Теплоотдача печи как рассчитать

Мощность топки и мощность печи.

Первая печь.

Противопожарная разделка.

Мощность топки и мощность печи.

Плита варочная кирпичная, без духовки.

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)

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:

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.

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.

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.

Источник

Методика расчёта отопительной печи и камина

Одна из самых серьезных ошибок многих владельцев дачных домов – выбор конструкции печи или камина по экстерьерным особенностям или из расчета функциональных возможностей конкретной конструкции. Что в корне неверно.

Любая бытовая печная конструкция, прежде всего, ориентирована на обогрев помещения, и потому ее в первую очередь следует оценивать именно по этим параметрам. И только потом говорить о каких-то дополнительных опциях или декоре.

Введение

В книгах о печах часто описания или порядовки печей дополняются указанием их теплоотдачи, выраженной в килокалориях. В магазинах, как правило, на ценнике металлических печек указывают мощность печи уже в киловаттах.

При этом большинству пользователей довольно сложно оценить конкретно эти цифры, тем более, что многие производители лукавят и в описаниях к своей продукции (металлическим печам) указывают достаточно фантастические параметры или попросту недоговаривают, что чревато применением неподходящей модели в помещении с указанной площадью.

К примеру, часто уверяют, что печи способны обогреть площади по 100 и более квадратов без всяких дополнительных ухищрений. Что в принципе невозможно по законам физики – естественной конвекции.

Такой печи хватит на то, чтобы в этом помещении была плюсовая температура, но вот атмосферу в такой комнате вряд ли можно будет назвать комфортной.

Поскольку у самой печи будет зона сильного прогрева и стоять откровенная жара, а вот по дальним углам станет отчётливо ощущаться прохлада. И это только полбеды. Скорее всего, такие перепады еще и дополнятся конденсатом и сыростью по углам.

Избавиться от этих неприятных явлений можно только, устроив принудительную воздушную конвекцию (вентилятор), или устроить принудительную транспортировку тепла непосредственно в проблемные зоны помещения – проще говоря, устроить тепловой контур с циркуляцией теплоносителя. То есть превратить печь в котел и греть дом уже водяной системой.

Основные понятия и термины

На «магазинных» печках и каминах обычно указывают теплоотдачу, как уже говорилось, в киловаттах. По одной простой причине: так легче считать площадь, которую они могут обогреть.

В помещениях с высотой потолка до 3 метров 1 киловатт – это 10 квадратов площади. Соответственно, печь в 8 кВт в теории греет 80 квадратных метров.

И такие же данные дают для каминов. Которые, на самом деле, следует относить к камино-печам, а не чистым каминам. И в этом случае указание их мощности корректно (правда, у многих моделей во время топки нельзя открывать дверцу, ну да то дело десятое).

Но вот перенос этого шаблона на кирпичные конструкции перестает работать корректно. А еще в книгах по печному ремеслу принято указывать тепловую мощность в килокалориях. И тут вовсе наступает путаница.

Начнем с того, что отопительная печь и камин – совершенно различные конструкции с совсем разными задачами. И считаются по разным формулам. А еще железные печи и кирпичные хоть и родственники, но очень дальние. И потому работают совершенно иначе.

Для понимания вопроса: металл хорошо проводит тепло, но плохо его накапливает (быстро прогрелся – быстро остыл). И потому все металлические печи греют, пока в их топках горит топливо. Чтобы увеличить период их активности, устраивают системы длительного горения. И расчет их мощности ведется именно с учетом такой особенности.

А вот кирпичные печи в массе своей относятся к теплоемким конструкциям периодического нагрева, и потому их топят пару часов, а потом они долгое время отдают накопленное тепло, постепенно транслируя его из своих недр на наружные стенки. И потому считать их мощность (напрямую связанную с их массой и габаритом) следует как-то иначе.

Вообще, без применения искусственной конвекции одной печью можно прогреть примерно 30 – 40 квадратов. В более габаритном помещении уже не получится обеспечить комфортных условий для проживания – все из-за того же некомфортного температурного градиента, возрастающего по мере удаления от источника тепла (печи).

