Как найти размер печи

Очень часто трудно определить какого размера должна быть печь, чтобы в доме было тепло. Для этого теплоотдача печи должна, как минимум равняться теплопотерям в доме.

Как видно на таблице для расчета теплопотерь необходимо учитывать массу коэффициентов, материалы стен, полов потолков, количество и размеры окон и дверей, расположение дома относительно розы ветров и так далее. Но можно поступить намного проще,применив формулу

Q = S * T / R,

где

Q – теплопотери, Вт

S – площадь конструкции, м2

T – разница температур между внутренним и наружным воздухом, °C

R – значение теплового сопротивления конструкции, м2•°C/Вт

Схема расчета проста – рассчитываем теплопотери отдельных элементов, суммируем и добавляем потери тепла при вентиляции. Практически все.

Можно поступить еще проще, в среднем теплопотери идут в размере 30 кал. с 1 кубического метра. Вычисляем объем помещений и умножаем на 30 кал. Это конечно будет очень грубый расчет, но если вы делаете отопление, то нужно его всегда делать с запасом, то есть теплоотдача приборов отопления должна быть выше теплопотерь помещений.

Это величина средней часовой теплоотдачи печи с 1 кв. метра ее поверхности в час. Более подробный расчет размеров печи и всех ее частей в зависимости от требуемой теплоотдачи можно прочитать в книге В.П. Протопопова “Печное дело”, ссылка на которую есть на моем сайте.

Сборные печи не получили должного распространения по причине отсутствия их производства и не полной проработки материалов для изготовления частей этих печей. Но такую печь можно выложить и из кирпича, причем для ее изготовления не нужны сложные расчеты. Для этого нужно прочитать внимательно книгу и потренироваться складывать печь из кирпича без глины.

Печь Быльчинского сочетающая в себе достижения печей Грум-Гржимайло и печей большой теплоемкости. Основной недостаток в забивке сажей и золой насадок. В отличие от печей профессора Грум-Гржимайло эта печь очень проста в изготовлении и КПД ее довольно велик, по сравнению с простыми печами с дымооборотами.

Для определения вида и размера печи очень много критериев. Осветить в данной статье их все не возможно.

На моем сайте собрано большое количество различных книг о печах. Книги можно скачивать и изучать. Для перехода на сайт нажмите сюда.

Размеры печей определяют или их подбирают на основании расчета теплопотерь отапливаемых помещений. Точный расчет теплопотерь сложен и его выполняют по специальному методу и имеющимся нормам. Которые предусматривают, что теплоотдача печи при двух топках в сутки может быть на 15% больше или меньше теплопотерь помещения.

При расчете отопления необходимо знать теплопотери всех видов конструкций дома: стен, дверей, оконных проемов, перекрытий, материалов, из которых сделаны стены, высоту, наружную температуру воздуха и пр. При неправильном расчете или выборе печи она будет ил много выделять тепла или наоборот. Правильно выбранная печь должна соответствовать средней часовой теплоотдаче и такой же часовой теплопотере. Таким образом, количество теряемого помещением тепла должно соответственно возмещаться теплом, выделенным печью.

Способы определения размеров печей

Рассмотрим самые простейшие и приближенные способы определения размеров печей на конкретных примерах.

Пример 1

Зеркало печи, выходящей в отступку, дает в 2 раза меньше тепла, щитки от плиты — в 1,5 раза меньше, чем печи, поэтому их поверхность должна быть в 2 — 2,5 раза больше указанных данных.

Пример 2

В этом расчете печи подбирают по кубатуре здания, которую определяют по наружному периметру с последующим умножением на 21. Это число является количеством тепла в килокалориях, требуемых для обогрева 1 куб. м здания до температуры плюс 18º С и при наружной температуре воздуха до минус 30º С.

По вышеприведенным данным находят потребную теплоотдачу печи.

В нашем случае имеется дом размером по наружному обмеру 6,6X7,4 м, высота помещения 3 м. Стены кирпичные, толщиной 540 мм. В ломе имеются две жилые комнаты 1,2, кухня 3 и прихожая 4 (рис. 1).

Рассмотрим подбор печи для кухни и прихожей:

• объем кухни 54,39 куб. м. (3,7X4,0X3,0)
• объем прихожей 18,87 куб. м. (3,7X1,7X3,0)
• Всего 73,26 куб. м.

