Печь для дачи

Добрый день, уважаемые форумчане.
Строю дачный дом и столкнулся с проблемой выбора печи.
Печь нужна на межсезонье и прохладные летние дни. Предполагается проживание на даче или приезд на дачу на выходные при температуре наружного воздуха до минус 5 градусов. Ночевать зимой на даче не собираемся.
Первоначально планировал поставить печь Кузнецова ОВИК 20 (4,5 х 3,5 кирпича) и при строительстве мелкозаглубленного фундамента под дом залил и фундамент под печь - армированную бетонную плиту. Планировалось, что печная труба будет выходить в 90 см от конька. Но почитав отзывы о колпаковых печах решил от строительства ОВИК 20 отказаться, да и трубу решил вывести как можно ближе к коньку. Лаги пола и балки потолочного перекрытия уже положил и приходится вписывать печь на существующий фундамент в существующие проемы.
Вот предполагаемая планировка для установки печи.
Печная труба располагается над топкой. Варочная плита размером 710х410 мм со стороны кухни.
При такой планировке расстояние от "дыма" до ближайшей потолочной балки составляет 35 см.
Если расположить топку с противоположной стороны, а трубу у конька то расстояние от "дыма" до потолочных балок будет 38 см (труба встанет на угол печи), но расстояние от топки до стены составит 100 см, что не совсем хорошо. Можно конечно сдвинуть печь на край фундамента, в этом случае расстояние от топки до стены составит 126 см

Почитав книжки по печному делу и статьи в Интернете готовых порядовок для моей ситуации не нашел. Из проверенных вариантов в основном предлагаются "шведки" Волкова, Потапова. Но духовка мне не нужна, да и топку хочется сделать длиной 60 - 70 см. Про другие варианты в интернете очень много "хороших" отзывов.
Попробовал сам нарисовать печку, какую хочу. Вот что получилось:






Сделал расчет:

Определяем теплопотери помещения (по книге A. E. Школьник “Печное отопление малоэтажных зданий” Москва. Высшая школа. 1991 г, стр. 124-126)

Наружный размер здания – 7х5 м. Высота стен 3 м.
Материал стен – арболит. Толщина стен 30 см. Коэффициент теплопередачи 0,5 Вт/(м2 * ‘С)
Площадь окон – 4 м2. Двойное остекление. Коэффициент теплопередачи 2,68 Вт/(м2 * ‘С).
Площадь двери – 2 м2. Дверь выходит в сенки. Коэффициент теплопередачи 2,33 Вт/(м2 * ‘С).
Площадь стен – (7+7+5+5)*3 – 4 – 2 = 66 м2.
Внутренний размер помещения - 6,35 х 4,35 м = 28 м2
Высота потолка = 2,5 м
Площадь потолка = 28 м2. Коэффициент теплопередачи 1,0 Вт/(м2 * ‘С).
Площадь пола = 28 м2. Коэффициент теплопередачи 1,0 Вт/(м2 * ‘С).

Теплопотери при температуре внутри помещения +18 ‘С и наружной температуре минус 5 ‘С
Теплопотери через окна = 4*2,68*23 = 247 Вт
Теплопотери через двери = 2*2,33*23 = 107 Вт
Теплопотери через стены = 66*0,5*23= 759 Вт
Теплопотери через потолок = 28 * 1 * 23 = 644 Вт
Теплопотери через пол = 28 * 1 * 23 = 644 Вт
Расход теплоты на подогрев воздуха поступающего через пол за счет инфильтрации =28*20= 560 Вт
Общие теплопотери = 2961 Вт = 2546 ккал/ч
То есть нужна печь на 2600-3000 ккал/ч.

