Дымоход для твердотопливного котла: монтаж дымоходов твердотопливных котлов

Одной из важнейших деталей котла, работающего на твердом топливе, считается дымоход. Через него отводятся в атмосферу топочные газы и сажа. Он обеспечивает высокую эффективность работы котла и большое КПД.
Интенсивная эксплуатация дымоходной трубы приводит к засорению. Уменьшается сечение, продукты горения не могут быстро проходить. В результате снижается тяга, устройство начинает работать в тяжелом режиме, уменьшается КПД.

Чтобы не происходило накопление сажи, а котел нормально функционировал, дымоходную трубу нужно изготавливать из соответствующих материалов по грамотно выполненным чертежам. Кроме того, очень важно правильно рассчитать диаметр и сечение.

Тяга

Когда система имеет недостаточную тягу, происходит плохое прогорание топлива. В результате происходит образование сажи. Она постепенно забивает проход трубы, уменьшая его сечение.

Можно конечно добиться усиление тяги, увеличив сечение дымоходной трубы. Но это не приведет к положительному результату. Тепло котла просто покинет помещение через трубу. Чтобы можно было регулировать тягу, котел оборудуется специальными заслонками.

Появление тяги основано на разнице температуры в помещение и окружающей среды. Тяга становится максимальной, когда наступают большие холода. Достаточно небольшой разницы температуры, чтобы продукты горения не оседали на поверхность трубы, а уходили в атмосферу. Это может произойти при одном условии. Дымоходную трубу нужно правильно спроектировать и установить.

Когда котел начинает работать, уличный воздух подается в топочный отдел. Благодаря чему, происходит поддержка процесса горения. Отработанные газы направляются в дымоход и стремительно выбрасываются наружу.

При недостаточном диаметре трубы, отработанные газы начинают накапливаться внутри топочной. В результате, очаг начинает затухать, в помещении наблюдается сильное задымление.

Сила тяги зависит от нескольких факторов:

1. Длина трубы.
2. Наличие поворотов.
3. Загибы.

К примеру, присутствие прямого угла в конструкции, сильно уменьшает ее проходимость. Это становится заметным, когда происходит уменьшение атмосферного давления. Чтобы исправить такую ситуацию, в тягу устанавливают специальный стабилизатор.

Тяга дымохода

Горение – это процесс окисления вещества кислородом. Без постоянного поступления кислорода к топливу во время этого процесса, горение вещества будет невозможным. В современных устройствах отопления существуют котельные установки, в которой осуществляется принудительное нагнетание воздуха для поддержания горения на должном уровне.

Применять такой принцип образования тяги при использовании твердотопливных котлов совершенно не обязательно. Благодаря разнице в давлениях между очагом и наивысшей точной дымохода воздух самостоятельно циркулирует в такой системе без дополнительной “помощи” извне.

Кроме этого температура горячих газов благодаря конвекционным силам позволяет им устремляться вертикально вверх, что дополнительно увеличивает тягу.

Конструкция дымохода для твердотопливных котлов

Дополнительные особенности дымохода

Он должен не реагировать на большую температуру. Поэтому в твердотопливном котле устанавливают дымоход, изготовленный из особо термостойких материалов. Когда в таком котле сгорает уголь или дрова, температура дыма намного превышает температуру сгорания газа. Например, температура дыма газового котла не превышает 200 градусов. При сгорании древесины, температура может превышать 300 градусов. Если котел отапливается углем, температура достигает 600 градусов. Иногда происходит скачок температуры. Она начинает повышаться при распалке.

Запрещается проводить распалку камеры горения твердым топливом, бензином, а также другими горючими веществами. Этот вариант может стать причиной возгорания сажи из-за прогоревшего дымохода. Категорически запрещается подобным образом пытаться удалить загрязнения.

Как рассчитать сечения дымохода

При выборе, нужно предварительно измерить, имеющееся сечение патрубка. Он должен иметь такие же размеры. Желательно чтобы размеры совпадали. Если диаметр будет больше, произойдет падение давления, уменьшится сила тяги. Запрещается работа двух твердотопливных котлов с одним дымоходом. Каждый должен быть оборудован отдельной трубой. При правильном подборе диаметра, а также грамотно произведенном монтаже, всегда будет хорошая тяга.

Размер сечения (кв. м) определяется по формуле:

объём расходуемого топлива (м3/с) / скорость газов.

