ระบบระบายอากาศครัวแบบควบคุมตามความต้องการคืออะไร และทำไมโรงแรมจึงหันมาใช้

ลองเดินเข้าครัวโรงแรมตอนบ่ายสามโมง มื้อกลางวันจบไปแล้ว การเตรียมมื้อเย็นยังไม่เริ่มจริงจัง พ่อครัวสองสามคนกำลังแบ่งผักอยู่ที่โต๊ะสเตนเลส เหนือไลน์ประกอบอาหาร พัดลมดูดอากาศยังเดินแรงเท่ากับตอนเที่ยงครึ่งที่เตาทุกหัวติดไฟ

ระบบระบายอากาศในครัวเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ทำงานแบบนี้ ระบบดูดอากาศถูกออกแบบสำหรับช่วงที่ยุ่งที่สุดของวัน คือเมื่อกระทะและเตาย่างทั้งไลน์ทำงานพร้อมกัน แล้วก็เดินที่อัตรานั้นตลอดทุกชั่วโมงที่ครัวเปิด ระบบระบายอากาศครัวแบบควบคุมตามความต้องการ (DCKV) ยังคงขนาดการออกแบบไว้เท่าเดิม แต่ให้พัดลมทำงานหนักเท่าที่การปรุงอาหารต้องการในขณะนั้นเท่านั้น

DCKV ทำงานอย่างไร

ระบบ DCKV เพิ่มเซนเซอร์ ตัวควบคุม และอินเวอร์เตอร์ให้กับฮู้ดและพัดลมที่ครัวมีอยู่แล้ว

เซนเซอร์แสงที่พาดผ่านฮู้ดวัดควันและไอน้ำมัน และหัววัดอุณหภูมิวัดความร้อนในกระแสอากาศเสีย ทั้งสองอย่างร่วมกันบอกว่าไลน์กำลังปรุงอาหารหนักแค่ไหนในตอนนี้ ซึ่งตัวตั้งเวลาหรือตารางเวลาคงที่บอกไม่ได้

ตัวควบคุมอ่านค่าเซนเซอร์ทุกตัวอย่างต่อเนื่อง และคำนวณปริมาณลมที่ฮู้ดแต่ละตัวต้องการ จากนั้นอินเวอร์เตอร์ (VFD) ที่พัดลมดูดอากาศและพัดลมเติมอากาศจะกำหนดรอบ เมื่อกระทะติดไฟ พัดลมจะเร่งขึ้นภายในไม่กี่วินาที เมื่อไลน์เงียบลง พัดลมจะผ่อนลงสู่รอบต่ำสุดที่ตั้งไว้ตอนทดสอบเดินระบบ ฮู้ดจึงยังดูดอากาศอยู่เสมอ

พัดลมเติมอากาศต้องทำงานตามพัดลมดูดอากาศ อากาศทุกลูกบาศก์เมตรที่ฮู้ดดูดออกไปต้องถูกเติมกลับเข้ามา ถ้าพัดลมเติมอากาศยังเดินเต็มรอบขณะที่พัดลมดูดอากาศช้าลง ครัวจะเกิดความดันบวก และดันความร้อนกับกลิ่นอาหารออกไปยังทางเดินและห้องอาหาร DCKV ลดรอบพัดลมทั้งสองไปพร้อมกันเพื่อรักษาสมดุลนี้

ทำไมพัดลมที่ช้าลงจึงประหยัดได้มาก

กำลังไฟของพัดลมไม่ได้ลดลงเป็นเส้นตรงตามรอบ ตามกฎความสัมพันธ์ของพัดลม (fan affinity laws) กำลังไฟที่พัดลมใช้แปรผันตามรอบยกกำลังสามโดยประมาณ

ที่รอบ 80% พัดลมใช้กำลังไฟราวครึ่งหนึ่งของตอนเดินเต็มรอบ (0.8 × 0.8 × 0.8 = 0.51) ที่ 50% ใช้เพียงราวหนึ่งในแปด พัดลมที่ใช้เวลาส่วนใหญ่ของวันอยู่ที่รอบปานกลางจึงใช้พลังงานน้อยกว่าที่รอบเฉลี่ยจะบอกไว้มาก

การติดตั้งจริงไม่ได้เป็นไปตามกฎกำลังสามทุกประการ เพราะความต้านทานในท่อลม และการสูญเสียในมอเตอร์และอินเวอร์เตอร์เปลี่ยนไปตามรอบ กฎนี้อธิบายว่าทำไมผลประหยัดจึงสูง แต่การวางแผนควรใช้ตัวเลขที่วัดจริง

ผลประหยัดเป็นอย่างไร

จากการติดตั้ง DCKV ที่แล้วเสร็จกว่า 12 แห่ง ผลลัพธ์ตัวแทนคือ

• ไฟฟ้าที่พัดลมดูดอากาศใช้ลดลงราว 50% จากการควบคุมอินเวอร์เตอร์ที่ทำงานตามการปรุงอาหาร
• ปริมาณลมดูดอากาศลดลงราว 42% ในสภาพการทำงานที่ปรับลดลมได้
• ไฟฟ้าระบบปรับอากาศที่เกี่ยวกับการระบายอากาศลดลงราว 40% เพราะอากาศที่ผ่านการปรับอากาศออกทางฮู้ดน้อยลง

