Отопление дома
@import url(misc/print.css);
Отопление дома
КПД системы печного отопления
Процесс горения, принципы горения
Древесина представляет собой смесь газообразного (85...90%) и твердого (10...15%) веществ, поэтому для горения древесины требуется воздух двух видов. Первичный воздух расходуется при горении твердого вещества на колосниковой решетке, и этот воздух подается в топку, как правило, через отверстия колосниковой решетки из-под слоя топлива. Вторичный воздух необходим для сжигания газов, выделяющихся при горении твердого вещества и находящихся перед сжиганием над твердым топливом. Расход вторичного воздуха примерно в 2 раза больше, чем расход первичного воздуха.
Принцип противотока
Этот принцип связан с теплоотдачей очага. Как только языки пламени и тепло в огневых дымоходах поднимаются до потолка очага, обеспечивается принудительная подача горячих дымовых газов, как правило, по дымовым каналам (боковым опускным дымооборотам) в нижнюю часть очага, где находится соединительный дымоход. С наружной стороны очага воздух, в свою очередь, поднимается вверх. Таким образом, дымовые газы и подогреваемый воздух движутся в противоположных направлениях, откуда происходит название принципа противотока.
Энергия, мощность, КПД
Многие часто путают понятия энергия и мощность. Применительно к очагам энергосодержание, или теплосодержание (кВт*ч) является понятием, связанным с количеством дров, а мощность (кВт) является понятием, связанным с размерами пламени и скоростью горения древесины.
Коэффициент полезного действия (КПД) определяется отношением количества освободившейся энергии к количеству использованной на практике освободившейся энергии. Величина КПД измеряется в процентах (%). Например КПД горения характеризует, какую часть (в %) из всего энергосодержания древесины можно преобразовать в тепло в процессе сжигания. Какая-то часть древесины всегда остается недогоревшей в виде углей, летучей золы, негорючих газов. С величиной КПД также связано понятие потери. Например, если потери дымовых газов очага (т.е. количество энергии, теряемой вместе с дымовыми газами) составляют 20%, то КПД очага может составлять не более 80%. Полный КПД cкладывается из двух величин:
КПД горения;
потери дымовых газов.
Например, если КПД горения равен 90% и потери дымовых газов составляют 20%, то полный КПД этого очага будет равен
0,9 * (1 - 0,2) = 72%При передаче вырабатываемого очагом тепла следует учитывать еще и потери на теплопередачу. Например, если очаг (обладающий КПД 72%) подсоединен к сети отопления, в которой потери на теплопередачу составляют 8%, то КПД всей отопительной системы составит
0,72 * (1 - 0,08) = 66%При использовании полного КПД отопительной системы можно рассчитать фактически необходимое количество топлива для отопления всего здания. Например, если для отопления жилого дома потребность в энергии составляет 12000 кВт*ч и полный КПД отопительной системы принять за 66%, то фактическую потребность топлива можно легко вычислить
12000 / 0,66 = 18000 кВт*чПри энергосодержании 1 кг древесины около 4 кВт*ч годовой расход, например, дров составит
18000 / 4 = 4500 кгт.е. около 8...10 м3 дров.
Мощность системы отопления
Для правильного выбора отопительного устройства надо иметь представление о необходимой отопительной мощности и требуемом для этого количестве топлива. Наиболее распространенная потребность в отопительной мощности жилого дома полезной площади около 100...120 м2 составляет 3...4 кВт. Пиковая потребность в отопительной мощности (12 кВт) возникает только в течение коротких периодов с интервалами 3...5 лет. Длительность времени, в течение которого требуется использовать 1/2 пиковой потребности (т.е. 6 кВт), составляет лишь несколько наиболее суровых морозных недель.
Большая часть (2/3...3/4) топлива расходуется при отоплении по наиболее общепринятому режиму потребления отопительной мощности (3...4 кВт) и только около 10% этого количества топлива расходуется при использовании 1/2 пиковой отопительной мощности (более 6 кВт).
Из сказанного следует, что хорошая отопительная система должна была бы функционировать эффективно в весьма обширной области тепловой мощности. К сожалению, соотношение между коэффициентом полезного действия (КПД) систем отопления и степенью их использования не остается постоянным. Чем ниже степень их использования, тем ниже КПД и тем больше расход топлива.
Из анализа данных следует, что:
если для отопления небольшого жилого дома выбрана отопительная система мощностью 12 кВт при КПД этой системы 75% для расчетной мощности, равной 12 кВт, то в случае эксплуатации этой отопительной системы при мощности 3 кВт (т.е. при степени использования 25%) КПД составит лишь 19%. Поэтому расход топлива увеличивается более чем в 5 раз по сравнению с теоретическими расчетами;
если в жилом доме «для надежности» установлена отопительная система чрезмерно большой мощности (например, 25 кВт), то КПД этой системы при мощности 3 кВт (когда степень использования установленной мощности составляет 12%) снизится до 9%, т.е. расход топлива при этом увеличится в 11 раз по сравнению с расчетной величиной;
если в жилом доме установлена отопительная система мощностью всего 6 кВт, то КПД этой системы при эксплуатации ее на мощности 3 кВт при коэффициенте использования 50% составит уже около 40% и расход топлива — всего 1/2 от соответствующей величины для мощности 12 кВт и всего 1/5 от соответствующей величины для отопительной системы мощностью 25 кВт.
