> Техника, страница 34 > Газовое отопление
Газовое отопление
Газовое отопление помещений применяется значительно реже, чем другие виды отопления—печное, водяное, паровое или воздушное. Это объясняется высокою стоимостью светильного газа сравнительно с другими видами топлива. Так, например, одна Cal, получаемая при отоплении каменным углем, обходится в 5—6 раз дешевле, чем при газовом отоплении, и не только у нас, в Союзе, но и за границей. Тем не менее в некоторых случаях газ оправдывает себя, несмотря на дороговизну.
Выгодные стороны Г. о.: незначительные первоначальные затраты, весьма простая установка, отсутствие необходимости иметь запасы топлива, отсутствие золы, чистота, простой уход, легкость регулирования, постоянная готовность к действию и более высокий кпд сравнительно с другими системами отопления. Невыгодные стороны Г. о. (кроме дороговизны топлива): поверхности теплоотдачи в приборах Г. о. нагреваются до высоких Г, превышающих санитарные нормы, благодаря чему происходит пригорание и разложение органич. пыли и порча воздуха помещения; в связи с расположением выводных каналов для продуктов горения устанавливают приборы для Г. о. у внутренних стен, а не под окнами, благодаря чему от окон получаются токи холодного воздуха; теплоемкость приборов очень незначительна—они очень быстро нагреваются и очень быстро остывают. Эти особенности определяют область применения Г. о.: оно применимо, когда требуется не постоянное отопление, а временное, или когда помещение должен быть быстро нагрето на короткое время; оно удобно также как вспомогательное отопление в дополнение к обычной системе центрального отопления в виде отдельных приборов Г. о. Далее, возможно применение газа—в виде ли отдельных отопительных приборов или в виде топлива под котлами централы-ι. отопления,—для отопления коммунальных зданий в тех случаях, когда у города имеется газовый з-д с очень дешевым газом и без достаточ. сбыта. Наконец, Г. о. может оказаться даже выгоднее там, где газ является побочным продуктом (домен, газ, газ коксовальных печей на металлургических заводах или каменноугольных копях).
Г. о. помещений. Теплоотдача приборов Г. о. совершается путем лучеиспускания п путем нагревания воздуха, соприкасаю щегося с металлическими поверхностями нагрева, но нек-рые приборы бывают рассчитаны преимущественно на тот или другой способ теплоотдачи. Примером аппарата с комбинированной теплоотдачей может служить изображенный на фигуре 1 (размеры в миллиметров)
газовый радиатор «Прометей». Он состоит из чугунных элементов, под к-рыми расположены огни газовой горелки; за газовой горелкой имеется волнистый полированный метал -лич. лист, служащий для отражения лучистой теплоты. Продукты горения проходят через элементы печи, нагревая их, и отводятся в дымовой канал в стене. Конденсируемая из продуктов горения вода собирается в отростке у отводящего патрубка и спускается через пробку. Вместо отражательного полированного листа, в нижней части печи в нек-рых конструкциях помещаются особые «тела накала» (Gluhkorper) из огнеупорных материалов, нагреваемые непосредственно газовым пламенем и излучающие значительное количество тепла (около 40 %) в нижнюю часть обогреваемого помещения. Продукты горения поступают в ряд труб в верхней части прибора, непосредственно нагревающих соприкасающийся с ними воздух; эти трубы были бы более нагреты, если бы не было значительной теплоотдачи в нижней части через лучеиспускание. На фигуре 2 (размеры в миллиметров) изображена печь с телами накала: А—тела накала, Б—задняя шамотовая стенка, В—железные овальные трубы, нагревающиеся продуктами горения и отдающие тепло воздуху. Газ применяется также и в комнатных кафельных печах, обычно в виде вспомогательной топки. На фигуре 3 представлен вертикальный разрез кафельной печи, которая имеет угольную топку для нормальной работы и вспомогательную газовую с телами накала—для отопления в переходное время или для усиления отопления в сильные морозы. Для устранения чрезмерного и неравномерного нагрева поверхностей проф. Юнкере сконструировал газовую печь, «Газиатор», элементы которой имеют двойные стенки (фигура 4). Продукты горения, идущие от горелки А, накаливают внутреннюю изогнутую трубу В между стенками этих труб и внешним кожухом Б имеется слой воздуха, к-рый служит передатчиком тепла от
В к Б. Поверхность Б значительно больше поверхности В; поэтому температура кожуха значительно ниже t° внутренней трубы.
Фигура 5 представляет диаграмму распределения t° на поверхности трубы, непосредственно нагреваемой продуктами
горения, а фигура 6—при нагреве через слой воздуха; фигура 7 дает диаграмму кпд га-зиатора Юнкерса при разных нагрузках.
Фигура 5.
