Дымоход для твердотопливного котла устройство, требования к конструкции, варианты

Конструкция дымохода и принцип работы

Грубо говоря, дымоход – это специальная труба, предназначенная для вывода дыма –  результата горения твердого топлива – из помещения. Дабы этот прибор был максимально эффективным, необходимо придерживаться целого ряда условий. Так, дымоход должен обеспечивать следующие вещи.

• Подачу воздуха в котел в необходимом количестве для того, чтобы тот смог полноценно функционировать.
• Нормальную тягу, которая, по сути, и является главным параметром эффективности такого рода оборудования, демонстрирующим скорость вывода дымовых газов за счет той же температурной разницы.

Если вы намерены соорудить дымоход (а вы, скорее всего, планируете это сделать), то вы должны знать. Что среднестатистический котел на твердом топливе оснащается специальным оборудованием, которое не даст вам поддерживать перманентную температуру горения в топке. По этой причине, если вы:

• сжигаете уголь, то температура дымовых газов может достигать 500-600°С;
• сжигаете дрова, то температура дыма будет несколько ниже – порядка 100-300°С.

Все это говорит лишь об одном: при установке вы должны обеспечить максимальную устойчивость к высоким температурам такого оборудования, как дымоход для твердотопливного котла.

Возможно вас так же заинтересует наша статья о пеллетных котлах

Обратите внимание! Чем меньше в дымоходы горизонтальных отрезков, заужений или различных изгибов, тем лучше для вас!

Дело в том, что дым поднимается из котла по спирали, и при каждом таком повороте эта спираль ломается, дымовые газы попросту  перемешиваются, меняя курс передвижения. Более того, стенки дымохода создают сопротивление движению дыма, поэтому идеальный дымоход должен быть круглым, иметь гладкие стены. Если форма будет, к примеру, прямоугольной, то завихрения в такой трубе будут создавать препятствия для движения дыма, что только ухудшает тягу. Но это мы немного забежали наперед, рассмотрим сначала, что нужно учесть в процессе установки.

Частые ошибки и проблемы при установке

Самая частая ошибка – отсутствие утепление однослойной трубы. Внутри дома это может привести к возгоранию горючих конструкций и предметов и ожогам людей. На открытом воздухе отсутствие утепления вызывает множество очень неприятных последствий:

• горючие газы очень быстро охлаждаются, тяга уменьшается, продукты сгорания или даже угарный газ могут попасть в помещение и вызвать отравление людей. При морозах возможно даже возникновение обратной тяги – крайне опасного явления;
• на стенках оседает очень большое количество конденсата, что приводит к быстрому выходу трубы из строя.

Нельзя монтировать газоход без дефлектора или хотя бы колпака – снег и дождь не должны попадать в оголовок и канал.

Необходимо предусмотреть доступ необходимого количества воздуха к котлу – в котельной должно быть постоянно открытое специальное окошко.

Дымовая труба должна быть прямой. При крайней необходимости допускаются наклонные и горизонтальные участки длиной не более 1000 мм каждый и суммарной длиной их проекций на горизонталь не более 2000 мм. Угол наклона не более 30° от вертикали (допускается 45°).

Если дымоход проходит в одном месте с вентиляционными каналами, то он должен быть выше остальных каналов, вентканалы должны быть перекрыты колпаком, расположенным ниже оголовка газовода. Это предохраняет от возможного попадания продуктов сгорания в помещение.

Что собой представляет твердотопливный котел

Их применяют для обогрева загородных домов, коттеджей или офисов, где нет централизованной подачи отопления. Сама конструкция состоит из двух отсеков – нижнего и верхнего, в нижнюю часть загружают твердое топливо, а в верхней части расположен водяной бак, соединенной с отопительной системой дома.

Топливо подается с использованием дверцы, температуру можно отрегулировать заслонкой. В основном теплообменники бывают стальными, которые имеют отличные свойства по теплоотдаче. Вода прогревается, и по законам физики начинает циркуляцию – холодная опускается вниз, а горячая поступает в трубы отопительной системы.

Но бывают и чугунные, которые отличаются долгим сроком службы, и способностью не изменять свою первоначальную конфигурацию.

В качестве топлива могут выступать:

• Древесные чурки разных пород;
• Уголь различных марок;
• Брикеты из горючих материалов, например, торфа, стружки и т. п.

Поскольку в топках используется открытый огонь, то при горении выделяется углекислый газ и другие химические продукты. Чтобы была возможность прямого их выхода из помещения, обустраивают систему дымохода. И важным показателем является тяга.

