Проектирование отопительных печей – несколько ключевых задач

Если вы думаете о строительстве отопительной камерной (бесканальной) печи, которая будет обогревать весь ваш дом или его конкретную часть, в этой статье будут освещены некоторые ключевые проблемы, с которыми вы, вероятно, столкнетесь.

Отопительная камерная печь представляет собой устройство, состоящее из трех основных элементов: топки, отопительной массы и дымовой трубы. Каждый из этих элементов может быть построен по-разному, каждый из них влияет и воздействует на другие, и все они вместе образуют единое целое, которое должно работать эффективно, безопасно, долго, просто и качественно. И самое главное, эта конструкция должна быть адаптирована к реальным потребностям в отоплении конкретного места.

Первой задачей владельца печи или проектировщика является сбор ключевой информации об условиях в здании. Если проект дома, в котором планируется возведение печи, содержит данные о потребности в тепловой энергии здания и отдельных его помещений, то самая важная информация уже предоставлена. Если таких данных в проекте нет, мы либо заказываем энергоаудит профессионалу, либо проводим его сами.

Зная потребность здания и отдельных его помещений в тепловой энергии, мы приступаем к проектированию печи, которая будет удовлетворять эту мощность, с учетом оптимального сочетания потребностей, ожиданий и эстетического видения хозяев и проектировщика с техническими требования к конструкции печи.

Поскольку основная функция накопительного обогревателя заключается в обогреве здания или конкретных помещений, место размещения обогревателя следует выбирать таким образом, чтобы обогреватель наиболее эффективно излучал аккумулированное тепло. Наилучшие результаты будут получены при воздействии на обогреваемое пространство максимальной площади поверхности печи. Поэтому центральное расположение является наиболее выгодным. Хорошим решением также является встраивание печи в перегородку между двумя большими жилыми помещениями.

Категорически нельзя пристраивать печь к стенам (особенно наружным или несущим стенам), потому что тогда вы потеряете поверхность нагрева печи. Однако, если мы вынуждены приблизить печь к стене, следует оставить минимальный запас в 13 см. Такое расстояние между стеной печи и стеной здания еще позволяет беспрепятственно отдавать тепло через эту стенку печи. Если по техническим или эстетическим причинам мы вынуждены пристроить печь к стене, пространство между печью и стеной следует отделить изоляционным материалом. Таким образом, некоторое количество тепла будет удерживаться внутри печи, что немного повысит эффективность нагрева остальных стен печи.

В случае пристройки печи непосредственно к одной или двум стенам здания мощность печи следует соответствующим образом отрегулировать, а площадь поверхности нагрева аккумулирующей массы, излучающей тепло в помещение, увеличить для удовлетворения потребности в отоплении. мощность в отапливаемом помещении.

Если дымоход, к которому мы хотим подключить накопительный нагреватель, уже построен, выбор места расположения нагревателя значительно сужается. Хотя строительные нормы разрешают отодвигать топку от дымохода на максимальное расстояние, равное половине высоты дымохода, из практических и эстетических соображений отодвигать топку от дымохода на расстояние более двух метров используется редко. В случае камерных накопительных печей общим элементом, соединяющим печь с дымоходом, является специальная нагревательная скамья, являющаяся последней аккумулирующей камерой печи. Проход отработанных газов из последней камеры печи в дымоход мы располагаем в самой нижней точке камеры и дымохода, что вытекает из конструктивной специфики камерных печей (подробнее об этом в отдельной статье).

Если дымоход еще не установлен и мы можем повлиять на его расположение, у нас гораздо больше возможностей для выбора. Дымовая труба может быть полностью или частично интегрирована в корпус печи, может непосредственно примыкать в любом месте по линии трех стен печи - правой, левой или задней, а может располагаться на предпочтительном расстоянии от печи. Все зависит от эстетического и практического видения хозяев, архитектора и проектировщика печи.