Все газовые печи должен быть снабжены приспособлениями для прерывания тяги во избежание обратной тяги в отводных каналах, например при порывах ветра. В газиа-торе Юнкерса также существует такой прерыватель (фигура 4, Е), через который направляется обратный ток продуктов горения, чем и предотвращается затухание газового пламени.
Расчет приборов Г. о. В существующих типах газовых печей с прямым (без воздушной прослойки) нагревом теплоотдача на 1 ж2 колеблется между 3 500 и 4 000 Са1/ч.
При этом t° теплоотдающей поверхности по соседству с пламенем горелки превышает 400°; по санитарным же нормам она не должна превосходить 100°, так как выше этой t° начинается разложение органич. составных частей пыли и порча воздуха в помещении. Чем выше t° поверхности приборов отопления, тем энергичнее происходит разложение и тем сильнее порча воздуха. На Конгрессе по отоплению и вентиляции в Берлине в 1924 году проф. Штра-хе высказал положение, что теплоотдача газовых печей не должна превосходить 2 000 Cal/ч. на 1 ж2 их поверхности. Следует заметить, что и при такой понижен, теплоотдаче темп-ра теплоотдающей поверхности все еще значительно превышает санитарные нормы. Гази-аторы Юнкерса отдают с 1 ж2 поверхности 1 570 Cal/ч.; при этом темп-ра поверхности уже относительно близка к санитарным нормам и во всяком случае значительно ниже и равномернее, чем в приборах с прямым » нагреванием,как это * видно из фигура 5 и 6. *
На основании при- 7 веденных данных ра-счет поверхности те-;·* плоотдачи приборов «7
м гоо ио зооно too not0
Фигура 6.
| 5 | ||||||||||
| * | ||||||||||
| <3
% |
* | |||||||||
| $ | 1 | |||||||||
. .. т soo № 7/ю sco т woo
Часовая лроизводат/шность в Cal па элемент
Фигура 7.
Г. о. можно вести, принимая среди, расчетные теплоотдачи К на 1 ж2: для помещений с понижен, санитарн. требованиями К= 3 500 Cal/ч., для помещений с несколько более высокими санитарными требованиями К=2 000 Cal/ч. Для газиаторов Юнкерса А=1500 Cal/ч. Если обозначить расчетную теплопо-терю помещения через W Cal/ч., то теплоотдающая поверхность F определяется jр=—. Расход газа, при теплопроизводительной способности 1 ма газа q и кпд прибора η, составляет Q=~ м3/ч. Принимая теплопроизводительную способность газа городских газовых заводов около 4000—5000 Cal и коэффициент полезного действия приборов
~ 0,75, получаем Q м3/ч.
Газовые кухонные приборы. Применение газа для варки пищи получило весьма широкое распространение. Здесь высокая стоимость газа, как топлива, компенсируется тем, что коэффициент полезного действия газовых приборов в несколько раз превышает кпд обычного кухонного очага—плиты. Большим преимуществом газовых кухонь является также возможность пользоваться ими в любой момент, простота обращения с ними и чистота. Основным прибором газовой кухни является газовая горелка. Для удобства обращения применяются низкие горелки, монтированные в низких чугунных или штампованных подставках разной формы и на разное число горелок. Устройство горелки видно из фигура 8.
Фигура 8.
Газ подводится в а и через маленькое отверстие поступает в широкую трубку б; т. к. газ поступает под нек-рым давлением (давление в газовой сети), то струя его присасывает воздух из регулируемого отверстия, имеющегося в трубке б, и т. о. получается смесь газа с воздухом, настолько бедная последним, что она не является гремучей смесью; эта смесь выходит из коронки горелки через ряд отверстий β, в и сгорает бледным, несветящимся и некоптящим пламенем, непосредственно нагревающим поставленный над горелкой сосуд. Горелки часто устроены так, что вместо полного пламени получается уменьшен.пламя, которое может служить для поддержа-ния темп-ры уже готовой пищи. Это пламя питается отдельным притоком газа, для каковой цели общий кран в горелке делается трехходовым; при повороте крана газ поступает в трубку г и в ниппель д, из которого тонкой струей выходит в коронку горелки, смешивается с воздухом и дает небольшое пламя при малом расходе газа. Кроме открытых горелок для обыкновенной варки, применяются таюке газовые духовые шкафы с трубками внутри, по длине которых имеются отверстия для газа. Эти шкафы устанавливаются или отдельно или монтируются вместе с открытыми горелками в виде газовой плиты (фигура 9). Газовые духовые шкафы обычно снабжаются термометрами. Газовые кухонные очаги бывают всевозможных размеров—от небольших плит на
1 семейство до больших ресторанных плит. В последнее время газовые устройства стали применять также для печения хлеба и кондитерских изделий в больших булочных и кондитерских. Благодаря сосредоточению пламени на нагреваемом сосуде передача тепла в газовых горелках является более совершенной, чем в дровяных и угольных кухонных очагах. По исследованиям, произведенным К. Бунте в Газовом институте в Карлсруе, хорошая кухонная газовая горелка при нагревании кастрюли с водой дает кпд около 63—64%, тогда как кухонные плиты для твердого топлива дают лишь
5—15%. Поэтому даже при относительно дорогом газе применение его для кухонных приборов вполне оправдывается или оказывается даже более выгодным.
