§ 4. Выбор тепловых характеристик

На основании того, что было сказано выше, покажем на конкретных примерах неприемлемость величины в качестве для расчета печного отопления.

Пример I. Задается Определенная наружная расчетная температура для печного определения , при которой отопление помещения должно быть обеспечено при одной топке в сутки.

Определяется теплопотеря помещения Q и затем подбирается печь соответствующей теплоотдачи .

Возьмем в качестве .

Разберем два случая:

Случай 1-й.Q = 1 000 ккал.

Потребная поверхность нагрева печи:

Величину можно взять приблизительно равной 300 ккал/м²*час, тогда

Если принять размеры печи в плане 0,5×0,5 м, то активная высота печи и активный объем кладки печи V = 0,5*0,5*1,67 = 0,42 м².

Это соответствует печи ОС-2 из альбома Главвоенпромстроя, изд. 1941 г.

Период теплоотдачи этой печи при остывании ее до температуру будет n = 14 час.

Следовательно, эта печь сможет отопить комнату на самом деле не при одной топке в сутки, а при одной топке в каждые 14 час. Если же эту печь топить один раз в сутки, то она, остывая до температуры t_в, дает тепла за целые сутки около 16 000 ккал, а помещение требует 1000*24 = 24 000 ккал. Получается неувязка суточного баланса. Тепла в помещении недостает

Случай 2-й. Теплопотеря помещения Q = 3 000 ккал. По-видимому, требуется большая печь, но мы уже знаем, что величина теплоотдачи от размеров печи не зависит, а потому, как и выше, может принять для некоторое среднее значение, а именно 300 ккал/м² час; тогда

Возьмем толстостенную печь в штукатурке размерами в плане 1,6×1,0 м.

Активная высота печи

Активный объем кладки

Для таких печей период теплоотдачи n составляет от 32 до 36 час, и эта печь обеспечит отопление помещения при топке не один раз в сутки, а один раз в 32 - 36 час. Если же топить ее каждые 24 часа, то она даст около 380,0 ккал/м² час, или за сутки 380*f*24 = 380*10*24 = 91 000 вместо требуемых 3 000* 24 = 72 000 ккал.

Излишек мощности печи

Пример II. Задается определенная наружная температура т. е. такая, которая принимается при расчете центрального отопления, при которой отопление помещения должно быть обеспечено при двух топках в сутки.

Определяем теплопотерю помещения, которую обозначим через Нужно определить, сколько тепла дает печь при двух топках в сутки по известной теплоотдаче ее за период теплоотдачи .

Искомую величину можно рассматривать как "среднечасовую теплоотдачу" за сутки при двух топках в сутки; обозначим ее через .

Величину можно получить из величины путем некоторых переводных коэффициентов y по уравнению:

Ввиду искусственности этого приема мы в данном случае углубляться в анализ коэффициента у не будем, укажем только, что величина его для различных печей должна колебаться, примерно, в пределах от 1,0 до 2,0, причем первое значение должно относиться к печам с наименьшим периодом теплоотдачи (при n = 12 час), а второе значение - к наиболее массивным печам (при n = 35 - 40 час).

Из приведенных задач видно, что подобрать печь, удовлетворяющую заданным условиям, пользуясь характеристикой , невозможно.

Добавим к этому еще следующее: как мы уже видели, при определении , как . Для всех печей, независимо от их теплоемкости, коэффициент неравномерности теплоотдачи m получается, примерно, один и тот же. Но из дальнейшего мы узнаем, что коэффициент m оказывает прямое влияние на постоянство температуры в отапливаемом помещении по часам суток. Если принять, что m не зависит от теплоемкости печи, то пришлось бы сделать явно неверный вывод, что печи различной теплоемкости дают одинаковый эффект в части постоянства температур в отапливаемом помещении.

Если же воспользоваться при расчете печного отопления характеристиками, отнесенными к суточному и полусуточному тепловому циклу печи, т. е. среднечасовыми теплоотдачами за сутки и то легко подобрать по альбому требующуюся печь.