Требования к дымоходу

Рекомендуем вам перед тем, как приступать к сооружению дымохода, внимательно ознакомиться с инструкцией по эксплуатации вашего котла. В ней должны быть указаны четкие требования к дымоходу, который подходит для конкретной модели. Если вы не нашли такой информации, то можете сделать дымоход из того материала, который вам пришелся больше по душе. Но обязательно соблюдение следующих требований:

Конструкция должна быть вертикальна – это способствует эффективному удалению газа.

Площадь поперечного сечения трубы обязательно должна быть больше или равной площади поперечного сечения отводящего патрубка котла. Меньше – ни в коем случае!

Монтаж оголовка (дефлектора) – обязателен. Если ваша крыша изготовлена из легковоспламеняющегося материала, то обязательна и установка искрогасителя.

Тщательно выбирайте место для монтажа оголовника. Устанавливается он в зоне ветрового подпора. Как ее найти? Зрительно поищите самую близкую к вершине дымохода точку (конек крыши, дерево и т.д.). Мысленно проведите от этой точки к горизонту линию под углом 45º. Оголовок следует разместить выше этой линии.

Сборка дымохода довольна проста: один элемент просто вставляется в другой. Однако различают 2 способа такого монтажа:

— по конденсату – при таком способе детали вставляются друг в друга, исходя из направления стекания конденсата по трубе. Этот вариант используется в том случае, если в конструкции дымохода нет сборник конденсата. Если же он есть, то часть дымохода от котла до сборника конструируется «по конденсату», а остальная – «по дыму».

— по дыму – как вы уже наверное поняли, при таком варианте элементы монтируются по направлению движения продуктов горения.

Не секрет, что именно от силы тяги зависит скорость отвода и выброса горячих газов в окружающую среду. Сила тяги является технической характеристикой самого дымохода, которая показывает КПД его работы.

На силу тяги влияют такие параметры дымохода как его диаметр, высота, размер поперечного сечения.

— если самую верхнюю часть дымохода сделать Уже, тогда дым будет быстрее выходить из трубы, что является плюсом.

— Максимальная вертикальность, то есть малое количество ответвлений и горизонтальных, наклонных участков, это усилит тягу.

Как определить эффективность работы дымохода?

Низкий КПД – он возможен из-за неграмотной конструкции системы, а также из-за неплотной стыковки элементов. Обычно такое замечается уже на этапе сборки, так что все можно вовремя исправить. В противном случае вам придется разбирать уже собранный дымоход и монтировать заново.

Высокий КПД – в таком случае во время работы котла наблюдается слышное гудение в трубах. Вы можете использовать шибер, который может частично перекрыть трубу, отрегулировав таким образом интенсивность удаления газов.

Особенности увеличения тяги в зависимости от конструкции

Если устройство дефлектора на трубе не включено в состав проектной документации, его монтаж согласовывается с работниками газовой службы. Только после этого можно усилить тягу с применением этого приспособления.

Дефлектор ЦАГИ

Конструкции дефлекторов отличаются:

• дефлектор ЦАГИ;
• круглое приспособление;
• тарельчатый тип;
• в виде звезды;
• Н-образный прибор;
• турбо-дефлектор.

Улучшение в дымоходе газового котла

Если для отопления используется газ, не все модели дефлекторов можно ставить, т. к. некоторые предназначаются только для установки в систему вентиляции. Чтобы не перекрыть поток отработанных газов, нужно посоветоваться со специалистами.

В системах с газовым котлом применяется дефлектор-флюгер. Он сконструирован так, что дым выходит с подветренного бока и увеличивает тягу в трубе. Устройство изготавливается из термостойкого металла, который сопротивляется нагреванию и не разрушается от конденсата. Подшипниковый узел помогает избежать проблем с вращением. Дымоходные флюгеры действуют нестабильно при сильном ветре.

Для твердотопливного котла

Правильная установка дефлектора на разные трубы для твердотопливного котла

В котлах на дровах и угле используется механическое энергонезависимое устройство для регулирования тяги. Приспособление избавляет от необходимости ручной регулировки и экономит топливо. Регулятор координирует количество подаваемого кислорода открыванием печной заслонки.

Термомеханическое устройство автоматизирует процесс:

1. при горении топлива подогревается энергоноситель в системе и жидкость в рабочем цилиндре прибора расширяется, приводит в работу механизм и задействует пружину;
2. рычаг ослабляет цепочку, заслонка закрывается, и проход воздуха уменьшается, начинается тление вместо горения;
3. охлаждение антифриза ведет к сокращению пружины и открыванию дверки топки, процесс регулярно повторяется.

