Диаметр печи для дымохода: особенности и правила расчета

Диаметр печи для дымохода: особенности и правила расчета

Тяга в дымовентиляционной системе котла или печи – это самостоятельный сложный аэродинамический процесс, движения продуктов сгорания топлива из области с высоким уровнем давления воздуха в топке, в наиболее низкую область на выходе дыма в атмосферу. Поэтому тяга в дымовом тракте котла считается особенно важным показателем при проектировании отопления частного дома. Диаметр дымохода для печи определяет скорость движения газовоздушной среды и, как следствие, создает тягу в дымоходах. Она должна быть достаточной, чтобы обеспечить полноту сжигания топлива в топке.

Значение расчетов параметров дымохода

При ошибочном расчете котельного оборудования будет возникать эффект обратной тяги, когда дымовые газы не будут отводиться в атмосферу, а попадут в жилые комнаты. В такой ситуации существует даже вероятность создания пожароопасной ситуации, если горячий дым проникнет в помещение. Вследствие этого, при строительстве дымохода важен безошибочный расчет его геометрических характеристик, которые гарантируют создание рабочей тяги, достаточной для полного удаления дымовых газов и обеспечения высокого коэффициента полезного действия отопительного агрегата, работающего на природном топливе.

Работа источника тепловой энергии, работающего на твердом, жидком или газообразном топливе, всецело зависит от следующих параметров дымовой трубы:

1. Длина трубы. Вначале потребуется установить наибольшую высоту строения, а также размер в метрах до конька кровли в точке, где планируется вывод проектной дымовой трубы. Вследствие чего с данным показателем связаны все наиболее важные параметры строящейся системы дымоотвода. Необходимо учитывать, что чрезмерно высокие дымовые канала буквально станут «съедать» разрежение в дымовентиляционном тракте, в результате источник тепловой энергии не сможет качественно сжигать топливо из трубы и всех щелей повалит черный дым. Не менее опасны и непомерно низенькие трубы по отношению к крыше.
2. Диаметр дымохода для печи на дровах. В отношении данного размера, потребуется принимать во внимание не конкретно число, а в большей степени геометрию дымовой трубы. Специалисты — печники говорят о том, что высококачественная дымоотводящаясистема, функционирующая по всем законам аэродинамики и теплотехники, имеет круглое сечение. В этом случае сажевые отложения не в такой степени задерживаются в каналах, поэтому такая система меньше нуждается в очистке. В отношении конкретного размера — его стоит выбирать по сечению основного выходного патрубка котла либо другого источника тепла. Применять трубы с большим или меньшим размером, не рекомендуется заводом-изготовителем из-за высокого риска разгерметизации.
3. Помимо определения Д трубы необходимо учитывать силу тяги. Для этого применяют закон Бернулли, вносят в формулу данные по температуре наружного и внутреннего воздуха, а также по давлению среды. В итоговом расчете учитывают суммарную потерю воздушного напора в двух точках: в топочной камере и на выходе из дымовой трубы. Итоговый размер тяги для печей должен превышать все потери напора в газовоздушном тракте.

При рассчете диаметра дымохода для печи учитывается длина трубы

Оптимальные показатели диаметра дымовой трубы

Полный расчет дымовой трубы довольно сложно выполнить неспециалисту. Для этого лучше воспользоваться советами теплотехников по выбору оптимально показателя:

1. При максимальной тепловой мощности отопительного устройства до 3.0 кВт, предостаточно будет трубы диаметром 140 мм.
2. Если котел обладает мощностью до 4.5 кВт — оптимальные габариты дымоотвода — не меньше 140мм.
3. При применении высокомощного котельного устройства в 7.5 кВт, Д трубы дымохода обязан быть не меньше 150 мм.

Пользователь, которому известна тепловая мощность котла, может по оптимальным значениям сделать прикидочный расчет дымовой трубы и согласовать ее с показателем выходного патрубка котла. Также можно обратиться к инструкции завода-изготовителя, в которой регламентирована схема установки со всеми параметрами дымовентиляционной системы. В случаях, когда теплопроизводительность неизвестна проводят расчеты по часовому расходу топлива, сжигаемого установкой либо определить данный показатель по паспорту на теплогенератор.

Не менее важным показателем для точного расчета геометрических параметров дымоотвода является температура уходящих газов на входе в трубную часть.
Этот параметр связан с видом и качеством сжигаемого топлива и эффективности поверхностей нагрева котла. Для правильного настроенного оборудования он должен быть в пределах 150-200 С.

Способы и правила расчета

Правила расчета имеют свои допуски, их надо знать, перед тем как рассчитать диаметр трубы. Имеется несколько методов расчета, они зависят от того кем и для каких условий будут они будут выполниться:

1. Высокоточные, применяются при производстве котлов и выполняются конструкторскими отделами заводов-изготовителейоборудования.
2. Ориентировочные расчеты, выполняемые не специалистами на основании графиков, диаграмм и таблиц.
3. Автоматические, получаемые на базе онлайн-расчета.

Под точными вычислениями понимаются такие, в которых учтено множество факторов:
температура уходящих газов на выходе из котла и из трубы, скорости перемещения газов в топке и на участках системы дымоотведения, потере давления газов по движению в газовоздушном тракте. Большинство таких данных параметров получены экспериментальным путем производителями котельного оборудования и зависят марки котла, поэтому данный вид расчета, практически, не доступен для пользователей.

В отношении ориентировочного метода, перед тем как рассчитать диаметр дымохода, во внимание берутся характеристики объема топочной камеры. Для определения геометрических параметров труб, существуют различные таблицы и графики. Например, с габаритами топки 500Х400 мм, потребуется круглая труба от 180 до190 мм.

Третий метод базируется на использовании специальных онлайн-калькуляторов. Они учитывают практически все важные параметры, поэтому выдают очень точные результаты. Для того чтобы ими воспользоваться оператору потребуется знать много отправных данных.

Точный метод

Точные расчеты основываются на достаточно трудоемкой математической базе. Для этого потребуется знать основополагающие геометрические характеристики трубы, теплогенератора и используемого топлива. Для такого расчета можно использовать следующий метод определения диаметра трубы круглого сечения для дровяной печи.

Входные параметры расчета:

• Показания Т газов на выходе из котла t – 151 С.
• Усредненная скорость движения уходящих газов – 2.0 м/с.
• Расчетная длина трубы, какая стандартно применяется для печек – 5 м.
• Масса сжигаемых дров B= 10.0 кг/час.

На базе этих данных вначале вычисляют объем уходящих газов:

Где V – объем воздушных масс, который необходимы для полноты сжигания топлива – 10 м3/кг.

Шведский метод

Расчет дымовой трубы часто выполняют по этому методу, хотя он более точен при расчете дымоотводящих систем каминов с открытыми топками.

Шведский метод

По данному способу для расчета применяется размер топочной камеры и его газовый объем. Например, для камина с порталом в высоту 8 кладок в высоту и 3 кладки в ширину, что соответствует размеру F= 75.0 х 58.0 см = 4350 см2. Вычисляют отношение F/f = 7.6% и определяют по графику, что прямоугольный дымоход с таким размером работать не сможет, возможно, применение конструкции круглого сечения, однако длина ее должна быть не менее 17 метров, что не реально высоко. В этом случае выбор лучше производить от обратного, по минимально необходимому сечению диаметра. Его просто найти по высоте здания, например, для 2-х этажного дома, высота от камина до колпака дымохода – 11 м.

