Виды и конструкции
Как было сказано выше — трубы для дымоотводов котельных изготавливают из разных материалов. Трубы из кирпича или железобетона имеют общее конструктивное решение. А вот стальные – различаются на несколько типов.
Типы конструкций дымоходов:
- Колонные, классические. Самый популярный тип. Представляет собой колонну из стали с залитым в фундамент цоколем.
- Усиленные фермами. Используются для крупных промышленных котельных и ТЭЦ. Здесь ферма — металлическое сооружение из продольных и поперечных стержней – стыкуется с анкерной корзиной и поддерживает дымоход большого диаметра и массы в вертикальном положении;
- Бескаркасные (упрощенные). Пример такой конструкции можно встретить в любом частном доме, оборудованном печью или отопительным котлом. Этот вариант отличается простотой в сборке и низкой стоимостью, состоит из самого дымоотвода и боровка-элемента, соединяющего его с камином или печью.
- Конструкции мачтового типа. Отличаются самой большой высотой и устанавливаются обычно в черте города. Ствол дымохода крепят к каркасу – колонне, усиленной металлическими растяжками;
- Встроенные. Выполняются в стене дома, чаще всего со стороны фасада. Роль поддерживающего каркаса и фундамента выполняет стена здания. Дымопровод крепится к каркасы специальными кронштейнами.
Обслуживание и чистка
Чистка канала – обязательная процедура, необходимая для поддержания требуемого уровня КПД котла. Сначала проводится осмотр. Измеряют температуру исходящих газов. Если показатель выше допустимой нормы, пора чистить канал. Применяют следующие способы:
- Химический. Используется специальный спрей, удаляющий небольшой слой сажи.
- Механический. Щетки и скребки применяют для широких дымоходов. В процессе чистки в дыхательных путях могут оседать частицы мелкой пыли, что опасно для здоровья.
- Аппаратный. Применяют гидравлическое или пескоструйное оборудование.
После проведения очистки параметры температуры замеряют снова.
Изготовление и установка дымохода
Промышленный дымоход – конструкция сложная. Проектировать и устанавливать ее должны исключительно специалисты.
Чертеж и схемы
Для примера приведу схему дымоотвода бытового отопительного котла (его можно отнести к упрощенным дымоходам) и промышленной трубы котельной.
Дымоход твердотопливного котла:
Один из проектов дымоотвода котельной:
Расчет размеров
В основе расчетов дымоотводов котельных лежат показатели ветровой нагрузки и вид тяги. Любая, даже самая маленькая ошибка приведет к сбою в работе всей системы. Высота трубы обычно определяется при естественной тяге, а затем проверяется по коэффициенту скорости рассеивания вредных газов. Величина этого коэффициента зависит от метеорологических особенностей и рельефа местности, температуры исходящих газов и скорости потока воздушных масс.
Высоту дымохода, необходимую для обеспечения необходимой естественной тяги, определяют равенством силы тяги и суммы сопротивлений газов проходящих по газоходам котла и дымоходу, кгс/м2.
Формула для расчета минимальной высоты трубы:
Как видите, формула довольно сложная, расчетом должен заниматься специалист. Здесь:
- А – параметр, характеризующий метеорологию региона;
- Мi – масса газов, выходящих из трубы за еденицу времени;
- Спдкi и Сфi – показатели концентрации различных веществ, содержащихся в дыму;
- F – скорость оседания частиц;
- V – объем выходящего газа;
- Т-разница температур воздуха входящего в трубу и выходящего из нее.
Все значения берем из документации, прилагаемой к оборудованию.
Для металлических труб есть еще одно правило: если расход многозольного топлива не более 5 тонн в сутки, то высота дымоотвода может быть меньше 30 м. Нарушение этого правила значительно сокращает срок эксплуатации трубы.
Для промышленных котельных приняты специальные стандарты соответствия материала, дымохода, его диаметра и высоты:
Таблица стандартов:
| Материал | Высота, м | Диаметр верхнего отверстия , м |
| Кирпич | 30-70 | 0,6-8 |
| Железобетон | до 300 | до 10 |
| Сталь | 30-40 | 0,4-1 |
Диаметр дымоотвода зависит от массы топлива, сжигаемой за определённый промежуток времени. При расчете учитывают величину скорости газов на выходе из трубопровода. Этот показатель лежит в пределах от 15-20м/с при естественной тяге до 35-40 м/с при искусственной.
