Как рассчитать высоту дымохода для твердотопливного котла

Устройство дымоходов для твердотопливных котлов

Несмотря на все принципиальные отличия современных твердотопливных котлов от старинных печей, отапливавшихся также дровами или углем, физическая суть процесса горения топлива не изменилась. Это по-прежнему вещества, выделяющие при своем сгорании значительное количество золы и несгораемых частиц. Качественное удаление их из зоны горения является непременным условием высокой эффективности и надежности функционирования данного вида отопительного оборудования для домов с цокольным сайдингом http://www.24siding.ru/products-page/cokolnyj-sajding/.

Важнейшей задачей остаётся правильное проектирование системы дымоотвода. В частности, такие вопросы, как диаметр дымохода для твердотопливного котла, проходное сечение устройства, его высота и оптимальная конфигурация трассы отведения продуктов сгорания являются обязательными для расчета еще на стадии приобретения котла.

Причины низкой стойкости неверно спроектированных дымоходов

дымоходы для твердотопливных котлов

Какой высоты должен быть дымоход?

Для обеспечения высокой эффективности управляющая автоматика агрегата включает его с определенной периодичностью, по достижении некоторой температуры теплоносителя. Поэтому дымоход далеко не всегда остается под постоянным тепловым напряжением. Вследствие постоянных перепадов температур устройства подвержены разрушению. Относительно твердотопливных котлов имеют место и другие неблагоприятные факторы:

    1. Значительный процент водяных паров, находящихся в продуктах сгорания любого вида твердого топлива. Конденсат, в частности, способствует интенсивной коррозии металлических деталей конструкции и при своем замерзании может разрывать кирпичную кладку по шву.
    2. Современные твердотопливные котлы обеспечивают сравнительно низкую (до 100-130°С) температуру дымовых газов.

    Охлаждаясь на выходе, они откладываются в виде влаги на внутренних поверхностях. При этом не только постепенно разрушается внутренняя поверхность стенок, но и образуются сажистые отложения, ухудшающие тягу.

    • Если проходное сечение рассчитано неправильно, то при сгорании топлива может образовываться угарный газ, который, опускаясь после отключения котла вниз, может стать причиной тяжелых отравлений домочадцев и даже смерти.
    • При ошибках в определении оптимальной высоты количество смолистых отложений на его внутренней поверхности оказывается настолько значительным, что требуется частая и весьма трудоемкая очистка устройства.

    Таким образом, выполняя проектирование правильного дымохода для твердотопливного котла, производят не только выбор оптимального материала, но обязательно разрабатывают также наилучшую конфигурацию и рассчитывают размеры проходных сечений.

    При проектировании ориентируются на значения тепловой производительности отопительного котла и на его конструкцию. Многие производители указывают оптимальные сочетания геометрических размеров рассматриваемых устройств. Например, при использовании в качестве материала жаропрочной стали, эти параметры могут быть следующими.

    Как рассчитать высоту дымохода?丨Советы от ЭКСПЕРТА丨

    Тепловая мощность котла, кВт Минимальная тяга, Па Минимальная высота, Нд, м Минимальный диаметр сечения, мм
    До 16 20 4 160
    До 22 22 5 180
    До 28 25 5 220
    До 35 30 6 280

    Применяемые для этапов материалы

    устройство и расчет высоты

    Выбор материала для последующей установки дымоходов – важный этап проектирования оптимальной системы дымоотвода. Кроме стали, данные изделия возводят из разных материалов.

    1. Керамические материалы на основе вулканической пемзы считаются наиболее долговечными. Например, изделия от торговой марки Schiedel выпускаются именно из керамики.
    2. Кирпичный дымоход для твердотопливного котла, выполненный из огнеупорного шамотного кирпича – не вполне удачный вариант. Он обойдется намного дешевле, но стойкость устройства окажется значительно более низкой.
    3. Жаропрочное стекло. Такие конструкции отличаются наиболее низким коэффициентом тепловых потерь, позволяют эффективно удалять дымовые газы при сравнительно небольшой высоте, но отличаются крайне высокой стоимостью, а потому массового распространения не получили.

    Из чего никогда не следует возводить дымоходы, так это из асбеста. При видимой дешевизне материала, они отличаются крайне низкой стойкостью, а при своем постепенном разрушении выделяют мельчайшие частицы опасных для здоровья канцерогенных частиц.

    Внешний вид дымоходов на фото наглядно демонстрирует разницу во внешних видах и состоянии устройств, выполненных из вышеперечисленных материалов.

    Элементы для установки

    Спроектированная конструкция должна обеспечивать оптимальную тягу – разницу давлений дымовых газов на входе и выходе, которая обеспечит естественную их эвакуацию через трубу. Поэтому правильная схема дымохода для твердотопливного котла обязательно должна сочетать как горизонтальный, так и вертикальный участки.

    Фактическая тяга определяется в следующей последовательности.

    1. Принимается желаемая высота устройства Нд (см. таблицу).
    2. По разнице в плотностях воздуха ρв и продуктов сгорания ρг устанавливается сила тяги: Т = (Нд + Нтр)*(ρв – ρг), где Нтр – суммарная длина трубопровода.