Далее расчеты печи выполнены по данным и формулам приведенным в ГОСТ 2127-47 “Печи отопительные теплоемкие. Нормы проектирования.”
1) Принимаем для расчёта размеры топливника: ширина 0,25 м, высота 0,4 м, глубина 0,65 м
Объём топливника Vт=0,25*0,4*0,65= 0,065м3

2) Определяем максимально допустимый расход топлива при максимальном тепловом напряжении топочного пространства для данного объёма топливника.
Из формулы Vт = (Bчас* Qрн* ηт)/E
где:
Vт – объём топливника, м3
Bчас – количество сжигаемого за час топлива, кг/ч
Qрн – низшая теплопроизводительность топлива (для дров 25% влажности = 3300 ккал/кг)
ηт – КПД топливника с колосниковой решеткой = 0,9
E – максимальное тепловое напряжение топочного пространства (для дров 25% влажности = 350 000 ккал/м3*ч)
находим максимально допустимый расход дров 25% влажности
Bчас =Vт *E/(Qрн* ηт) = 0,065 * 350000 / (3300 * 0,9) = 7,66 кг/ч

3) Определяем площадь Fk колосниковой решетки по формуле:
Fк = Bчас / R
где R – напряжение колосниковой решетки (для дров 25% влажности = 250 кг/м2*ч)
Fк = 7,66 / 250 = 0,03064 м2 = 306,4 см2
выбираем колосниковую решетку 20 x 30 см, для неё Fk= 600 см2

4) Определяем живое сечение колосниковой решетки по формуле
ω = Fk * µ = 600 * 0,25 = 150,0 см2
где µ - коэффициент живого сечения колосниковой решетки (для дров 25% влажности = 0,25)

5) Определяем объём Vдымовых газов (м3/ч) по формуле
V = Vo * Bчас * (1+ t/273)
где:
Vo– объём дымовых газов при при температуре 0 °С и давлении 760 мм. рт. ст. (для дров 25% влажности = 10 м3/ч)
t – температура газа в дымоходе.

Данные для расчета (для дров 25% влажности) берем из таблицы 10 ГОСТ 2127-47
Температура газов в первом дымоходе = 700 °С,
Температура газов в промежуточных дымоходах = 500 °С,
Температура газов в последнем дымоходе = 160 °С,
Температура газов в трубе = 130 °С

Рассчитываем объёмы дымовых газов:
В первом дымоходе V= 10 * 7,66 * (1 + 700/273) = 273 м3/ч
В промежуточных дымоходах V = 10 * 7,66 * (1 + 500/273) = 217 м3/ч
В последнем дымоходе V = 10 * 7,66 * (1 + 160/273) = 121,5 м3/ч
В трубе V = 10 * 7,66 * (1 + 130/273) = 113 м3/ч

6) Рассчитываем сечение дымоходов F (cм2) по формуле
F = V / (s * 0,36)
Где s – допускаемая скорость движения газов, м/с
Значения допускаемых скоростей берем из таблицы 11 ГОСТ 2127-47
для поддувала = 1,0 – 2,0 м/c,
для первого дымохода 1,5 – 4 м/c,
для промежуточных дымоходов 0,5 – 2 м/c,
для последнего дымохода 1,5 – 2 м/c

Рассчитываем сечение дымоходов:
Минимальное сечение первого дымохода Fmin = 273/(4*0,36) = 190 см2 = 13 х 14,6 см
Максимальное сечение первого дымохода Fmax = 273/(1,5*0,36) = 506 см2 = 13 х 39 см
Сечение промежуточных дымоходов Fmin = 217/(2*0,36) = 301,4 см2 = 13 х 23,2 см
Fmax = 217/(0,5*0,36) = 1205,5 см2 = 13 х 92,7 см
Сечение последнего дымохода Fmin = 121,5/(2*0,36) = 168,8 см2 = 13 х 13 см
Fmax = 121,5/(1,5*0,36) = 225 см2 = 13 х 17,3 см
Сечение трубы Fmin = 113/(2*0,36) = 157 см2 = 13 х 12,1 см
Fmax = 113/(1,5*0,36) = 209.3 см2 = 13 х 16,1 см

Принимаем сечение хайла = 14х26 см = 364 см2.
Скорость газа в хайле s= 273/(364*0.36)=2,08 м/c.
Принимаем сечение первого дымохода (подъёмный канал) = 13х32 см = 416 см2.
Скорость газа в первом дымоходе s= 273/(416*0.36)=1,8 м/c.
Принимаем сечение второго дымохода (три параллельных опускных канала) = 3х13х13=507 см2.
Скорость газа во втором дымоходе s= 217/(507*0.36)=1,2 м/c.
Принимаем сечение последнего дымохода (подъёмный канал) = 13х13=169 см2.
Скорость газа в последнем дымоходе s= 121.5/(169*0.36)=2 м/c.
Принимаем сечение трубы = 13х13=169 см2.
Скорость газа в трубе s= 113/(169*0.36)=1.86 м/c.

