Расчет сечения дымохода

Выбор дымовой трубы должен быть индивидуальным в каждом конкретном случае. Важен не только материал, из которого изготовлены составляющие дымохода, но и поперечное сечение канала. Оно будет зависеть от источника дыма, его типа, мощности, высоты дымовой трубы.

Расчёт дымовой трубы, чувствительной к влаге, выполняется таким образом, что в ней в течение длительного времени не должен выпадать конденсат. То есть даже в инерционном состоянии дымоходной системы температура внутренней стенки трубы на отметке устья должны быть выше температуры точки росы дымовых газов.

Нечувствительная к влаге дымоходная система UNI может быть установлена в той температурной области, которая недопустима для классических дымовых труб из-за опасности увлажнения всей конструкции дымовой трубы и проникновения влаги наружу.

Независимо от температуры дымовых газов и вида топлива система UNI может быть установлена в жилом доме в качестве дымовой трубы для:

• котла, работающего на твёрдом, жидком или газообразном топливе;
• камина с открытой топкой;
• отдельной печи;
• камина-печи;
• камина с закрытой топкой;
• газового котла, установленного на одном из этажей.

Система UNI в промышленном и индустриальном строительстве применяется для:

подключения паровых котлов;
• мусоросжигательных печей;
• обжиговых печей;
• хлебопекарных печей;
• фабрик-кухонь;
• печей, сжигающих дерево и древесные отходы;
• коптильных и сушильных установок;

А так же для отдельно стоящих дымовых труб в капитальном строительстве.

Многообразие типоразмеров в сочетании с расчётными диаграммами, позволяет сделать точный подбор диаметра дымовой трубы от 14 до 45 сантиметров для любой топливо сжигающей установки. Это обстоятельство позволяет обеспечить надёжную и безупречную эксплуатацию дымоходной системы в целом.

Грамотно подобранный диаметр поперечного сечения дымовой трубы является основной предпосылкой для правильного функционирования установки, сжигающей топливо. Соответствующее сечение дымовой трубы вместе с эффективной высотой дымовой трубы должны быть рассчитаны таким образом, чтобы не только преодолеть аэродинамическое сопротивление теплогенератора, но и обеспечить отвод дымовых газов в режиме разрежения через крышу в атмосферу. Под эффективной высотой понимается расстояние от точки подключения потребителя к дымовой трубе до устья. Использование хорошей изоляции, соответствующей каждому диаметру, обеспечивает сохранение высоких температур дымовых газов в устье дымовой трубы.

Для правильного подбора диаметра трубы можно воспользоваться таблицами, специально разработанными специалистами компании Schiedel, в зависимости от номинальной тепловой мощности котла и эффективной высоты дымовой трубы. Диаграммы построены на основании международной системы единиц измерений (номинальная мощность в кВт, тяга котла в Па) и включают также аэродинамическое сопротивление соединительных элементов между котлом и дымовой трубой.

При составлении диаграмм использованы следующие исходные данные:

• Термическое сопротивление дымовой трубы;
• Диаметры 12-20 см (1/λ) = 0,40 м2 К/Вт;
• Диаметры 25-60 см (1/λ) = 0,65 м2 К/Вт;
• Шероховатость внутренней поверхности стенки трубы r = 0,0015 м;
• Соединительных элементов:
• Термическое сопротивление (1/λv) = 0,65 м2 К/Вт
• Шероховатость rv= 0,001 м
• Длина соединительных элементов (дымоход, дымоотвод) максимум 2,0 м
• Высота соединительных элементов 0,5 м
• Местные сопротивления поворотов, участков с изменением конфигурации сечения, изменения скорости движения потока в соединительных элементах, а также на входе в дымовую трубу в сумме равны Σζ = 1,8.

Выбор диаграммы

Выбор диаграммы для расчёта осуществляется в зависимости от вида используемого топлива, конструктивных особенностей топливо использующей установки, а также температуры уходящих газов.

Диаграммы разработаны для следующих типов источников тепла:

Рассмотрим такие диаграммы на примерах.

Рассмотрим пример расчёта поперечного сечения дымовой трубы, обслуживающей камин с открытой топкой. При этом условии и, что температура уходящих газов будет равно 80˚С, необходимо воспользоваться диаграммой 1.

