как узнать мощность печи
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.
Как правильно выбрать мощность печи для отопления дома
Как выбрать и купить печь для отопления дома? Как правильно рассчитать мощность печи для получения комфортного тепла в Вашем доме? Мы ответим на данные вопросы и поделимся с Вами знаниями, накопленными за более чем десятилетний опыт в области продажи и установки печей и каминов.
Прежде всего – требуемая мощность Вашей печи зависит от размера помещения, которое необходимо обогреть. Это нужно учитывать в первую очередь!
Бывает, клиент желая сэкономить, приобретает небольшую, но более дешёвую печь, которая не имеет достаточной мощности для отопления дома. Конечно, такая печь, не сможет отдавать необходимое количество тепла, и не сможет в полной мере отопить помещение дома нужного размера. Кроме того, в целях получения большего количества тепла, эту печь придется эксплуатировать на пределах её возможностей, на максимальном уровне горения, что негативно скажется на долгосрочности использования печи.
Слишком большая печь, превышающая оптимальную мощность, может вызвать столько же проблем, сколько и слишком маленькая печь. Если Вы купите печь или камин значительно превышающую необходимую мощность, возможно Вы столкнетесь с рядом проблем:
При выборе мощности печи, наши специалисты монтажники, помимо размеров отапливаемого помещения так же рекомендуют учитывать следующие условия эксплуатации:
Часто, недобросовестные производители и продавцы печей и каминов в качестве оптимальной мощности указывают единственный верхний параметр, тот который печь может обеспечить только на максимальном, порой предельном уровне горения. Конечно, выбор и покупка такой печи не будет оптимальным решением.
Поэтому, мы советуем покупать печи камины только, надежных и проверенных временем производителей, которые указывают соответствующие действительности данные и соблюдают гарантийные обязательства. К примеру, Датский производитель Morsø выпускает печи камины более 100 лет, и указывает параметры мощности от минимальной до максимальной. Норвежский производитель печей Jotul, указывает диапазон мощности из трех параметров: минимальной, оптимальной и максимальной.
Как рассчитать мощность печи в зависимости от размеров помещения.
При выборе мощности печи, специалисты обычно используют следующую формулу:
(Высота помещения × длина × ширина) / 14 = потребность в кВт.
Данная формула, показывает размер оптимальной мощности печи, для обеспечения в отапливаемом помещении температуры до 21 °, когда на улице 1 ° C.
Так же, рассчитать мощность печи в зависимости от размеров отапливаемого помещения, при средней высоте 2.5 м, вы можете онлайн, указав его длину и ширину.
Оптимальная мощность отопительного прибора не даст ни мерзнуть, ни жариться
Важно привести несколько цифр:
а) 1квт обогревает 10 м2 площади (при высоте потолков 2,5м).
б) 1 кг сухих дров (березовых) при сгорании выделяет примерно 4квт тепла.
Различают минимальную, номинальную и максимальную мощность. Выбирая отопительный прибор ориентироваться нужно на номинальную. Это нормальный режим работы оборудования.
Номинальная мощность, это та мощность под которую предназначен (сконструирован) отопительный прибор.
Реальное кол-во выделяемой энергии (мощность) зависит от того, какой объем дров Вы заложили в топку (так же имеет значение какой влажности дрова и порода древесины). Т.е. чем больше топка, тем большее кол-ва тепла Вы получите.
Пример: Вы заложили в топку 10кг сухих березовых дров; от момента растопки до окончания горения выделится примерно 40квт тепла (см. п. “б”). Скорость получения этого тепла из дров определяется подачей кислорода на горение (чем больше кислорода подается в топочную камеру, тем быстрее сгорают дрова, тем большее кол-во тепла выделяется при горении).
Отсюда следует, что при максимальной подаче воздуха на горение Вы получите максимальную мощность. Она, как правило, значительно выше номинальной. Но долго эксплуатировать оборудование в таком режиме нельзя (оборудование придет в негодность). Максимальный режим используется при розжиге, когда нужно быстро прогреть дымоход и саму топочную камеру.
Поэтому выбирая отопительный прибор следует ориентироваться именно на номинальную мощность. Закладывать именно то кол-во топлива, которое указано в инструкции.
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.
Варианты расчётов потребной мощности печи и её размеров
Потребную мощность печи можно, в первом приближении, вычислить по формуле, приведённой ниже:
Р=24*V, где
Р – мощность (в Вт) печи;
V – объём обогреваемого помещения (кубатура) в куб.метрах.
Один кв. метр «зеркала» (периметр основания печи, умноженный на её высоту без трубы) отдаёт порядка 350 Вт тепла. Общая площадь зеркала вычисляется делением мощности печи на триста пятьдесят.
S = P/350, где
S – площадь (в квадратных метрах) «зеркала»;
Р – мощность (в ваттах) печи.
Тепловые потери объекта, при необходимости, можно определить с использованием для этих целей таблицы 1.1. (смотри предыдущую статью).
Простейшие способы определения требуемых размеров печей приведены в таблице 1.2.
Первый пример расчётов.
Второй пример расчётов
Подбираем печь, исходя из кубатуры здания. Последнюю, определяем, умножив наружный периметр на 21. Значение, полученное подобным образом, это величина количества тепла, которое требуется для обогрева до + 18 градусов одного кубометра внутреннего объёма помещения (наружная температура при этом не должна опускаться ниже – 30 градусов) – см. таблицу 1.1.