Устройство регулирует тягу, предотвращает перегрев теплообменника, координирует давление и обеспечивает независимость от погоды.

В дымоходе гаражной печи

Такие печи капризно относятся к тяге, т. к. почти все тепло расходуется на обогрев гаража. Температура выходящего дыма невысокая, канал не прогревается, выпадает конденсат. Предупредить явление можно способом увеличения высоты трубы (до 2- 3 метров). Используется цилиндрическое или круглое сечение дымохода для предупреждения завихрений. Труба гаражной печи утепляется для улучшения тяги.

На конце трубы ставится заслонка, частично перекрывающая периметр трубы. Шибер регулирует интенсивность пламени во время растопки. Если использовать большое количество топлива, нагретый дым пойдет вверх в большом объеме и на границе с холодным воздухом получится своеобразная пробка. В некоторых моделях печей шибер продается в комплекте.

Критерии выбора

Итак, нами уже определенно, по каким критериям надо выбирать дымоход. Но все же основной выбор будем проводить по чисто технической составляющей, то есть по тяге. Она обеспечит нормальное функционирование отопительного котла, качество его работы и эффективность сжигания топлива. Чем же конкретно отражается действие тяги?

Хотелось бы обратить внимание на тот факт, что внутри котла (топочной камеры) и дымохода сталкиваются две воздушные среды с разными температурами и с разным показателем давления. Горячие газы стремятся вверх, где они сталкиваются с холодным атмосферным воздухом

И чем разница температур будет больше, тем тяга будет меньше

Это законы физики, от которых никуда не деться

И чем разница температур будет больше, тем тяга будет меньше. Это законы физики, от которых никуда не деться.

Дымоход из стальной трубы

Тяга – это скорость движения горячих газовых масс. И определять эту скорость надо не в дымоходе, а в камере сгорания топлива. Это важный момент. Поэтому на данный показатель будут влиять:

• Диаметр (сечение) дымохода для твердотопливного котла.
• Высота дымохода для твердотопливного котла.
• Количество отводов (колен).

К примеру, чтобы достичь максимального показателя тяги в котле, необходимо установить прямолинейную без изгибов трубу, которая будет сужаться к выходу. Поэтому еще на стадии проектирования отопительной системы и при выборе самого нагревательного агрегата, необходимо точно рассчитать, какой дымоход по размерам будет вами установлен.

Причины некачественной работы

Чисто визуально определить, что дымоход работает некачественно, можно по двух показателям.

1. В самой трубе будет слышен гул. Не самая сложная проблема. В конструкции устройства обычно устанавливается заслонка (шибер), с помощью которой можно изменять сечение трубы. Чтобы гул исчез, вам придется экспериментальным путем найти необходимое сечение, уменьшая его или увеличивая.
2. Если при растопке котла дым с угарными газами начнет поступать в помещение, то это результат низкой тяги. Это говорит о том, что неправильно был собран дымоход или его конструкция изначально была спроектирована неправильно. Здесь два выхода: все переделать заново или установить на трубе вытягивающий вентилятор. Когда дело касается кирпичного дымохода для твердотопливного котла, то разбирать его нет смысла, лучше воспользоваться вторым вариантом.

Схема установки дымохода

И еще один немаловажный момент, который влияет на тягу. По законам физики топочные и угарные газы из камеры сгорания движутся вверх по спирали. И чем выше их подъем, тем с большей скоростью они поднимаются. Поэтому оптимальная форма сечения дымохода – это круг или овал. В прямоугольных сечениях при движении газов образуются специфичные завихрения, особенно в углах конструкции. Именно они и снижают тягу

Поэтому при выборе дымоходной трубы для твердотопливного котла на это необходимо обратить внимание

Устройство подсоединения

Основные факторы выбора

Когда проводится расчет дымохода для твердотопливного котла необходимо учитывать несколько очень важных показателей.

• Температура угарных и топочных газов. Здесь приходиться учитывать материал, из которого дымоход будет сооружаться. Все дело в том, что у разных материалов есть свой температурный максимум, при котором газы могут проходить через трубу без сопротивления. При этом температура газов должна быть всегда меньше номинального показателя материала.
• Давление газов. Этот показатель зависит от конструкции дымохода и котла. Основная масса отопительных приборов рассчитана на естественный отвод, но сегодня все чаще производители стали предлагать модели, в которых установлены вентиляторы или турбины. При  выборе второго варианта данный показатель будет являться основным.
• Образуется ли конденсат. Эта проблема самая неприятная. Если внутри дымохода будет образовываться конденсат от угарных газов, то такой прибор долго не прослужит. Особенно это касается обычных металлических и кирпичных конструкций. В настоящее время производители стали решать и эту проблему, предлагая трубы из керамики или нержавейки.
• Стойкость к процессам коррозии. Классификация материалов по данному критерию делиться на три группы. Так вот для твердотопливного котла подходят материалы из второй и третьей группы.
• Пожарная безопасность. В технической документации, которая поступает вместе с изделием, производитель обязательно ставить приоритеты, касающиеся расстояний от элементов конструкции здания. Особенно это касается легковоспламеняющихся материалов. Обычно указывается минимальное расстояние, которое необходимо придерживаться очень строго.