Экология требует соблюдения многих норм и правил при работе котельных. В частности -суммарный коэффициент загрязнения атмосферы не должен превышать 30%. Для этого при расчете следует учесть мощность котельной. Например, для котельной с мощностью 1100 кВт выбирается высота – 13 м, для мощности 12000 кВт – 28м.
Вычисление самотяги
Определяем степень охлаждения газа на 1 м дымохода. Учитывая, что за час печь расходует 10 кг топлива, рассчитываем мощность: Q =10∙3300∙1.16 = 38.28 кВт.
Тепловой коэффициент нашей трубы ─ 0.34. Следовательно, потери на одном метре: 0,34:0.196=1,73 градусов.
Отсюда получаем газовую температуру у выхода из ствола 3 м (из 5 м общей трубы исключаем 2 м печи): 150-(1.73∙3)=144,8градусов.
Значение самотяги при определении плотности воздуха, при 0 градусов ─ 1.2932, при 144,8 градусов ─ 0,8452. Вычисляем: 3∙(1,2932-0,8452). Итак, естественный напор газов ─ 1,34 ммН2О. Для эффективного использования дымохода вполне достаточно таких характеристик.
Описание дымохода из нержавеющей стали
Дымовой канал из нержавеющего металла может быть укомплектован по-разному, поэтому целесообразно рассмотреть все виды обсуждаемой конструкции.
Виды труб из нержавейки
Чтобы оборудовать печь дымоходом из нержавеющего металла, потребуется делать выбор между тремя вариантами:
- однослойное стальное изделие;
- нержавеющая гофрированная труба;
- двухконтурная конструкция из нержавеющего металла (сэндвич-труба).
Толщина однослойных дымовых труб может составлять от 0,6 до 2 мм. Покупка изделия не ударит по карману, но надо иметь в виду, что применение таких изделий допустимо не во всех случаях.
Дымоход из однослойной нержавеющей стали требует тщательного утепления дома
О двухконтурной трубе из нержавеющей стали говорят как о самой надёжной конструкции. Сэндвич-система способна хорошо функционировать, будучи смонтированной как внутри дома, так и за его пределами. Это заслуга промежуточного слоя изделия — негорючего материала, удерживающего тепло. Им может быть обычная минеральная вата.
Сэндвич-труба отлично удерживает тепло и поэтому может быть смонтирована снаружи дома
Гофрированная нержавеющая труба
На гофрированную трубу рассчитывают, если нужно создать дымовой канал с криволинейными переходами. Изделие, сделанное из гофрированной нержавеющей стали, без проблем работает, даже нагреваясь до 900 градусов. Оно хорошо выводит газы, образующиеся в результате сжигания топлива, и поэтому пользуется большим спросом.
Гофрированную трубу берут, зная, что обычное стальное изделие не сможет обеспечить необходимый изгиб канала
Труба из нержавеющего металла с гофрированием активно применяется при установке отопительного оборудования, в том числе газовых котлов.
Гофрированная труба из нержавеющей стали изгибается как угодно и поэтому становится незаменимой в целом ряде случаеы
Таблица: технические параметры гофрированной трубы из нержавейки
| Характеристики | Показатели |
| Рабочая температура | От -50 до +110 ºС |
| Давление при рабочей температуре в + 110 ºС | 15 бар |
| Радиус изгиба | 2,5–15 см |
| Теплопроводность | 17 Вт/м*К |
| Коэффициент шероховатости поверхности | 0,008 |
Последняя характеристика означает, что внутренние стенки изделия очень гладкие и поэтому защищены от излишнего загрязнения.
Преимущества применения гофрированного нержавеющего дымохода
Дымоход из гофрированной нержавеющей стали заслужил хорошую репутацию, потому что:
- просто устанавливается и не требует использования особого строительного инструмента;
- добросовестно служит в течение 30 лет;
- обладает прекрасной гибкостью и стойкостью по отношению к вибрации;
- не ржавеет и не покрывается плесенью;
- относительно мало весит;
- не повреждается из-за гидравлических ударов;
- выдерживает воздействие низких температур.
