Всё о дымоходах


Дымоходы теория и практика

Развитие

Повышение требований вызвало появление двухслойных дымовых труб

Рост использования установок, работающих на нефтепродуктах, вызвал появление новых требований к дымоходам. Кроме статической и противопожарной стойкости возникло требование по устойчивости к воздействию кислот, что привело к созданию двухслойных дымовых труб. Внутренняя труба из шамота выполняет требования касательно кислотоустойчивости, наружная оболочка Р требования по статической устойчивости, а обе вместе обеспечивают пожаробезопасность.

Сегодня это уже устарело

Одно и двухслойные дымовые трубы сегодня ещё допущены к эксплуатации и описаны в своде технических правил для однослойных дымовых труб. Тем не менее, для современных энергосберегающих установок они практически устарели.

Влияние энергетического кризиса

Энергетический кризис семидесятых годов повлёк за собой дальнейшее развитие техники сжигания топлива. В конце концов это привело к тому, что на рынке появились отопительные котлы с более высоким использованием энергии и более низкими температурами дымовых газов. Эта тенденция привела к созданию трёхслойных дымовых труб.

Трёхслойные дымовые трубы

В этих системах внутренняя труба из шамота окружена специальным слоем теплоизоляции, которая заботится о том, чтобы низкотемпературные дымовые газы в дымовой трубе не так сильно охлаждались и отводились через крышу без ущерба для строительных конструкций. При этом применение тепловой изоляции должно гарантировать требуемую подвижность внутренней трубы при её тепловом расширении.

Подача воздуха для горения

Наружные ограждающие конструкции современных зданий становятся всё более плотными, что предъявляет новые требования к дымовым трубам. Помимо удаления дымовых газов современные дымоходные системы обеспечивают также подачу приточного воздуха для поддержания процесса горения. В таких системах внутренняя тонкостенная керамическая труба окружена слоем воздуха, который движется в пространстве между керамической трубой и наружной оболочкой и при этом нагревается. Наружная оболочка состоит из лёгкого бетона.

Взгляд в прошлое

В те времена, когда огонь открыто горел в очаге в центре помещения, дымовые газы отводили от места их образования при помощи идущей наверх дымовой трубы. Эти первые образцы дымоходной техники сделали возможным и, по крайней мере, наполовину терпимым пребывание в отапливаемых помещениях, которыми по большей части были кухня, жилая или спальная комната. Дальнейшее развитие дымоходной техники всегда было тесно связано с развитием техники отопительной.

А сегодня?

Современные дымоходные системы должны быть так рассчитаны, чтобы исключить возникновение недопустимых нарушений в работе дымового тракта и опасности для человека. Их основной задачей является надёжное отведение через крышу вредных для здоровья человека компонентов продуктов сгорания, которые затем рассеиваются в атмосфере.

Устья дымовых труб старых зданий

 Ступени развития дымоходной техники

Переход от одного вида топлива к другому, от угля к мазуту, а затем газу, а также дальнейшее совершенствование установок, сжигающих топливо, их развитие от отдельных печей к установкам центрального отопления требовали также постоянных изменений в дымоходной технике.

Однослойная дымовая труба

В течение долгого времени в строительстве жилья наиболее востребованным вариантом отведения дымовых газов от места их образования была однослойная кирпичная дымовая труба. Позднее ей на смену пришла однослойная дымовая труба из готовых элементов (ДИН 18150), основным преимуществом которой перед предшественницей был простой и лёгкий монтаж.

Защита от огня

Высокие требования к дымовой трубе

Дымовые трубы относятся к строительным конструкциям, испытывающим воздействие наиболее сильных нагрузок. Это заложено в самом назначении этих конструкций. Дымовые трубы должны быть статически устойчивыми, стойкими к воздействию тепла, высоких температур дымовых газов, возгоранию сажи внутри дымовой трубы.

