Размеры каминов (см) в зависимости от площади помещения 1 страница

Конструктивные размеры (см) закрытых и полуоткрытых каминов при высоте дымовой трубы 10м

D) Изохорический

B) увеличивается

A) не изменяется

E) 27 кДж

C) Изотермический

D) Адиабатический

E) Изохорический

2006В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура нагревателя в 3 раза выше, чем температура холодильника. Найти работу газа, если нагреватель передал ему 40 кДж теплоты

2007При изотермическом расширении внутренняя энергия идеального газа

B) уменьшается

C) увеличивается

D) становится равной нулю

E) может увеличиваться, может уменьшаться

2008Над телом совершена работа А внешними силами и телу передано количество теплоты Q. Изменение внутренней энергии ΔU тела равно

A) ΔU=А

B) ΔU=А+Q

C) ΔU=Q

D) ΔU=А-Q

E) ΔU=Q-А

2009Внутренняя энергия идеального газа при повышении его температуры

A) остается постоянной

C) увеличивается или уменьшается в зависимости от объема

D) увеличивается или уменьшается в зависимости от давления

E) уменьшается

2010Формула первого закона термодинамики для адиабатического процесса (А'-работа газа, А-работа внешних сил)

A) А'=-ΔU

B) Q=А'

C) Q=ΔU+А

D) Q=ΔU

E) Q=0

2011Назовите процесс, в котором газ не совершает работу

A) Изобарический

B) Изотермический

C) Адиабатический

E) Кипение

Помещение	Точное отверстие	Задняя Стенка топки	Глубина дымовой выкружки F	Сечение дымохода GxH	Площадка перед очагом K
Ширина A	Высота B	Глубина C	Площадь F	Ширина D	Высота вертикали E
Малая комната (F= 18м² V=35м³)								20х20
Средняя комната (F=25 м² V= 75 м³)								20х26
Большая комната (F= 35 м² V= 105 м³)								26х26
Небольшой Зал (F= 45 м² V= 150 м³)								26х38,5
Средний зал F=60 м² V= 210 м³								26х38,5
Большой зал F=80 м² V= 300 м³								26х38,5

Помещение	Портал	Топливник	Сечение дымохода А
Площадь (м²)	Кубатура (м³)	Ширина А	Высота Б	Глубина В	Горловина Г	Ширина задней стенки
							14х14
			50-52				14х27
			56-58				14х27
			60-65	37-38			27х27
				40-42			27х27
							27х27

Размеры каминов по данным чешского журнала Domov. Рис 37

Рис 37

Топливник камина представляет собой нишу, облицованную огнеупорным кирпичом или листовой сталью, или чугуном. Сверху топливник перекрывается иногда кирпичным сводом, а часто рядовой кирпичной перемычкой, поддерживаемой металлическими профилями: уголками, травами, швеллерами, или полосами. Снизу топливник ограничивается кирпичным подом, на который при отсутствии зольника ставят чугунную решетку для топлива. Продукты горения уходят в трубу через хайло, в которой иногда устраивают «баран» для регулирования горения и разобщения хайло с дымовой трубой. Для того чтобы металлическая решетка служила дольше и не прогорала, полезно оставлять отступку между кирпичными стенками ниши и облицовкой. Указанные камины принадлежат к невыгодным в теплотехническом отношении нагревательными проборами: горение топлива совершается при чрезмерно большом потоке холодного воздуха, понижающего температуру горения, в тоже время воздух плохо перемешивается с продуктами горения. Большое количество нагретого до высокой температуры воздуха вместе с продуктами горения уносятся в трубу, не отдавая своего тепла нагревательным приборам. Стенки камина согреваются в основном лучистым теплом и лишь отчасти прикосновением горячего пламени. Также лучеиспусканием нагревается во время топки камина и помещение, т.е. камин – прибор малой теплоемкости. Лучшим топливом для камина является топливо, которое при горении дает наибольшее количество лучистого тепла. Лучеиспускательная способность топлива, т.е. отношение количества тепла лучеиспускаемого к общему количеству выделяемого при горении составляет для торфа 0,21, для дров 0, 245, для каменного угля 0,45, для древесного угля 0,46, для кокса и антрацита о,55. Таким образом, выгодней топить камин антрацитом, каменным или древесным углём, чем дровами и торфом. Из полного количества лучистой энергии не больше половины идет на непосредственное согревание помещения. Для улучшения лучеиспускания в помещении боковых и задней стенок, их устраивают с наклоном. Однако, в этом случае КПД каминов очень низок от 0,1 до 0,2. Наклонная задняя стенка улучшает тягу. Кроме того улучшению работы камина способствует наличие уступа в дымоходе у пола и по бокам лицевого проема. Вверху топка сужается со всех сторон, образуя горловину, необходимую для улучшения тяги. Горловина переходит в уступ, где предусматривается заслонка.