Дымоход может иметь разную форму сечения:

• Круг.
• Прямоугольник.

Для нормальной работы можно воспользоваться любым вариантом, однако круглое сечение все же намного предпочтительней. При движении дыма внутри трубы, происходит его спиральное закручивание. Любая посторонняя деталь в трубе, создает противодействие движению газового потока.

Если внутренняя поверхность трубы будет шероховатой, произойдет уменьшение скорости газа. Когда дым при круговых движениях, сталкивается с прямым углом, происходит резкая смена траектории, возникает перемешивание. В результате сажа оседает в углах.

Потребуется постоянная, тщательная чистка.

Образование конденсата

При оптимальных условиях работы котла (температура отходящих газов при входе 120-130°С, при выходе из устья трубы — 100-110°С) и прогретой дымовой трубе водяные пары уносятся вместе с дымовыми газами наружу. При температуре на внутренней поверхности дымовой трубы ниже температуры точки росы газов, водяные пары охлаждаются и оседают на стенках в виде мельчайших капель. Если это повторяется часто, кирпичная кладка стен дымовых каналов и трубы пропитывается влагой и разрушается, а на наружных поверхностях трубы появляются черные смолистые отложения. При наличии конденсата резко ослабевает тяга, в помещениях ощущается запах гари.

Уходящие дымовые газы по мере охлаждения в дымоходах уменьшаются в объеме, а водяные пары, не изменяясь в массе, постепенно насыщают уходящие газы влагой. Температура, при которой водяные пары полностью насытят объем уходящих газов, т е. когда относительная влажность их будет равна 100 % — является температурой точки росы: содержащиеся в продуктах сгорания водяные пары начинают переходить в жидкое состояние. Температура точки росы продуктов сгорания различных газов – 44 -61°С.

Образование конденсата

Если газы, проходя по дымовым каналам, сильно охлаждаются и понижают свою температуру до 40 – 50°С, то на стенках каналов и дымовой трубы оседают водяные пары, образующиеся в результате испарения воды из топлива и сгорания водорода. Количество конденсата зависит от температуры уходящих газов.

Трещины и отверстия в трубе, сквозь которые проникает холодный воздух, также способствуют охлаждению газов и образованию конденсата. Когда сечение канала трубы или дымохода выше требуемого, дымовые газы поднимаются по ней медленно и холодный наружный воздух охлаждает их в трубе. Большое влияние на силу тяги оказывает также поверхность стенок дымоходов, чем они глаже, тем сильнее тяга. Шероховатости в трубе способствуют снижению тяги и задерживают на себе сажу. Образование конденсата зависит также от толщины стенок дымовой трубы. Толстые стенки медленно прогреваются и хорошо сохраняют тепло. Более тонкие стенки нагреваются быстрее, но плохо сохраняют тепло, что приводит к их охлаждению. Толщина кладки кирпичных стенок дымовых труб, проходящих во внутренних стенах здания, должна быть не менее 120 мм (полкирпича), а толщина стенок дымовых и вентиляционных каналов, расположенных в наружных стенах здания, — 380 мм (полтора кирпича).

Большое влияние на конденсацию водяных паров, содержащихся в газах, оказывает температура наружного воздуха. В летнее время года, когда температура относительно высокая, конденсация на внутренних поверхностях дымовых труб слишком мала, так как их стенки долго остывают, поэтому с хорошо прогретых поверхностей дымовой трубы влага мгновенно испаряется и конденсат не образуется. В зимнее время года, когда наружная температура имеет отрицательное значение, стенки дымовой трубы сильно охлаждаются и конденсация водяных паров увеличивается. Если дымоход не утеплен и сильно охлаждается, возникает повышенная конденсация водяных паров на внутренних поверхностях стенок дымовой трубы. Влага впитывается в стенки трубы, что вызывает отсыревание кладки. Особую опасность это представляет в зимнее время, когда под действием морозов образуются ледовые пробки в верхних участках (в устье).

Не рекомендуется присоединять навесные газовые котлы к дымовым трубам больших сечений и высоты: ослабевает тяга, на внутренних поверхностях образуется повышенный конденсат. Образование конденсата наблюдается и при присоединении котлов к очень высоким дымовым трубам, так как значительная часть температуры дымовых газов расходуется на прогрев большой поверхности теплопоглощения.

Из каких материалов должны изготавливаться вытяжные трубы

При большом разнообразии материалов, для работы дымохода можно использовать только несколько видов. Основными являются:

• Кирпич.
• Металл.
• Керамика.

