Как расчитать количество материала, при проектировании отопительной печи

Печь, печное отопление. Расчет, калькуляция

Наша задача — определиться с размерами и параметрами кирпичной печи для отопления дома. Делаем это в три этапа.

Определимся с теплопотерями нашего дома

Нам необходимо понять, какой расход энергии потребуется для поддержания нужной температуры в доме. Проще всего сделать это экспериментальным путем.

В пасмурную ветреную погоду закрываем в доме все окна, двери, вентиляционные отверстия, отключаем все оборудование, например, холодильник. В доме ничего не готовим, лучше вообще в нем не находимся. Все внутренние двери открываем, чтобы образовать единое пространство. Оставляем так на сутки. Через сутки измеряем температуру. Лучше измерить во всех комнатах и усреднить.

Теперь включаем электрический обогреватель, мощностью, например, 1 киловатт. Если комнат много, то можно включить несколько нагревателей небольшой мощности в разных комнатах. Опять оставляем на сутки. Через сутки измеряем температуру. Опять же лучше измерить во всех комнатах и усреднить.

Этот эксперимент можно делать в любое время года. Базовые значения температур на результат не влияют, важны только относительные изменения. Но необходимо проводить эксперимент в пасмурную погоду. Солнечный свет, особенно инфракрасная составляющая, испортят все измерения. И нужен ветер, так как теплопотери при ветре обычно в разы выше, чем без него.

Рассчитываем разницу средней температуры без нагревателей и с ними. Делим на мощность нагревателей в киловаттах. Получаем число, которое показывает, на сколько градусов Цельсия поднимается температура в доме от нагревателя в один киловатт. У меня в доме получается 10 градусов на киловатт.

Определимся с тепловым комфортом

Теперь поймем, какая температура в доме нам нужна, и какая температура за окном у нас бывает. Пусть мы хотим иметь в доме не ниже 20 градусов Цельсия при температуре на улице до -30. Тогда нам надо, чтобы наше отопление обеспечило нам + 50 градусов Цельсия.

На предыдущем этапе мы посчитали, на сколько градусов поднимается температура от нагревателя в 1 кВт. Поделим нужную разницу температур на эту величину. Для моего дома будет 5 кВт. Это и есть мощность, которая нужна для отопления.

Размер печи

Работа каменной печи основана на накоплении энергии при сжигании топлива путем нагрева печи, и последующей отдаче этой энергии в помещение с остыванием печи.

Рассчитаем, какого размера печь необходима для того, чтобы она поддерживала комфортную температуру X часов.

Теплоемкость кирпича составляет 0.84 кДж / (кг * гр). То есть один килограмм кирпичной кладки при остывании на один градус Цельсия выделит 0.84 тысячи джоулей. Аналогично при нагреве на один градус он поглотит 0.84 тысячи джоулей.

Один киловатт мощности означает, что за одну секунду нагреватель выделяет один килоджоуль энергии, то есть за час — 3 600 килоджоулей.

Пусть нам необходима мощность W (ее мы определили экспериментальным путем на предыдущем этапе). Печь при топке обычно нагревается с 40 до 90 градусов, то есть на 50 градусов Цельсия.

[Масса печи] = [W] * [X] * 3 600 / 0.84 / 50

В моем случае это 5 (кВт) * 8 (часов) * 3 600 / 0.84 / 50 (гр Ц) Итого 3 400 кг, то есть 3.4 тонны

Теперь вспомним, что один кирпич весит 3.5 кг. Так что для отопления Вам подойдет печь, состоящая из ([Масса печи] / 3.5) кирпичей без учета кирпичей в фундаменте и в трубе. В моем случае это около 1000 кирпичей.

#печникуфа #печьуфа #каминопечьуфа