Требования к дымовым трубам по противопожарной защите

При температуре дымовых газов в дымовой трубе более 400?C её наружные поверхности, граничащие со строительными конструкциями из горючих материалов, не должны нагреваться выше 85?C. При возгорании сажи внутри дымовой трубы её наружные поверхности, граничащие со строительными конструкциями из горючих материалов, не должны нагреваться выше 100?C.

Предотвращение распространения огня

В случае возникновения пожара снаружи дымовая труба должна сохранить статическую устойчивость в течение минимум 90 минут, чтобы предотвратить распространение огня на другие этажи. При этом нельзя допустить передачу теплоты по наружной оболочке дымовой трубы и повышение температуры её поверхности на других этажах до опасных значени

Дымоходная система с интегрированной шахтой для подвода воздуха Самая современная дымоходная техника в настоящее время сочетает в себе нечувствительную к влаге дымоходную систему с интегрированной шахтой для подачи воздуха. К таким дымоходным системам могут подключаться только топливосжигающие устройства, работающие в независимом от воздуха помещения режиме. Область применения этих универсальных систем охватывает широкий спектр отопительного оборудования на различных видах топлива — от конденсационных котлов до установок большой мощности.

Соотношение потоков и давлений

Подъёмная сила вследствие разницы температур Циркуляция воздуха и дымовых газов

Из-за теплоты, выделяющейся в процессе горения топлива, дымовые газы имеют более высокую температуру, чем атмосферный воздух. В дымовой трубе и восходящих частях соединительных элементов возникает подъёмная сила, которая способствует движению дымовых газов и создаёт в дымовой трубе, соединительных элементах, а также в большинстве случаев в самом котле и в том помещении, где она установлена, разрежение.

Подъёмная сила в дымовой трубе

 Циркуляция воздуха и дымовых газов

Горелки, котлы и дымовые трубы связаны друг с другом системами подачи приточного воздуха и удаления дымовых газов. Приточный воздух забирается из атмосферы и вместе с топливом подаётся в топку для сжигания. Образовавшиеся при сжигании топлива дымовые газы отдают свою теплоту, а затем через соединительные элементы и дымовую трубу выбрасываются в атмосферу.

Точно соответствующие друг другу компоненты

В каждой установке для сжигания топлива все составные компоненты Р котёл, соединительные элементы, дымовая труба Р должны точно соответствовать друг другу. Только в этом случае гарантированы безупречные эксплуатационные условия в течение длительного срока. Ошибки в подборе оборудования могут привести к нарушению режима эксплуатации топливосжигающей установки, например, к неполному сгоранию топлива и образованию отложений сажи как внутри установки, так и в дымовой трубе с опасностью неконтролируемого возгорания сажи в любой момент. Кроме того, при неправильном расчёте параметров дымохода существует возможность того, что жильцы дома могут быть подвергнуты опасности вследствие выброса дымовых газов из теплогенератора. Следствием неправильного подбора оборудования может стать также обильная конденсация влаги, проникновение её через конструкцию дымовой трубы, образование подтёков и постепенное разрушение.

Соотношение давлений и напоров

Котлы с избыточным давлением должны быть хорошо изолированы, чтобы предотвратить попадание дымовых газов в помещение, в котором они установлены. Такие теплогенерирующие установки, как, например, атмосферные котлы, которые эксплуатируются только в режиме разрежения, нет необходимости полностью изолировать от окружающей среды и делать абсолютно плотными. В таких установках воздух из помещения может частично подсасываться в котёл через имеющиеся неплотности. При этом дымовые газы не попадают в окружающую среду. Тем не менее, современные атмосферные котлы имеют очень хорошую изоляцию, так как неплотности конструкции повышают потери теплогенерирующей установки и ухудшают её к.п.д. Подбор соответствующего диаметра  дымохода и соединительных элементов, а также точное соответствие дымовой трубы типу теплообменного аппарата гарантирует, что достигается необходимая для отведения образующихся дымовых газов подъёмная сила.

