Thông gió bếp điều khiển theo nhu cầu là gì, và vì sao các khách sạn đang chuyển đổi?

Hãy bước vào một bếp khách sạn lúc ba giờ chiều. Ca trưa đã xong, ca tối chưa thực sự bắt đầu, vài đầu bếp đang chia rau trên bàn inox. Phía trên dãy bếp, quạt hút vẫn chạy mạnh y như lúc mười hai giờ rưỡi, khi mọi họng lửa đều đang cháy.

Phần lớn hệ thống thông gió bếp thương mại vận hành theo cách này. Lưu lượng hút được thiết kế cho thời điểm bận nhất trong ngày, khi cả dãy chảo xào và vỉ nướng cùng hoạt động, rồi chạy ở mức đó suốt mọi giờ bếp mở cửa. Thông gió bếp điều khiển theo nhu cầu (DCKV) giữ nguyên công suất thiết kế nhưng để quạt chỉ chạy mạnh đúng mức bếp cần tại từng thời điểm.

DCKV hoạt động như thế nào

Hệ thống DCKV bổ sung cảm biến, bộ điều khiển và biến tần cho chụp hút và quạt mà bếp đang có.

Một cảm biến quang chiếu ngang chụp hút đo khói và hơi dầu mỡ, còn đầu dò nhiệt đo nhiệt độ dòng khí thải. Kết hợp lại, chúng cho biết dãy bếp đang nấu mạnh đến đâu ngay lúc này, điều mà bộ hẹn giờ hay lịch cố định không thể cho bạn biết.

Bộ điều khiển liên tục đọc mọi cảm biến và tính lưu lượng gió mà từng chụp hút cần. Biến tần trên quạt hút và quạt cấp khí tươi sau đó đặt tốc độ. Khi chảo bùng lửa, quạt tăng tốc trong vài giây. Khi bếp lắng xuống, quạt giảm dần về mức tốc độ tối thiểu được cài đặt lúc chạy thử, nên chụp hút luôn duy trì một lưu lượng hút nhất định.

Quạt cấp khí tươi phải chạy theo quạt hút. Mỗi mét khối khí bị hút ra phải được bù lại, và nếu quạt cấp vẫn chạy hết tốc trong khi quạt hút đã chậm lại, bếp sẽ bị dương áp, đẩy hơi nóng và mùi nấu nướng ra hành lang và khu ăn uống. DCKV giảm tốc cả hai quạt cùng lúc để giữ cân bằng.

Vì sao quạt chạy chậm lại tiết kiệm nhiều đến vậy

Công suất quạt không giảm tỉ lệ thuận với tốc độ. Theo định luật đồng dạng của quạt, công suất tiêu thụ xấp xỉ tỉ lệ với lập phương của tốc độ.

Ở 80% tốc độ, quạt tiêu thụ khoảng một nửa công suất so với khi chạy hết tốc (0,8 × 0,8 × 0,8 = 0,51). Ở 50% tốc độ, chỉ còn khoảng một phần tám. Một quạt chạy ở tốc độ vừa phải trong phần lớn thời gian sẽ dùng ít điện hơn nhiều so với con số tốc độ trung bình gợi ra.

Thực tế lắp đặt không tuân theo định luật lập phương một cách chính xác, vì sức cản đường ống và tổn hao của động cơ, biến tần thay đổi theo tốc độ. Định luật này giải thích vì sao mức tiết kiệm lớn; còn khi lập kế hoạch, hãy dùng số liệu đo thực tế.

Mức tiết kiệm trong thực tế

Trên hơn 12 hệ thống DCKV đã hoàn thành, kết quả tiêu biểu là:

• điện năng của quạt hút giảm khoảng 50%, nhờ biến tần điều khiển theo lượng nấu
• lưu lượng khí thải giảm khoảng 42%, trong những điều kiện vận hành cho phép giảm lưu lượng
• điện năng HVAC liên quan đến thông gió giảm khoảng 40%, vì ít không khí đã làm mát bị hút ra qua chụp hút hơn

Đây là số trung bình của nhiều công trình. Một bếp nấu hết công suất 14 giờ mỗi ngày sẽ tiết kiệm ít hơn một bếp tiệc để trống giữa các sự kiện, vì vậy mọi dự án đều bắt đầu bằng việc đo các quạt bạn đang có. Nếu mua đứt hệ thống, thời gian hoàn vốn điển hình là một đến ba năm. Các câu chuyện dự án giới thiệu sáu căn bếp đứng sau những con số này.