В основе этой диаграммы лежит расход приточного воздуха на 1 квадратный метр площади открытой топки в размере 360 куб.м/час. При этом подразумевается, что никакие другие топливосжигающие устройства, которые бы могли забирать часть воздуха, в данном помещении не эксплуатируются.

Диаграмма 1

Пример расчёта:

Камин с открытой топкой, площадь сечения топки — 0,5 кв.м, общая эффективная высота дымовой трубы – 6,0 метров, длина соединительных элементов — 1 метр, объём помещения — 250 куб.м. Требуемое поперечное сечение дымовой трубы по диаграмме 1 – 25 см. Требуемое поперечное сечение воздуховода для подачи приточного воздуха — 260 кв.см (правая часть диаграммы 1, интерполяция между линиями 200 кв.см и 300 кв.см).

Рассмотрим пример расчёта поперечного сечения дымовой трубы, обслуживающей отопительный котёл с естественной тягой, работающей на древесных пеллетах. При этом условии и, что температура уходящих газов будет от 190˚С, необходимо воспользоваться диаграммой 2.

Диаграмма 2

Пример расчёта:

Тепловая мощность номинальная такого котла 30кВт, эффективная высота дымовой трубы 12 метров, общая длина соединительных элементов – 2 метра, два поворота на 90˚. Требуемое поперечное сечение дымовой трубы будет составлять 16 см. Такой дымоход может использоваться с тягой до 18 Па.<.p>

Таким образом, для того чтобы рассчитать диаметр внутреннего сечения для вашего дымохода, необходимо определить следующие параметры:<.p>

• Номинальная тепловая мощность отопительного аппарата, кВт;
• Расход дымовых газов, кг/ч;
• Температура дымовых газов, ˚С;
• Максимальная (требуемая тяга), Па;
• Содержание углекислого газа СО₂, %;
• Тип используемого топлива;
• сжигания топлива (для открытого камина параметры открытой топки);
• Эффективная высота дымохода;

Рассмотрим пример расчёта поперечного сечения дымовой трубы, обслуживающей отопительный котёл с горелками с вентилятором с естественной тягой, работающей на жидком топливе. Сжигание жидкого топлива в котлах этого типа происходит при разрежении в топке котла.

Аэродинамическое сопротивление котла и соединительных элементов со стороны дымовых газов преодолевается за счёт тяги, создаваемой дымовой трубой. При условии, что температура уходящих газов будет в диапазоне от 140 до 190˚С, необходимо воспользоваться диаграммой 3.

Пример расчёта:

При прочих выполненных условиях и номинальной тепловой мощности — 30 кВт, эффективной высотой дымовой трубы — 12 метров. Общая длина соединительных элементов — 2 метра, два поворота на 90 градусов. Требуемое поперечное сечение дымовой трубы определяется по диаграмме 3 и составляет 12 см. Могут использоваться котлы с тягой до 11 Па (правая шкала диаграммы 2).

Для получения более подробной информации рекомендуем обратиться к методической литературе, которую возможно изучить на нашем сайте в разделах дымоходов и вентиляционных каналов, Schiedel UNI Расчет поперечного сечения.

В случае возникновения затруднений, обращайтесь к специалистам Компании Славдом.

Источник: www.slav-dom.ru

Виды дымоходных систем

Кирпичные дымовые трубы и шахты для последующей загильзовки бывают квадратными и прямоугольными, их кладут в 4, 5 и 6 кирпичей, рассчитать их площадь не сложно – достаточно умножить одну сторону на другую. Стандартный печной кирпич имеет размер 12,5×25 см. Расчет выполняется по внутренней поверхности. Для удобства восприятия, ниже она представлена в сантиметрах.

Квадратная труба, положенная в четыре кирпича, имеет внутренние размеры 12,5×12,5 см, что соответствует площади 156,25см².

Прямоугольная в пять кирпичей – 12,5×25 = 312,5см².

Квадратная в шесть кирпичей – 625см².

Для расчета площади круглой дымовой трубы следует вспомнить школьный курс математики и формулу S = π×R² . Зная радиус, произвести расчет не сложно.

