§ 27. Условия применения печей большой и средней теплоемкости

Обратимся теперь к последнему вопросу, связанному с расчетом печного отопления, а именно: в каких случаях рекомендовать применение печей большой теплоемкости и в каких случаях средней теплоемкости.

По всем вышеуказанным авторитетным источникам (Протопопов, ОСТ 7805, Чаплин) рекомендуется устанавливать печи большой теплоемкости в помещениях с постоянным пребыванием людей (которые нами названы "помещения I рода"), а печи средней теплоемкости - в помещениях с временным пребыванием людей (помещения II рода). Так, например, Протопопов указывает:

• а) Печи большой теплоемкости применяются в тех случаях, когда требуется иметь в помещениях по возможности ровную температуру в течение суток.
• б) Печи средней теплоемкости желательно применять в помещениях с временным пребыванием людей.

В ОСТ 7805 делаются следующие указания: "В зависимости от назначения здания, конструкции его ограждений, климатических условий местности, применяется соответствующий по теплоемкости тип печи:

а) Для жилых и общественных зданий, у которых коэфициент теплоустойчивости ограждающих конструкций соответствует следует применять цечи большой теплоемкости.

Примечание. Во вспомогательных помещениях (ванные, уборные и пр.) могут быть установлены печи средней теплоемкости.

б) В зданиях с пониженным коэфициентом теплоустойчивости ограждающих конструкций, где требуется поддерживать постоянную нормальную температуру (временные жилые постройки, коммунальные здания и пр.), применять печи большой теплоемкости.

В этих случаях рекомендуется принимать особые меры для равномерной теплоотдачи печи, как, например, применять камеры, производить длительную топку при антраците и коксе.

в) В помещениях с временным периодическим пребыванием людей (зрительные залы, фойэ, вестибюли и пр.) следует применять печи средней теплоемкости и даже малой. Последние преимущественно при медленно сгорающем топливе (кокс, уголь и антрацит).

г) В помещениях, где поддержание нормальной температуры не требуется в течение круглых суток (школы-только днем, спальни общежития - только вечером), могут быть применены печи средней теплоемкости.

д) В местностях с переменчивым климатом (приморские районы) и в южных районах СССР (где температура января не ниже - 6°) следует применять преимущественно для условий п. "а" этого раздела печи с тонкими стенками в полкирпича"...

В принципе мы не возражаем против этих установок, но они весьма неточны и не отвечают на сегодня в полной мере задачам проектирования печного отопления.

В наших задачах № 2, 9 и 12 были применены печи большой теплоемкости, однако, результаты работы этих печей оказываются неудовлетворительными, так как получили

Следовательно, изложенное в ОСТ 7805 правило о применении для отопления жилых помещений печей большой теплоемкости само по себе недостаточно, чтобы во всех случаях гарантировать хорошую работу печного отопления. Это первое.

Второе, на что мы хотим обратить особое внимание, это-полная несостоятельность запрещения применения печей средней теплоемкости для отопления помещений с постоянным пребыванием людей (помещения жилые и пр.)^*.

^* (Помимо указанных выше источников см. по этому по воду также статью инж. Коробанова Л. А. и Мединского Н. В. в журнале "Военно-строительный сборник" № 3 за 1940 г., где требование о недопустимости установки печей средней теплоемкости в жилых помещениях высказано особенно резко.)

Это имеет большое практическое значение для проектировании отопления небольших жилых комнат в квартирных домах. Такие комнаты очень часто (задачи № 1, 3) имеют очень небольшую теплоотдачу, для возмещения которой подобрать соответствующую по мощности печь большой теплоемкости обычно бывает невозможно, даже если ставить общую печь на две комнаты (см. задачу № 6).

Если строго выполнять предложения ОСТ 7805, который заставляет ставить в такого рода помещениях обязательно печи большой теплоемкости, то повсюду пришлось бы без, всякой нужды устанавливать излишне громоздкие печи с завышенной теплоотдачей.

Расчет и практика печного отопления показывают, что маленькие жилые комнаты в каменных двух- и трехэтажных домах почти во всех случаях могут вполне успешно отапливаться печами средней теплоемкости без всякой проверки величины A_t.

При установке печей в жилых комнатах одноэтажных каменных домов, в особенности в угловых помещениях, требуется эту проверку производить всегда даже и при установке в них печей большой теплоемкости.

