74
тепловой мощности печей до 3,5 кВт, 0,14x0,2 м - от 3,5 до 5,2 кВт, 0,14x0,27 - от 5,2 до 7 кВт.
Дымовые трубы должны быть вертикальными, хотя в случае необходимости возможно отклонение трубы от вертикали в сторону (увод), которое делают под углом 30°, с относом по осям не более 1 м.
Трубы выкладывают из глиняного кирпича на известковом растворе со стенками толщиной 0,12 м или из жаростойкого бетона толщиной не менее 0,06м. Высоту дымовых труб (включая высоту печей от уровня колосниковой решетки) принимают не менее 5 м для создания достаточной естественной тяги. При этом оголовки труб устраивают таким образом, чтобы их устье:
-возвышалось не менее чем на 0,5 м над плоской кровлей, парапетом или коньком скатной крыши при выводе труб на расстояние до 1,5 м от конька;
-располагалось не ниже парапета или конька кровли при расстоянии от 1,5 до 3 м;
-размещалось не ниже линии, проведенной от конька вниз под углом 10° к горизонту при расстоянии более 3 м.
По этим же правилам выводят оголовки печей по отношению к кровли более высокого здания, пристроенного к зданию с печным отоплением.
Зонты и другие насадки над устьем дымовых труб не устраивают. Предусматривают лишь искроуловители из металлической сетки с отверстиями не более 5x5 мм, если здание имеет кровлю, выполненную из горючих материалов. Устье кирпичных труб покрывают на высоту 0,02 м слоем цементного раствора.
Естественная тяга возникает вследствие различия в плотности относительно холодного наружного воздуха и горячих дымовых газов по высоте печи и дымовой трубы. Чем больше разность температуры газов и воздуха, а, следовательно, и их плотности, тем больше естественная тяга, как разность аэростатического давления.
Разность аэростатического давления наружного воздуха и дымовых газов
(естественное циркуляционное давление при воздушном отоплении) ре, Па, при высоте печи h1, м, (от колосниковой решетки до верха газоходов) и дымовой трубы h2, м, (от верха газоходов печи до устья дымовой трубы) можно считать равной:
ре = g(h1 (ρн – ρ1) + h2 (ρн – ρ2)) = h1 (γн - γ1) + h2 (γн - γ2), (12.7)
где γн, γ1, γ2 - средний удельный вес, Н/м3, соответственно, наружного воздуха, дымовых газов по высоте печи и дымовой трубы.
Располагаемую для расчетов разность давления определяют при сравнительно высокой температуре наружного воздуха (0°С), имея в виду, что печь при этой температуре должна исправно действовать, обеспечивая необходимую тягу.
12.7. Проектирование печного отопления
Прежде всего выбирают печь, подходящую для отопления помещения, с учетом требований, предъявляемых к ее конструкции (рис. 12.2). Желателен
75
выбор печи типовой конструкции, причем тепловая мощность, указанная в ее техническом паспорте, должна равняться расчетным теплопотерям помещения. Точного совпадения этих показателей обычно не достигают (при выборе печи допустимо отклонение ± 15%), поэтому после выбора теплоемкой печи приходится приводить ее теплоотдачу в соответствие с теплопотерями помещения. Для этого уточняют размеры и показатели элементов печи с учетом вида топлива и расположения ее в помещении: проверяют высоту топливника (12.4); тепловосприятие; скорость движения газов в каналах; теплоаккумулирующую способность; плотность теплового потока на теплоотдающей поверхности
(12.5).
Проектирование печного отопления завершают разработкой противопожарных мероприятий. Печи устанавливают так, чтобы соблюдались следующие правила:
-расстояние от топочной дверцы до противоположной стены должно быть не менее 1250 мм;
-высота от поверхности пола до дна зольника и газооборотов - не менее
210 мм;
-высота от верха перекрыши до незащищенного от возгорания потолка - не менее 350 мм для печей с периодической топкой и 1000 мм для печей длительного горения (при защищенном потолке - соответственно 250 и 700 мм).
Конструкции здания из горючих или трудногорючих материалов, примыкающие к печам и дымовым трубам, защищают от возгорания разделками - вставками из негорючих материалов. Вертикальные разделки у печей и дымовых труб, установленных в проемах стен из горючих материалов, предусматривают на всю их высоту в пределах помещений, причем толщину разделок принимают не менее толщины стены. Горизонтальные разделки устраивают в тех местах, где конструкции здания из горючих или трудногорючих материалов примыкают к дымовым каналам. Разделки выполняют в виде утолщения кладки каналов. Верх разделки делают выступающим на 70 мм над полом вышерасположенного помещения.
При расположении печей и дымовых труб вдоль стен устраивают воздушные полости - отступки на всю их высоту (шириной не менее 130 мм при толстостенных печах и 250 мм при тонкостенных). Стены и перегородки в отступках из горючих или трудногорючих материалов защищают теплоизоляционными негорючими материалами.
