close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Отопление дома

код для вставкиСкачать
Отопление дома В правильно спроектированном и построенном доме при любой системе отопления тепло будет держаться достаточно долго.
В малоэтажных домах многих стран до сих пор распространено печное отопление.
Печи бывают: * большой теплоемкости (топка 1 раз в сутки); * средней теплоемкости (топка 2 раза в сутки); * малой теплоемкости (требуется непрерывная топка).
Для поддержания постоянной температуры воздуха в помещении нужна небольшая мощность (как правило, 0,3...0,6 кВт на комнату), однако она должна равномерно воздействовать в течение длительного времени. Это означает использование совсем небольшого пламени, отопительного устройства небольших размеров или с низкой температурой поверхности (в пределах 35...40°С). Легче всего это достигается с помощью больших массивных очагов, протапливаемых 1..2 раза/сут.
Некоторые отопительные устройства пригодны как для повышения температуры воздуха в помещении, так и для поддержания постоянной температуры воздуха в нем. В качестве примера можно привести комбинированный очаг, имеющий соединительное устройство к дымоходу как в верхней его части (при использовании очага по летнему режиму), так и в нижней части (при использовании очага в качестве отопительной печи). Существуют различные дополнительные устройства к печам и каминам, при помощи которых можно быстро получать много тепла. Когда эти устройства закрывают, то очаг превращается в теплоаккумулирующее устройство (для поддержания постоянной температуры в помещении).
Вопрос о функционировании очага в качестве отопительного устройства является наиболее важным при выборе типа очага.
Различные виды очагов
Определения: * Печь (печь, действующая по принципу противотока, вертикальная печь, отопительная печь) - отопительное устройство на использовании принципа противотока и оборудованное входными дверками; присоединительная труба расположена в нижней части. * Очаг (открытый очаг, камин) - очаг без входных дверок, присоединяемый к дымоходу в верхней части. Зачастую такой очаг представляет собой единое целое с дымовой трубой. * Комбинация очага с печью каминопечь) оборудуется большими входными (часто распашными) дверками и имеет, как правило, верхнее и нижнее соединение с дымовой трубой. * Обогревающий очаг - комбинация очага с печью, теплоотдача которого существенно повышается путем определенных усовершенствований. К этой группе относятся достаточно надуманные рекламные термины: очаг с камином, теплоаккумулирующий очаг, эффективный очаг, обогревающий очаг, очаг центрального отопления, энергетический очаг.
Камины Дополнительные комфорт и уют в здании создают камины, которые могут являться центральной точкой (фокусом) помещения. Несмотря на невысокий коэффициент теплоотдачи (по сравнению с отопительными печами он в 3...4 раза меньше), у них есть свои преимущества: быстрая отдача лучистого тепла; хорошая вентиляция отапливаемых помещений; украшение интерьера.
* Принцип действия камина * Разновидности каминов * Способы передачи теплоты * Конструктивные особенности каминов * Размещение камина * Усовершенствование камина * Эффективность каминов
Принцип действия камина Принцип действия камина основан на излучении теплоты от горящего топлива и от разогретых стен топочного пространства. Камин не имеет петлевых дымооборотов, присущих печи, и горячие газы из топливника уходят в дымовую трубу напрямую. Камин не предназначен для аккумуляции теплоты, он имеет малую теплоемкость и греет только тогда, когда горит топливо, но при этом начинает отдавать теплоту сразу и быстро прогревает холодное помещение, поэтому камин привлекателен в дачных домах.
К тому же камин обеспечивает перемещение воздуха и вентилирует помещение, поэтому не образуется сырость. Для того, чтобы камин быстро прогрелся и начал интенсивно излучать теплоту, его стены должны быть массивными.
Рис. 1. Принцип действия камина:
а - камин с параллельными боковыми и вертикальной задней стенкой;
б - камин с развернутыми боковыми и наклонной задней стенкой.В странах с теплым климатом топливник камина делают с параллельными боковыми и вертикальной задней стенкой (рис. 1, а). В более суровых климатических зонах наиболее распространен английский (шведский) камин с развернутыми боковыми и наклоненной вперед задней стенкой. Внутренние поверхности такого камина отражают лучистое тепло в помещение (рис. 1, б).
Существенным недостатком обычного камина является малая инерционность, он быстро остывает; если нужен стабильный обогрев, его необходимо постоянно топить, что крайне неудобно.