    требования монтажа

    Для бытовых условий достаточно точным будет принять ρв = 1,205 кг/м3. Плотность отводимых газов при нормальных условиях составляет ρгн = 0,95 кг/м3. Для того, чтобы скорректировать это значение с учетом фактической температуры наружного воздуха, следует воспользоваться зависимостью для пересчета ρгф = ρгн/k, где k – коэффициент, определяемый по таблице.

    Температура наружного воздуха, 0 С -20 -15 -10 -5 0 +5 +10 +15
    k 0,93 0,95 0,96 0,98 1 1,02 1,04 1,06

    Сравнивая фактическое значение тяги с нормативными данными, необходимыми для нормальной работы устройства, получим ответ на вопрос, возможен ли монтаж конструкции с назначенными габаритными размерами или нет.

    Рассмотрим пример. При реальной температуре наружного воздуха –10°С, высоте трубы дымохода в 5 м, и общей длине трубопроводов 5 м фактическое значение тяги для котла с тепловой мощностью 20 кВт составляет Т = 10(1,205 — 0,95/0,96) = 2,15 мм. в. ст. Учитывая соотношение между этими единицами давлений (1 Па = 0,102 мм. в. ст.), получим Т = 21,08 Па. Полученный результат соответствует нормативным данным, поэтому тяга при диаметре проходного сечения не менее 180 мм будет обеспечена.

    Монтаж дымохода для твердотопливного котла выполняется по следующей последовательности.

    1. С помощью термостойкого герметика конструкция присоединяется к дымоотводящему каналу котла (при необходимости используют переходники).
    2. Собираются все составляющие устройства.
    3. Производится крепление дымоотводной системы к стене или крыше (в последнем случае она должна выступать за конек не менее, чем на 1 м).
    4. На верхний торец крепят дефлектор (если крыша выполнена из горючих материалов, то обязательна установка еще и искрогасителя).

    Дымоходы для твердотопливных котлов, цена которых определяется их конструктивной сложностью, материалами и размерами, устанавливаются в строгом соответствии с требованиями фирм-производителей данного оборудования.

    Источник: kotelstroi.com

    Дымовая труба: расчет высоты и сечения

    Евгений Афанасьев

    Опубликовал(а): Евгений Афанасьев
    Обновлено: 16.10.2019

    Одно из важнейших требований обеспечения безопасности эксплуатации твердотопливного отопительного оборудования – это правильная организация отведения продуктов сгорания. С тем расчетом, чтобы они своевременно и полностью выходили наружу, не проникая в помещение, и уступали место притоку свежего воздуха, необходимого для непрерывного горения топливной закладки. Нарушение этих правил приводит, в лучшем случае, к неэффективной работе печи или котла. Но гораздо страшнее – это вероятность отравления угарным газом или же возникновение пожароопасной ситуации.

    Дымовая труба: расчет высоты и сечения

    В настоящей статье мы не станем рассматривать возможные варианты возведения дымоходных труб – об этом немало информации в других публикациях нашего портала. Разговор пойдет об основных параметрах трубы – ее сечении, обеспечивающем своевременный отвод продуктов сгорания с оптимальной скоростью, и высоте, обеспечивающей создание необходимой естественной тяги.

    Итак, тема сегодняшнего разговора — дымовая труба: расчет высоты и сечения, обоснования и удобные онлайн-калькуляторы.

    Почему рассматриваются именно твердотопливные приборы?

    Всё просто – с ними в этих вопросах всегда больше проблем, если сравнивать с газовыми. Поясним почему:

    Котлы или печи заводской сборки всегда имеют патрубок для подключения дымохода. То есть проблема с сечением дымохода уже не стоит – оно должно быть не меньше указанного в технической документации.

    • Прежде всего, газовые отопительные приборы – это практически всегда изделия заводского производства. То есть обязательно имеют патрубок определенного сечения для подсоединения к дымоходу. Оговаривается площадь сечения канала и в технической документации модели. То есть все довольно просто – ни на одном из участков уходящего вверх дымохода зауживать канал не допускается.
    • Температура выходящих в дымоход продуктов сгорания газа несоизмеримо меньше, чем у образующихся при сгорании древесины или иного твёрдого топлива.
    • Трудно сравнить и объёмы образующихся при сгорании «голубого» и твердого топлива газовых смесей. Разница здесь – весьма существенная!

    А вот твердотопливные отопительные приборы, печи или котлы, очень часто создаются самостоятельно. Или же достаются «в наследство» от бывших владельцев дома. И вот здесь никогда не лишней будет проверка параметров подключённого к такому прибору дымохода.

    Впрочем, то, что касается высоты трубы и проверки тяги – наверное, можно в полной мере отнести и к газовому отопительному оборудованию. Сечение-то известно, но остальное проверить не помешает.

    Но начнем именно с сечения.

    Как рассчитать площадь сечения дымовой трубы?

    Существует несколько методик расчета оптимального сечения. Например, от размеров топочной камеры очага или от площади поддувального окна печи. Но в этой публикации внимание будет сконцентрировано на той методике, которая основана на оценке объема образующихся в процессе сгораний дымовых газов.

    Горение древесины и другого твёрдого топлива всегда сопровождается весьма значительным дымообразованием. И дымоходная труба должна быть в состоянии своевременно отводить эти объемы наружу.

