Расчет печи

Варианты расчётов потребной мощности печи и её размеров

Потребную мощность печи можно, в первом приближении, вычислить по формуле, приведённой ниже:

Р=24*V, где

Р – мощность (в Вт) печи;

V – объём обогреваемого помещения (кубатура) в куб.метрах.

Один кв. метр «зеркала» (периметр основания печи, умноженный на её высоту без трубы) отдаёт порядка 350 Вт тепла. Общая площадь зеркала вычисляется делением мощности печи на триста пятьдесят.

S = P/350, где

S – площадь (в квадратных метрах) «зеркала»;

Р – мощность (в ваттах) печи.

Тепловые потери объекта, при необходимости, можно определить с использованием для этих целей таблицы 1.1. (смотри предыдущую статью).

Простейшие способы определения требуемых размеров печей приведены в таблице 1.2.

Первый пример расчётов.

Выходящее в отступку зеркало печи даёт тепла вдвое меньше, а щитки от плиты — в два с половиной раза меньше, если сравнивать с теплоотдающей поверхностью. Компенсируют указанные потери за счёт увеличения площади поверхности на ту же величину (2 – 2,5) раза.

Второй пример расчётов

Подбираем печь, исходя из кубатуры здания. Последнюю, определяем, умножив наружный периметр на 21. Значение, полученное подобным образом, это величина количества тепла, которое требуется для обогрева до + 18 градусов одного кубометра внутреннего объёма помещения (наружная температура при этом не должна опускаться ниже – 30 градусов) – см. таблицу 1.1.

Рассчитываем требуемую теплоотдачу:

73,56*21 = 1538 ккал/час. Среднее излучение квадратного метра «зеркала» принимается равным 300 ккал/час. Разделив первое значение на второе получаем площадь нагрева печи. В данном случае она будет равна 5,1 квадратных метра. Чтобы дальше считать было удобнее эту величину обычно округляют в сторону уменьшения до 5.0 кв.м, или увеличивают до 5.5. кв.м.

Чтобы определить требуемые размеры будущего отопительного прибора (печи) необходимо разделить суммарную площадь зеркала на активную высоту печи (высота, подвергаемая нагреву). В рассматриваемом примере мы имеем 2200 мм. Округлённое значение периметра печи получаем равным 5.1:2.2 = 2300 мм (примерно 2500). Суммарная длина двух сторон печи вычисляется делением значения периметра пополам (ширина + длина). В нашем случае указанная величина составляет 1150 мм (2300:2). Если ширину печи определим равной 510 мм, до длину (в мм) получим равной 640. Размеры в плане соответственно 510*640 миллиметров.

Примерно также подбираются размеры печей для любых помещений. Кроме печи отопительной в кухне стоит печь варочная и забывать об этом нельзя. С двумя имеющимися топками она, за сутки, теоретически может давать от 600 до 900 ккал/час. Вместо отопительной печи к поите можно подсоединить щиток отопительный. Работая от основного устройства он будет выдавать «на гора» до 1200 ккал/час. Если нужна более высокая теплоотдача, то устанавливается щиток, совмещённый с плитой, но имеющий отдельную топку. В тех случаях, когда речь идёт об установке печи в здании, расположенном в местностях, где зимние температуры могут опускаться до – 50 градусов, размеры печи следует рассчитывать по третьему примеру.

Третий пример расчётов

Дома, в которые планируется устанавливать печное отопление, выполнены из различных строительных материалов и их эксплуатация осуществляется при разных температурах. Расчёты теплопотерь в подобных случаях достаточно сложны, как для здания в целом, так и для отдельного помещения, в частности. поэтому во всех рассматриваемых примерах используются величины приблизительные.

Величины удельных тепловых потерь с поверхностей жилых домов сведены в таблицу 1.1. И значение их возрастает со снижением температуры уличного воздуха. (см. таблицу). Поэтому, проводя расчёты при температурах воздуха наружного ниже – 31 градуса на каждые два градуса понижения к величине показателя потерь добавляется три единица. Даже если теплоотдача отопительного прибора в указанных случаях будет несколько выше, это можно списать, как погрешность несущественную. Используя данную таблицу для подбора печи, не следует забывать, что при её создании сознательно были опущены такие показатели, как проверка на амплитуду колебания и ещё целый ряд иных.