А вот с камином картина несколько иная. Камин греет комнату только в момент своей работы, пока горит топливо. И греет исключительно лучистым теплом. Без аккумулирования тепла. И потому КПД его не отличается рекордными значениями. Примерно 33% при топке дровами и до 55% при использовании каменного угля.

А вот для печки КПД 80% – вполне рядовое значение. Но у камина есть огромное преимущество. Забирая в открытую топку воздух для горения, камин это делает с запасом, избытком. И потому камин очень хорошо вентилирует помещение, сушит его. А еще камин прогревает этот объем максимально быстро.

Именно по этой причине камин предпочитали во многих Европейских странах. Особенно показательна в этом отношении Британия, где климат довольно мягкий, но излишне влажный, и где проблема отопления стояла не так остро, как необходимость избавления от лишней влажности жилья.

По той же причине дореволюционные пособия рекомендуют иметь в большой квартире в дополнение к печам один камин – для организации нормального воздухообмена. И потому камины часто сооружали в больничных палатах – своеобразный аналог кварцевания.

Так что камин уже считают не из соображений восполнения теплопотерь здания, а с позиций нормального воздухообмена. И потому методики расчёта печи и камина различаются кардинально.

Мощность печи должна соответствовать теплопотерям помещения. Недостаток мощности приведет к снижению экологии помещения (попросту окажется слишком прохладно), а избыток приведет к перерасходу топлива.

Говоря образно, картина в чем-то схожа с выбором двигателя для автомобиля. Глупо пытаться выпустить миникупер с двигателем от карьерного самосвала, как и бесполезно оснащать этот самосвал мотором от компактной легковушки.

Излишне габаритный камин в маленьком помещении станет страдать от недостатка кислорода, требуемого для нормального сгорания топлива. И потому он или начнет дымить, или устроит такой сквозняк, что двери попросту начнут интенсивно хлопать. Ну а слишком маленький камин в огромном зале окажется бесполезен – он попросту не согреет его.

Формула расчета камина

Камин считать проще, а потому начнем с него. Постулатов всего несколько и запомнить их просто.

Площадь портала (площадь проема открытой каминной топки) должна находиться в пределах 1/65 – 1/80 от площади помещения. Вне зависимости от его высоты. Оптимальным стоит признать соотношение 1/75.

При этом высота трубы любого камина должна быть не ниже, чем 5 метров. При меньшей высоте возможно дымление. А сечение трубы должно быть не менее 1/10 площади портала. Но не менее 1 кирпича. То есть не менее, чем 120х250 мм.

Топку делают глубиной не более 2/3 высоты портала. Над топкой ставят дымосборник, объем которого должен составлять не менее 1/6 от объема топки. Собственно, это все данные для камина с открытой топкой. При соблюдении этих пропорций и размеров камин практически всегда работает без проблем вне зависимости от погоды на улице.

Как считается отопительная теплоемкая печь

Возвращаемся к расчету печей. Формулы для точного определения габарита отопителя написали еще в середине XIX столетия. Но справиться с ними рядовому пользователю с изрядно подзабытым багажом средней школы нереально.

Поскольку иной раз теряются и выпускники технических вузов. Поэтому были созданы таблицы, учитывающие количество окон, дверей, материала утеплителя, стен, перекрытий, их конструкционные особенности и еще массу параметров, забивать которыми голову рядовому застройщику совершенно необязательно.

Табличные данные дают весьма хорошие результаты по подбору печного габарита, но это довольно объемная брошюра, разобраться в которой тоже непросто. А потому создали упрощенную схему расчета печи, которой, как оказалось, вполне достаточно для бытовых целей.

Формула дает довольно точные данные для печей с одноразовой топкой (один раз в сутки). Если планируется топить печи дважды, то их габарит можно уменьшить. Но не вдвое, как покажется, а не более как на 40%.

