Сечение дымохода для твердотопливного котла: как рассчитать высоту
Если вы решили обзавестись автономной системой отопления, то кроме выбора хорошего котла необходимо задуматься и о других важных элементах, которые напрямую сказываются на качестве работы всей системы. Твердотопливные котлы на сегодняшний день хорошо себя зарекомендовали, они экономные и высокоэффективные. Однако для правильного их функционирования нужно подобрать дымоход. Дымоходы могут отличаться формой, высотой и диаметром. Для каждого твердотопливного котла он подбирается с учетом индивидуальных характеристик.
Устройство дымохода для твердотопливного котла
Дымоход – это вертикальная труба, которая подключается к котлу и предназначена для вывода продуктов сжигания топлива – угарного газа, дыма, сажи, копоти. Конструкция выводится на улицу, поэтому все вредные вещества выбрасываются в атмосферу. Дымоход может быть полностью выведен на улицу или частично расположен внутри помещения. От основных его характеристик – сечения, диаметра и высоты зависит тяга, сила которой сказывается на эффективности и правильности работы твердотопливного котла.
К дымоходу предъявляется большое количество требований, которые в обязательном порядке необходимо соблюдать. Если ошибиться в высоте или в диаметре, то нарушится тяга, а значит, продукты сгорания и опасные газы не будут выводиться в полном объеме в атмосферу. Это может привести к попаданию угарного газа в помещение и к отравлению жильцов, а также существенно снизить эффективность работы котла. Поэтому относитесь к выбору дымохода ответственно либо доверьте это дело специалистам.
Что касается составляющих самого устройства, дымохода, то конструктивно он состоит из следующих элементов:
- стояк;
- шейка;
- оголовье;
- колпак;
- задвижка;
- вкладыш;
- сборник для конденсата.
Для металлических сэндвич-дымоходов предусмотрены еще утеплители, которые защищают трубу от перепада температур внутри и снаружи, а также снижают образование конденсата.
Дымоходы отличаются разными типами устройства и используемых материалов при производстве.
Наиболее прочными и функциональными являются стальные и керамические конструкции. Они быстро собираются и состоят из отдельных готовых частей. Лучше всего отдавать предпочтение вертикальным дымоходам с гладкой поверхностью, без горизонтальных перепонок, углов и изгибов. А если вы выделите под дымоход для твердотопливного котла отдельное помещение с выходом на крышу, то сможете обезопасить себя от риска попадания угарного газа в дом. Перед покупкой детально ознакомьтесь с принципом работы дымохода и его параметрами выбора – материалом, формой, высотой и диаметром, а только потом занимайтесь подключением к твердотопливному котлу.
Что такое сечение дымохода
Сечением дымоходной трубы называется ее форма.
Дымоход может быть представлен в прямоугольной форме, а также быть овальным или круглым. Самыми эффективными являются овальные или круглые, они выпускаются из таких материалов, как керамика, стекло и металл. А вот что касается прямоугольного дымохода, то он выкладывается из кирпича. Сечение в овальном или круглом исполнении быстрее и равномернее прогревается, что позволяет не задерживаться газам в трубе, а быстро выходить наружу. Кроме того, отсутствие углов не создает препятствий выхлопам и не меняет их траекторию, а также не позволяет оседать на шероховатой кирпичной поверхности конденсату. Все эти особенности керамической или стальной трубы с овальным сечением дымохода положительно влияют на общую работу отопительной системы. Правильно подобранная форма, диаметр и высота смогут создать нужную силу тяги, от чего напрямую зависит эффективность и безопасность работы твердотопливного котла.
Минимальное сечение и высота трубы
Диаметр и высота дымохода для твердотопливного котла определяются на основе строгих стандартов по СНиП.
Здесь нельзя руководствоваться собственными догадками или выбирать «на глаз». Чтобы не допустить ошибку, которая может сказаться на качестве тяги в дымоходе и функциональности котла, нужно ознакомиться с инструкцией производителя отопительного оборудования. В технической документации на твердотопливный котел есть приведенные значения, которым должен соответствовать дымоход. Если указан их минимальный порог, например, высота 6 метров, а диаметр 130 мм, то отклоняться от рекомендованных величин нельзя. В противном случае вы можете не только потерять гарантию на оборудование, но и получить серьезные опасные последствия.
Диаметр сечения дымохода не должен быть меньше установленного диаметра патрубка. При необходимости его размер вы сможете измерить самостоятельно. Отклонения допускаются не больше 5мм.
