Предложения РПО по корректировке Свода Правил СП 7.13130.2013

+7 (921) 560-19-18
Предложения РПО по корректировке Свода Правил СП 7.13130.2013

Предложения РПО по корректировке Свода Правил СП 7.13130.2013

Поиск  Правила 
Закрыть
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?
Регистрация
Войти
 
Предложения РПО по корректировке Свода Правил СП 7.13130.2013, Выложен для обсуждения и дополнения перечень предложений по корректировке СП 7.13130.2013
 
Проверим норматив 8 см2 на 1 кВт номинальной тепловой мощности на отношение к нетеплоемким каминам непрерывной работы.
Формальная проверка:
СП 7.13130.2013 ОВК п.5.26.: Сечение дымовых каналов заводской готовности для дымоотвода от каминов должно быть не менее 8 см2 на 1 кВт номинальной тепловой мощности каминов. Камин здесь определен как вид нетеплоемкого закрытого топливника. Определение: п.3.5. дымоотвод: Канал для отвода дымовых газов от теплогенератора до дымового канала или наружу через стену здания.
ГОСТ Р 53321-2009 АППАРАТЫ ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИЕ, РАБОТАЮЩИЕ НА РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ ТОПЛИВА. ТРЕБОВАНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ п.4.39.7. Дымовой канал должен иметь сечение не менее 8 см2 на 1 кВт номинальной тепловой мощности для аппаратов, работающих на твердом топливе или не менее 5,5 см2 на 1 кВт номинальной тепловой мощности для аппаратов, работающих на газообразном и жидком топливе. П.1.1. Настоящий стандарт распространяется на бытовые аппараты, а также на сборные конструкции заводского изготовления. П.1.4. Требования стандарта не распространяются на кирпичные теплоемкие печи и камины бытового назначения незаводского изготовления. 3.45. Соединительная труба: канал, соединяющий дымоотводящий патрубок аппарата с дымовым каналом. 4.37. Диаметр дымового канала должен быть равен диаметру дымоотводящего патрубка аппарата или превышать его.
Вывод: норматив 8/1 по определению распространяется на камины заводского изготовления не теплоемкие, не распространяется на кирпичные теплоемкие печи. Им проверяется достаточность сечения канала печи (камина) для непрерывно движущегося потока с заявленной часовой номинальной мощностью, последующим умножением ее на температурный коэффициент.
F=8 х Q х (1+t/273)                                             (см2)
Теоретическая проверка:
Теоретический (минимальный) объем продуктов сгорания, полученный при полном сгорании сухого топлива с теоретически необходимым количеством cухого воздуха (нормативно рассчитывается при «нормальных условиях»: коэффициенте избытка воздуха a=1, дым имеет t=0*С, при Р=760 мм рт.ст.)
Vг=5,22 м3/кг дров
При теоретической влажности дров w=0%, оценочно по реальной температуре горения коэффициент избытка воздуха а=2,7, получим реальный объем дымовых газов при н.у.
Vга=5,22 х 2,7 = 14,1 м3/кг
Низшая удельная теплота сгорания топлива (дров) с относительной влажностью w=0%
Qрн=4500 ккал/кг  = 18810 кДж/кг = 5,23 кВтчас/кг
По ГОСТ Р 53321-2009 имеем «определения»: П.3.16. Номинальная тепловая мощность аппарата (горелки) это наибольшая тепловая мощность, при которой эксплуатационные показатели соответствуют установленным нормам. П.3.15. Максимальная тепловая мощность аппарата (горелки): тепловая мощность, составляющая 0,9 номинальной мощности работы аппарата (горелки).
Примем номинальную тепловую мощность аппарата равную низшей удельной теплоте сгорания топлива.