Боковые стенки дымовой камеры должны быть гладкие и иметь наклон к дымоходу около 60°. Заслонка между топливником и дымовой камерой должна быть не менее 1/16 высоты лицевого проема камина и на всю ширину топливника. Лучшую тягу создают вертикальные высокие дымоходы круглого или квадратного сочетания, расположенные в теплых частях здания. По возможности следует избегать проломов. Уклоны дымоходов к горизонту должны быть не менее 60°. В отличие от печей размеры поперечных сечений дымоходов для каминов весьма значительны от 13х27см до 40х40см. Лучшие дымоход располагать над камином, но возможны и иные схемы размещения дымоходов. Площадь топочного отверстия составляет от 1/45 до 1/65 площади помещения и должна быть 8 – 15 больше площади сечения дымоходов.

Днище топки и нижнюю часть задней и боковой стенок выкладывают из огнеупорного кирпича (лучше всю топочную камеру, включая «дымовой зуб», выложить из огнеупорного кирпича).

Полезно располагать днище очага на расстоянии одного кирпича от пола. Это небольшое возвышение придает камину ощущение устойчивости, в то время как при расположении его на одном уровне с полом возникает впечатление проседания. К тому же с образующейся ступеньки удобно сметать золу в совок.

При желании в днище очага под колосниковой решеткой можно установить выдвижной ящик для золы. На передней стенке ящика в этом случае выполняют отверстия или прорези, через которые воздух проходит под колосниковую решетку.

При расположении конструкции камина вблизи от деревянных стен и потолков выполняются противопожарные вертикальные и горизонтальные разделки. Если камин расположен на верхнем этаже, то нужно принять меры по защите от нагрева межэтажного перекрытия, особенно если оно выполнено из деревянных конструкций. Самым эффективным способом защиты считается устройство под днищем воздушных каналов. Для того чтобы избежать выпадения горящих углей из топливника, чаще всего с внешней стороны топки устанавливают барьерную решетку.

В рабочий камин поступает большое количество воздуха, который постоянно восполняется, что приводит к сильным сквознякам. Для частичной ликвидации этого явления подачу наружного воздуха можно осуществлять через специальные каналы и отверстия в днище очага или боковых стенках топки.

Из-за того, что камин засасывает много воздуха, температура в газоходе значительно меньше, чем в печи, соответственно сила тяги, приходящая на один метр высоты газохода камина, тоже меньше. При одинаковой высоте дымовой трубы сила тяги у камина во столько раз меньше силы тяги у печи, во сколько раз отверстие топки камина больше поддувального отверстия печи. Поэтому для создания нормально тяги высота дымовой трубы у камина должна быть значительно больше, чем у печи. Чтобы дымовые газы в трубе камина охлаждались минимально, кладку трубы производят толщиной не менее в 1/2 кирпича.

Так же, как и в печах, на тягу камина оказывают вредное влияние подсосы атмосферного воздуха через трещины вкладки или неработающие приборы общих дымовых стояков.

Лучшая форма сечения дымохода в камине – круглая, соответственно несколько хуже – квадратная и прямоугольная. В прямых углах затрудненно движение газов и откладывается сажа. Оптимальное сечение дымовой трубы от 1/10 до 1/12 размера топочного отверстия, но не менее чем 140х270мм.

Дымовая труба камина по своим конструктивным особенностям ничем не отличается от дымовой трубы отопительных печей. Разделка трубы в потолочном проеме и вывод над крышей исполняются с соблюдением тех же правил, что и при кладке печей. Для повышения теплоотдачи в английском камине устраиваются специальные сборники теплого воздуха, который дополнительно обогревает помещение.

Отделка камина зависит от качества кирпича. Если кирпич отменного качества, то возможно кладка наружных стен с расшивкой швов. Неровности кладки шлифуются кирпичом или наждаком. Цвет кирпича восстанавливают слабым раствором соляной или серной кислоты. Если качество кирпича не высоко, то поверхность камина оштукатуривают кладочным или сложными растворами с последующей окраской клеевыми, известковыми или водоэмульсионными красками. Портал камина в любом случае желательно выкладывать из высококачественного кирпича с расшивкой швов.