Разновидности каминов В настоящее время определились следующие разновидности каминов: * закрытый или встроенный в капитальные стены; * полуоткрытый или пристроенный к стене; * открытый или свободностоящий.
Полностью открытые камины эстетически наиболее выразительны и просты в изготовлении. Они функциональны, т.к. теплота от них распространяется во все стороны, а не односторонне.
Основные недостатки открытого камина: * значительная занимаемая площадь; * необходимость выполнения дополнительных противопожарных мероприятий.
Способы передачи теплоты каминами По способу передачи теплоты в помещение различаются: * с чистым излучением (старогерманский камин), в котором эффект излучения усиливается наклоном задней (с чугунной вставкой) и боковой стенок; * с излучением и дополнительным конвективным нагревом воздуха, при этом боковые стенки (иногда и задняя стенка) выполняются двойными, нагрев воздуха осуществляется за счет конвекции во внутреннем кожухе.
Рис. 1. Камин с чистым излучением (старогерманский):
1 - зольник; 2 - золовой канал; 3 - решетка топливника; 4 - заслонка; 5 - отверстие для чистки газохода.
Рис. 2. Английский камин.
В вертикальных колодцах боковых стенок (А и Б) циркулирует комнатный воздух и нагревается от стен топливника.Недостатком конструкции с конвективным нагревом во внутреннем кожухе является пригорание пыли. Поэтому в гигиеническом отношении лучше отопление не циркуляционным, а приточным атмосферным воздухом.
Конструктивные особенности каминов Рис. 1. Наименование различных деталей камина:
1- дымовая труба; 2 - дымоход; 3 - дымовая камера; 4 - заслонка; 5 - дымовая полка; 6 - вход (дыма); 7 - косая верхняя часть задней стенки; 8 - задняя стенка очага; 9 - колосниковая решетка; 10 - зольник.О правильных размерах каминов существует столько мнений, сколько людей их высказывает. На рис. 2 и табл. 1 приведены размеры очага, рекомендуемые шведскими специалистами.
Рис. 2. Рекомендации по выбору размеров камина.Таблица 1.
ABCDEFGH600500340400300200130120700580360450300200130120800630380550300200130120900680400600300200130120100074042070030020013012011007804507503502501501501200840480800350250150150130090051090035025015015014009505401000350250150150150010005801000350250150150Самой ответственной частью камина является переход от топливника к дымосборнику. От правильной формы дымового уступа (зуба) и отношения ширины, высоты и глубины топливника во многом зависят эксплуатационные качества камина. Размер дымового зуба равен 10...12 см. Он улучшает тягу и не дает холодному воздуху попасть из трубы в топливник. На его работу оказывают влияние также: * размеры дымосборника; * высота трубы; * площадь ее сечения.
В каминах с воздушным подогревом часто не создают дымовой карниз (зуб), а пирамидально уменьшают топочное пространство до соединения с расположенной над ним дымовой трубой, хотя при таком решении существует некоторая опасность задувания топочных газов в отапливаемое помещение. Для предотвращения опрокидывания тяги в камине и задувания газов в помещение дымовую трубу рекомендуется располагать не прямо над топочным пространством, а сбоку от него.
Рис. 3. Камин с боковым расположением дымового канала:
1 - камин; 2 - соединительный газоход; 3 - дымоход.Для лучшего отражения лучистого тепла в отапливаемое помещение боковые стены топливника делают скошенными под углом 45...60°, а заднюю стенку (примерно в 1/3...1/2 ее высоты) - наклонной.
Размещение камина Камин не рекомендуется размещать в коридоре, около двери и тем более - вблизи от лестницы, т.к. для каминов нежелательны сквозняки. Портал должен быть обращен в центральную часть комнаты, для того чтобы была возможность организации рядом места отдыха. Между сидящими людьми и камином не должно быть никаких ограждений.
Поверхность излучения камина не должна находиться против окон, т.к. в этом случае значительно увеличивается циркуляция воздуха. Оборудованием камина у внутренней стены достигается минимальное охлаждение проходящих по газоходам газов, однако, ухудшается подача в помещение свежего воздуха из-за трудностей в размещении каналов во внутренних стенах.
Усовершенствование камина Неоднократно предпринимались попытки усовершенствования каминов, направленные на повышение степени использования теплоты газов. Уже в XVII в. появился камин со встроенным в топливник калорифером. В нем за счет нагрева приточного воздуха утилизовалась часть теплоты газов.
