
книги из ГПНТБ / Семенов, Леонид Алексеевич. Печное отопление
.pdfна рис. 71. Щиток предназначается для установки в одноэтажных жилых домах сборной конструкции, устанавливаемых по пре имуществу в южных районах.
13. РУССКИЕ ПЕЧИ
На рис. 82 изображена обыкновенная русская печь разме рами в плане 165x127 см. На этой печи можно готовить пищу
/—заслонка для |
Рис. 82. Обыкновенная русская печь |
|||
варочной камеры; 2—задвижка; |
3—самоварник; 4—два ело» |
|||
толя; 5—мелкий |
гравий и речной |
песок, |
смешанный с битым стеклом; |
|
|
б—подъем |
пода |
2 см |
|
для семьи в 5—6 человек и обогревать |
жилой дом общей пло |
щадью 20—25 м2. Основной частью печи является варочная ка
7* |
99 |
мера. При возведении необходимо обращать особое внимание
на правильное устройство сводчатого перекрытия камеры и пода. Для того чтобы камера быстро нагревалась и хорошо удер живала тепло, сводчатое перекрытие и под следует делать с уклоном к передней части печи — шестку — в соответствии с указанными размерами. Скошенная стенка (см. разрез А—Л)
у входа в дымовую трубу, так же как и стенка в V2 кирпича, опущенная на один ряд перед задвижкой, служат для улавли вания искр. Устье камеры закрывается съемной заслонкой из кровельной стали.
Русская печь представляет собой универсальный тепловой прибор, имеющий до сих пор исключительно широкое примене ние не только в сельских местностях, но и в поселках городского типа. В русской печи можно приготовлять самые разнообраз ные блюда, выпекать хлеб и пр. Кроме того, она является отлич
ным термосом. В отношении расхода топлива для приготовле ния пищи она является наиболее экономичной по сравнению со всеми другими огневыми печами новейших конструкций. При этом русская печь отличается предельной простотой устрой
ства [9]. Однако она имеет и недостаток с точки зрения совре менных требований, предъявляемых к отопительному прибору, заключающийся в отсутствии прогрева нижнего пояса, что от
рицательно отзывается на обогреве нижней зоны помещения.
Русскую печь хорошо топить дровами, соломой, камышом,
кизяком. Для топки каменным углем она непригодна.
На рис. 83 приведена русская печь с плитой в шестке и обо гревательным щитком. Размеры печи в плане 165X153 см. Топ ливник для щитка и для плиты —общий, располагается под ше стком печи. Топочные и поддувальные дверцы выведены на боко вую сторону печи, противоположную щитку. По желанию, плита может быть использована только для приготовления пищи с вы пуском дымовых газов прямо в трубу (в летних условиях). Обо гревательный щиток выкладывается со стенками в V2 кирпича как одно целое с печью, на одном фундаменте.
Задвижка, выведенная на переднюю стенку печи, служит для закрывания дымовой трубы после окончания топки плиты, а
задвижка в боковой стенке щитка — для закрывания дымовой трубы после окончания топки плиты и щитка. Для закрывания
дымовой трубы после топки варочной камеры русской печи слу жит вьюшка.
С помощью данной печи можно обслужить семью в 5—6 че
ловек и отопить при одновременной работе со щитком жилую площадь в 30—40 м2. Печь должна располагаться таким обра зом, чтобы бокозая стенка со щитком выходила в комнату, от
деленную от остального помещения |
глухой перегородкой. |
|
■ Печи этого Дша имеют широкое |
распространение |
в домах |
поселкового типа, в дачном строительстве, особенно в |
тех слу |
Т00
чаях, когда при доме имеется небольшое хозяйство (огород, до машний скот).