    На основе расчётов и опытов специалистами давно уже составлены таблицы, из которых можно получить информацию об удельном дымообразовании для разных типов твердого топлива. То есть какой объем продуктов сгорания образуется при сжигании, скажем, одного килограмма дров, угля, торфа и т.п.

    Приведем и мы такую таблицу (в сокращенном варианте). В ней, помимо удельного дымообразования, показаны калорийность топлива (количество тепла, выделяемого при сжигании одного килограмма) и примерная температура продуктов сгорания на выходе из дымоходной трубы. Первая из указанных характеристик нас в заданный момент особо не интересует — просто дает общее представление об эффективности топлива. А вот температура, да, понадобится для расчетов.

    Тип топливаУдельная калорийность топлива, кКал/кг, усредненноУдельный объем выделяемых продуктов сгорания от сжигания 1 кг, м³Рекомендуемая температура на выходе из дымохода, °С
    Дрова со средним уровнем влажности — 25% 3300 10 150
    Торф кусковой (россыпью), воздушной просушки, со средним уровнем влажность не выше 30% 3000 10 130
    Торф — брикеты 4000 11 130
    Уголь бурый 4700 12 120
    Уголь каменный 5200 17 110
    Антрацит 7000 17 110
    Пеллеты или древесные топливные брикеты 4800 9 150

    Как видите, объемы впечатляют. Даже дающие минимальную дымность типы топлива – это уже около 10 кубометров на каждый сожженный килограмм. Значит, просто из соображений физики и геометрии сечение дымоходного канала должно быть в состоянии постоянно отводить эти немалые объемы наружу.

    От этого и «пляшем» при расчёте.

    Цены на дымовую трубу

    дымовая труба

    Объем продуктов сгорания, выделяемых при сжигании твёрдого топлива в течение часа можно определить по следующей формуле (с учетом температурного расширения газов).

    Vgч = Vуд × Мтч × (1 + Тд/273))

    Vgч — объем продуктов сгорания, образующийся в течение часа.

    Vуд — удельный объем образующихся продуктов сгорания для выбранного типа топлива, м³/кг (из таблицы).

    Мтч — масса топливной закладки, сгораемой в течение одного часа. Обычно находится отношением полной топливной закладки ко времени ее полного прогорания. Например, в печь загружается разом12 кг дров, и они прогорают за 3 часа. Значит, Мтч = 12 / 3 = 4 кг/час.

    Тд — температура газов (℃) на выходе из дымоходной трубы (из таблицы).

    273 — константа, для приведения температурных параметров к шкале Кельвина, использующейся в термодинамических расчетах.

    Так как единица времени в нашей системе исчисления — секунда, то узнать объем, получающийся за секунду, несложно – результат просто делится на 3600:

    Vgс = Vgч / 3600

    Чтобы узнать площадь сечения канала, который гарантированно пропустит через себя этот объем при определенной скорости движения газов, надо найти их отношение

    Sc = Vgс / Fд

    Sc — площадь поперечного сечения канала дымохода, м².

    Fд — скорость потока газов в дымоходной трубе, м/с

    Несколько слов об этой скорости. Для отопительных приборов и сооружений бытового класса обычно стремятся остановиться в диапазоне от 1,5 до 2.5 м/с. При такой, с одной стороны – невысокой скорости не наблюдается значительного сопротивления потоку, не возникает сильных завихрений, тормозящих движение газов. Минимизируются тепловые потери, снижается до нормальных величин температура газов на выходе из трубы. Вместе с тем, скорость в достаточной степени большая для того, чтобы уменьшить образование конденсата и оседание золы на внутренних стенках канала.

    Если найдено сечение (а это – минимальная его величина), то по известным геометрическим формулам можно найти или диаметр для трубы круглого сечения, или длину стороны – при квадратном сечении, или подобрать длины сторон при прямоугольном.

    Ниже предложен калькулятор, который до предела упростит проведение этих вычислений. В нем необходимо указать тип топлива, примерный расход его расход (точнее, массу и время прогорания полной загрузки) и ожидаемую скорость потока газов в дымоходе. Остальное программа выполнит сама.

    Итоговый результат показывается в трех представлениях:

    — минимальный диаметр для круглого сечения;

    — минимальная длина стороны для квадратного сечения;

    — площадь сечения, по которой можно, например, подобрать размеры сторон для прямоугольного сечения.

    Калькулятор расчета параметров сечения дымоходной трубы

    Высота дымоходной трубы.

    Здесь нам удастся обойтись без сложных расчетов.

    Да, конечно, существуют довольно громоздкие формулы, по которым с большой точностью можно рассчитать оптимальную высоту дымовой трубы. Но они становятся действительно актуальными при проведении проектирования котельных или иных промышленных установок, где оперируют совершенно другими уровнями мощности, объемами потребляемого топлива, высотами и диаметрами труб. Тем более что в эти формулы включена еще и экологическая составляющая по выбросу продуктов сгорания на определенную высоту.

    Нет никакого смысла приводить эти формулы здесь. Практика показывает, и это еще, кстати, оговорено в строительных нормах, что для любого из теоретически возможных в частном доме твердотопливного прибора или сооружения будет достаточно дымоходной трубы (с естественной тягой) высотой не менее пяти метров. Можно встретить рекомендации ориентироваться все же на показатель в шесть метров.