С овальными трубами сложнее, ответить об их площади не могут даже сотрудники компаний, производителей дымоходных систем. Дело в том, что их продукция не четко соответствует овальной форме, а больше похожа на прямоугольник с закругленными краями, причем у разных производителей, радиус закругления может быть разный. Поэтому для расчета их площади лучше основываться на классическую формулу расчета, при этом площадь будет, немного больше, но Вы точно не ошибётесь, и отопительное устройство будет работать корректно.

Соответствие размеров дымоходов

Теперь необходимо разобраться в самом сложном. Практически все отопительные устройства имеют отводящие отверстия в виде круга, а присоединять их к кругу получается не всегда, ниже представим таблицу основных труб и соответствие их площади.

Надеемся, что данная информация поможет правильно выполнить расчет сечения дымохода и в последствие наслаждаться его бесперебойной работой.

За квалифицированной помощью, Вы всегда можете обратиться в нашу компанию!

Источник: www.sweephelp.ru

Многие владельцы частных домов мечтают о камине – этом олицетворении особого уюта, располагающего к спокойному комфортному отдыху в зимние холода. Подобную мечту вполне можно воплотить в жизнь – приобрести уже готовый камин заводского изготовления, или сложить «классическое» сооружение из кирпича.

Если приобретается готовое изделие, то особых проблем не предвидится – производитель уже до мелочей предусмотрел размеры самого прибора и диаметр необходимой для него дымоходной трубы. С кирпичным камином все обстоит несколько сложнее, особенно, если хозяин сам решил взяться за его проектирование. Должно быть учтено немало размерных нюансов, и один из них – это оптимальное сечение дымоотводного канала, от которого зависит и эффективность работы камина, и обеспечение безопасности его эксплуатации. Помочь с этим вопросом может калькулятор расчета сечения дымохода камина, размещенный ниже.

Во втором подразделе публикации будут приведено несколько необходимых пояснений по проведению расчетов.

Калькулятор расчета сечения дымохода камина

Перейти к расчётам

На чем основан и как проводится расчёт?

Дымоход является одним из основных элементов камина, и его размеры должны строго соответствовать особенностям обогревательного прибора (сооружения). Причем, эта зависимость – достаточно многогранная.

Дымоходная труба, сооруженная «на глазок», или в угоду только внешним декоративным качествам камина, без учета его параметров, может привести к целому ряду негативных последствий. Существуют специальные нормативы, которые регламентируют площадь сечения дымохода в зависимости от общей площади топливного окна. Считается, что примерное соотношение площадей должно быть 1:10. Однако, трубы различной конфигурации сечения (круглые, квадратные или прямоугольные) имеют свои специфические аэродинамические особенности, поэтому указанное соотношение может меняться в ту или иную сторону.

Кроме того, сюда же вносит свою «лепту» и высота дымоходной трубы, отсчитываемая от колосниковой решетки (дна топочной камеры) до верхнего торца (устья). С увеличением высоты (до определённых пределов) возрастает и тяга, и это тоже сказывается на расчётном значении соотношения площадей дымоходного канала и топливного окна.

Таблицу в данном случае приводить нет смысла, так как все необходимые  значения из нее уже заложены в программу калькулятора.

• Значения ширины и высоты каминного окна вносятся в миллиметрах.
• Высота дымоходной трубы представлена в диапазоне от 5 до 11 метров. Менее 5 метров – недопустимо по правилам безопасности (СНиП напрямую запрещает это), а при высоте трубы более 10-11 метров камин начинает работать неэффективно – становится слишком «прожорливым», но без необходимой теплоотдачи. Приходится принимать дополнительные меры по искусственному снижению тяги.
• В отдельном окне калькулятора будет предложено указать форму канала – круг или прямоугольник (квадрат).
• В соответствии с этим выбором и берется значение после проведения расчета.

— А – диаметр круглого дымохода (в миллиметрах);

— Б – длина стороны квадратного канала (в миллиметрах)

— В – значение для прямоугольного канала дано в единицах площади (в квадратных сантиметрах), так как здесь возможны варианты – удлинение одной стороны за счет укорочения другой.

Следует правильно понимать, что калькулятор дает минимальные ориентировочные значения. Безусловно, на практике они приводятся или к долям кирпича (при кладке кирпичной трубы), или к стандартным диаметрам труб (для металлических или керамических дымоходов).