Отсюда простой вывод: лучше ориентироваться все же на одну топку в сутки, поскольку топка дважды в день требует дров в два раза больше, но такого же двойного выигрыша в теплоотдаче печи не будет и в целом КПД системы отопления уменьшится.

Переходим к цифрам. Один кубометр жилого объема в среднем теряет в час 21 ккал. Соответственно, для определения теплопотерь достаточно объем отапливаемого помещения умножить на 21.

Но здесь есть нюанс. Вне зависимости от материала стен и перекрытий, объем следует считать по внешнему габариту помещения, а не по внутреннему.

Проще говоря, если у нас в активе комната 4х5 метров с высотой потолков 2,5 метра, то объем, принимаемый за искомый будет не 50 (4х5х2,5) кубометров, а несколько больший – следует прибавлять к чистовым габаритам еще и толщину стен или перекрытий. И, если толщина стен в этом доме 0,25 метра, то площадь будет не 4х5=20 кв. метров, а 4,5х5,5=25 кв. метров. Как и высота уже не 2,5 метра, а 3,0 метра (потолок и пол по 25 см – величина взята условная для иллюстративного примера).

Соответственно, объем, с которого считываем теплопотери, будет не 50, а 75 кубометров. Разница, согласитесь, значительная.

Умножив полученное значение на 21, получаем ежечасные теплопотери помещения. В данном конкретном примере это 1575 ккал/час.

Теперь требуется подобрать печь, которая способна компенсировать вышеуказанные теплопотери. А это уже напрямую зависит от активной площади печи – то есть той внешней поверхности, которая участвует в нагреве.

Здесь важно учитывать только внешние стенки печи, за которыми проходят тепловые каналы (дымообороты) или расположена топка. Если у печи есть плита, над которой имеется варочная камера, сформированная кирпичной кладкой, внутри которой нет каналов отбора тепла от топливных газов (типичная печь-шведка – как пример), то этот участок поверхности нельзя принимать за активный.

Один квадратный метр активной площади печи при одноразовой суточной топке выдает 300 ккал.

То есть, если предположить, что основание нашей печи составляет 2х3 кирпича 0,51х0,77 м (что не обязательно, конечно же – просто для наглядности примера), то высота такой печи должна быть примерно 5,25/(0,51х2+0,77х2)=2,1 м, без учета той части поверхности, где печь не греется (обычно в чисто отопительной печи это около 20 см от пола).

В принципе, значения теплоотдачи печи могут немного отличаться от полученных оптимальных теоретических цифр.

Точного соответствия не требуется. Вполне допустим дефицит тепловой мощности в 5% или ее избыток в 10%.

При превышении этих допусков ухудшится тепловой комфорт в помещении и сократится ресурс печи (при недостатке мощности придется ее регулярно перегревать, перетапливать).

Так же важно учитывать, что расчет этот верен для неотделанных кирпичных печей или покрытых штукатуркой. Если печь изразцовая, то она будет отличаться большей теплоемкостью, но меньшей теплоотдачей – примерно на 10%, что стоит учитывать заранее.

Изразцы, как ни странно, снижают теплоотдачу печи. Но зато резко увеличивают ее декоративные и гигиенические свойства, поскольку исключают пригорание пыли на поверхности и делают возможной влажную уборку.

Источник

Теплоотдача печи

В данной статье можно рассчитать теплоотдачу прямоугольной отопительной печи, и на основе расчетов сделать выбор, для надежного обогрева комнат вашего дома.

Теплоотдача печи

Подготовка к возведению печи

П еред тем, как приступать к обустройству фундамента и кладке кирпичей, нужно определиться с оптимальными размерами и конструкцией печи, интегрировать ее в жилое пространство дома. Следует заранее просчитать площадь поверхности теплоотдачи, а также общую теплоотдачу и по отдельным частям печи. Также важно определиться с типом топлива (и доступным качеством) — от сезонных и суточных расходов зависит, сколько места нужно для хранения запасов энергоносителей.

