Тяга дымохода — это аэродинамическое явление, которое обуславливается перемещением воздушных масс из точки с повышенными показателями давления в точку пониженного давления. Этот показатель является очень важным, так как обеспечивает нормальный отвод продуктов сгорания отопительного прибора, через дымовыводящий канал. В случае нарушения работы дымоходной конструкции по той или иной причине возникает обратная тяга, которая приводит к задымлению жилых помещений.
Тяга в дымоходе должна быть всегда достаточной, чтобы дым не попадал в жилые помещения
Причины образования обратной тяги
Обратная тяга в дымоходе — это явление, которое возникает в результате нарушения естественной циркуляции воздуха в дымоходной коммуникации. Стоит отметить, что в случае возникновения этого явления нарушается нормальная работа дымохода, и он перестаёт выполнять свою основную функцию — отвод дыма за пределы постройки.
Важно! Нормальные показатели естественной тяги в дымовыводящей трубе варьируют в пределах от 10 до 20 Па. Если наблюдается понижение тяги ниже 10 Па, то в этом случае нарушается отвод продуктов сгорания топлива за пределы дома, и они могут попадать в жилые помещения.
Обратная тяга может возникать вследствие различных причин. Рассмотрим эти причины:
- погрешности при вычислении высоты дымоходного канала (заниженная конструкция);
- ошибки при расчётах показателя сечения дымохода;
- резкая перемена погоды (дождь, туман, сильный ветер и т. д.);
- узкие обороты дыма в дымоходной конструкции. Такое явление вызывает задержку дыма внутри жилой постройки. Такие завихрения возникают в случае неправильного монтажа дымоходной трубы по отношению к коньку кровли, а именно — ниже конька. При таком расположении трубы из-за ветра происходит «опрокидывание» тяги;
- постройка, расположенная выше уровня конкретного дома с дымоходом, находящаяся в непосредственной близости от него. В таком случае, как правило, возникает сопротивление тяге в дымоходной коммуникации;
- нехватка воздушных потоков;
- проблемы внутренней вентиляционной системы.
Низкое расположение трубы дымохода приводит к нарушению тяги
Понятие тяги
Нельзя допускать возникновения в дымоходе капельного конденсата, который постепенно разрушает внутреннюю поверхность канала. Особенно это случается в холодное время года
, когда наблюдается значительное снижение температуры наружного воздуха. Процесс выпадения капель влаги в дымоходе также служит причиной нарушения нормальной тяги. Снижение скорости прохождения газов от продуктов горения происходит не только при внутреннем образовании конденсата, на силу тяги влияет влажность наружного воздуха, которая может иметь различные значения в зависимости от погоды. Игнорировать этот показатель поможет дефлектор, установленный над дымоходом.
Чтобы выяснить присутствует ли тяга в трубе дымохода
, следует поднести к топке котла с открытой дверцей и полуоткрытым поддувалом спичку или полоску бумаги. Огонь спички должен отклониться в сторону топки, полоска бумаги также качается в сторону жерла печи.
Если происходит наоборот, то это говорит о возникновении обратной тяги, что служит запретом для начала отопления.
Как рассчитать тягу в дымоходной трубе?
Расчёт тяги дымовой трубы — это мероприятие, которое, как правило, производится для промышленных дымоходных конструкций. Такие конструкции требуют довольно сложных расчётов тяги. Для частных домов этот показатель менее важен.
Вентиляционные коммуникации и печные трубы имеют один принцип, который лежит в основе их функционирования. Этим принципом является разность показателей давления снаружи и внутри постройки. Для того чтобы рассчитать необходимый показатель естественной тяги для конкретного случая существует довольно простая формула: высоту печной трубы необходимо помножить на разность плотности внешнего и внутреннего воздуха.
Рассмотрим процесс вычисления тяги в дымоходной конструкции подробнее:
- Во время использования отопительного оборудования естественная тяга позволяет избавляться от продуктов сгорания топлива, выводя их за пределы сооружения. Разница температурных показателей указывает на разницу плотности воздуха снаружи и внутри здания. Стоит отметить, что для расчёта тяги не нужно учитывать такой показатель, как динамическое давление. В этом нет необходимости из-за небольшой скорости перемещения воздушных масс. Необходимые данные для получения естественной тяги в конкретном случае в обязательном порядке подставляются в формулу закона Бернулли для газа.
