книги из ГПНТБ / Семенов, Леонид Алексеевич. Печное отопление
.pdfЛ. А. СЕМЕНОВ
проф. д-р техн, наук
Экземпляр hmj.
ПЕЧНОЕ
ОТОПЛЕНИЕ
Издание второе, переработанное и дополненное
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ. АРХИТЕКТУРЕ
ИСТРОИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ
Москва — 1960
ГОб. ПУВЛИЧНАЯ
.•’■УЧНОТЕХНИЧЕСКАЯ
Научный редактор — канд. техн, наук В. Н. БОГОСЛОВСКИЙ
В книге изложены основные вопросы печного отопления, приведены рациональные конструкции отопительных и отопи
тельно-варочных печей, кухонных очагов, дымовых труб и пр.
Кроме того, рассмотрены методы расчетов и проектирования печного отопления с учетом теплоустойчивости помещений,
а также вопросы возведения и эксплуатации печей.
Книга рассчитана на инженеров и техников-строителей,
специалистов по отоплению.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Из года в год увеличиваются в нашей стране капиталовло
жения на жилищное строительство в городах и рабочих посел ках. Наряду с многоэтажной застройкой значительный процент составляют малоэтажные (1—2 этажа) дома, особенно в сель ских местностях, в которых печное отопление имеет еще весьма широкое применение.
Климат большей части СССР отличается длительными и су ровыми зимами, вследствие чего население вынуждено значи тельную часть года проводить в помещениях с интенсивно рабо
тающим отоплением. Отопительный сезон длится у нас 6—7 ме сяцев и более. Отсюда понятны те высокие требования, которые предъявляются у нас к приборам отопления, в частности к ото пительным печам как в санитарно-гигиеническом, так и в эко номическом отношении.
Хорошая работа отопительной печи имеет важное значение и для сохранения в воздушно-сухом состоянии ограждений по мещения. Если система отопления не обеспечивает устойчивого
теплового режима в помещении, то создаются благоприятные условия для отсыревания стен и перекрытий, развития грибка, а следовательно, для их разрушения.
Все это свидетельствует о важности выбора наиболее эф фективных типов печей, а также методов проектирования, рас чета и устройства печного отопления.
Настоящая книга является практическим руководством по
печному отоплению. Основное внимание в ней уделено описа нию рациональных типов отопительных печей как умеренного, так и повышенного прогрева (индустриальных и полуинду-
стриальных конструкций).
В книге изложены также вопросы проектирования печного
отопления, строительства и эксплуатации печей.
По сравнению с изданием 1955 г. объем книги по необходи
мости несколько сокращен и содержание ее переработано.
Большая часть печей заменена более усовершенствованными конструкциями с использованием новейших работ в области
печного |
отопления |
Академии |
коммунального |
хозяйства им. |
К. Д. Памфилова, |
Академии |
строительства и |
архитектуры |
|
СССР, |
Центральной научно-исследовательской |
лаборатории |
ЦНИЛ-3 и других организаций.