Атмосферные котлы и котлы с избыточным давлением

На соотношение давлений в топливосжигающей установке оказывают влияние такие факторы как тяга дымовой трубы, конструкция теплогенератора, а также тип используемой горелки. При использовании горелки с наддувом в теплогенерирующем аппарате может возникнуть избыточное давление.

Соотношение темпе ратур

Внимание при преодолении точки росы

 

Дымовые газы охлаждаются так сильно, что преодолевается температура точки росы дымовых газов, что ведёт к образованию конденсата как в соединительных элементах, так и в дымовой трубе.

Низкие температуры дымовых газов современных котлов

График показывает зависимость температуры точки росы дымовых газов от вида топлива и коэффициента избытка воздуха. Современные установки, сжигающие топливо, имеют в большинстве своём низкие температуры дымовых газов и характеризуются высокими значениями температуры точки росы из-за содержащегося в топливе водорода и низких значений коэффициентов избытка воздуха. При таких условиях особенно высока опасность выпадения конденсата вследствие охлаждения дымовых газов.

Расчёт температуры точки росы по EN 13384-1

Охлаждение дымовых газов внутри соединительных элементов дымовой трубы рассчитывается по уравнениям, приведённым в EN 13384-1 (DIN 4705 ч.1). Эти нормы требуют, чтобы для чувствительных к влаге дымовых труб температура внутренней стенки на верхней грани устья дымовой трубы лежала выше температуры точки росы дымовых газов. Охлаждение дымовых газов оказывает влияние на соотношение давлений и соотношение влажности в дымовой трубе.

Область применения

Дымовые газы охлаждаются

На своём пути от теплогенерирующей установки через соединительные элементы и всю конструкцию дымовой трубы дымовые газы охлаждаются. Потери тепла с дымовыми газами в дымовой трубе существенно зависят от следующих факторов: • Через тепловую изоляцию дымовой трубы • По высоте дымовой трубы • Через внутреннюю поверхность дымовой трубы • С движущимся потоком дымовых газов

Водяной пар должен отводиться При сжигании топлива с большим содержанием водорода, например, природного газа или мазута, выделяется большое количество водяного пара. Во избежание ущерба от воздействия влаги на строительные конструкции  дымохода этот водяной пар должен из неё отводиться. Дымовые газы, равно как и воздух, при температурах до 100°С могут содержать только ограниченное количество водяного пара. Это количество снижается со снижением температуры.

Расчёт диаметров дымовых труб

Правильный расчёт диаметров означает безупречное функционирование

Правильный расчёт диаметров дымовой трубы и соединительных элементов в совокупности с расчётом по EN 13384-1 (DIN 4705 ч.1) являются важнейшей предпосылкой для безупречного функционирования теплогенератора.

Изменение давления в дымовом тракте теплогенератора в зависимости от диаметра дымовой трубы

 Заниженный диаметр, растущее разрежение (тяга)

При выборе очень большого диаметра дымовой трубы за теплогенератором устанавливается относительно низкое разрежение, так как дымовые газы сильно охлаждаются. При уменьшении диаметра дымовой трубы разрежение увеличивается, возрастает подъёмная сила потока вследствие незначительного охлаждения дымовых газов. Аэродинамическое сопротивление потока невелико, так как скорость самого потока мала. При дальнейшем уменьшении диаметра тяга растёт очень медленно. Это объясняется тем, что с увеличением подъёмной силы заметно увеличивается и аэродинамическое сопротивление потока.

Низкие температуры дымовых газов

Температуры дымовых газов теплогенераторов могут быть значительно понижены при использовании нечувствительных к влаге дымовых труб, в которых допускается конденсация водяных паров. В этом случае больше не требуется поддерживать высокую температуру дымовых газов в устье дымовой трубы во избежание преодоления температуры точки росы и проникновения влаги через конструкцию дымовой трубы. Однако условие по соблюдению требований по давлению остаётся.

