Материал нашел и подготовил к публикации Григорий Лучанский
Источник: инж. А.А. Семенов. «Отопление и вентиляция» №7, 1937 г. По поводу ОСТ 7805 «Печи комнатные».
ОСТ 7805 является первым, в котором достаточно полно изложены нормы и технические условия по расчету и конструированию комнатных печей.
Приветствуя столь полное изложение всех вопросов, касающихся печного дела, мы считаем необходимым поделиться нашими соображениями по ряду положений и норм, вызывающих определенные возражения.
Прежде всего остановимся на выборе типов печей.
В старых нормах 1931 г. (Е.Н. строительного проектирования, серия XV) никуда негодные «уттермарковские» печи по непонятным причинам ставятся на одну доску с печами Браббе, Грум-Гржимайло и другими новейшими печами. И не только не запрещают их устраивать, но даже нет указания хотя бы в таком роде, что «применение их не рекомендуется». В более поздних ОСТ 7805 положение осталось без изменения.
На рис. 1 наряду с другими схемами дана схема многооборотной печи (с последовательными оборотами), характерная для голландской печи.
Дальше в § 30 читаем: «При применении канальных печей с последовательными оборотами (голландские), число таковых должно быть не более четырех».
Этот параграф дает голландской печи полные гражданские права.
В 1935 г. нами в Ташкенте был поднят вопрос о печах, причем, мы составили альбом рабочих чертежей новейших печей применительно к условиям Средней Азии.
В 1936 г. городскому инженеру удалось добиться специального постановления Ташкентского городского совета о полном запрещении применения печей старых типов (под угрозой штрафа в 100 руб.) и о переходе целиком на строительство новых печей согласно альбому.
ОСТ 7805 стал известен в Ташкенте в начале 1936 г. и сыграл целиком на руку противникам новых печей. Они указывали, что ОСТ разрешает строить голландские печи наряду со всякими другими, следовательно, голландские печи совсем не так плохи, и нет никаких оснований запрещать строить их. Эти доводы многих сбивали столку.
Таким образом, вместо того чтобы быть фактором, толкающим на путь передовой техники, ОСТ 7805 выполняет роль фактора, тормозящего внедрение новой техники.
Это его основной порок.
Перейдем теперь к рассмотрению отдельных параграфов ОСТ.
Научная работа по печному отоплению у нас до сих пор в большом загоне. Печами занимаются мало.
Пренебрежительное отношение к печам, как видно, имелось и у составителей ОСТ 7805, иначе невозможно объяснять вкравшиеся в них неясности и противоречия. Укажем на некоторые из них:
1. На стр. 3 говорится, что печь средней теплоемкости аккумулирует тепло, потребное для возмещения теплопотерь помещения, определяемых § 12 при двух топках в сутки. Если мы обратимся к § 12, а потом к § 1, то увидим, что теплопотери принимаются при средней наружной температуре самого холодного месяца (tс.х). Что же делать, как топить печь средней теплоемкости при более низких температурах, в частности, при температуре, рассчитанной для центрального отопления.
В отношении печей большой теплоемкости положение ясное, их нужно топить два раза, причем согласно § 6 их теплоотдача при этом повышается на 50%.
По аналогии с этим как будто бы количество топок печей средней теплоемкости также нужно увеличить, т.е. топить их не 2 раза, а 3 или даже 4.
Об этом в ОСТ ничего не сказано. В § 5 для печей средней теплоемкости дана теплоотдача при двух топках в сутки, а в § 7 при одной топке.
А насколько повысится теплоотдача их при 3—4 топках, этих данных нет. Между тем это совершенно необходимо, если принять, что при двух топках возмещаются теплопотери, соответствующие только tс.х. Но вот как раз с этим-то последним (т.е. с двумя топками при tс.х) мы никак не можем согласиться. В § 2 указано, что печи средней теплоемкости с параллельными оборотами имеют коэффициент, определяющий объем кладки по отношению к общему объему h = 0,6°, а печи большой теплоемкости — h = 0,75.