- На следующем этапе нужно рассчитать общие потери давления и сравнение этих показателей непосредственно с тягой. Расчёт тяги можно считать готовым в том случае, когда показатели давления тождественны величине тяги. Такая дымоходная конструкция будет отлично справляться с поставленными перед ней задачами и прослужит довольно продолжительный эксплуатационный срок. Однако если тождества не удалось достигнуть, необходимо повторить расчёты заново, изменив количество потерь давления или величину тяги.
Расчет тяги необходим при проектировании промышленных дымоходов, где трубы отличаются большой высотой
Полезная информация! При монтаже вентиляционной коммуникации, которая так же функционирует благодаря естественной тяге, можно использовать те же расчёты.
Для увеличения тяги в расчётах существует два основных способа. Рассмотрим их:
- удлинить дымоход;
- увеличить разницу температур, которая соответственно отразиться на внешней и внутренней плотности воздуха. Стоит отметить, что этот способ не всегда возможен.
В свою очередь, снижение потерь давления производится такими методами:
- увеличения показателя сечения дымоотводного канала;
- снижение длины пути прохождения дыма по каналу (укорачивание дымохода);
- кроме этого, потери давления уменьшаются прямо пропорционально снижению коэффициента шероховатости внутренних стенок дымохода;
- снижение протяжённости горизонтальных участков, которые оказывают сопротивление при отводе продуктов сгорания отопительного прибора.
Расчет самотяги газового тракта
Статическое давление в нагнетательном тракте должно быть отрицательным (т.е. должно быть разряжение). Величина разряжения не менее 2 мм вод. ст. При несоблюдении этого условия газопровод должен выполняться с учетом давления в нем, т.е. в газоплотном исполнении (из стали). 10 Определение КПД дымососа.
Расчет мощности приводного двигателя дымососа. Для этого необходимо: КПД дымососа, коэффициент сжимаемости газа [1, п.4-3], потребляемая дымососом мощность [1, п.4-20], коэффициент запаса по мощности [1, п.4-20], расчетная мощность двигателя [1, п.4-20].
Список использованных источников
Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод). – М.: Энергия, 1977. – 256с.
Тепловые электрические станции/ В.Я. Гиршфельд, Г.Н. Морозов. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 224с.
Вспомогательное оборудование паротурбинных электростанций/ Ю.П. Соловьев. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 200с.
Котельные установки и их эксплуатация/ Б.А. Соколов. – М.: Издательский , 2007. – 432с.
Как усилить тягу в дымоходе своими руками?
Многих хозяев частных домов, оснащённых дымоотводной коммуникацией, интересует ответ на вопрос: как увеличить тягу в дымоходе? Как уже было сказано выше, для нормальной эксплуатации этой системы необходимо, чтобы показатель давления восходящего воздуха составлял от 10 до 20 Па.
Для увеличения тяги можно использовать разные методы, в том числе и установку такого приспособления, как дефлектор
Для определения показателя тяги также можно применять специальные измерительные приборы, которые способны зафиксировать этот показатель — анемометры. От показания анемометра зависит принятие решения по увеличению или, наоборот, снижению тяги. А также стоит отметить, что при этом учитывается и ещё один момент — результаты прогорания топливного сырья в отопительном приборе.
Усилить тягу в дымовыводящей конструкции можно несколькими способами. Рассмотрим эти способы:
- удлинение дымоотводной коммуникации;
- дефлекторы;
- флюгера;
- ротационные турбины;
- дымососы, функционирующие от электричества.
Обратите внимание! Зачастую для усиления тяги необходимо всего лишь прочистить внутренний канал дымоотвода.
Кроме этого, существуют и другие методы, которые позволяют справиться с этой распространённой проблемой. Рекомендуется ознакомиться со всеми вариантами по борьбе со слабой тягой в дымоходной системе.
Удлинение дымоотводного канала
Этот метод усиления тяги считается наиболее простым, так ка для его проведения необходимо только смонтировать печную трубу длиннее, чем было задумано вначале. За счёт разницы между котлом и выходом дымоотводной трубы на крыше, растёт и разница в показателях давления поднимающегося воздушного потока.