Обратите внимание на специальные требования

Рабочая область температур дымовых газов для нечувствительных к влаге дымовых труб — от 30° до 100°С. При проектировании и установке такой дымовой трубы обратите внимание на дополнительные требования, изложенные в соответствующем допуске к эксплуатации Немецкого Института Строительной Техники (DIBt). Эти требования появились как следствие особых нагрузок, возникающих при отведении дымовых газов с экстремально низкими температурами. К таким требованиям относится, например, обеспечение возможности отведения конденсата в основании дымовой трубы, дополнительная герметизация в области подключения элемента для осмотра и очистки дымовой трубы, а также предписание по дополнительной теплоизоляции в не отапливаемых помещениях и над крышей.

Расчёт поперечного сечения

Максимальная тяга Тяга достигает своего наивысшего значения тогда, когда при уменьшающемся поперечном сечении дымовой трубы уравновешиваются изменения подъёмной силы и аэродинамическое сопротивление. При дальнейшем снижении диаметра тяга снижается сначала медленно, а затем всё более круто. Равновесие давлений достигается, если подъёмная сила и аэродинамическое сопротивление соответствуют друг другу.

Три возможных режима эксплуатации дымовой трубы в зависимости от поперечного сечения

При выборе поперечного сечения дымовой трубы возможны три варианта:
• Область завышенных диаметров. Характеризуется в большинстве случаев достаточной тягой, но возникает проблема сильного охлаждения дымовых газов.
• Тяга в соответствии с расчётными параметрами. При этом достигается безупречное соотношение тяги и температуры потока дымовых газов.
• Область избыточного давления. Эксплуатация в этом режиме возможна только при использовании специальной дымовой трубы определённой конструкции, чтобы предотвратить попадание дымовых газов в помещение.

Диаграммы для расчёта поперечного сечения помогают избежать ошибок

Разработанные компанией Schiedel диаграммы для расчёта поперечного сечения дымовой трубы помогут Вам избежать ошибок. Эти диаграммы были разработаны в соответствии с требованиями DIN4705 ч.1 (EN 13384-1).

Итоги и перспективы Отсутствие проблем при высоких температурах дымовых газов

До начала 60-х годов прошлого века дымовые трубы были в большинстве своём однослойными. Теплоиспользующие установки того времени характеризовались высокими температурами дымовых газов. Такой режим не создавал каких-либо значительных проблем в эксплуатации дымовых труб. Однако, увеличение количества котлов, работающих на жидком топливе, привело к росту случаев ущерба и разрушения конструкций дымовых труб.

Снижение температуры — рост ущерба

Снижение температуры дымовых газов, уменьшение массового расхода дымовых газов и связанное с этим выпадение в дымовой трубе конденсата и кислот, вели к проникновению влаги через стенки трубы и образованию подтёков. Двухслойные и трёхслойные конструкции дымовых труб были разработаны как средство противостояния возникшим трудностям.

Снижение температур дымовых газов — увеличение количества проблем

Последние новинки в разработке котельной техники характеризуются ещё большим снижением температур дымовых газов. Конденсационные котлы используют скрытую теплоту парообразования дымовых газов и имеют очень низкие температуры дымовых газов на выходе из котла.

Выпадение конденсата не смотря на хорошую теплоизоляцию

Это означает, что температуры дымовых газов в дымовой трубе могут опускаться ниже температуры точки росы и поэтому нельзя исключить выпадение конденсата даже при хорошей теплоизоляции.

Многообразие установок для сжигания топлива

В последние годы значительно расширился ассортимент предлагаемых на рынке установок для сжигания топлива. Теплогенераторам на угле, дровах и торфе, противостоят сегодня современные конденсационные котлы с максимально возможным использованием теплоты сгорания топлива. Дымовые трубы для обслуживания такого рода нагрузок от разнообразного теплового оборудования должны быть стойкими к возгоранию отложений сажи, быть устойчивыми к очень высоким температурам, но при этом также справляться с проблемами, связанными с долговременным воздействием низких температур дымовых газов.