Ванные водогрейные приборы. Аппараты для приготовления горячей воды делаются обычно в виде стенного прибора, в котором газовое пламя нагревает протекающую над ним воду (фигура 10). Подогревание происходит непрерывно: холодная вода, входящая в подогреватель, вытекает из него нагретой, причем степень нагрева зависит от соотношения между количеством протекающей в единицу времени воды и количеством сжигаемого газа. Кпд ванных газовых водогрейных аппаратов около 85 %. Т. к. дровяные и каменноугольные колонки для нагревания воды дают кпд ок. 50 %, то с ними, при существующих ценах на газ, газовые водогрейные приборы конкурировать не могут. Тем не менее последние пользуются большим распространением вследствие удобства пользования и быстроты получения нагретой воды (особенно при потребности в малых количествах) благодаря подогреванию текущей струи.
Газовые утюги (фигура 11) снабжены двойным дном, внутри которого находится газовая горелка. При помощи рычага у ручки утюга остывшая сторона дна может быть повернута вверх для нагрева, а горячая— вниз для утюжения.
Безопасность Г. о. Городской (с добавлением водяного газа) светильный газ содержит до 25 % СО, которая является сильным ядом; вредное действие СО на организм человека сказывается уже при содержании 0,1—0,2 мг ее в 1 i воздуха. На-Фигура 11. блюдались как еди ничные, так и массовые случаи отравления газами в связи с пользованием приборами газового отопления и освещения. Отравление может иметь место только при неисправности устройства—при утечках газа в газовой сети или в газовых
Фигура 9.
приборах; в меньшей степени, при неполном сгорании. Если приборы действуют вполне исправно и сгорание у них полное, то окись углерода и другие составные части газа, окисляясь до конца, дают безвредные для здоровья соединения. Исключение составляют сернистые соединения, которые дают ядовитый сернистый газ S02; но сернистые соединения нормально в светильном газе содержатся в ничтожных количествах.
Лит.: Rietschel II., Leitfaden d. Heiz- u. Liif-tungstechnik,7 Aufl., B.,I925; К fl rt i n g E., Amerik. Erwagungen iiber die Deckung der Spitzenbelastung durcli Gasheizung, «Das Gas- u. Wasserfaeh», Miinchen,
1926, Η. II, p. 35; Sp aleck P., Zentrale Oder lokale Gasheizung, ibid. H. Ill, 43; Spaleck P. u. Kaiser J., Raumheizung mit Gas, ibid., Η. IV, p. 69; ICobbert, Die Heizung d. Hauses d. Technik d. Deutschen Ostmesse, ibid.,H. V, p. 97; К о h 1, Ergeb-nisse einer Grossgaskiiche, ibid., Η. VI, p. 108; R u-tishauser J., Vergleiehende Koehversuehe, ibidem, Η. XII, p. 228; Kaiser J., Der Einfluss d. «Giite d. Benutzung» auf die Wirtschaftlichkeit der Gaskiiche, ibid., Η. XVIII, p. 362; Hurdelbrink F. u. Polenske R., tlber d. Anteii d.fstrahlende Warme an d. Warmewirkung v. Gasheizungen, ibid., Η. XXI, p. 421; N u s s, Die Raumheizung mit Gas, ibidem, Η. XXX, p. 625; N e u f f e r, Ein praktischer Versuch an einer Gaszentralheizung, ibid., Η. XXXVII, p. 787; Reiher H. u. Knoblauch O., Strahlungstech-nische Untersuchung eines Gasgliihofens, ibid., H.XLII, p. 1054; Schumacher E., Neue Gasgerate, ibidem, H. L, p. 1097; Bunge W., Neue Wege im Gasheizofenbau, «Das Gas- u. Wasserfaeh», Miinchen,
1927, Η. XXXV, p. 853; Rodde, Das Gas auf
Backereifachausstellung in Essen, ibidem, H. XLII, p. 1023; Wunsch W., Neue Gesichtspunkte bei d. Bewertung v. Gaskochern, ibid., H. XLII, p. 1028; II e г t z n e r, Die kombinierte Koks- u. Gasheizung, ibid., H. XLIII, p. 1052; Struensee R. u. Schuster F., Neues iiber Kocheruntersuchungen, ibid., H. LIII, p. 1287. Д. Нагорсний.