Высота дымовой трубы должна быть не более 6 метров, тогда тяга будет нормальной
Стоит отметить тот факт, что для дымоходной конструкции оптимальная высота составляет не более 5–6 м (в случае если соблюдено минимальное расстояние между лежащим в вертикальной плоскости отрезком дымохода и отопительным прибором). А также стоит отметить, что такой вариант усиления показателя тяги в дымоходе подходит только в случае, если коммуникация смонтирована без колен, сужений и других участков, которые могут выступать препятствиями для отвода продуктов сгорания.
Высокая крыша способствует ухудшению отвода дыма из дымоходной конструкции. Кроме этого, негативно на отвод продуктов сгорания влияет и расположение более высокого здания в непосредственной близости от дома, в котором установлен дымоход. Удлинение дымоотводной коммуникации в этом случая является самым верным решением из всех.
Но не стоит забывать, что чрезмерное удлинение этой конструкции сильно усиливает показатели естественной тяги, а это приводит к рассеиванию тепла за пределы жилой постройки. В такой ситуации специалисты рекомендуют использовать специальные заслонки, снижающие объёмы выводимого дыма.
Конструкция дымовых труб котельной
Дымовой канал может быть как расположен на отопительном оборудовании, так и стоять отдельно, примыкая к котлу или печи. Труба должна на 50 см превышать высоту крыши. Размер дымохода в сечении высчитывается относительно мощности котельной и особенностей ее конструкции.
Основными конструкционными элементами трубы являются:
- газоотводящий ствол;
- теплоизоляция;
- антикоррозионная защита;
- фундамент и опора;
- конструкция, предназначенная для ввода газоходов.
Схема устройства котельной установки современного типа
Поначалу дымовой газ попадает в скруббер, представляющий собой очистительное устройство. Здесь температура дыма снижается до 60 градусов по Цельсию. После этого, минуя абсорберы, газ очищается и только после этого происходит его выброс в окружающую среду.
Важно! На эффективность работы котельной электростанции во многом влияет скорость газа в канале, а потому профессиональный расчет здесь просто необходим.
Типы дымоходов
В современных котельных электростанциях используются различные виды дымоотводов. Каждый из них имеет свои особенности:
- Колонный. Состоит из внутреннего ствола, изготовленного из нержавейки и внешней обечайки. Для предотвращения образования конденсата здесь предусмотрена теплоизоляция.
- Околофасадный. Крепится к фасаду здания. Конструкция представлена в виде рамы, имеющей газоотводящие трубы. В некоторых случаях специалисты могут обойтись и без рамы, но тогда используется крепление на анкерных болтах и применяются сэндвич-трубы, внешний канал которых сделан из оцинкованной стали, внутренний — из нержавеющей, а между ними располагается уплотнитель, толщиной 6 см.
Конструкция околофасадного промышленного дымохода
- Фермовый. Может состоять как из одной, так и нескольких бетонных труб. Ферма устанавливается на анкерной корзине, закрепленной на основании. Конструкция может быть использована в сейсмоопасных районах. Для предотвращения коррозии используется окраска и грунтование.
- Мачтовый. Такая труба имеет стяжки, а потому считается более устойчивой. Антикоррозионная защита реализована здесь в виде теплоизоляционного слоя и огнеупорной эмали. Может использоваться в зонах с повышенной сейсмоопасностью.
- Самонесущие. Это трубы типа «сэндвич», которые крепятся к основанию посредством анкерных болтов. Им свойственна повышенная прочность, что позволяет конструкциям с легкостью выдерживать любые погодные условия.
Дефлекторы
Дефлектор — это приспособление, которое позволяет стабилизировать воздушные потоки, возникающие в дымовыводящей коммуникации. Название этого изделия переводится как направляющее устройство и полностью соответствует его эксплуатационным особенностям.
Дефлектор — это приспособление, которое способствует стабилизации воздушных потоков в дымканале
Необходимо отметить одну важную закономерность: чем проще это устройство, с конструктивной точки зрения, тем оно более эффективно в эксплуатации. Это связано с тем, что воздушные массы, перенаправленные от поверхности крыши, вместе с боковыми воздушными потоками способствуют удалению дыма из трубы.