    При этом имеется в виду именно перепад высот между выходом из прибора (для печей часто считают – от колосниковой решетки) до верхнего обреза трубы, без учета надетого зонта, флюгарки или дефлектора. Это важно для тех дымоходов, на которых имеются горизонтальные или наклонные участки. Повторим – не общая длина используемой трубы, а только разница высот.

    Высота дымохода – это именно разница высот между его входом и выходом, а не общая длина трубы, на которой могут быть горизонтальные или наклонные участки. Кстати, следует всегда стремиться к минимизации количества и длины подобных участков.

    Итак, минимальная длина понятна – пять метров. Меньше – нельзя! А больше? Конечно, можно, и бывает даже — нужно, так как могут вмешаться дополнительные факторы, обусловленные спецификой здания (банально – высота дома) и расположением оголовка трубы относительно кровли или соседствующих объектов.

    Это обусловлено и правилами противопожарной безопасности, и тем, что оголовок трубы не должен попасть в так называемую зону ветрового подпора. Если этими правилами пренебречь, то дымоход станет крайне зависимым от наличия, направления и скорости ветра, и в ряде случаев естественная тяга через него может вовсе пропасть или смениться на обратную («опрокинуться»).

    Правила это – не столь сложны, и с их учетом уже можно точно намечать высоту дымоходной трубы.

    Цены на дымоходную трубу

    дымоходная труба

    Основные правила расположения дымовых труб относительно элементов крыши здания

    • Прежде всего, через какую бы крышу дымоход ни проходил, обрез трубы не может быть ближе 500 мм от кровли (скатной или плоской – неважно).
    • На крышах сложной конфигурации, или на кровле, соседствующей со стеной или другим объектом (скажем, краем кровли другого здания, пристройки и т.п.), зона ветрового подпора определятся линией, проведенной под углом в 45 градусов. Обрез дымохода должен быть выше этой условной линии не менее, чен на 500 мм (на верхнем рисунке – левый фрагмент)..
    • Такое же правило, кстати, действует и тогда, года рядом с домом находится высокий сторонний объект – здание или даже дерево. Рисунок ниже показывает, как производится графическое построение в этом случае.

    Зону плотного ветрового подпора могут создавать и высокие деревья вблизи дома.

    • На скатной крыше высота выступающего над кровлей участка трубы зависит от удаления от конька (левый фрагмент верхней схемы).

    — Труба, расположенная от конька на удалении до 1500 мм, должна своим обрезом подниматься над ним минимум на 500 мм.

    — При удалении от 1500 до 3000 мм верхний край трубы должен быть не ниже уровня конька.

    — Если расстояние до конка больше 3000 мм, минимально допустимое расположение обреза трубы определяется линией, проходящей через вершину конька, проведенной под углом в -10 градусов от горизонтали.

    Для снижения зависимости тяги от ветра применяются специальные колпаки, дефлекторы, флюгарки. В ряде случаев требуется и использование искрогасителя – это особо актуально именно для твердотопливных приборов.

    Остается засесть за чертеж своего дома (имеющегося или планируемого), определить место трубы и затем уже окончательно остановиться на какой-то ее высоте – от 5 метров и более.

    Проверка планируемой трубы на величину естественной тяги

    По сути, основные параметры дымовой трубы мы уже определили – достаточное сечение ее канала и высоту. Но для приборов с естественной тягой никогда не лишним будет проверить силу этой самой тяги. Чтобы не получилось, что построенный дымоход вдруг отказывается выполнять свои основные функции.

    Тяга – это, по сути, разница давлений горячих газов в трубе и наружного воздуха. Именно эта разница и стимулирует движение газового потока по каналу дымохода.

    Считается, что для нормальной работы дымохода с естественной тягой эта разница должна составлять не менее 4 паскаль на каждый метр высоты трубы (0,408 мм водяного столба или 0,03 мм ртутного столба). То есть для пятиметровой трубы (наш минимум) тяга должна быть не менее 20 Па. Это обеспечивает и нормальный отвод газов, и необходимый приток воздуха для непрерывного горения топлива.

    Как просчитать эту тягу. Естественно, она во многом зависит от плотностей газов, которые, в свою очередь, тесно взаимосвязаны с температурой. В этом можно убедиться взглянув на формулу, с которой мы и будем работать:

    ΔP = Hтр × g × Pатм × (1 / Тв – 1 / Тдс) / 287,1

    ΔP — естественная тяга в трубе, Па.

    Hтр — высота дымовой трубы, м.

    g — ускорение свободного падения (9.8 м/с²);

    Pатм — атмосферное давление. Нормальным считается значение в 750 мм ртутного столба. Однако, местность, для которой проводится расчет, может иметь и свою специфику. Надо правильно понимать, сто нормой считается уровень моря. А с ростом высоты эта норма начинает снижаться. Причем – довольно значительно.

    Так что при расчетах необходимо будет руководствоваться нормой для своего региона проживания.

    Атмосферное давление обычно измеряется в миллиметрах ртутного столба. Однако, для расчета в системе СИ требуется перевести его в паскали. Это несложно, если знать, что 1 мм рт. ст. = 133,3 Па.