Таким образом, наиболее неблагоприятным в отношении расхода энергии и топлива является чрезмерное превышение мощности отопительной системы по сравнению с расчетной.
Как же осуществляется отопление такого жилого дома в период нескольких морозных недель, если потребность в мощности на отопление превышает 6 кВт?
В таком жилом доме устанавливают 2-ую, вспомогательную, систему, которая используется только в эти несколько морозных недель. Такая система называется двукратной. Несмотря на более высокие капитальные затраты (приобретение оборудование) по расходу топлива, такая отопительная система будет всегда экономичней. И даже если мощность дровяной отопительной системы составляет только половину потребности в максимальной мощности, все же с ее помощью вырабатывается около 90% требуемого количества тепла. На долю вспомогательной отопительной системы остается всего 10% требуемого количества вырабатываемого тепла.
Годовая потребность в отоплении дома
Годовую потребность в отоплении дома определяют 2 фактора:
параметры климата;
параметры здания.
Климат можно охарактеризовать с помощью понятия «градусо-день». Можно сказать, что число градусо-дней определяет собой сумму произведений разностей температур и длительности периода их существования. В качестве исходного значения, по отношению к которому ведется отсчет, принимается температура внутри помещения (tв) (например, 18С). Каждый день определяется значение наружной температуры (tн) и берется разность температур tв - tн. Например, если в течение 3 дней значение tн = 2С, то к сумме прибавляется
3 * (18 - 2) = 48 градусо-днейЭта процедура повторяется для каждого дня года, для которого tн ниже принятого отсчета температуры.
Понятие градусо-дня является числом методологическим. За уровень отсчета часто принимают температуру 18С, при этом предполагается, что за счет поступления тепла от внутренних источников, таких, как обитатели дома и осветительные и иные электроприборы, внутри помещения обеспечивается температура 20С.
При умножении полученного значения на 24 получается удобный вид требуемого параметра климата: число градусо-часов (С*ч).
Здание характеризуется понятием интенсивности тепловых потерь. Значение этой величины колеблется от 200 Вт/С для небольшого дома с хорошей теплоизоляцией до 1000 Вт/С для большого некорректно спроектированного жилого здания.
Произведение 2-х параметров, градусо-часов и интенсивности тепловых потерь, определяет годовую потребность в тепле:
Вт/С*(С*ч) = Вт*чЕсли рассматривается комбинированная система теплоснабжения, то к этой величине можно прибавить потребность в тепле на горячее водоснабжение. Чтобы определить эту потребность, надо
дневное потребление горячей воды умножить
на 365
на удельную теплоемкость воды [1,16 Вт*ч(л*С)]
и на разность между требуемыми температурами горячей и холодной воды.
Выбор печей по теплоустойчивости помещений
Правильность компоновки элементов системы печного отопления подтверждается проверкой на теплоустойчивость помещения, характеризующуюся амплитудой колебания температуры внутреннего воздуха в течение межтопочного периода.
Математически амплитуда колебания температуры (C) определяется формулой
At = 0,7MQ/(∑BFo)
где,
M — коэффициент неравномерности теплоотдачи, принимаемый по техническому паспорту печи;
Q — расчетные теплопотери помещения, Вт;
∑BFo — сумма произведений коэффициентов теплопоглощения ограждающих конструкций на их площадь, Вт/C.
Коэффициент теплопоглощения B равен амплитуде колебания теплового потока, проходящего через поверхность ограждения, при амплитуде колебаний температуры воздуха в помещении в 1C. Расчет коэффициента B достаточно сложен, поэтому, вычисляя значение At для помещений с наиболее распространенными ограждающими конструкциями, пользуются табличными данными.
Таблица 1. Значения ∑BFo для жилых помещений, Вт/C
Ограждающие конструкции
Площадь помещения, м2
6
8
10
12
14
16
18
20
22
25
30
Деревянные
161
194
207
255
285
310
335
362
385
421
505
Кирпичные
180
218
251
283
313
343
348
400
425
465
558
Согласно СНиП 2.04.05-86 величина At не должна превышать ±3C. Если температура воздуха помещения от топки к топке колеблется больше чем на ±3C, это указывает на неправильный выбор печи. В таком случае необходимо принять к установке печь с меньшим M, обеспечивающим теплоустойчивость помещения, что проверяется расчетом. Если для компоновки системы отопления используют печи с коэффициентом неравномерности теплоотдачи M<0,2, то проверочного расчета не требуется. В случаях, когда 0,2
-40
longines
ziplock
tognana
soflens comfort
5003.17 ()
intex
rlc
portofino
tag heuer
rvg
4
telecomfm gsmphone
snr
kyiv apartments service
8800 white gold
certification microsoft
southpark
hansa
2-79
100