Соотношение F/f= 8.4%. f = Fх 0.085 = 370.0 см2

D= √4 х 370 / 3,14 = 21.7 см.

Факторы влияющие на показатели

В отношении параметров дымоотводной трубы невозможно заявить, что чем она выше, тем предпочтительнее. Чрезвычайно длинный либо широкий газоход увеличивает затраты на строительство дымоотводов. Котел или печь с подобным дымоходом станет действовать на износ при избытке тяги, топливо будет сжигаться быстро, а значительная часть его будет бесполезно уходить в атмосферу, понижая эффективность системы теплоснабжения.

Размер сечения только частично влияет на длину трубы дымоходов. Иначе говоря, пользователю не удастся увеличить ее диаметр, для повышения эффективности. В связи с чем специалисты не советуют экспериментировать с размерами сечений труб печки, подгоняя их к определенным показателям высоты, например, делая ниже 5 м или выше 7 м. Тяга будет одинаковой во всей конструкции, напротив, очень большой диаметр трубы способен снизить тягу, из-за завихрений, отрывая факел от газовой форсунки.

Вычисление длины трубы больше зависит от значения высоты объекта, на котором она размещается, и разновидности кровельного покрытия. Показатель над уровнем кровли более важный показатель для расчета оптимального сечения трубы.

Рассчет диаметра дымохода для печи

Протяженность дымоходной трубы от колосников до точки выхода обязана быть не меньше 5 м. В случае, если крыша выполнена в виде плоской конструкции, то возвышенность трубы должна быть на уровне не менее 50.0 см. На скатных конструкциях, при месторасположении ее на дистанции от конька до 1.5 м, она должна возвышаться не менее 50.0 см по отношению к крайнему или отгораживающему парапету. В случае если она находится в границах 1.5–3.0 м от конька, то ее вершина не должна быть ниже его либо парапета.

В отдельных случаях труба располагается далее 3 м от линии конька, тогда ее наименьшая высота высчитывается под углом 10 градусов сравнительно к горизонту. На случай, если вблизи расположены большие высотные объекты, а котел или камин работает на дровах, то высота дымоотвода выбирается выше кровли рядом расположенных домов.

Рекомендации по размещению труб и возведению:

1. Не нужно обустраивать дымоходы вблизи с мансардных окон, чтобы случайный ветер не задувал продукты сгорания внутрь мансарды.
2. Равным образом не рекомендовано воздвигать вытяжные трубы и вентканалыв ендовых, для того чтобы не создавались снеговые карманы.
3. При выходе внешнего участка дымохода не нужно жестко укреплять его с конструкцией кровли и стропилами, так как при обрушении трубы ураганом пострадает вся крыша.

Грамотный расчет всех характеристик будущей схемы дымоотвода — это гарантом ее работоспособности и эффективной работы всего котельного оборудования. Недостаток в расчетах, какой может быть сделан на этапе проектирования, приведет к аварийному режиму с последующим разрушением системы. Простые расчеты, базирующие на долголетнем опыте специалистов, дают возможность пользователю выполнить их качественно для определения технических параметров дымоотводящей трубы.

Как правильно подобрать диаметр дымохода

Ни одна дровяная печь, ни один камин, газовый котел или другая отопительная установка не будут работать эффективно и безопасно, если параметры дымовой трубы подобраны неправильно. Работоспособность отопительного прибора, полнота сгорания топлива, скорость, тяга и безопасность людей в помещении зависят именно от того, насколько правильно подобрано сечение канала. Рассмотрим, как его правильно рассчитать и какие распространенные ошибки совершают люди при выборе дымохода.

1. Какие данные нужно учесть при выборе дымохода?
2. Как определить высоту дымохода?
3. Расчет высоты конька на конкретном примере.
4. Почему в европейских нормах дымоходные системы делятся на чувствительные и нечувствительные, в чем смысл этой классификации?
5. Почему так важно правильно подобрать диаметр дымовой трубы по мощности? На что это влияет?
6. Как правильно рассчитать поперечное сечение дымовой трубы?
7. Какие ошибки при выборе дымохода совершают домовладельцы чаще всего?

1 . Какие данные нужно учесть при выборе дымохода?

Для определения параметров дымовой трубы частного дома обычно пользуются упрощенной системой расчетов, но и для нее нужны данные об отопительном оборудовании, типе камеры (открытая она или закрытая), мощности (какое количество топлива отопительная установка сжигает за час), виде топлива и расположении патрубка для подключения к дымоходу. Информация о мощности оборудования, как и о других параметрах, содержится в паспорте оборудования.

В наших карточках использованы диаграммы, разработанные компанией Schiedel в совокупности с расчетом по EN 13384-1.

2 . Как определить высоту дымохода?

Согласно нормам, высота дымохода должна быть минимум 5 метров – от топки до верха устья трубы, иначе не будет необходимой естественной тяги. Если высота дымохода завышена, это тоже плохо: тяга будет снижаться из-за слишком медленного прохождения и остывания дыма.

По СП 7.13130.2013 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности высота дымовой трубы должна составлять:

• Не менее 500 мм – над плоской кровлей;
• Не менее 500 мм – над коньком кровли или парапетом, если труба расположена на расстоянии до 1,5 м от конька;
• Не ниже конька кровли или парапета – если труба находится на расстоянии 1,5-3 метра от конька;

Если расстояние от трубы до конька превышает пять метров, то труба должна располагаться не ниже воображаемой линии, проведенной от конька вниз к горизонту под углом 10˚.

Дымовые трубы следует выводить выше кровли более высоких зданий, пристроенных к зданию с печным отоплением, учитывая расстояние до них. А высоту вытяжных вентиляционных каналов, расположенных рядом с дымовыми трубами, следует принимать равной высоте этих труб.

3 . Расчет высоты конька на конкретном примере.

Определим высоту дымовой трубы для конкретного дома с высотой в коньке 8,5 м от отметки чистого пола и расстоянием в 1 метр между дымоходом и коньком кровли. По СНИП при таком расстоянии между коньком и дымоходом труба должна быть выше конька на 0,5 метров. Суммируя эти два значения, получаем высоту дымохода: 8,5+0,5=9 метров.

4 . Почему в европейских нормах дымоходные системы делятся на чувствительные и нечувствительные, в чем смысл этой классификации?

Для большинства современных отопительных устройств характерны низкие температуры дымовых газов; они настолько сильно охлаждаются, что преодолевается температура их точки росы, и в дымовой трубе и соединительных элементах дымоходной системы неизбежно образуется конденсат.

Поэтому, согласно EN 13384-1 «Трубы дымовые. Методы теплотехнического и аэродинамического расчета», расчет дымовой трубы делают так, чтобы температура внутренней стенки трубы в устье конструкции была выше точки росы, так не будет образовываться конденсат. Но это требование только для труб, чувствительных к влаге. А у нечувствительных к влаге – температура в устье должна быть ниже точки росы, но выше 0 градусов, так как если она опустится ниже, то вода превратится в лед, что приведет к обледенению всего дымового канала. В результате этого дым не будет выходить из трубы и повалит в помещение, а люди могут умереть от удушья.

