Прежде всего выбирают печь, подходящую для отоп­ления помещения, с учетом требований, предъявляемых к ее конструкции (§ 12.2). Желателен выбор печи типовой конструкции, причем тепловая мощность, указанная в ее техническом паспорте, должна равняться расчетным тепло - потерям помещения. Точного совпадения этих показателей обычно не достигают (при выборе печи допустимо отклоне­ние ±15%), поэтому после выбора теплоемкой печи при­ходится приводить ее теплоотдачу в соответствие с тепло - потерями помещения. Для этого уточняют размеры и по­казатели элементов печи с учетом вида топлива и распо­ложения ее в помещении: проверяют высоту топливника (см. § 12.4), тепловосприятие и скорость движения газов в каналах, теплоаккумулирующую способность и плотность теплового потока на теплоотдающей поверхности (см. § 12.5).

Затем выявляют влияние неравномерности теплопере­дачи печи на изменение температуры воздуха в помещении. Известно, что при эксплуатации одной и той же печи в различных по конструкции помещениях колебания темпе­ратуры воздуха в них могут значительно отличаться. По­этому проделанные расчеты дополняют проверкой на теп­лоустойчивость помещения, характеризующуюся ампли­тудой колебания температуры воздуха в этом помещении.

Амплитуду колебания температуры воздуха Л(, °С, при печном отоплении помещения определяют по формуле

At= °'mQn . (12'16>

I (BA)t i = I

Где М — коэффициент неравномерности теплопередачи, принима­емый по паспорту печи; В — коэффициент теплопоглощения 1-й Ограждающей конструкции помещения, Вт/(м?.°С); вычисляется по формулам, приведенным в гл. 2; А — площадь внутренней по­верхности 1-й ограждающей конструкции, м3.

В формуле (12.16) числитель выражает тепловой поток, недодаваемый или излишне подаваемый печью в помещение при периодической топке; знаменатель — тепловой поток, выделяемый или поглощаемый поверхностью всех ограж­дений при изменении на 1 °С температуры воздуха в том же помещении.

Значение Аи вычисленное по формуле (12.16), не должно превышать 3 °С. Если А{>Ъ °С, то, несмотря на удовлетво­рительное выполнение предыдущих проверок, необходимо вновь возвратиться к выбору печи, но более массивной с пониженным значением коэффициента М.

Проектирование печного отопления завершают разработ­кой противопожарных мероприятий по проверенным на Практике правилам.

Печи устанавливают так, чтобы расстояние от топоч­ной дверцы до противоположной стены было не менее 1250 мм, от поверхности пола до дна зольника и газообо­ротов — не менее 210 мм, от верха перекрыши до незащи­щенного от возгорания потолка — не менее 350 мм для печей с периодической топкой и 1000 мм для печей дли­тельного горения (при защищенном потолке было 250 и 700 мм).

Конструкции здания из горючих или трудногорючих материалов, примыкающие к печам и дымовым трубам, защищают от возгорания «разделками» — вставками из негорючих материалов. Вертикальные разделки у печей и дымовых труб, установленных в проемах стен из горючих материалов, предусматривают на всю их высоту в пределах помещений, причем толщину разделок принимают не менее толщины стены. Горизонтальные разделки устраивают в тех местах, где конструкции здания из горючих или труд­ногорючих материалов примыкают к дымовым каналам. Разделки выполняют в виде утолщения кладки каналов по правилам, указанным в прил. 15 к гл. СНиП 2.04.05-86. Верх разделки делают выступающим на 70 мм над полом вышерасположенного помещения.

При расположении печей и дымовых труб вдоль стен устраивают воздушные полости — «отступки» на всю их высоту (шириной не менее 130 мм при толстостенных пе­чах и 250 мм при тонкостенных). Стены и перегородки в отступках из горючих или трудногорючих материалов за­щищают теплоизоляционными негорючими материалами.