Требования Чтобы гарантировать долгосрочную эксплуатационную надёжность, дымовые трубы должны:
• Подходить для всех видов топлива
• Быть устойчивыми к воздействию кислот
• Надёжно противостоять возгоранию сажи
• Быть нечувствительными к влаге
Дымовые трубы для сегодня и завтра Дымовая труба должна нести решения этим фактам. Поэтому каждая новая дымовая труба выполняет не только требования сегодняшнего дня, но должна также рассчитываться с учётом узнаваемого будущего развития.

Материал с сайта bani-sauni-kamini.ru

_______________________________________

Дымоход своими руками

Как правильно сделать дымоход в доме своими руками 

Правильная организация системы дымохода — важнейший элемент в системе безопасности и комфорта. Неправильное устройство дымохода может привести к задымлению, обратной тяге и даже к пожару. В данной статье мы проясним ключевые моменты и ответим на главный вопрос: как сделать дымоход своими руками.

Теплоизолированный дымоход («сэндвич») — наиболее оптимальный вариант дымохода, препятствующий образованию конденсата в трубах, существенно снижающий скорость отложения сажи и имеющий очень долгий срок службы, в ходе которого дымоход не будет требовать за собой особого ухода.

Узнать о требованиях, предъявляемых к дымоходу, вы можете, обратившись к правилам, разработанным ВДПО и называемых «Правила производства трубо-печных работ».

Высота дымохода над крышей

На рисунке ниже представлены расстояния, которые необходимо соблюдать.

  • при монтаже на плоской кровле, труба должна выступать на высоту не менее 500 мм;
  • при расположении трубы на расстоянии менее 1.5 метра от конька, высота трубы по отношению к коньку должна быть не менее 500 мм;
  • при расположении трубы на расстоянии от 1.5 до 3 метров от конька, труба должна быть не ниже высоты конька кровли;
  • при расположении трубы на расстоянии 3 и более метров от конька, высота трубы должна быть не ниже линии, проведенной от конька вниз под углом к горизонту в 10º.

Схема установки дымохода в доме

Схема установки дымохода в доме.

Также следует заметить, что дымоходы в зданиях с кровлей из горючих материалов следует располагать выше конька крыши на 1 — 1.5 метра.

Порядок монтажа дымохода в доме своими руками

Порядок монтажа дымохода в доме

Рассмотрим монтаж дымохода своими руками на примере двухконтурной системы дымоходов. 

Монтаж дымохода в этом случае будет производиться снизу вверх, от отопительных объектов до дымохода. При данном монтаже, внутренняя труба входит внутрь предшествующей, и таким образом препятствует попаданию влаги на утеплитель. При монтаже используют герметик с рабочей температурой 1000 градусов и выше. Все стыки в системе должны быть сцеплены хомутами. Через каждые 2 метра нужно устанавливать кронштейны для крепления трубы. Горизонтальные участки дымохода не должны превышать длину в 1 метр. Также участки дымохода не должны соприкасаться с участками других коммуникаций (газ, электрическая проводка, трубопровод и другие).

Дымоход нуждается в чистке как минимум 2 раза за отопительный сезон. Поэтому предварительно следует сделать в нижней части дымохода дверцу или съемную часть.

Более качественную очистку, а также помощь в монтаже вам смогут оказать профессионалы, к помощи которых вы можете обратиться.

Варианты монтажа дымохода

Варианты монтажа дымохода.

Где следует размещать дымоход в доме

Обычно, трубы дымохода размещают вдоль внутренних стен или перегородок, главное, чтобы они были сделаны из негорючих материалов. Возможно также размещение рядом с домом, но для этого нужно будет специально утеплить трубу дымохода. Если же стены и перегородки не позволяют осуществить монтаж труб, то следует воспользоваться насадными дымовыми трубами (металлическими и другими).

Пример наружного дымохода

Материал с сайта stroitelstvosovety.ru