Расчет каминов с помощью универсальной номограммы

Перейти в предыдущий расчет

   В предыдущих параграфах были уста­новлены связи между основными харак­терными параметрами печей каминов. Это по­зволило разработать универсальную но­мограмму для расчета каминов с помощью которой можно произвести и конструк­тивный, и поверочный расчет.

   При конструктивном расчете должны быть заданы: площадь наружных поверх­ностей ограждения дома, коэффициенты теплопередачи для них, разность темпе­ратур внутреннего воздуха помещений и наружного воздуха, при которых камин обеспечит обогрев помещения, высота дымовой трубы, включая вертикальную часть дымоходов. Необходимо выбрать также размеры камина, т. е. топочного отверстия, задней и боковых стен топки и поперечное сечение дымоходов.

   При поверочном расчете известны раз­меры камина, дымовой трубы, дымоходов, необходимо определить полезную тепло-производительность камина, расход. топлива и отапливаемую площадь помещения.

    Универсальная номограмма (рис. 1.25) размещена в трех квадрантах. В левом нижнем квадранте по оси ординат отло­жено произведение коэффициента тепло­передачи наружных ограждающих стен помещения К и площади стен F. Ось аб­сцисс имеет двойную, шкалу - полной теплопроизводительности Q, эквивалент­ной теплу сожженного топлива, и полез­ной лучистой теплоотдачи камина Q_Л . В этом квадранте нанесены три прямых, каждая из которых соответствует опреде­ленной температуре наружного воздуха (0; +5; +10 °С). По этой части номограммы можно определить, какое количество тепла требуется для отопления помещения заданных размеров при заданном коэффи­циенте теплоотдачи наружных огражде­ний.

     В левом верхнем квадранте нанесены: вспомогательная прямая 1 и кривая 2 для определения ширины топочного отвер­стия камина. В правом верхнем квадран­те  нанесено  семейство линий, относящихся к дымоходам различного размера, На оси абсцисс правого верхнего квадран­та нанесена шкала высоты дымовой тру­бы. Перед построением предварительно нужно определить (расчетом или пользу­ясь проектными данными) коэффициент теплопередачи К для всех наружных ог­раждений отапливаемого помещения (включая перекрытие для одноэтажного дома и пола для помещения первого эта­жа), затем умножить К на площадь каж­дого ограждения и полученные произве­дения сложить. После этого приступают к построению, ход которого показан пун­ктирными линиями со стрелками. На нижней ординате наносят полученную расчетом величину ΣK ∙ F (точка 1). Точ­ку 1 сносят по горизонтали до пересече­ния с прямой, соответствующей выбран­ной температуре наружного  воздуха t_Н

(точка 2). Затем проводят вертикаль до пересечения с прямой в левом верхнем квадранте (точка 4). Точки 3 и 3' пересече­ния вертикали с горизонтальными шкала­ми указывают полезную лучистую тепло­вую отдачу камина Q_Л и полное количе­ство теплоты Q, выделенной при сгорании топлива в камине. Снося точку 4 впра­во, на пересечении с одной из кривых на­ходим подходящий размер газохода (точ­ка 5). Опуская перпендикуляр на ось аб­сцисс, получаем требуемую высоту дымо­вой трубы (точка 6).      -

     В левом верхнем квадранте на пере­сечении вертикали с кривой 2 находим точку 7, для которой на шкале ординат нанесена ширина топочного отверстия А. В таблице (см. рис. 1.25) приведены вы­сота топочного отверстия В и глубина топки С как функции размера А:



Рис. 1.25. Универсальная номограмма для тегагоаэрадинамичеекого расчета каминов

 
 

Пример расчета камина с помощью универсальной  номограммы
 

Исходные данные: площадь отапливаемого по­мещения 30 м², сданы кирпичные толщиной в ¹/₂кирпича, перекрытие деревянное с утепляющей засыпкой из керамзитового гравия, полы на лагах. Расчетная температура наружного воздуха 0 °С.

     Сопротивление теплопередаче наружных стен составляет

 
R_СТ = R_В + R_КЛ + R_Н =

= 1/ α_В + δ_ШТ / λ_ШТ + δ_К/λ_К + 1/ α_Н =

= 1 / 7,5 + 0,125 / 0,45 +1 / 20 =

= 0,43 м² ∙ ˚С / Вт (0,489 м² ∙ ч ∙ ˚С /ккал);

К_СТ  = 1 / R_СТ = 1 / 0,489 = 

= 2,38 Вт / (м²  ∙ ˚С)   (2,05 ккал / м² ∙ ч ∙ ˚С).

Для потолка, согласно СНиП  II-3-79**, К_ПТ  = 1 Вт / (м²  ∙  °С)  (0,86 ккал/м²  ∙  ч  ∙ °С),
а для полов на лагах  К_П = 1,16 Вт / (м²  ∙  °С) (1 ккал/м²  ∙  ч  ∙  °С).

Площадь стен

F_СТ = (6,1 ∙ 3 + 4,9 ∙ 3) ∙ 2 = 66 м²;

площадь потолка и пола

F_ПТ = F_П = 30 м²;

ΣK ∙ F = К_СТ ∙ F_СТ + К_ПТ ∙ F_ПТ + К_П ∙ F_П =

= 2,05 ∙ 66 + 0,86  ∙ 30 + 1 ∙ 30 =

= 222 Вт / °С [ 191 ккал /(ч ∙ °С)].

     На рис. 1.25 по оси ординат откладываем величину ΣK  ∙  F= 186 (точка 1). Сносим эту точ­ку по горизонтали до пересечения с линией t_Н = 0°С (точка 2).

     Полученную точку 2 сносим по вертикали до пересечения с наклонной линией 1 и получаем точку 4. Далее сносим по горизонтали вправо до пересечения с кривой, соответствующей принято­му сечению дымовой трубы (точка 5). И наконец, снося точку 5 на горизонтальную ось абсцисс, получаем необходимую высоту трубы Н=7,7 м (точка 6).

     Продолжаем вертикальную линию от точки 4 до пересечения с кривой 2, получаем на вер­тикальной оси ординат ширину топочного про­ема А (в сантиметрах). По таблице по полученному значению  А= 105 см методом интерполяции получаем высоту проема В  =  85 см и глубину топки С = 77 см.

     В ходе построения на левой горизонтальной оси получаем расчетную теплопроизводительность камина Q_K = 4270 Вт (3700 ккал/ч) и пол­ное тепловыделение топлива Q_Т = 21 350 Вт (18 500  ккал/ч).