Устройство дымоходов для твердотопливных котлов

Несмотря на все принципиальные отличия современных твердотопливных котлов от старинных печей, отапливавшихся также дровами или углем, физическая суть процесса горения топлива не изменилась. Это по-прежнему вещества, выделяющие при своем сгорании значительное количество золы и несгораемых частиц. Качественное удаление их из зоны горения является непременным условием высокой эффективности и надежности функционирования данного вида отопительного оборудования для домов с цокольным сайдингом.

Важнейшей задачей остаётся правильное проектирование системы дымоотвода. В частности, такие вопросы, как диаметр дымохода для твердотопливного котла, проходное сечение устройства, его высота и оптимальная конфигурация трассы отведения продуктов сгорания являются обязательными для расчета еще на стадии приобретения котла.

Причины низкой стойкости неверно спроектированных дымоходов

Для обеспечения высокой эффективности управляющая автоматика агрегата включает его с определенной периодичностью, по достижении некоторой температуры теплоносителя. Поэтому дымоход далеко не всегда остается под постоянным тепловым напряжением. Вследствие постоянных перепадов температур устройства подвержены разрушению. Относительно твердотопливных котлов имеют место и другие неблагоприятные факторы:

1. Значительный процент водяных паров, находящихся в продуктах сгорания любого вида твердого топлива. Конденсат, в частности, способствует интенсивной коррозии металлических деталей конструкции и при своем замерзании может разрывать кирпичную кладку по шву.
2. Современные твердотопливные котлы обеспечивают сравнительно низкую (до 100-130°С) температуру дымовых газов.

Охлаждаясь на выходе, они откладываются в виде влаги на внутренних поверхностях. При этом не только постепенно разрушается внутренняя поверхность стенок, но и образуются сажистые отложения, ухудшающие тягу.

• Если проходное сечение рассчитано неправильно, то при сгорании топлива может образовываться угарный газ, который, опускаясь после отключения котла вниз, может стать причиной тяжелых отравлений домочадцев и даже смерти.
• При ошибках в определении оптимальной высоты количество смолистых отложений на его внутренней поверхности оказывается настолько значительным, что требуется частая и весьма трудоемкая очистка устройства.

Таким образом, выполняя проектирование правильного дымохода для твердотопливного котла, производят не только выбор оптимального материала, но обязательно разрабатывают также наилучшую конфигурацию и рассчитывают размеры проходных сечений.

При проектировании ориентируются на значения тепловой производительности отопительного котла и на его конструкцию. Многие производители указывают оптимальные сочетания геометрических размеров рассматриваемых устройств. Например, при использовании в качестве материала жаропрочной стали, эти параметры могут быть следующими.

Применяемые для этапов материалы

Выбор материала для последующей установки дымоходов – важный этап проектирования оптимальной системы дымоотвода. Кроме стали, данные изделия возводят из разных материалов.

1. Керамические материалы на основе вулканической пемзы считаются наиболее долговечными. Например, изделия от торговой марки Schiedel выпускаются именно из керамики.
2. Кирпичный дымоход для твердотопливного котла, выполненный из огнеупорного шамотного кирпича – не вполне удачный вариант. Он обойдется намного дешевле, но стойкость устройства окажется значительно более низкой.
3. Жаропрочное стекло. Такие конструкции отличаются наиболее низким коэффициентом тепловых потерь, позволяют эффективно удалять дымовые газы при сравнительно небольшой высоте, но отличаются крайне высокой стоимостью, а потому массового распространения не получили.

Из чего никогда не следует возводить дымоходы, так это из асбеста. При видимой дешевизне материала, они отличаются крайне низкой стойкостью, а при своем постепенном разрушении выделяют мельчайшие частицы опасных для здоровья канцерогенных частиц.

Внешний вид дымоходов на фото наглядно демонстрирует разницу во внешних видах и состоянии устройств, выполненных из вышеперечисленных материалов.

Элементы для установки

Спроектированная конструкция должна обеспечивать оптимальную тягу – разницу давлений дымовых газов на входе и выходе, которая обеспечит естественную их эвакуацию через трубу. Поэтому правильная схема дымохода для твердотопливного котла обязательно должна сочетать как горизонтальный, так и вертикальный участки.

Фактическая тяга определяется в следующей последовательности.

1. Принимается желаемая высота устройства Нд (см. таблицу).
2. По разнице в плотностях воздуха ρв и продуктов сгорания ρг устанавливается сила тяги: Т = (Нд + Нтр)*(ρв – ρг), где Нтр – суммарная длина трубопровода.

Для бытовых условий достаточно точным будет принять ρв = 1,205 кг/м3. Плотность отводимых газов при нормальных условиях составляет ρгн = 0,95 кг/м3. Для того чтобы скорректировать это значение с учетом фактической температуры наружного воздуха, следует воспользоваться зависимостью для пересчета ρгф = ρгн/k, где k – коэффициент, определяемый по таблице.

Сравнивая фактическое значение тяги с нормативными данными, необходимыми для нормальной работы устройства, получим ответ на вопрос, возможен ли монтаж конструкции с назначенными габаритными размерами или нет.

Рассмотрим пример. При реальной температуре наружного воздуха –10°С, высоте трубы дымохода в 5 м, и общей длине трубопроводов 5 м фактическое значение тяги для котла с тепловой мощностью 20 кВт составляет Т = 10 (1,205 — 0,95/0,96) = 2,15 мм. в. ст. Учитывая соотношение между этими единицами давлений (1 Па = 0,102 мм. в. ст.), получим Т = 21,08 Па. Полученный результат соответствует нормативным данным, поэтому тяга при диаметре проходного сечения не менее 180 мм будет обеспечена.

Монтаж дымохода для твердотопливного котла выполняется по следующей последовательности.

1. С помощью термостойкого герметика конструкция присоединяется к дымоотводящему каналу котла (при необходимости используют переходники).
2. Собираются все составляющие устройства.
3. Производится крепление дымоотводной системы к стене или крыше (в последнем случае она должна выступать за конек не менее, чем на 1 м).
4. На верхний торец крепят дефлектор (если крыша выполнена из горючих материалов, то обязательна установка еще и искрогасителя).

Дымоходы для твердотопливных котлов, цена которых определяется их конструктивной сложностью, материалами и размерами, устанавливаются в строгом соответствии с требованиями фирм-производителей данного оборудования.