Пример четвёртый.

Имеется рубленый дом из брёвен толщиной 250 мм. Рассмотрим методику, по которой рассчитываются тепловые потери в указанном случае.

Предположим. Что у дома только один этаж и стены оштукатурены только с одной стороны. Межкомнатные перегородки деревянные. Штукатурка на них двухсторонняя. Полы над подвальным помещением утеплены. Остекление окон – двойное. Площадь угловой комнаты примем равной 9 кв. метрам. Геометрические размеры комнаты 3000*3000*3000 мм. Размеры оконных проёмов 1000*1700 мм. Удельные теплопотери одного квадратного метра подобной стены составят:

с учётом того, что помещение угловое, 52 ккал/час;

перекрытия чердачного (потолка) – 26 ккал/час,

окна, имеющего двойное остекление – 100 ккал/час на тот же квадратный метр.

Величина указанного значения для полов утеплённых – 19 ккал/час.

Чтобы нейтрализовать подобный расход тепла нам потребуется использовать печь, имеющую теплоотдачу не менее 1500 ккал/час. Данным требованиям удовлетворяет прямоугольное отопительное устройство (оштукатуренное) имеющее размеры в плане 510*770 мм и теплоотдачу в 1760 ккал/час (при двух топках в течение одних суток).

Если после установки выбранная нами печь будет иметь общие с перегородками или со стенами поверхности (и они будут отдавать полученное тепло полностью), то получим теплоотдачу больше допустимых значений, которые определяются нормативами. Если хотя бы одна из 4 стенок печи будет выходить в другую комнату, либо будет размещена с отступом от перегородки (пусть минимальным), то печь в расчёты впишется на 100%. У нашего отопительного устройства задняя и передняя стенки выделяют по 340 ккал/час. А боковые – по 540 ккал/час.

Мощность топки и мощность печи.

Мощность топки зависит от количества и качества топлива в ней сжигаемого.

Для расчёта максимальной мощности топки нам необходимо установить объём топлива сжигаемого в моменте.

Зная количество тепла от сгорания килограмма топлива и количество сжигаемого топлива в моменте, мы рассчитываем мощность топки.

Топливо Удельная теплота сгорания, кДж/кг (ккал/кг)

  • Дрова сухие влажностью 20—30% ……………… 12000-14000 (3000-3300)
  • Торф кусковый влажностью 30% …………………. 13000 (3100)
  • Торф брикетный ……………………………………………. 17000 (4000)
  • Бурый уголь ……………………………………………………….. 12000 (2800)
  • Каменный уголь ……………………………………………. 19000 (4500)
  • Антрацит……………………………………………………………… 25000 (6000)
  • Древесный уголь ………………………………………………. 33000 (8000)
  • Газ природный, 1 м 3 ……………………………………………………….36000 (8500)

Вес сухих дров зависит от их плотности.

По плотности древесины все породы делят на три группы:

Сколько килограмм дров в топке.

Зная примерный вес кубического метра дров и объём топки мы можем высчитать её мощность.

Для расчёта нам необходимо понимать, сколько объёма топки будет заполнено дровами, а сколько останется воздуха.

Пример расчёта мощности топки и печи:

Плита варочная кирпичная, без духовки.

Топка этой печи имеет объём 0,05 куб.метра.

Она будет заполнена дровами на 50%, с учётом воздуха между поленьями и т.п.

Получаем 0,025 куб.метра дров в полной загрузке топки.

Взяв среднее значение веса древесины и умножив на объём дров в топке получаем вес одной закладки.

Я считаю берёзу т.к. для меня это наиболее приемлемое топливо.

0,034 * 640 = 16кг.

Теперь мы выяснили сколько килограмм дров в одной топке печи.

Можно приступать к расчёту мощности топки.

Расчёт мощности топки дровяной печи.

Зная вес сжигаемого топлива и удельную теплоту его сгорания высчитываем мощность топки.

Вес дров в одной закладке 16 кг.

Среднее значение теплоты сгорания сухих дров 13000 килоджоулей на килограмм.

16*13000=208000 килоджоулей.

Для удобства переводим килоджоули в киловатты.

1 КДж = 0.00027778 Киловатт.

208000 / 0.00027778 = 57,7 киловатт.