Диаметр и стандарты труб из нержавейки
Стальные нержавеющие трубы отличаются размерами. Неодинаковыми могут быть величина условного прохода, наружный диаметр и толщина стенок трубопровода.
Трубы из нержавеющей стали выпускаются в широком ассортименте типоразмеров
Таблица: параметры нержавеющих стальных труб
| Проход, мм | Наружный диаметр, мм | Толщина стенок, мм | Масса трубы длиной 1 м, кг | ||
| Стандартные трубы | Усиленные трубы | Стандартные трубы | Усиленные трубы | ||
| 10 | 17 | 2,2 | 2,8 | 0,61 | 0,74 |
| 15 | 21,3 | 2,8 | 3,2 | 1,28 | 1,43 |
| 20 | 26,8 | 2,8 | 3,2 | 1,66 | 1,86 |
| 25 | 33,5 | 3,2 | 4 | 2,39 | 2,91 |
| 32 | 42,3 | 3,3 | 4 | 3,09 | 3,78 |
| 40 | 48 | 3,5 | 4 | 3,84 | 4,34 |
| 50 | 60 | 3,5 | 4,5 | 4,88 | 6,16 |
| 65 | 75,5 | 4 | 4,5 | 4,88 | 6,16 |
| 80 | 88,5 | 4 | 4,5 | 8,34 | 9,32 |
| 100 | 114 | 4,5 | 5 | 12,15 | 13,44 |
| 125 | 140 | 4,5 | 5,5 | 15,04 | 18,24 |
| 150 | 165 | 4,5 | 5,5 | 17,81 | 21,63 |
Расчет высоты по тяге
Этот показатель очень важен для котлов, работающих на твердом топливе. Минимальную необходимую высоту дымохода для создания нормальной естественной тяги производители такого оборудования обычно указывают в инструкции по его монтажу. Однако в случае необходимости расчет высоты дымохода по тяге можно выполнить и самостоятельно.
Использовать для этого нужно такую формулу:
hc = H*(pв — pг).
Здесь H — высота дымохода от патрубка твердотопливного агрегата, pв — плотность воздуха, pг — плотность СО.
Плотность воздуха для расчета по этой методике определяется так:
pв =273/(273 + t)*1.2932, где
1.2932 — плотность воздуха при принятых стандартных условиях, а t — температура в котельной (обычно +20 С°).
Параметр ρг же из формулы определяется по специальным таблицам с использованием такой формулы:
Yср = (Y1 + Y2)/2, где
Y1 — t угарных газов на входе в дымоход, согласно технологической документации, а Y2 — t газов на выходе из трубы. Последний параметр определяется по следующей формуле:
θ2=θ1 — НВ/√(Q/1000), где
Q — мощность нагревательного агрегата, а коэффициент В имеет значение:
- для «сэндвич»-трубы оцинкованной — 0.85;
- для обычной стальной — 0.34;
- для кирпичной — 0.17.
Обслуживание и чистка
В процессе эксплуатации котельных дымоходы изнашиваются, поэтому им постоянно требуется техническое обслуживание и ремонт. Этими работами занимаются рабочие со специальными навыками и знаниями.
Наиболее подверженная часть дымохода — оголовок, т.к. на него оказывается давление изнутри, воздействуют температура и окружающая среда. В случае разрушения можно провести точечный ремонт кирпичной кладки или бетонной конструкции. При сильном уроне придется отстроить их заново.
При появлении трещин на кирпичных и бетонных дымоходах трещины и щели заделывают специальными растворами, разрушенные кирпичи меняют на новые. В случае повреждения металлических секций дымохода проводят их замену.
Наиболее подвержено разрушению защитное внутреннее покрытие, называемое футеровкой. Оно требует к себе постоянного пристального внимания, периодических осмотров и диагностики. При выявлении нарушения целостности рабочие осуществляют затирку поврежденных участков. Если точечным ремонтом ситуацию спасти не удается, производится полная замена покрытия.