Величина высоты также указывается в паспорте на котел. Но согласно установленным нормативам минимальный ее размер не должен быть меньше 5 метров для одноэтажного дома, а выступ трубы над крышей – 1 метр.
| Мощность котла, кВт | Внутренне сечение, мм | Минимальная высота, м |
| 16 | 200*200 | 6 |
| 16 | Диаметр 200 | 7 |
| 16 | 150*150 | 10 |
| 16 | Диаметр 150 | 12 |
| 32 | 200*200 | 10 |
| 32 | Диаметр 200 | 12 |
| 32 | 150*150 | 18 |
| 32 | Диаметр 150 | 20 |
| 45 | 200*200 | 12 |
| Диаметр 200 | 14 |
Параметры и их соотношение, приведенные в таблице, подходят для дымоходов, которые используются вместе с твердотопливными котлами исключительно в домашних условиях и с соблюдением всех норм безопасности.
Отдельно хочется заострить внимание на том, что сечение и диаметр по всей длине трубы должны быть одинаковы. Любые погрешности приводят к изменению тяги и даже к обратному процессу, в результате чего угарный газ и топливные отходы могут проникнуть в дом. А это прямая угроза для здоровья и жизни людей.
Как рассчитать сечение дымохода
Самый легкий способ рассчитать сечение дымохода – это измерить размер его патрубка. Они должны быть одинаковыми. Некоторые перед покупкой выбирают дымоход для твердотопливного котла, не опираясь на общие рекомендации, а с целью сэкономить средства, а после подключения понимают, что уровень тяги недостаточный, чтобы котел работал на полную мощность. Поэтому соблюдайте все требования, а если у вас потерялся паспорт к котлу и вы не можете найти установленные значения по сечению дымохода, воспользуйтесь нижеприведенной формулой:
S = m/(ρг*w), где
S – размер сечения дымохода;
m — массовый расход сгорания топлива за час;
ρг – плотность угарных газов;
w — скорость угарных газов.
Для определения показателя ρг нужно воспользоваться статистическим значением из таблицы, где указана плотность угарных газов в зависимости от рабочих условий. Но предварительно от вас потребуется вычислить разницу в температуре (внутри и снаружи), так как в таблице приведены разные ее значения для определения ρг. Итак, приступаем к расчету ∆Т.
∆Т = (Т1-Т2)/2, где
Т
1 = температура угарных газов в дымоходе на входе;Т2 = температура угарных газов в дымоходе на выходе.
Теперь пример расчета более конкретный с цифрами. Допустим, за один час в котле сгорает 20 кг топлива, нужно перевести данное значение к секундам (20/3600 = 0,00556кг/с), так как скорость угарных газов измеряется тоже в секундах (2м/с). Исходя из найденного значения в таблице на основе показателя ∆Т, плотность угарных газов ρг = 0,6881. Теперь подставляем все значения:
S = 0,00556/(0,6881*2) = 0,00404 м² = 40,4 см².
Если вам не удалось самостоятельно рассчитать размер сечения дымоходной трубы, то воспользуйтесь уже готовыми цифрами, представленными в таблице:
Таким образом, подходите к выбору параметров дымохода ответственно. Дымоход для твердотопливного котла должен соответствовать всем заявленным параметрам от производителя отопительного оборудования. Только так можно будет достигнуть правильной работы отопительной системы и максимального эффекта. И помните про безопасность. Ведь даже малейшее отклонение от нормы может привести к попаданию угарного газа в дом, последствия чего могут быть фатальными.
Дымоход для твердотопливного котла: конструкция и расчет
В связи с постоянным удорожанием традиционных энергоносителей отопительные установки, сжигающие дрова, уголь и другие виды топлива, получают все большее распространение.
Владельцу частного дома, принявшему решение приобрести такое изделие для обогрева, нужно создать условия для его нормальной работы. Чтобы обеспечить устойчивое горение и эффективное отведение дымовых газов, требуется хороший дымоход для твердотопливного котла. Ему отводится важная роль, особенно в тех случаях, когда агрегат не оснащен устройствами принудительной подачи воздуха и процесс горения зависит от естественной тяги, создаваемой дымоходной трубой.
Виды и краткое описание дымоходов
Устройства для выброса дымовых газов различаются на несколько видов по конструкции и типу исполнения:
- Кирпичные вертикальные каналы, встроенные во внутреннюю стену дома вместе с вентиляционными шахтами. Сюда же относятся новые виды встраиваемых каналов — керамические газоходы прямоугольного сечения.