КПД печи (котла) зависит от степени его использования.

Большое значение имеет и количество топок в печи (суточное).

Выбирать конструкцию будущей отопительной системы следует, исходя из общей площади и планировки жилья, теплопроводности стройматериалов (из которых дом сделан), количества и площади проемов (окон и дверей), облицовки комнат и т.д. Расчетная теплоотдача печи должна быть достаточной для отопления жилья при всех возможных теплопотерях.

Как считать?

Известны удельные теплопотери строительных конструкций. Например, в одноэтажном доме при температуре воздуха снаружи 25°C стена из кирпичей (1 кв.м. площади) толщиной 2 кирпича теряет 78 ккал/ч, толщиной 3,5 кирпича — 53 ккал/ч; стена из бревен толщиной 20см — 67 ккал/ч, а толщиной 25см — 52 ккал/ч. Двери на балкон с двойным остеклением (и окна подобного типа) выпустят на улицу 100 ккал/ч, а деревянные двери — 175 ккал/ч. Выходит тепло из дома и через пол, потолок — к примеру, пол из дерева теряет 19 ккал/ч.
Теплопотери учитывают и объем отапливаемого помещения (всего жилья и отдельных комнат). Чтобы нагреть 1 куб.м. до 18°C, расходуется примерно 21 ккал/ч.

Определившись с достаточной теплоотдачей (т.е., вычислив суммарные теплопотери как исходный минимум обогрева), можно определить размер требуемой нагреваемой площади печи (т.н. зеркала). Величину общей теплоотдачи печи делят на 300 (столько отдает 1 кв.м. зеркала) — получается минимальная площадь, что позволяет рассчитать периметр печи и длины сторон: площадь зеркала делят на нагревательную высоту и еще пополам — результат вычислений и есть длина стороны печи. В ширину и длину конфигурация печи может варьироваться — но так, чтобы сумма длин сторон равнялась расчетному периметру.

Важный момент: устройство и размеры топки должны соответствовать виду используемого энергоносителя — чтобы топливо сгорало полностью, обеспечивая эффективную теплоотдачу печи. Например, для сухого торфа нужна топка высотой 65-75см, а для влажного — более 80см; для дров надо 80-100см, для каменного угля — еще больше. У внушительной печи ширина топки должна быть 30-38см, для компактных вариантов достаточно топливника шириной 20-25см.

Величина удельных теплопотерь 1 м2 некоторых видов строительных конструкций одноэтажного дома (при температуре наружного воздуха 25°С)

Видео: Расчет теплоотдачи печи

На страницах моего сайта калькулятор расчета теплопотерь дома. После расчета по нему вы узнаете многие характеристики.

Теперь можно рассчитать теплоотдачу прямоугольной отопительной печи, и на основе этих двух расчетов сделать выбор, для надежного обогрева комнат вашего дома.

Версию калькулятора для работы в офлайне можно скачать Здесь

Калькулятор для расчета теплоотдачи печи

Предлагаю вам скачать программу — онлайн калькулятор для самостоятельного расчета теплопотерь помещения. здесь

Источник

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.

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.

Источник

Расчёт теплоёмких печей.

Неисправности печей.

Сильная тяга это не признак хорошей печи, а наоборот.

Расчёт теплоёмких печей.

Теплоёмкий, отопительный камин

Опытный печник знает какую печь нужно ставить для какого дома.

Но всё таки, для более эффективной организации отопления лучше просчитать теплопотери и необходимую мощность печи и топки в ней.

Хорошо рассчитанная печь даст больше тепла и сэкономит драгоценное топливо.

Расчет отопительных печей.

Расчёт теплопотерь помещения.

Под этим абзацем размещена ссылка на калькулятор с помощью которого можно легко справиться с этой задачей.

Но для особо пытливых умов попробуем разобраться с формулами и цифрами.

Упрощенная формула для расчета теплопотерь помещения выглядит следующим образом:

где Q – объем теплопотерь, S – объем помещения, T – разница между внешней и внутренней температурами, R – величина сопротивления утечки тепла материала.