Сложно ли самостоятельно сложить камин?

Не обольщайтесь, что кладка небольшого камина выглядит простой – в этом деле очень много нюансов, и стоит очень хорошо все взвесить, прежде чем приниматься за самостоятельную работу. Подробнее о сооружении кирпичного камина своими руками– в соответствующей статье нашего портала.

Источник: stroyday.ru

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:

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.

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.

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.

Источник: InfoTruby.ru

Для чего требуется расчет дымохода

Именно дымоход обеспечивает безопасность жильцов.  Неправильно спроектированный дымоход неспособен полностью удалить токсичные продукты сгорания (углекислый и угарный газ, окислы серы), дым и копоть. Возможен даже пожар при попадании горячего дыма в помещение. Особенно опасно опрокидывание тяги – поворот движения дыма в обратном направлении.

Поэтому при монтаже дымохода необходим правильный расчет его параметров – именно они обеспечивают создание идеальной тяги и полное удаление вредных веществ.

Для каких параметров нужен расчет

Основные параметры любого вертикального дымохода – длина и внутреннее (рабочее) сечение дымоотводящего канала. Вся приведенная ниже информация одинаково верна для отопительных приборов на любом виде топлива, но параметры дымоходов для газовых котлов рассчитывают специалисты лицензированной проектной организации.

Длина

Длина дымохода определяется СП 7.13130.2013. Его длина (или высота) измеряется от оголовка вверху трубы до колосниковой решетки отопительного котла. Норматив предусматривает минимальную высоту дымохода и высоту оголовка относительно конька кровли.

Следует иметь в виду, что определенная расчетами высота – номинальная. Фактически дымоход у современного котла расположен сбоку, выпускной патрубок котла расположен в верхней части агрегата на некоторой высоте относительно низа топки. Поэтому фактическая длина вертикальной части дымопровода будет немного меньше, чем расчетные данные – на расстояние от низа топки до выпускного патрубка. Это расстояние можно определить по чертежу агрегата или измерить.

Не стоит думать, что удлинение дымохода – это хорошо. Тяга основана на подъеме вверх горячих отходящих газов, а при слишком большой длине трубы газы охлаждаются и тяга уменьшается. По этой же причине дымоход должен быть утеплен. В утеплении нуждаются даже традиционные печные дымоходы из красного кирпича. Ситуация с тягой усугубляется еще и тем, что отходящие газы от современных котлов с высоким КПД имеют невысокую температуру.

При умеренно удлиненном дымоходе тяга увеличивается, при этом больше тепла вылетает в атмосферу. Слишком сильный ток газов будет гасить газовые отопительные агрегаты. Тягу можно регулировать задвижками.

Установка низкого дымохода в жилом доме совершенно недопустима – в нем не возникает достаточного разрежения, газы поднимаются с меньшей скоростью, из-за чего тяга уменьшается. Допускается устанавливать невысокие дымоходы на отдельно стоящих печах, например в саду для барбекю и т.д.).

Диаметр дымохода

Не менее важен для создания тяги и диаметр дымохода. При установке современных отопительных агрегатов минимальный диаметр определяется просто – по паспорту агрегата (и диаметру выходного патрубка). Кроме того, в нормативных документах приведены минимальные размеры сечения дымоходов, соответствующие агрегату определенной  мощности. Эти данные приведены в паспорте агрегата.

Если внутреннее сечение дымохода по каким-то причинам выбрано квадратным, то его площадь должна быть не меньше круглой конструкции.

При использовании уже существующей традиционной печи дымоход оставляют прежним. При устройстве кирпичной печи и дымовой трубы своими руками необходимо пользоваться проектом (желательно не скачанным в интернете!) и выкладывать трубу в точном соответствии с чертежом. То же относится и к отдельно стоящим кирпичным конструкциям.

Способы расчета

Профессионалы используют несколько методов расчета параметров дымохода. При монтаже больших промышленных труб проектантам поручаются очень сложные расчеты. Они учитывают:

• количество и состав дымовых газов;
• концентрацию вредных веществ в продуктах сгорания;
• материал трубы;
• шероховатости внутренней поверхности борова;
• метеорологическую обстановку в регионе.

