Выбор материала и расчёт параметров труб для дымохода

Ошибки, которые можно совершить в процессе изготовления дымохода, могут сыграть злую шутку с владельцем данной конструкции. Глобальные последствия легко предупредить, если соблюдать все требования, предъявляемые к строительству дымоходов.

Какой должен быть диаметр дымохода для печи?

Размер печной трубы можно рассчитать несколькими способами. Самый простой – определение сечения дымохода в зависимости от размеров топочного отсека. Расход твердого топлива определяется по этой характеристике, а исходя из этих данных можно определить объем отработанных газов.

Если у вас открытый вид топки и дымоход изготовлен из стальной круглой трубы – эти величины должны находиться в пропорции 10 к 1. Для примера – габариты топочной камеры 50/40. Такая печь должна оборудоваться дымоходом, сечением 180 мм.

Если изготавливаем трубу из кирпича, ее внутренний размер должен превышать размер дверцы зольника или поддувала в полтора раза. Минимальный размер квадратной полости для удаления газов – 140/140 мм.

Сколько вешать в граммах, или выбираем высоту и диаметр дымовой трубы

Начнем с первых двух пунктов. Высота дымохода для твердотопливного котла является параметром критическим. Что это значит? Это значит, что если у вас недостаточно высокий дымоход, тяга в топке котла будет также недостаточная. Это может привести не только к плохому сгоранию топлива, но и к «опрокидыванию тяги», когда, вместо того, чтобы выводится наружу, дымовые газы будут проникать внутрь помещения.

Это чревато выбросом в жилые помещения угарного газа, который смертельно опасен для человека.

Угарный газ не имеет ни цвета, ни запаха. Потому «угореть» можно не заметно и погибнуть, не просыпаясь.

Сколько вешать в граммах, или выбираем высоту и диаметр дымовой трубы

Убедил я вас в том, что не надо экономить на «лишнем» метре трубы?

Требуемая высота дымохода для твердотопливного котла или для отопительной печи, для каждой отдельной модели котла или печи, а также для разных тепловых мощностей, в обязательном порядке прописывается в паспорте на котловое оборудование. При этом в паспорте пишется иногда «минимальная» высота, а иногда «просто» высота.

Минимальную высоту соблюдать обязательно, а «просто» высота – это нижний предел для проведения экспериментов с тягой ТТ котла. Плоховато тянет при минимальной высоте? Добавляем еще полметра – метр дымовой трубы. И так далее.

При проведении этих экспериментов, не забывайте, что летом, особенно в сырую теплую погоду, тяга будет хуже, чем в морозную и сухую зимой. Поэтому, если монтаж дымохода твердотопливного котла производится зимой, вы должны понимать, что летом тяга при установленной высоте будет хуже, чем в момент монтажа.

Минимальный диаметр дымохода для твердотопливного котла или печи также указывается в паспорте на купленный котел или печь. Если паспорта у вас нет, то практически на любую модель сейчас есть таблицы в Интернете.

Можно немного заузить или расширить сечение дымовой трубы, изменив диаметр не более, чем на 5 мм в ту или другую сторону.

Это не сильно скажется на тяге. Если же, например, взять вместо 150мм трубы 120мм, то можете легко получить проблемы с эффективным сжиганием топлива в некоторых моделях ТТ котлов и печей.

Сколько вешать в граммах, или выбираем высоту и диаметр дымовой трубы

«Лечится» этот эффект обычно удлинением дымохода, однако и увеличение высоты не всегда приводит к требуемому результату.

Что же касается чрезмерного увеличения диаметра дымохода, то это чревато тем, что дымовые газы, не успев отдать тепло теплообменнику будут быстро покидать топку котла. Что называется «тепло будет улетать в трубу».

Как рассчитать диаметр дымохода

Ключевые параметры — площадь поперечного сечения (выходное отверстие F см2).

Расчет производится по формуле F = (K ∙ Q) / (4,19 ∙ √ˉ Н), где:

K — коэффициент, высчитанный эмпирическим путем (0,02—0,03);

Q — показатель производительности газового прибора (указано в технических характеристиках котла);

Н — высота дымохода.