Для подсчетов по формуле необходимо вводить следующие данные:

При подсчете утечки тепла стоит понимать, что абсолютно все факторы не поддаются полному учету. Это и конструктивные ошибки, и внутри стеновой конденсат. Поэтому полученные данные лучше проверить экспериментальным путем.

Термическое сопротивление отдельного слоя ограждающей конструкции или однородного ограждения.

,

где δ — толщина слоя материала (м), λ — коэффициент теплопроводности материала (Вт/[м·°С]).

Чем больше полученное значение R, тем выше теплозащитные свойства слоя материала.

Таблица теплопроводности некоторых строительных материалов.

Рассчитать теплопотери вашего помещения поможет любой из калькуляторов представленных в интернете.

Калькулятор теплопотерь от сайта Kalk.pro

Расчёт мощности печи.

Расчет необходимой мощности отопительного прибора очень прост.

Сколько тепла потеряли столько и нужно восстановить.

В идеале мощность печи должна равняться количеству теплопотерь помещения.

Расчёт необходимой мощности топки дровяной печи.

Этот расчёт будет верным только для дровяных, теплоёмких печей периодического действия.

Для расчёта мы возьмём эталонную печь с КПД равным 75%.

Под КПД здесь подразумевается соотношение выделенной от сжигания дров энергии к распределённой в помещение.

КПД в 75% стандартное соотношение для современной теплоёмкой печи.

Печь периодического действия подразумевает непродолжительный период топки и продолжительное время распределения тепла в помещение.

В идеале такая печь топится одной топкой дров в сутки, но для этого необходимо выдерживать отопительный режим.

Зная необходимую мощность теплоёмкой печи мы можем высчитать мощность её топки по простой формуле:

Посчитав по этой формуле необходимую мощность можно рассчитать объём топки.

Расчёт сечения кирпичной, дымовой трубы печи.

Чаще всего кирпичные дымоходы бывают трёх типов.

Кирпичный дымоход четверик.

В сечении четверика четыре кирпича, поэтому и название такое.

У четверика канал размером 130 на 130 мм.

На четверик подключают теплоёмкие печи мощностью до 3,5 кв.ч.

Обычно на четверик подключается варочная плита или небольшая голландка.

Голландка и кирпичная плита варочная.

Дымовая труба пятерик.

У пятерика пять кирпичей в сечении и канал размером 260 на 130 мм.

На пятерик подключаем теплоёмкие печи до 5 кв.ч.

Я подключаю на пятерик отопительные камины, небольшие теплушки и классические камины с небольшими порталами.

Отопительный камин и печь теплушка.

Кирпичная труба шестерик.

В одном ряду шестерика шесть кирпичей.

Канал дымохода шестерик 260 на 260 мм.

Это самое большое сечение применяемое для домовых, бытовых печей.

В шестерик я включаю большие русские печи и классические камины.

Русская печь и классический камин.

Естественно что эти размеры кирпичных дымоходов не единственные.

Можно делать дымоход и больших размеров, но для бытовых печей этих размеров обычно хватает.

Так же для более точного попадания сечения дымохода под мощность топки можно использовать в кладке четвертинки и трёхчетвёрки кирпича.

В таком случае вы сможете построить дымоход с сечением канала 130 на 190.

Если для вашей печи точный размер канала настолько важе то это будет хорошее решение.

Но четвертинки и трёхчетвёрки добавят сложности в работу.

Подробно про кладку кирпичной трубы с выдрой читай здесь.

Возможно эти расчёты показались вам чрезмерно сложными, но на самом деле всё гораздо проще.

Вся идея в том, что нужно понимать теплопотери вашего дома и мощность печей определённого типа.

В разделе про сечение дымовых труб указаны примерные мощности наиболее популярных типов печей.

Ориентируясь на эти показатели можно с лёгкостью определить нужную для вашего дома печь.

Источник