Vì sao các khách sạn đang chuyển đổi

Khách sạn có nhiều bếp hơn khách lưu trú thường hình dung. Một khách sạn lớn có thể vận hành bếp nhà hàng phục vụ cả ngày, một nhà hàng chuyên đề, bếp tiệc, khu làm bánh và căng tin nhân viên, mỗi nơi có giờ giấc và cao điểm riêng. Thông gió tốc độ cố định đối xử với tất cả như nhau: bật khi bếp mở, tắt khi bếp đóng. Một khách sạn trong danh sách dự án của chúng tôi có năm khu chế biến riêng biệt, trong đó có bếp tiệc phục vụ sự kiện lên tới 960 khách.

Bếp tiệc là ví dụ rõ nhất. Bếp nấu rất căng trong vài giờ quanh một sự kiện, rồi trải qua những khoảng dài sơ chế, dọn dẹp và chờ, khi quạt có ít việc hơn nhiều.

Khí hậu càng làm khoản tiết kiệm lớn hơn. Ở Việt Nam và các nước Đông Nam Á, không khí bù vào phần khí thải là không khí ngoài trời nóng và ẩm. Nếu khí cấp được làm mát trước khi vào bếp, mỗi mét khối khí thải giảm được là một mét khối bạn không phải trả tiền làm mát và hút ẩm. Mức tiết kiệm HVAC ở trên đến từ đây.

Tiếp theo là chuyện báo cáo. Các tập đoàn khách sạn hiện phải báo cáo năng lượng và phát thải cho chủ đầu tư và thương hiệu, và một khoản tiết kiệm đo được thì dễ bảo vệ hơn một khoản tính theo mô hình. DCKV ghi công suất quạt mỗi năm phút, nên khoản tiết kiệm hiện ra ngay trong dữ liệu. Bài Dữ liệu 5 phút giải thích cách kiểm chứng.

Đầu bếp thường nhận ra một điều khác trước tiên: bếp yên tĩnh hơn khi quạt chạy chậm lại. Động cơ chạy chậm trong phần lớn thời gian cũng ít hao mòn hơn.

Có lắp được cho bếp đang hoạt động không?

Với hầu hết các bếp, có. DCKV thường là giải pháp cải tạo. Chụp hút, ống gió và quạt được giữ nguyên, chúng tôi bổ sung cảm biến, bộ điều khiển, và lắp biến tần cho những quạt chưa có. Việc lắp đặt được sắp xếp ngoài giờ phục vụ.

Buổi khảo sát sẽ kiểm tra trước một vài điểm: động cơ quạt hiện có có phù hợp để chạy biến tần không, vị trí lắp biến tần và bộ điều khiển, và cách khí cấp được đưa vào bếp. Nếu một cảm biến gặp sự cố, hoặc đội bếp cần hút tối đa vì bất kỳ lý do gì, chế độ bypass đưa quạt về hết tốc.

Với công trình mới, giai đoạn thiết kế là thời điểm rẻ nhất để tích hợp DCKV, và giúp kỹ sư chọn quạt và hệ thống cấp khí cho lưu lượng thay đổi ngay từ đầu. Tiêu chuẩn ASHRAE 90.1, nền tảng của nhiều quy chuẩn năng lượng công trình, đã liệt kê điều khiển theo nhu cầu là một trong những cách để hệ thống hút khói bếp lớn đáp ứng yêu cầu.

Bắt đầu từ đâu

Từ một vòng đi bộ trong bếp của bạn. Chúng tôi lập sơ đồ chụp hút, quạt và biến tần, ghi lại cách mỗi bếp thực sự vận hành trong ngày, và đo điện năng các quạt đang dùng. Con số ước tính bạn nhận được sẽ bắt đầu từ chính mức nền của bạn.