Полученное число корректируется строительными нормами и правилами.

Например, если используется кирпич, то сечение — 0,5 х 0,5 материала. При асбестоцементе — диаметр не меньше 10 см.

Диаметр круглого дымоотвода при мощности котла в 24 кВт должен быть 120 мм, 30 кВт – 130 мм, 45 кВт – 170 мм, 55кВт – 190 мм, 80 кВт – 220 мм и 100 кВт – 230 мм. Минимальное сечение прямоугольных каналов зависит от тепловой мощности котла:

  • До 3,5 кВт — 14 на 14 см.
  • 3,5 до 5,2 кВт — 14 на 20 см.
  • От 5,2 до 7,3 кВт — 14 на 27 см.
Читайте также:  Кровля крыши профнастилом: этапы выполнения работ своими руками

Однотрубная система

Схема однотрубной системы отопления

Перед тем как определить диаметр трубы отопления рассмотреть два вида однотрубных контуров:

  • самотёчная;
  • с принудительной циркуляцией.

Разница заключается в том, что в открытой системе теплоноситель циркулирует самотеком, а в герметичной при помощи насосов. Также отличаются расширительные баки и их расположение.

Для того чтобы вода в контуре открытого типа могла циркулировать, нужно чтобы условный проход был большим. Настолько, что система сильно бросается в глаза. Такой вид контура применим только в частных домах, притом как в квартирах возможно установить только герметичные системы.

Диаметр труб для однотрубной системы отопления закрытого типа может отличаться на разных ее участках, чтобы контур был сбалансированным.

Для небольшого жилья используются патрубки с одинаковым условным проходом. В принципе, для того чтобы определить какой нужен диаметр труб для отопления с естественной циркуляцией можно воспользоваться уже известной нам формулой. При этом следует учитывать, что полипропиленовые изделия меньше 32 мм не применяются, даже для маленьких помещений.

Группа безопасности

Однотрубная система обязательно включает группу безопасности, состоящую из:

  • воздухоотвода;
  • предохранительного клапана;
  • манометра и термометра, часто объединяемых в одном корпусе.

Такая группа позволит оперативно снизить избыточное давление в системе, предотвратив тем самым разрыв трубопровода и поломку оборудования.

Допустим монтаж приборов из группы безопасности отдельно друг от друга. Например, врезка предохранительного клапана осуществляется немного выше котла. Однако это не всегда оправдано с точки зрения затрат на монтаж системы отопления.

Радиаторы при такой схеме могут подключаться по-разному: диагонально, параллельно и т.д. Желательно предусмотреть терморегуляторы и краны Маевского на каждой батареи. В продаже можно найти модели радиаторов с заранее вмонтированными кранами.

Разводка труб в системе может быть горизонтальной и вертикальной. Оба типа разводки допускают подключение к бойлеру и системе теплого пола.

Для этого лишь следует предусмотреть специальный распределительный коллектор. позволяющий обеспечить поступление нагретого теплоносителя одновременно в радиаторы, бойлер и контур теплого пола.

Керамические дымоходы

В последние годы дымоход в деревянном доме часто исполняют из керамики (см. Керамические трубы для дымоходов):

  1. Это фактически модульная система, монтаж проводят из сборных элементов полной заводской готовности.
  2. Внутренняя труба из жаропрочной, долговечной и кислотоустойчивой керамики.
  3. Благодаря гладкости внутренней поверхности керамические трубы, на них не накапливается сажа и не происходит завихрений потока тяги.
  4. Из-за существенного веса дымоходной системы требуется монтаж фундамента.

Типичные ошибки

На первом месте среди оплошностей – неправильная высота дымоходной трубы. Слишком высокий вариант создает избыточную тягу, что увеличивает вероятность опрокидывания и затягиванию дыма обратно в топку и помещение с печью. Оптимальными считаются 5–6 метров, но многое здесь зависит от размеров камеры сгорания и конфигурации дымоотвода.