Мы широко применяем различные типы печей, у которых значение h спускается до 0,6°, во всегда рассчитываем их из предположения одной топки при tс.х. Более частая топка просто неудобна, да и невыгодна.
Известно, что, когда топят еще не совсем остывшую печь, КПД ее уменьшается. Но § 7 при двух топках в сутки печь средней теплоемкости дает тепла не в 2 раза больше, а только в
n=1/0,6=1,66 раз,
и дополнительные потери топлива могут достигнуть
(2—1,66)/1,66=22%.
При более частой топке эти потери будут еще больше. Печь большой теплоемкости при tс.х топится один раз в сутки, и этих 22% потерь у нее нет.
При более низких температурах печь большой теплоемкости топится как максимум 2 раза, и потерь в ней также будет меньше, чем в печи средней теплоемкости, если принять для последней 3—4 топки.
При этих условиях очевидно печь средней теплоемкости не может в отношении расхода топлива выдержать конкуренцию с печью большой теплоемкости.
Вместо увеличения количества топок пользуются иногда замедленной топкой, но она не всегда применима. При топке дровами, и в особенности еще при негерметических дверках, она практически невозможна.
2. Будем исходить из того, что печи и большой и средней теплоемкости при tс.х должны топиться 1 раз в сутки, и произведем следующие расчеты: из § 5 можно найти, что печь большой теплоемкости дает при двух топках в сутки 300·1,5 = 450 кал/м2 час, а печь средней теплоемкости при тех же условиях только 375.
Следовательно, для отопления одного и того же помещения пришлось бы поставить печь средней теплоемкости с большей поверхностью нагрева по сравнению с печью большой теплоемкости
n=450/375=1,2 раза.
Предположим для простоты, что мы имеем круглую печь, у которой (при постоянной высоте) поверхность нагрева точно пропорциональна диаметру. Тогда отношение диаметров будет:
dср·m/dб·m= 1,2 = n,
а объем печи (наружный) больше в
Vср·m/Vб·m = n2 =1,44 раза.
Если теперь вернемся к § 28 и примем
hср·m = 0,6,
hб·m = 0,75,
то получим, что для отопления одного и того же помещения мы должны поставить печь большой теплоемкости с объемом кладки, пропорциональным коэффициенту
Кб·m = hб·m·n2 = 0,75,
а печь средней теплоемкости с объемом кладки, пропорциональным
Кср·m = hср·m·n2 =0,84.
Таким образом для отопления одного и того же помещения приходится иметь печь средней теплоемкости с большим объемом кладки, чем печь большой теплоемкости.
Вполне понятно, что это находится в прямом противоречии с самим смыслом применения этих печей. Само название «печь средней теплоемкости» становится уже неверным, так как, напротив, мы получаем печь «сверхбольшой» теплоемкости.
3. В части метода определения теплоемкости печи мы вообще возражаем против деления печей на большую и среднюю теплоемкость исходя из процента заполнения (h). Дело в там, что высота печи ограничивается высотой помещения и увеличение тепловой мощности достигается, как правило, увеличением печи в плане. При этом объем печи изменяется пропорционально квадрату периметра (для прямоугольных печей зависимость эта не совсем точная), а поверхность теплоотдачи пропорциональна периметру только в первой степени. Ясно, что теплоемкость печи будет возрастать при увеличении периметра и уменьшаться при его уменьшении при одном и том же проценте заполнения и в первом случае печь будет дольше сохранять тепло.
На этом основании по нашему мнению теплоемкость печи следует характеризовать отношением объема кладки печи к поверхности теплоотдачи ее.
Еще удобнее вместо объема кладки брать количество кирпичей.
В качестве примера приводим в таблице характеристику нескольких печей.
