Дымовые трубы для котельных

Дымовые трубы, предназначенные для отведения и рассеивания продуктов сгорания топлива во внешней среде ─ важный элемент котельной частного дома. Современные котельные работают на всех видах топлива, выделяя в процессе сгорания химически активные газообразные и твердые продукты (пепел, сажа, окислы азота, углекислый газ и много других). Дымоход обязан обеспечить достаточное рассеивание токсичных продуктов горения для соблюдения ПДК окружающего воздуха. Второй важной функцией дымоходной системы является создание естественной тяги для эффективной работы теплового агрегата.

В монтаже дымохода нет особых сложностей, тем более, что строительный рынок полон разнообразных предложений. Но опытные мастера знают: для устройства дымохода, который служил бы долго и эффективно, необходимо знать правила его возведения и технические нюансы, известные только профессионалам. Если точно соблюдать все требования, безопасная и продолжительная работа системы гарантирована.

Требования к дымоходам

Качественное отведение дыма ─ вопрос и не только комфорта, но и безопасности. Надежный дымоход:

• Не восприимчив к высоким температурам при нагревании.
• Не боится влаги, образующейся при оседании конденсата.
• Выдерживает агрессивную среду (к примеру, серную кислоту).
• Создает хорошую тягу.

Оптимальная форма канала домашней котельной — цилиндрическая, с идеально гладкими стенами, чтобы сажа на них не задерживалась: это предохраняет дымоход от постоянной чистки. В прямоугольных кирпичных трубах местное завихрение создает условия для засорения, и требует чистки.

Внимание! Если установка дымохода выполняется самостоятельно, стоит оценить проблемы транспортировки комплекта и уровня сложности его монтажа. Начинающему домашнему мастеру надо обсудить особенности своего устройства с профессионалом. Проконсультировать могут и поставщики отопительного оборудования.

Требования к дымоходам домашней котельной регулируют строительные нормы:

• Площадь сечения трубы равна площади патрубка котла или превышает его.
• Для металлических дымоходов используют высококачественную легированную сталь с высокими антикоррозионными свойствами, с толщиной от 1 мм; в основании каналов делают специальные карманы более 250 мм глубиной для удобного удаления сажи.
• При изготовлении дымохода надо помнить, что в нем может быть не более 3 поворотов, радиус закругления которого не превышает диаметр трубы.

Соблюдение указанных норм позволяет создать хорошую тягу в дымоходе .

Выбор оптимального варианта

Современные дымоходы обязаны быть прочными, ведь им приходится выдерживать высокие температуры, обеспечивать дымоудаление при любых температурах, противостоять конденсированию и агрессивным кислотам. Владелец частного дома обычно выбирает один из самых популярных типов дымохода:

• Из кирпича.
• Из керамики.
• Из нержавеющей стали.

Изготавливают дымоходы также из бетона и даже стекла. Стекло – вечный материал, абсолютно не подвергающийся коррозии. Но из-за стоимости пока это вариант будущего. Из соображений экономии иногда устанавливают асбоцементные трубы – экологически- и пожароопасные. Выбор зависит от личных вкусов хозяина дома, а также от вида оборудования, характеристик печи. При выборе типа дымохода надо учитывать:

• Температуру продуктов сгорания.
• Давление дымовых газов .
• Присутствие конденсата.
• Объем выделяющихся химических веществ.
• Стойкость труб к самовозгоранию сажи.
• Необходимое расстояние от системы.

Раньше дымоходы строились из кирпича, (собственно, и альтернативы особой не было). Возведение такой системы требует минимальных затрат: песок, глина, кирпич всегда под рукой. Но сейчас не так легко найти мастера, способного правильно сложить дымоход из кирпича. Если целостность нарушена из-за плохого фундамента, некачественной кладки, есть угроза безопасности дома. В керамических или стальных сэндвич-дымоходах большую роль играет производитель: как изготавливался материал, виды креплений, а монтаж уже на втором плане.