Еще одной обязанностью специалистов является ремонт стяжных колец во избежание их растрескивания. Если вернуть функциональность старого элемента не представляется возможным, устанавливают дополнительные кольца.
Обслуживание включает в себя покраску поверхности дымоходов. Такие работы подразумевают применение метода промышленного альпинизма, т.к. он наиболее эффективен в плане использования механизмов и дополнительного оборудования.
Т.к. через трубу дымохода проходят не только дым и газы, но и пепел с сажей, в процессе эксплуатации происходит наслоение этих элементов на стенках, в результате проходимость будет снижена или полностью исчезнет. Для предотвращения такой ситуации периодически проводится чистка внутренней трубы бригадой специалистов.
Чистка бывает механической и химической. В первом случае процедуру применяют, если труба не слишком высокая и оборудование способно справиться с засором. Однако наиболее востребовано очищение химическими средствами, т.к. это позволяет без труда достичь любого участка внутри конструкции и избежать механических повреждений поверхности трубы.
Самая сложная и затратная часть обслуживания — демонтаж дымовой трубы котельной вследствие окончания срока службы или невозможности восстановить повреждения посредством капитального ремонта.
Как устроен дымоход
В случае, если конструкция дымохода не соответствует техническим требованиям, сажа, пепел, дым, копоть оседают на стенках канала, забивают его и затрудняют отвод газов. Избежать данной ситуации можно только соблюдая все нормы и правила устройства промышленных дымоходов.
Основные элементы котельной с кирпичной трубой:
- Фундамент (цоколь);
- Ствол;
- Молниеотвод;
- Футеровка.
Кладка ствола выполняется поэтапно, по 5-7м. Толщина стенок уменьшается в направлении снизу вверх. Ее минимум -180мм. Трубы имеет форму конуса (для придания устойчивости). Низ конструкции изнутри футеруют огнеупорным кирпичом. Между футеровкой и трубой оставляют зазор, компенсирующий тепловые расширения материала.
В цоколе обычно устраиваются окна для газоходов (их называют боровами). В газоходах организовываются проходы для осмотра.
Общая высота кирпичных дымоотводов 30-70м, диаметр – от 0.6м.
Элементы котельной с металлической трубой:
- Ствол;
- Растяжки;
- Чугунная плита;
- Фундамент.
Стальные трубы для котельных производятся из листовой стали, толщиной от 3 до 15мм. Отдельные участки трубы соединяются с помощью сварки. Чугунная плита закрепляется на фундамент, к ней монтируется ствол. Для обеспечения устойчивости конструкции на высоте равной 2/3 от высоты общего дымохода, устанавливают растяжки. Растяжка — это стальной канат, из проволоки диаметром 5-7мм.
Высота металлической трубы – не более 30- 40м. Диаметр – 0.4-1м. Основное достоинство – легкость, простота монтажа и демонтажа и низкая цена элементов конструкции. Основной недостаток стали — весьма короткий срок службы (обычно до 10-25лет).
Кроме металлических и кирпичных, дымовые каналы для котельной могут быть железобетонными. Железобетонные трубы прочны, но обладают низкой коррозионной стойкостью, поэтому выполняются с укладкой внутренней отделки, защищающей внутренние стенки канала от агрессивных газов.
Согласно СНиП высота любой трубы котельной должна быть на 5м выше конька кровли любого здания, находящегося на расстоянии до 25 метров. Эту величину можно увеличивать, но уменьшать нельзя.
Показатели для практического аэродинамического расчета дымовой трубы
Дымовые трубы котельных и частных домов с твердотопливным котлом (каминами) требуют проведения тщательного вычисления с учетом ряда показателей:
- климатических особенностей данной местности;
- рельефа местности и типа грунта, на котором возводится постройка;
- региональной сейсмической активности;
- скорости ветров и норм выпадения осадков, а также критических величин;
- типа кладки печи;
- динамических колебаний оборудования;
- материала, из которого построят дымовую трубу, и его температурного расширения;
- вида топлива, его теплоотдачи;
- технических характеристик, присущих котлу;
- температуры газов на выходе.