На рис. 84 приведена русская печь «теплушка-2'» конструк ции канд. техн, наук И. С. Подгородникова. Эта печь имеет ва-
Рис. 83. Русская печь с плитой в шестке и обогревательным щитком
/—заслонка в варочной камере; 2—топочная дверца; |
3—поддувальная дверца; |
4 - колосниковая решетка; 5—плита с конфорками; |
6—водогрейная коробка; |
7- вьюшка для печи; 8—вьюшечная дверца; 9—задвижка летнего хода для
плиты; 10—то же, зимнего |
хода; //—самоварник; |
12—угловая сталь для |
перекрытия устья и шестка плиты; 13—полосовая |
сталь для перекрытия |
|
устья печи; |
14—чистка; 15—толь в |
два слоя |
рочную камеру /, обогреваемую горячими газами, поступающими из особого топливника 2, расположенного в заднем углу печи и имеющего колосниковую решетку. Из варочной камеры через отверстие 3 газы направляются в отопительную камеру 4, рас
положенную ниже пода. Оттуда газы через «подвертки» 5 ухо-
101
102
дят в трубу 6, которая проходит в пределах шестка печи почти у пола помещения. На уровне пода труба 6 имеет другое отвер
стие 7, прикрываемое задвижкой. Эта задвижка открывается при топке печи летом, когда нежелательно, чтобы прогревался
Разрез по ББ
Разрез по ДД
низ печи. В трубе устанавливается вьюшка 8 и над шестком за движка 9. Справа' от задвижки 9 устроен вытяжной канал 10 для самоварной трубы. Впереди, под шестком, установлена во догрейная коробка 11. Топка печи в зимнее время производится при закрытой заслонке 12, что не совсем удобно для приготов
103
ления пищи. Размеры лечи в плане 168X129 см, высота 154 см.
По данным автора печи, она может обогреть дом площадью до 50 м2.
На рис. 85 приведена печь «теплушка-4» того же автора. От предыдущей печи она отличается наличием плиты в шестке с отдельной топкой [10].
Печи системы И. С. Подгородникова благодаря интенсив ному прогреву нижней части и высокому к. п. д. обладают хоро шими качествами как отопительные приборы, обеспечивающие обогрев нижней зоны помещения. Это особенно важно для сель ских местностей с одноэтажными домами и холодными сенями з них. Важным преимуществом по сравнению с обыкновенной русской печью является наличие колосниковой решетки в топ ливиике, что позволяет применять в качестве топлива каменный
уголь.
Глава II
ОСНОВЫ ТЕОРИИ РАСЧЕТА
ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТИ ПОМЕЩЕНИЙ
1. КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПОГЛОЩЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ОГРАЖДЕНИЯ
Допустим, что помещение отапливается прибором, тепловы деление от которого по часам суток изменяется по закону пра вильной гармонической функции (рис. 86). Тогда и температура
Рис. 86. Кривая изменения теплоотдачи нагревательного прибора по правильной гармонической функции
воздуха в помещении также будет изменяться по закону гармо нических колебаний, с тем же периодом. Последние в свою оче редь вызовут колебания температуры внутренних поверхностей ограждений и колебания теплового потока, проходящего через эти поверхности (рис. 87).
Величины теплового потока <7с и 7максмогУт быть определены по формулам:
*7ср == (^ср |
^ср) ®в> |
(О' |
9макс == (^макс |
^*макс)®в |
(2)' |
105-
Откуда амплитуда колебаний теплового потока, проходящего через ограждение в ккал)м2час.
Aq ~ ‘/макс ‘/ср = ав [ (^макс ~~ ^ср) |
|
(хмакс Tip)I |
|
|
|
=%(4-дх), (3) |
|
где £ср и /макс—соответственно средняя |
и |
максимальная |
темпе |
ратуры воздуха в помещении в град.; |
темпе |
||
тсР и тмакс — соответственно средняя |
и |
максимальная |
ратуры внутренних поверхностей ограждений в град.;
Рис. |
87. Кривые изменения |
температуры |
воздуха помещения t, |
||||
температуры поверхности |
ограждения т и |
теплового |
потока, по |
||||
|
глощаемого ограждением q |
|
|
||||
|
ав— коэффициент |
тепловооприятия |
в |
ккал!м2час |
|||
|
град ; |
колебаний |
температуры, |
соответст |
|||
Af и Ат — амплитуда |
|||||||
|
венно внутреннего зоздуха и на внутренней по |
||||||
Если |
верхности ограждения в град. |
для которого |
|||||
мы рассмотрим внутреннее |
ограждение, |
можно считать тср — /ср, то для него ?гр = 0 и Aq — quaKc.