В чердачных помещениях расстояние от наружной по­верхности дымовых каналов до конструкции из горючих и трудногорючих материалов принимают в свету не менее 130 мм-, при конструкциях из металла или железобетона расстояние не менее 130 мм считают от внутренней поверх­ности стенок каналов.

Пол из горючих или трудногорючих материалов перед фронтом печей защищают металлическими листами; пол под каркасными печами на ножках — металлическими ли­стами по асбестовому картону толщиной 10 мм.

Пример 12.1. Проверим пригодность тонкостенной печи повы­шенного прогрева марки ПТК-3000 (см. рис. 12.6) для отопления углового помещения деревянного здания. Помещение имеет размер в плане 5,25X3,55 м, высоту 3 м, двойные окна площадью 4,8 м Внутреннюю дверь площадью 1,8 ма; теплопотери Qn=3100 Вт.

Топливо для печи — дрова с Qh= 12600 кДж/кг. Печь массой 780 кг обладает коэффициентом М=0,44 при двух топках в сутки.

Принимаем продолжительность топки печи по табл. 12.1 с поп­равочным коэффициентом 1,5 для печи повышенного прогрева, т. е. т= 1,25 • 1,5= 1,9 ч. При двух топках в сутки промежуток времени между топками п—12—1,9=10,1 ч.

1. Расчет топливника. Расход дров за одну топку по формуле (12.1) составляет

. 3,6-3100-12 ,, 0 G== 12600-0,7 =15'2 КГ-

Расчетная площадь пода печи по формуле (12.2) при р=400 кг/м* и hon=0,3 м (прил. 1)

15,2 '400-0,3"

^под=т^г^=0,127 М2

Близка к фактической площади пода (см. рис. 12.6), равной 0,51 X Х0,26=0,133 м2.

В топливнике печи установлена колосниковая решетка размером 0,25x0,15 м. Удельное напряжение колосниковой решетки найдем из формулы (12.3)

5Р=1,9-0!^520,15=213

Что меньше допустимого напряжения, 250 кг/(ч-м2).

Требуемую высоту топливника вычислим по формуле (12.4) при QT/VT=405000 Вт/м3 (прил. 1)

15,2-12600-0,9 "3,6-1,9-0,133-405000"

= о g inn IQQ лАСллг.=°.47 м-

Высоту топливника печи по рис. 12.6 (0,42—0,49 м) оставляем без изменения.

Площадь поддувального отверстия печи составляет АП, 0= =0,12-0,12=0,0144 м2. Скорость движения воздуха в поддуваль­ном отверстии определим из формулы (12.5) при Lo=10 м3/кг (прил. 1) и TB= 20 °С.

_ 15,2-10[1+ (20=273)] _

3600-1,9-0,0144 -1'7 М/С-

Скорость движения воздуха в допустимых пределах.

2. Проверка тепловосприития печи. Печь за срок нагревания и остывания (12 ч) должна передать в помещение общее коли­чество теплоты, иаидениое по формуле (12.6),

<2%щ = 3,6-3100-12= 133920 кДж.

По рис. 12.6 установим площадь внутренней поверхности топ­ливника и газоходов печи, по прил. 2 — плотность воспринимаемого теплового потока;

36 —765

Топливник............................... ат=0,9 м2, </х=7000 Вт/м2

Первый газоход с перева­лом...................... ai=l,03 », <?1 = 5200 »

Промежуточные газоходы anp=l,5 », <7Пр=2670 »

Тепловосприятие внутренними стенками печи в течение 1 ч вы­числим по формуле (12.8)

QI10CnP = 3,6 (7000.0,9 + 5200• 1,03+2670-1,5) = 56380 кДж/ч.

В течение одной топки (1,9 ч) тепловосприятие печи составит

Q06m = mQBOcrр= 1,9-56380= 107120 кДж,

Что значительно меньше требуемого тепловосприятия (133920 кДж).

Увеличим высоту газоходов печи на 0,13 м (один ряд кирпича на ребро). Площадь восприятия возрастет: первого газохода на 0,10 м2, промежуточных на 0,46 м2, тогда

От(?воспр= 1,9-3,6 (7000-0,9 + 5200-1,13 + 2670-1,96) = 119 080 кДж,

(отклонение от (Йбщ, равное 11%, допустимо).