Из этой таблицы видно, что наименьшей теплоемкостью обладает печь Еремеева Е-4, хотя у нее коэффициент h имеет наибольшее значение, и по § 28 ОСТ мы должны были бы отнести ее к печам большой теплоемкости.
Наоборот, печь № 5, обладая минимальным значением h, безусловно будет дольше сохранять тепло, так как отношение n/F у нее весьма велико.
Отметим здесь кстати, что данные в § 28 для бесканальных печей h = 0,5 далеко не всегда соответствуют действительности. Это видно из нашей таблицы, в которой приведены точно вычисленные нами значения h для трех печей Грум-Гржимайло. При определении количества кирпичей и поверхности теплоотдачи нами принималась часть высоты печи, обогреваемая изнутри топливником и оборотами. Количество кирпичей и процент заполнения мы вычисляем по рядам кладки.
4. В § 11 дается продолжительность топки в часах, причем для печей с часовой теплоотдачей от 1500 до 3000 кал дана при топке дровами норма 2 часа, а при топке каменным углем — 3 часа.
Между тем из таблицы § 26 следует, что при топке углем стенки топливника интенсивнее воспринимают тепло, чем при топке дровами, а дымообороты воспринимают тепло одинаково как в том, так и в другом случае. Получается противоречие между данными § 11 и 26. Докажем это на примере расчета печи, приведенном там же в приложении II.
Пример расчета выполнен при древесном топливе.
Таблица
|
№ п.п
|
Наименование
печей
|
Число кирпичей n
|
Поверхность нагрева F, м2
|
n/F
|
% запол-нения, h
|
Примечание
|
|
1
|
Еремеева Е-4 на 1300 кал
|
194
|
4
|
48
|
77
|
Еремеев, Печи для отопления жилых помещений, 1933 г.
|
|
2
|
Браббе-Михина на 2760 кал
|
434
|
7,3
|
60
|
70
|
|
3
|
Грум-Гржимайло на 1500 кал
|
234
|
4,65
|
51
|
65
|
Альбом ЦКБ выпуск 4, 1932 г.
|
|
4
|
То же на 3850 кал
|
430
|
6,9
|
62
|
74
|
|
5
|
То же на 5000 кал
|
1140
|
12,6
|
90
|
64
|
Произведем расчет, чему будет равна продолжительность топки при каменном угле. Теплопоглощение в час составит по § 26:
Стенками топливника - 1,22х11000 = 13100
Стенками первого подъемного канала - 1,25х4000 = 5000
Стенками дымооборотов - 2,77х2000= 5540
Итого - 23640
Отсюда продолжительность топки печи при каменном угле
n = 38400/23640 = 1,62 часа
вместо 2,2 часа для дров, т.е. значительно меньше. Проверим колосниковую решетку. Расход топлива
В = 38400/(0,6·7000) = 9,2 кг.
Решетка принята площадью Fр = 0,05 м2, при этом нагрузка на 1 м2/час составит:
9,2/(0,05·1,62) = 114 кг,
что находится в допускаемых пределах.
5. В § 21 указывается, что сечение первого подъемного канала может быть принято ориентировочно равным сечению поддувала, между тем из § 20 и 22 следует, что на каждый килограмм сжигаемого в час топлива сечение поддува должно быть 20 см2, а сечение первого подъемного канала — 40—60 см2 при топке дровами и торфом.
При топке каменным углем даются соответствующие цифры: 44 см и 90—100 см2.
Из сопоставления этих цифр выходит, что ни в коем случае сечение поддувала не может быть равным сечению первого подъемного колодца, а отношение между ними получается как 1:2 и даже 1:3. Обычно принято брать 1:2.
6. В § 33 имеется указание об обязательном устройстве в топливнике футеровки толщиною 1/2, кирпича, причем поставлено условие, чтобы футеровка не была связана с основной кладкой печи для возможности ее удаления и замены кирпичей, и в качестве иллюстрации приведен рис. 3. При ознакомлении с этим рисунком обнаруживается грубый ляпсус. Совершенно ясно, что в приведенной на рисунке печи «футеровка» топливника как раз связана с основной кладкой и ее невозможно разобрать, не разбирая всю печь.