Рис. 1. Камин с воздушным калорифером:
1 - коробка; 2 - входной воздушный патрубок; 3 - выходной воздушный патрубок.
Рис. 2. Предварительный подогрев в калорифере камина наружного воздуха, поступающего в помещение:
1 - холодный наружный воздух; 2 - интенсивное распределение в помещении воздуха, нагретого в калорифере камина, до его поступления в портал камина.Далее камины стали оснащать дымооборотами и превращать в каминопечи, что приблизило их конструкцию к типично печной.
Рис. 3. Каминопечь:
1 - подъемный газоход; 2 - топочная дверца; 3 - опускной газоход; 4 - душник.Главное отличие камина от печи заключается в большом сечении топочного отверстия, что с технической стороны имеет следующие недостатки: * в топливник проникает большое количество избыточного воздуха; * возможно временное опрокидывание тяги из-за случайных причин. Для устранения этих недостатков камины стали оснащать двойными дверцами, перекрывающими все сечение портала. Наружная дверца - декоративная, внутренняя - рабочая с поддувальными отверстиями. Обычно топка производится при открытой наружной и закрытой внутренней дверцах, но при желании можно топить камин с обеими открытыми дверцами.
Камины сооружаются также в комбинации с водяным отоплением, для чего на задней стенке очага устраивают водяные нагревательные элементы.
Весьма интересно объединение камина с печью, т.к. печь эффективна для отопления здания в целом, а камин является средством быстрого локального обогрева. Возможно островное расположение единого массива таким образом, что камин обращен в общую комнату, а печь - в кухню-столовую. При этом следует помнить, что на сквозняке камин может начать дымить.
Эффективность каминов О целесообразности строительства каминов существуют самые противоречивые мнения: * одни считают, что толку от них никакого; * другие намерены отапливать камином дом в морозную зиму. При этом никто, конечно же, не отрицает необыкновенную притягательность открытого огня камина.
* Принцип действия открытого очага * Опыт эксплуатации открытого очага. КПД открытого очага o Колосники с отверстиями или без отверстий? o Подача наружного воздуха непосредственно в очаг и КПД камина o Дымоход o Конструкция и размеры кирпичного очага o Улучшение функционирования очага o Увеличение теплоотдачи (мощности) очага o Уменьшение потребности воздуха для очага o Эффективность каминов с дополнительным воздушным нагревом Принцип действия открытого очага
Для горения дров в открытом очаге требуется 6...9 м3 воздуха из расчета на 1 кг дров. При таком расходе воздуха обеспечивается эффективное горение с образованием некоторого количества дыма. Дыму, конечно же, легче выходить в комнату, чем в небольшое отверстие в потолке топки. Как этому воспрепятствовать? В очаге нет входных дверок, и путь дыму преграждает только поток воздуха, направленный из комнаты в очаг и далее через дымоход в атмосферу. Практические измерения показали, что такой поток воздуха может выполнять функции дверок, преграждая дыму путь в комнату, при условии, что скорость его составляет не менее 0,25 м/с. Пример.
В очаге с размером портала 1 х 0,5 м сжигается 5 кг дров в течение 1 ч. Чтобы предотвратить попадание дыма в комнату, в очаг за 1 ч необходимо обеспечить подачу воздуха не менее
V = 1 x 0,5 x0,25 x 3600 = 450 м3. Полученное количество воздуха примерно в 1,5 раза превышает объем всего здания, т.е. рассматриваемый очаг обусловливает кратность обмена воздуха в 1ч, равную 1,5. С другой стороны, для нормального горения 5 кг дров требуется всего 30...40 м3 воздуха. Таким образом, несмотря на то, что для горения дров не требуется интенсивного обмена воздуха, все же для предотвращения возможности попадания дыма открытую комнату необходимо обеспечить подачу воздуха, в 10...15 раз большую, чем это необходимо для собственного горения дров. Отсюда следует, что: * камин весьма эффективен в межсезонье при просушивании небольшого дома периодического проживания (дом для уик-энда, дача), он позволит очень быстро нагреть помещение; * в холодное время года (при температуре ниже -15...20°С) за довольно короткое время камин может "выстудить" дом. Опыт эксплуатации открытого очага. КПД открытого очага
Колосники с отверстиями или без отверстий?