Постоянный приток воздуха в топку – это обязательный залог хорошей тяги в дымоходе, поэтому так важно в комнате с камином или печью обустраивать качественную вентиляцию

Нельзя допускать переохлаждение дымоотвода и чересчур сильного его нагрева в результате интенсивного сжигания топлива в топке. Все должно быть в меру, иначе труба может треснуть. Чтобы облегчить себе выявление этих трещин, следует участок дымохода на чердаке побелить. На белом фоне будут заметны все “потеки” сажи.

Часто новички при монтаже стального дымоотвода забывают обеспечить отвод конденсата. Для этого нужно делать специальный сборник и вставлять в трубу люки для ревизии. Ошибки допускаются и в выборе марки стали.

При обычном горении дров, газа или угля в камине либо отопительном котле дымоход прогревается до 500–600 °С. Однако температура дымов пусть и кратковременно может подниматься до 1000 °С. При этом уже через несколько метров от топки они остывают до 200–300 градусов и не представляют угрозы для трубы.

Но ее начальный метровый участок от котла успевает нагреться очень сильно. Сталь должна быть жаропрочной и способной выдерживать эти нагрузки. И утепление стальной трубы стоит производить только через пару метров от топки, чтобы предотвратить перегрев этого сегмента дымохода.

Для повышения пожарной безопасности проходы сквозь перекрытия и стены делается через специальные негорючие вставки, непосредственное соприкосновение раскаленных труб и легковоспламеняющихся стройматериалов недопустимо

Читайте также:  Кровельный инструмент и оборудование для монтажа фальцевой кровли

При кладке кирпичей неопытным мастером нередко допускается смещение по вертикали их рядов относительно друг друга. При возведении стен это разрешено, но в случае с дымоходом – абсолютно неприемлемо. Это сильно снижает эффективность дымоходного канала, так как в нем начинают образовываться завихрения потока и сажные осадки на стенках, которые со временем потребуют чистки. А как правильно это сделать можно прочесть в этом материале.

Фундамент под кирпичным дымоотводом должен быть сверхнадежным, иначе трубу может повести в сторону с последующим ее частичны или полным разрушением. И если отведение дыма делается для газового котла, то кирпич лучше исключить. Он быстро разрушается под воздействием щелочной среды, образующейся при сгорании природного газа.

Как рассчитать металлические трубы

Крупные системы отопления, обустроенные при помощи металлических труб, требуют учета теплопотерь через стенки.

Хотя в среднем эти показатели достаточно низкие, однако на очень длинных ветках суммарное значение потерянной энергии достаточно высокое.

Примером послужит определение потерь стальной трубы 40 мм, при толщине стенок 1,4 мм. Для расчета используется формула q = (tв-tп), где q — тепловые потери метра трубы, k -линейный коэффициент теплопередачи (в этом случае он соответствует 0,272 Вт*м/с), tв — температура воды внутри (+80 градусов), tп — температура воздуха в комнате (+22 градуса).

Для получения результата необходимо подставить в формулу нужные значения:

q = 0,272х3,15х(80-22) = 49 Вт/с

Вырисовывается такая картина, что каждый метр трубы теряет тепло в количестве почти 50 Вт. На очень длинных трубопроводах суммарные потери могут быть просто катастрофическими.

При этом объемы утечек напрямую зависят от сечения контура. Для учета подобных потерь к показателю снижения тепловой нагрузки на батарее необходимо добавить схожий показатель на трубопроводе.

Определение оптимального диаметра трубопровода проводится с учетом суммарного значения утечек.

Обшивка стен бани негорючими изолирующими материалами

Чтобы стены не перегревались можно использовать материалы обладающие свойствами повышенной теплоизоляции и инертностью к воздействию высоких температур. Используют два типа материалов:

  1. светоотражающие;
  2. огнеупорные с облицовкой.

К первому типу относятся материалы для обшивания стен, состоящие из теплоизоляции с огнеупорными свойствами и металлического покрытия в виде листа.

Изоляция стен светоотражающими обшивками

Защитный пирог со светоотражающими материалами делают так. Сначала крепят теплоизоляцию с помощью керамических втулок прямо на деревянные стены, затем зашивают её листом из нержавейки.

