КАМИНЫ и ПЕЧИ

Камины

Примеры конструкций

Печи

Примеры конструкций

Печи-каменки

Примеры конструкций

Дымовые трубы

Примеры конструкций

НОРМАТИВЫ

Проектирование теплоемких печей

Исследование теплоемких печей

Правила пожарной безопасности

Правила кладки печей

Камины ГОСТ

Проектирование теплоемких печей

ГОСТ 2127-47

ПЕЧИ ОТОПИТЕЛЬНЫЕ ТЕПЛОЕМКИЕ. Нормы проектирования. (Извлечение)

I.        Назначение стандарта

1. Настоящий стандарт устанавливает нормы проектирования отопительных теплоемких печей периодического действия с огневой топкой.

Примечания:

1. К печам теплоемким относятся печи с активным объемом 0,2 м³ и более с внешними стенками толщиной:

а) в области топливника – не менее 6 см;

б) в прочих местах – не менее 4 см.

2.   Активным объемом печи V_ак в м³ называется объем нагревающего массива печи без вычета пустот.

II.                 Классификация

2. Теплоемкие отопительные печи различаются:

А. По движению газов внутри печи:

а) с движением газов по каналам, соединенным последовательно:

однооборотные (черт. 1),

двухоборотные (черт. 2),

многооборотные с восходящим движением газов и с короткими вертикальными каналами (черт. 3);

б) с движением газов по каналам, соединенным параллельно:

однооборотные (черт. 4);

двухоборотные (черт. 5);

в) с движением газов без каналов, свободно внутри полостей печей:

колпаковые (черт. 6, 7);

г) с движением газов по комбинированной системе каналов – последовательных, параллельных, параллельных и без каналов:

нижнего прогрева (черт. 8, 9, 10, 11, 12);

с воздухонагревательной камерой (черт. 13).

Б. По толщине стенок:

а)  толстостенные – с толщиной всех стенок 12 см и более;

б) тонкостенные – с толщиной стенок в топливнике до 12 см, прочих стенок до 7 см.

В. По форме в плане:

а) прямоугольные или квадратные;

б) круглые и многоугольные;

в) угловые (треугольные).

Г. По этажности:

а) одноэтажные;

б) многоэтажные, с расположением массива печи в нескольких этажах с одним топливником в первом или подвальном этаже;

в)  многоярусные, с расположением двух или нескольких печей одна на другой, каждая со своим топливником.

Д. По основному материалу печей:

а) состоящие из мелких элементов (кирпича, кафелей, изразцов, шамотных плит) в железном футляре, каркасе и без них;

б) сборно-блочные из керамики, жароупорного бетона и других материалов.

Е. По отводу дыма:

а) с насадной трубой;

б) с отводом дыма в коренную трубу или канал в стене.

III. Расчет печей

3. Проектирование и расчет печей производится для случая двух топок в сутки.
4. Температура открытой теплоотдающей поверхности печи и средние коэффициенты теплоотдачи принимаются по табл. 1.

Таблица 1

Примечание к табл. 1:

1.     Средняя температура поверхности печи в момент максимального прогрева не должна превышать 90 ^оС.

2.     На наружной вертикальной поверхности тонкостенных печей, не считая топочных дверей, плиты и духового шкафа, допускается температура поверхности: 100 – 110 ^оС на площади не более 15% от общей поверхности печи и свыше 110 до 120 оС на площади не более 5% от общей плверхности печи.

3.     Печи с температурой поверхности в отдельных ее точках более 90 оС должны иметь гладкую наружную поверхность.

5. Средняя часовая теплоотдача печи Q_час в ккал/час определяется по формуле

Q_{час =} α_IF_I  + α_IIF_{II    +} α_IIIF_III  + α_IVF_IV  + α_VF_V ,

где: 

F_I - F_V – теплоотдающие поверхности стенок, перекрыши, дна камер и отступок печи в м²;

α_I - α_I – соответствующие этим поверхностям средние коэффициенты теплоотдачи в ккал/м² час, принимаемые по п. п. 4 и 6 настоящего стандарта.

