Простой расчет шахтного котла

 

   Предлагаю вашему вниманию простой расчет шахтного котла. В данном расчете изложены основные формулы за которыми можно определится с мощностью котла, и его размерами.

1.  Для начала нам нужно определится с мощностью котла. Грубый расчет, и многие так

считают  что на 10 квадратных метров необходимо 1кВт мощности котла.
Что бы посчитать более точно есть формулы для расчета или же програмки. Для простоты мы возьмем програмку Калькулятор.

2. Как только мы узнали теплопотери помещения, можно определится с  мощностью котла. Возьмем для примера  что для обогрева нашего помещения необходим котел мощностю в 15кВт. Мощность котла определяется площадью зеркалом горения. То-есть чем больше площадь зеркала горения, тем больше мощность, чем больше площадь колосника, тем больше мощность. Площадь колосника подбирается из расчета на 1кВт котла 10 000 квадратных мм. Исходя из этого расчета нам для котла можностью в 15 кВт необходимо:

10 000*15=150 000 квадратных мм.

  3.  С площадью мы определились, но какого все таки должна быть размером колосниковая решетка. Для этого нужно определится какого размера мы хотим загружать дрова. Дрова пиляют размерами 300, 350, 400, 450,500. Как бы потом не пришлось вам надпиливать дрова на 5 см. Возьмем например длину дров в 400мм. Шахту для котла естественно необходимо сделать немного шире, возьмем для нашего примера 450мм.

Глубина шахты = площадь колосниковой решетки / ширину шахты.
150 000 / 450 =  333

Следуя наша колосниковая решетка и сечение загрузочной камеры 450Х333.

   4. Определяемся с временем горения нашего котла.
 Для этого существует такой параметр как теплотворность дров в зависимости от влажности.

     Как мы видим на таблице изображено влажность дров и их теплотворная способность.
Время горения у нас определяется высотой загрузочной камеры. Вот для нашего примера котла в 15 кВт. То есть что бы получить 15 кВт в течении часа нам потребуется 4,2 кг лиственных пород дров с влажностью 25%.

Высота шахты нам дает продолжительность горения котла. Чем выше котел тем дольше он будет гореть. Исходя из стандартных  листов металла возьмем лист в 1,25.  150мм оставим для зольной камеры, и у нас остается 1100мм. Находим объем шахты загрузки:

450 * 333 * 1100 = 164835000мм или 164л.

5.  Имеется вот такая таблица с объемами дров разных пород. Возьмем для примера березу, и абрикос.
в 1 литре березы мы имеем 0,64 кг. а
в 1 литре абрикосы 0,78 кг.
   Дрова это не песок, плотно уложить не получится. Поэтому есть коеффициент укладки дров приблизительно 0,6.

0,6 * 0,64кг = 0,38кг березы
0,6 * 0,78кг = 0,46кг абрикосы

Теперь находим количество энергии дров. Для этого смотрим таблицу теплотворности дров, и по влажности выбираем нужный нам параметр. В примере у нас стоит 25%.

3,5кВт/кг * 0,38 кг. березы = 1,33 кВт/ч
3,5кВт/кг * 0,46 кг абрикосы = 1,61 кВт/ч

 6.  Зная объем нашей шахты 164 л мы можем узнать приблизительное время горения котла на одной закладке дров.

164л * 1,33 кВт/ч = 218 кВт/ч.       218кВт/ч / 15 кВт котла = 14 часов.
164л * 1,61 кВт/ч = 264 кВт/ч        264кВт/ч / 15 кВт котла = 17 часов.

Вывод: При полной загрузке котла березой влажностью в 25% котел проработает 14 часов, а на абрикосе 17.  Опять же это приблизительный расчет, так как это будет еще зависить и от других параметров.

 7.    Зная мощность нашего котла мы можем узнать необходимый диаметр дымохода.
Площадь дымохода берется из зависимости 8 см.кв на 1 кВт мощности котла.

8 * 15 = 120 см.кв.
 
 труба диаметром 125  выходит сечением 120,7 см. кв. что полностью нам подходит

8.   По диаметру дымохода можно определить площадь окна поддувала.
Площадь берется из расчета по соотношению 8 частей площади дымохода.

S дымохода / 10 = 120см.кв / 10 = 12
12 * 8 = 96 см.кв.

Окно поддувала с размерами 5см Х 20см полностью нас устроит.

9.   Расчет теплообменника. Много людей пишут и доказывают на форумах о  расчете теплосъема. Кто то говорит что нужно иметь 1кв.м на 10 кВт мощности котла, кто то говорит что будет достаточно и 0,5 кв.м на 10 кВт мощности. Вобщем выбирать вам, на своем котле к примеру я сделал так сказать золотую середину и меня полностью устраивает.

   И так начнем.
Теплообменник у нас высотой  будет 500мм. Трубу возьмем Ду 70
За формулой мы находим сечение одной трубы.

S = 2*Пи*Дмп*R
S = 2*3,14*500*35=109900кв.мм  или 0,10 кв.м

Одна труба имеет теплосъем  0,1 кв.м умножим на 10 труб и получим как раз 1кв.м.
Вобщем  у нас получился теплообменник размером 500Х500Х167 и два ряда по 5 труб Ду70.

10.  Подберем газовое окно.
Берется 6кв.см на 1кВт мощности котла.

6*15=90кв.см

Окно размерами 5см Х 18см полностю нас устроит для нашего примера.
 

Вот мы и посчитали котел, остается сделать чертеж, собрать необходимый материал и вперед за работу.