Такой трубе не страшен конденсат и любые атмосферные явления. Отвод конденсата происходит через специальное сливочное отверстие. Иногда для этого под концом лейки делают дополнительную емкость. Дымоходную трубу из керамики устанавливают на фасаде или внутри здания.

Дымоход марки «Schiedel Uni», если произойдет возгорания сажи, способен справиться с такой термической нагрузкой. При горении сажа нагревается до температуры 1100 – 1200 градусов.

Недостатки керамики

Не отличаются красивым внешним видом. Их стоимость намного выше стальных аналогов. Чтобы установить такие трубы, требуются строительные навыки и опыт. Эти трубы остаются популярными у потребителей, имеющих небольшой уровень дохода.

Металлический дымоход

Для его изготовления используют обычную сталь или нержавейку. К сожалению, стальные дымоходы, не могут противостоять

агрессивной среде. Когда котел будет работать постоянно, труба в очень короткое время станет непригодной для работы, она может быть причиной возникновения пожара.

В состав применяемой нержавеющей стали входят специальные добавки, состоящие из нескольких химических элементов

• Титан.
• Никель.
• Молибден.

Именно они спасают нержавейку от коррозии. Для установки

в котлах используются, следующие марки стали:

• 316.
• 316 L.
• 321.

В их состав входят вещества, позволяющие стали выдержать температуру в пределах 700 – 800 градусов. Эти марки стали, не боятся появления конденсата, они нейтральным к кислотам, не вступают в реакцию с другими агрессивными веществами.

Стоимость дымохода, сделанного из нержавейки доступна среднему покупателю. Он считается наиболее подходящим для установки в котле на твердом топливе.

Стеклянный дымоход

Встречается очень редко. К его положительным качествам можно отнести:

• Невысокая тепловая инертность.
• Никогда не появляется коррозия.
• Оригинальный вид.

Стоимость подобной конструкции очень высока. Поэтому она встречается очень редко. Кроме того, ее монтаж очень трудоемок и стоит больших денег.

Устройство и монтаж

Когда проводится монтаж металлического дымохода, работы начинаются снизу, постепенно двигаясь вверх. Трубы можно соединять несколькими путями:

• По движению дыма.
• По конденсату

Когда котел подключается к дымоходу согласно первому варианту, монтаж происходит от котла. Второй вариант, наоборот, к котлу. Металлическое сооружение состоит из нескольких деталей:

1. Стакан.
2. Сэндвич трубы.
3. Сборник конденсата.
4. Искрогаситель.
5. Оголовок.
6. Очиститель.

Чтобы создать надежное соединение устанавливаются:

• Переходники.
• Тройники.

Стыки скрепляются хомутами с внешней стороны.

Устройство дымохода

• Дымоход. Цилиндрический или прямоугольный участок, через который из котла выводятся продукты горения. Должен изготавливаться из прочного и устойчивого к нагреву материала.
• Сборник конденсата. Из курса физики все помнят, что разогретый воздух при соприкосновении с холодной поверхностью образуется на ней конденсат – небольшие скопления влаги. Чтобы капли воды не стекали в котел, дымоход нужно оборудовать средством для их удаления из системы. Сборник конденсата оборудуется в нижней его части, который не контактирует с котлом напрямую, а соединяется через тройник.
• Шибер – заслона для прекращения подачи воздуха в систему из котла. Шибер необходим для экономной работы – чтобы после прекращения работы котла блокировался выход теплого воздуха во внешнюю среду.

Это типовая дымоотводная схема. При работе с конкретными материалами она может иметь небольшие отличия и дополнения. К примеру, стальные дымоотводы оснащают компенсатором линейной деформации. Он отвечает за герметичность и надежность системы, потому что постоянные циклы нагрева и охлаждения ведут к расшатыванию дымохода. Это снижает плотность состыковки компонентов.

Технологические требования

Необходимо соблюдать следующие технические требования:

• Должен быть предусмотрен специальный участок, чтобы разогнать дым. Он представляет собой вертикальную трубу, устанавливаемую за патрубком твердотопливного котла. Разгоночный участок делается высотой один метр.
• Дымоход устанавливается только вертикально. Допускается отклонение не более 30 градусов.
• Запрещается наличие прогибов.
• Очень важна длина (3 — 6 метров).
• Допускается наличие трех горизонтальных участков. Причем длина каждого не должна превышать полметра.
• Возвышение оголовка над крышей должно превышать 100 см.
• Крепление трубы к стене, выполняется с шагом 1,5 метра.
• Для создания герметичного стыка, трубы обильно смазывают термостойким герметиком.