- Дымоходы, пристроенные снаружи к стене дома. Также выполняются из красного керамического кирпича.
- Вертикальные металлические трубы, проходящие внутри здания с выходом на кровлю.
- Стальные трубы для отведения продуктов сгорания, расположенные снаружи коттеджа. Могут крепиться к стене или отдельно стоящей решетчатой мачте из металлопроката.
В домах, построенных из кирпича или блоков, каналы для вентиляции и удаления продуктов горения заблаговременно предусматриваются проектом. Чаще всего кирпичный дымоход для твердотопливных котлов устроен во внутренней стене здания, примыкающей к помещению топочной. В домах более старой постройки можно встретить газоходы, пристроенные к наружной стене и опирающиеся на отдельный фундамент.
Недостатки отводящих устройств из кирпича следующие:
- Внутренняя поверхность кирпичной кладки сплошь состоит из неровностей и шероховатостей, способствующих интенсивному отложению на них сажи от сжигания твердых видов топлива.
- Прямоугольная конструкция дымохода обладает худшими аэродинамическими характеристиками по сравнению с круглой и увеличивает сопротивление потоку газов, сила естественной тяги ниже.
- Кирпичная кладка, пристроенная снаружи дома, из-за разницы температур начинает отделяться от стены и между ними появляется трещина. Если пристройку выкладывали позже, чем шло основное строительство, то ширина трещины может быть еще больше из-за осадки фундамента.
- Конденсат, образовывающийся на стенках кладки, проникает в поры материала и под воздействием низких температур наружного воздуха разрушает его. Результат представлен на рисунке.
Вертикальная дымоходная труба из керамического кирпича вполне пригодна для подключения твердотопливного котла, так как она долговечна и хорошо гармонирует с экстерьером кирпичного особняка. Чтобы устранить присущие ей недостатки, надо доработать конструкцию газохода либо выполнить его правильно еще на этапе строительства, о чем будет сказано ниже.
Конструкция из двух стальных труб с прослойкой из утеплителя – это современный правильный дымоход. Он монтируется из отдельных секций длиной 1—2 м, имеющих небольшой вес, поэтому выполнить работу под силу даже одному человеку.
Сделанная из нержавеющей стали внутренняя часть – гладкая, на ней не оседает сажа, а конденсат свободно стекает в нижнюю часть конструкции, откуда легко удаляется через специальный патрубок.
Одно из последних технических решений для удаления отработанных газов — металлический коаксиальный дымоход. Принцип его действия состоит в том, что через внутреннее сечение выходят продукты сгорания, а сквозь пространство между стенками в камеру сжигания поступает воздух с улицы. Подобные воздуховоды допускается применять совместно с отопительными агрегатами, в которых предусмотрена такая возможность. Как правило, это установки с принудительным нагнетанием воздуха и закрытой топкой. Чтобы в этом удостовериться, надо обязательно изучить технический паспорт на изделие.
Рекомендации по доработке и устройству дымовых труб
Существующий дымоход из кирпича для твердотопливного котла лучше усовершенствовать, выполнив ряд мероприятий. Одно из них – гильзование шахты, делается с целью:
- изменить прямоугольное сечение канала на круглое и этим улучшить его аэродинамические характеристики;
- сделать внутренние стенки газохода гладкими, чтобы воспрепятствовать оседанию сажи;
- дополнительно утеплить пространство между круглой гильзой и квадратным проемом и уберечь материал от воздействия конденсата.
Суть мероприятия заключается в том, что внутрь прямоугольного канала по всей его высоте вставляется круглая металлическая труба соответствующего диаметра. Сбоку в ней вырезается 2 отверстия, одно над другим, первое — для подключения отвода от котла, во второе монтируется лючок – ревизия. Чтобы избежать попадания осадков, выходное отверстие перекрывается декоративным зонтом, дефлектором – искрогасителем или вращающимся флюгером. В полости, образовавшиеся между круглой трубой и прямоугольным каналом, набивается утеплитель, как правило, — базальтовая вата.
Разрушения материала стенок шахты от воздействия конденсата можно, утеплив их снаружи плитами из базальтового волокна толщиной 80—100 мм. Если канал расположен во внутренней стене дома, то утеплять надо его верхнюю часть, находящуюся на неотапливаемом чердаке и выше уровня кровли. Пристроенные дымовые шахты следует облицевать теплоизоляционным материалом целиком, обшивая утеплитель снаружи оцинкованным металлом толщиной 0.
5 мм.