Рис. 3 не является случайной ошибкой. Трудно было бы найти такую печь, в которой это условие могло быть выполнено, так как топливник печи устраивается толщиною всего от 1/2 до 3/4 кирпича, как указывается там же в § 33.
Таким образом данный параграф ставит невозможное условие и только заставляет проектировщика зря ломать голову.
При беглом взгляде сразу бросается в глаза несоответствие разрезов между собой и несоответствие плана разрезу, а именно: а) на плене по I—I топливник на 1/2 кирпича длиннее, чем на разрезе II—II, а опускной канал за топливником исчез; б) на разрезе по III—III зольник на уровне пола, а в разрезе II—II имеется выстилка кирпичом в 1 ряд; в) следовало бы указать, что перекрытие, на котором стоит печь, — несгораемое, так как от внутренней поверхности, омываемой газами, до уровня пола на рисунке оставлен только 1 ряд кладки, в то время как для деревянных полов по § 40 требуется иметь не менее трех рядов.
Стандарт — железный пролетарский закон, и никакой неясности, никаких противоречий не должно быть допущено в его изложении. От вкравшихся в ОСТ дефектов особенно страдаем мы, работники провинций.
В Москве очень быстро выясняют те иди иные несообразности в выпущенных нормах и тотчас, же, иногда по какому-то негласному договору, все специалисты начинают применять нормы, несколько отличные от официальных. Иногда же эти неправильности отмечаются на технических советах крупных проектных организаций, и в практической работе пользуются уже «прокорректированными» нормами. Все это в литературе обычно отражения не находит, и работники провинции об этом ничего не знают.
Большинству специалистов в провинции даже и в голову не приходит «корректировать» нормы, так как ко всяким руководящим материалам (тем более к нормам), получаемым из центра, принято относиться с полным доверием.
В настоящее время производится пересмотр и переработка всех норм в связи со стахановским движением, и мы требуем, чтобы новые ОСТ действительно были стахановскими.
Ташкент
Л.А. Коробанов, инж.
К статье инж. Л.А. Семенова «По поводу ОСТ 7805»
(В порядке обсуждения)
Затронутый в статье вопрос о пересмотре существующего ОСТ 7805 на комнатные печи давно уже назрел и безусловно не терпит никакого отлагательства. Практика и анализ работы печей, в основу конструировании которых были положены расчетные параметры ОСТ, показали полнейший разрыв данных ОСТ с данными живой действительности. В силу этого некоторые организации, в частности СКУ РККА, вынуждены были вносить свои коррективы в ОСТ, не дожидаясь его пересмотра. 16 апреля т. г. в ВСКХ при ЦИК СССР было созвано междуведомственное совещание по переизданию ОСТ 7805, на котором было решено направить ОСТ на предварительную корректуру в печную лабораторию СКУ РККА. Имеются все основания полагать, что в новом ОСТ по печам все неправильности я неточности будут устранены, а расчетные параметры будут проверены опытами в лаборатории. Считая излишним останавливаться на всех дефектах ОСТ 7805, отметим, что инж. Семенов достаточно показательно заострил внимание на наиболее характерных параграфах ОСТ и сделал ряд выводов. Отдельные выводы необходимо подвергнуть некоторому анализу:
1. «Печи средней теплоемкости не могут в отношении расхода топлива выдержать конкуренцию с печами большой теплоемкости». Это не верно, и если сравнить расходы топлива за отопительный сезон по той и другой печи, то для третьего, четвертого и частично для второго теплотехнических поясов СССР расход топлива для печей средней теплоемкости будет меньше, а тепловой эффект они создадут лучший и самое главное — своевременно. При печах большой теплоемкости, как правило, мы наблюдаем борьбу с избытками тепла (открывание форточек) при внезапных повышениях наружной температуры, а это ведет к большим потерям тепла. Топка же печей 2 и 3 раза в сутки — явление редкое, и если вторая топка имеет место, то дополнительные потери за этот счет в 22% быть не могут, так как температура отходящих газов при этом должна увеличиться в два стишком раза, чего при испытаниях не наблюдалось. Для первого и части второго теплотехнических поясов, где с небольшими колебаниями довольно устойчиво держатся низкие температуры, печи большой теплоемкости дадут лучший эффект, и расход топлива в них будет меньше.