Совет!Оцинкованный металл лучше не использовать, так как при нагреве возможно выделение тяжелых металлов вредных для человеческого организма. Нержавеющая сталь с отполированной поверхностью отражает тепловой поток внутрь парной, снижает теплопотери. При этом отраженное тепло полезнее, чем прямое. Для теплоизоляции используют:

  • базальтовый картон или вата, единственный материал, обладающий повышенной гигроскопичностью, не горючий, экологически безопасный;
  • асбестовый картон, надежно защищающий от возникновения пламени, отличающийся длительными сроками эксплуатации;
  • минерит, искусственный материал, изготавливаемый специально для этих целей.

Защитная обшивка предполагает наличие вентиляционных зазоров в 2см от стены до утеплителя, 2см от утеплителя до стального листа. Если необходимо установить печь как можно ближе к стене, делают двойную обшивку из негорючего утеплителя, с помощью керамических втулок выдерживают зазоры в 2-3см и зашивают стальным листом.

Изоляция облицовочными обшивками

Мероприятия по защите стен облицовочными обшивками необходимы для того, чтобы сохранить интерьерную отделку помещения. Они более затратные, но эстетические преимущества бани никто не отменял. В основе лежит облицовка плиткой , которую укладывают на огнеупорную обшивку из ГКЛО, не деформирующегося картона на гипсовой основе со стекловолокном, минерита, негорючего цементно-волокнистого материала, влагостойкого и устойчивого к биохимическому воздействию, СМЛ, материала из стеклоткани связанной магнезиальными добавками, стойкому к воздействию высоких температур, повышенной влажности. Для монтажа используют жаростойкий клей.

Совет!Используйте клей жаростойкий усиленный Терракот, изготовленный из шамотной пыли связанной каолиновыми присадками, предназначенный для облицовки плиткой печей, каминов, всех нагреваемых поверхностей.

  • терракотовая плитка, её изготавливают из глины специального обжига, придающего повышенную жаростойкость и долговечность;
  • клинкер, глиняная более плотная плитка с поверхностью разнообразных цветов, похожей на облицовочный кирпич;
  • изразцовая плитка, изготовленная так же из глины, имеющая оригинальную поверхность с тиснением;
  • керамогранит, изготовленный из смеси глин, каолинов, кварцевого песка, полевых шпатов путем высокотемпературного обжига под давлением 400-500 кг/см², с имитацией камня, дерева, прочного искусственного материала;
  • талькохлорид, минерала горных пород состоящего из талька, магнезита и хлорита, экологически безопасного природного материала, который абсолютно не впитывает влагу, имеет привлекательный внешний вид, не крошится, не боится высоких температур.

Совет!Используйте талькохлорид для отделки парной, этот минерал имеет целебное воздействие на организм человека, регулирует артериальное давление, стимулирует мозговое кровообращение, выгоняет вирусы и микробы, вследствие выделения при нагревании витамина «Д». Все перечисленные плитки являются элементом защиты, переставляющей собой пирог, основой которого является огнеупорный материал. Так же как экран листовой материал устанавливается на керамические втулки с зазором в 2-3см от стены. Минимальное расстояние до источника тепла от плитки должно составлять 20см.

Читайте также:  Технологическая карта на производство кровельных работ

Защита с облицовкой украшает помещение, создает позитивный настрой, способствует повышению эффективности процедур. А главное, правильно установленная изоляция препятствует возникновению перегрева деревянных стен, их возгоранию. Легкого пара!

Правила пожарной безопасности при эксплуатации печей в банях либо деревянных домах требуют обустройства огнеупорной стены. Это обусловлено тем, что от корпуса печи, которая может разогреваться до 400 о С, идет сильный жар. Он распространяется по всему помещению, но в первую очередь попадает на стены, находящиеся в непосредственной близости от корпуса.

Если стены выполнены из дерева, то начинается их обугливание. Древесина очень быстро теряет влажность, а при таких условиях риск возгорания увеличивается в несколько раз. Противопожарные стены станут надежным способом изоляции дерева от жара и гарантом пожаробезопасности.