Из теории теплоустойчивости проф. О. Е. Власова [13] вос пользуемся следующей формулой:
4^ = S8J |
(4) |
106
где 5В —коэффициент теплоусвоения |
внутренней |
поверхности |
||||
ограждения в ккал/м2 час град, численно равный ам |
||||||
плитуде |
колебаний теплового |
потока, |
проходящего |
|||
через поверхность ограждения при амплитуде коле |
||||||
баний ее температуры Ат =1°. |
|
|
|
|||
Метод определения SB изложен ниже. Примем в формуле (3) |
||||||
тогда |
(л |
5в’)ав’ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
и мы получим следующую зависимость между Aq |
и At |
|
||||
Aq = -1 |
А-,- = А, |
—t |
1 |
t = At В, |
(5) |
|
ав “Ь о |
ав |
4“ |
с |
|
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(6) |
|
*<в |
+ 5В |
|
|
|
|
Таким образом: |
|
|
|
|
|
|
|
В = |
. |
|
|
|
(7) |
Введенная нами в формулу (5) величина В представляет со
бой коэффициент теплопоглощения поверхности ограждения. Он равен амплитуде колебания теплового потока, проходящего че рез поверхность ограждения при амплитуде колебаний темпе ратуры воздуха в помещении At=\°.
2. АМПЛИТУДА КОЛЕБАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА A t
Если поверхность ограждения имеет площадь Fo, то амплитуда колебания теплового потока, поглощаемого этой поверхностью, будет Ад Fo. Затем легко найти амплитуду колебаний теплового потока на поверхностях всех ограждений помещения Aq. Для это го нужно определить значения Aq Fo для каждого ограждения
(окон, |
внутренних и наружных стен, дверей, пола, потолка) и за |
||
тем |
просуммировать их |
|
|
|
|
Aq = (АД), + (АД)2 + • • • + И/о) п = S АД, |
|
или |
с |
учетом формулы (7) |
|
|
|
Ао = ЕА/ВЛ0. |
(8) |
107
Амплитуда (колебаний температуры воздуха в помещении Аг
является общей для всех ограждений вследствие чего ее можно вынести за знак суммы
AQ=AtZBFts. (9)
Амплитуду колебаний теплового потока Aq можно выразить как некоторую долю от среднего значения потока тепла Qcp
|
AQ=MQcp. |
(10) |
|
Величина М= |
называется коэффицентом неравномёр- |
||
|
Чгср |
|
равны |
ности теплоотдачи прибора, так как численно Aq и Qcp |
|||
соответствующим характеристикам отопительного прибора. |
|||
Вставляя это значение в формулу (9), получим выражение |
|||
для определения |
амплитуды |
колебаний температуры |
воздуха |
в помещении при периодическом отоплении |
|
||
|
At = ’ |
• |
(11) |
Введенный в формулу (И) |
дополнительный коэффициент а |
учитывает влияние на колебание температуры следующих фак
торов:
1) несовпадение по времени колебаний теплоотдачи при бора Q, температуры помещения t, тепловых потоков q и темпе ратуры поверхностей ограждений т;
2) непосредственное воздействие на величину А тепла, от
даваемого нагревательным прибором только при помощи кон векции;
3)расхождение в характере теплоотдачи реальными отопи
тельными приборами и определенной теоретически по закону
гармонической функции;
4)поглощение тепла не только поверхностями ограждений, но и мебелью, а также другими предметами в помещении.
Математический анализ этих факторов [1] и опытные наблю
дения |
показывают, что при печном отоплении |
можно принять |
а = 0,7 |
и, следовательно, |
|
|
A = °'7TS^r- |
<12> |
Среднюю величину теплоотдачи нагревательного прибора QCp
можно принять, пренебрегая теплоемкостью воздуха помещения, равной расчетным теплопотерям данного помещения.
3. КОЭФФИЦИЕНТ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ТЕПЛООТДАЧИ
При отоплении теплоемкими печами с периодической топкой коэффициент неравномерности теплоотдачи М определяется по формуле
Д4 .Омаке з_0мин. |
(13) |
108