Выполняя устройство дымохода из кирпича с целью подключить к нему твердотопливный котел, можно использовать современные материалы из керамики. Они представляют собой прямоугольные блоки, внутри которых выполнен канал круглого сечения.
Из таких блоков монтируется основная шахта для удаления продуктов горения, а снаружи она облицовывается кладкой из декоративного камня типа «фагот» или другого, в зависимости от экстерьера коттеджа. Дополнительного утепления в этом случае не требуется.
Поскольку керамические блоки и их монтаж стоят недешево, во время строительства можно применить более дешевый вариант – произвести то же гильзование металлической трубой с утеплением.
Расчет расстояния и высоты дымохода
Во время строительства должна быть выдержана высота дымохода для твердотопливного котла в соответствии с нормативными документами. От этого зависит устойчивая работа любой отопительной установки, сжигающей уголь или дрова. Требуемая высота обеспечивает силу естественной тяги для создания разрежения в топке агрегата, а также рассеивает продукты сгорания в атмосфере.
Требования нормативных документов относятся ко всем видам труб независимо от того, из какого материала они изготовлены. Существует схема дымоходов для твердотопливного котла, которой нужно придерживаться при строительстве:
В качестве примера предлагается рассмотреть расчетную схему с такими исходными данными:
- высота здания в коньке равна 6 м;
- расстояние от дымоудаляющего устройства до конька равно 6 м.
Случается, что все сделано правильно и конец трубы располагается на необходимой высоте, а тяги в ней все равно нет, котельная установка не может нормально функционировать. Причина может оказаться проста: рядом с вашим домом находится более высокое сооружение либо сам коттедж имеет сложную многоуровневую форму и ваш газоход попал в зону ветрового подпора.
Вычислить зону ветрового подпора очень просто: надо провести воображаемую линию от самой высокой точки здания до земли под углом в 45º, как показано на схеме.
В этой зоне возникает повышенное давление и тяга будет очень слабой, конец шахты придется поднять на полметра выше воображаемой линии.
С целью избежать ветрового подпора написаны и нормативные требования, согласно которым надо выдерживать угол 10º при отдалении от конька кровли более чем на 3 м.
Некоторые советы по подключению
Одно из главных условий — диаметр дымохода твердотопливного котла должен быть не меньше, чем выходной патрубок для отходящих газов самой установки. В противном случае появляется недостаток пропускной способности газохода при работе агрегата на средней и максимальной мощности, что недопустимо. Если форма вертикальной шахты – прямоугольная, а выход для газов из отопителя круглый, надо сопоставить их между собой по площади проходного сечения.
При подключении твердотопливного котла надо проследить, чтобы длина дымохода на его выходе равнялась не менее двух диаметров до первого поворота, а последних было как можно меньше на всем протяжении газохода. Каждый поворот создает дополнительное возмущение потока и турбулентность, вызывающая повышенное местное сопротивление. Соответственно, ухудшается сила тяги.
Заключение
Такие параметры, как высота и размер дымохода для твердотопливных котлов имеют большое значение для их дальнейшей комфортной эксплуатации. Лучшее, что можно сделать, — это проработать данный вопрос еще на этапе проектирования здания, в крайнем случае — во время строительства. Последствия недоработок устранять будет сложнее и выйдет дороже
Таблицы, данные и формулы для специалистов по теплоснабжению на твердом топливе. См. также: Диаграмма дыма Рингельмана ИСТОЧНИКИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИБОРА — SIEGERT’S ФОРМУЛА Где: E КПД в процентах 011 это температура окружающей среды (комнатная), ºC CO 2 процентное содержание CO 2 в выходящем дымовом газе A1 топливный коэффициент: антрацит=0,683, кокс=0,290, битуминозный уголь=0,672 Бурый уголь = 1,0, Торфяные брикеты = 0,7, Сухая древесина = 0,650 Чтобы сделать вывод о концентрации CO 2 на основе известной концентрации O2: «Макс.  CO2» для конкретного топлива находится в таблице свойств топлива – дерево = 19,1 Затем рассчитывается общая тепловая мощность в кВт. из: Где: P – общая тепловая мощность в кВт E – КПД в процентах F – время сжигания топлива, кг 1 T