Так, в случае 1-м примера I по альбому ГУВПС изд. 1941 г. находим, что будет достаточна печь ОС-4, для которой W_cp = 1000 ккал/час. При одной топке в сутки она даст в среднем 1000 ккал/час, а всего в сутки

т. е. то, что требуется.

Коэффициент m для данной печи равен m = 1,20, что также соответствует режиму "при одной топке в сутки".

Для случая 2-го примера I подбирается печь, для которой W_ср.с = Q = 3000 ккал/час. Это будет, например, печь OC-33 из того же альбома.

Можно быть уверенным, что эта печь обеспечит отопление помещения при t_n при одной топке, причем никакого избытка мощности не будет. Коэффициент m для этой печи равен 0,40.

С такой же легкостью можно решить и задачу на две топки в сутки.

Пусть при теплопотеря = 5000 ккал/час. Чтобы проверить, может ли печь ОС-33 отопить помещение при двух топках в сутки, надо определить - среднечасовую теплоотдачу печи при двух топках в сутки; т. е. величину При испытании данной печи найдено:

Следовательно, данная печь непригодна, и следует лучше взять печь ОС-38, для которой

Как видно, те же задачи, которые при пользовании характеристиками правильно решить было невозможно, естественно и легко решаются при пользовании характеристиками и .

На практике, конечно, не будут печь топить точно через 24 или 12 час. В зависимости от наружной температуры печь топят чаще или реже. Так, например, в Москве при t_н = -30° печь будут топить два раза к сутки, но не обязательно через 12 час. Могут истопить утром в 10 час. и после работы вечером в 8 час.

Основная суть дела в том, что печь, подобранная по и , обладает как раз такой мощностью, что при любых наружных температурах имеется возможность выбрать удобный режим топки, не выходу да пределы двух топок в сутки и вместе с тем не создавая излишних запасов, мощности.

Если мы обратимся теперь к табл. 1, то сможем высказать суждением как определялись теплоотдачи различными авторами.

Проф. Чаплин, по-водимому, принимал для теплоотдачи при одной топке 1 в сутки величины . Для так называемых печей "большой теплоемкости" Чаплин, как и Павловский, дает очень низкие нормы, что отчасти может быть объяснено несовершенством старых печных конструкций.

При переходе к двум топкам в сутки он определяет теплоотдачу, пользуясь переводным коэффициентом по уравнению (7).

но величину у принимает совершенно неправильно.

Мы уже указывали выше, что у должно быть равно от 1,0 до 2,0, причем меньшее значение относится к печам с наименьшим периодом теплоотдачи, а большее значение - к наиболее массивным.

Чаплин же для первых печей берет y = 1,82, а для вторых y = 1,5. Как видно будет из дальнейшего, эти значения у близки по значениям к переводным коэффициентам для уравнения:

т. е. для определения исходя из "среднечасовой теплоотдачи за сутки", при одной топке в сутки.

В альбоме Цекомбанка, а также в альбоме "Конструктивные детали зданий", вып. VI, 1938 г., для совершенно очевидно взяты также величины В этих альбомах теплоотдача при двух топках не указана, но принято было находить ее, пользуясь тем же уравнением (7), причем, так же как и у Чаплина, значение этого коэффициента взято неверно.

Напротив, инж. Протопопов, а также ОСТ 7805 исходили, по-видимому, из характеристик т. е. стояли на правильной почве. Данные проф. Аше не представляют собой интереса. В курсе, изданном в 1934 г., он дает теплоотдачи, соответствующие только с общим сильным занижением, по-видимому, заимствуя их из старого курса отопления Павловского. В новом издании 1939 г. проф. Аше пользуется теплоотдачами по ОСТ 7805.

Между прочим, такое положение, что одни авторы предпочли взять теплоотдачи средние "за период теплоотдачи" а, другие "за сутки", произошло в значительной мере случайно, потому что не было ясного представления об этих вопросах.