    Тв — температура воздуха на улице. Причем, приведенная к шкале Кельвина, то есть С° + 273.

    Тдс — средняя температура газов в дымоходе. Определяется как среднее арифметическое показателей на входе и выходе, с последующим приведением к шкале Кельвина.

    287,1 — газовая постоянная воздуха. Правильнее было бы подобрать эту величину под конкретный химический состав отводимых газов. Но в нашем случае ошибка значительной, сильно влияющей на конечный результат, не станет.

    Несколько важных замечаний по температуре на входе и выходе.

    Всегда следует стремиться к оптимальным ее значениям. Статистика показывает, что большинство возгораний происходит с банными печами, в который практически отсутствует теплоотвод, в короткие сроки нагоняется жар в парилке, и при этом дымоход обычно раскаляется до опасных температур. Поэтому нужно уметь управлять температурами в трубе, используя доступные средства – шиберы, задвижки, устройства дополнительной утилизации тепла (например, водогрейные баки).

    В бытовых и отопительных печах с этим попроще, но все равно контроль необходим. В котлах, где сама суть работы заключается в постоянной отдаче тепла циркулирующему теплоносителю, эти вопросы так остро не стоят.

    Режим 900 ÷ 600 ℃ (вход и выход), встречающийся у некоторых на банных печах — чрезвычайно опасен во всех отношениях, и даже не должен рассматриваться! Разумные рамки (и то – верхний их предел) это 600 ÷ 400 градусов для бытовых кирпичных и металлических печей. Обычно же стараются выдерживать в диапазоне 400 ÷ 200 ℃. Для газового оборудования нижняя граница может падать и ниже 100 градусов.

    Если все исходные значения для подстановки в формулу известны – можно переходить к расчёту. Для этого опять предлагаем воспользоваться возможностями специального онлайн-калькулятора.

    Калькулятор расчета естественной тяги дымовой трубы.

    Если полученная разница давлений попадает в нормы (более 4 Па на метр высоты трубы) – то проверку можно назвать успешной.

    Основные параметры дымовой трубы получены – можно переходить к выбору материалов и детальному проектированию.

    О многих других тонкостях самостоятельного проектирования дымохода расскажет предлагаемое видео:

    Источник: stroyday.ru

    Дымовая труба для котельной: требования, особенности выбора, расчет высоты

    Дымовая труба для котельной: требования, особенности выбора, расчет высоты

    Автономное отопление устраивается в частном доме, если постройка расположена на существенном удалении от централизованной теплотрассы и отсутствует возможность подключиться к ней. В этом случае часто устанавливают газовый или твердотопливный котел. Поэтому обязательно монтируется дымовая труба для котельной, отводящая и рассеивающая продукты сгорания. Рассмотрим основные требования к ней, особенности подбор оптимального варианта и расчета требуемой высоты.

    Котлы с дымоходами в котельной частного дома

    Требования к дымовой трубе

    Правильно рассчитанный и смонтированный дымоход способствует соблюдению предельно-допустимой концентрации вредных веществ в атмосфере. Без устройства дымовой трубы невозможно отвести на улицу продукты сгорания топлива, чтобы они не смешивались с воздухом в помещениях. Дымоотводящая система обеспечивает безопасную, а также эффективную эксплуатацию котлов путем создания необходимой тяги. Благодаря дымовой трубе люди не вдыхают токсичные продукты горения.

    Только профессионалы знают, как выполняется расчет дымовой трубы, какие необходимо обязательно соблюдать технические нюансы и правила ее возведения. Поэтому во время создания такой конструкции практически никогда не обходятся без помощи специалистов. Ведь они учтут все требования, что позволит гарантированно смонтировать безопасную систему, которая будет эффективно работать в течение всего периода эксплуатации.

    Правильно устроенный дымоход обеспечит хорошую тягу. На его работу отрицательно не будут влиять:

    Эффективное отведение дыма

    • высокие температуры во время нагрева;
    • оседающий конденсат;
    • агрессивные вещества, включая сажу, окислы азота, серную кислоту.

    При обустройстве котельных в частных домах часто используют цилиндрические дымоотводящие каналы. Монтируют трубы с гладкими стенками, что позволяет уменьшить вероятность скопления сажи. Поэтому их реже приходится чистить по сравнению с кирпичными дымоходами, в которых местные завихрения способствуют засорению.

    Важно! Современные дымовые трубы для домашних котельных состоят из отдельных готовых элементов. Для правильной комплектации системы лучше воспользоваться помощью специалистов. Это могут быть сотрудники проектно-монтажной организации или поставщики оборудования.

    Обустройство дымохода выполняется в соответствии со строительными нормами. Поэтому соблюдаются следующие требования:

    По нормативам разрешено создавать дымоход только с тремя поворотами

    • Сечение дымоотводящей трубы не может быть меньше аналогичного размера патрубка котла.
    • По нормативам разрешено создавать дымоход только с 3 поворотами. При этом радиус закругления каждого из них не может превышать диаметр дымохода.
    • При расчете дымоотводящего канала учитывается высота крыши по отношению к высоте дома, правила монтажа систем отвода продуктов горения.
    • Изготовление металлической дымовой трубы выполняется из легированной стали толщиной минимум 1 мм. При этом используют только антикоррозийный металл.
    • Обязательно создают в основании дымоотводящего канала специальные карманы с минимальной глубиной 250 мм. В них скапливается сажа. Она периодически удаляется при эксплуатации котельного оборудования.