Скорости дыма в дымоотводе за печью (закрытым камином) лежат в диапазоне W=0,5-2,0 м/с. Примем скорость  W = 0.95 м/с, поток отнесем к часовому расходу.
Площадь сечения дымоотвода F=V/W=14,1/3600 х 0,95 = 0,004184м2 = 41,84 см2
Проверим норматив 8 см2/1 кВт номинальной тепловой мощности
            F/квт = 41,84/5,23 = 8 см2/квт
что удовлетворяет условиям задачи.
Теоретическая проверка  отношения норматива 8/1 к теплоемкой печи.
Для нее (берем данные забегая вперед) в печи с расходом дров В=4,01 кг найдем объем дыма при «нормальных условиях»
Vг = Vга х В = 14,1 х 4,01 = 56,541 м3/час
Площадь сечения в том же диапазоне при скорости потока 1 м/сек
F=V/W=56,541 /3600 х 1 = 0,0157м2 = 157 см2
Отношение этой площади к потоку несущему энергию 1 квт
F/квт =157/5,23 =30 см2/квт> 8 см2/квт,
Вывод: сечение трубы теплоемкой печи сильно (в 3,75 раза) превосходит сечение трубы печи непрерывного действия по данному нормативу при н.у., что не удовлетворяет условиям задачи, значит норматив не может относиться к теплоемкой печи.
****
Проверим норматив 140х140 до 3,5 из СП 7.13130.2013 (П. 5.8) на принадлежность к теплоемкой печи:
П. 5.8. Сечение дымовых труб (дымовых каналов), выполненных из глиняного кирпича или жаростойкого бетона в зависимости от тепловой мощности печи, следует принимать не менее:
140 x 140 мм при тепловой мощности печи до 3,5 кВт;
140 x 200 мм при тепловой мощности печи от 3,5 до 5,2 кВт;
140 x 270 мм при тепловой мощности печи от 5,2 до 7 кВт.
Площадь сечения круглых дымовых каналов должна быть не менее площади указанных прямоугольных каналов.
Определение: п. 3.3. дымовой канал (дымовая труба): Вертикальный канал прямоугольного или круглого сечения для создания тяги и отвода дымовых газов от теплогенератора (котла), печи вверх в атмосферу.
Формальная проверка: Определение по ГОСТ Р 53321-2009: п.3.36. Теплоемкая печь: печь, обеспечивающая нормируемую температуру воздуха в помещении при топке не более двух раз в сутки.
Площадь канала 140
x 140 мм = 196 см2. Внутренний диаметр трубы этой площади D=158 мм.
Наружный РАЗМЕР ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВОЗДУХОВОДОВ в приложении Н1 СНиП 41-01-2003 ОВК (ПО ГОСТ 24751-81 Оборудование воздухотехническое. Номинальные
размеры поперечных сечений) D=160 мм.
Относительная площадь канала к энергопотоку Q=3,5 квт
196/3,5=56см2/квт>>8 см2/квт
Сечение трубы настолько свободное, что может принадлежать как к печи непрерывного действия, так и к теплоемкой. Исключим неэффективную принадлежность трубы к непрерывному потоку (нетеплоемкому), используя вывод расчета 8/1:
56/3,75раз = 14,9>8см2/квт
Сечение свободное даже в этом случае. Очевидно здесь как минимум заложен больший, чем 3,5 квт энергетический поток.
Вывод: дымовая труба для прохода данного энергопотока относится к теплоемкой печи.
Теоретическая проверка:
Применим определение из ГОСТ Р 53321-2009: п.3.36. Теплоемкая печь: печь, обеспечивающая нормируемую температуру воздуха в помещении при топке не более двух раз в сутки.
Время горения печи m = 2 часа, прибавляем время отдачи тепла печью N = 10 часов, в сумме m + N = 12 часов,
Рассмотрим сечение 140 x 140 мм при тепловой мощности печи до 3,5 кВт;
Количество тепла, запасаемого печью, имеющей номинальную мощность 3,5 квт на 12 часов (переведем размерность) при нормальных условиях
Qак = (m + N) х Qчас = 12 х 3,5 х 1000/1,163 = 12 х 3009,6 = 36114 ккал.