В чердачных помещениях расстояние от наружной поверхности дымовых каналов до конструкции из горючих и трудногорючих материалов принимают в свету не менее 130 мм. При конструкциях из металла или железобетона расстояние не менее 130 мм считают от внутренней поверхности стенок каналов.
Пол из горючих или трудногорючих материалов перед фронтом печей защищают металлическими листами, пол под каркасными печами на ножках - металлическими листами по асбестовому картону толщиной 10 мм.
76
ГЛАВА 13. ГАЗОВОЕ ОТОПЛЕНИЕ
13.1. Общие сведения
Из всех видов топлива газ - экологически наиболее чистое топливо, т.к. при правильной организации процесса его сжигания содержание вредных веществ (канцерогенов, окислов азота, оксида углерода) в продуктах сгорания минимально. Около 30% потребляемого в России газа расходуется на нужды теплоснабжения. Использование газа экономически выгодно, что обусловлено повышением КПД агрегатов и сокращением расхода топлива, более легким регулированием температурных полей и состава газовой среды в рабочем пространстве отопительных установок. Значительно упрощается и эксплуатация теплогенерирующих агрегатов.
В России используют природные и сжиженные газы. Природные газы состоят в основном из метана, других углеводородов метанового ряда, а также небольшого количества азота и углекислого газа. Низшая теплота сгорания сухих природных газов Q нр = 36000...40000 кДж/м3, плотность ρ = 0,73...1,0 кг/м3.
Сжиженные углеводородные газы (СУГ), которые получают на специальных заводах в результате переработки нефти и природных газов, состоят из пропана и бутанов. Хранят и транспортируют пропан-бутаны на большие расстояния в сжиженном виде, а перед использованием жидкий газ испаряют. Низшая теплота сгорания паров СУГ (смесь 50% пропана и 50% бутанов) примерно 110000 кДж/м3, а плотность 2,35 кг/м3.
Газовое топливо имеет два основных недостатка: взрывоопасность газовоздушных смесей и токсичность самого газа (особенно продуктов его неполного сгорания), в связи с чем необходимо предусматривать систему безопасности, а также предъявлять повышенные требования при эксплуатации установок газового отопления.
Для отопления газ используют в различных установках: обычных или специальных котлах, комнатных печах, приборах квартирного или местного отопления, в газовых отопительно-вентиляционных агрегатах. Под термином «газовое отопление» понимают системы отопления:
−с комнатными печами, работающими на газе;
−с газовыми водонагревателями;
−с газовыми нетеплоемкими отопительными приборами;
−с газовоздушными теплообменниками;
−с газовоздушными излучателями;
−с газовыми горелками инфракрасного излучения.
Первый и третий виды систем газового отопления – местные, остальные могут устраиваться как центральными, так и местными.
77
13.2.Газовоздушное лучистое отопление
Всистеме газовоздушного отопления с излучателями функцию отопительных приборов выполняют теплоизлучающие трубы, проложенные в верхней зоне (не ниже 5 м от поверхности пола) помещения (рис. 13.1). Внутри замкнутого контура теплоизлучающих труб циркулирует смесь нагретого воздуха с продуктами сгорания. Теплоотдача с поверхности труб в помещение происходит преимущественно излучением (до 60%).
1
3
4 1
2
Рис. 13.1. Система газовоздушного отопления с теплоизлучающими трубами в межферменном пространстве цеха: 1 - теплоизлучающие трубы; 2 - теплогенератор; 3 - теплоизоляция; 4 - козырьки
Излучатели собирают на фланцах из тонкостенных стальных труб (толщина стенки 0,7 мм) диаметром 400 мм и длиной 6 м. Для уменьшения теплопотерь в верхнюю зону помещения теплоизлучающие трубы покрывают сверху теплоизоляцией, а сбоку устанавливают продольные вертикальные стальные экраны (козырьки).
Смесь воздуха с продуктами сгорания газа проходит через теплогенератор. Принципиальная схема движения потоков в теплогенераторе показана на рисунке 13.2. Охладившийся в системе отопления до температуры 80...90оС теплоноситель в теплогенераторе разделяется на два потока. Основной смешивается с новой порцией продуктов сгорания газа. Газ сгорает в дутьевой горелке, которая может работать с переменным коэффициентом расхода воздуха. Далее нагретая смесь с температурой до 340°С поступает в систему отопления. Другая часть теплоносителя в объеме, равном объему продуктов сгорания, проходит через теплоутилизатор (ТУ) и выбрасывается в атмосферу. В ТУ за счет теплоты теплоносителя нагревается воздух, забираемый из помещения и направляемый в горелку для сжигания газа. При этом несколько снижается расход газа и повышается КПД установки (до 96%).