7) Определяем сечение поддувала Fп (cм2) по формуле
Fп= 20 * Bчас = 20 * 7,66 = 153,2 см2 = 13 x 11,8 см
И по формуле F = Vo * Bчас * (1+ t/273) / (s * 0,36)
Принимаем расход воздуха для сжигания 1 кг дров = 10 м3/час
Минимальная скорость воздуха через поддувало 1 м/c
Максимальная скорость воздуха через поддувало 2 м/c
Минимальное сечение поддувала Fmin= 10*7,66*(1+18/273)/(2*0.36)=113.4 см2 = 13 х 8.7 см
Максимальное сечение поддувала Fmах = 10*7,66*(1+18/273)/(1*0.36)=226.8 см2 = 13 х 17.5 см
Принимаем сечение поддувала 13х13 см

8) Определяем максимальный расход топлива на одну топку
B = Bчас * m
Где m – продолжительность топки, ч (принимаем m=2)
B = 7,66 * 2 = 15,32 кг
Определяем объём Vдров и высоту Hдров укладки дров в топливнике с разовой загрузкой печи 0,5 от общего количества топлива. Длина дров 0,45 м. Плотность дров 25% влажности = 420 кг/м3.
Vдров = 15,32 * 0,5 / 420 = 0.01824 м3
Hдров = 0.01824 / 0.25 / 0.45 = 0.162 м

9) Определяем максимальную расчетную теплоотдачу печи Qрасч (ккал) по формуле
Qрасч = B * Qрн * η
где:
B – расход топлива за одну топку, кг
Qрн – низшая теплопроизводительность топлива (для дров 25% влажности = 3300 ккал/кг)
ηт – КПД печи с колосниковой решеткой = 0,7
Qрасч= 15,32 * 3300 * 0,7 = 35389 ккал

10) Определяем максимальную среднечасовую теплоотдачу печи Qчас
Qчас = Qрасч / 12 = 35389 / 12 = 2949 ккал/ч
При теплопотерях помещения 2546 ккал/ч теплоотдачи печи достаточно.

11) Определяем тепловоспринимающие поверхности печи за один час топки.
При расчетах не учел поверхность варочной плиты.
Коэффициенты тепловосприятия (ккал/м2 * ч) берем из таблицы 5 ГОСТ 2127-47:
Топливник – 6000 ккал/м2 * ч
Первый дымоход - 4500 ккал/м2 * ч
Остальные дымоходы – 2300 ккал/м2 * ч

Площадь топливника - передняя, задняя, боковые стенки, низ топливника, выход из топливника до первого дымохода. Площадь топливника = 0,845 м2. Тепловосприятие топливника = 5070 ккал/ч
Площадь первого дымохода = 1,28 м2. Тепловосприятие первого дымохода = 5760 ккал/ч.
Площадь остальных дымоходов = 3,63 м2. Тепловосприятие дымоходов = 8349 ккал/ч.
Общая площадь тепловоспринимающих поверхностей = 5,755 м2.
Рассчитанное тепловосприятие печи = 19179 ккал/ч

Максимальная производительность топливника = 7,66*3300*0,9=22750.2 ккал/ч
Максимальная производительность печи (при КПД 70%) = 7,66 * 3300 * 0,7 = 17695 ккал/ч
Вроде бы получается излишняя поверхность тепловосприятия дымоходов, даже без учета теплового потока через варочную панель.