Рассчитаем теплоотдачу печи: 73,26X21=1538 ккал/ч.

Каждый квадратный метр зеркала печи излучает в среднем 300 ккал/ч. Для определения площади нагрева печи необходи­мо 1538 ккал/ч разделить на 300, получаем 5,1 кв. м. Эту циф­ру можно округлить до 5 кв. м или повысить до 5,2—5,4 кв. м.

Чтобы найти размеры печи, следует имеющуюся площадь зеркал печи разделить на активную высоту печи, то есть ту высо­ту, которая нагревается. В данном случае она равняется 2,2 м. После деления площади зеркала печи на ее высоту получаем периметр печи 5,1: 2,2=2,3 м (округленно 2,5 м).

Полученный периметр печи делим на два и получаем две стороны печи, то есть длину и ширину, вместе взятые они бу­дут равны 1,15 м (2,3:2). Если ширина печи 510 мм, то ее дли­на должна быть 640 мм, а в плане 510×640 мм.

Таким образом, воспользовавшись этим примером, можно подобрать размер, печи для любого помещения. Необходимо указать, что кроме печи в кухне имеется плита, которая может выделять при двух топках в сутки от 600 до 900 ккал/ч.

Конечно, вместо печи можно поставить к плите отопитель­ный щиток, работающий от плиты, выделяя до 1200 ккал/ч. Имеются щитки с плитой и с отдельной топкой, тогда их тепло­отдача еще выше.

Если печь ставят в районах, где наружная температура в зимнее время достигает минус 50°С, можно рассчитать размер печи по третьему примеру.

Пример 3

Рассмотрены дома из разных материалов с раз­личной минусовой температурой. Как было сказано выше, рас­четы теплопотерь помещением весьма сложны и в данном слу­чае они даются приближенно.

Из данных таблицы 2 видно, что теплопотери стен при раз­личной температуре неодинаковы.

Поэтому при расчетах (свыше — 31°С) на каждые два гра­дуса прибавляются три единицы.

Таблица 2. Удельные теплопотери для основных охлаждающихся поверхностей в жилых зданиях

Если при этом теплоотдача печи и будет немного выше, то в этом нет большой ошибки.
Следует напомнить, что в примере подбора печей по этой таблице опущена проверка на амплитуду колебания и другие данные.

Пример 4

Рассмотрим способ определения тепловых по­терь и подбор печи для одноэтажного рубленого дома из бре­вен толщиной 25 см, с односторонней штукатуркой, деревянны­ми перегородками, оштукатуренными с двух сторон, с полом, утепленным над подвалом, окном из двух остекленных пере­плетов (двойное остекление). Комната угловая площадью 9 кв. м. Внутренний размер комнаты: высота — 3 м, длина каж­дой стены — 3, ширина окна—1, высота его—1,7 м.

Удельные теплопотери на 1 кв. м поверхности, согласно данным таблицы, составят в данном случае: для деревянной стены рубленой толщиной 25 см, оштукатуренной в угловых помещениях,— 52 ккал/ч на 1 кв. м, для окна с двойным осте­клением— 100 ккал/ч на 1 кв. м, для чердачного перекрытия (потолка) — 26 ккал/ч на 1 кв. м, для утепленного пола—» 19 ккал/ч на 1 кв. м.

Охлаждающие поверхности:

• наружные стены (две) — (3,0+3,0)X3,0—1,7=16,3 кв. м.
• пол — 3,0X3,0 = 9,0 кв. м.
• потолок — 3,0X3,0 =  9,0 кв. м.
• окно — 1,0X1,7= 1,7 кв. м.

Общие теплопотери комнаты составят, ккал/ч:

• через наружные стены — 16,3X52 = 848;
• через пол — 9,0X19,0 = 171;
• через потолок — 9,0X26 = 234;
• через окно — 1,7X100 = 170;
• Всего — 1423.

