ПЕЧИ ОТОПИТЕЛЬНЫЕ ТЕПЛОЕМКИЕ.
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 Vак в м3 называется объем нагревающего массива печи без вычета пустот.
2. Классификация
1. 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);
 |
 |
 |
| черт. 1 | черт. 2 | черт. 3 |
б) с движением газов по каналам, соединенным параллельно:
однооборотные (черт. 4);
двухоборотные (черт. 5);
 |
 |
| черт. 4 | черт. 5 |
в) с движением газов без каналов, свободно внутри полостей печей:
колпаковые (черт. 6, 7);
 |
 |
| черт. 6 | черт. 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)
 |
 |
 |
| черт. 8 | черт. 9 | черт. 10 |
 |
 |
 |
| черт. 11 | черт. 12 | 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
1. Проектирование и расчет печей производится для случая двух топок в сутки.
2. Температура открытой теплоотдающей поверхности печи и средние коэффициенты теплоотдачи принимаются по табл. 1.
Таблица 1
|
Типы печей |
Температура поверхности печи оС |
Средние коэффициенты теплоотдачи ? ккал/м2 час |
|
средняя |
В отдельных точках в момент максимального нагрева |
||
Толстостенные, в штукатурке или металлическом футляре |
55-65 |
85 |
400-560 |
Толстостенные изразцовые |
65-70 |
90 |
500-600 |
Тонкостенные весом 1000 кг и более |
65-70 |
120 |
500-600 |
Тонкостенные весом до 1000 кг |
60-65 |
120 |
450-550 |
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
4. Средняя часовая теплоотдача печи Qчас в ккал/час определяется по формуле
Qчас = αIFI + αIIFII + αIIIFIII + αIVFIV + αVFV ,
где:
FI - FV – теплоотдающие поверхности стенок, перекрыши, дна камер и отступок печи в м2;
αI - αI – 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
Наименование поверхностей печи |
Размер отступок, камер и перекрыши |
Поправочный коэффициент |
Отступки и воздушные камеры |
Шириной 13 см и более, открытые с обеих сторон |
1,00 |
Шириной от 7 до 13 см, открытые с обеих сторон |
0,75 |
|
Закрытые с боков и с дна, с нижней решеткой и открытые вверху |
0,75 |
|
Закрытые с нижней и верхней решетками |
0,50 |
|
Закрытые, с боков, но открытые вверху и внизу |
1,00 |
|
Перекрыша при высоте печи 2,1 м и менее |
При толщине 14 см и менее |
0,75 |
При толщине свыше 14 см до 21 см включительно |
0,50 |
6. 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 (Qрасч) в ккал определяется по формуле:
Qрасч = 12 Qчас
где Qчас – 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
Активный объем печи м3 |
Коэффициент неравномерности М при толщине стенок: |
||
топливника и прочих 7 см и менее |
топливника более 7 см и до 12 см, прочих 7 см и менее |
топливника и прочих 12 см и более |
|
0,20 |
1,00 |
||
0,25 |
0,90 |
||
0,30 |
0,85 |
||
0,40 |
0,80 |
0,65 |
|
0,60 |
0,60 |
0,50 |
|
0,80 |
0,50 |
0,40 |
|
1,00 |
0,45 |
0,30 |
|
1,20 |
0,40 |
0,25 |
|
1,40 |
0,36 |
0,21 |
|
1,60 |
0,34 |
0,18 |
|
1,80 |
0,32 |
0,16 |
|
2,00 |
0,31 |
0,14 |
|
2,20 |
0,30 |
0,13 |
|
2,60 |
0,28 |
0,12 |
|
3,00 |
0,26 |
0,11 |
|
Примечание.
При антраците коэффициент М уменьшается на 25%.
9. продолжительность одной топки (m) в часах принимается по табл. 4.