Кирпичный дымоход ─ вариант бюджетный (хотя печник-профессионал обойдется дороже сэндвич-дымохода из стальных труб), но применять его стоит только в комплекте с котлом на твердом топливе. Кирпичные стены при качественной сборке спокойно переносят высокие температуры. Если в трубе загорается сажа, дымоход из кирпича существенно не пострадает. Чего нельзя утверждать при использовании жидкого горючего или газа. Из-за сравнительно низкой температуры сгорания, способствующей конденсированию, разрушающему кирпич, такой вид дымохода в этом случае не приемлем.

Если котел на твердом топливе меняют на газовый, кирпичный дымоход можно адаптировать к новой отопительной системе, вставляя в него стальной вкладыш. Такой вариант монтажа потребует минимальных затрат.

Котлы на жидком или газовом топливе, а также пеллетные и пиролизные системы рекомендуют обеспечивать керамическими дымоходами – основными конкурентами кирпичных, ─ прочными, не поддающимися коррозии и удивительно долговечными (плюс все преимущества стальных систем).

Элементы таких дымоходов ─ это керамическая труба, изоляционный слой из минеральной ваты и легкого кожуха – пенобетона или нержавейки. Стоимость керамических дымоходных систем несколько выше остальных видов, но все окупается их длительной эксплуатацией. Монтаж дымохода из керамики надо выполнять очень тщательно и аккуратно, согласно рекомендациям производителя. К отдельным моделям, например, требуется усиление фундамента.

Если сравнивать цены, то бюджет сборки дымохода из сэндвич-труб ─ от 1200 до 5 000 руб. за метр (в зависимости от производителя, диаметра трубы). Стоимость комплекта из керамики – на порядок выше: от 40 000 руб.

Если котел устанавливают в помещении, где нет канала для дымохода, оптимальным выбором будет стальной дымоход-сэндвич. Он менее долговечен, чем керамика, но свои функции ─ отведение продуктов горения ─ выполняет успешно. Главные достоинства стальных дымоходов:

• Небольшая масса.
• Сравнительно низкая стоимость.
• Не подвержен засорению.
• Не требует специального помещения.
• Простота в установке и обслуживании.
• Разные варианты монтажа.

Кирпичные и керамические дымоходы массивны, что обеспечивает нагрузку на фундамент. Как правило, для таких типов создают дополнительный фундамент, не связанный с главным. Поэтому грамотный монтаж дымовой трубы в котельной частного дома требует правильных инженерных расчетов.

Внимание! При параллельной эксплуатации двух котлов с различными характеристиками выбирают дымоход, рассчитанный на более высокие нагрузки. Стальные трубы с тонкими стенами, например, не используют для котлов на твердом топливе: сталь может быстро прогореть.

Расчет высоты и диаметра

Чтобы подобрать дымовую трубу частного дома с оптимальными параметрами, можно использовать упрощенную схему расчетов.

Внимание! Для расчета надо знать теплоотдачу (мощность) котла или печи, то есть масса топлива, потребляемого за час. Эту информацию можно узнать из паспорта котла.

Другие параметры для разных бытовых конструкций стандартны:

• Температура выделяемых газов на входе трубы – 150 — 200 градусов.
• Скорость газов в дымоходе — от 2 м/сек..
• Высота дымохода частного дома, согласно СНиП, должна составлять как минимум 5м от котла.
• Естественное давление газов на 1м — более 4-х Па

Величину самотяги определяют как произведение, где первый множитель ─ разность плотности воздуха и дымового газа, второй ─ высота сооружения.

Итак: Диаметр дымовой трубы пропорционален массе топлива, потребляемого печью за час. Зная этот параметр, можно воспользоваться для расчета формулой, где объем газа у входа в трубу при температуре t :

Vг = B∙V∙(1+t/273)/3600, в м³/сек.