Для такого расхода тепла нужна печь с теплоотдачей 1500 ккал/ч или несколько большая. Может быть принята печь отопительная, прямоугольная оштукатуренная, размером 510Х770 мм, с теплоотдачей при двух топках в сутки 1760 ккал/ч (см. соответствующий раздел). Если эта печь будет отстоять всеми своими стенками от стены или перегородки и они будут полностью отдавать тепло, то она несколько больше допусти­мых процентов, указанных в нормах. Когда одна стенка или бу­дет выходить в другое помещение (комнату), или же иметь не­большую отступку от перегородки, то печь полностью отвечает расчету. Напоминаем, что у этой печи передняя и задняя стен­ки выделяют по 340 ккал/ч, а левая и правая — по 540 ккал/ч.

Факторы, влияющие на расчет

Установленная в доме печь при нагреве должна полностью компенсировать теплопотери помещения. Таким образом, температура воздуха помещения будет поддерживаться на заданном комфортном значении.

Потеря тепла помещения зависит от многих факторов. Ключевыми среди них является показатель теплопроводности стен, дверей, окон, потолочных перекрытий, пола, температура воздуха на улице.

Полностью рассчитать теплопотери достаточно сложно. При расчете мощности печи принято считать, что выделяемое тепло будет на ±15% больше тепловых потерь при топке печи два раза в сутки. Идеально, если среднечасовая теплоотдача равна такому же значению тепловых потерь. Таким образом, в доме сохранится постоянная температура 21-23°С.

Стоит помнить о том, что теплый воздух по дому распространяется неравномерно. Чем дальше комната от источника тепла, тем дольше будет прогреваться. Изолированные помещения практически не прогреваются. Быстрее прогреть отдаленные помещения можно с помощью монтажа разводки воздуха через вентиляционные гофры, если это можно предусмотреть при установке или кладке печи.

Есть множество способов рассчитать теплопотери помещения, размеров и мощности печи. Рассмотрим некоторые из них.

Тепловые потери

Существуют усредненные значения тепловых потерь в зависимости от материала и толщины наружных стен, этажности, количества камер в оконном блоке, материала перекрытий, устройства пола. Они представлены в таблицах ниже (для дерева и кирпича). Однако они не полностью отражают индивидуальные особенности дома. Поэтому для стен, выходящих на уличное пространство, лестничные клетки и другие неотапливаемые помещения, к значению в таблице применяется коэффициент 0,7. Коэффициент 0,4 применяется для внутренних стен и перегородок внутри дома или помещения.

Таблица для стен из дерева:

Таблица для стен из кирпича:

Стандартный расчет размера печи

Неграмотный расчет размера и соответственно мощности печи приводит к большим скачкам температуры в помещении. Для того, чтобы компенсировать потери тепла необходимо больше нагревать печь, что приводит к её перегреву и разрушению кладки, с последующим выходом из строя. С точки зрения комфорта, перегрев печи приведет к повышению комфортной температуры. В помещении станет жарко и душно, что не хорошо для общего самочувствия. При этом перегрев воздуха не гарантирует поддержание комфортной температуры при повышенных потерях тепла длительное время.

Кирпичная печь отдает тепло в помещение через раскаленные стенки или зеркала печи.

Зеркало печи – внешняя плоскость печи, отдающая жар в помещение, отдает около 350 ватт тепла от одного квадратного метра.

Необходимая площадь зеркала рассчитывается по формуле:

где мощность вычисляется по формуле:

Если зеркало печи выходит в пространство между печью и стеной или перегородкой, оно отдает тепла в помещение в два раза меньше. Поэтому для компенсации потери тепла общая площадь сторон печи, выходящих в помещение должна быть в 2 раза больше.

Размеры поверхности печи в зависимости от объема помещения и расположения (при высоте помещения 3 м и наружной температуре воздуха –25 °С):

Рассмотрим пример подбора печи в зависимости от объема дома.

Смотрите также: Калькулятор расчета параметров печи по ее размерам

Особенности выбора мощности печи

Вышеописанным способом можно рассчитать и подобрать размер печи или другого отопительного оборудования. Однако стоит помнить о том, что кроме печи, в доме есть другие устройства, излучающие тепло. Например, варочная панель, которая теоретически отдает около 600-900 ккал/ч тепла в сутки. Или отопительный щиток, который работает от основного отопительного оборудования и выделяет порядка 1200 ккал/ч в сутки.

Ещё более высокая теплоотдача, когда установлены щиток+плита с отдельной топкой. При выборе мощности печи эти показатели стоит вычесть. Иначе в помещении будет духота, неминуемо проветривание помещения и соответственно увеличение теплопотерь.

