem Stand der Technik wird wie eingangs beschrieben durch die hohe Luftförderung extrem viel Heizenergie abgesogen, wobei durch das System der Erfindung die Energiekosten auf das Normalmaß für Raumbe- und entlüftung herabgesetzt werden.
  • 1.4 Da nur 1/5 des bisherigen Rohrquerschnittes zur Abförderung der Luft benötigt wird, ist es in vielen Bausituationen überhaupt möglich, Abluftleitungen zu verlegen. Durch die reduzierten Rohrquerschnitte sind die Abluftleitungen einfacher und preisgünstiger, besonders in Altbauten, zu verlegen. Große Dunstabzugsanlagen lassen sich ohne weiteres an stillgelegte alte Kamine mit geringem Querschnitt anschließen, so daß überhaupt keine Installation von Rohrleitungen innerhalb eines Baukörpers vorgenommen werden brauchen.
• 2) Bedingt dadurch, daß die Kochdünste in den Luftkreislauf des Systems aufgenommen und von dort aus kontinuierlich abgefördert werden, passie­ ren die wasser-, fett- und ölhaltigen Luftanteile des Kochdunstes die Filter in den Hauben durch die stetige Zirkulation mehrfach, so daß sich der Wirkungsgrad der Abscheidung in den Filtern außerordentlich erhöht, d. h. wenn beim Stand der Technik bei den in den bisherigen Abzugshauben die dunsthaltige Luft einmal durch die Filter gesaugt wird und dabei eine Abscheidung von 60-75% erreicht wird, stellt sich bei diesem System der Wirkungsgrad so hoch ein, daß Restanteile von Wasser, Fett und Öl in der Abluft, die nach außen geführt wird, kaum noch vorhanden sind. Da die Wasser-, Fett- und Ölanteile in der Abluft auch gleichzei­ tig Geruchsträger sind, wirkt dieses System auch außerordentlich geruchs­ mindernd.
• Sofern amtlich vorgeschrieben wird, Geruchsvernichtungsanlagen einer Dunstabzugsanlage nachzuschalten, können solche Geruchsvernichtungs­ anlagen erheblich kleiner dimensioniert werden, da gegenüber dem Stand der Technik nur 20% Abluftmenge anfallen, und diese Abluftmenge be­ reits durch das Zirkulationssystem der Erfindung der Dunstabzugshaube eine wesentlich geringere Geruchsintensität aufweist.

Claims (5)

1. Dadurch gekennzeichnet, daß bei Dunstabzugshauben, egal welcher geometrischer Form, ein Luftkreislauf unter Wirkung eines Ventilators entsteht, der unter Injektorwirkung Brat- und Kochdünste aufnimmt und mehrfach über einen Abschei­ defilter führt.

2. Dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkreislauf geregelt nur soviel Luft ab­ führt wie an Koch- und Bratdunst oberhalb von Kochgruppen durch diese er­ zeugt wird.

3. Dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkreislauf der Dunstabzugs­ haube über ein Kanalsystem bis auf Oberkante der Kochgruppe heruntergeführt wird und dort durch Umlenkung in Richtung auf die Abscheidefilter mit hoher Luftgeschwindigkeit durch eine Düse eine Injektorwirkung erzeugt, die die Dünste oberhalb der Kochgeräte in den Luftkreislauf aufnimmt.

4. Dadurch gekennzeichnet, daß das von der Kochgruppe abzuführende Luftvolumen über eine einfache Regulierklappe geregelt werden kann.

5. Dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung der Abförderung der Abluftmenge entsprechend dem Anfall von Koch- und Bratdunst der KochanIagen zur Überwin­ dung besonderer Luftwiderstände nachfolgender Rohrsysteme ein Hilfsventilator einerseits in die Abluftleitung oder andererseits an einen beliebigen Punkt des Systems angeschlossen wird.