2. § 5 ОСТ дает неверные цифры теплоотдач. Например, теплоотдача печи средней теплоемкости в железном футляре при топке 1 раз в сутки 225 кал/м2час, а большой теплоемкости — 300 кал/м2час, тогда как по данным испытаний в лабораториях мы имеем теплоотдачу печей средней теплоемкости 340—350 кал/м2час.
Пользуясь теплоотдачами по ОСТ, инж. Семенов приходит к выводу, что для отопления одного и того же помещения приходится иметь печь средней теплоемкости с большим объемом кладки, чем печь большой теплоемкости.
3. Теплоемкость печи обычно определяется как частое от деления количества тепла, воспринятого печью за период топки, на часовую теплоотдачу печи, т.е.
Vk·g·c·(tn·tk)/(Fn·a)=m час,
где Vk — объем сплошной массы кладки за вычетом пустот; g — вес 1 м3 кладки; с — удельная теплоемкость кладки, равная 0,21; tn — средняя максимальная температура разогрева кладки (~150°С); tk — средняя температура остывшей кладки к началу топки (~40°С); Fn — теплоотдающая поверхность печи; a — теплоотдача с 1 м2 поверхности печи в час.
Все это вытекает из ОСТ, и инж. Семенов, по-видимому, заблуждается, считая, что теплоемкость печи определяется исходя только из процента заполнения (h). Основным показателем здесь безусловно является соотношение между объемом кладки и теплоотдающими поверхностями печи.
4. Указанные в § 26 ОСТ количества тепла, воспринимаемые внутренними поверхностями печи в кал/м2 час, не соответствуют действительности и приводят к абсурду, если их сравнить с данными о количестве часов топки § 11, так как по произведенному расчету на антрацит продолжительность топки выходит 1,62 часа!! Этого никогда не может быть (при хорошей тяге и хорошо развитой площади решетки число часов топки на антраците 3,5—4 часа). Опытные наблюдения в печной лаборатории СКУ РККА показали, что тепловосприятие топливника при топке антрацитом более повышенное, но зато в дымоходах оно ниже, чем на пламенном топливе. Это происходит за счет более низкой температуры отходящих газов и малого их объема вследствие более слабой интенсивности горения.
5. В вопросе о «футеровке» мы имеем неверное освещение его в ОСТ, так как под названием «футеровка» надо понимать не основные стенки топки, а добавочную предохранительную обкладку. В соответствии с этим приведенный в ОСТ чертеж весьма неудачен и даже не верен, что правильно отметил инж. Семенов. Но выводы его о невозможности вообще устроить футеровку топки так, чтобы ее можно было разобрать, не разбирая всей печи, совершенно ее верны. Обычно в топливниках с общей толщиной стенок в 3/4 кирпича «футеровка» выполняется из кирпича «на ребро». Кладется она совершенно самостоятельно и не связана с основными стенками топливника, имеющими толщину 1/2 кирпича (см. рисунок). В топливниках с общей толщиной стенок в 1/2 кирпича стенки кладутся из кирпича на-ребро «в 2 четверти», причем первый ряд кирпича на-ребро является «футеровкой». Такое устройство позволяет периодически заменять разрушенный кирпич первого ряда (футеровки), не трогая основную кладку. Особенно необходимо такое устройство при топке каменными углями, так как в этих случаях стенки топливника быстро разрушаются от действия газов и шлаков.
Москва
Назад в раздел