Читайте также: Правила и варианты оптимального расположения печей в доме

Печь для сурового климата

Суровый климат отличается минусовой температурой воздуха продолжительное время, практически круглый год. В таком климате снижение температуры в зимний период происходит до –50°С. Если планируется установка печи в доме или здании, то стоит придерживаться определенного правила.

Так как расчеты теплопотерь сложные, да и не нужные обычному потребителю, можно воспользоваться приблизительными значениями тепловых потерь, представленных в таблице приведенной главой выше, для жилых зданий при температуре воздуха на улице до –30°С. Снижение наружной температуры воздуха приводит к увеличению теплопотери стен, окон и других поверхностей. Поэтому, к табличному значению на каждое понижение в 2°С, нужно прибавлять цифру 3.

Печь для деревянного дома

Несмотря на то, что деревянный дом хорошо держит тепло, в целом хорошо регулирует температуру внутри дома, для него так же необходимо правильно рассчитать размер и мощность печи. Иначе перепады температуры негативно скажутся на сохранении дерева, как основе стен. Если слишком перетапливать деревянный дом, это неминуемо приведет к рассыханию стен и соответственно со временем увеличит теплопотери. Колебания температур приводит к сырости и также разрушению дерева и потере тепла.

Как рассчитать  мощность печи, приведено в примере ниже.

Далее размер печи рассчитывается по стандартному методу.

Для проведения расчетов вы всегда можете обратиться к профессиональному печнику.

Как найти хорошего печника?

Примеры мощных отопительно-варочных печей

Список литературы

Размеры печей определяют на основании расчета теплопотерь отапливаемых помещений. Точный расчет теплопотерь сложен и его выполняют по специальному методу и имеющимся нормам, предусматривающим, что теплоотдача печи при двух топках в сутки может быть на 15% больше или меньше теплопотерь помещения. При расчете отопления необходимо знать теплопотери всех видов конструкций дома: стен, дверей, оконных проемов, перекрытий, материалов, из которых сделаны стены, высоту стен, наружную температуру воздуха и др. При неправильном расчете или выборе печи она будет выделять или много тепла, или наоборот. Правильно выбранная печь должна соответствовать средней часовой теплоотдаче и такой же часовой теплопотере. Таким образом, количество теряемого помещением тепла должно соответственно возмещаться теплом, выделяемым печью. Рассмотрим самые простейшие и приближенные способы определения размеров печей.

Таблица 1. Размеры поверхности печи в зависимости от объема помещения и расположения (при высоте помещения 3 м и наружной температуре воздуха — 25°С)

Пример 1. Зеркало печи, выходящей в отступку даст в 2 раза меньше тепла, щитки от плиты — в 2,5 раза меньше, чем печи, поэтому их поверхность должна быть в 2—2,5 раза больше указанных данных.

Пример 2. В этом расчете печи подбирают по кубатуре здания, которую определяют по наружному периметру с последующим умножением на 21. Это число является количеством тепла в килокалориях, требуемых для обогрева 1 м3 здания до температуры плюс 18°С и при наружной температуре воздуха до минус 30°С (см. табл. 1).

Используя данные таблицы 1, находят потребную теплоотдачу печи. В нашем случае имеется дом размером по наружному обмеру 6,6х7,4 м, высота помещения 3 м. Стены кирпичные, толщиной 540 мм. В доме имеются две жилые комнаты 1 и 2, кухня 3, и прихожая 4.

Рассмотрим подбор печи для кухни и прихожей: объем кухни 54,39 м3 (3,7х4,0х3,0), объем прихожей 18,87 м3 (3,7х1,7х3,0). Всего 73,26 м3. Рассчитаем теплоотдачу печи: 73,26х21 = 1538 ккал/ч. Каждый квадратный метр зеркала печи излучает в среднем 300 ккал/ч. Для определения площади нагрева печи необходимо 1538 ккал/ч разделить на 300, получаем 5,1 м2. Эту цифру можно округлить до 5 м2 или увеличить до 5,2—5,4 м2. Чтобы найти размеры печи, следует имеющуюся площадь зеркал печи разделить на активную высоту печи, то есть ту высоту, которая нагревается. В данном случае она равняется 2,2 м.