Примечание:

1.     теплоотдающей поверхностью печи считается:

а) находящаяся в пределах активной высоты поверхность стенок печи, омываемая с одной стороны воздухом, а с другой – прогреваемая газами или соприкасающаяся с топливом;

б) перекрыша, при высоте печи не свыше 2,1 м;

в) поверхность стенок воздухонагревательных камер.

2. Расчетная (активная) высота печи считается;

а) при толщине перекрыши не более 14 см – расстояние по вертикали от колосниковой решетки или от дна дымооборота до верхней плоскости перекрыши;

б) при толщине перекрыши более 14 см – расстояние по вертикали от колосниковой решетки или от дна дымооборота до нижней плоскости перекрыши;

3. дно печи считается теплоотдащей поверхностью в том случае, если оно с одной стороны омывается протекающим воздухом, а с другой – горячим газом.

6. средние коэффициенты теплоотдачи закрытых поверхностей печи, обращенных в отступки, в воздушные камеры, а также поверхностей перекрыши печи принимаются по табл. 1 с введением поправочного коэффициента по табл. 2.

Таблица 2

Примечания:

1.      живое сечение решетки должно быть не менее 0,015 м².

2.      отступки шириной менее 7 см не допускаются.

7. расчетная теплоотдача печи за время между двумя смежными топками (Q_расч) в ккал определяется по формуле:

Q_расч = 12 Q_час

где  Q_час – средне-часовая теплоотдача печи, определяемая согласно указаниям п. 5 настоящего стандарта.

8. коэффициент неравномерности теплоотдачи печи (М) во времени определяется по табл. 3.

Таблица 3

Примечание. При антраците коэффициент М уменьшается на 25%.

9. продолжительность одной топки (m) в часах принимается по табл. 4.

Таблица 4

Примечания:

1. Продолжительность топки дана для дров или торфа с влажностью 25-30%.
2. Для каменных углей вводится коэффициент 1,5; для антрацита – 2,0.

10. Тепловосприятие внутренними поверхностями печи за одну топку в ккал Q_воспр определяется по формуле:

Q_воспр = (β₁f₁ + β₁f₁ + β₁f₁ + β₁f₁) m,

где:

m – продолжительность топки в часах;

f₁ – f₄ – внутренние тепловоспринимающие поверхности в м²;

β₁ – β₄ – внутренние тепловоспринимающие поверхности в ккал/м² час, принимаемые по табл. 5.

Индексы при β и f относятся:

1 – к топливнику,

2 – к первому дымоходу печи,

3 – к остальным дымоходам печи,

4 – к колпаку в бесканальных печах.

Таблица 5

11. Для обеспечения необходимой теплоаккумуляции печи вес потребного-активного массива (G) печи в кг должен быть не менее:

G = Q_час т / с ∆t ,

где:

Q_час – теплоотдача печи, определяемая по п. 5 настоящего стандарта, в ккал/час;

n – время между концом одной топки и началом следующей в часах;

c – удельная теплоемкость нагревающегося массива печи в ккал/кг ^оС;

∆t – перепад температуры массива печи в максимально разогретом состоянии и к началу следующей топки, принимаемый по табл. 6.

Таблица 6

12. Количество топлива В в кг, сжигаемого за время одной топки, определяется по формуле:

В = Q_расч / Q^р_н η ,

где:

Q_расч – принимается по п. 7 настоящего стандарта;

Q^р_н  - коэффициент полезного действия печи, принимаемый:

а) для печей с колосниковой решеткой при антраците – 0,75 ,

б) для печей с колосниковой решеткой при прочем топливе – 0,70.

Часовой расход топлива:

В_час = В / m кг/час

13. Размеры топливника определяются из условия одновременной загрузки в него всего количества топлива, потребного на одного топку, или менее 0,75 этого количества, при этом:

а) толщина слоя топлива h_т в см и наименьшая высота топливника H_т в см определяются по табл. 7.

Таблица 7

Примечания к табл. 7:

1. Величина h_т принята для дров, укладываемых в топливнике горизонтально.
2. В печах с теплоотдачей до 1500 ккал/час в случае применения дров, торфа, бурых углей допускается уменьшение высоты топливника до 42 см.