    Выполнение основных требований обеспечит надежную работу дымовой трубы. Благодаря соблюдению правил в канале будет хорошая тяга.

    Подбор оптимального дымохода

    Оптимальный вариант дымовой трубы обычно выбирается еще на стадии проектирования дома во время разработки системы отопления. Нередко также приходится подбирать дымоход после завершения строительства здания. В любом случае учитываются параметры постройки. Обязательно принимается во внимание, например, высота одноэтажного дома с крышей в виде мансарды или нежилого чердачного пространства.

    При расчете дымохода всегда учитывают высоту дома

    Дымовые трубы для котельных частных домов изготавливают из следующих материалов:

    • нержавейки;
    • кирпичей;
    • керамики.

    Каждый из материалов выдерживает высокие температуры, обладает стойкостью к агрессивным средам и влаге. Кроме того, котлы в частных домах также могут подключаться к бетонным и даже стеклянным каналам для удаления дыма. Однако последний вариант используется еще очень редко. Хотя он обладает абсолютной коррозионной стойкостью. Чаще устанавливают асбестоцементные трубы.

    Ведь это пожаробезопасный и экологически чистый вариант.

    При выборе дымохода учитываются личные предпочтения домовладельца и архитектурный стиль здания. При этом всегда приходится предварительно выполнять расчет высоты конька крыши, чтобы определить соответствующий размер дымовой трубы. Кроме того, ориентируются на вид и характеристики котельного оборудования. Обязательно учитывается:

    Нормативная минимальная высота дымохода

    • давление в трубе;
    • температура дыма;
    • наличие конденсата;
    • устойчивость материала дымохода к самовозгоранию сажи;
    • количество продуктов сгорания;
    • высота конька двухскатной крыши или нормативное расстояние от плоской кровли.

    Смотрите также:
    Каталог компаний, что специализируются на проектировании и монтаже каминов и печей

    Ранее кирпич повсеместно использовался для строительства дымовых труб. Сейчас это тоже популярный материал. Тем более кирпич и кладочный раствор предлагают многие производители. Кроме того, существует большое количество компаний, где можно заказать профессиональную кладку дымохода. Выбрав этот вариант, домовладелец получит гарантию качества.

    Он может не беспокоиться о целостности кладки, фундамента и безопасности дома.

    Дымоход из кирпича монтируют при установке твердотопливного котла. Если кладка выполнена качественно, канал спокойно выдерживает высокие температуры. Ему даже не будет нанесен существенный вред при возгорании сажи. При этом кирпичные дымовые трубы не устанавливают, если котел работает на газе или жидком горючем. Ведь температура сгорания такого топлива ниже, а это способствует образованию конденсата, отрицательно влияющего на целостность кладки.

    На заметку! При установке газового котла вместо твердотопливного оборудования дымоход из кирпича можно модернизировать под новый вид топлива. Для этого в имеющийся канал вставляют стальную трубу. Адаптацию домовладелец сможет выполнить с минимальными затратами.

    Варианты устройства дымовой трубы от газового котла

    Керамические и сэндвич-дымоходы тоже сегодня доступны из-за наличия на рынке большого количества производителей. Во время выбора дымоотводящих каналов из таких материалов обращают внимание на их качество и способы крепления конструкций. При этом монтаж нужно доверять только профессионалам.

    При установке газовых, жидкостных, пиролизных и пеллетных котлов в последнее время все чаще выполняют установку керамической дымовой трубы. Этот вариант отличается высокой прочностью, стойкостью к коррозии и долговечностью. Он ничем не хуже трубы из стали.

    Керамический дымоход – это многослойная конструкция. Внутри ее находится труба из керамики. Она изолируется минеральной ватой. Сверху теплоизоляционный материал защищается кожухом из нержавеющей стали или даже пенобетона. Керамические дымоходы отличаются более высокой стоимостью и долговечностью по сравнению с другими подобными конструкциями.

    Монтаж выполняется по инструкции производителя. Для некоторых керамических дымоходов требуется создание усиленного основания.

    Устройство керамического дымохода

    Важно! Сэндвич-трубы для отвода продуктов сгорания стоят на порядок меньше по сравнению с дымоходами из керамики.

    Если в котельной отсутствует дымоотводящий канал, в этом случае оптимальным бюджетным вариантом является дымоход из стальных сэндвич-труб. Они отличаются:

    • маленьким весом;
    • доступной ценой;
    • гладкой внутренней поверхностью, что исключает засорение;
    • простым монтажом и обслуживанием.

    Дымоходные сэндвич-трубы можно крепить в помещениях и на улице. При этом во время монтажа наружного участка дымохода учитывается высота конька крыши, и расстояние от него до дымоотводящего канала.

    Важно! Дымоходы из кирпичей и керамических труб – это массивные конструкции. Во время их монтажа выполняют устройство отдельного фундамента. Он не соединяется с основанием дома. Грамотный монтаж конструкции возможен только после предварительных расчетов.

