Меню

Как определить мощность дровяной печи



Что такое мощность печи и почему в кВт? В киловаттах же электричество!?

Определение и измерение мощности

Действительно, существует единица измерения Килова́тт-час (кВт⋅ч), которая показывает количество энергии, производимое или потребляемое, а также в других подобных случаях (измерение проделанной работы).

Преимущественно эту единицу измерения используют в энергетике и в быту для измерения электроэнергии.

Следует заметить, что правильно писать именно «кВт⋅ч» (мощность, Умноженная на время). Написание «кВт/ч» (киловатт в час со знаком Деления), которое часто употребляется во многих документах — неправильное. Для удобства чтения стали использовать упрощённое обозначение кВт (киловатт), под которым понимается количество киловатт в час.

Понятие кВт используется в одинаковой мере по всему миру, поэтому для обозначения тепловой мощности стали использовать именно его. Исследования показали, что один килограмм любой древесины при влажности 20% производит 4,16 кВт тепла. Другое дело, что разные породы дерева имеют разную плотность (разный вес), и при одинаковых внешних размерах поленья разных пород дадут разное количество тепла.

Почему печи разной мощности и как подобрать себе печь

Все производители рекомендуют использовать дрова лиственных пород и чаще всего для отопления используются дрова березы. Для удобства исчисления принято считать 4 кВт на килограмм. Таким образом мощность печи зависит от её размеров. Чем больше дров можно положить в печь, тем она мощнее.

Теперь мы понимаем, что в печь мощностью 8 кВт можно положить два килограмма дров, а в печь 12 кВт помещается три килограмма. Точнее бы сказать наоборот: печь в которую можем положить три килограмма дров должна дать 12 кВт тепла, так как если в ту же печь положим только два килограмма дров, то получим 8 кВт тепла. Таким образом, мы можем протопить помещение на большей мощности, а потом использовать меньшую.

Как понять сколько дров можно положить в печь

Часто в устройствах есть метка указывающая на максимальный уровень дров. Без такой метки рекомендуется закладывать не более двух третей топки. Переполнение топки топливом может отрицательно сказаться на её можности и даже привести к поломке устройства. Например, сейчас набирают популярность дровяные брикеты. Они имеют большую плотность и маленькую влажность. При аккуратных размерах брикетов, по весу их помещатся в топку больше, чем дров и такой перегруз камина может привести к его поломке.

Читайте также:  Диаметр кабеля по потребляемой мощности

Если камин нужен для интерьера, то его мощность не столь важна. Конечно в маленьком помещении камин лучше не делать, чтобы не устроить сауну. Тем не менее, при нехватке тепла ничего не случится, а при избытке можно хорошо проветрить. Другое дело когда нужна печь для отопления. Тогда к вопросу выбора нужно подходить более внимательно. В среднем на 10 квадратных метров площади отопления берётся 1 кВт мощности печи. Это при потолках не более 2.7 метра и при низких теплопотерях дома.

Например, когда нужно обогреть 80 квадратных метров, нужно выбирать печь 9-11 кВт, рассматривая запас мощности, учитывая погодные и другие условия. Например, печь Jotul F8. Мы знаем, что если взять два разных термоса и одновременно налить в них кипяток из одного чайника, то в одном вода остынет быстрее, а в другом медленнее. Также и с домами. Всё индивидуально, в первую очередь хозяин знает особенности своего дома и свои предпочтения.

Опять немного физики

Киловатт-час равен количеству энергии, потребляемой или производимой устройством мощностью один киловатт в течение одного часа.

Интересный факт, что даже люди являются потребителями и производителями энергии. Все мы знаем, что на упаковках любых продуктов указанна энергетическая ценность продукта. Как правило, энергетичность еды измеряют в Килокалориях (ккал), в то же время американцы измеряют её в Джоулях (Дж). Слово Калория от латинского означает — тепло.

Ранее калория широко использовалась для измерения энергии, работы и теплоты. Калорийностью называлась теплота сгорания топлива. А под калорийностью или энергетической ценностью пищи, подразумевается количество энергии, которое получает организм при полном её усвоении.

Все три единицы измерения: Ватт, Джоуль, Калория пересекаются между собой. Подробнее о них можно узнать, например в Википедии. Человек также является производителем тепла и один врослый человек находясь в комнате площадью десять квадратных метров и высотой два с половиной метра, может повысить температуру этой комнаты на два градуса. Не зря про кого-то говорят «энергичный человек», а про других наоборот. Именно из-за этого в местах переполненных народом душно.