Расход сухих дров в час для теплоемкой печи горящей 2 часа.
В = (m+N) х Qак/Qрн х m = 12 х 3009,5/4500 х 2 = 4,01 кг/час
Объем уходящих газов в дымовой трубе при н.у. (температуре t=0*C)
Vгt = Vга х В = 14,1 х 4,01 = 56,54 м3/час
Для пропуска этого расхода в оговоренном сечении 196 см2 нужна небольшая скорость W=0,78 м/с. Удельная мощность печи
Qак/2=36114/2=18057ккал=21 квтчас
                   Удельное проходное сечение к единице мощности
F/Q=196/21=9,(3) см2/квт>8см2/квт, что также удовлетворяет условию СП 7.13130.2013 ОВК п.5.26.
Рассмотрим реальный объем уходящих дымовых газов в дымовой трубе при температуре t=250*C
Vгt = Vга х В х (1+t/273) = 14,1 х 4,01 х (1+250/273) = 108.3 м3/час
Скорость уходящих газов в дымовой трубе при естественной тяге находится в диапазоне
W= 1,5-4 м/сек.
Примем W=1,5 м/сек. Получим площадь сечения трубы
F=Vгt/3600 х W = 108,3/3600 х 1,5 =0,02 м2 = 196 см2,
что удовлетворяет условию.
Для дыма с температурой t=500*С (в СНиП 41-01-2003 Отопление вентиляция кондиционирование в п.6.6.10 был изложен норматив 140х140 мм до 3,5 квт. В п.6.6.13 температура уходящих газов не должна превышать 500 °С для труб из нержавеющей стали). Проверим:
Vгt = 14,1 х 4,01 х (1+500/273) = 160 м3/час
При скорости W = 2,25 м/с сечение трубы F = 160/3600 х 2,25 =0,0196 м2 = 196см2, что удовлетворяет условию.
Для реальных колотых дров с влажностью W=30% объем дымовых газов
V (wга) = (0,64 + 1,244w + 4,58 α)/(1+w) = (0,64+1,244 х 0,3 + 4,58 х 2,7)/(1 + 0,3) = 10,3 м3
Теплотворная способность дров при этом снижена Qрн=3300 ккал/кг.
Расход дров В = 12 х 3009,5/3300 х 2 = 5,47 кг/час
Расход уходящих газов  Vгt = 10,3 х 5,47 х (1+250/273) = 107,7 м3/час
При скорости W= 1,45 м/с получим сечение трубы 196 см2, что удовлетворяет условию.
             Рассмотрим норматив применительно не к печи с номинальной мощностью, а с полезной. Предположим, что в нормативе заложен также КПД, например Y=60% (чем меньше КПД, тем больше температура уходящих газов).
В = (m+N) х Qак/Qрн х Y х m = 12 х 3009,5/3300 х 0,6 х 2 = 9,12 кг/час
Vгt = Vга х В х (1+t/273) = 10,3 х 9,12 х (1+350/273) = 214,36 м3/час
Для сохранения сечения при температуре t=350*С потребуется скорость дыма
W=Vrt/3600F=214,36/3600 х 0,02 = 3,04 м/с,
что удовлетворяет условию только при короткой трубе, поскольку по сравнению с холодным потоком уже при этой температуре удельная потеря давления потока на трение в квадратной трубе возрастает в 2,6 раза, при увеличении шероховатости с копотью в 3 раза.
Отражение нормативом коэффициента полезного действия внесло бы в норматив спекуляции.
Аналогично рассмотрим сечение 140 x 200 мм при тепловой мощности печи от 3,5 до 5,2 кВт;
Площадь сечения 280 см2. Мощность тепловыделения при нормальных условиях 5,2 х 6 = 31,2 квт
                   Удельное проходное сечение к единице мощности
F/Q=280/31,2=9 см2/квт>8см2/квт, что удовлетворяет условию задачи.
Аналогично рассмотрим сечение 140 x 270 мм при тепловой мощности печи от 5,2 до 7 кВт;
Площадь сечения 378 см2. Мощность тепловыделения при нормальных условиях 7 х 6 = 42квт
                   Удельное проходное сечение к единице мощности
F/Q=378/42=9 см2/квт>8см2/квт, что удовлетворяет условию задачи.
Вывод: Норматив выражает работоспособное сечение дымовой трубы для номинальной тепловой мощности теплоемкой печи для любых дров при любой реальной температуре уходящих газов.
 