Облицовка камина - своего рода художественное произведение, которое зависит от умения мастера правильно укладывать кирпич или плитку и от его художественного воображения. Имея под рукой любые дефицитные материалы – дорогую гранитную плитку, облицовочный керамический кирпич и т.д., можно создать казенное угловатое детище. И наоборот, обыкновенного кирпича и природного камня будет достаточно, чтобы появился настоящий шедевр.

При заготовке топлива для камина нужно знать, что твёрдые породы (клён, дуб, граб и т.д.) горят длинным спокойным пламенем, отдают много тепла. Мягкая древесина (сосна, ольха, осина, березы и т.д.) сгорают быстрее, и дает много искр. При сгорании березы образуется много сажи, а осина выжигает сажу в дымоходах. Мелкие поленья быстро сгорят, и всё тепло будет выброшено в трубу. Во избежание задымления мокрые дрова могут использоваться в исключительных случаях. Желательно, чтобы к этому времени камин был достаточно прогрет.

Пламя камина можно окрашивать. Хлорид меди дает зеленый и голубой цвета. Обыкновенная поваренная соль придаст пламени своеобразную желтизну. Корни разных деревьев помогут создать целую гамму всевозможных оттенков. Древесина садовых деревьев придает воздуху приятный аромат.

В случае устройства каминов с топливником открытым с двух, трех или четырех сторон также необходимо соблюдение определенных соотношений в размерах топки. Металлические камины /рис.38/ выполняются из стальных или медных листов. Каркас из стальных уголков. Следует внутри этой трубы устроить теплоизоляцию, чтобы она не разогревалась очень сильно. Эта теплоизоляция должна проходить и на чердаках, чтобы не происходило переохлаждение помещений. В трубе следует установить надежную заслонку с тем, чтобы в промежутках между топок не происходило переохлаждения помещений. Можно использовать асбестоцементную трубу для устройства дымохода, а металлическая труба выполняет декоративные функции. Металлическая труба либо закрепляется к стене, либо подвешивается хомутами к перекрытию и укрепляется тяжами. При проходе через сгораемые конструкции перекрытий и кровли как кирпичных, так и металлических труб следует устраивать разделку и выдру.

Рис 38

В каминах с топливником открытым с лицевой стороны, лицевой проем имеет форму квадрата или лежачего прямоугольника. В случае топок открытых с двух и трех сторон отношение высоты и ширины топки составляет от 5/6 до 2/3. Для случая топки, открытой с четырех сторон, целесообразно это отношение снизить до 1/2 /рис.39,40/, что позволит обеспечить хорошую тягу. В зарубежной практике применяется экранирование топочного отверстия в каминах различной конструкции термостойким стеклом, что значительно усиливает тягу и улучшает условия эксплуатации каминов /рис.41.42/. В условиях топливного кризиса актуален вопрос повышения экономичности каминов. В нашей стране устраиваются камины с высоким КПД, 0,7 – 0,8. Особенности таких каминов является размещение в корпусе кирпичного камина литого комплекта из чугуна или жаростойкой стали с толщиной стенок 3 мм, размещенного с отступной /рис.43/. Раскаленная наружная поверхность топливника и металлическая труба подогревают воздух который фильтруется и, через верхнюю вентиляционную решетку, направляется в помещение в результате естественной вентиляции или с механическим побуждением. Через нижнее вентиляционное отверстие холодный воздух подсасывается в это пространство. Металлический топливник имеет зольную камеру-поддувало, которая позволяет регулировать подачу воздуха и интенсивность сжигания топлива. Схема движения воздуха в таком камине показана на /рис.44/. Топливом для таких каминов служат дрова, уголь, брикеты и т.п. Тепло передается в помещение не только лучеиспусканием, но и конвенцией, что позволяет резко повысить КПД этого отопительного устройства. Экран из жаростойкого стекла с одной или двух сторон топливника изолирует топливную камеру и улучшает условия эксплуатации каминов (камин не дымит), приближая их к условиям эксплуатации печей. Стеклянная дверца выполняется либо с боковым или вертикальным открыванием. Часовая теплоотдача каминных топок от 6 до 15квт на /рис.45,46 / представлены камины из Франции.

При подборе каминных топок можно пользоваться приближенным подсчётом - 1квт мощности на 10м² площади помещений.