Для очагов с входными дверками наличие колосников с отверстиями обязательно и в открытом очаге применение колосников с отверстиями способствует более полному и равномерному сгоранию дров. Однако количество воздуха, поступающего через отверстия в колосниках, составляет лишь 2...6% общей потребности воздуха для очага, поэтому значение колосниковой решетки для открытого очага заключается в том, что сокращается время использования очага и тем самым несколько уменьшается количество воздуха, уходящего в атмосферу. Перекрытие заслонки не способствует повышению КПД очага, поскольку с уменьшением площади поперечного сечения дымохода уменьшается не только количество дымовых газов, выходящих наружу, но также и количество воздуха, поступающего в очаг, т.е. уменьшается тот приток воздуха, который необходим для предотвращения попадания дыма из очага в комнату. Подача наружного воздуха непосредственно в очаг и КПД камина
Зачастую можно слышать утверждения о том, что подача наружного воздуха в открытый очаг способствует повышению его КПД в результате уменьшения влияния воздуха, поступающего из помещения. На практике через воздухозаборник в очаг попадает лишь 10...20% воздуха, необходимого для нормального функционирования очага, т.к. площадь сечения такого воздухозаборника всегда будет меньше площади сечения портала. Лишь наличие дверок (например, распашных) дает в этом случае весьма существенный эффект. Дымоход
Очаг должен иметь дымоход достаточно большого сечения. Дымоход должен обеспечивать удаление из очага газов, образующихся при сгорании дров, а также воздуха, количество которого превышает объем газов в 10...30 раз. Поэтому сечение дымохода должно быть достаточно большим. Конструкция и размеры кирпичного очага
О правильных размерах очагов существует столько мнений, сколько людей их высказывает. Здесь приведены размеры очага, рекомендуемые шведскими специалистами. Улучшение функционирования очага
Термин "улучшение функционирования очага" можно применять для обозначения 2-х процессов: * для повышения теплоотдачи (мощности) очага, когда требуется повысить температуру воздуха внутри помещения; * для уменьшения потребности воздуха для очага, когда требуется поддержать неизменную температуру внутри помещения или улучшить условия тяги в очаге. Увеличение теплоотдачи (мощности) очага
Обеспечение эффективности теплоотдачи требуется в помещениях, в которых необходимо за короткое время повысить температуру воздуха, например для просушивания дачного дома. Существует несколько дополнительных устройств, удовлетворяющих вышеизложенным требованиям. Поскольку после обогрева воздуха внутри помещений потребность в тепловой мощности снижается, то было бы целесообразным удалить из очага дополнительные устройства по достижении требуемой температуры воздуха в помещении. Почти все устройства, предназначенные для улучшения теплоотдачи очага, обогревают воздух, поступающий в помещение, поэтому при выборе и монтаже такого устройства необходимо обращать особое внимание на температуру воздуха, выходящего из такого устройства, и на имеющиеся поблизости деревянные конструкции затем, чтобы температура подогретого воздуха не превышала 130°С. Уменьшение потребности воздуха для очага
Если от очага не требуется большой мощности (т.е. имеются постоянные жилые помещения или достигнута требуемая температура воздуха внутри помещения), то для улучшения функционирования очага следует уменьшить поступление воздуха в него. Оборудовав очаг плотно закрывающимися дверками, можно уменьшить расход энергии на отопление дома, т.к. плотно закрытые дверки предотвращают напрасный воздухообмен. Эффективность каминов с дополнительным воздушным нагревом
В Англии, где камины с воздушным обогревом особенно распространены, были проведены исследования с целью сравнения эффективности каминов различных конструкций. Исследовались камины обычной конструкции и с дополнительным воздушным нагревом. Было установлено, что КПД обычного камина составляет 15...18%, а камина с дополнительным воздушным подогревом - 36%, причем 1/3 теплоты передается конвекцией.
Печи Печи большой и средней теплоемкости чаще всего выкладывают из керамического кирпича и делают прямоугольными, круглыми или квадратными. Важно, чтобы кирпич был правильной формы и нормально обожжен. Наружные поверхности печи отделывают изразцами или оштукатуривают. К печам малой теплоемкости относятся чугунные времянки и камины. Иногда наряду с керамическим (красным) кирпичом применяют листы кровельной стали, в них печь находится как в футляре.