12) Определяем площадь поверхности теплоотдачи печи
Так как перекрыша сложена из трех рядов, то теплопередачу через перекрышу не учитываем. Активной высотой печи считаем высоту от колосников до нижнего ряда перекрыши со сторон топливника и от дна дымооборота в ряду N3 до нижнего ряда перекрыши во всех остальных случаях. Площадь теплоотдающей поверхности печи = 5,4 м2. Принимаем по таблице 5 ГОСТ 2127-47 средний коэффициент теплоотдачи 450 ккал/м2. Теплоотдача печи = 5,4*450=2430 ккал/ч.
Расчётная теплоотдача печи за 12 часов = 2430*12 = 29160 ккал.

Если уменьшить толщину перекрыши до двух рядов (исключить третий ряд перекрыши в ряду 23) тогда площадь теплоотдающей поверхности печи = 5,75 м2
Теплоотдача печи = 5,75*450=2587 ккал/ч.
Расчётная теплоотдача печи за 12 часов = 2587*12 = 31050 ккал

С расчетами тепловосприятия и теплоотдачи печи конечно не совсем всё получилось. Но возникает вопрос. Как у других отопительно-варочных печей с длиной топки 50 см и высотой топки 35 см получается теплоотдача более 3000 ккал/ч ?

Хотелось бы получить практические советы по предложенной порядовке:
1) Можно ли делать проход в 1/4 кирпича в ряду N3 из первого дымохода в нижний коллектор опускных каналов для удаления остывших дымовых газов. Как это может повлиять на работу печи ?
2) Стоит ли вместо трех опускных каналов сечением 130х130 сделать два опускных канала сечением 130х260.
3) Можно ли так в рядах N21, 22 делать "растопочный" ход ("летним" ходом наверное его трудно назвать)
4) Можно ли отверстие для вывода варочных газов сделать дверкой из варочной камеры в один из опускных каналов, а не задвижкой вверху варочной камеры как сделано в моей порядовке.
5) Как рассчитать хотя бы приблизительно температуру дымовых газов на выходе в трубу ?

Может быть есть готовые варианты порядовок под мою ситуацию.
Готов выслушать все советы, замечания и предложения.

 

Я бы не увлекался резкой кирпича в перемычках каналов - делайте через 3 ряда просто уложенных четвертинок.
И ещё замечание напротив хайла сильно будут кирпичи греться - надо футеровать - хотя бы толстым листом нержавки свободно висящей или чугунным листом. И перекрытие дверки надо как-то футеровать, там будет трещать кирпич. А сверху труба - не больно-то переложишь...
Поддувало сделайте нормальное, гладкое прямое и шириной в кирпич - нАхрен там какие-то уступы ямки и др. и маленькая дверка, куда ни совком не залезть ни ящик для золы выдвижной не поставить...
Имхо схема рабочая. Может не лучшая, но рабочая, но я не печник, замечания печников слушайте внимательно (только не все сразу, они иногда прямо-противоположные - выберите одного - кому доверяете......
Распушку на потолке лучше не делать кирпичём - загильзуйте лучше трубу в месте прохода потолка снаружи и внутри и балки железом защитите как следует. Сфоткайте акт скрытых работ для пожарников.
Правила распространяются на расстояния в просто кирпичных трубах и незащищённых деревянных примыкающих к ним деталей.
Так защитите и трубу и балки... и не примыкайте железный короб и насыпной керамзит в него вам в помощь

 

Понравился фундаментальный подход к проектированию печи. Теперь по пунктам
1. Такого рода проход может оказаться более простым путем для ДГ и они пойдут не в щиток, а в трубу. Я бы не стал делать так.
2. Смысла нет увеличить сечение опускных в щитке. Меньше площадь восприятия.
3. Думаю что растопочный ход работать будет
4. Пугают размеры такого вентиляционного канала. И лучше все же делать его в подъемный с выходом в трубу.
5. Температура там будет меняться в зависимости от времени.
6. Труба у вас опирается на надежную основу только с одной стороны. Другая висит на металлических уголках. Я бы передвинул ее ближе к краю. Так надежнее.
7. Я не уверен, что в режиме дачи вы будете пользоваться варочной поверхностью, Мне кажется, что ваша схема для дачи не очень подходит. Но это уже дело вкуса.