Читайте также:  Чему равно сопротивление спирали кипятильника если его мощность

Киловатт-час равен количеству энергии, потребляемой или производимой устройством мощностью один киловатт в течение одного часа.

1 кВт⋅ч = 1000 Вт ⋅ 3600 с = 3,6 МДж.
1Дж = 0,239 Калории
1 кВт⋅ч = 0,86МКал

  • Для обогрева одного метра площади понадобится примерно 20-25 лампочек накаливания с обычной спиралью и мощностью 60 Вт, при потолках 2,5 метра. Это будет 1,2-1,5 кВт часть энергии которых уйдёт на свет, а остальная на тепло.
  • Бытовым, домашним утюгом можно обогреть полкомнаты, то есть на обогрев комнаты 15 метров понадобится два утюга, с учётом периодичности включения и выключения утюгов.
  • Даже если взрослый человек будет просто лежать он выделяет до одного киловатта тепла, поэтому при выборе кондиционера нужно учитывать площадь комнаты и сколько человек могут одновременно там находиться.

Источник

Мощность топки и мощность печи.

Первая печь.
Противопожарная разделка.

Мощность топки и мощность печи.

Плита варочная кирпичная, без духовки.

Плита варочная кирпичная, без духовки.

Мощность топки зависит от количества и качества топлива в ней сжигаемого.

Для расчёта максимальной мощности топки нам необходимо установить объём топлива сжигаемого в моменте.

Зная количество тепла от сгорания килограмма топлива и количество сжигаемого топлива в моменте, мы рассчитываем мощность топки.

Топливо Удельная теплота сгорания, кДж/кг (ккал/кг)

  • Дрова сухие влажностью 20—30% ……………… 12000-14000 (3000-3300)
  • Торф кусковый влажностью 30% …………………. 13000 (3100)
  • Торф брикетный ……………………………………………. 17000 (4000)
  • Бурый уголь ……………………………………………………….. 12000 (2800)
  • Каменный уголь ……………………………………………. 19000 (4500)
  • Антрацит……………………………………………………………… 25000 (6000)
  • Древесный уголь ………………………………………………. 33000 (8000)
  • Газ природный, 1 м 3 ………………………………………………………. 36000 (8500)

Вес сухих дров зависит от их плотности.

По плотности древесины все породы делят на три группы:

  • с малой плотностью (540 кг/м³ и меньше-) — ель, сосна, тополь, бальза, пихта, кедр, можжевельник, осина, ива, липа, ольха, каштан;
  • средней плотности (540…740 кг/м³) — лиственница, берёза, бук, дуб, клён, ясень, орех грецкий, рябина, яблоня, груша, вяз, лещина;
  • высокой плотности (750 кг/м³ и более+) — акация, граб, берёза железная, дуб, ясень, керуинг, самшит, фисташка.
Читайте также:  Виктор гончаров кв усилитель мощности

Сколько килограмм дров в топке.

Зная примерный вес кубического метра дров и объём топки мы можем высчитать её мощность.

Для расчёта нам необходимо понимать, сколько объёма топки будет заполнено дровами, а сколько останется воздуха.

Пример расчёта мощности топки и печи:

Топка этой печи имеет объём 0,05 куб.метра.

Она будет заполнена дровами на 50%, с учётом воздуха между поленьями и т.п.

Получаем 0,025 куб.метра дров в полной загрузке топки.

Взяв среднее значение веса древесины и умножив на объём дров в топке получаем вес одной закладки.

Я считаю берёзу т.к. для меня это наиболее приемлемое топливо.

0,034 * 640 = 16кг.

Теперь мы выяснили сколько килограмм дров в одной топке печи.

Можно приступать к расчёту мощности топки.

Расчёт мощности топки дровяной печи.

Зная вес сжигаемого топлива и удельную теплоту его сгорания высчитываем мощность топки.

Вес дров в одной закладке 16 кг.

Среднее значение теплоты сгорания сухих дров 13000 килоджоулей на килограмм.

Для удобства переводим килоджоули в киловатты.

1 КДж = 0.00027778 Киловатт.

208000 / 0.00027778 = 57,7 киловатт.

Почти 58 киловатт мощность топки в этой печи, неплохо для такой малышки.

Какая будет мощность у теплоёмкой печи с такой топкой.

Мощность печи рассчитывается исходя из мощности топки и эффективности самой печи.