РАСХОД ЭНЕРГИЯ 1 калория [ИТ] = 4186 джоулей 1 калория [термохимическая 001 162 кВт 1 БТЕ = 0000 293 071 киловатт = 1 055 Дж 1 киловатт = 3 41214 БТЕ/ч 1 терм = 100 000 БТЕ = 2930 киловатт-час 1 джоуль = 1 ватт в секунду Ватт /час = 3600 Дж ДАВЛЕНИЕ ТЕПЛОПРОПУСКАНИЕ БТЕ/ч, фут², °F x 5675 = Вт/м², °C Значение R (тепловое сопротивление) = 1/U-значение Калькулятор тепловой мощности: Вы можете использовать приведенный ниже калькулятор, чтобы определить размер дровяной печи, которая вам понадобится для обогрева вашей комнаты. Калькулятор выходаДлина Ширина Высота Футметры Насколько хорошо утеплен ваш дом? Хорошая изоляция (дома постройки после 1990 года / дома с современной изоляцией) Средняя изоляция (дома до 1990 г. / по умолчанию, если не уверены) Плохая изоляция (старые дома с минимальной изоляцией / сквозняки) Комната открытой планировки? Да (комната открыта для соседней комнаты/есть открытая лестница) Нет Вам нравится, когда в комнате теплее 20°C? Да Нет потребность в кВт Мы рекомендуем искать печи между: кВт* *Почему? Если в вашей комнате нужна печь мощностью от 4 до 6 кВт, просмотрите наш ассортимент малых дровяных печей Если в вашей комнате требуется печь мощностью от 7 до 9 кВт, просмотрите наш ассортимент средних дровяных печей печь мощностью от 10 до 15 кВт, затем просмотрите наш ассортимент больших дровяных печей Как пользоваться этим калькулятором Важно использовать полученные выше результаты только в качестве руководства.
Что такое выходная мощность и насколько она точна?Выходная мощность дровяной печи измеряется в кВт, как у радиаторов и электрических обогревателей. Это руководство относительно мощности, которую печь будет выделять в вашу комнату каждый час, поэтому, например, печь мощностью 5 кВт будет отдавать в вашу комнату около 5 кВт тепла в час. Следует отметить, что это предварительное руководство, когда речь идет о дровяных печах. Производители печей фактически выбирают мощность в кВт, на которую они хотят рассчитывать каждую печь, а затем они проверяются на эффективность после достижения обозначенной тепловой мощности. Таким образом, для печей справедливы две вещи:
В чем разница между номинальной и максимальной выходной мощностью? Чтобы немного усложнить ситуацию, у печей есть как номинальная, так и максимальная тепловая мощность. Номинальная мощность — это то, на что была рассчитана печь с соответствующим рейтингом эффективности, но это может быть не самое большое количество тепла, которое вы можете получить от печи. Там, где печи имеют максимальную мощность, это более надежная цифра, показывающая наибольшее количество тепла, которое печь будет производить в условиях испытаний. Соответственно, где это возможно, мы использовали максимальную информацию на этом сайте в качестве ориентира. Какие виды топлива существуют и как они влияют на производительность?Некоторые из наших печей работают только на дровах, но все же есть древесина разного качества. Всегда следует использовать хорошо выдержанную древесину, так как любая влага в вашей древесине должна быть сожжена, прежде чем вы получите тепло из печи, и влага также будет воздействовать на вашу печь и части дымохода, сокращая их срок службы. Твердая древесина, как правило, горит дольше, но разная древесина горит с разной скоростью и при разных температурах. В то время как печь позволяет вам также сжигать уголь, эти многотопливные печи дают немного больше гибкости. Существует несколько различных типов угля, включая техногенное и природное топливо, все из которых имеют разные свойства и температуры горения. |
Это немного сложно подсчитать, но более точный «валовой» (нижний) КПД обычно составляет около 0,91 чистого КПД для древесного топлива и около 0,98 для минерального топлива, поэтому европейский дровяной прибор утверждает, что он составляет 80%. (чистая) эффективность, вероятно, ближе к 73% (брутто). 
Метод метров’ 
Ниже приведены приблизительные значения, основанные на матрице печи 
мм на кВт 
воды [4°C] = 9806 паскалей = 981 кПа 
Обратите внимание, что это только руководство, см. полное описание классификаций мощности печей в кВт ниже для получения дополнительной информации о выборе печи подходящего размера для вас. Подробнее…
Мы предлагаем не только искать печь с точной выходной мощностью, но и рассматривать другие печи в пределах предложенного диапазона (дополнительную информацию см. в разделах ниже, посвященных выходной мощности).
д. Список можно продолжать, но на самом деле есть простой фактор – чем больше дров можно сжечь, тем больше тепловая мощность.
Конечно, с другой настройкой и другим топливом это может измениться в вашем доме, но это более постоянно и надежно, чем номинальная мощность.