Специалисты рекомендуют использовать это устройство в ветреных регионах, так как в штиль он не является эффективным. При выборе этого приспособления необходимо обращать внимания на два основных фактора. Рассмотрим их:
- размеры дымоотводной трубы на кровле;
- ветровая нагрузка для конкретного случая.
Помимо этого, стоит сказать, что такое устройство можно без особого труда выполнить и собственноручно. Для этого понадобятся следующие материалы и инструменты:
- угольник;
- измерительная рулетка;
- ножницы для резки металла;
- обычный молоток;
- заклепочник;
- электродрель ручного типа;
- набор свёрл;
- сверлоконечные саморезы, оснащённые пресс-шайбой, которая имеет размер 15 мм;
- лист жести или оцинкованной стали с толщиной стенок от 0,3 до 0,5 мм;
- материал для креплений.
Перед сборкой такого усилителя тяги для дымохода своими руками необходимо провести расчёты на бумаге и нанести на жестяной или оцинкованный лист необходимую разметку. Схему сборки этого усилителя можно без труда можно найти в интернете.
Размер дефлектора должен соответствовать диаметру дымовой трубы
Далее приступаем к непосредственной сборке усилителя для дымохода своими руками. Рассмотрим этапы сборки этого устройства:
- Вначале необходимо вырезать из жестяных или оцинкованных листов детали будущего дефлектора (ориентируясь по разметке).
- Затем нужно свернуть корпус насадки и состыковать между собой края посредством заклёпок или же саморезов.
- На этом этапе выполняется состыковка двух конусов изделия.
- В нижнем конусе выполняется монтаж шпилек. Это необходимо для того, чтобы состыковать нижний конус с общим корпусом дефлектора.
- Выполняется стыковка нижнего конуса с корпусом устройства. Необходимо запомнить, что все соединения в устройстве должны быть достаточно прочно организованы для того, чтобы дефлектор смог выдержать сильные потоки ветра во время эксплуатации.
Таким образом, становиться понятно, как своими руками усилить тягу в дымоходах посредством флюгарки, однако, существует ещё немало устройств и средств, позволяющих выполнить такое мероприятие.
Основные стандарты высоты
Существуют базовые варианты длины дымохода по отношению к высшей точке крыши. Они оптимально рассчитаны на обеспечение нужной тяги и экономной работы котла. Высота трубы зависит от четырех факторов:
- конкретное место расположения дымохода на крыше;
- угол ската кровли;
- количество снежных осадков в данной местности;
- окружающие постройки и деревья.
При выборе места на крыше применяются следующие варианты, основанные на требованиях СНиП 41-01-2003 и нормативах СП 7.13130.2009:
- Удаленность 500 мм до 1500 мм от конька крыши потребует высоты дымохода не менее 500 мм над высшей точкой. Это считается наилучшим местом установки, обеспечивающим хорошую тягу, наряду с экономичность строительных материалов для сооружения конструкции. Также, это место собирает меньше снега зимой, а следовательно, снижается риск протечки во время оттепели. При этом важно, чтобы общая длина трубы, от колосников до оголовка, составляла не менее 5 метров. Это обеспечит надлежащее давление.
- Если дымоход устанавливается на расстоянии 1500-3000 мм от конька, и крыша имеет скат, то основным критерием для определения высоты будет нахождение оголовка выше линии горизонта относительно верхней точки. На крышах, оборудованных парапетами, труба должна выступать за них.
- При удаленности от конька на 3000 мм и более, минимальная высота, на которой должен располагаться оголовок, вычисляется по линии, проведенной на 10 градусов вниз, относительно горизонта. Точные размеры крыши в уменьшенном масштабе наносятся на чертеж. Транспортиром отмечается нужный градус и проводится прямая. Получившееся значение высоты умножается на масштаб чертежа.
- В случае нахождения рядом более высоких построек, высота дымохода должна находиться не ниже верха крыши соседних зданий. Если это очень высокие здания или деревья, применяется стандарт 45 градусов к горизонту от верхней точки преграды. Высота трубы должна быть выше этой линии.
После монтажа дымохода, следует произвести проверку тяги, запалив кусок бумаги и поднеся его к открытому поддувалу. Если пламя будет засасывать внутрь, то система работает правильно. Если огонь отклоняется в комнату, то необходимо искать ошибку в конструкции (высота, диаметр). Если это осенняя погода, с минимальной разницей температур внутри и снаружи здания, и пламя горит ровно, без отклонений, может потребоваться принудительная тяга при помощи вентилятора в поддувале.