Например: если предположить что КПД этой печи 70% получим мощность 40,6 квт. за цикл.

Чтобы рассчитать мощность печи в квт.ч. нам необходимо разделить общую мощность на время цикла.

Топочный цикл – всё время от топки до топки печи.

При двукратной топке в сутки цикл длится 12 часов.

40,6 / 12 = 3,38 квт.ч.

Мощность этой печи 3.38 квт.ч неплохой результат для такой малышки.

  • Плита варочная кирпичная, без духовки.Плита варочная кирпичная, без духовки.
  • Плита варочная кирпичная, без духовки.Плита варочная кирпичная, без духовки.

Источник

Как определить мощность дровяной печи



Расчет мощности печи

В современной финской сауне для создания сухого и жаркого воздуха применяют металлические печи с электронагревом или нагревание дровами. Электропечи быстро разогреваются, точно поддерживают заданную температуру, не загрязняют воздух бани дымом и копотью.

Мощность нагревателя электропечи определяется в зависимости от общего расхода тепла на нагрев бани в единицу времени. Обычно выбирают нагреватель мощностыо на 10…25 % выше расчётной, чтобы не зависеть от колебаний напряжения в электросети, температуры окружающего воздуха и т.п. Оптимальное время нагрева сауны 2…3 ч. Сокращение продолжительности нагрева на 1 ч. требует увеличения мощности нагревателя на 180…200%, в то же время увеличение продолжительнoсти на 2 ч. снижает мощность только на 22…30 %. При снижении КПД с 1 до 0,6 для сохранения температурного режима требуется увеличить мощность нагревателя в 4 раза.

Рассмотрим зависимость толщины стен и потолка бани (сауны) от мощности электропечи. Высокий КПД бани 0,8 – 0,9 достигают снижением потерь тепла через стены и потолок путём увеличения их толщины. Однако при этом повышается масса строительного материала и, следовательно, его теплоаккумулирующая способность.

При толщине бревенчатых стен 100…140 мм.для нагрева бани объёмом 8 м3 в течение трёх часов требуется электропечь минимальной мощностью 12 кВт, при этом КПД равняется 0,6…0,7. При толщине стены до 240 мм. КПД равен 0,87, но для нагрева бани за то же время потребуется электропечь мощностью 14 кВт. Баню с массивными теплоёмкими стенами целесообразно строить, если она предназначена для пользования в доме с большим количеством членов семьи (более 5 чел.), так как температура парильной в течение длительного времени почти не меняется, поэтому мощность нагревателя можно рассчитывать только на покрытие тепловых потерь. Для бревенчатой бани при КПД, равном 0,8, достаточно иметь электропечь с нагревателем мощностью 5,5 кВт.

Тепловая изоляция стены и потолка в банях периодического действия, банях личного пользования должна обеспечивать низкие тепловые потери и иметь малую теплоаккумулирующую способность. Для нагрева бани с такими стенами в течение 2…3 ч. могут быть использованы электропечи небольшой мощности. Стены и потолок каркасной бани обшивают изнутри досками толщиной 20…25 мм и с прокладкой шлаковой или стеклянной ваты, отличающейся низкой теплопроводностью. Через стены каркасной конструкции с теплоизоляцией из шлаковой ваты тепловые потери в 6 раз меньше, чем через бревенчатые стены такой же толщины (120 мм), а их аккумулирующая способность в 1,6 раза ниже. Нагреватель минимальной мощности (4 кВт) можно применять при толщине каркасных стен 0,08… 0,12 м.

Таким образом, при определении мощности нагревателя электропечи для нагрева сауны в течение 2,5…3 часов следует исходить из следующих норм удельной мощности (кВт/м3): для бревенчатого строения 1,4…1,8; для каркасного строения с тепловой изоляцией 0,6…0,8. После достижения требуемой температуры нагрева, потребляемая мощность должна быть снижена в 1,5…2 раза изменением схемы включения нагревателей в сеть или поддерживаться автоматическим регулятором температуры, подключающим нагреватели к сети на полную или частичную нагрузку.

Читайте также:  Генератор бензиновый со стартером мощность 5 6 квт

В финской сауне пользуются в основном электрическими печами постоянного действия, которые после нагрева парильной до заданной температуры работают в режиме, обеспечивающем компенсацию тепловых потерь. Массу камней для этих печей можно определить из условия накопления в них запаса тепла, необходимого для покрытия тепловых потерь бани в течение 1,5…2 ч. Ориентировочно массу камней для аккумулирования тепла можно принять равной 5 …7 кг на 1 м3 объёма парильной.