    Если дом отапливается двумя котлами с разными характеристиками, выполняют установку дымохода, который выдержит нагрузки от более мощного оборудования. Вместе с твердотопливными агрегатами не используются тонкостенные дымоотводящие трубы из стали, так как они быстро прогорают.

    Вариант подключения двух котлов к одному дымоходу

    Расчет требуемой высоты дымовой трубы

    При выборе дымохода учитывается его высота. Для определения этого параметра нередко применяется упрощенная схема вычисления. Однако перед тем как рассчитать высоту дымохода нужно точно определить мощность котельной установки. Поэтому предварительно всегда проводится подбор котла.

    Процесс горения в топке во многом зависит от тяги. Она также влияет на эффективность удаления дыма. При этом тяга будет присутствовать в трубе только при постоянной подаче воздуха в котельной агрегат. Его поступление в оборудование выполняется принудительно с помощью специального насоса или естественным путем.

    Видео описание

    О способе увеличения тяги рассказано в видеоролике:

    Когда в системе дымоудаления от котла используется насосный агрегат, тогда высота трубы отвода продуктов горения не оказывает решающего значения на тягу. Этот параметр при такой конструкции дымохода учитывается только во время контроля предельно допустимой концентрации выбросов в атмосферу. Однако высота трубы имеет большое значение, когда определяется естественная тяга.

    Видео описание

    О том, что такое тяга, рассказано подробно в видеоматериале:

    Расчет высоты дымохода при самотяги

    Естественная нормальная тяга создается, когда происходит равновесие между ее силой и сопротивлением, возникающим при движении дыма как по дымоходу, так и по газоводным котельным каналам. Поэтому самотяга образуется при относительно небольшой высоте дымовой трубы. Ведь только в этом случае будет создаваться незначительное газовое сопротивление.

    Важно! Специалисты при определении высоты трубы пользуются СНиП 41-01-2003.

    Во время расчета могут использоваться разные данные в зависимости от метода и формул вычисления, например:

    Высота дымовой трубы над котлом должна быть не меньше 5 м

    • скорость движения дыма по трубе – не меньше 2 м/с;
    • естественное давление газообразных продуктов сгорания в дымоходе – минимум 4 Па на 1 м;
    • высота дымовой трубы на расстоянии не более 1,5 м от конька или парапета крыши – 0,5 м выше этих конструкций;
    • возвышение трубы над плоской крышей без высоких ограждающих конструкций – минимум 0,5 м;
    • высота дымового канала на удаление 1,5-3 м от конька или ограждения крыши – соответствует высоте этих конструкций;
    • входная температура продуктов сгорания – от 150℃ до 200℃;
    • минимальная высота дымохода от колосников котельного агрегата – 5 м.

    Важно! При неправильном определении возвышения дымовой трубы огонь в топке может гаснуть из-за порывов ветра.

    При проектировании канала также учитывают правила пожарной безопасности. Обязательно выполняют изоляцию конструкций, которые соприкасаются с трубой. Для защиты кровли из горючих материалов от искр из дымохода увеличивают высоту трубы на 0,5 м. Она также должна находиться на расстоянии не менее 2 м от соседних строений и деревьев.

    Значение оптимальной тяги вычисляют путем умножения разности плотности столба наружного воздуха и дыма на протяженность всей конструкции. Поэтому всегда сначала требуется рассчитать высоту крыши и стен дома. При этом для более точного определения уровня расположения самой высокой точки трубы используют формулу, где:

    Формула вычисления высоты дымовой трубы

    • A – специальный коэффициент, характеризующий климат в конкретном регионе;
    • Mi – масса дыма, перемещающегося за единицу времени по дымоходу;
    • F – скорость оседания частиц, которые появляются в процессе сжигания топлива;
    • V – объем дыма;
    • C – коэффициенты, показывающие концентрацию различных составляющих в дыме;
    • T – разница, вычисляемая между температурами дыма на входе и выходе из дымохода.

    Видео описание

    Об упрощенном способе расчета рассказано в видео:

    Коротко о главном

    Перед тем как выполнить расчет высоты дымовой трубы, определяют материал, из которого она будет изготовлена. Создают дымоотводящую систему из кирпичей, сэндвич-дымоходов; керамических труб с легкими кожухами. При этом дымовой канал обустраивают при соблюдении конкретных требований:

    • максимум 3 поворота;
    • диаметр не меньше патрубка котла;
    • сталь только легированная и толщиной не менее 1 мм;
    • наличие карманов для сажи.

    Обычно высота трубы рассчитывается по упрощенной схеме с учетом расстояния от дымоотводящего канала до конька крыши. Дымоход может располагаться выше, ниже или вровень с ним.

    Источник: m-strana.ru

    Высота и диаметр дымохода для твердотопливных котлов

    Размеры дымохода сильно влияют на эффективность и безопасность работы твердотопливного котла. От них зависит величина тяги. Если она будет слишком сильной, в атмосферу кроме угарных газов будет выходить и тепло. КПД устройства упадет. В обратном случае может произойти опрокидывание тяги, то есть угарные газы начнут выходить через поддувало.

    Это опасно для здоровья жителей дома.