3
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
t—температура воздуха в по
мещении
?ср—то же, средняя Атаке—то же, максимальная
Амин—то же, минимальная т—температура внутренней по
верхности ограждения тср— то же, средняя
тмакс—то же, максимальная тмин— то же, минимальная
At—амплитуда колебаний тем пературы воздуха в поме
щении
А— амплитуда колебаний темпе
ратуры внутренней поверх ности ограждения
Q — теплоотдача отопительного прибора в ккал/час
QCp — то же, средняя Рмакс—то же, максимальная Qmhh— то же, минимальная
Aq —амплитуда колебаний тепло отдачи отопительного при бора в ккал/час
q — тепловой поток, проходящий через поверхность огражде ния в ккал/м2 час
Aq — амплитуда колебаний тепло вого потока, проходящего
через |
поверхность |
огражде |
|||
ния, в |
ккал/м2 час |
|
|
||
— коэффициент |
|
теплопровод |
|||
ности |
материала |
в |
ккал/м |
||
час град |
|
ограждения |
|||
8 — толщина слоя |
|||||
в м |
|
теплопередачи |
|||
k — коэффициент |
|||||
ограждения |
в |
ккал/м2 час |
|||
град |
|
|
теплопровод |
||
R — сопротивление |
|
||||
ности |
слоя |
|
в |
|
jh2 час |
град/ккал |
|
теплопере |
|||
Ro — сопротивление |
|||||
дачи |
ограждения |
в |
м2 час |
||
град/ккал |
теплоперехода |
||||
ав — коэффициент |
от воздуха в помещении к внутренней поверхности ог раждения в ккал/м2час град
%—то же, от наружной поверх ности ограждения к наруж
ному воздуху в |
ккал/м2 час |
||
град |
теплоемкость |
ма |
|
с, — удельная |
|||
териала в ккал/кг град |
|
||
у — объемный |
вес |
материала |
|
в кг/м2 |
коэффициент |
теп- |
|
s—удельный |
лоусвоения материала в
ккал/м2 час град
S — коэффициент теплоусвоения поверхности ограждения в
ккал/м2час град
В—коэффициент теплопоглоще-
ния |
ограждения в ккал/м2 |
||
час град |
|
спо |
|
Р — теплопоглощательная |
|||
собность |
помещения |
в |
|
ккал/час град |
|
|
|
G — вес в |
кг |
|
|
Ф—коэффициент тепловой инер ции помещения (безразмер ный)
М— коэффициент |
неравномер |
|||
ности |
теплоотдачи |
отопи |
||
тельного прибора (безраз |
||||
мерный) |
поверхности |
в м2 |
||
F — площадь |
||||
f — площадь помещения в |
м2 |
|||
Z — полный |
|
период |
колебаний |
|
в час |
|
|
|
топки |
т — продолжительность |
||||
системы |
отопления в |
час |
||
п — продолжительность |
пере |
|||
рыва |
между |
топками си |
стемы отопления в час
Wo — теплопотери помещения при разности температур в 1° в
ккал/час град
— низшая теплотворность ра бочего топлива в ккал/кг.
Н—высота в м |
|
|
V — объем в |
м2 |
|
v — скорость |
в м/сек |
тем |
t„ — наружная |
расчетная |
|
пература |
для систем |
отоп |
ления
4
Глава I
СОВРЕМЕННЫЕ ТИПЫ ПЕЧЕЙ
1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕЧЕЙ
По теплоемкости печи разделяются на теплоемкие и нетепло емкие.
К теплоемким относятся печи с активным объемом ,* равным 0,2 № и более, с внешними стенками толщиной не менее 4 см, а в области топливника — не менее 6 см [3].
Теплоемкие печи в свою очередь делятся на:
а) толстостенные — с толщиной всех стенок от 12 см и более;
б) тонкостенные — с толщиной стенок топливника до 12 см
ипрочих стенок — до 7 см.
Кнетеплоемким относятся все остальные печи (в основном
это переносные металлические печи, иногда снабжаемые футе ровкой толщиной до 4—6 см).
В зависимости от движения газов различают печи:
1)с движением газов по каналам, соединенным последова тельно; это однооборотные (рис. 1,а), двухоборотные (рис. 1,6) многооборотные с восходящим движением газов и с короткими
вертикальными каналами (рис. 1, в);
2) с движением газов по каналам, соединенным параллель но,— однооборотные (рис. 1, а) и двухоборотные (рис. 1,6);
|
3) с движением |
газов свободным внутри полости — так на |
||||
зываемые колпаковые печи21 (рис. 1,е); |
|
|
||||
|
4) с движением газов |
по комбинированной системе каналов |
||||
(последовательных, |
параллельных, |
по |
колпаковой |
схеме), |
||
а |
также с нижним прогревом (рис. 1,з, и, |
к, л, м) и с воздухо |
||||
нагревательной камерой |
(рис. 1,н). |
|
|
|||
с |
1 Активным объемом печи |
называется |
объем |
нагревающегося |
массива |
|
включением пустот |
печи. |
|
|
|
|
|
|
2 По типу печей проф. Грум-Гржимайло. |
|
|
|
5
По форме в плане печи делятся на прямоугольные, квадрат ные, круглые, многоугольные и угловые (треугольные).