Флюгера
Флюгер, как и дефлектор — усиливает тягу, зависит от силы воздушных потоков и обладает очень простой конструкцией. Однако, в отличие от дефлектора, флюгер не препятствует отводу продуктов сгорания из дымохода в безветренную погоду.
Флюгер отличается простотой конструкции и защищает дымоход от ветра только с одной стороны
Обратите внимание! С конструктивной точки зрения, флюгер представляет собой крыло, отличающееся небольшими габаритами и предохраняющее дымоход от ветра с одного конкретного края.
Такое приспособление также обладает специальным элементом, который называется вспомогательная лопасть. Вспомогательная лопасть монтируется напротив места закрепления флюгера на дымоотводной трубе.
Основная функция вспомогательной лопасти заключается в предохранении устья дымоходной трубы от воздушных масс, обтекающих его и являющихся причиной возникновения разряженных зон. Из-за таких разряженных зон тяга в дымоотводной трубе сильно увеличивается, что, соответственно, негативно отражается на отоплении.
Специалисты рекомендуют использовать флюгер в тех случаях, когда показатели тяги в дымоходе нестабильны, а также при сильной ветреной погоде, которая дестабилизирует тягу.
Виды дымовых труб для котельных
Сегодня существует несколько вариантов дымовых труб, используемых в котельных. У каждого из них имеются свои особенности.
Металлические трубы для котельных
Виды металлических дымоходов. Каждый тип труб должен отвечать экологическим стандартам а) одномачтовая, б) двухмачтовая, в) четырёхмачтовая, г) настенного крепления
Являются очень популярным вариантом ввиду следующих особенностей:
- легкость сборки;
- благодаря гладкой внутренней поверхности, конструкции не склонны к засорению сажей, а потому способны обеспечить отличную тягу;
- быстрота монтажа;
- если присутствует необходимость, такая труба может быть установлена с небольшим уклоном.
Советуем изучить как производится расчёт высоты дымовой трубы на нашем сайте.
Важно! Основным недостатком стальных труб является то, что их теплоизоляция через 20 лет приходит в негодность, что вызывает разрушение дымохода под действием конденсата.
Кирпичные трубы
В течение длительного времени не имели конкурентов среди дымоходов. В настоящее время сложность в установке таких конструкций заключается в необходимости поиска опытного печника и значительных финансовых затратах на покупку необходимых материалов.
При правильном обустройстве конструкции и грамотной топке, в таких дымоходах практически не наблюдается образования сажи. В случае, если такую конструкцию устанавливал профессионал, то служить она будет очень долго.
Дымовая труба, изготовленная из кирпича
Очень важной является проверка как внутренней, так и наружной кладки на правильность стыков и углов. Для улучшения тяги осуществляется напуск вверху трубы, а для того, чтобы предупредить задымление при наличии ветра используется прочный стационарный колпак.
Ротационные турбины
Ротационная турбина — это механизм, который увеличивает тягу в дымоходной коммуникации, используя для этого силу ветра. Насадка на такой турбине всегда вращается только в одном направлении независимо от того, с какой стороны дует ветер. Благодаря этому над дымоходом возникает необходимое разряжение, способствующее увеличению тяги в системе.
Такой усилитель тяги дымохода обладает конструкцией, которая не только способствует отводу продуктов сгорания из печной трубы, но и препятствует её засорению листьями, ветками и другим мусором.
Ротационная турбина использует для увеличения тяги силу ветра, вращаясь в одном направлении
Основная особенность такого устройства заключается в том, что в безветренную погоду оно не функционирует, а во время неотопительного сезона способствует удалению воздуха из дымоходного канала. Кроме этого, в ветреную погоду такие приспособления позволяют увеличивать тягу за счёт эффекта разряжения.
Категорически не рекомендуется монтировать ротационные турбины на дымоходах, которые отводят продукты сгорания твёрдого топлива. Это связано с тем, что рабочая температура для таких устройств не превышает 150–250 °C.