    Каким может быть дымоход

    Трубу для отвода дыма можно сделать из различных материалов:

    Дымоход для твёрдотопливного котла

    Каждый из этих материалов имеет разную теплопроводность. Дымовые газы в дымоходе охлаждаются по-разному, что влияет на тягу. Это будет учитываться при расчете высоты и диаметра дымохода.

    На тягу влияет и форма поперечного сечения дымохода. Она может быть круглой, квадратной и прямоугольной. Наиболее удобной является круглая форма.

    Минимальная высота дымохода

    Этот показатель зависит от конструктивных особенностей дома и высоты прилегающих домов или деревьев. Возможны 3 варианта:

    1. Если дымоход расположен не дальше чем 1,5 м от конька крыши, то его высота должна быть больше на 50 см от всей высоты дома. При расстоянии 10 м от низа дома до его верха высота используемой дымоходной трубы Нт = 10+0,5 = 10,5 м.
    2. Если дымоотвод находится на расстоянии 1,5-3 м от конька крыши, то его высота может быть равна высоте дома.
    3. Если расстояние от конька больше 3 м, то нужно использовать формулу Нт = П — D*0,1763:
    • где П — высота дома;
    • D является ближайшим расстоянием от дымохода до линии, которая опускается с конька крыши вниз дома (должна быть перпендикулярной горизонту);
    • 0,1763 — числовое выражение tg(10°).

    Схема монтажа дымохода для твердотопливного котла

    По этой формуле Hт = 10 — 3*0,1763 = 9,47 м.

    Эти три варианта возможны, если рядом нет ниодного высокого дома или дерева. В обратном случае дымоход с высотой 10,5 м может попасть в зону ветрового подпора. Это значит, что тяга будет плохой. В таком случае нужно наращивать дымоотвод.

    Чтобы определить величину наращивания, нужно найти самую высокую точку прилегающего дома и провести от нее условную линию так, чтобы она образовала с землей угол 45°. Верх дымохода должен быть над этой линией, поскольку все пространство под ней является зоной ветрового подпора.

    Плотность воздуха для определения силы тяги

    Многие производители котлов на твердом топливе продают таблички, в которых определенной мощности соответствуют размеры дымовой трубы и величина необходимой тяги.

    Определение тяги

    Для этого используют формулу:

    hc = H*(ρв — ρг):

    • где Н является высотой дымовой трубы, начиная от дымового отверстия в твердотопливном котле;
    • ρв — плотность воздуха;
    • ρг — плотность угарных газов.

    Формула расчета ρв:

    ρв = ρну*273/(273+t):

    • где ρну является плотностью воздуха при стандартных условиях (равняется 1,2932 кг/м³);
    • t является температурой наружной среды (лучше брать температуру +20 °С, поскольку является наихудшим условием работы).

    Для определения ρг нужно воспользоваться специальными табличками «Значения плотности воздуха, которые приведены к рабочим условиям». Для этого нужно найти среднюю температуру угарных газов в дымовой трубе.

    Твёрдотопливный котёл

    Этот показатель рассчитывается так:

    θср = (θ1+θ2)/2, где:

    • θ1 температура угарных газов на входе в трубу (этот показатель берется из технической документации);
    • θ2 является температурой дыма на выходе дымохода.

    Вторую величину определяют так:

    формула 2

    где B является коэффициентом, который зависит от материала дымохода. Имеет значение:

    • 0,85 для неизолированной металлической трубы;
    • 0,34 для изолированной металлической трубы;
    • 0,17 для кирпичного дымоотвода с толщиной 0,5 кирпича.

    Q является мощностью твердотопливного котла.

    Твёрдотопливный котёл для отопления

    Пример определения тяги для металлической изолированной трубы длиной 10 м. Из твердотопливного котла выходят угарные газы температурой 250 °С. Мощность устройства на твердом топливе 40 кВт.

    формула 1

    θср = (250+233)/2 = 241,5 °С.

    При θср = 241,5 °С ρг = 0,6881 кг/м³.

    ρв = 1,2932*273/(273+20) = 1,2049.

    hc = 10*(1,2049-0,6881) = 5,168 мм. в. ст. В переводе на Па эта цифра составляет 50,66 Па.

    Для твердотопливного прибора мощностью 40 кВт и диаметром дымохода 320 мм такая тяга является слишком большой. Поэтому нужно уменьшить длину дымовой трубы на 2-3 м. Диаметр 320 мм был взят из табличек некоторых производителей. Его размер является ориентировочной цифрой.

    Расчет диаметра

    Его проводят с помощью такой формулы:

    S = m/(ρг*w), где

    • m является массовым расходом продуктов сгорания за час;
    • w — скорость движения угарных газов.

    Пусть в твердотопливном устройстве за час сгорает 20 кг топлива (за секунду сгорает 20/3600 = 0,00556 кг), а угарные газы движутся со скоростью 2 м/с, тогда:

    S = 0,00556/(0,6881*2) = 0,00404 м² = 40,4 см².

    формула 3

    Диаметр круглой трубы будет составлять

    Есть другая формула, которая дает возможность рассчитать размер диаметра дымохода:

    формула 4

    где r является коэффициентом, который зависит от вида топлива. Его значения являются такими:

    • 0,045 для дров;
    • 0,03 для угля.

    Источник: poluchi-teplo.ru

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Загрузка ...