Например, нечувствительную к влаге керамическую дымоходную систему, такую, как Schiedel UNI, можно устанавливать и в недопустимых для обычных дымовых труб условиях: конденсат образовываться не будет.

При условии правильно подобранного диаметра нечувствительная к влаге керамическая дымовая труба безопасно отводит дымовые газы через крышу.

5 . Почему так важно правильно подобрать диаметр дымовой трубы по мощности? На что это влияет?

Как правило, дымоход подбирают к какой-то конкретной отопительной установке. Диаметр дымовой трубы подбирают к определенному типу отопительного прибора: котла, камина или банной печи. Подбор сечения напрямую влияет на значение температуры и тяги – это два главных параметра, от которых зависит правильность и долговечность работы отопительного прибора.

• Оптимальное значение диаметра дымохода: достигается наилучшее соотношение тяги и температуры в дымовом канале. Оптимальное сгорание топлива. Нет его перерасхода и эстетическое горение пламени, что важно для печей и каминов. Сажа и конденсат образуются в минимальном количестве.
• Заниженное значение диаметра дымохода: возникает недостаточная тяга и повышается значение температуры дымовых газов. В результате этого они могут попасть в помещение. На внутренней поверхности стенки трубы дымохода образуется большое количество сажи, которая может загореться.
• Завышенное значение диаметра дымохода: возникает избыточная тяга, в результате чего происходит значительный перерасход топлива. Образуется большое количество конденсата, который может протекать в стыках и разъедать швы дымовой трубы. А также попадать в топку отопительного прибора, что быстро приведет ее в негодность.

6 . Как правильно рассчитать поперечное сечение дымовой трубы?

Но, как следует из карточки №5, оптимальная работа отопительного прибора возможна только при условии верно выполненного аэродинамического расчета по нормативному методу или по EN 13384-1 (европейский аналог СНИПов и СП). Существуют разные методики подсчета, и для получения точных значений нужно учитывать много разных моментов.

Все это учтено вот в этих диаграммах для расчета диаметра дымовой трубы. Они созданы для отопительных приборов, работающих на разном виде топлива и учитывающих их особенности работы, согласно требований EN 13384-1 (в строку поиска нужно ввести «расчет поперечного сечения»).

7 . Какие ошибки при выборе дымохода совершают домовладельцы чаще всего?

При выборе стального дымохода домовладельцы не всегда учитывают, какая марка стали подходит для использования с определенными отопительными приборами. Сталь марки AISI 316

отличается более высокой кислотоустойчивостью, чем сталь марки AISI 444, но не такая жаропрочная.

Поэтому в дымоходах, которые рекомендуется использовать с отопительными приборами на газовом и жидком топливе, внутреннюю трубу делают из стали марки AISI 316, а в системе, которая рекомендована для использования с твердотопливными печами и каминами, из стали марки AISI 444, например Permeter компании Schiedel.

Еще одна ошибка, и довольно распространенная – выбор дымохода с зауженным диаметром. Это прямо запрещено п. 3.6.8. ВДПО «Правила производства трубо-печных работ»: «…площадь дымовой трубы не должна быть меньше площади дымоотводящего патрубка аппарата».

Отопительная установка будет работать правильно и безопасно только тогда, когда все параметры дымовой трубы рассчитаны правильно и все компоненты точно соответствуют друг другу. Чем точнее будут расчеты, тем дольше прослужит отопительное оборудование.

Способы расчета диаметра дымохода для печи на дровах

От оптимального размера сечения и высоты дымохода зависит экономичность и производительность работы печи. Правила СНиП и несколько вариантов расчета помогут вам правильно подобрать размер для дровяной печи в доме.

• Зачем нужно знать диаметр?
• Какой должен быть диаметр дымохода для печи?
• Способы расчетов
• Точный метод + формула
• Шведский метод расчета
• Что делать если сечение дымохода квадратное?
• Какая должна быть высота трубы дымохода для печи?
• Зачем нужен этот параметр?
• Требования СНиП
• Методика самостоятельного расчета
• Таблица “Высота печной трубы над коньком”
• Вывод

Зачем нужно знать диаметр?

Новички не понимают, какое значение имеет сечение дымохода для печи и почему так важно правильно провести расчеты не только внутреннего размера, но и высоту трубы. При разработке индивидуального проекта для автономной системы отопления жилого или производственного помещения, от точности данных зависит уровень тяги и производительность агрегата.

Неопытные строители могут сделать трубу с большим или недостаточным сечением. В любом таком варианте работа отопительного прибора нарушается, и вы просто выбрасываете деньги на ветер. Для оптимальной работы системы отопления дома важно провести точный расчет и ознакомится с рекомендациями нормативных документов.

Какой должен быть диаметр дымохода для печи?

Размер печной трубы можно рассчитать несколькими способами. Самый простой – определение сечения дымохода в зависимости от размеров топочного отсека. Расход твердого топлива определяется по этой характеристике, а исходя из этих данных можно определить объем отработанных газов.

Если у вас открытый вид топки и дымоход изготовлен из стальной круглой трубы – эти величины должны находиться в пропорции 10 к 1. Для примера – габариты топочной камеры 50/40. Такая печь должна оборудоваться дымоходом, сечением 180 мм.

Если изготавливаем трубу из кирпича, ее внутренний размер должен превышать размер дверцы зольника или поддувала в полтора раза. Минимальный размер квадратной полости для удаления газов – 140/140 мм.

Способы расчетов

Точный метод + формула

Рассчитать дымоход для печки, занятие не для новичков. Такую работу лучше доверить профессионалам. Но если вы решили рассчитать этот параметр самостоятельно вам понадобится знание основных данных и нескольких формул:

1. Для определения кубатуры выходящих газов важно знать мощность отопительного агрегата. Для расчетов применяем формулу:, где:

• В – коэффициент скорости сгорания твердого топлива. Это значение определяется исходя из данных таблицы №10 ГОСТа 2127;
• V – уровень объема сжигаемого топлива. Эта величина указывается на бирке промышленного прибора;
• Т – уровень нагрева отводящихся газов в месте выхода из дымохода. Для дровяных печей – 1500.

1. Общей площади дымохода. Ее высчитывают исходя из соотношения объемов газов, это значение обозначается «Vr» и скорости их продвижения в трубопроводе. Для бытовой печи, работающей на дровах, это число равно – 2 м/сек.
2. Диаметр круглой трубы высчитываем по формуле – d² = (4 * Vr) / (π * W), где W – это скорость продвижения газов. Все расчеты лучше выполнять на калькуляторе и внимательно вносить все величины.

Рассчитываем оптимальную величину тяги

Эта операция выполняется для контроля над расчетами оптимальной высоты и сечения дымохода. Такой расчет можно проводить по 2 формулам. Основную, но сложную мы приведем в этой главе, а основную, простую формулу приведем при выполнении пробного расчета данных:

• С – это постоянный коэффициент, равный для печей на дровах 0,034;
• литера «а» – величина атмосферного давления. Величина естественного давления в дымоходе – 4 Па;
• высота дымохода обозначается буквой «h».
• Т0 – средний уровень температур атмосферы;
• Тi – величина нагрева отработанных газов при выходе их из трубы.