Как вычислить высоту дымохода и примеры расчётов
где Т – высота трубы, В – высота конька крыши, р – расстояние от конька крыши до центра трубы, число 0,17 – это поправка на расстояние от конька до дымоотводящей трубы.
Сделав необходимые измерения, результаты подставляются в формулу, и тем самым определяется высота трубы относительно конька кровли.
Так, например, если высота конька дома равна 2,6 м, а расстояние от конька крыши до середины дымохода составляет 1,7 м, то высота трубы должна быть следующая:
Т=2,6-0,17*1,7=2,311 м.
Ещё один пример, но с другим расстоянием дымохода от конька – 3,2 м, а высота конька такая же, как и в предыдущем примере – 2,6 м:
Т=2,6-0,17*3,2=2,056 м.
Рядом расположенные здания или другие преграды, могут влиять на тягу в системах отопления при определённом направлении ветра. Поэтому, определяя высоту трубы, нужно учитывать зону ветрового подпора.
Обратите внимание! Зона ветрового подпора – это пространство, находящееся ниже проведённой линии под углом 45° от наивысшей точки преграды (соседнее строение, дерево) в сторону дымохода.
Так, например, слева от здания находится дерево, с высотой намного большей, чем само здание. Ветер, дующий справа налево, ударяется о дерево. В итоге образуется зона повышенного давления с завихрениями.
Эта зона препятствует нормальному движению газов в дымоходе или же вовсе появляется обратная тяга. Опрокинутая тяга может погасить пламя. В некоторых случаях тяга может наоборот, усилиться, в итоге топливо начинает быстрее сгорать и КПД котла снижается.
Вычислить высоту трубы относительно конька с учётом зоны ветрового подпора поможет следующая формула:
где Т – высота трубы, В – высота преграды, Р – расстояние от трубы до преграды, число 0,5 – это поправка на расстояние от преграды до трубы.
После подстановки найденных измерений, высота трубы должна получиться выше зоны ветрового подпора.
Например, высота преграды 16 м, а расстояние от центра трубы до преграды 8 м.
Высота трубы будет следующей:
Обратите внимание! Чтобы в дымоходе была отличная тяга, труба должна находиться на полметра выше зоны ветрового подпора.
Дымососы электрические
Монтируются на дымоходах, которые осуществляют отвод продуктов сгорания от отопительных приборов, функционирующих на твёрдом топливе. Температура рабочей среды для электрических дымососов колеблется от 650–800 °C.
Помимо этого, важным преимуществом этих электрических устройств является то, что они способны полностью обеспечить автоматизацию дымоотводной конструкции. Как правило, такие устройства оснащены специальными датчиками, которые регулируют интенсивность работы электропривода. Рассмотрим, какими датчиками оснащаются электрические дымососы:
- датчики, отслеживающие температуру рабочей среды;
- датчики, которые устанавливают силу потока воздуха.
Кроме вышеперечисленных вариантов, есть и другие способы, позволяющие усилить естественную тягу в печной трубе.
Снижение тяги в дымоходе часто обусловлено его засорением, поэтому при возникновении проблем в первую очередь следует его прочистить
Другие способы, позволяющие усилить тягу дымоотводной трубы
Рассмотрим народные методы увеличения тяги в дымовыводящей коммуникации:
- прочистка дымохода посредством специального металлического шара, который крепится на трос;
Полезная информация! Мусорные пробки в дымоходном канале пробиваются довольно просто: шар, закреплённый на тросе, медленно опускается по каналу до тех пор, пока до предполагаемого препятствия не останется 1–2 м. После этого необходимо быстро опустить этот шар на затор, что позволит пробить его.
- обеспечение герметичности уязвимых мест дымохода (отверстий, трещин и т. д.);
- прочистка флюгарки от грязи или обледенения. Кроме этого, бывает, что флюгарки выходят из строя, тогда необходимо позаботиться о её починке;
- проветривание жилых помещений, которое позволит создать необходимый подпор тяги;
- создание дополнительного разряжения посредством предварительного прогрева. Для прогрева коммуникации можно использовать несколько обычных газет, которые необходимо сжечь.
Любое из вышеперечисленных устройств или мероприятий может помочь в той или иной ситуации. При организации дополнительных мер для усиления тяги рекомендуется быть внимательными и соблюдать правила пожарной безопасности.