ตัวเลขเหล่านี้เป็นค่าเฉลี่ยจากหลายสถานที่ ครัวที่ปรุงอาหารเต็มที่ 14 ชั่วโมงต่อวันจะประหยัดได้น้อยกว่าครัวจัดเลี้ยงที่ว่างอยู่ระหว่างงาน นี่คือเหตุผลที่ทุกโครงการเริ่มจากการวัดพัดลมที่คุณมีอยู่ สำหรับระบบที่ซื้อขาด ระยะคืนทุนโดยทั่วไปคือหนึ่งถึงสามปี เรื่องราวของโครงการ เล่าถึงหกครัวที่อยู่เบื้องหลังตัวเลขเหล่านี้

ทำไมโรงแรมจึงหันมาใช้

โรงแรมมีครัวมากกว่าที่แขกส่วนใหญ่คิด โรงแรมขนาดใหญ่อาจมีครัวของห้องอาหารที่เปิดทั้งวัน ร้านอาหารเฉพาะทาง ครัวจัดเลี้ยง แผนกขนมอบ และโรงอาหารพนักงาน แต่ละแห่งมีเวลาทำการและช่วงเร่งของตัวเอง ระบบระบายอากาศรอบคงที่ปฏิบัติกับทุกครัวเหมือนกัน คือเปิดเมื่อครัวเปิด ปิดเมื่อครัวปิด โรงแรมแห่งหนึ่งในรายชื่อโครงการของเรามีพื้นที่บริการอาหารแยกกันห้าแห่ง รวมถึงครัวจัดเลี้ยงที่รองรับงานได้ถึง 960 คน

ครัวจัดเลี้ยงเป็นตัวอย่างที่ชัดที่สุด ครัวปรุงอาหารหนักมากเพียงไม่กี่ชั่วโมงรอบงาน แล้วใช้เวลาอีกยาวนานไปกับการเตรียม ทำความสะอาด และสแตนด์บาย ซึ่งเป็นช่วงที่พัดลมมีงานน้อยกว่ามาก

สภาพอากาศก็มีส่วน ในเวียดนามและประเทศอื่น ๆ ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ อากาศที่เข้ามาแทนอากาศที่ถูกดูดออกคืออากาศภายนอกที่ร้อนและชื้น ในที่ที่อากาศนี้ถูกทำให้เย็นก่อนเข้าครัว ทุกลูกบาศก์เมตรของอากาศที่ไม่ต้องดูดออก ก็คือลูกบาศก์เมตรที่ไม่ต้องจ่ายค่าทำความเย็นและลดความชื้น ผลประหยัดด้านระบบปรับอากาศข้างต้นมาจากตรงนี้

แล้วยังมีเรื่องการรายงาน ปัจจุบันกลุ่มโรงแรมรายงานการใช้พลังงานและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกต่อเจ้าของและแบรนด์ และผลประหยัดที่วัดได้จริงอธิบายได้ง่ายกว่าผลที่ได้จากแบบจำลอง DCKV บันทึกกำลังไฟของพัดลมทุกห้านาที ผลประหยัดจึงปรากฏอยู่ในข้อมูล ข้อมูลทุก 5 นาที อธิบายวิธีพิสูจน์ผล

เชฟมักสังเกตเห็นอีกเรื่องหนึ่งก่อน คือครัวเงียบลงเมื่อพัดลมช้าลง มอเตอร์ที่หมุนช้าลงเกือบทั้งวันก็สึกหรอช้าลงด้วย

ติดตั้งในครัวที่มีอยู่แล้วได้หรือไม่

ครัวส่วนใหญ่ทำได้ โดยทั่วไป DCKV เป็นการติดตั้งเพิ่ม ฮู้ด ท่อลม และพัดลมยังอยู่เหมือนเดิม เราเพิ่มเซนเซอร์ ตัวควบคุม และอินเวอร์เตอร์ให้พัดลมที่ยังไม่มี การติดตั้งวางแผนให้เลี่ยงเวลาให้บริการ

การสำรวจจะตรวจสอบบางเรื่องก่อน ได้แก่ มอเตอร์พัดลมเดิมเหมาะกับการเดินแบบปรับรอบได้หรือไม่ จะติดตั้งอินเวอร์เตอร์และตัวควบคุมไว้ที่ไหน และอากาศเติมเข้าสู่ครัวอย่างไร หากเซนเซอร์เสีย หรือทีมต้องการดูดอากาศเต็มที่ด้วยเหตุผลใดก็ตาม ระบบบายพาสจะคืนพัดลมสู่รอบเต็ม

สำหรับอาคารใหม่ ขั้นออกแบบคือช่วงที่เพิ่ม DCKV ได้ถูกที่สุด และช่วยให้วิศวกรเลือกขนาดพัดลมและอากาศเติมสำหรับการไหลแบบแปรผันได้ตั้งแต่วันแรก มาตรฐาน ASHRAE 90.1 ซึ่งเป็นมาตรฐานด้านพลังงานเบื้องหลังข้อกำหนดอาคารหลายฉบับ ระบุการควบคุมตามความต้องการไว้แล้วว่าเป็นวิธีหนึ่งที่ระบบดูดอากาศในครัวขนาดใหญ่ใช้เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐาน

เริ่มต้นจากตรงไหน

เริ่มจากการเดินดูครัวของคุณ เราจัดทำผังฮู้ด พัดลม และอินเวอร์เตอร์ บันทึกว่าแต่ละครัวทำงานจริงอย่างไรตลอดวัน และวัดพลังงานที่พัดลมใช้อยู่ตอนนี้ ประมาณการที่คุณได้รับจะเริ่มจากค่าฐานของคุณเอง