Оперируя такими данными, можно просчитать:
- высоту сооружения;
- оптимальный диаметр;
- допустимую массу, которую может иметь возводимая дымовая труба и, следовательно, выбрать материал, подходящий для обустройства конструкции.
Результаты расчетов позволят определиться с диаметром будущего дымохода, его высотой и массой
Правильно просчитанная высота и проходимость, подбор формы и материалов поспособствуют естественной тяге, обеспечивая хорошую теплоотдачу. Правильному расчету способствует привлечение профессиональных специалистов. Проявление небрежности обернется конструкционными ошибками, вследствие которых:
- внутренние поверхности будут подвергаться чрезмерному оседанию сажи и золы;
- внутреннее сечение будет постепенно уменьшаться, что приведет к ослабеванию тяги и проникновению угарных газовых образований во внутренние помещения;
- возрастет возможность возгорания накапливающихся смол и деформации трубы, вызванной температурными перепадами;
- повысится пожароопасность.
Почему рассматриваются именно твердотопливные приборы?
Всё просто – с ними в этих вопросах всегда больше проблем, если сравнивать с газовыми. Поясним почему:
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.
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.
- 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.
Расчётные работы и экологические требования
Существует ряд общих требований, которые необходимо соблюдать при проектировании дымоходов.
Аэродинамические характеристики газоотводящего ствола должны обеспечивать естественную тягу. В зависимости от используемого материала подбирают такие показатели высоты и диаметра трубы, которые позволяют продуктам горения подниматься вверх, не создавая эффекта опрокидывания тяги.
Для кирпичных дымоходов высота выбирается в диапазоне от 30 до 70 м, а диаметр – от 0,6 до 8 м. Трубы из листовой стали могут достигать в высоту максимум 40 м при диаметре от 0,4 до 1 м. Высота железобетонных конструкций может составлять 300 м, а их диаметр – до 10 м.
На расчёт высоты влияют метеорологические характеристики местности — среднегодовая ветровая нагрузка в данной местности, среднегодовая температура, влажность климата. Также при расчёте учитывается температура удаляемых продуктов горения.
Экологические стандарты предъявляют требования к параметрам дымоходов с учётом зольности используемого топлива, количества сажи и серных примесей в отводимых газах, суточного объёма сжигаемого энергоносителя. Правильно рассчитанные параметры трубы позволяют достичь оптимальной скорости рассеивания дыма без нанесения вреда окружающей местности.
Прочностные параметры дымохода определяются с учётом следующих факторов:
- внешние условия (сейсмоопасность региона, характеристики грунта, уровень атмосферных осадков, роза ветров);
- эксплуатационные характеристики (вес сооружения, износ конструкций, перепады температур).
Указанные критерии позволяют выбрать наиболее подходящий тип дымохода соответствующего размера, определить площадь и глубину заложения фундамента.
Расчет сечения дымохода для газового котла
Для точного определения параметров системы, через которую удаляются продукты горения, производятся сложные вычисления. При этом учитываются форма и материал трубы, средние значения температуры снаружи и внутри, шершавость стенок и другое. Однако рассчитать сечение дымохода (F, м²) с достаточной для практических целей точностью можно с помощью формулы:
F = (K ∙ Q) / (4,19 ∙ √ˉ Н),
- K – коэффициент от 0,02 до 0,03;
- Q – мощность котла в кВт, указанная в техпаспорте;
- Н – высота дымохода в метрах.
Полученный результат нужно проверить на соответствие СНИП 2.04.05-91 и при необходимости подкорректировать. В нормативном документе указано, что в зависимости от мощности внутреннее сечение дымохода круглой формы должно быть:
| Мощность, кВт | Диаметр, мм |
| 24 | 120 |
| 30 | 150 |
| 45 | 170 |
| 55 | 190 |
| 80 | 220 |
| 100 | 230 |
Для газовых котлов с прямоугольным дымоходом размер выбирается:
| Мощность, кВт | Сечение, мм |
| меньше 3,5 | 140×140 |
| 3,5 — 5,2 | 140×200 |
| 5,2 — 7,3 | 140×270 |
Возможна установка труб квадратной формы, если их параметры соответствуют требованиям, но следует учитывать, что им свойственно накапливать сажу. Поэтому такие изделия придется чаще чистить, иначе уменьшение отверстия негативно отразится на работе системы. Если к дымоходу предполагается присоединить два котла, сечение рассчитывается по их суммарной максимальной мощности.