Пример расчета сечения дымохода

Принимаем за основу:

• буржуйка работает на твердом топливе;
• в течение 60 минут в печи сгорает до 10 кг дров лиственных пород деревьев;
• уровень влажности топлива – до 25%.

Еще раз приведем основную формулу:

Расчет проводим в несколько этапов:

1. Выполняем действие в скобках – 1+150/273. После вычислений получаем число 1,55.
2. Определяем кубатуру выходящих газов – Vr= (10*10*1,55)/3600. После вычислений получаем объем, равный 0,043 м 3 /сек.
3. Площадь трубы дымохода – (4*0,043)/3,14*2. Расчет дает значение – 0,027 м 2 .
4. Берем квадратный корень из площади дымохода и высчитываем его диаметр. Он равен 165 мм.

Теперь определяем величину тяги по простой формуле:

1. По формуле расчета мощности высчитываем эту величину – 10*3300*1.16. эта величина равна – 32,28 кВта.
2. Рассчитываем уровень потерь тепла на каждом метре трубы. 0,34*0,196=1,73 0 .
3. Уровень нагрева газа на участке выхода из трубы. 150-(1,73*3)=144,8 0 .
4. Атмосферное давление газа в дымоходе. 3*(1,2932-0.8452)=1,34 м/сек.

Шведский метод расчета

Размер дымохода для печи можно выполнить и по такой методике, но основное назначение шведского метода – расчет дымоходов каминов с открытой топкой.

В этой методике для расчета не используется величина топочного отсека и объем воздуха в нем. Для определения правильности расчета используется график:

Здесь важно соответствие соотношения площади топочного отсека («F») и отверстия дымоотводящей трубы («f»). Для примера:

• габариты топки 770/350 мм. Высчитываем площадь отсека – 7,7*3,5=26,95 см 2 ;
• размер дымохода 260/130 мм, площадь трубы – 2,6*1,3=3,38 м 2 ;
• высчитываем соотношение. (338/2695)*100=12,5%.
• смотрим в нижней части таблицы величину 12,5 и видим, что расчет длины и диаметра произведен правильно. Для нашей печи необходимо построить дымоход, высотой 5 м.

Разберем еще один пример расчета:

• топка 800/500 мм, ее площадь – 40 см 2 ;
• сечение дымохода 200/200 мм, площадь равна 4 см 2 ;
• рассчитываем соотношение (400/4000)*100=10%.
• по таблице определяем длину дымохода. В нашем случае, для круглой сэндвич – трубы она должна быть 7 м.

к содержанию ↑

Что делать если сечение дымохода квадратное?

Цилиндрические дымоходы, особенно после появления сэндвич – труб самые распространенные виды устройств. Но при строительстве кирпичной печи приходится выкладывать квадратную или прямоугольную форму.

В таких дымоходах образуются завихрения, препятствующие нормальному прохождению отработанных газов и уменьшающие тягу. Но для дровяных печей или каминов – прямоугольные трубы остаются самой востребованной формой. В таких устройствах не требуется повышенный уровень вытяжки отработанных газов.

Расчет дымохода для дровяной печи с квадратным или прямоугольным сечением производится с учетом соотношения размеров трубы к габариту поддувального отверстия на печи. Такая пропорция – 1/1,5, где 1 – внутреннее сечение трубопровода, а 1,5 габариты поддувала или зольника.

Какая должна быть высота трубы дымохода для печи?

Расчет этого параметра позволяет избежать возникновения обратной тяги и других возможных неприятностей. Этот вопрос регламентируется правилами СНиП и других документов.

Зачем нужен этот параметр?

Для того чтобы понять важность этого фактора разберем подробнее несколько физических законов и последствия неправильно сделанных дымоходов. При прохождении нагретых газов, температура понижается, но теплый воздух или газы всегда поднимаются вверх.

На выходе из трубы температура еще больше снижается. Отработанные газы, находящиеся в трубопроводе с надежным слоем теплоизоляции имеют высокую температуру и столб нагретого дыма, поднимаясь вверх увеличивает тягу в топке.

Разберем ситуацию – уменьшаем внутреннее сечение трубы и увеличиваем высоту трубы над коньком крыши. Если вы думаете, что увеличивается объем нагретого газа, увеличивается время остывания дыма и увеличивается тяга – такое утверждение верно только наполовину. Тяга будет отличной, даже с большим излишком. Дрова будут быстро сгорать и расходы на покупку топлива возрастут.

Чрезмерное увеличение высоты дымохода может вызвать возрастание аэродинамических завихрений и понижения уровня тяги. Это чревато возникновением обратной тяги и выхода дыма в жилые помещения.

Требования СНиП

Длина трубопроводов вытяжки отработанных газов регламентируется требованиями СНиП 2.04.05. правила предписывают соблюдать несколько основных правил монтажа:

• минимальное расстояние от колосниковой решетки в топке, до защитного козырька на крыше – 5000 мм. Высота над уровнем покрытия плоской крыши 500 мм;
• высота трубы над скатом крыши или коньком должна соответствовать рекомендованной. Об этом расскажем в отдельной главе;
• если на плоской крыше находятся постройки, труба должна быть выше. В этом случае, при большой высоте трубы, ее раскрепляют растяжками из проволоки или троса;
• если здание обустроено системой вентиляции, их высота не должна превышать колпак трубопровода вывода отработанных газов.

к содержанию ↑

Методика самостоятельного расчета

Как самостоятельно вычислить высоту дымового канала, для этого потребуется выполнить расчет по формуле:

• «А» – климатические и погодные условия в данном регионе. Для севера этот коэффициент равен 160. Значение в других районах вы сможете найти в интернете;
• «Мi» – масса газов, проходящих сквозь дымоход за определенное время. Эту величину можно найти в документации вашего отопительного прибора;
• «F» – время оседания золы и других отходов на стенках дымохода. Для дровяных печей коэффициент – 25, для электрических агрегатов – 1;
• «Спдкi», «Сфi» – уровень концентрации веществ в отработанном газе;
• «V» – уровень объема отработанных газов;
• «Т» – разность температур поступающего из атмосферы воздуха и отработанных газов.

Приводить пробный расчет не имеет смысла – коэффициенты и другие величины не подойдут для вашего агрегата, а извлечение квадратных корней потребует скачать инженерный калькулятор.

Таблица “Высота печной трубы над коньком”

Определится с размерами труб без проведения сложных расчетов поможет таблица высоты печной трубы над крышной конструкции. Сначала разберем подбор длины трубы для плоских крыш.

Подбор длины трубы для плоских крыш.	Мин. высота трубы в мм
На крыше отсутствуют парапеты и другие строения и устройства.	1200.
На крыше построен защитный бордюр или другие конструкции и расстояние до них до 300 мм.	1300.
Превышение над другими вентиляционными трубопроводами	500. Минимальное расстояние до вентиляционной шахты – 5000.

Для скатных видов крышных конструкций.	Мин. высота трубы в мм
Дымоход выходит на крышу на расстоянии 1500 мм от конька.	500.
Труба находится на расстоянии от конька 1500-3000 мм.	Труба выводится до уровня конька крыши.
Расстояние от конька до места прохода трубопровода вытяжки свыше 3000 мм.	Откладываем от полости конька 10 0 . Верх трубы должен находиться на уровне этой линии.