С учетом скорости передвижения газов в трубе можно вычислить площадь (F) сечения:

F = π∙d²/4, в м²

Для вычисления диаметра (d) трубы с круглым сечением воспользуемся формулой площади круга (в кв. м):

dт = √4∙B∙V∙(1+t/273)/π∙ω∙3600 .

Пример расчета трубы

И, наконец, расчет дымовых труб на конкретном примере. Дымоход в нашем случае представляет собой металлическую изолированную трубу.

• 1.Предположим, что печи на 1 час работы требуется 10 кг дров, (влажность топлива 25%).
• 2. Объем газов (V) в нормальных условиях — 10 м³/кг (с учетом коэффициента избытка воздуха).
• 3.Температура на входе ─ 150 градусов. Значит , Vг = (10∙10∙1.55)/3600. После всех вычислений объем газов ─ 0, 043 м³/сек.
• 4. Если скорость газов за 2м/сек., можно вычислить диаметр трубы дымохода:

d² = 4∙0.043/3,14∙2 = 0,027.

Все полученные результаты надо подставить: dт = √4∙0.34∙0.043∙(1+150/273)/3.14∙10∙3600. После всех вычислений, получаем необходимый диаметр: 0.165 м.

Вычисление самотяги

Определяем степень охлаждения газа на 1 м дымохода. Учитывая, что за час печь расходует 10 кг топлива, рассчитываем мощность: Q =10∙3300∙1.16 = 38.28 кВт.

Тепловой коэффициент нашей трубы ─ 0.34. Следовательно, потери на одном метре: 0,34:0.196=1,73 градусов.

Отсюда получаем газовую температуру у выхода из ствола 3 м (из 5 м общей трубы исключаем 2 м печи): 150-(1.73∙3)=144,8градусов.

Значение самотяги при определении плотности воздуха, при 0 градусов ─ 1.2932, при 144,8 градусов ─ 0,8452. Вычисляем: 3∙(1,2932-0,8452). Итак, естественный напор газов ─ 1,34 ммН2О. Для эффективного использования дымохода вполне достаточно таких характеристик.

Основные правила монтажа дымоходных систем

Современные дымоходы – целые системы, ведь можно смонтировать дымоход любой сложности и при любых конструктивных особенностях дома. Для этого разработаны модульные системы, состоящие из колен, тройников, различных патрубков. Модульные дымоходы удобнее кирпичных, так как последние можно строить только вертикально, а модульные можно конструировать в разных направлениях с учетом определенных требований (в любом случае, это быстрее, проще, дешевле).

Для каждого теплового устройства лучше готовить свой дымоходный канал. Дымоходы собирают вертикально, без уступов. Допускают два отклонения от вертикали на угол до 30 градусов, горизонтальное соединение допускается в пределах метра, а высота от теплогенерирующего устройства до устья трубы ─ от 5м – для обеспечения разрежения газов и создания тяги.

Для правильной сборки дымоходной системы в доме надо учитывать некоторые общие правила:

1. Установка элементов модульной системы производится от печи, снизу вверх.
2. Варианты размещения и подключения дымоходов разные, все зависит от условий помещения. При построенном доме удобно размещать дымоход снаружи: от печки или камина он выводится через стену, прокладывается изолятор, устанавливается сборник конденсата и на кронштейнах труба поднимается вверх.
3. Устанавливать дымоход можно и при возведении дома, и при эксплуатации. Место в доме надо выбирать так, чтобы не нарушать целостность конструкции дома: чтобы не попадала влага, согласовать по стропильной системе.
4. Если монтировать керамические и кирпичные дымоходы в обжитом доме, придется разбирать полы, делать основания, подготовительные работы – дорого и не всегда возможно.
5. Внутреннюю трубу дымоходной системы надо вставлять в предыдущий модуль, а модуль наружного контура ─ на предыдущий. Это дает возможность защитить базальтовый утеплитель от попадания на него конденсата.
6. Одна в другую труба должна входить не менее, чем на половину своего диаметра (по разметке).
7. Трубы с отводами, тройниками соединяют хомутами.
8. Место соединения не должно попадать в слой перекрытий.
9. Для тройников устанавливают опорные кронштейны.
10. Если на тройнике не установить сборник конденсата, вся вода попадает в систему.
11. Каждые 2м дымохода фиксируют к стене креплением.
12. Прикрепляя дымоход к стене, надо следить, что не было прогибов.
13. Не допускается контакт дымового канала с инженерными коммуникациями (газ, электричество).
14. Если труба проходит близко к стенам, нужна теплоизоляция.
15. В зоне прохождения перекрытий и кровли надо отступать на 150 мм при изолированных трубах и на 300 мм при трубах без изоляции. Требования пожарной безопасности при монтаже всегда должны быть на первом месте.
16. Нельзя прокладывать горизонтальные фрагменты дымохода более 1 м по длине.
17. Стыки не должны попадать в перекрытия или слоях кровельного пирога.