Следует помнить, что, как и стены здания, каждая поверхность топки, примыкающая к дымоходу, исключается из поверхности нагрева топки и это необходимо учитывать при выборе мощности топки и количества тепла. поверхность нагрева отопительной массы.

Толщина аккумулирующих стен топки должна быть от 7 до 13 см. Большая толщина (т.е. больший объем аккумулирующей массы) увеличивает способность аккумулирования тепла, но также снижает скорость теплового потока и снижает температуру поверхности нагрева. Таким образом, более толстая стенная печь потребует относительно более длительного периода горения, чтобы насытиться соответствующим количеством тепла и достичь желаемой температуры поверхности нагрева. Печи с более толстыми стенками медленнее реагируют на интенсивность горения, медленнее выделяют тепло и дольше сохраняют его. Печи с более тонкими стенками быстрее нагреваются, достигают более высоких температур на поверхности нагрева, но и быстрее остывают.

Также стоит помнить, что по жизненным показаниям максимальная температура на поверхности домашней печи не должна превышать 60°С. Более высокие температуры искажают естественный состав воздуха, который становится сухим и загрязняется горящими частицами органической пыли.

В случае с накопительными печами тепловая мощность печи и тепловая мощность поверхности нагрева отопительной массы - это две разные величины, которые должны соответствовать друг другу, давая желаемый результат.

Игорь Кузнецов (www.stove.ru), основываясь на российских технических исследованиях, утверждает, что тепло, выделяемое одним квадратным метром поверхности нагрева аккумулирующей печи, которая топится два раза в день в течение 1,5-2 часов, составляет в среднем 0,5кВт в час. Таким образом, можно предположить, что накопительный нагреватель с размерами основания 1 м x 1 м и высотой 2 м. имеет суммарную среднюю мощность 4кВт в час (потолок топки не включаем, так как он часто утеплен и имеет минимальное тепловыделение). Если топить печь только один раз в день, то ее средняя мощность снизится на 30-40% по сравнению с двумя растопками в день.

Максимальная мощность топки в аккумулирующей печи должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить насыщение аккумулирующей массы топки теплом за период от 1,5 до 2 часов интенсивного горения в топке до такой степени, чтобы ее можно было постепенно выбрасывается в помещения в течение последующих 12-20 ч. с поддержанием стабильного теплового комфорта.

Поэтому из накопительных топок строят эффективные топки мощностью от 30 до 50 кВт, которые работают на полную мощность, достигая при этом максимально возможного КПД сжигания газа.

Кароль Шрайбер в своей книге «Современные предметы жилища» указывает, что теплопроизводительность аккумулирующих печей, которые отапливаются за счет тепла, аккумулированного в стенах хранилищ, также зависит от интенсивности их топки, а при интенсивном копчении – может быть увеличена на 50%. Поэтому при составлении проекта печи можно определить теплопроизводительность аккумулирующих стен на уровне 65-75 %, выпадающих из расчетов часовых потерь тепла в отапливаемых помещениях, предполагая, что при больших морозах, которые бывают лишь изредка мы сможем покрыть максимальную потребность в тепле за счет более длительного или более частого копчения.

При проектировании печи следует также позаботиться о том, чтобы количество аккумулирующей массы, а также мощность и размер печи были подобраны таким образом, чтобы, кроме компенсации часового коэффициента теплопотерь в отапливаемых помещениях, также гарантируется правильная работа и работа дымохода.

Если мы имеем дело с дымоходом, чувствительным к влаге (например, из кирпича), то следует обеспечить, чтобы количество аккумулирующей массы, получающей тепловую энергию, и мощность топки соответствовали конструкции дымохода таким образом, чтобы температура дымовых газов на любом участке дымохода выше точки росы дымовых газов, 52°С. В противном случае конденсат окажет разрушительное воздействие на конструкцию такого дымохода.