После деления площади зеркала печи на ее высоту получаем периметр печи 5,1:2,2=2,3 м (округленно 2,5 м). Полученный периметр печи делим на два и получаем сумму двух сторон печи, то есть длину и ширину Вместе взятые они будут равны 1,15м (2,3:2). Если ширина печи 510 мм, то ее длина должна быть 640 мм, а в плане 510х640 мм.

Воспользовавшись этим примером, можно подобрать размер печи для любого помещения. Необходимо указать, что кроме печи в кухне имеется плита, которая при двух топках может выделять в сутки от 600 до 900 ккал/ч.

Конечно, вместо печи можно поставить к плите отопительный щиток, работающий от  плиты, и выделяющий до 1200 ккал/ч. Имеются щитки с плитой и с отдельной топкой, тогда их теплоотдача еще выше. Если печь ставят в районах, где наружная температура в зимнее время достигает минус 50°С, то можно рассчитать размер печи по третьему примеру.

Пример 3. Рассмотрим дома из разных материалов при различной минусовой температуре. Как было сказано выше, расчеты теплопотерь помещения весьма сложны и в данном случае они даются приближенно. В таблице 2 приводятся значения удельных теплопотерь поверхностей в жилых зданиях. Теплопотери стен увеличиваются при понижении температуры воздуха снаружи здания, что видно из указанной таблицы. Поэтому при расчетах (ниже — 31°С) на каждые два градуса прибавляются три единицы. Если при этом теплоотдача печи и будет немного выше, то в этом нет большой ошибки. Следует напомнить, что в примере подбора печей по этой таблице опущена проверка на амплитуду колебания и другие данные.

Пример 4. Рассмотрим способ определения тепловых потерь и подбор печи для одноэтажного рубленого дома из бревен толщиной 25 см, с односторонней штукатуркой, деревянными перегородками, оштукатуренными с двух сторон, с полом, утепленным над подвалом, окном из двух остекленных переплетов (двойное остекление). Комната угловая площадью 9 м2. Внутренний размер комнаты: высота – 3м, длина каждой стены — 3, ширина окна — 1, высота его — 1,7м. Удельные теплопотери на 1 м2 поверхности, согласно данным таблицы, составят в данном случае: для деревянной рубленой стены толщиной 25 см, оштукатуренной в угловых помещениях, — 52 ккал/ч на 1 м2, для окна с двойным остеклением — 100 ккал/ч на 1 м2, для чердачного перекрытия (потолка) — 26 ккал/ч на 1 м2, для утепленного пола — 19 ккал/ч на 1 м2.

Охлаждающие поверхности: наружные стены (две). Их площадь S равна: S = (3,0+3,0)х3,0 – 1,7= 6,3м2

пол 3,0х3,0 S = 9,0 м2, потолок 3,0х3,0 S = 9,0 м2, окно 1,0х1,7 S=1,7м2

Общие теплопотери комнаты составят, ккал/ч:

через наружные стены 16,3х52 =848, через пол 9,0х19,0=171, через потолок 9,0х26 =234, через окно 1,7х100=170, Всего 1423

Для такого расхода тепла нужна печь с теплоотдачей 1500 ккал/ч или несколько большая. Может быть принята печь отопительная, прямоугольная, оштукатуренная, размером 510х770 мм, с теплоотдачей 1760 ккал/ч, и двух топках в сутки. Если эта печь будет иметь общие поверхности со стенами или перегородками, и они будут полностью отдавать тепло, то теплоотдача несколько больше допустимых процентов, указанных в нормах. Когда одна стенка будет выходить в другое помещение (комнату), или же иметь небольшой отступ от перегородки, то печь полностью отвечает расчету. Напоминаем, что у этой печи передняя и задняя стенки выделяют по 340 ккал/ч, а левая и правая — по 540 ккал/ч.

Таблица 2. Удельные теплопотери для основных охлаждающихся поверхностей в жилых зданиях

Примечание. При определении теплопотерь через поверхности выходящие в неотапливаемые помещения, количество тепла, приведенное в таблице, умножают на 0,7, если последние выходят наружу (неотапливаемые лестничные клетки), и на 0,4, если неотапливаемые помещения не имеют указанного сообщения.