Расчет больших труб нередко служит темой для дипломной работы в институте. К счастью, размеры дымоходов в частном доме меньше, мощность отопительных агрегатов также уступает промышленным объектам.

При проектировании небольшой трубы для частного дома пользуются более простыми, хотя и довольно точными расчетами. Полученные в результате расчетов параметры дымохода обеспечивают полную эвакуацию продуктов сгорания из топки и обеспечивают безопасность жильцов. Такие расчеты позволяют избежать ошибок в выборе параметров и при монтаже дымохода, избежать последующей переделки конструкций. Подобные переделки в уже построенном и отделанном доме намного сложнее, чем в процессе строительства.

При расчетах параметров дымовых труб частного дома пользуются точным и приближенным (шведским) методами расчета.

Точный метод

Для отопления чаще устанавливают готовые отопительные или отопительно-варочные агрегаты промышленного производства с определенным диаметром дымохода. С каменками для бани или масляными печками для гаража обычно также монтируют готовые сэндвич-дымоходы небольшого диаметра (100 мм).

Для более точных расчетов необходимо знать характеристики топлива и отопительного котла, скорость подъема дымовых газов, количество сжигаемого топлива, форму дымохода (форму сечения, количество изгибов). Расчеты достаточно сложны и требуют применение некоторых специальных данных, поэтому рассмотрим расчет для отопительного агрегата (камина) на дровах – их чаще делают оригинальными, полагаясь только на опыт печника, поэтому расчет сечения необходим.

Дымоход пусть будет круглого сечения, без поворотов. Данные для расчета:

• среднюю скорость движения дымовых газов по борову v принимаем равной 2 м/с;

• масса дров, сгорающих в течение часа в топке – В=5 кг/ч (влажность 25 %);

• температура исходящих газов – t = 160°С.

Формула для определения объема исходящих газов:

где V – объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг топлива. Для дров с влажностью 25% для сгорания 1 кг необходимо 10 м3 воздуха.

Значение, полученное в результате расчетов, округляется в сторону увеличения до ближайшего типоразмера круглых труб (например, 125 мм). Квадратный или прямоугольный дымоход из кирпича не делают меньше, чем 140×140 мм. Сечение трубы для традиционной печки должно быть больше размера поддувала в полтора раза.

Объем продуктов горения при нормальных условиях и температура исходящего дыма – нормативные данные. См. таблицу:

Шведский метод расчета

Существует  так называемый шведский метод расчета, основанный на выборе высоты дымопровода в зависимости от соотношения площади пода печи и сечения трубы. Обычно метод  применяют для дровяных каминов. Рассчитывают отношение:

затем переводят отношение  в проценты и по графику в зависимости от получившейся величины и формы борова выбирают высоту дымопровода.

При использовании шведского метода расчета можно вычислить площадь сечения борового канала исходя из площади пода топки и высоты трубы, определенной в соответствии с СП 7.13130.2013 в зависимости от высоты конька кровли и расположения дымопровода относительно конька (см. ниже).

Как правильно сделать расчет параметров дымохода

После проведения расчетов высоту трубы сверяют с требованиями нормативного документа – она должна быть не ниже, чем того требует СП 7.13130.2013. В любом случае принимают большее значение длины.

Лучший диаметр дымохода – соответствующий паспорту отопительного агрегата.

Определение высоты дымохода

Высота дымохода определяется еще на этапе проектирования дома в зависимости от расположения трубы на кровле, расстояния до конька или до соседних высоких объектов (домов, больших деревьев).

Зачем нужен этот параметр

От высоты дымохода зависит тяга, а значит, надежность и безопасность работы отопительного агрегата и безопасность жильцов дома. При недостаточном удалении дымовых газов падает КПД котла, печи или камина, возникает опасность отравления жильцов угарным или углекислым газом и опасность пожара.

Требования СНиП

В соответствии с СП 7.13130.2013, минимальная высота дымоотводящей трубы от оголовка до колосниковой решетки отопительного агрегата должна составлять не менее 5 м. При выходе трубы на плоскую кровлю ее высота должна быть не менее 0,5 м. Максимальная длина горизонтального участка не должна превышать 1 м.

Для создания нужного разрежения при выходе дымопровода из кровли высота оголовка трубы над кровлей также оговорена (см. ниже в таблице).

