Самыми распространенными все еще остаются твердотопливные котлы, рассчитанные на сжигание угля, брикетов и обычных дров. Это поясняется их доступностью и простотой эксплуатации. Часто нет возможности заменить их на более экономичные газовые или жидкостные котлы. В любом случае для нормальной эксплуатации, нужны дымоходы для твердотопливных котлов. Их задача отвод дыма, продуктов горения, золы от топки. Они должны обеспечивать оптимальную тягу, которая способствует активному отводу газов и подсосу свежего воздуха, необходимого для прогорания топлива.
Для обустройства дымохода можно выбрать вариант среди нескольких конструкций в зависимости от материала, из которого он будет изготовлен.
Типы используемых дымоходов
Для постройки дымохода используются различные материалы, все они имеют свои особенности в изготовлении и эксплуатации. Можно выделить четыре основных варианта:
- Огнеупорный кирпич;
- Металл;
- Керамика и стекло;
- Асбоцементные трубы.
Кирпичный
Печи на угле и дровах, котлы и камины изначально снабжались дымоходом часто квадратного или прямоугольного сечения, сработанным из огнеупорного кирпича. Распространение получили за счет доступности материалов и отлаженного процесса возведения. Собственно на этом его преимущества и заканчиваются.
Квадратное сечение с наличием прямых углов плохо сказывается на аэродинамике дымохода. Возникают паразитные завихрения в углах, которые снижают тягу и способствуют отложению продуктов горения топлива на стенках канала.
Кирпичный дымоход обладает огромной тепловой инертностью, то есть долго прогревается и после столь же долго остывает. Внутренняя поверхность канала продолжительное время находится под действием температуры, близкой к точке росы, что способствует образованию конденсата. Кроме этого шероховатости кирпичной кладки и наличие завихрений в углах усиливают эффект и при других температурах.
В результате прогорания твердого топлива образуется целый сонм различных химических соединений и газов, в том числе и водяной пар. При сгорании любого топлива в реакцию вступают с одной стороны углерод, сера и водород, и с другой – окислитель, кислород, кроме этого обязательно имеются несгораемые части – зола.
Вода конденсата смешивается с золой, образуя прочный осадок. Совместно с продуктами горения серы и углерода вода образует кислоты. Под действием этих веществ дымоход быстро разрушается, образуется толстый слой черных, маслянистых отложений, ухудшающий тягу.
Металлические
Современный дымоход представляет собой металлическую трубу круглого сечения из черного металла, нержавейки или оцинкованной стали. Эти материалы существенно превосходят по техническим характеристикам огнеупорный кирпич. Дымоходы способны создать идеальные условия для работы котла или печи. Круглое сечение канала исключает наличие паразитных завихрений. Гладкая поверхность препятствует оседанию золы, конденсата и прочих составляющих дыма.
Трубы черного металла не способны противостоять кислотам, которые образуются в результате смешения конденсата и продуктов горения, потому ждать от них долговечности не приходится. Кроме того ситуация резко ухудшается в условии действия высоких температур. Используются только в качестве временного решения.
Оцинкованная сталь лучше противостоит воздействию агрессивной среды и коррозии, однако, имеет ограничение по максимальной температуре эксплуатации до 450 ºС, что неприемлемо для котлов на твердом топливе.
Самым лучшим решением для дымохода является применение нержавеющей стали серии 3хх (310, 316, 321 и т.п.). Стали этих марок выдерживают воздействие агрессивных сред, способны противостоять коррозии, что обеспечивает их долголетие. Главное, что максимальная температура может достигать 1000оС без существенного влияния на конструкцию дымоотвода.
Все металлические конструкции обладают малым весом, просты в установке и эксплуатации. Способны быстро прогреваться по всей протяженности, улучшая тягу, котел гораздо быстрее выходит в рабочий режим.
Керамические и стеклянные
Эксклюзивный вариант дымоходов. У керамики и стекла фактически нет конкурентов в плане долговечности и прочности, стойкости к коррозии и воздействию кислот. Они создают идеально гладкую внутреннюю поверхность, с которой даже при продолжительной эксплуатации любой осадок легко счищается в ходе механической очистки или самостоятельно опадает или стекает вниз в подготовленную ревизию.
Керамический дымоход способен выдерживать температуру до 1200оС, что делает вполне пригодным способ очистки пиролизом. Под действием высокой температуры выжигается зола и все остальные включения, после чего они либо выходят наружу с дымом, либо опадают вниз.
Недостатками керамических и стеклянных труб являются хрупкость и чрезмерно большая цена, в особенности на стеклянные изделия.
Асбоцемент
Самый дешевый вариант для организации дымохода. В виду очень низких технических характеристик асбоцемента его использование ограничено только совместно с газовыми котлами, в которых температура газов не должна превышать 350оС. Материал, кроме этого обладает высокой гигроскопичностью, от чего на его поверхности быстро образуется осадок, который потом невозможно очистить без повреждения самой трубы.
Какой дымоход предпочтительней
Из всех вышеперечисленных вариантов для твердотопливных котлов, работающих на дровах, угле или брикетах, лучше всего использовать дымоходы, изготовленные из нержавеющей стали и керамики. Кирпичные дымоходы требуют слишком много усилий для поддержания нормальных эксплуатационных характеристик и целостности канала.
Хороший дымоход для твердотопливных котлов должен обладать следующими свойствами:
- Температура эксплуатации от 300 до 1000оС;
- Круглое сечение канала;
- Гладкая внутренняя поверхность;
- Способность быстро прогреваться по всей длине для выхода на рабочий режим;
- Высокая стойкость к коррозии и воздействию кислот.
Всем этим обладают дымоходы из нержавеющей стали. Кроме этого они значительно легче, что упрощает их монтаж и обслуживание. Промышленностью выпускаются отдельные элементы дымохода, такие как:
- Трубы;
- Тройники;
- Колена;
- Крепления;
- Оголовки;
- Ревизии и т.д.
С их помощью можно собрать дымоход в соответствии с поставленной задачей, любой доступной конфигурации, которая позволит котлу работать с максимальной отдачей.
Способ расчета диаметра и высоты
Способы монтажа и общие требования к дымоходу, в том числе и для твердотопливных котлов, оговорены в следующих нормативных документах: СНиП 2.04.05-91, ДБН В 2.5-20-200, НПБ 252-98, СП 7.13130.2011, СП 60.13330.2012, СНиП 41-01-2003. Однако в основном указываются особенности установки и требования по безопасности, но не указываются точные расчеты характеристик самого дымохода.
В лучшем случае высота дымохода должна быть более пяти метров. Длина горизонтального участка не более одного метра. Сечение должно соответствовать требованиям производителя и быть не меньше указанного в инструкции.
Выбор диаметра канала и протяженность вертикальной части дымохода осуществляется в соответствии с требованиями производителя отопительного котла. В сопроводительной документации указываются оба эти параметра. Скорость течения газов в дымоходе должна быть в пределах 1,5-2,5 м/с, согласно требованиям нормативных документов.
Размер сечения влияет на пропускную способность дымохода. Чем больше диаметр трубы, тем больше газов за единицу времени удастся отвести из топочной. Однако на тягу этот параметр влияет достаточно слабо. При увеличении диаметра канала тяга может ухудшиться.
Тяга зависит напрямую от высоты дымохода, наличия различных отклонений от вертикали (изгибы, наклоны, обход препятствий), которые создают дополнительное сопротивление, и оголовка дымохода. В качестве оголовка дымохода для твердотопливных котлов согласно требованиям должен быть только искрогаситель. Это связано с возможным выходом с потоком газов не прогоревших частиц топлива. Если кровля здания изготовлена из пожароопасного материала, например мягкой черепицы, то искры могут повлечь за собой возгорание. То же касается и расположенных неподалеку от здания зеленых насаждений.