По таблице 1.2. определяем требуемую теплоотдачу печки. В рассматриваемом нами примере размер помещения характеризовался следующими размерами 6.6 * 7,4 (кв.м) при потолках высотой 3000 мм. Толщина кирпичных стен – 540 мм. в здании (по плану) имеются: жилые комнаты (две), кухня, прихожая. Подбираем печь для кухни и прихожей. Объём кухни равен 3,7*4*3 = 54,39 куб.м, прихожей – 3,7*1,7*3 = 18,87 куб.м. Общая кубатура двух указанных помещений равна 73,56 кубических метра.
Рассчитываем требуемую теплоотдачу:
73,56*21 = 1538 ккал/час. Среднее излучение квадратного метра «зеркала» принимается равным 300 ккал/час. Разделив первое значение на второе получаем площадь нагрева печи. В данном случае она будет равна 5,1 квадратных метра. Чтобы дальше считать было удобнее эту величину обычно округляют в сторону уменьшения до 5.0 кв.м, или увеличивают до 5.5. кв.м.
Чтобы определить требуемые размеры будущего отопительного прибора (печи) необходимо разделить суммарную площадь зеркала на активную высоту печи (высота, подвергаемая нагреву). В рассматриваемом примере мы имеем 2200 мм. Округлённое значение периметра печи получаем равным 5.1:2.2 = 2300 мм (примерно 2500). Суммарная длина двух сторон печи вычисляется делением значения периметра пополам (ширина + длина). В нашем случае указанная величина составляет 1150 мм (2300:2). Если ширину печи определим равной 510 мм, до длину (в мм) получим равной 640. Размеры в плане соответственно 510*640 миллиметров.
Примерно также подбираются размеры печей для любых помещений. Кроме печи отопительной в кухне стоит печь варочная и забывать об этом нельзя. С двумя имеющимися топками она, за сутки, теоретически может давать от 600 до 900 ккал/час. Вместо отопительной печи к поите можно подсоединить щиток отопительный. Работая от основного устройства он будет выдавать «на гора» до 1200 ккал/час. Если нужна более высокая теплоотдача, то устанавливается щиток, совмещённый с плитой, но имеющий отдельную топку. В тех случаях, когда речь идёт об установке печи в здании, расположенном в местностях, где зимние температуры могут опускаться до – 50 градусов, размеры печи следует рассчитывать по третьему примеру.
Третий пример расчётов
Дома, в которые планируется устанавливать печное отопление, выполнены из различных строительных материалов и их эксплуатация осуществляется при разных температурах. Расчёты теплопотерь в подобных случаях достаточно сложны, как для здания в целом, так и для отдельного помещения, в частности. поэтому во всех рассматриваемых примерах используются величины приблизительные.
Величины удельных тепловых потерь с поверхностей жилых домов сведены в таблицу 1.1. И значение их возрастает со снижением температуры уличного воздуха. (см. таблицу). Поэтому, проводя расчёты при температурах воздуха наружного ниже – 31 градуса на каждые два градуса понижения к величине показателя потерь добавляется три единица. Даже если теплоотдача отопительного прибора в указанных случаях будет несколько выше, это можно списать, как погрешность несущественную. Используя данную таблицу для подбора печи, не следует забывать, что при её создании сознательно были опущены такие показатели, как проверка на амплитуду колебания и ещё целый ряд иных.
Пример четвёртый.
Имеется рубленый дом из брёвен толщиной 250 мм. Рассмотрим методику, по которой рассчитываются тепловые потери в указанном случае.
Предположим. Что у дома только один этаж и стены оштукатурены только с одной стороны. Межкомнатные перегородки деревянные. Штукатурка на них двухсторонняя. Полы над подвальным помещением утеплены. Остекление окон – двойное. Площадь угловой комнаты примем равной 9 кв. метрам. Геометрические размеры комнаты 3000*3000*3000 мм. Размеры оконных проёмов 1000*1700 мм. Удельные теплопотери одного квадратного метра подобной стены составят:
с учётом того, что помещение угловое, 52 ккал/час;
перекрытия чердачного (потолка) – 26 ккал/час,
окна, имеющего двойное остекление – 100 ккал/час на тот же квадратный метр.
Величина указанного значения для полов утеплённых – 19 ккал/час.
Чтобы нейтрализовать подобный расход тепла нам потребуется использовать печь, имеющую теплоотдачу не менее 1500 ккал/час. Данным требованиям удовлетворяет прямоугольное отопительное устройство (оштукатуренное) имеющее размеры в плане 510*770 мм и теплоотдачу в 1760 ккал/час (при двух топках в течение одних суток).
Если после установки выбранная нами печь будет иметь общие с перегородками или со стенами поверхности (и они будут отдавать полученное тепло полностью), то получим теплоотдачу больше допустимых значений, которые определяются нормативами. Если хотя бы одна из 4 стенок печи будет выходить в другую комнату, либо будет размещена с отступом от перегородки (пусть минимальным), то печь в расчёты впишется на 100%. У нашего отопительного устройства задняя и передняя стенки выделяют по 340 ккал/час. А боковые – по 540 ккал/час.