Вывод

Выполнив расчет или определив размер по таблице, вы не только обезопасите ваш дом от возникновения пожаров, но и значительно сэкономите на топливе. Главное внимательно и ответственно выполнить монтаж и комфорт и уют в доме будет обеспечен.

Расчеты при установке дымохода для дровяной печи и бытового котла

При самостоятельном устройстве дымоотводящей конструкции необходимо точно рассчитать параметры сечения дымовой трубы, ее общую высоту и уровень циркуляции воздуха – тяги, которая будет поддерживать процесс сгорания топлива и отводить в атмосферу токсичные продукты горения, содержащиеся в дыме. Такие расчеты довольно сложны, но важны для обеспечения эффективной и бесперебойной работы теплового агрегата и безопасности жителей.

Принципы работы дымохода печи и бытовых котлов

Для нормального функционирования отопительных приборов, генерирующих тепло при сжигании топлива, необходим дымоход.

Дымоотводящая конструкция обеспечивает приток кислорода, без которого не горит ни газ, ни твердое или жидкое топливо. Кроме того, через дымоотвод удаляется дым, содержащий продукты горения, что является залогом безопасности отопительной системы – ведь задымление помещений смертельно опасно для человека. Такой газообмен называется тягой.

Котлы внутреннего сгорания оснащаются коаксиальными дымоходами, которые создают тягу принудительно, выводя через одну трубу дым и засасывая через другую свежий воздух. Дровяные печи и большинство бытовых котлов работают на естественной тяге, которая образуется из-за разницы температур и давления в тепловом приборе и у выходного отверстия дымохода.

Принцип работы дымохода прост:

• выделяемые при сгорании топлива газы имеют высокую температуру, низкую плотность и высокое давление и им становится тесно внутри отопительного прибора;
• дым направляется туда, где для него нет препятствий, то есть движется в том направлении, где давление ниже, стремясь заполнить относительно свободное пространство, кроме того, из-за низкой плотности газы стремятся вверх;
• если дымоход устроен правильно, то на выходе из трубы холодный воздух имеет низкое давление и не является препятствием для выхода горячего дыма;
• так как как область низкого давления находится выше котла, то дым идет по самому удобному пути – вверх по дымоходу на улицу.

Для чего нужны расчеты

Естественный воздухообмен, при котором продукты сгорания удаляются в атмосферу, происходит только в том случае, если дымоотводящая конструкция имеет правильную форму и размер.

При наличии препятствий – поворотов, углов, участков дымового канала с низкой пропускной способностью – дым может пойти в другом направлении, где его распространению ничто не будет мешать. При малой высоте трубы разница температур окажется недостаточной для образования тяги или появится ветровой подпор, который будет мешать дыму выходить из трубы, практически вгоняя его обратно.

Обратите внимание! Недочеты в устройстве дымохода приведут к тому, что тяга либо будет недостаточной для нормальной работы нагревательного прибора, либо появится обратная тяга и продукты горения топлива будут поступать в помещения, что может стать причиной отравления или пожара.

Однако, про размеры дымовой трубы нельзя сказать, что чем больше, тем лучше. Слишком длинный или широкий дымовой канал увеличит расходы на возведение дымохода. Печь или котел с таким дымоходом будет работать на износ в условиях избыточной тяги, сжигая топливо быстрее, чем это нужно для прогревания помещений. Полученное же при сжигании тепло будет частично улетать в трубу, отчего затраты на отопление увеличатся.

Поэтому чтобы тепловой агрегат работал эффективно и не ломался, важно точно рассчитать основные параметры дымохода, которые обеспечат оптимальный уровень тяги.

Как рассчитать параметры для дымохода

Для возведения дымоотводящей конструкции, обязательно провести расчеты:

• общей высоты и высоты относительно крыши,
• внутреннего диаметра дымовой трубы,
• образуемой тяги.

Все эти параметры взаимосвязаны. Геометрические размеры дымохода необходимо рассчитать для составления его проекта, а величину тяги – для определения работоспособности дымоотвода в обычных для местности погодных условиях.

Расчет внутреннего диаметра

Основным нормативным требованием к размеру дымоходной трубы является ее соответствие выходному патрубку теплового прибора.

Обратите внимание! Для теплогенерирующих агрегатов заводского изготовления достаточно выбрать трубу, имеющую такое же сечение, как у выходного патрубка, или немного большего размера. Выполнение этого условия обеспечит необходимую пропускную способность дымохода.

Для дровяной печи или бытового котла, не имеющего заводского патрубка, необходимо рассчитать параметры внутреннего сечения дымовой трубы, при которых дымоход будет иметь необходимую пропускную способность.

Чтобы вычислить диаметр круглой трубы или ширину и длину прямоугольной, нужно найти площадь ее внутреннего сечения. Расчет проводится в несколько этапов.

Сначала вычисляют объемный выход дымовых газов в единицу времени (Vг):

Vг=Mт*Vт*(tг+273)÷273,

• где Mт – расход топлива в единицу времени, указанный в сопровождающей документации отопительного прибора,
• Vт – коэффициент дымовыделения используемого топлива,
• а tг – температура дымовых газов на входе в дымоход, обычно указываемая в документации к отопительному прибору и равная 120-150ºС.

Коэффициент дымовыделения различается для разного топлива:

Топливо	Коэффициент дымовыделения, куб.м/кг
сухие дрова, торф	10
бурый уголь в брикетах	12
природный газ	12,5
антрацит, каменный уголь	17

Для расчета площади сечения (S) достаточно разделить полученное значение (Vг) на скорость отведения дыма (v):

S=Vг÷v.

Оптимальной считается скорость, равная 1-2 м/с. При такой скорости сажа и конденсат не успевают осесть на стенках трубы, но и тепло остается в помещении, а не вытягивается на улицу.

Обратите внимание! Для точных расчетов важно привести все величины к единому параметру времени. Если скорость для расчета используется в м/с, то и расход топлива нужно перевести в кг/с.

Например, если для дровяной печи-каменки стандартный расход – 8 кг/ч, то при переводе необходимо разделить эту величину на 3600. Таким образом, расход составит 0,0022 кг/с.

Для круглой трубы диаметр (D) рассчитывается из формулы площади круга:

D=2√S÷3,14.

Для квадратной ширина (a) рассчитывается из формулы площади квадрата:

a≥√S.

Для прямоугольного сечения подбираются ширина (a) и длина (b) таким образом, чтобы их произведение было больше или равно S:

S≥a*b.

Определение высоты дымоотводящей трубы

Для образования достаточной разницы в давлении и температуре в котле и на улице минимальная необходимая высота дымоходной трубы должна составлять 5 метров. Но кроме минимального значения необходимо рассчитать и высоту выходного отверстия над кровлей.

В этих расчетах учитывается тип крыши, расположение дымохода по отношению к коньку кровли и наличие близко расположенных строений или иных высоких объектов.

Особенности расположения дымохода		высота
на плоской кровлей	без парапетов и других кровельных элементов	на 0,5 м выше кровли
	с парапетами и другими кровельными элементами	на 1,2-1,3 м выше парапета
на скатной крыше, при расстоянии между дымоходом и коньком по горизонтали	до 1,5 м	на 0,5 м выше конька
	1,5-3 м	на уровне конька
	более 3 м	на 10º ниже конька
относительно рядом стоящих зданий, строений, деревьев и иных объектов		на 1,2-1,5 м выше самого высокого

Обратите внимание! При проектировании дымохода необходимо учесть расположение крепежных элементов. Через каждые 2 м высоты труба фиксируется к стенам и перекрытиям, если дымоход возвышается над кровлей более чем на 1,2 м, для дополнительной фиксации используют растяжки.