Таким образом мы приходим к следующему заключению:

1. Общее правило о желательности устанавливать в помещениях с постоянным пребыванием людей печи большой теплоемкости считать в принципе правильным.
2. Мнение о том, что для отопления жилых помещений печи средней теплоемкости непригодны, совершенно не обосновано и неверно. Всякие правила и нормы, запрещающие установку печей средней теплоемкости в жилых помещениях, следует считать вредными, поскольку в огромном числе случаев этим самым заставляют проектировщика совершенно понапрасну устанавливать излишне громоздкие, дорогие и занимающие много места печи большой теплоемкости.
3. Само деление печей периодического действия на печи большой и средней теплоемкости является бесполезным и ненужным, так как не может быть конкретно использовано для теплотехнических расчетов по определению A_t.
4. В силу большого колебания коэфициента неравномерности теплоотдачи у различных печей (m), с одной стороны, и большого разнообразия коэфициента тепловой инерции (ψ) различных помещений, с другой стороны, единственным надежным способом проверки правильности выбора печи является проверка A_t, исходя из коэфициента m для данной печи, что можно сделать, например, по разработанным нами простейшим методам.

Рассмотрим теперь отопление помещений II рода.

В целях экономии топлива желательно иметь Возможно ли практически во всех случаях подобрать такие печи, которые могли бы обеспечить получение такой величины A_t?

Указания по этому поводу дает нам решение задач № 13-21.

В качестве расчетной температуры наружного воздуха мы выбрали t, определяемую из уравнения:

так как

В табл. 5 в последнем столбце выписаны потребные значения коэфициента m, необходимые для того, чтобы обеспечить получение

Как видно, m колеблется в весьма широких пределах, от m = 0,69 (задача № 19) до m = 3,22 (задача № 13).

Это первое, что мы должны отметить.

Далее, в пяти случаях из девяти величина m превышает 1,4, каковое значение соответствует печи самых малых размеров и самой малой теплоемкости из всех печей, которые когда-либо опубликовывались в типовых альбомах печей. Практически из кирпича мы не можем сконструировать печи с большим значением m.

Таким образом при условии пользования нашими обычными кирпичными печами в пяти случаях из девяти мы никак не сможем получить

Из оставшихся четырех случаев мы должны исключить задачу № 14, где взято помещение с исключительно легкими ограждениями, едва ли могущими иметь практическое применение. Исключительный характер имеет также помещение, рассмотренное в задаче № 19.

Таким образом только в одном случае (задача № 18) мы практически можем выполнить условие и получить значительную экономию топлива. В остальных случаях, например в задачах № 20 и 21 (школьные помещения), даже при установке самых маленьких печей ОС-1 из альбома Главвоенстроя 1941 г. получится A_t = 3,9 - 4,6°.

Отсюда необходимо сделать следующие два вывода

1. Помещение II рода желательно устраивать с легкими конструкциями наружных и внутренних ограждений, с номинальными значениями коэфициента тепловосприятия, чтобы уменьшить коэфициент тепловой инерции помещений.
2. Необходимо поставить вопрос о создании новых типов печей для отопления помещений II рода, с большими коэфициентами неравномерности m.

Но, как можно видеть из тепловых характеристик печей, с увеличением m уменьшается среднесуточная теплоотдача печи.

Эффективность теплоотдачи будет сильно падать и вследствие этого конструкции печей получатся нерациональными.

Выходом из положения будет отказ для помещений II рода от санитарной нормы прогрева наружной поверхности печи (80°) и допущение более высоких температур порядка 150-160°, т. е. температур, соответствующих, например, центральному паровому отоплению высокого давления. Для таких печей возможно получить m = 1,5-2,0 при высокой эффективности теплоотдачи.

В первом столбце указан порядковый номер печи с индексом ОС (опытная станции).

Во втором столбце-облицовка печи.

В третьем * - номера стенок печи.

В четвертом и пятом-указана среднечасовая теплоотдача печи по отдельным стенкам и суммарная. Там же внизу указаны коэфициенты полезного действия к и срок остывания печи n в часах.

В шестом столбце представлен эскиз печи в плане с указанием размеров печи и места расположения топочной дверки и дымохода. Кроме того, там же указаны высота печи H и высота h расположения патрубка, отводящего дым от печи в коренную трубу, над уровнем пола помещения. Все размеры в см. Там же указан вес печи в кг (без трубы).