Количество и схему включения нагревательных элементов в сеть выбирают с учётом мощности печи и её конструкции. Электропечи с электронагревателями мощностью до 15 кВт подключаются по однофазной схеме параллельного, последовательного и параллельно-последовательного включения. В электропечах малой мощности устанавливают от 2 до 12 нагревательных элементов, большой мощности — от 6 и более. Для ступенчатого регулирования мощности наиболее часто применяют переключение нагревательных элементов с параллельного соединения на последовательное при однофазной схеме включения. Для переключения используют поворотные выключатели, рубильники или барабанные переключатели.

Схема переключения двух одинаковых нагревательных сопротивлений с параллельного соединения на последовательное даёт три ступени мощности:

1 — 100%, 2 — 50%, 3 — 25%.

Мощность печи можно изменить вручную либо автоматически. Термопару, дающую сигнал тепловому регулятору, размещают внутри парильной в зоне наибольших температур, т. е. верхней части стены. Регулятор и исполнительный механизм устанавливают в комнате для переодевания.

Отопительные электропечи обычно работают в сауне в постоянном режиме. Они быстро нагревают парильную и точно регулируют температуру на заданном уровне. При использовании нагревателей мощностью 50…70 кВт время нагрева составляет 20…30 мин.

Отопительную электропечь выполняют с огнеупорной кладкой, предохраняющей металлический корпус от прогорания или с системой тепловых экранов. Печь с огнеупорной кладкой обладает большей теплоаккумулирующей способностью

Источник

Варианты расчётов потребной мощности печи и её размеров

Потребную мощность печи можно, в первом приближении, вычислить по формуле, приведённой ниже:

Р – мощность (в Вт) печи;

V – объём обогреваемого помещения (кубатура) в куб.метрах.

Один кв. метр «зеркала» (периметр основания печи, умноженный на её высоту без трубы) отдаёт порядка 350 Вт тепла. Общая площадь зеркала вычисляется делением мощности печи на триста пятьдесят.

S – площадь (в квадратных метрах) «зеркала»;

Р – мощность (в ваттах) печи.

Тепловые потери объекта, при необходимости, можно определить с использованием для этих целей таблицы 1.1. (смотри предыдущую статью).

Простейшие способы определения требуемых размеров печей приведены в таблице 1.2.

Первый пример расчётов.

Выходящее в отступку зеркало печи даёт тепла вдвое меньше, а щитки от плиты — в два с половиной раза меньше, если сравнивать с теплоотдающей поверхностью. Компенсируют указанные потери за счёт увеличения площади поверхности на ту же величину (2 – 2,5) раза.

Читайте также:  Питание предварительного от усилителя мощности

Второй пример расчётов

Подбираем печь, исходя из кубатуры здания. Последнюю, определяем, умножив наружный периметр на 21. Значение, полученное подобным образом, это величина количества тепла, которое требуется для обогрева до + 18 градусов одного кубометра внутреннего объёма помещения (наружная температура при этом не должна опускаться ниже – 30 градусов) – см. таблицу 1.1.

По таблице 1.2. определяем требуемую теплоотдачу печки. В рассматриваемом нами примере размер помещения характеризовался следующими размерами 6.6 * 7,4 (кв.м) при потолках высотой 3000 мм. Толщина кирпичных стен – 540 мм. в здании (по плану) имеются: жилые комнаты (две), кухня, прихожая. Подбираем печь для кухни и прихожей. Объём кухни равен 3,7*4*3 = 54,39 куб.м, прихожей – 3,7*1,7*3 = 18,87 куб.м. Общая кубатура двух указанных помещений равна 73,56 кубических метра.

Рассчитываем требуемую теплоотдачу:

73,56*21 = 1538 ккал/час. Среднее излучение квадратного метра «зеркала» принимается равным 300 ккал/час. Разделив первое значение на второе получаем площадь нагрева печи. В данном случае она будет равна 5,1 квадратных метра. Чтобы дальше считать было удобнее эту величину обычно округляют в сторону уменьшения до 5.0 кв.м, или увеличивают до 5.5. кв.м.