б) Площадь пода топливника F_т в м² определяется по формулам:

V / h_т – при загрузке всего количества топлива, потребного на одну топку;

0,75 V / h_т – при загрузке 0,75 количества топлива, потребного на одну топку,

где:

V = B / γ – объем топлива, потребного на одну топку, в м³;

h_т – толщина слоя топлива в м;

γ – объемный вес топлива в кг/м³.

в) ширина топливника b_т с учетом швов принимается:

от 19 до 27 см – для отопительных печей с теплоотдачей до 3000 ккал/час,

от 27 см и более – для печей с теплоотдачей свыше 3000 ккал/час.

Примечание. В печах до 3000 ккал/час, предназначенных для сжигания низкосортных углей, ширину топливника допускается увеличивать до 50 см.

г) Длина топливника l_т в см определяется по формуле:

l_т = F_т / b_т ,

Длина топливника кирпичных печей должна быть кратна размерам кирича.

д) Объем топливника V_т в м³ определяется по формуле:

V_т = l_т  b_т  H_т ,

где l_т,  b_т,  H_т  - длина, ширина и высота топливника в м.

14. Проверка расчетом объем топливника.

Получаемый расчетом объем топливника V_т проверяется по формуле:

V_т = B_час Q^р_н η_т / E ,

где:

B_час – количество сжигаемого за 1 час топлива в кг/час;

Q^р_н – низшая теплопроизводительность рабочего топлива в ккал/час, принимаемая по табл. 10 настоящего стандарта;

η_т – коэффициент полезного действия топливника с колосниковой решеткой, принимаемый 0,90;

E – тепловое напряжение топочного пространства ккал/м³ час, принимаемое по табл. 8.

Таблица 8

Примечание к табл. 8. превышение табличных значений допускается не свыше 20%.

Если объем топливника, определенный по настоящему пункту, окажется более объема, определенного по п. 13 д, то необходимо увеличить высоту топливника.

15. колосниковая решетка.

Площадь колосниковой решетки F_к в м² определяется по формуле:

F_к = B_час / R ,

где R – напряжение колосниковой решетки в кг/м² час, принимаемое по табл. 9.

Живое сечение колосниковой решетки: ω = μ F_к ,

где μ – коэффициент, принимаемый по табл. 9.

Таблица 9

Примечание к табл. 9. напряжения колосниковой решетки даны при высоте дымовой трубы не менее 5 м.

16. Объем дымовых газов V в м3/час при температуре t определяется по формуле:

V = V_о B_час (1+ αt) ,

где:

V_о – объем продуктов горения при 0^о  и 760 мм давления в м³/кг;

t – температура газов в соответствующем канале в ^оС;

α = ¹/₂₇₃ – коэффициент расширения газов.

Значения V_о и t принимаются по табл. 10.

Таблица 10

Примечание к табл. 10:

1. В таблице даны средние значения величин.
2. Для печей с теплоотдачей до 1500 ккал/час значения t₂ и t_пд для промежуточных и последних дымоходов принимаются с коэффициентом 1,2.

17. допускаемая скорость движения газов в дымоходах печи принимается по табл. 11.

Таблица 11

18. Поперечное сечение и протяженность дымоходов определяются, исходя:

а) из количества и скорости газов, протекающих по дымоходам и определяемым по п. 16 и табл. 11 настоящего стандарта;

б) из потребной поверхности тепловосприятия стенок дымохода, определяемой по п. 10 настоящего стандарта.

19. При ориентировочных подсчетах площадь поддувального отверстия F_п в см² допускается принимать по формулам:

F_п = 20 B_час – при дровах,

F_п = 20 B_час – при торфе,

F_п = 20 B_час – при каменном угле,

или же

F_п = 0,8 F_тр ,

где F_тр – поперечное сечение канала дымовой трубы, принимаемое по п. 20 настоящего стандарта.

20. Поперечное сечение канала дымовой трубы принимается не менее:

13 х 13 см – при печах с теплоотдачей до 3000 ккал/час

13 х 19 см – при печах с теплоотдачей св. 3000 до 4500 ккал/час

13 х 26 см – при печах с теплоотдачей св. 4500 до 6000 ккал/час

19 х 26 см – при печах с теплоотдачей св. 6000 ккал/час

высота дымовой трубы H_тр от колосниковой решетки до устья трубы принимается не менее 5 м.