Размеры топок позволяют использовать дрова размером по длине о,5м. Камины из бетона могут выполняться индустриальными методами из крупных блоков /рис.47/ с внутренней облицовкой топливника кирпичом или формовкой из жаростойкого бетона. Попытка соединить достоинства отопительных печей и каминов иногда сводятся к объединению в одном объеме этих двух отопительных устройств/рис.48/. Применяются так же электрические камины с эффектом реального пламени /рис.49/. Для отопления сауны или бани применяются малогабаритные печи-камины.

Рис 39

Рис 40

Рис 41

Рис 42

Рис 43

Рис 44

Рис 45

Рис 46

Рис 47

Рис 48

Рис 49

V. РАСЧЕТ ОТОПИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ.

Для отопления малоэтажных жилых домов используются различные отопительные устройства: отопительные печи, отопительно–варочные печи, отопительные щитки, печи с плиткой, печи-камины и современные отопительные камины.

Правильный выбор системы отопления и размеры отопительных устройств имеют важное значение. При выполнении этого условия в помещении будет нормальная температура, а расход топлива меньшим. Отопительные устройства должны отдавать в помещение определенное количество тепла, возмещая его потери через ограждающие конструкции: наружные стены, двери, пол и потолок, окна. Величина тепловых потерь зависит от конструкций стен, окон, дверей, полов и потолков; от их размеров и теплозащитных свойств, материалов, из которых изготовлены указанные конструкции.

Приток воздуха через ограждающие конструкции здания называется инфильтрацией. Если инфильтрация незначительна, ее в расчет теплопотерь не включают. Система печного отопления рассчитывается по уравнению теплового баланса.

∑Q сум = Qп + Q вн

Где ∑Q сум – суммарные тепловые потери, Вт;

Q п – теплопроизводительность печи, Вт.

Q вн – теплота, поступающая в помещение от бытовых приборов и людей.

Суммарные тепловые потери (СНиП 204.05 – 91) складываются из основных и добавочных. Основные теплопотери ∑Qосн определяют путем суммирования теплопотерь через ограждающие конструкции помещений.

∑Qосн = KF(tв – t н) n

Где F – расчетная площадь ограждающей конструкции м²;

K – коэффициент теплопередачи K = λ/δ вт

Где λ – коэффициент теплопроводности вт/(м·с) таблица 1

δ- толщина слоя материала м.

Тв – расчётная внутренняя температура помещения, зависящая от его назначения, С° /таблица2/; Тн – расчетная температура наружного воздуха, С° /таблица 3/; п- коэффициент. Зависящий от ориентации наружной поверхности ограждающей конструкции и от скорости наружного воздуха. За расчетную температуру наружного воздуха принимается средняя температура наиболее холодной пятидневки в данной местности

/таблица 3/.

Коэффициенты теплопроводности строительных материалов и конструкции

Таблица 1

№	Конструкция материала	Плотность в сухом состоянии 7кг/м³	Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии λ, вт/(м·с)
	Кирпичная кладка из глиняного кирпича на тяжелом растворе Из глиняного кирпича на легком растворе Из силикатного кирпича на тяжелом растворе Из пористого кирпича на легком растворе Из трепельного кирпича на при γ кир = 1000 кг/м³ Из семищелевого кирпича		0,81     0,76   0,87   0,52   0,52   0,64
	Бетоны ячеистые Цементные (газобетон, пенобетон)   Газосиликатные		0,4 0,29 0,21 0,14 0,17 0,15
	Вата минеральная и изделия из «же»? Вата минеральная Плиты минераловатные на синтетической связке Базальтовая вата Техноруф Технолайт	95-120   30-40	0,07   0,07     0,042 0,047   0,040 0,043
	Пенополистирол     Пенополистироло – бетон	15-50     200-308	0,036 0,043   0,065 0,084
	Дерево Сосна и ели поперек волокон Сосна и ель вдоль волокон Дуб поперек волокон Дуб вдоль волокон Опилки древесные фибролит цементный То же Плиты древесно – волокнистые То же		0,17   0,35 0,23 0,41 0,09 0,23 0,15 0,08   0,16
	Засыпки теплоизоляционные Шлак топливный Керамзит То же		0,29 0,21 0,15

Расчетная внутренняя температура помещений

Таблица 2

Помещения	Температура С°
Жилая комната, кабинеты, столовые, гостиные, передние коридоры Туалеты Кухни Ванные