Расчет тяги

Для проверки работоспособности дымохода, который будет возведен в соответствии с выполненными расчетами высоты и внутреннего сечения трубы, дополнительно проводят расчет тяги.

Тяга, то есть разница давления на входе и выходе из дымохода (P) рассчитывается по формуле:

ΔP=hд*(ρв-ρг),

где hд– высота дымохода над отопительным прибором,

в– плотность воздуха на улице,

г– плотность дыма.

Высота дымохода уже рассчитана, а вот плотность воздуха и дымовых газов потребуется вычислить. В зависимости от погодных условий, показатель плотности воздуха меняется.

ρв=ρн*273÷tв,

где н=1,29 кг/куб.м – плотность воздуха в нормальных условиях,

а tв – температура окружающей среды.

Это важно! Для расчета тяги берут самые неблагоприятные климатические условия в регионе – теплое время года. Для расчетов используется температура в Кельвинах, поэтому к температуре в градусах Цельсия прибавляем 273.

Плотность дымовых газов рассчитывается по аналогичной формуле, исходя из средней температуры дымовых газов в трубе (tг):

ρг=ρн*273÷tг.

Δtг=(tг+tд),

где tг – температура газов на выходе из отопительного прибора, указанная в сопроводительной документации,

а tд – температура дыма на выходе из трубы.

Но температура дымовых газов, выбрасываемых дымоходом в атмосферу, требует дополнительных расчетов и зависит от мощности теплового прибора (Q) и высоты дымовой трубы (hд):

tд=tг-hд*В*√1000÷Q,

где В – коэффициент теплоотдачи дымоходной трубы, зависящий от материала, из которого выполнен дымоход и уровня его теплоизоляции.

Особенности дымохода	Коэффициент теплоотдачи
неизолированная металлическая или асбестоцементная труба	0,85
кирпичная шахта с толщиной стенок до 0,5 м	0,17
сэндвич-трубы	0,34

Если после проведения всех расчетов уровень тяги получился в диапазоне 10-20 Па, то спроектированный дымоход справится со своей задачей и обеспечит бесперебойную работу тепловому агрегату. В противном случае потребуется увеличить высоту дымовой трубы или оснастить оголовник дефлектором или дымососом для создания искусственной тяги.

Обратите внимание! Расчет тяги требует точности, поэтому все промежуточные подсчеты необходимо записывать, чтобы была возможность их проверить. Чтобы исключить возможную ошибку в вычислениях, можно воспользоваться онлайн-калькулятором или обратиться к специалистам.

Особенности расчетов параметров дымохода для бытовых котлов

Тепловые приборы заводского изготовления обычно не требуют проведения серьезных расчетов дымохода – основные параметры указываются в сопроводительной документации. Отличительной особенностью проведения расчетов для бытовых котлов является их простота.

• Высоту определяют по общим правилам, учитывая особенности расположения дымоотводящей конструкции относительно крыши дома и близлежащих строений.
• Диаметр внутреннего сечения дымовой трубы выбирают в соответствии с мощностью теплогенерирующего агрегата, не беря во внимание ни тип топлива, ни объем выделяемых газов. Так как заводские приборы выпускаются по стандартам изготовления, все параметры давно посчитаны и собраны в таблицу.

Максимальная мощность прибора, кВт	Необходимый диаметр трубы, мм
до 3,5	140-150
3,5-5,0	140-200
5,0-7,0	200-270
7,0-10,0	250-300

Расчет дымохода для дровяной печи: размеры, диаметр, высота над крышей

Расчет дымохода для строящейся дровяной печи одно из самых важных условий для нормального и качественного функционирования и работы системы. Поэтому очень важно при строительстве максимально придерживаться принятых норм и правил. Далее поговорим о том, какие средние параметры нужно учитывать и как их определить самостоятельно.

Для чего требуется расчет дымохода?

Для того, чтобы ваша печь работала должным образом, важно, чтобы система дыма отведения была настроена, как положено. Огромную роль в этом играют два основных параметра, с которыми познакомимся немного ниже. От них будет зависеть, какая тяга будет, насколько эффективно будет удаляться дым из печи. Как правильно рассчитать трубу для дымохода будет зависеть не просто функционирование системы, но и безопасность людей живущих в помещении. Поэтому обращайте внимание на любые тонкости, изучайте теорию, чтобы потом можно было без проблем узнать и определить, как самостоятельно рассчитать дымоход.

Какие параметры требуется вычислить?

Для расчета нужно определить такие параметры:

1. Длина. Первым делом вам необходимо обязательно определить максимальную высоту здания, сколько метров до конька крыши в том самом месте, где предполагается выход будущей трубы. Потому что от длины будут зависеть одни из самых важных характеристик будущей системы. Учитывайте тот факт, что слишком высокие каналы попросту будут «съедать» тягу, в итоге к источнику тепла будет она добираться с меньшей скоростью, а значит гореть ваша печь, будет намного хуже. Кроме того, «страшны» и слишком низкие дымоходы по отношению к кровле, об этом подробней будет ниже.
2. Диаметр дымохода (сечение). Что касается данного параметра, то здесь нужно учитывать не столько сами размеры, сколько первоначально форму самой трубы. Не забывайте важное условие, если вы хотите получить качественную дымоходную систему, работающую по всем правилам, то труба должна быть цилиндрическая. То, есть стенки обязательно делайте круглыми, чтобы сажа и копоть меньше задерживалась в канале. Тем самым, вы отталкиваете момент прочистки каналов. Что касается размера (диаметра), то его выбирать нужно исходя из сечения главного выходящего патрубка печи либо котла. Использовать трубы с диаметром больше или меньше патрубка, не рекомендуется. Высокая вероятность разгерметизации.

Как рассчитать параметры дымохода?

Как уже выше описывалось нужно знать определенные параметры. Если два главных параметра – это высота и сечение, то есть еще один показатель, которые нужно в обязательном порядке учитывать. Это характеристики самого отопительного оборудования.

Существует несколько форм расчета, подразделяющиеся на:

• Точные.
• Приблизительные.
• Автоматические.

Под первыми нужно понимать, что требуется учитывать массу факторов, среди которых показатели температуры газов, скорость отделения, высота и скорость к которой будет происходить горение, того или иного топлива. Данные значения нужно подставлять в специальную формулу, подробный расчет будет дан в конце статьи.

Что касается приблизительного расчета, то здесь во внимание берутся показатели размера камеры сгорания. Для примера, приведем классический размер обычной камеры в печи либо котле – это габариты в пределах 500 на 400 мм. Применяется системы подстановки, то есть 1:10. Тогда для круглых каналов, диаметр будет равен 180 — 190 мм.

Третий тип расчета – это использование специальных калькуляторов расчета. Как правило, они выдают более точные данные, однако нужно знать и больше исходных параметров. Грубо говоря – этот тот же первый способ подсчета, но выполняется он уже при помощи вычислительной машины.