Таблица 4
Средняя часовая теплоотдача печи, ккал/час |
Продолжительность топки, часов |
До 1500 |
1,00 |
Св. 1500 до 3000 |
1,25 |
Св. 3000 до 5000 |
1,60 |
Св. 5000 |
2,00 |
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 Qвоспр определяется по формуле:
Qвоспр = (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
Топливо |
Коэффициенты тепловосприятия ккал/м2 час |
|||
?1 |
?2 |
?3 |
?4 |
|
Дрова с влажностью 25% |
6000 |
4500 |
2300 |
3000 |
Торф кусковой с влажностью 30% |
5500 |
4000 |
2000 |
2800 |
Каменный уголь |
5500 |
4000 |
2000 |
2800 |
Торф брикетный |
6000 |
4200 |
2200 |
2800 |
Уголь подмосковный |
5000 |
3500 |
2000 |
2500 |
Уголь бурый |
5000 |
3500 |
2000 |
2500 |
Антрацит |
4500 |
3200 |
2000 |
2500 |
11. Для обеспечения необходимой теплоаккумуляции печи вес потребного-активного массива (G) печи в кг должен быть не менее:
G = Qчас т / с ∆t ,
где:
Qчас – 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
Тип печей |
оС |
Толстостенные |
80 |
Тонкостенные весом 1000 кг и более |
120 |
Тонкостенные весом до 1000 кг |
160 |
12. Количество топлива В в кг, сжигаемого за время одной топки, определяется по формуле:
В = Qрасч / Qрн η ,
где:
Qрасч – принимается по п. 7 настоящего стандарта;
Qрн - 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:
Вчас = 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 hт в см и наименьшая высота топливника Hт в см определяются по табл. 7
Таблица 7
Род топлива |
Толщина слоя топлива hт при теплоотдачи печи |
Высота топливника Hт при теплоотдачи печи |
||
до 3000 ккал/час |
свыше 3000 ккал/час |
до 3000 ккал/час |
свыше 3000 ккал/час |
|
Дрова с влажностью 25% |
25 |
35 |
56 |
77 |
Торф кусковой с влажностью 30% |
20 |
30 |
56 |
77 |
Бурый уголь подмосковный |
9 |
15 |
49 |
63 |
Каменный уголь |
10 |
16 |
42 |
56 |
Антрацит |
15 |
24 |
35 |
42 |
Примечания к табл. 7:
1. Величина hт 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 Fт в м2 определяется по формулам:
V / hт – при загрузке всего количества топлива, потребного на одну топку;
0,75 V / hт – при загрузке 0,75 количества топлива, потребного на одну топку,
где:
V = B / γ – объем топлива, потребного на одну топку, в м3;
hт – толщина слоя топлива в м;
γ – объемный вес топлива в кг/м3.
в) ширина топливника bт 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 lт в см определяется по формуле:
lт = Fт / bт ,
Длина топливника кирпичных печей должна быть кратна размерам кирича.
д) Объем топливника Vт в м3 определяется по формуле:
Vт = lт bт Hт ,
где lт, bт, Hт - длина, ширина и высота топливника в м.
14. Проверка расчетом объем топливника.
Получаемый расчетом объем топливника Vт проверяется по формуле:
Vт = Bчас Qрн ηт / E ,
где:
Bчас – количество сжигаемого за 1 час топлива в кг/час;
Qрн – низшая теплопроизводительность рабочего топлива в ккал/час, принимаемая по табл. 10 настоящего стандарта;
ηт – коэффициент полезного действия топливника с колосниковой решеткой, принимаемый 0,90;
E – тепловое напряжение топочного пространства ккал/м3 час, принимаемое по табл. 8.
Топливо |
Теплонапряженность топочного пространства E ккал/м3 час |
Дрова влажностью 25%, торф кусковой влажностью 30%, подмосковный уголь, бурые угли |
350 000 |
Торф брикетный |
380 000 |
Каменный уголь |
450 000 |
Антрацит |
480 000 |
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 Fк в м2 определяется по формуле:
Fк = Bчас / R ,
где R – напряжение колосниковой решетки в кг/м2 час, принимаемое по табл. 9.
Живое сечение колосниковой решетки: ω = μ Fк ,
где μ – коэффициент, принимаемый по табл. 9.
Таблица 9
Род топлива |
Коэффициент живого сечения решетки ? |
Напряженность колосниковой решетки R, кг/м2 час |
Дрова с влажностью 25% |
0,25 |
250 |
Торф кусковой воздушной сушки влажностью 30% |
0,20 |
180 |
Торф брикетный |
0,25 |
200 |
Уголь подмосковный |
0,35 |
70 |
Уголь бурый |
0,30 |
85 |
Уголь каменный |
0,30 |
70 |
Антрацит |
0,40 |
60 |
Примечание к табл. 9.
напряжения колосниковой решетки даны при высоте дымовой трубы не менее 5 м.
15. Объем дымовых газов V в м3/час при температуре t определяется по формуле:
V = Vо Bчас (1+ αt) ,
где:
Vо – объем продуктов горения при 0о и 760 мм давления в м3/кг;
t – температура газов в соответствующем канале в оС;
α = 1/273 – коэффициент расширения газов.
Значения Vо и t принимаются по табл. 10.
Таблица 10
Топливо |
Объем продуктов горения при 0о и 760 мм давления |
Температура газов в дымоходах оС |
|||||
Род топлива |
Qрн |
? |
1-й |
Промежуточный |
Последний |
Выход в трубу |
|
Дрова с влажностью 25% |
3300 |
420 |
10 |
700 |
500 |
160 |
130 |
Торф кусковой воздушной сушки влажностью 30% |
3000 |
400 |
10 |
550 |
350 |
150 |
130 |
Торф брикетный |
4000 |
250 |
11 |
600 |
400 |
160 |
130 |
Уголь подмосковный |
3000 |
700 |
12 |
500 |
320 |
140 |
120 |
Уголь бурый |
4700 |
750 |
12 |
550 |
350 |
140 |
120 |
Уголь каменный |
6500 |
900 |
17 |
480 |
300 |
120 |
110 |
Антрацит |
7000 |
1000 |
17 |
500 |
320 |
120 |
110 |
Примечание к табл. 10:
1. В таблице даны средние значения величин.
2. Для печей с теплоотдачей до 1500 ккал/час значения t2 и tпд для промежуточных и последних дымоходов принимаются с коэффициентом 1,2.