Цитата
Сергей Несов написал: ... Отношение этой площади к потоку несущему энергию 1 квт
F/квт =157/5,23 =30 см2/квт> 8 см2/квт,
Вывод: сечение трубы теплоемкой печи сильно (в 3,75 раза) превосходит сечение трубы печи непрерывного действия...

Относительная площадь канала к энергопотоку Q=3,5 квт
196/3,5=56см2/квт>>8 см2/квт
Сечение трубы настолько свободное, что может...  
Здесь я могу повторить только то, что уже отмечалось в почтовой переписке по этому вопросу:

Почему в первом абзаце цитаты мы делим на 5,23 а не на 5,23 х 4 = 20,92 кВтч/кг,
ведь у нас уже не 1 кг, а в четыре раза
больше. Если  числитель ты увеличил в четыре раза, то и знаменатель надо тоже увеличить в четыре раза.
Тогда получится абсолютно тот же самый ответ – 8см2/кВт .

Второй абзац цитаты лучше рассмотреть с другого угла зрения, чтобы понять неточность в рассуждениях:

Ведь 3,5кВт это мощность теплоотдачи печи (средняя по суткам), а не мощность горения. Если рассуждать по формуле
196/3,5=56см2/квт>>8 см2/квт, и сделать расчет с учетом  норматива 8см2/Вт, то для печи мощностью
3,5кВт нужна труба 3,5 х 8 = 28см2. ... Это квадрат со стороной 5,3см. Лично я таких трубы для бытовых печей не встречал.

Если учесть, что в СП подразумевается все-таки норматив протопки 2 раза в сутки (как справедливо заметил Миркис С.М), то для мощности 3,5кВт норматив 8см2/кВт вполне подходит

В этом случае мощность горения будет 3,5 х 12 х 4 / 3 /1,4кВт,
где:
3,5 кВт – мощность печи для четверика (см.выше)
12 – кол-во часов между протопками
4кВт*ч – тепловая энергия в одном кг дров
3кВт*ч – полезная тепловая энергия в одном кг дров при КПД печи = 0,75
1,4 ч – расчетное время одной топки печи (европейская норма для расчета печей)

Итого мы имеем, что для получения средней мощности 3,5 кВт, надо сжечь 3,5 х 12 / 3 = 14кг дров.
Из них за 1,4 часа выделится 14 х 4 = 56 кВт*ч тепловой энергии, а за один час 56 / 1,4 = 40 кВт. Это и есть мощность горения, в результате которого выделяются дымовые газы, которые должна пропустить через себя дымовая труба.
При нормативе 8 см2 на 1 кВт номинальной тепловой мощности (максимальной мощности в установившемся режиме работы).
40 * 8 = 320 см2. При квадратной трубе это будет 17,8х17,8 см, т.е.  около четверика.

Чтобы не привязываться к мощности печи, более рационально в СП связать сечение трубы с размерами одной закладки дров (т.е. с размерами топки) При этом мощная печь с маленькой топкой вполне может обойтись и неширокой трубой, т.к. мощность горения в маленькой топке будет небольшой, а общая мощность печи будет набрана несколькими закладками дров в течение одной протопки.

На сайте используются cookie-файлы и другие аналогичные технологии. Если, прочитав это сообщение, вы остаетесь на нашем сайте, это означает, что вы не возражаете против использования этих технологий.