Керамические трубы

Причины плохой тяги

Изначально следует выяснить, почему пропадает хорошая тяга. Основная проблема – неправильная конструкция дымохода и ошибки во время строительства. Самые распространенные другие причины:

• засорение канала (сажей или упавшим с улицы мусором);
• атмосферные явления;
• проблемы с вентиляцией.

Часто нарушения в системе связаны с плохой герметичностью соединений трубопровода и недостатком приточных воздушных масс.

Неправильная конструкция дымохода

Правильная установка дымохода на крыше немаловажна для бесперебойной работы печи

Изначально рекомендуется заострить внимание на его конструкции – у очень высокой тяга всегда сильная, а у низкой – в основном слабая. Наилучшая высота – немногим больше 5 метров. В таком случае неисправности тяги бывают нечасто и явно не зависят от длины трубы

В таком случае неисправности тяги бывают нечасто и явно не зависят от длины трубы.

Следует учитывать, что площадь сечения дымохода должна подходить печи. При небольших размерах сечения и в то же время мощной печи большой объем продуктов сгорания не сможет нормально уйти и требуемая тяга не получается. При несоразмерно большом сечении значительный процент теплоты будет просто уходить на улицу.

Неровные внутренние стенки трубы сильно затрудняют тягу. Определенные препятствия связаны с углами наклона и поворотами дымохода. Если в них регулярно будут откладываться продукты горения, они станут нарушать нормальный выход дыма. Избежать таких последствий поможет грамотная конструкция по стандартам – отвод 45°, поворот 90°.

Форма дымового отверстия также влияет на хорошую тягу. Округлая более благоприятна, а вот с квадратной или прямоугольной часто случаются неисправности. В их углах возникают дополнительные завихрения, слегка ограничивающие общий поток и нарушающие тягу.

Размещение вытяжки немаловажно. Во внутренней части бани она хорошо воздействует на отопительные возможности банной печи. Помимо этого, она обеспечивает сильную тягу даже в большие холода

Проходящий же вдоль наружной стены внешний дымоход прогревается гораздо медленнее, с частым образованием конденсата

Помимо этого, она обеспечивает сильную тягу даже в большие холода. Проходящий же вдоль наружной стены внешний дымоход прогревается гораздо медленнее, с частым образованием конденсата.

Засорение

Осевшая на внутренних стенках трубы сажа засоряет проход, и растопка с каждым разом становится хуже.

В процессе топки выделяются частицы продуктов горения, оседающие на внутренних стенках дымохода. Такие частицы называются сажа. Так как она приводит к уменьшению диаметра выпускной трубы и затрудняет движение воздуха, ее необходимо удалять регулярно.

В летний период дровяной печкой или камином пользуются нечасто и в трубе могут появиться свитые птицами гнезда или ульи от насекомых. Такие ситуации встречаются довольно часто, поэтому после долгого перерыва, перед первой топкой рекомендуется проверять трубопровод. Помимо этого, регулярный контроль необходим по причине разрушения дымохода с течением времени.

Погодные условия

Тяга может ослабнуть из-за высокой влажности на улице и понижения температуры. Воздух становится тяжелым, опускается вниз и давит внутрь трубы. Эта проблема особенно часто усиливает неисправности с притоком воздуха из-за забитого дымохода.

Если рядом имеются высокие постройки или деревья, причиной отсутствия нормальной тяги служит ветер, производящий завихрения над крышей.

Неисправности вентиляции

Недостаточно хорошая вентиляции или ее некачественная система приводят к проблемам с поступлением требуемого количества приточного воздуха.

Вентиляция действует по законам физики:

• плотность прогретого воздуха гораздо ниже, чем у холодного, соответственно, он пойдет вверх;
• если в доме открыты при холодной погоде окна или двери, воздух во время растопки будет стремиться в комнату, а не в вытяжку.

Из этого следует, что во время топки не рекомендуется открывать входные двери и окна, расположенные выше уровня топки. Если пренебрегать этим советом, то возникнут воздушные потоки, нарушающие нормальную тягу.