Таким образом, принимаем высоту печи 1,55+0,13=1,68 м.

3. Расчет скорости движении газов в каналах печи. Скорость движения газов найдем по формуле (12.9):

В первом газоходе (см. рис. 12.6) при температуре газов 700 °С (прил. 2)

15,2-10 [1 + (700:273)] Vl~ 3600-1,9-0,13.0,26 М/С'

В промежуточных газоходах при температуре газов 500 °С t, 15,2-10(1+ (500:273))

Пр_3600-1,9 [(0,445-0,06) + (0,255-0,125)]2 ' '

Скорость движения газов находится в допустимых пределах (прил. 2).

4. Проверка теплоаккумулиции печи. Печь должна аккумули­ровать количество теплоты, вычисленное по формуле (12.10)

Q^k = 3,6-3100-10,1 = 112716 кДж. Активный объем (см. рис. 12.6) с учетом увеличения высоты печи Уа=0,775-0,52(1,35 + 0,13) = 0,596 м3.

Объем полостей в печи: в топливнике — 0,51-0,26-0,42=0,0557 м3; в вертикальных каналах — 0,255-0,58(0,51+0,13)=0,0946 м3; в каналах 14-го ряда — 0,34-0,39-0,13-2—0,21-0,065х X0,13-4=0,028 м3;

У загрузочной дверцы — 0,2-0,4-0,12=0,0096 м3. Общий объем полостей в пределах активного объема печи Vn=0,188 м3.

Действительная теплоаккумулиция печн по формуле (12.11) QaKK = (0,596—0,188) 1650"-0,88-160 = 94 787 кДж, (отклонение от <2а<к, равное 15%, допустимо).

5. Проверка плотности теплоотдачи печи. Площадь наружной Нагревательной поверхности, относящейся к активному объему печи, составляет:

Боковых стенок (включая теплоотдачу в широкую отступку) (0,775 + 0,52) 2(1,35 + 0,13) = 3,83 м2;

Перекрыши (с поправочным коэффициентом 0,75)—0,775-0,52х X 0,75= 0,30 м?.

Общая «приведенная» площадь Л п=4,13 м2. Плотность теплового потока на «приведенной» теплоотдающей поверхности печи повышенного прогрева, вычисленная по формуле (12.12),

<7отд = 3100:4,13=750 ВТ/м2,

Находится в допустимых пределах

6. Расчет амплитуды колебаний температуры воздуха в обогре­ваемом помещении. Для определения амплитуды вычислим сумму произведении коэффициента теплопоглощения В на площадь А Всех ограждений помещения, используя значения В, приведенные В гл. «Печное отопление» Справочника проектировщика, 1975 г.

Наружные стены дощатые с известковой штукатуркой

(ВА)„. с =4,3 [(5,25+3,55) 3—4,8J = 92,9; Двойные окна

(ВА)0К =2,67-4,8 = 12,8; внутренние стены дощатые с известковой штукатуркой (ВЛ)в. с = 4,21 [(5,25+3,55) 3] = 111,1;

Дверь

(ВА)ав — 2,9-1,8 = 5,2;

Пол деревянный

(В Л)пл = 2,99-5,25 • 3,55 = 55,7;

Потолок деревянный

(ВА)ПГ = 3,62 - 5,25 - 3,55 = 67,5 Вт/°С.

Всего 2(ВА)=345,2 Вт/°С.

Амплитуду колебаний температуры воздуха в помещении най­дем по формуле (12.16)

Л* = 0,7-0,44-3100/345,2 = 2,8°С < 3°С.

Вывод: печь марки ПТК-3000 (см. рис. 12.6) пригодна для отоп­ления заданного помещения при условии увеличения высоты ее га­зоходов иа 0,13 м, т. е. иа одни ряд кладки кирпича на ребро.