Существует еще понятие ветрового подпора. Если дымовая труба находится поблизости от  высокого здания, дерева или невысокая отдельно стоящая труба находится близко к дому, то эти объекты могут загораживать дымоход от ветра и уменьшать тягу. Чтобы определить, не попадает ли труба в зону ветрового подпора, необходимо через верхнюю точку дома или дерева провести наклонную линию под углом 45° к горизонтали. Оголовок трубы должен быть выше этой линии.

Из двух значений высоты выбирают большее. Если для соблюдения нормативных требований придется сооружать очень высокую дымовую трубу (намного выше 5 м), то придется монтировать дымосос, обеспечивающий достаточную тягу при любой длине трубы.

Таблица высоты печной трубы над коньком

Высота дымопровода над коньком должна соответствовать СП 7.13130.2013. Информация приведена в таблице:

Расстояние от конька до трубы измеряют строго по горизонтали.

Расчет сечения дымового канала

СП 7.13130.2013 определяет минимальные сечения дымоходного канала кирпичного или бетонного дымопровода в зависимости от мощности отопительного агрегата:

• до 3,5 кВт – 140×140 мм (Ø не менее 158 мм);
• 3,5-5,2кВт – 140×200 мм (Ø не менее 189 мм);
• 5,2-7,0 кВт – 140×270 мм (Ø не менее 219 мм).

При модернизации печей с неизвестной мощностью либо оставляют дымопровод существующего сечения, либо вставляют внутрь круглый вкладыш из нержавейки подходящего диаметра. Если к старой печи устанавливают современные керамические или сэндвич-трубы, то внутренний диаметр модулей должен быть не меньше, чем диаметр вкладыша, который бы поместился при установке в старую трубу. Теоретически можно поискать проект старой печи, но в большинстве случаев это невозможно.

Чаще всего приглашали печника, и тот складывал печи и дымоходы 2-3 освоенных типоразмеров безо всяких проектов и расчетов. Реально определить все особенности устройства печи из кирпича по внешнему виду невозможно, и единственный ориентир при выборе сечения вкладыша или нового дымохода – сечение борова уже существовавшего дымохода (при условии, что он хорошо работал). Если дымоход обеспечивал недостаточную тягу, то при его замене или модернизации лучше пригласить специалиста-теплотехника и поручить ему соответствующие расчеты.

Диаметр труб с внутренней поверхностью из гладкой керамики или нержавейки может быть немного меньше (на 30%). В задвижках печей, работающих на твердом топливе, должно быть не перекрываемое отверстие сечением не меньше 15×15 мм.

Внутреннее сечение дымохода: какое лучше?

В дымоходе квадратной или прямоугольной формы в углах будут завихрения дыма, слегка тормозящие поток газов и способствующие оседанию конденсата и сажи. По этой же причине углы трубы практически не участвуют в токе газов. Кроме того, у боровов квадратного и прямоугольного сечения больше площадь поверхности стенок, чем у боровов круглого сечения – это увеличивает трение поднимающихся газов о стенки и сильнее тормозит их.

Поэтому желательно выбирать дымоход круглой формы, а современные трубы из сэндвича или керамики выпускают именно круглого сечения, как и трубы из нержавеющей стали, асбоцемента. Квадратная или прямоугольная форма встречается у старых кирпичных дымоходов. Но для современных котлов, печей и каминов в кирпичный короб нужно вставлять круглый вкладыш из нержавейки.

Что делать, если сечение дымохода квадратное

Но возможно использовать и дымопровод квадратного сечения – квадратная или прямоугольная форма не очень существенно влияет на тягу, а полная переделка трубы сложна и затратна. Кирпичные дымоходы традиционных печей испокон веку имели квадратную или прямоугольную форму, при необходимости можно использовать старую трубу и сейчас.

Следует иметь в виду, что с современным отопительным агрегатом кирпичная труба без вкладыша долго не проработает – ее разрушит химически агрессивный конденсат.

Кирпичная труба должна иметь сечение примерно в полтора раза больше, чем у круглого дымопровода с гладкими стальными стенками. Поэтому установка вкладыша не ухудшает дымоотводящую способность квадратной кирпичной трубы.