 

Спасибо за совет. Идея про выдвижной ящик для золы очень понравилась. Очень удобно, и поток воздуха можно регулировать степенью открытия ящика. Обязательно учту.

 

Большое спасибо за ответ. Хотелось бы уточнить некоторые моменты по пунктам:

1) Рассчитывал через небольшое отверстие в ряду №3 отводить остывшие газы, опустившиеся из хайла. Считал что горячим газам легче идти вверх по каналу с большим сечением. Не возникнет ли внизу от выхода из хайла холодная застойная зона, где будет оседать сажа ? Но наверное Вы правы. Вполне вероятно, что газы пойдут не по щитку, а по кратчайшему пути.

2) Изменив сечение и количество опускных каналов, площадь восприятия не изменится.

3*(0,5+0,5+0,5+0,5)=6 и 2*(0,5+1+0,5+1)=6. Изменится сечение каналов и их сопротивление. Конечно уменьшится и теплоотдача с уменьшением сопротивления каналов. Вопрос с изменением сечения каналов возник из того, что будет ли достаточной тяга в печи и не упадет ли температура газов в трубе ниже 130 'C

4) Вентиляционный канал имеет сечение 130х130 при подъёме через перекрышу варочной камеры и 130х70 при переходе к трубе в ряду №24. Боялся что через неплотно закрытую дверку 130x70 при переходе в подъёмный канал будет подсасывать холодный воздух из помещения в трубу. Хотя в печи Волкова вентиляционный канал сделан как Вы и советуете.

5) Хотел узнать как можно поточнее рассчитать температуру газов на входе в трубу, чтобы не снизить её ниже 130 С во время топки из-за излишков тепловоспринимающей поверхности дымоходов.

6) С трубой конечно у меня беда. Действительно нужно было десять раз подумать, прежде чем что-то делать. Возможно единственный в моем случае вариант такой:
7) А может быть Вы и правы. На место этой печи прекрасно впишутся типовые отопительные печи на большую мощность (до 4500 ккал/ч). А готовить можно и на газовой плите (баллон с газом). Но иногда хочется что-нибудь приготовить в чугунке...

 

Перемудрили вы, мне кажется.

 

@Autopro,

А с потолочной балкой что делать, через которую пройдет печная труба ?
Потолочные балки уже установлены вместе с крышей. В том-то и проблема.

 

Снесите балку нахрен, какая проблема

 

@Вадим Борисыч,

 

Вадим Борисович, на этой балке установлены стропила.
А менее кардинальный вариант есть ?
Поторопился я конечно с ОВИК.

Вот такую хотел сделать первоначально. Позже увидел в интернете ролик, как её разбирают.

 

Ее разбирали из-за косяков или истопник неадекватный. А так печь как печь со всеми недостатками колпаковой системы. Если она вписывается в ваши балки, делайте ее.
Только надо внимательно с порядовкой разобраться... Перевала нет, первое, что бросилось в глаза.

 

Дачные печи это в обще отдельный класс печей. Это мало кто осознает и строят в дачных домиках печи средней и большой теплоемкости для ПМЖ. А потом не пользуются ими или ставят рядом с ней металлическую буржуйку. Ваш вариант еще более менее подойдет для дачи. Но народ же строит таких монстров...что прогреваются за трое суток. В дачной очень тяжелый режим. Периодическая протопка с отрицательных температур. И тепло надо получать очень быстро. Иначе когда печка выйдет на режим, то выходные уже кончилось. Поэтому перетопы на таких печках рядовой случай. Все больше прихожу к выводу что конвективку в дачной печи надо делать на ребро и использовать воздушные каналы конвекторы внутри печи для быстрого нагрева. На мой взгляд для дачи больше подходит схема канальной противотчки (два опускных по бокам и один подъемный щелевой или с рассечками). Причем подъемный со стенкой на ребро. И топливник с футеровкой на сухо и высоким первым подъемным (райзером).

А с трубой ... если вы сами печку проектируете, то введете трубу куда вам надо. Проблемы не вижу.

 

Полчаса назад звонил клиент, которому сделал такую печку осенью... Перетапливают жестко. кирпичи напротив хайл повылазили из кладки.