Разновидности систем
Околофасадный дымоход
Тип несущей конструкции определяет категорию того или иного дымовывода. По этому показателю можно выделить:
- Самонесущие строения. Основу здесь составляют сэндвич-дымоходы. Особенностью последних является легкость монтажа на кровельном покрытии, где основание трубы опирается и закрепляется во внутреннем помещении здания. Системы имеют множество ограничений по применению начиная от температуры сгорающих продуктов и заканчивая химической неустойчивостью.
- Околофасадные конструкции закрепляют непосредственно на несущие стены строения, поэтому здесь не нужен дополнительный фундамент. Модули, из которых состоит труба, легко поддаются замене, поэтому такой вариант дымоотвода считается наиболее экономичным.
- Дымовыводы в виде колонн представляют собой кирпичные строения, в основании которых заложен мощный фундамент, обычно это круглые либо квадратные массивы, вертикально идущие вверх. Бывают колонны из металла, где в единый ансамбль собрано несколько строений, так называемая многоствольная система.
- Дымоотводы, собранные по принципу ферм, нашли применение в областях с неустойчивой сейсмической обстановкой, они имеют дополнительные опоры.
- Мачтовые строения состоят из опорной башни, растянутой на тросах, где внутри проходит одна или несколько труб.
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 .
Расчет параметров трубы
Для определения высоты и диаметра дымовой трубы для котельной необходимо выполнить аэродинамический расчет конструкции. Диаметр зависит от мощности отдельных котлов или в целом котельной. На горение топлива и эффективное удаление дыма огромное влияние оказывает тяга, для создания которой необходима постоянная подача воздуха в топку. Это обеспечивается как естественным, так и искусственным путем.
Если в систему встроен дымовой насос, то высота трубы решающего значения не имеет. Важен этот параметр в основном для учета вредных выбросов в атмосферу. Чтобы определить самотягу, нужен обязательный расчет и высоты, и сечения трубы.
Расчет высоты трубы при естественной тяге
Чтобы создать нормальную естественную тягу необходимо соблюсти условие равенства силы тяги и суммарного сопротивления, которое возникает во время продвижения дымовых газов по газоводным каналам котла и тракту дымовой трубы. Обеспечить такую тягу возможно при условии небольшого газового сопротивления, когда высота трубы не превышает 60 м.
Нормативными документами, регламентирующими расположение и расчет дымовых труб по высоте, являются СНиП41-01-2003, СП 7.13130.2009, рекомендации изложенные в инструкции к котлу, в частности, следующие их требования:
От колосников до верхней точки трубы не должно быть меньше 5 м.
Над плоской кровлей без высокого ограждения труба должна возвышаться не менее чем 0,5 м.
По отношению к высоте ограждения и конька крыши труба должна превышать их уровень на 0.5 м, если она находится в пределах полутора м от этих конструкций.
Когда дымоход удален от парапета и конька на расстояние от 1,5 до 3 м, его верхняя точка должна совпадать с их уровнем по высоте.
При неправильно подсчитанной высоте дымохода может возникнуть много проблем и главная – воздушные завихрения или зона ветрового подпора. Огонь в топке могут погасить сильные порывы ветра.
Выполнение правил пожарной безопасности также обязательное условие при проектировании трубы котельной. Необходимо изолировать конструкции, прилегающие к трубе. Чтобы искры из вентиляционных отверстий на трубе не попадали на кровлю в случае, когда она выполнена из горючего материала, высоту конструкции увеличивают на 0,5 м. Труба котельной должна быть удалена от высоких построек и деревьев минимум на 2 м.