Каким должен быть диаметр дымохода для печки

В идеальном случае диаметр дымохода должен быть равен диаметру выходного патрубка котла или немного больше (если патрубок имеет нестандартное сечение).

Диаметр дымохода для печки определяется из площади сечения по вечной школьной формуле: s=πd2/4. Площадь сечения должна быть равна или немного меньше значения площади сечения квадратного борова, определяемого по нормативным документам в зависимости от мощности котла.

Как влияет диаметр дымоотвода на его высоту

При устройстве дымоотвода существует непреложная зависимость: чем уже сечение борова, тем выше должна быть труба. Более высокая труба увеличивает тягу и скорость подъема дымовых газов. Но чрезмерно высокая начинает тормозить тягу – горячие газы охлаждаются, их тормозит и трение о стенки борова, особенно шершавого кирпичного.

Расчет оптимального показателя тяги

Тяга – уменьшение давления в дымоходе. Расчет тяги нужен для проверки, правильно ли определена высота и сечение борова дымохода.

где ∆P – разница давлений на входе и выходе из трубы, Па;

k – 0,0342;

a – атмосферное давление, Па;

h – высота трубы, м;

Ti – средняя температура внутри помещения, К;

To – внешняя температура, К.

Для неспециалиста показатель тяги не дает достаточной информацией, поэтому обычно рассчитывают величину объема отходящего дыма, которую обеспечивает наличие тяги в дымовой трубе.  Именно объем отходящих газов показывает, насколько труба обеспечивает полное удаление отработанных газов с токсичными веществами и безопасность жильцов.

Формула точна только для воздуха, для дыма формула получается приблизительной. Но и по приближенному значению можно оценить, обеспечивает ли безопасность людей дымоход. Расчетная величина удаляемых газов должна быть больше или равна расчетной величине исходящих газов (см. выше).

где Vрасч – поток удаляемых газов, м/с3;

S – площадь сечения борова, м2;

С – коэффициент, учитывающий потери на трение; обычно принимают равным 0,65-0,7;

g – ускорение свободного падения, 9,807 м/с2;

h – высота трубы, м;

Ti – средняя температура внутри помещения, К (температура в кельвинах на 273 единицы больше температуры в °С);

To – внешняя температура, К.

За счет чего образуется естественная тяга в печи

Естественная тяга в дымоходе возникает вследствие подъема горячего и менее плотного дыма вверх. Снизу в топку подсасывается плотный холодный воздух, кислород реагирует с топливом, воздух с дымом разогревается в топке, поднимается и так далее.

Пример расчета

Для примера покажу расчет объема удаляемого воздуха для трубы с внутренним диаметром 0,125 м, площадью 0,012266 м2 и высотой, например, 6 м, внутренней температурой 20 °С и минимальной наружной температурой -20 °С.

Вывод: такая труба обеспечивает полное удаление дымовых газов из топки. Vрасч заметно превышает Vисх, поэтому для удешевления дымохода стоит просчитать Vрасч  для более короткой или узкой трубы и рассмотреть возможность их установки.

При выборе дымохода меньшего сечения и высоты необходимо обязательно просчитать тягу при 10 °С – она будет меньше, чем при низких температурах, но Vисх  должен быть равен или больше Vрасч и при положительных температурах, иначе не будет обеспечена полная эвакуация угарного и углекислого газа из помещения при теплой погоде.

В данном случае Vрасч  значительно больше Vисх, так как в расчетах мы взяли конструкцию длиной 6 м (а не оптимальные 5 м) и округлили расчетный диаметр 0,118 м в большую сторону.

Онлайн-калькуляторы

Значительно облегчают расчеты параметров дымовой трубы готовые онлайн-калькуляторы.

Заключение

Я прощаюсь со своим уважаемым читателем. Когда будете строить новый коттедж или модернизировать старый дом, особое внимание уделите проектированию дымохода – это залог безопасности вашей семьи. Получайте новые статьи сайта, приводите на сайт друзей, делитесь интересной и полезной информацией с подписчиками в соцсетях.

Источник: vseotrube.ru

Другие статьи по теме:

Как сделать декоративный камин своими руками Кладка камина из кирпича схемы Образцы каминов в частном доме Угловая печь Клинкерная плитка для камина Отделка камина камнем