По этажности печи разделяются на:
1) одноэтажные;
Рис. 1. Схема движения газов в печах
2)многоэтажные, с расположением массива печи в несколь ких этажах и одним топливником, находящимся в первом или подвальном этаже;
3)многоярусные, с -расположением двух или нескольких пе чей одна над другой (каждая со своим топливником).
6
В зависимости от основного материала, из которого сложены печи, они разделяются на:
1)печи из мелких элементов (кирпича, кафеля, изразцов, шамотных плит) в металлическом футляре, каркасе и без них;
2)печи сборноблочные (из керамики, жароупорного бетона
идругих материалов);
3)металлические печи.
По характеру отвода из печей дыма различают печи с на
садной дымовой трубой и печи с отводом дыма в коренную ды мовую трубу или в канал в стене
По температуре прогрева печи подразделяются на:
1) печи умеренного прогрева — с температурой внешней по верхности стенок, в момент максимального нагрева, в отдельных точках до 80—90°;
2) печи повышенного прогрева—с температурой внешней поверхности стенок, в момент максимального нагрева, в отдель
ных точках до 120° и средней температуре всей поверхности
до 90°;
3) печи высокого прогрева с температурами поверхностей выше температур, указанных в п. 2.
2. ТИПЫ ПЕЧЕЙ УМЕРЕННОГО ПРОГРЕВА
До опубликования в 1947 г. новых норм проектирования ото
пительных печей [3] у нас применялись теплоемкие печи только
умеренного прогрева с температурой на внешней поверхности в момент максимального нагрева 80—90°.
Различными организациями и отдельными изобретателями было разработано большое количество конструкций этого типа печей, различных по принципу устройства и по размерам. В кни
ге мы приводим наиболее рациональные современные конструк ции печей умеренного прогрева [2]. В основном—это печи тол стостенные с насадными трубами. Наряду с одноярусными пе чами ниже рассмотрено несколько типов двухъярусных печей, особенно удобных для применения в деревянных двухэтажных домах. Все печи — кирпичные, оштукатуренные, за исключением одной печи, облицованной изразцами, и другой (круглой) в ме
таллическом футляре.
При выборе типа печи особое внимание следует обращать на то, чтобы печь хорошо прогревалась в нижней своей части, обес
печивая этим интенсивный обогрев нижней зоны помещения. Это обстоятельство имеет особенно важное значение в малоэтажных
жилых зданиях при холодных полах и наличии неотапливаемых
сеней.
Особое внимание надо обращать также на то обстоятель ство, чтобы процесс сгорания топлива в печи происходил доста точно полно и не сопровождался выделением большого коли чества сажи. Ни тому, ни другому требованию не удовлетворяют
7
в массе своей колпаковые печи, имевшие у нас одно время ши рокое распространение. Существенным недостатком бесканальных печей является перегрев верхней части и относительно сла
Разрез по flfl |
Разрез по БВ Ряды 19,21,23 |
Ряд1 |
Ряд 6 |
Ряды 27,29 |
Ряд 2 |
Ряд9;11 5 |
Ряд 16 |
Ряд31 |
Ряд4 |
Ряд 32 |
Ряд 18
Рис. 2. Печь № 1. При высоте помещений 2,5 м необходимо ряды 27 и 28 изъять
бый -прогрев среднего и нижнего поясов; особенно это характер но для больших бесканальных печей с внутренним топливни ком, стенки которогоне являются наружными, а скрыты внутри
8