Вопрос о работе вентиляции может возникнуть также, если у вас установлена газовая колонка в котельной. При закрытии окон и отсутствии приточных отверстий во время топки через какое-то время в помещении возникнет критическое разряжение и воздушные потоки начнут периодически заходить в трубу, задымляя помещение. Это означает, что требуется пересмотреть вентиляционную систему.

Виды конструкций для увеличения тяги в дымоходе

Виды конструкций для дымохода

Увеличивать скорость удаления помогает установка технических приспособлений. Механические и электрические устройства повышают и уменьшают быстроту передвижения дыма, при этом в трубе поддерживается оптимальное давление.

Увеличить тягу в дымоходе можно, если установить:

• ротационную турбину;
• флюгер;
• электрический вентилятор;
• стабилизатор;
• дефлектор.

Решение выбирается с учетом конструкции дымового канала, вида отопительного оборудования. Имеет значение высота трубы над уровнем кровли и присутствие многоэтажных строений по соседству. Любое приспособление на трубе вызывает скопление сажи и конденсат внутри канала, поэтому лучше правильно спроектировать и смонтировать дымоудаляющие каналы.

Роторная или ротационная турбина

Турбодефлектор приводится в движение воздухом и помогает дыму улетучиваться

Усилитель вытяжения содержит в конструкции одно или несколько поворотных устройств, ставится на окончание трубы и функционирует за счет движения ветра. Температура выходящего дыма не должна превышать 150 – 200°С в зависимости от вида турбины. Чаще такие приспособления ставятся на газовые печки и котлы.

Устройство поворачивается в одном направлении и вращением создает область пониженного давления над вершиной канала. Насадка дополнительно защищает выходное отверстие от попадания мусора и атмосферных осадков.

Недостатком считается невозможность работы в безветренную погоду. Турбина продолжает вращаться при отключенном отоплении в летние месяцы и создает повышенную тягу в помещении.

Флюгер

Флюгер поворачивается против ветра и защищает трубу от задувания

Насадка на дымоход для увеличения тяги выполняется в виде флюгера, который поворачивается против ветра за счет специальной конструкции. Задача дымника заключается в противодействии обратной тяге и придании эстетичного вида оголовку трубы.

Детали конструкции:

• центральная ось;
• фигура;
• роза ветров.

Колпак имеет внутри подшипники, требующие регулярной смазки. В мороз на поверхности корпуса появляется наледь, ее нужно сбивать.

Электрический вентилятор

Усилить скорость дыма можно с помощью электрического вентилятора

Применяется для вытягивания дыма из твердотопливных, газовых котлов, печей бань и саун, каминов, открытых очагов, с температурой продуктов горения не выше 200°С, а также в системе очистки воздуха. Вентилятор в дымоход для улучшения тяги представляет собой тягодутьевое устройство, чтобы повысить эффективность отопления. Установка прибора позволяет сделать компактными топку котла и другие элементы, а процесс горения при этом не зависит от погоды.

Повышается скорость циркуляции газов, организовывается подача воздуха к горелкам, воздух распределяется по зонам горения равномерно. Использование вентилятора не всегда является оправданным в небольших бытовых печах, котлах малой мощности, т. к. они делают сложной конструкцию и зависят от электричества.

Стабилизатор

Устройство представляет собой прерыватель для дозированной подачи кислорода и поддержания тяговой силы в дымоходе. В конструкции есть защитный клапан для остановки работы при избыточном давлении в трубе.

Стабилизатор устанавливается на выпуск дымохода и выполняет следующие функции:

• стабилизирует давление в топке;
• ослабляет избыточную тягу в трубе и улучшает КПД котла;
• защищает помещение от возникновения обратного засасывания дыма.

Под зонтичным оголовком монтируется датчик тяги, который реагирует на повышение температуры продуктов горения. Дым накапливается под куполом при ослаблении потока и нагревает контролер, который прерывает поставку газа к горелке.

Дефлектор

Дефлектор с разным диаметром насадки усиливает скорость дыма

Устройство ставится на конце трубы и преобразует энергию ветрового потока для уменьшения статического давления в канале. Используется эффект Бернулли, который заключается в том, что при увеличении скорости ветра и уменьшении диаметра канала появляется разреженность в трубе и создается дополнительная тяговая сила.

Стандартное исполнение предполагает наличие трех деталей:

• верхний цилиндрический корпус, имеющий расширение внизу, к основанию он крепится с применением стоек;
• нижний металлический стакан, иногда в качестве материала используется асбоцемент или керамика;
• конусообразный колпак.

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.