Чтобы получить идеальную тягу, необходимо чтобы в конструкции дымохода было минимальное количество поворотов. Наилучшим считается ровная труба.

Дымоход можно устанавливать внутри здания или за его пределами. Для первого варианта, необходимо защитить трубу, чтобы она не соприкасалась с горючими материалами. Используется специальный металлический экран, устанавливаемый в месте прохождения трубы через перекрытие. Дымоход должен находиться от стены на расстоянии более 25 см.

Намного безопаснее выглядят наружные конструкции. Их намного проще обслуживать. Мастера считают этот метод самым предпочтительным.

Высота трубы

Этот размер определяется СНиП, который устанавливает определенные параметры:

• Если кровля имеет плоский вид, дымовая труба должна над ней возвышаться на 1,2 метра.
• Если дымоход расположен около конька, а расстояние менее 1,5 метра, он должен возвышаться над коньком на 0,5 метра и более.
• При расположении трубы в диапазоне 1,5 — 3 метра до конька, она не должна находиться ниже линии конька.
• Если расположение дымовой трубы от конька превышает 3 метра, ее высота должна находиться на линии, проходящей от конька, выдержав угол 10 градусов, относительно линии горизонта.

Для определения высоту дымохода учитывается большое количество показателей. Параметры, представленные выше касаются только газового оборудования. Чтобы осуществить точный расчет необходимо воспользоваться услугами специализированной компании.

Техника противопожарной безопасности

Устанавливать дымоход разрешается в соответствии с требованиями:

СНиП 2.04.05–91У.

ДБН В 2.5-20–200.

НАПБ А.01.001–2004.

Монтаж должны проводить только профессионалы. Сечение дымохода должно соответствовать значению, указанному производителем в инструкции, прилагаемой к котлу.

Требуемая высота дымохода обычно рекомендуется производителем, или она должна превышать 5 метров.

Если имеется горизонтальный участок, его длина не должна превышать один метр.

В конструкции необходимо предусмотреть возможность отвода конденсата, а также очистку дымоотводящего канала.

Как подключить дымоход

Все соединения деталей к патрубку твердотопливного котла выполняются термостойким герметиком, выдерживающим температуру в пределах 1250-1500 градусов.

Когда нет соответствия диаметра дымохода с размером дымоходного выхода, устанавливается переходник, чтобы создать плотный стык.

Как собираются детали

Любые одностенные, а также сэндвич, имеющие утепление, собираются только одним вариантом: «труба вставляется в трубу». Узлы соединения деталей дымохода не требуют установки дополнительных хомутов.

Если конструкция изготовлена из специальной, нержавеющей стали, сборка проводится только по конденсату. В этом случае, конденсат, а также возникающие смолянистые отложения, никогда не попадут наружу, они будут стекать вдоль стенок трубы непосредственно в конденсатоотвод.

Если в дымоходе используется ревизия и установлены тройники, сборка всех деталей выполняется «по дыму». Сборка вертикальных деталей, отходящих от тройника, проводится «по конденсату».

Если необходимо провести гильзовку канала, зазор, образовавшийся между трубой и каналом, должен быть больше 4 см. Он необходим, когда происходит расширение металла при нагревании.

Чтобы детали сэндвич дымохода имели более жесткое крепление, устанавливают заклепки или вкручивают саморезы.

Фиксация дымохода

Труба крепится к стене только специальными материалами.

Одностенная конструкция должен крепиться с шагом крепления 1,5 метра на всех вертикальных отрезках трубы.

Если сэндвич дымоход не имеет опорной конструкции, необходимо обеспечить фиксацией каждый элемент.

Если в системе использован тройник 45–87 градусов, или колено 45–90 градусов, монтаж проводится так, чтобы полностью была исключена нагрузка на поворотные части этих деталей.

Если для монтажа требуется установить дополнительную опору, используют напольную подставку, устанавливаемую под ревизию.

При возвышении дымоходной трубы над крышей больше 1,5 метра, в обязательном порядке под растяжку устанавливается скоба.

Проход сквозь перекрытия

Чтобы сделать проход сквозь стену дома или его перекрытия, необходимо воспользоваться строительными нормами, которые сегодня действуют на Украине.