Так как оптимальная тяга возникает за счет разности между суммарной плотностью газов, уходящих в дымоход и столбом воздуха снаружи равным по высоте, расчет выполняется по формуле:
Расчет довольно сложный, лучше, если его выполнят специалисты. Параметры, влияющие на высоту трубы:
Коэффициент А характеризует метеорологическую обстановку региона.
Мi – масса дымовых газов, которые проходят через трубу за единицу времени.
F – скорость с которой оседают частицы, образующиеся во время горения.
Спдкi и Сфi – показатели концентрации разных веществ в дымовом газе.
V – объем газа.
T – разница между температурами воздуха, поступающего в трубу и выходящего из нее.
Если котельная расположена в пристройке к дому, последний становится помехой. Необходимо, чтобы в этом случае оголовок трубы располагался выше зоны ветрового подпора. В противном случае функционировать нормально отопительное оборудование не сможет.
Чтобы определить, на какую величину нужно нарасти трубу, находят самую высокую точку на доме, проводят через нее прямую образовывающую угол 45 градусов с поверхностью земли. Пространство под этой линией – зона ветрового подпора, а дымоход должен располагаться над ней.
Расчет диаметра трубы
Для расчета диаметра трубы существует формула: S = m/(?r х w). Здесь m – расход топлива за 1 час, w – скорость движения дымовых газов, ?r — плотность воздуха в условиях работы, определяют его по формуле: pв = pBну х 273?273 х tос. Где tо – температура воздуха снаружи, pBну – плотность воздуха в нормальных условиях = 1,2932 кг/м3.
Пусть в котле сгорает 50 кг твердого топлива за час, тогда за секунду это будет 50 : 3600 = 0,013888 кг. Скорость движения дымовых газов – 2 м за сек. При температуре воздуха -4 градуса С плотность воздуха равна 0,6881кг на 1 куб. м. Тогда S = 0,013888 : (0,6881 х 2) = 0,010092 кв. м = 92 кв. см. Для круглого сечения d = v4 x 92 : 3,14 = 10,83 см.
Диаметр цилиндрического дымохода можно рассчитать и по другой формуле: d = 1000/1,163 x (r x QvH), где r — коэффициент, зависящий от вида используемого топлива. Для угля это 0,03, для дров 0,045, для газа 0,016, жидкого топлива — 0,024.
Как устроен дымоход
В случае, если конструкция дымохода не соответствует техническим требованиям, сажа, пепел, дым, копоть оседают на стенках канала, забивают его и затрудняют отвод газов. Избежать данной ситуации можно только соблюдая все нормы и правила устройства промышленных дымоходов.
Основные элементы котельной с кирпичной трубой:
- Фундамент (цоколь);
- Ствол;
- Молниеотвод;
- Футеровка.
Кладка ствола выполняется поэтапно, по 5-7м. Толщина стенок уменьшается в направлении снизу вверх. Ее минимум -180мм. Трубы имеет форму конуса (для придания устойчивости). Низ конструкции изнутри футеруют огнеупорным кирпичом. Между футеровкой и трубой оставляют зазор, компенсирующий тепловые расширения материала.
Общая высота кирпичных дымоотводов 30-70м, диаметр – от 0.6м.
Элементы котельной с металлической трубой:
- Ствол;
- Растяжки;
- Чугунная плита;
- Фундамент.
Стальные трубы для котельных производятся из листовой стали, толщиной от 3 до 15мм. Отдельные участки трубы соединяются с помощью сварки. Чугунная плита закрепляется на фундамент, к ней монтируется ствол. Для обеспечения устойчивости конструкции на высоте равной 2/3 от высоты общего дымохода, устанавливают растяжки. Растяжка — это стальной канат, из проволоки диаметром 5-7мм.
Высота металлической трубы – не более 30- 40м. Диаметр – 0.4-1м. Основное достоинство – легкость, простота монтажа и демонтажа и низкая цена элементов конструкции. Основной недостаток стали — весьма короткий срок службы (обычно до 10-25лет).
Кроме металлических и кирпичных, дымовые каналы для котельной могут быть железобетонными. Железобетонные трубы прочны, но обладают низкой коррозионной стойкостью, поэтому выполняются с укладкой внутренней отделки, защищающей внутренние стенки канала от агрессивных газов.