Климатические расчеты данные некоторых городов

/СНиП 2.01.01-82/ Таблица 3

Населенный пункт	Температура наружного воздуха С°
Для расчета основных Теплопотерь Тн	Для расчета инфильтрации Тна
Абскан	- 42
Алма-Ата	- 25
Архангельск	- 32
Астрахань	- 22
Ашхабад	- 11
Байкит	- 50
Баку	- 4
Барнаул	- 39
Березняки	- 35
Братск	- 43
Вильнюс	- 23
Владивосток	- 25
Ереван	- 19
Иркутск	- 38
Киев	- 21
Кишинев	- 15
Кустанай	- 35
Ленинград	- 25
Москва	- 28
Новосибирск	- 39
Одесса	- 18
Рига	- 20
Таллин	- 21
Тбилиси	- 7
Томск	- 40
Фрунзе	- 23
Чита	- 38
Якутск	- 55

Добавочные теплопотери зависят от ориентации помещений по странам света, а также от расположения здания на открытой местности, скорости ветра в данном районе и инфильтрации. В зависимости от ориентации наружных конструкций дополнительные теплопотери ориентировочно составляют:

10 %- если они обращены на север, северо-восток, северо-запад, восток;

5% - если на юго-восток и запад.

Дополнительные теплопотери за счёт инфильтрации воздуха:

Qинф = Fпл (Тв-Тн), где Fпл – площадь пола отапливаемого помещения м².

Бытовые тепловыделения жилых помещений приблизительно определяются по формуле Qпл=21 Fпл, т.е. 21Вт на 1м² площади пола.

Таким образом, определение расчетной теплопроизводительности печного отопления производится по формуле Qп=∑Qсум – Qвн

Правильность выполнения системы отопления в жилых зданиях, детских и лечебных учреждениях проверяется определением амплитуды колебаний температуры внутреннего воздуха в течении межтопочного периода.

Ат = 0,7 MQ/(∑F), где M – коэффициент неравномерности теплоотдачи печи, Q – расчетные теплопотери помещения, Вт, ∑F – сумма произведений коэффициентов теплопоглащения ограждающих конструкций на них площадь, Вт – коэффициент теплопоглащения В равен амплитуде колебаний теплового потока, проходящего через поверхность ограждения, при амплитуде колебаний температуры воздуха в помещении в 1°С /таблица 4/

Коэффициент теплопоглащения при одноразовой топке Вт/(м²с)

Таблица 4

Конструкция

°С

Наружные стены Кирпичная стена на тяжелом растворе со штукатуркой То же на легком растворе Со штукатуркой деревянная стена То же без штукатурки Деревянные щиты с утеплителем Газосиликат γ=600 м/м³ Внутренние стены перегородки Кирпичная стена со штукатуркой Деревянная стена без штукатурки То же со штукатуркой Перегородка из гипсокартонных листов Фанерные щиты, заполненные древесноволокнистыми плитами Полы и потолки Деревянный пол на лагчах Деревянный настил междуэтажного перекрытия Деревянный потолок без штукатурки То же со штукатуркой Окна и двери Одинарные застекленные окна и двери То же двойные Двери деревянные внутренние

4,48   4,36 3,4 2,9 2,0 1,4   4,3 2,73 3,3 3,15   1,17   2,47   2,32 2,91 3,4   5,37 2,47 2,9

Ориентировочные значения ∑ ВF для жилых помещений Вт/°С представлены в таблице 5.

Таблица 5

Ограждающие конструкции

Площадь помещения м²

Деревянные

Каменные

Для предварительных расчетов иногда пользуются приближенными методами. Принимают, что 1 м³ внутреннего объема с одной наружной стенной помещения теряет за один час 450 Вт, с двумя наружными стенами 70 Вт тепла. Тепловая мощность отопительной печи определяется ее теплоотдачей за единицу времени. За расчетную теплоотдачу печи принимается ее теплоотдача при двух топках в сутки. Если нет данных по испытанию печи, то приближенно теплоотдача открытых боковых поверхностей печи, отнесенная к 1м² поверхности (аВт/м² час) таблица 6.

Таблица 6

№ п/п	Типы печей	Вт/м² час
1.   2.   3. 4.	I. Печи умеренного прогрева Толстостенные оштукатуренные или в металлическом футляре Толстостенные изразцовые II. Печи повышенного прогрева Тонкостенные весом 1000 кг и более Тонкостенные весом до 1000 кг	460 – 580   - 500 580 – 700   550 – 700 520 – 640

Теплоотдающей поверхностью печи считается поверхность стенок, омываемая с одной стороны воздухом, а с другой подогревается газами или топливом. Поправочные коэффициенты для поверхностей печи, обращенных в сторону отступов:

1. Для открытых с обеих сторон отступов шириной 13 см и более – 1,0

Дата добавления: 2015-05-26