Хорошо, если температура отходящих газов на выходе из регулярно используемой печи (топится не реже одного раза в сутки), подключенной к влагочувствительному дымоходу, достигает 120-150°С через 10-15 минут от начала возгорания. . В случае хорошо изолированного влагостойкого дымохода температура дымовых газов на выходе из печи может быть снижена до 80°С.

Отопительная камерная печь с размерами основания 1х1 м и высотой 2 м может весить от 1,7 до 2,5 тонн в зависимости от толщины стенок и вида используемых материалов. Поэтому нужен фундамент, приспособленный как к этому весу, так и к техническим условиям, сложившимся на строительной площадке.

Если идея отопительной печи рождается параллельно с идеей дома, то, посоветовавшись с проектировщиком печи, архитектор включает в проект здания накопительную печь определенного размера и веса. Если дом будет стоять на фундаментной плите, то параметры армирования этой плиты будут адаптированы к весу печи и при необходимости дополнительно усилены в том месте, где будет стоять печь. В случае ленточного фундамента место для печи чаще всего располагается рядом с дымоходом, на специальном фундаментном пространстве, предназначенном для дымохода и печи. Глубина фундамента ниже местного уровня промерзания грунта, как и глубина всей подошвы здания.

Если идея печи-аккумулятора возникает, когда здание полностью или частично построено (в подавляющем большинстве случаев), то фундамент под печь должен быть правильно адаптирован к существующей действительности. Нас всегда интересует прочность поверхности, на которой мы планируем построить печь. Я всегда рекомендую проконсультироваться по этим деталям с вашим местным строителем. Отсутствие фундамента печи может привести к появлению трещин в стенах печи, полу или потолке. Печь представляет собой устройство, которое расширяется и вибрирует под воздействием эксплуатации и больших перепадов температуры (чем меньше масса печи и больше мощность печи, тем интенсивнее работа), поэтому стоит использовать расширитель шов соответствующей толщины (не менее 5-10 мм) по периметру фундамента.

В случае сплошного фундамента и сооружения печи на укрепленном грунте, на котором делается первая стяжка (без изоляционного слоя), предлагаю железобетонный фундамент под печь толщиной 20-30 см и армированный. с двумя фермами из стальных гофрированных стержней толщиной 10-12 мм, соединенных между собой вязальной проволокой. Расстояние между параллельными стержнями в фермах должно быть 10 см для стержней толщиной 10 мм или 12 см для стержней толщиной 12 мм. Обе фермы должны быть соединены друг с другом с помощью арматурных хомутов таким образом, чтобы под нижней и верхней фермами были зазоры бетона толщиной от 3 до 5 см. При необходимости низ фундамента и все боковые стены следует защитить гидроизоляционным слоем. Все боковые стенки фундамента также должны быть покрыты дилатационным слоем толщиной 5-10 мм, отделяющим фундамент печи от пола или других фундаментов. Верхняя поверхность фундамента должна быть поднята до целевого уровня пола.

Если печь строится на готовом полу, необходимо определить его прочность со строителем здания и, при необходимости, согласовать с ним оптимальный способ армирования пола для конструкции печи. Во многих случаях хорошей процедурой является местное удаление верхней и средней частей пола (пола и утеплителя). Для этого сначала размечают контур фундамента печи на полу, затем увеличивают этот контур на толщину бокового расширения фундамента (по 5-10мм с каждой стороны), а затем снимают весь слой пола и слой утеплителя. При необходимости выровняйте полость (дно и борта) гидроизоляционным слоем, прикрепите к бортам расширительный слой, затем уложите арматуру и залейте фундамент в соответствии с рекомендациями, описанными выше.

В случае строительства печи на фундаментной плите ситуация упрощается, так как большинство плит могут выдержать точечный вес печи. Тем не менее, установка печи всегда должна быть согласована с инженером-строителем.

В случае возведения печи на перекрытиях совершенно необходимо проконсультироваться со строителем, который точно определит несущую способность перекрытия и даст конкретные способы его усиления.

Добавить комментарий