Определение высоты дымохода

Мы уже знаем, что от подобного параметра зависит работоспособность системы. Поэтому учитывайте, что согласно СНиПов, высота в среднем должна составлять 5 метров, но не более 7 метров. При меньшей длине, не станет образовываться в достаточном количестве естественная тяга. При расчете следуйте описанным правилам:

• От основы до высшей точки более 5 метров.
• Выход на плоскую крышу знаменуется возвышением оголовка трубы на 500 мм.
• При возведении на скатной крыше, при трех метрах до конька, дымоход при проведении визуальной линии, должен располагаться под 10 градусным углом. Чем меньше расстояние до конька, тем соответственно больше градус.

Определение сечения дымового канала

Чтобы не использовать сложные геометрические исчисления, рекомендуем вам обращать внимание на рекомендации специалистов. Итак, диаметр дымохода должен соответствовать таким критериям:

• В случае, если мощность не превышает 3,5 Квт, тогда достаточно диаметра в 0,14 см.
• Мощность в пределах до 5 кВт равняется диаметру в 0,20 см.
• Мощность до 7 кВт, равняется сечению трубы в 0,27 – 0,30 см.

Если у вас есть желание подсчитать сечение более точно, можно воспользоваться такими параметрами, как вид топлива, скорость сгорания, скорость тяги, высота, скорость прохождения по трубе.

Как влияет диаметр дымохода на его высоту?

Диаметр трубы дымохода отчасти только оказывает влияние на высоту. Грубо говоря, вам не получится расширить сечение, чтобы, к примеру, снизить длину канала – эти значения не взаимосвязаны, как многие считают. Поэтому не стоит «мудрить» с диаметром, подгоняя определенную высоту, которая будет ниже 5 метров либо выше 7 метров. Уровень тяги будет одинаковым на всей протяженности от 5 до 7 метров. А вот слишком большой диаметр, может снижать тягу, образовывать завихрения, хотя на первый взгляд это кажется абсурдным.

Расчет оптимального показателя тяги

Кроме расчета диаметра дымохода нужно знать и силу тяги. Для этого вам потребуется найти закон Бернулли и подставить данные внешней температуры, внутренней, а также уровень давления. Для окончательно расчета берется за внимание общая потеря давления в обеих зонах. Если показатели идентичны, значит, тяга находится в оптимальном диапазоне.

Пример расчета печи

Как и обещали, в конце приводим пример самостоятельного расчета. Итак, рассчитать диаметр дымохода для печи на дровах нужно по такой формуле:

D = 4*Vr/3.14*2 = 0.166 m.
Значения подбираются исходя из стандартных размеров и показателей по таблице. Где:

D – Сечение.
Vr – требующийся объем воздуха для горения.
4 – это стандартный параметр тяги.

Диаметр дымохода.

Устанавливая дымоходную трубу, очень важно рассчитать правильный диаметр дымохода, этому вопросу нужно уделить особое внимание при проектировании автономной системы отопления. Часто дымоходная труба подбирается на основе примерных параметров. Многие обыватели считают, что будет лучше сделать диаметр сечения дымохода побольше, однако это совсем не так. Чтобы отопительная система функционировала в оптимальном режиме, требуется произвести точный расчет диаметра дымохода.

Исходные параметры расчет дымоходной трубы.

Для расчёта дымохода вы можете воспользоваться калькулятором расчета дымохода.

На характеристики будущей дымоходной трубы непосредственно влияют определенные параметры, из которых самыми важными являются:

1. Тип отопительного прибора. Организация системы газоотведения в большинстве случаев необходима для твердотопливных котлов и печей. В расчет принимается объем камеры сгорания, а также площадь проема камеры поступления воздуха в топку – зольника. Часто расчет производится и для самодельных котлов, которые работают на дизельном топливе или газе.

2. Общая длина дымохода и его конфигурация. Самой оптимальной считается конструкция длиной 5 метров и с прямой магистралью. Дополнительные вихревые зоны, отрицательно сказывающиеся на тяге создаются каждым поворотным углом.

3. Геометрия сечения дымохода. Идеальным вариантом является цилиндрическая конструкция дымохода. Но такой формы очень тяжело добиться для кирпичной кладки. Менее эффективно прямоугольное (квадратное) сечение дымохода, но для него потребуется и меньше трудозатрат.

Приблизительный и точный расчет диаметра дымохода.

На сложной математической платформе базируются точные вычисления. Чтобы рассчитать диаметр дымохода, необходимо знать его основные характеристики, а также характеристики топлива и прибора отопления. Для примера можно взять расчет стандартной трубы с круглым сечением без поворотных узлов, подключенной к печи и работающей на дровах. Берутся следующие входные параметры вычисления:

• температура газов при входе в трубу t– 150°С;
• средняя скорость прохождения газов по всей длине – 2 м/с;
• скорость сжигания дров (топлива) при одной закладке B= 10 кг/час.

Следуя этим данным можно переходить непосредственно к расчетам. Сначала требуется узнать какой объем выходящих газов, он определяется по формуле:

Где V – это объем воздуха, необходимый для поддержания процесса горения со скоростью 10 кг/час. Он равняется – 10 м³/кг.

Подставив данное значение получим результат:

Затем подставляем это значение в формулу, по которой вычисляется диаметр дымохода:

Чтобы произвести такой расчет, нужно точно знать все параметры в будущей системы отвода газов. Данная схема очень редко применяется на практике, особенно в случае организации бытовой автономной системы отопления. Определить диаметр дымохода можно и другими способами.

Например, исходя из габаритов камеры сгорания. Поскольку количество сжигаемого топлива зависит от ее размеров, значит объем входящих газов тоже зависит от нее. Если открытая топка и дымоход с круглым сечением, то соотношение принимается 1:10. То есть когда размер камеры сгорания равняется 50*40 см, значит оптимальный диаметр дымохода будет составлять 18 см.

При возведении кирпичной конструкции дымохода соотношение равно 1:1,5. Диаметр дымоходной системы в этом случае должен быть больше размера поддувала. Квадратное сечение будет не меньше 140*140 мм (это связано с создающимися в кирпичной трубе завихрениями).

Шведский метод расчета диаметра дымохода.

В вышеописанных примерах во внимание не берется высота газоотводной системы. Для нее применяют соотношение площади камеры сгорания к сечению трубы, учитывая и ее высоту. Значение трубы определяется по графику:

Где f — площадь дымохода, а F – площадь топки.

Однако такой метод применим больше к каминным системам, поскольку в расчет не берется объем воздуха для топки.

Можно выбирать различные методы расчета диаметра дымохода, но при установке сложных систем отопления важно оптимально точная схема, особенно это относится к низкотемпературным отопительным приборам длительного горения.

Способы расчета правильного диаметра дымохода

Печка и дымоход – единые компоненты системы. Если топка сложена неправильно, она может дымить, плохо прогреваться, то же самое можно сказать о трубе. Одно из главных условий правильного функционирования канала для отвода газов – диаметр дымохода. В нем должна создаваться определенная тяга, этого можно добиться только путем согласования мощности котла и самого дымаря.