Монтируя стальной дымоход, необходимо учитывать вероятность тепловой деформации дымоходной системы. Для этой цели устанавливают гибкий переходник. Если в комплекте оборудования такого элемента нет, можно не фиксировать трубу на кронштейне жестко, а сделать запас на 10-15 мм, иначе при нагревании есть риск смещения дымохода.

Если кровля из легковоспламеняющихся материалов, на трубу устанавливают искроуловитель, который делают из металлической сетки, с ячейками до 5Х5 мм. Высоту трубы определяет расстояние от трубы до конька: если оно не превышает 1,5 м, труба всегда возвышается над коньком не менее полметра.

Немного о безопасности

К безопасной эксплуатации дымоходной системы предъявляются свои требования. Не рекомендуется растапливать печь легковоспламеняющимися материалами типа горючих жидкостей. В котлах на твердом топливе нельзя закладывать дрова, превышающие габариты топки.

В быту не стоит приспосабливать систему дымохода для сушки белья, так как нарушение ее герметичности чревато серьезными последствиями. Прочищать дымоход, выжигая сажу, также опасно для дома. Нельзя чистить дымоход хлорсодержащими веществами. Попытки заливать водой огонь в топке могут повредить оборудование.

При эффективном и регулярном использовании печей дымоход надо чистить и диагностировать . Если игнорировать этот момент, сажа может воспламеняться, это не каждый дымоход выдержит. Эксплуатируя отопительный котел, надо строго соблюдать рекомендации производителя, не пытаясь использовать отопительный прибор не по назначению.

Выводы

Загородный дом трудно представить без печи, а значит, и дымохода – украшения дома, сложного инженерного оборудования, постоянного источника тревог. Неутешительная статистика свидетельствует, что неисправность печного отопления – основная причина пожаров в загородных домах, 70% бань горят из-за неправильно устроенных дымоходов. Что надо знать при возведении канала дымоудаления?

1. Кирпичный дымоход уже не соответствует современным требованиям: необходим хороший фундамент и грамотный мастер.
2. Стальной сэндвич-дымоход – современный и бюджетный вариант, но не так долговечен.
3. Дымоход из керамики долговечен, не коррозирует, но дороже остальных.
4. Дымоход из стекла – самый надежный и дорогостоящий, поэтому мало распространен.
5. Дымоход из асбоцемента устраивать нельзя – канцерогенен и пожароопасен.
6. Модульные системы легко собирать и обслуживать. Дымоход может быть в доме и снаружи – главное соблюдение правил пожарной безопасности.
7. Любой дымоход требует профилактики, в идеале – 2 раза в год.

Задымление, обратная тяга, пожар, просто не работающая система – возможный результат безответственного и непродуманного отношения к устройству дымохода, поэтому от грамотной сборки во многом зависит эффективность работы отопления, долговечность и безопасность его эксплуатации. Если осуществлять монтаж непродуманно, это может привести к катастрофическим последствиям.