Расчет

Достаточно точный расчет площади сечения просвета круглого дымового канала пристяжного дымохода для приборов малой мощности можно провести по номограмме на рис. Если канал квадратный или прямоугольный, полученное значение умножается соотв. на 1,2 или 1,5 (врезка на графике). Для прямого дымохода номограмма дает несколько завышенные значения; в таком случае дымоход обязательно должен быть снабжен шибером.

На мощность до 20-22 кВт, для пристяжного дымохода, обязательно с шибером, семейство кривых может быть аппроксимировано (продолжено) прямой по коричневой стрелке. Тогда необходима будет однократная начальная регулировка тяги под минимальный расход топлива.

Мощности 20-30 кВт – «глухая» область: погрешность упрощенного расчета приводит к чрезмерному расходу топлива. Нужен точный расчет для конкретного прибора в конкретных условиях эксплуатации. Выбор дымохода для мощностей 32-45 кВт можно провести по табл. внизу на рис. Промежуточные значения вычисляются как среднее геометрическое, не среднее арифметическое!

Общие правила расчета таковы:

  1. Высотой дымохода считается расстояние по вертикали от пода топки (головки горелки) до устья дымовой трубы;
  2. Изгибы дымового канала не учитываются, если дымоход выполнен согласно СНиП 41-01-2003, см. выше;
  3. Увеличение тяги путем наращивания дымохода без увеличения его просвета неээфективно;
  4. Высокий узкий дымоход наиболее склонен к пульсации тяги;
  5. На мощностях свыше 12 кВт, если дымоход с шибером, минимального расхода топлива легче добиться с дымоходом наибольших из возможных высоты и сечения канала;
  6. Для приборов мощностью до 10 кВт следует, наоборот, выбирать как можно более низкий и узкий дымоход, как наименее подверженный действию ветра, т.к. напор газов от маломощной топки/горелки слаб против задувания в трубу.

Смешанная система с горизонтальными и вертикальными печными дымоходами (дымооборотами) и инжекционными отверстиями.

Данная система печных дымоходов является по своей сути многооборотной и имеет несколько горизонтальных и вертикальных каналов. Без инжекционных отверстий эта система вообще бы не работала. Рассмотрим процессы, происходящие в этой системе дымоходов, без инжекционных отверстий. Во время горения топлива образуется тяга. Под воздействием тяги дымовые газы проходят по всем каналам, отдавая тепло массиву печи. Над горизонтальными каналами расположены колпаки, в которые поднимается часть дымовых газов. Газы во время движения охлаждаются, отдавая тепло вертикальным каналам и сводам колпаков, становятся тяжелее и уходят обратно в горизонтальные каналы. При этом дымовые газы отдают максимум теплоты стенкам печи. Этот процесс происходит в каждом колпаке. Но последствием этого является сильное переохлаждение дымовых газов, что приводит к уменьшению тяги. Для усиления тяги и служат инжекционные отверстия, обеспечивающие саморегуляцию тяги. Отверстия проделываются в своде топки и в горизонтальных каналах. Процесс саморегуляции происходит следующим образом. При уменьшении тяги и температуры газов в горизонтальных каналах создается разряжение, через инжекционные отверстия из топки и из нижележащих каналов засасываются горячие газы, увеличивая тем самым температуру газов, тяга при этом увеличивается. Дымовые газы перестают поступать в инжекционные отверстия при достижении нормальной температуры , давлении и скорости их движения. Инжекционные отверстия делаются сечением 15 – 20 см 2 , через каждые 70 см.

Печи с такой системой д ымоходов равномерно нагреваются от низа до верха. Нет резких перепадов температуры в помещении. Понижение температуры внутри помещения составляет 2 – 4 ˚С за 12 часов, а за 24 часа 4 – 6 ˚ С. При наружной температуре минус 10 ˚С в хорошо утеплённом доме печь можно топить через 36- 48 часов. Но зимой печи с такой системой дымоходов необходимо топить регулярно.