В зависимости от системы устройства дымооборотов печи делятся на: * одноканальные; * многоканальные; * бесканальные.
Равномерный прогрев наружной поверхности по всему периметру обеспечивают печи с одним восходящим и несколькими нисходящими каналами, в которые продукты горения поступают одновременно из горизонтального распределительного канала.
Наиболее экономичной является 5-трубная вертикальная печь, разработанная в 1767 г. в Швеции К.Кронстедтом и Ф.Вредэ и усовершенствованная инженером Виманом, разработавшим принцип противотока.
Рис. 1. Схема печи, действующей на принципе противотока.
Горячие дымовые газы сначала поднимаются вверх до потолка печи по огневому дымоходу, сооруженному отдельно от остальной конструкции печи. Затем они возвращаются вниз по боковым дымовым каналам и удаляются снизу через дымоход.В печах с противотоком используются следующие идеи: * огневой канал, соединенный с топкой и отделенный от оболочки печи при помощи "сухого стыка" или дымового канала, поэтому наиболее горячая часть печи имеет свободу перемещения и не зависит от остальных конструкций печи; * удаление дымовых газов через дымоход в основании печи для обеспечения свободы перемещения оболочки печи.
Одним из самых ярких образцов печей этого типа является каминопечь "Туликиви", построенная из обладающего уникальными теплоаккумулирующими свойствами горшечного камня туликиви (мыльный камень, жировик). КПД таких печей составляет около 90 %. Печь сохраняет тепло около 1,5 суток. Отопление жилья с ее помощью является экономичным и экологически чистым.
Рис. 2. Островная каминопечь "Tulikivi".
Внутри печи дымовые газы, идущие вниз, все время охлаждаются, а воздух, поднимающийся вверх с наружной стороны печи, нагревается, поэтому сохраняется практически постоянная разность температур дымовых газов и воздуха в комнате на всей высоте печи и тем самым обеспечивается равномерная и эффективная циркуляция теплого воздуха в помещении.
Общая длина прохождения газов по дымооборотам не должна превышать 6 м. Для увеличения теплоотдающей поверхности рекомендуется между основанием и топкой в поперечном направлении печи устраивать шанцы (сквозные отверстия размером 13х13 или 18х13 см, а перекрышу выполнять на расстоянии 35...50 см от перекрытия. Очень важно расположение печи: ее следует поставить так, чтобы она отапливала 2 или 3 комнаты и могла использоваться для приготовления пищи. Печи массой до 700 кг и кухонные очаги часто устанавливают прямо на полу, но при этом необходима защита деревянных перекрытий от возгорания. Фундамент под печь должен быть отделен от фундамента дома и расположен на расстоянии не менее 5 см от фундамента стены дома. Пространство между фундаментами следует засыпать песком и покрыть 2-мя слоями рубероида на мастике. Ширина и длина фундамента под печь должна быть на 5...10 см больше ее размеров. При примыкании печи к стене здания между стеной и печью следует оставлять свободное пространство в 13 см для увеличения площади теплоотдающей поверхности.
Топку надо выводить в общую комнату или подсобное помещение. Кирпичную стенку с дымовыми каналами (щиток) часто подсоединяют к кухонной плите. В этом случае она сможет обогревать смежные помещения.
Топливник (топочная камера) является наиболее ответственной частью печи, т.к. от его размеров и качества исполнения зависит работа печи. Рекомендуются топки с колосниковой решеткой и поддувалом. Не следует делать топку широкой с плоским подом, оптимальная ширина топки 20...25 см в малых печах и 30...38 см - в больших. Нельзя укладывать колосниковую решетку в непосредственной близости от дверок. При несоблюдении этих условий происходит неравномерное горение, поступает излишнее количество воздуха, топочное пространство охлаждается и увеличивается расход топлива.
Боковые стенки печи, как правило, выделяют больше тепла, чем передняя и задняя. Это обстоятельство следует учитывать при расположении печи для отапливания той или иной комнаты.
Одной печью можно обогреть 4 комнаты, 2 из которых в этом случае должны быть проходными. Однако чаще всего одной печью обогревают 3 комнаты, из которых одна проходная. Чем на большее количество комнат рассчитана печь, тем больше ее размеры.
Автор
lacry
lacry19   документов Отправить письмо
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
644
Размер файла
188 Кб
Теги
дома, отопление
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа