Устройство и расчёт дымовой трубы для котельной

Выбор диаграммы

Выбор диаграммы для расчёта осуществляется в зависимости от вида используемого топлива, конструктивных особенностей топливо использующей установки, а также температуры уходящих газов.

Диаграммы разработаны для следующих типов источников тепла:

№	Тип источника тепла	Температура дымовых газов, от °С	Температура дымовых газов, до °С
1	Атмосферные газовые котлы со стабилизатором потока и с горелками без вентилятора (атмосферные горелки)	80	—
2	Отопительные газовые котлы с горелками с вентилятором и естественной тягой	140	—
3	Отопительные газовые котлы с горелками с вентилятором и тягой на выходе из котла ± 0 Па	60	—
4	Конденсационные котлы, температура дымовых газов от 30°С	30	—
5	Отопительные котлы на дизельном топливе с горелками с вентилятором и естественной тягой с температурой	140	—
6	Отопительные котлы на дизельном топливе с горелками с вентилятором и тягой на выходе из котла ± 0 Па	60	—
7	Отопительные котлы на твёрдом топливе	140	—
8	Отопительные котлы на древесных пеллетах	140	—
9	Камины с открытой топкой	80	190
10	Кафельные печи	80	190

Рассмотрим такие диаграммы на примерах.

Рассмотрим пример расчёта поперечного сечения дымовой трубы, обслуживающей камин с открытой топкой. При этом условии и, что температура уходящих газов будет равно 80˚С, необходимо воспользоваться диаграммой 1.

В основе этой диаграммы лежит расход приточного воздуха на 1 квадратный метр площади открытой топки в размере 360 куб.м/час. При этом подразумевается, что никакие другие топливосжигающие устройства, которые бы могли забирать часть воздуха, в данном помещении не эксплуатируются.

Диаграмма 1

Пример расчёта:

Камин с открытой топкой, площадь сечения топки — 0,5 кв.м, общая эффективная высота дымовой трубы – 6,0 метров, длина соединительных элементов — 1 метр, объём помещения — 250 куб.м. Требуемое поперечное сечение дымовой трубы по диаграмме 1 – 25 см. Требуемое поперечное сечение воздуховода для подачи приточного воздуха — 260 кв.см (правая часть диаграммы 1, интерполяция между линиями 200 кв.см и 300 кв.см).

Рассмотрим пример расчёта поперечного сечения дымовой трубы, обслуживающей отопительный котёл с естественной тягой, работающей на древесных пеллетах. При этом условии и, что температура уходящих газов будет от 190˚С, необходимо воспользоваться диаграммой 2.

Диаграмма 2

Пример расчёта:

Тепловая мощность номинальная такого котла 30кВт, эффективная высота дымовой трубы 12 метров, общая длина соединительных элементов – 2 метра, два поворота на 90˚. Требуемое поперечное сечение дымовой трубы будет составлять 16 см. Такой дымоход может использоваться с тягой до 18 Па.<.p>

Таким образом, для того чтобы рассчитать диаметр внутреннего сечения для вашего дымохода, необходимо определить следующие параметры:<.p>

• Номинальная тепловая мощность отопительного аппарата, кВт;
• Расход дымовых газов, кг/ч;
• Температура дымовых газов, ˚С;
• Максимальная (требуемая тяга), Па;
• Содержание углекислого газа СО₂, %;
• Тип используемого топлива;
• сжигания топлива (для открытого камина параметры открытой топки);
• Эффективная высота дымохода;

Рассмотрим пример расчёта поперечного сечения дымовой трубы, обслуживающей отопительный котёл с горелками с вентилятором с естественной тягой, работающей на жидком топливе. Сжигание жидкого топлива в котлах этого типа происходит при разрежении в топке котла.

Аэродинамическое сопротивление котла и соединительных элементов со стороны дымовых газов преодолевается за счёт тяги, создаваемой дымовой трубой. При условии, что температура уходящих газов будет в диапазоне от 140 до 190˚С, необходимо воспользоваться диаграммой 3.

Пример расчёта:

При прочих выполненных условиях и номинальной тепловой мощности — 30 кВт, эффективной высотой дымовой трубы — 12 метров. Общая длина соединительных элементов — 2 метра, два поворота на 90 градусов. Требуемое поперечное сечение дымовой трубы определяется по диаграмме 3 и составляет 12 см. Могут использоваться котлы с тягой до 11 Па (правая шкала диаграммы 2).

Для получения более подробной информации рекомендуем обратиться к методической литературе, которую возможно изучить на нашем сайте в разделах дымоходов и вентиляционных каналов, Schiedel UNI Расчет поперечного сечения.

В случае возникновения затруднений, обращайтесь к специалистам Компании Славдом.

Что это такое и для чего он нужен

Самая большая дымовая труба находится в Казахстане и ее высота (только представьте) — целых 420м! ГРЭС, на которой она расположена, возведена на угольном разломе, и могла бы обеспечивать электроэнергией половину республики. В российских городах таких масштабных дымоходов не встретишь, но это не уменьшает их роль для нашего комфортного существования.

Дымовая труба – конструкция, предназначенная для отвода и рассеивания в атмосфере продуктов сгорания топлива. Без грамотно спроектированной и установленной трубы невозможна правильная работа котельной.

Кроме того, дымоотвод центрального и автономного отопления создает естественную тягу. Тяга возникает за счет разницы температур горячих газов внутри трубы и наружного воздуха.

Функции дымовых труб

От материала и высоты дымохода зависят такие факторы, как:

• Образование хорошей тяги, напрямую зависящее от высоты трубы.
• Качество сжигаемого горючего.
• Время прогрева стенок дымохода. Если стенки дымовой трубы прогреваются за небольшой промежуток времени, то это ведет к устранению конденсата, который не может образоваться при хорошем уровне тяги.

На качество тяги зависит и используемый материал. При монтаже дымоходов из кирпича его внутреннюю часть нужно сделать максимально гладкой, чтобы избежать оседания копоти и сажи на трубе. Для отделки трубы изнутри не советуем использовать раствор из глины, так как она плохо проводит тепло, что влечет за собой уменьшение тяги и образование конденсата.

Поэтому можно сделать вывод, что в процессе устройства дымоходов всё очень тесно связано между собой, но главный фактором хорошей функциональности отопительных котлов, печей и каминов всё же является высота дымоходной трубы.

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 .

Статьиподписаться на журнал

Загородное строительствоЛандшафтИнтерьерДела садовыеЛунный календарьМастер-классПодготовка к праздникамСоветы юриста

• Главная »
• Загородное строительство »
• Отопление »
• Дымоходы: путь дыма

Чтобы в доме было тепло – надо соорудить печь, камин или установить газовый котел. А чтобы огонь в очаге всегда весело горел, в комнате было уютно и воздух в доме чист, необходимо позаботиться об оборудовании дымохода. К проектированию и сооружению систем отвода дыма нужно отнестись с должным вниманием, а не оставлять это напоследок, в противном случае возможны различные неприятные сюрпризы.

Предназначение дымовых труб – удаление продуктов горения и создание тяги в печи – только кажется простой работой. На самом деле это нелегкий труд – ведь дымоходу приходится постоянно выдерживать бешеный натиск огня и дыма. И задача правильно построить его совсем не так проста, как может показаться. Хотя за долгие столетия люди неплохо освоили тонкости укрощения огня, дымоход остаётся той частью отопительной системы, к сооружению которой нужно подходить очень ответственно. Неправильная работа дымоходов может привести к возгоранию дома или отравлению угарным газом его обитателей. Особенно много неприятностей таит дымоход, сооруженный по старинке мастером самоучкой, в сочетании с современными системами отопления.

Совет

Правильно сделанный выбор превращает эксплуатацию дымохода в безопасный и беззаботный процесс, а также гарантирует наиболее полное сжигание топлива, обеспечивает идеальную тягу, противостоит воздействию конденсата и агрессивных кислот.

Проверка тяги

Установка дефлектора на трубу позволяет усилить циркуляцию воздуха и увеличить тягу

Прибор анемометр определяет тяговую силу, когда дым передвигается со скоростью 1 м/с и больше. В межсезонье устройство показывает недостоверные результаты из-за небольшого различия температур наружной и внутренней среды и маленькой скорости потоков. Усовершенствованный газоанализатор измеряет тяговое усилие в паскалях (Па) и работает точно, но отличается высокой стоимостью. Достаточным считается показание 10 – 20 Па.

Цвет огня в топке показывает тяговую силу:

• желтые и золотистые языки говорят о нормальной скорости потока;
• белое пламя и гул показывают, что тяга избыточная;
• темные оттенки свидетельствуют о недостаточной скорости.

Присутствие тяготения определяется простыми способами. К отверстию дымохода подносится листок тонкой бумаги. Его отклонение говорит о передвижении потоков. Аналогично работает горящая спичка, пламя которой должно отклониться от вертикали в направлении тяги. Задымление в помещении котельной говорит об обратном движении дыма в трубе.

Материалы для возведения труб котельных

В зависимости от типа материала определяются особенности газоотвода. Сооружения из кирпича сегодня практически не возводятся. Высота конструкции может быть от 30 до 70 м, а диаметр от 60 см до 8 м.

Я рекомендую вместо кирпича выбирать керамические трубы. Конструкции устойчивы к образованию конденсата, неблагоприятным внешним воздействиям. Материал отличается огнеупорностью. Сооружение обладает большим весом, поэтому обязательно обустраивается фундамент.

Если выходной поток котельной не превышает 250°С, например, при установке газовой колонки, рекомендую обратить внимание на дымоотвод из полимерных материалов. Это гибкие, легкие рукава, отличающиеся долговечностью.

Полимерные дымоотводы предназначены исключительно для газового оборудования. Для газовых котлов больше подходят стальные трубы. Даже если строительство здания было завершено, несложно установить подобный дымоотвод. Труба принимает любую конфигурацию.

Модульные сэндвич-конструкции имеют небольшой вес, не требуют обустройства фундамента. Материал устойчив к накапливанию копоти и отложений внутри канала. Газы проходят внутри ствола с большой скоростью. Наличие слоя изоляции внутри дымоотвода предотвращает появление конденсата.

Стальные стволы могут быть высотой больше 30 м. Трубы из стали эксплуатируются в течение 10 лет, если не используется высокосернистое топливо.

Правильное оборудование воздуховодов

Короба из оцинковки могут быть круглой, квадратной и прямоугольной формы. Трубы чаще ставят для организации приточного потока в производственных и общественных помещениях. Для монтажа используются хомуты, крепящиеся к перекрытию шпильками. Прямоугольные короба подвешивают на жестких траверсах, где высота регулируется контрольной гайкой. Обязательно делаются резиновые прокладки.

Гибкие воздуховоды длиной до 5 м прокладывают без промежуточных опор, трубопроводы большей длины фиксируют подвесами, хомутами на шпильках во избежание прогиба. Несмотря на гибкость, для таких магистралей есть определенные радиусы, больше которых поворачивать трассу не рекомендуется.

Своевременность

Планируя постройку загородного дома, владелец изначально знает, что живёт он не в Африке, а по сему, вопрос отопления является одним из первоочередных. Скорее всего, еще до начала строительства были произведены все теплотехнические расчёты и мощность отопительного прибора известна. Возможно, и модель котла в связи с этими параметрами и финансовыми возможностями уже подобрана.

Осталось только внимательно ознакомиться с инструкцией производителя и не забыть заложить коммуникации – каналы дымоудаления необходимого сечения, на начальном этапе строительства. Эта предусмотрительность поможет избежать ненужных проблем, связанных с проведением дымовой трубы котельной в уже готовом доме и прокладки трубы дымохода по фасаду строения.

Конечно, возможны исключения – например, когда отопление делается в уже построенном доме – при переоборудовании летней дачи в дом для постоянного проживания.

Срок службы такого дымохода

Срок службы дымохода  зависит от материала, из которого он выполнен.

• Железобетонные трубы при правильной эксплуатации прослужат не менее 50лет;
• Кирпичные — самые долговечные. «Живут» до 100лет;
• Металлические. Изделия с самым маленьким сроком службы. В зависимости от условий эксплуатации и наличии внутренней защиты он составляет 10-30лет.
• Железобетонные и кирпичные трубы получили широкое распространение для отвода как обычных, так и агрессивных газов.

Строительные нормативы

Основные нормативные документы для дымоходов в котельных:

• СНиП ІІ-35-76 «Нормы проектирования. Котельные установки»;
• СП13-101-99 «Правил надзора, обследования, проведения технического обслуживания и ремонта промышленных дымовых и вентиляционных труб»;
• Правила эксплуатации и ремонта металлических труб котельных регламентируются инструкцией РД-34.0-21.562-93, железобетонных — РД34.21.562-93;
• ОНД №86 –для расчета высоты;
• СНиП 2.01.07-85 «Определение ветровых нагрузок»;
• Для определения прочности фундамента – СниП 2.03.01-84, 2.02.01-83;
• Для стальных труб требуется соблюдение СП53-101-98.

Роль заслонки в работе отопительной системы

Заслонка, или шибер для дымохода, предохраняет дом от возгорания и предотвращает возможность появления обратной тяги.

Она монтируется:

• в дверцу печи (камина) или находится в самой печи (камине);
• непосредственно в трубу дымохода.

Заслонка дымохода выступает регулятором тяги дымохода. Закрывая заслонку, уменьшаем площадь поперечного сечения дымохода, соответственно, тяга уменьшается. Открываем заслонку, поперечное сечение увеличивается, и тяга дымохода тоже.

После того как в отопительном устройстве прогорело топливо, можно закрыть шибер, тем самым уменьшить тепловые потери. Печь или камин будут остывать не так быстро, что позволит сэкономить на топливе.

Чем грозит неправильная работа отопительной системы

Хороший и безопасный режим работы отопительной системы напрямую зависит от уровня дымовой тяги. В случае появления самых первых признаков проблемы нужно провести проверку, а в случае обнаружения тех или иных неисправностей необходимо как можно быстрее их устранить. В некоторых случаях плохая тяга приводит к тому, что в помещение попадает угарный газ. Как известно, он очень опасен для здоровья человека и в некоторых случаях может привести даже к летальному исходу. Большинство существующих неисправностей вполне возможно устранить собственными руками. Если же нет опыта или навыков, лучше обратиться за помощью к специалистам в данной области, которые в максимально сжатые сроки эффективно выполнят всю необходимую работу.

Назначение искрогасителя на трубы дымохода

Искрогаситель для бани или другого сооружения предназначен для охлаждения раскаленных частиц, находящихся в дымоходе. Двигаясь по ровной трубе, они не остывают. И если их не охладить, частицы попадут на деревья или дом и воспламенятся. Поэтому на ободок дымоотвода монтируют искрогаситель. Конструкция дымохода устроена так, что охлаждение искр происходит поэтапно:

• Специальные препятствия в виде горизонтальных отводов и турбулентных потоков помогают частицам контактировать с поверхностью трубы, передавая ей свое тепло.
• В связи с этим происходит быстрое нагревание трубы и частицы перестают охлаждаться.
• Тяга внутри дымохода становится слабее из-за турбулентного потока.
• Установленный искрогаситель сдерживает частицы и охлаждает их. При этом в дымоходе сохраняется качественная тяга.

Нужно знать, что топливо высокого качества выделяет меньше несгораемых частиц, а топливо плохого качества — больше.

Основные моменты в проектировании

Проект дымовой трубы разрабатывается, не отрываясь от всего проекта здания и отопительной системы. Место устройства выбирается, исходя из планировки здания и внутренних помещений, конструктивных особенностей самого здания, крыши.

Как правило, дымоход устраивается на кухне, реже в коридоре или подсобных помещениях, если стена между коридором или этими помещениями общая с кухней. Это касается дымоходной трубы для печи. Но в доме могут быть еще и дымоходы для отопительного котла, камина. В итоге, на крышу будут выводиться несколько труб.

Но можно не выводить все трубы на крышу. Существует технология объединения нескольких труб в один дымоходный канал. Это также должно учитываться при проектировании дымовых труб и составлении проекта всего здания. При этом следует учитывать объем всех выводимых газов от нескольких источников их образования, и соответственно этому рассчитывать внутренний размер дымоходной трубы.

При проектировании дымоходов следует учитывать, кроме высоты трубы, конфигурацию, внутреннее сечение, материал производства, вид отопительного устройства – котел, камин или печь, а также вид топлива – твердое, газообразное или жидкое. Неправильно составленный проект повлечет за собой снижение эффективности работы отопительных приборов, отсюда высокий расход топлива и, соответственно, увеличение денежных затрат.

Влияние высоты дымоходной трубы на эффективность работы отопительных приборов

Как было сказано выше, высота дымовой трубы напрямую влияет на качественную работу отопительных приборов. Из этого можно сделать вывод, что чем выше труба, тем лучше будет тяга и КПД работы приборов отопления.

Но не все так просто, как может показаться на первый взгляд. При устройстве слишком высоких конструкций, тяга станет меньше. Парадокс? Нет, все дело в аэродинамических сопротивлениях, которым подвергаются продукты сгорания в дымоходной трубе.

Дым медленнее поднимается вверх, если труба слишком высокая, в результате чего и медленнее остывает, нагревая стенки.

Высота дымовых труб котельной

Второй важный параметр – высота трубы котельной. Согласно расчётам, наиболее оптимальные параметры для возникновения устойчивой естественной тяги в бытовых отопительных приборах без принудительного дымоудаления создаются при высоте трубы около пяти метров. Выполнения этого требования легко достичь, учитывая конструкцию большинства частных домов.

Причины разбора дымовых труб и технология

Со временем трубы изнашиваются. В результате повышается риск обрушения, разрушения не только дымоотвода, но и близлежащих строений. Ответственность за рухнувшую конструкцию возлагается исключительно на владельца объекта.

Поэтому при существенном износе проводится демонтаж. Сначала проводится осмотр объекта. Оценивается состояние, выбирается способ проведения последующих работ. Владелец газоотвода получает разрешение на проведение сноса. Выбирают метод сноса:

• направленный взрыв с последующей уборкой завала;
• отбойка по частям и секциям;
• свалка отбиваемых частей внутрь или наружу;
• использование специальных опор.

В момент сноса обеспечивается эвакуация людей с объекта, прилегающих территорий.

Этапы

Подбор оптимальной по мощности и стоимости системы воздухообмена проходит пошагово. Порядок проектирования очень важен, так как от его соблюдения зависит эффективность работы конечного продукта:

• Определение типа вентсистемы. Проектировщик анализирует исходные данные. Если требуется проветрить небольшое жилое помещение, то выбор падает на приточно-вытяжную систему с естественным побуждением. Этого будет достаточно, когда расход воздуха небольшой, вредных примесей нет. Если требуется рассчитать большой венткомплекс для завода или общественного здания, то предпочтение отдаётся механической вентиляции с функцией подогрева/охлаждения приточки, а если понадобится, то и с расчётом по вредностям.
• Анализ выбросов. Сюда входит: тепловая энергия от осветительных приборов и станков; испарения от станков; выбросы (газы, химикаты, тяжёлые металлы).
• Расчет воздухообмена. Задача систем вентилирования – удаление из помещения избытков тепла, влаги, примесей с равновесной или чуть отличающейся подачей свежего воздуха. Для этого определяется кратность воздухообмена, согласно которой подбирается оборудование.
• Подбор оборудования. Производится по полученным параметрам: требуемый объем воздуха на приточку/вытяжку; температура и влажность внутри помещения; наличие вредных выбросов, подбираются вентустановки или готовые мультикомплексы. Самый важный из параметров – объём воздуха, необходимый для поддержания проектной кратности. Фильтры, калориферы, рекуператоры, кондиционеры и гидравлические насосы идут как дополнительные устройства сети, обеспечивающие качество воздуха.

Частые ошибки и проблемы при установке

Дымовые трубы котельных находятся под постоянным воздействием агрессивных выходящих газов, атмосферных и механических нагрузок. Поэтому монтировать дымоход нужно строго по разработанному чертежу и с соблюдением все норм. Выход дымоотвода из строя неминуемо приведет к остановке технологического процесса всей котельной.

Распространенные ошибки и проблемы:

• Неправильно выбранные материал ;
• Ошибки в расчете диаметра;
• Расчет параметров без учета зольности топлива;
• Высота трубы не соответствует техническим нормам;
• Неправильное крепление дымохода;
• Использование дешевого некачественного топлива

Любая ошибка приведет к ухудшению экологической ситуации, а при обрушении трубы — к человеческим жертвам.

Нюансы монтажа

Монтировать стабилизатор тяги можно двумя основными способами. Один из них подразумевает размещение стабилизатора на уровне, где происходит соединение котла и дымохода. При этом стоит помнить, что он должен находиться не ниже 40 см над землей. Во втором случае стабилизатор помещается на 50 выше того места, где котел соединен с дымоходом. Есть еще одни вариант прерывателя тяги. Его изготавливают в виде грибка и он может быть смонтирован на газовые котлы. Чертежи можно посмотреть ниже. Он также монтируется в дымоходную трубу. Его часть имеет небольшое расширение в виде грибка. Именно под ним имеются каналы для притока воздуха из помещения. Он выполняет такие же функции, как описывалось для стабилизатора выше.

Так как заводской стабилизатор функционирует в автоматическом режиме, ему необходим специальный датчик, который будет отслеживать изменение параметров. Он фиксирует температуру выбрасываемых газов. Если она повышается, а газы скапливаются, то датчик передает сигнал на автоматику котла, которая автоматически прекращает подачу газа и горение прекращается. Принцип его действия приведен на иллюстрации ниже.