Чтобы определить требуемые размеры будущего отопительного прибора (печи) необходимо разделить суммарную площадь зеркала на активную высоту печи (высота, подвергаемая нагреву). В рассматриваемом примере мы имеем 2200 мм. Округлённое значение периметра печи получаем равным 5.1:2.2 = 2300 мм (примерно 2500). Суммарная длина двух сторон печи вычисляется делением значения периметра пополам (ширина + длина). В нашем случае указанная величина составляет 1150 мм (2300:2). Если ширину печи определим равной 510 мм, до длину (в мм) получим равной 640. Размеры в плане соответственно 510*640 миллиметров.

Примерно также подбираются размеры печей для любых помещений. Кроме печи отопительной в кухне стоит печь варочная и забывать об этом нельзя. С двумя имеющимися топками она, за сутки, теоретически может давать от 600 до 900 ккал/час. Вместо отопительной печи к поите можно подсоединить щиток отопительный. Работая от основного устройства он будет выдавать «на гора» до 1200 ккал/час. Если нужна более высокая теплоотдача, то устанавливается щиток, совмещённый с плитой, но имеющий отдельную топку. В тех случаях, когда речь идёт об установке печи в здании, расположенном в местностях, где зимние температуры могут опускаться до – 50 градусов, размеры печи следует рассчитывать по третьему примеру.

Третий пример расчётов

Дома, в которые планируется устанавливать печное отопление, выполнены из различных строительных материалов и их эксплуатация осуществляется при разных температурах. Расчёты теплопотерь в подобных случаях достаточно сложны, как для здания в целом, так и для отдельного помещения, в частности. поэтому во всех рассматриваемых примерах используются величины приблизительные.

Читайте также:  Таблица расчета нагрузок электрической мощности это

Величины удельных тепловых потерь с поверхностей жилых домов сведены в таблицу 1.1. И значение их возрастает со снижением температуры уличного воздуха. (см. таблицу). Поэтому, проводя расчёты при температурах воздуха наружного ниже – 31 градуса на каждые два градуса понижения к величине показателя потерь добавляется три единица. Даже если теплоотдача отопительного прибора в указанных случаях будет несколько выше, это можно списать, как погрешность несущественную. Используя данную таблицу для подбора печи, не следует забывать, что при её создании сознательно были опущены такие показатели, как проверка на амплитуду колебания и ещё целый ряд иных.

Имеется рубленый дом из брёвен толщиной 250 мм. Рассмотрим методику, по которой рассчитываются тепловые потери в указанном случае.

Предположим. Что у дома только один этаж и стены оштукатурены только с одной стороны. Межкомнатные перегородки деревянные. Штукатурка на них двухсторонняя. Полы над подвальным помещением утеплены. Остекление окон – двойное. Площадь угловой комнаты примем равной 9 кв. метрам. Геометрические размеры комнаты 3000*3000*3000 мм. Размеры оконных проёмов 1000*1700 мм. Удельные теплопотери одного квадратного метра подобной стены составят:

с учётом того, что помещение угловое, 52 ккал/час;

перекрытия чердачного (потолка) – 26 ккал/час,

окна, имеющего двойное остекление – 100 ккал/час на тот же квадратный метр.

Величина указанного значения для полов утеплённых – 19 ккал/час.

В качестве охлаждающих поверхностей рассматриваем обе наружные стены. Вычисляем их площадь: S = (3+3)*3- 1,7= 16,3 квадратных метра. Площадь потолка и полов – по 9 кв.метров. площадь окна = 1,7кв. метра. Общие теплопотери комнаты будут равняться суммарным теплопотерям через все рассмотренные поверхности и составят: полы — 9*19= 171; стены наружные – 16.3*52= 848; окно – 1,7*100=170; потолок – 9*26=234. Суммарно – 1423 ккал/час.

Чтобы нейтрализовать подобный расход тепла нам потребуется использовать печь, имеющую теплоотдачу не менее 1500 ккал/час. Данным требованиям удовлетворяет прямоугольное отопительное устройство (оштукатуренное) имеющее размеры в плане 510*770 мм и теплоотдачу в 1760 ккал/час (при двух топках в течение одних суток).

Если после установки выбранная нами печь будет иметь общие с перегородками или со стенами поверхности (и они будут отдавать полученное тепло полностью), то получим теплоотдачу больше допустимых значений, которые определяются нормативами. Если хотя бы одна из 4 стенок печи будет выходить в другую комнату, либо будет размещена с отступом от перегородки (пусть минимальным), то печь в расчёты впишется на 100%. У нашего отопительного устройства задняя и передняя стенки выделяют по 340 ккал/час. А боковые – по 540 ккал/час.

Источник