Если сэндвич дымоход с утеплением проходит через деревянные стены, обязательно устанавливается походная гильза и накладывается еще один слой термоизоляции.

Когда монтируется дымоходная труба сквозь кровлю, строители должны установить специальную дополнительную деталь трубы, так называемую «крызу». Создаётся еще один дополнительный слой, состоящий из пожаробезопасных изоляционных материалов.

Завершающий этап строительства

Когда гильзуется кирпичный дымоход, его верхняя часть закрывается дополнительной деталью — окончанием.

Обычно верхушка трубы закрывается дефлектором или красивым грибком.

Если покрытие крыши здания выполнено из пожароопасного материала, типа битумной черепицы, на вершину дымохода монтируют специальный искрогаситель.

Если в доме установлен газовый котел, категорически запрещается монтаж дефлектора. Согласно действующим нормам, верхняя часть трубы газового устройства держится всегда открытой.

Установка дымохода

Система дымоудаления устанавливается в такой последовательности:

1. Твердотопливный котёл устанавливается в помещении котельной таким образом, чтобы патрубок был обращён в сторону внешней стены котельной.
2. Приобретается дымоход для твердотопливных котлов. Существуют различные модели, которые могут отличаться по мощности, от которой зависит диаметр выходного патрубка. Следует правильно подобрать диаметр трубы, которая будет использована в системе удаления отработанных газов, чтобы она полностью совпадала с выходным патрубком котла.
3. Отбойным молотком или другим подходящим инструментом делается в стене отверстие, превышающее по размерам диаметр трубы.
4. С обратной стороны стены устанавливается кронштейн непосредственно под отверстием в стене. Кронштейн должен быть надёжно закреплён в стене с помощью резьбовых креплений. Масса дымохода довольно значительна, к тому же при сильном ветре даже круглая труба обладает парусностью, поэтому в нижней части дымоход должен быть закреплён очень надёжно.
5. Второй кронштейн устанавливается на расстоянии 3 метров выше нижнего кронштейна и также надёжно фиксируется к стене. Если домовладение имеет более одно этажа, то необходимо установить ещё один кронштейн непосредственно под крышей дома.
6. В отверстие стены устанавливается часть трубы, которая специально предназначена для этой цели. Обычно этот сегмент состоит из двух слоёв стальной трубы и утеплителя между ними. На этот отрезок устанавливаются декоративные накладки с двух сторон, которые с помощью шурупов закрепляются на стене. Таким образом, отверстие в стене получится абсолютно герметичным – только в середине дымохода будут проходить дым и другие продукты горения.
7. Со стороны котельной эта часть системы дымоудаления надёжно соединяется с котлом с помощью специального однослойного металлического переходника.
8. С обратной стороны к части трубы, которая была проведена сквозь стену устанавливается тройник, таким образом, чтобы одна часть тройника была обращена вниз, другая вверх, а третья помещается в полость отрезка трубы проходящий через стену. Нижняя часть такого тройника устанавливается на кронштейн и надёжно фиксируется специальным хомутом.
9. Две-три секции системы дымоудаления соединяются между собой, такая сборка устанавливается на верхний выход тройника, и фиксируется в верхнем кронштейне хомутом.
10. Оставшаяся часть системы дымоудаления собирается на земле, затем устанавливается на уже зафиксированный отрезок дымохода. Если длина этой третьей части значительна, то в обязательном порядке делается растяжка, которая закрепляется к самой верхней части трубы. Дымоход установлен, можно проверять работоспособность котла. Если установка дымохода была осуществлена правильно и сечение, длина трубы соответствуют мощности отопительного устройства, то тяга будет всегда хорошая и топливо будет сгорать, интенсивно выделяя максимальное количество тепловой энергии.

Система дымоудаления для твердотопливных отопительных устройств, которая изготавливается из огнеупорного кирпича, возводится также параллельно стене. При этом патрубок от котла направляется через отверстие в стене во внутреннюю полость системы дымоудаления такой конструкции.

Система такой конструкции уступает системам, состоящим из нержавеющих труб. В таких конструкциях тяга будет при равной высоте заметно ниже. Это обусловлено слишком рельефной внутренней поверхностью трубы, а также прямоугольной формой такой конструкции. Существенным минусом кирпичных конструкций является высокое временные затраты на возведение такой системы дымоудаления.