1. Как устроен дымовывод
2. Из чего изготавливают трубы
3. Разновидности систем
4. Параметры дымовывода
5. Как рассчитать диаметр дымохода
6. Для банной печи
7. Для котельного газового оборудования
8. Расчет дымохода для печи на дровах
9. Подключение коллективного дымоканала

Как устроен дымовывод

Для корректной работы камина или печи необходимо правильно рассчитать диаметр трубы

Устройство канала для отвода дыма состоит из трубы, которая может быть круглого сечения разного диаметра или квадратной, прямоугольной формы. Система подключается к котельному оборудованию через выходное отверстие. Кроме отвода газов часть кислорода проникает в топку через дымарь, что способствует процессу горения.

Основные части дымовывода:

• Трубный канал. Это основная часть конструкции. Как правило, внутри устройства должны быть гладкие стенки, чтобы на них меньше оседала сажа и не было дополнительного сопротивления току воздуха.
• Шиберная заслонка. Этот элемент устанавливают в начале хода, с помощью него можно частично или полностью перекрывать канал, добиваясь определенной силы тяги. Заслонка помогает удержать тепло внутри помещения при хорошо разогретой печке.
• Конденсатосборник – необходимая часть дымохода, куда попадает влага, осаждающаяся на внутренних стенках при охлаждении пара, который всегда присутствует в дыме. Расположение этого устройства в общей схеме обычно внизу вертикального стояка.
• Окно для проведения ревизии – небольшое отверстие в дымовыводе прикрытое дверцей, чтобы можно было просмотреть канал на наличие в нем сажи, смолянистых отложений и посторонних предметов и по надобности удалить их.

Тяга внутри системы газоотведения происходит за счет того, что вверху и внизу канала давление разное. Чем больше размеры дымохода, тем быстрее дым выходит наружу из печки.

Если все правильно собрано, продукты сгорания не могут попасть внутрь отапливаемого помещения.

Из чего изготавливают трубы

Керамические трубы для дымохода

Четыре основных строительных материала, из которых изготавливают дымоотводные трубы: сталь оцинкованная, керамика, нержавеющая сталь, кирпич на основе глины.

Дымоходы квадратные, возведенные из кирпича по всем нормам выполнения печных работ, отличаются высокой пожаробезопасностью и отсутствием способности накапливать на стенках отложения сажи. Кроме этого материал достаточно теплоемкий и крепкий по механическим меркам. Единственным недостатком кирпича является его подверженность разрушению за счет деструктивного воздействия химических реакций между водой и оксидом серы.

Стальные дымоотводы удобны тем, что позволяют получить канал любой конфигурации. Недостатком является непродолжительный срок службы, так как металл имеет свойство прогорать и подвергаться коррозии. Более устойчивыми являются нержавеющие элементы.

Трубы из керамического материала спокойно выдерживают повышенную температуру и агрессивную среду оседающего конденсата. Сборку такой конструкции сложно проводить по причине большой массы элементов, где для прочности применен каркас из стальных стержней.

Разновидности систем

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.

Дымари, имеющие большую высоту, испытывают на себе колоссальные ветровые нагрузки. Чтобы сделать такие конструкции более устойчивыми, обязательно нужно закреплять их в средней и высшей точке либо по всей длине кронштейнами, если труба вблизи несущей стены дома.

Параметры дымовывода

Дымоход обустраивают в самом высоком месте кровли

К основным параметрам дымоотвода относят его внутреннюю конфигурацию, диаметр или площадь поперечного сечения и высоту. Все эти параметры подбираются в комплексе, чтобы создать необходимую тягу для того или иного котельного оборудования.

Сечение овальной формы обладает свойством закручивать продукты сгорания в спиральном направлении за счет неравномерного прогрева вертикальных стенок, при этом они получают дополнительное ускорение.

Сечение прямоугольной формы работает хорошо, но при условии, что внутри поверхность приближена к идеальной по гладкости. Иначе шероховатости и неровности приводят к торможению потока внутри.

Диаметр и высота конструкции должны соответствовать мощности отопительной установки, при помощи которой предполагается обогревать дом.

Как рассчитать диаметр дымохода

У разных отопительных приборов требования к тяге свои. Нельзя применять одинаковый метод проведения расчета для камина, печи и газового котла, так как объем и конструкция топок у них разные, количество продуктов сгорания и скорость их образования отличаются. Для практического определения диаметра трубы для всех типов оборудования разработаны свои формулы и правила.

Для банной печи

Минимальный диаметр для банной печи — 14 см

Так как проектируемая печь бани имеет топку, проще всего рассчитать диаметр дымоотвода для нее, отталкиваясь от размера топочного отсека. Экспериментально выведена закономерность, что при сгорании топлива выделяется определенное количество газов, объем которых будет эффективно выходить наружу, если соблюдена пропорция 10 к 1, где первое количество единиц характеризуют величину топки, а второе число – площадь поперечного сечения круглой трубы.

Если речь идет о дымаре, возведенном из кирпича, неважно квадратной или прямоугольной формы, его внутренний проход должен быть больше дверцы поддувала или камеры зольника. Превышение должно быть где-то в 1.5 раза.

Минимально допустимый размер квадратного канала для маломощной топки должен быть 140 мм/140 мм. Длина дымохода для печи на дровах в бане может быть произвольной.

Для котельного газового оборудования

Газовый котел, как и другие отопительные установки, характеризуется мощностью, выраженной в киловаттах тепловой энергии на единицу площади. Диаметр или внутренний размер трубы напрямую зависит от этой мощности.

Норма дымохода для газового котла прямоугольной формы канала должна соответствовать правилу, что на 1 киловатт мощности агрегата приходиться 5.5 см² прохода. Диаметр круглого дымохода не должен быть заужен по сравнению с диаметром выходного отверстия камеры сгорания на газовой установке.

Расчет дымохода для печи на дровах

Сечение дымохода больше или равно сечению поддувала

Вначале находят объем продуктов сгорания, попадающих в дымоканал, по формуле

где, B – скорость, при которой сгорают дрова (зависит от породы древесины и определяется по таблицам), V – объем необходимого для процесса горения воздуха, t – температура газов в трубе;

Затем проводят расчет дымохода, по формуле:

Определив общую площадь прохода, исходя из полученного диаметра, несложно рассчитать внутренние стороны квадратного или прямоугольного дымаря.

Здесь также актуально правило, что внутренний размер не может быть меньше размера дверцы поддувала.

Подключение коллективного дымоканала

При коллективном дымоходе отопительные устройства должны быть однотипными

Необходимость иметь один дымарь на несколько домохозяйств возникает, если есть необходимость в экономии средств, площадей либо нет возможности по-другому организовать систему вывода отработанных газов. С технической точки зрения это вполне допустимый вариант и такие конструкции эффективно эксплуатируются. В этом случае необходимо рассмотреть два варианта задач:

• Подключение к устройству однотипных отопительных устройств.
• Подсоединение к линии принципиально разных тепловых установок, например, газовый котел и камин из кирпича.

В первом случае нет никакой сложности для включения оборудования в общий канал, так как для таких устройств можно рассчитать дымоканал на один показатель тяги, при котором все агрегаты будут правильно работать.

Во втором варианте согласовать устройства не получится, так как дымоотвод для камина должен занимать 1/10 площади топки, а это чрезмерно много для котла. В результате получается либо избыточная, либо недостаточная тяга для одного из устройств, что чревато негативными последствиями.

Самым правильным решением будет применить двухканальную систему. Суть ее в том, что внутреннее пространство трубы разделено на два канала, каждый из которых рассчитан на свое отопительное оборудование.