Почти 58 киловатт мощность топки в этой печи, неплохо для такой малышки.

Какая будет мощность у теплоёмкой печи с такой топкой.

Мощность печи рассчитывается исходя из мощности топки и эффективности самой печи.

Например: если предположить что КПД этой печи 70% получим мощность 40,6 квт. за цикл.

Чтобы рассчитать мощность печи в квт.ч. нам необходимо разделить общую мощность на время цикла.

Топочный цикл – всё время от топки до топки печи.

При двукратной топке в сутки цикл длится 12 часов.

КАК РАССЧИТАТЬ НЕОБХОДИМЫЙ РАЗМЕР ПЕЧИ?

Наглядно это можно изобразить на примере освещения комнаты, тем более, что и в отоплении, и в освещении участвует энергия, измеряемая в ваттах. Для освещения ванной комнаты вам хватит 60-ти ваттной лампочки. Для кухни средних размеров уже понадобится 100 ватт. А для приличной гостиной комнаты потребуется люстра с тремя 100 вт. Ну и наоборот, если мы вкрутим три стоваттки в ванную, то ощущения при эксплуатации помещения будут уже не те, согласитесь сами, все-таки ванная это не южный берег Крыма.

Подобно осветительному прибору, каждая печь имеет свою мощность, которая рассчитывается обычно по площади поверхности печи (при этом низ и верх печи обычно не берут в расчет). Условно принимают, что 1м2 печи излучает 500 квт в час в течение суток при двухразовой топке печи в сутки. Здесь хотелось бы остановиться на том, что подобные же показатели на металлические печи имеют другой смысл — они показывают количество ватт, вырабатываемое не в течение суток, а лишь во время работы прибора, и если вы разделите это на 24 часа, то увидите, что обозначенная производителем металлических печей мощность не совсем то, что мощность кирпичных печей (эдакое жонглирование понятием «мощность»).

Но вернемся к нашим печам. У печи с основанием 1 на 1 метр при стандартной высоте 2.1м, площадь теплоотдающей поверхности будет равна 4*2.1=8.4 м2, откуда мощность равна 8.4*500втт=4200вт/ч или 4.2 квтт/ч. Повторюсь, что это означает, что данная печь при двухразовой топке в сутки выдает каждый час по 4. 2квтт тепловой энергии.

Как соотнести это с вашими потребностями? Для этого надо определить величину теплопотерь дома. Лучше всего по этому поводу обратиться к инженеру или опытному печнику, т. к. на величину теплопотерь влияет очень много разнообразных факторов: материал, из которого сделаны стены и перекрытия, его толщина, размер, количество и качество окон и дверей и другие. В литературе по печам есть много разных таблиц и графиков, по которым можно попробовать определить теплопотери самостоятельно, но это весьма трудное занятие для неспециалиста, могущее дать неточный результат.

Один из простых способов приблизительного определения величины теплопотерь основан на том, что за условную единицу теплопотерь 1м3 среднестатистического помещения принимают величину 40 вт и, умножив ее на количество кубических метров помещения получают искомую величину. Например, необходимо построить печь для дома 6 на 6 м при высоте потолков 2.6м. С учетом толщины стен площадь помещения 5.4*5.4=29.16м2, откуда объем 29.16*2.6= 75.8м3. Умножив полученную величину на 40 имеем примерно 3 квт/ч, что и является приблизительной величиной теплопотерь вашего дома. Для отопления такого дома нужна печь мощностью не менее 3квт/ч. Исходя из того, что 1м2 печи выдает 500вт/ч, находим площадь ее поверхности, 6м2. Поделив ее на 2.1м (стандартная высота) получим чуть меньше 3м, это длина периметра печи. Длина стороны печи должна быть кратной длине кирпича или половине его длины(12 или 25см).

Отсюда находим возможные длины сторон-750*750мм, либо 500 *1000мм. Для надежности можно немного увеличить одну из сторон, скажем, на пол кирпича. Если печь сделать меньше необходимого, то ее придется эксплуатировать сильнее, и она быстро выйдет из строя. Если больше- то печь будет работать с пониженным КПД. Еще раз хочется подчеркнуть, что приведенные расчеты приблизительны и для каждого конкретного случая необходимо вводить свои поправки, так, что лучше для принятия окончательного решения посоветоваться со специалистом.