admin / 05.12.2019

Расчет трубы

Дымогазы ТТ котла – подбор дымохода

«Дымовая труба» в разрезе или «Где схема, брат?»

В этом пункте приводится схема дымохода для твердотопливного котла – она довольно универсальна и может быть использована во многих случая монтажа. Годится такой вариант при установке в любых типах домов, с любым типом материалов стен – от кирпича и монолитного бетона до деревянного каркаса.

Типовая схема дымохода для твердотопливного котла подразумевает возможность вывода дымовой трубы через стену вбок и затем наверх, либо через перекрытия вертикально вверх и потом через кровлю.

Если говорить об эффективном удалении дымовых газов из топки, то основными факторами, влияющими на эффективность этого процесса, будут:

  • Высота дымохода
  • Диаметр дымохода
  • Длина разгонного участка
  • Утепление дымовой трубы

Эти 4 пункта важны, остальные – по желанию.

Сколько вешать в граммах, или выбираем высоту и диаметр дымовой трубы

Начнем с первых двух пунктов. Высота дымохода для твердотопливного котла является параметром критическим. Что это значит? Это значит, что если у вас недостаточно высокий дымоход, тяга в топке котла будет также недостаточная. Это может привести не только к плохому сгоранию топлива, но и к «опрокидыванию тяги», когда, вместо того, чтобы выводится наружу, дымовые газы будут проникать внутрь помещения.

Это чревато выбросом в жилые помещения угарного газа, который смертельно опасен для человека.

Угарный газ не имеет ни цвета, ни запаха. Потому «угореть» можно не заметно и погибнуть, не просыпаясь.

Убедил я вас в том, что не надо экономить на «лишнем» метре трубы?

Требуемая высота дымохода для твердотопливного котла или для отопительной печи, для каждой отдельной модели котла или печи, а также для разных тепловых мощностей, в обязательном порядке прописывается в паспорте на котловое оборудование. При этом в паспорте пишется иногда «минимальная» высота, а иногда «просто» высота.

Минимальную высоту соблюдать обязательно, а «просто» высота – это нижний предел для проведения экспериментов с тягой ТТ котла. Плоховато тянет при минимальной высоте? Добавляем еще полметра – метр дымовой трубы. И так далее.

При проведении этих экспериментов, не забывайте, что летом, особенно в сырую теплую погоду, тяга будет хуже, чем в морозную и сухую зимой. Поэтому, если монтаж дымохода твердотопливного котла производится зимой, вы должны понимать, что летом тяга при установленной высоте будет хуже, чем в момент монтажа.

Минимальный диаметр дымохода для твердотопливного котла или печи также указывается в паспорте на купленный котел или печь. Если паспорта у вас нет, то практически на любую модель сейчас есть таблицы в Интернете.

Можно немного заузить или расширить сечение дымовой трубы, изменив диаметр не более, чем на 5 мм в ту или другую сторону.

Это не сильно скажется на тяге. Если же, например, взять вместо 150мм трубы 120мм, то можете легко получить проблемы с эффективным сжиганием топлива в некоторых моделях ТТ котлов и печей.

«Лечится» этот эффект обычно удлинением дымохода, однако и увеличение высоты не всегда приводит к требуемому результату.

Что же касается чрезмерного увеличения диаметра дымохода, то это чревато тем, что дымовые газы, не успев отдать тепло теплообменнику будут быстро покидать топку котла. Что называется «тепло будет улетать в трубу».

Разгонный участок дымовой трубы

В случае с использованием разгонного участка, подключение твердотопливного котла к дымоходу может производиться вертикально или горизонтально. Сразу после начального короткого патрубка или тройника будет идти не менее 1 метра разгонной вертикальной трубы. Она служит для того, чтобы «запускать» тягу. Далее вы можете уже устанавливать горизонтальные участки и ответвления, но не более 0,5 метра в длину.

Если на выходе из котла или печи установить сразу длинный горизонтальный участок до 0,5 метра в длину без предварительного «разгона», то можно на небольших диаметрах дымовой трубы (95-120мм) получить недостаточную тягу. К чему это приведет – писалось выше.

Вообще, расчет дымохода для твердотопливного котла производится инженерами завода на стадии проектирования котлового оборудования. А нам, как пользователям, остается только следовать заводским рекомендациям.

Что не исключает, однако, просчетов самого завода и, как следствие, наших последующих экспериментов в высотой дымохода, его диаметром и прочими характеристиками.

Зачем утеплять дымоход для твердотопливного котла?

Для чего нужно утеплять дымоход для твердотопливного котла? Для того, чтобы дымовые газы на выходе из котла не охлаждались слишком быстро. Современные ТТ котлы и так являются устройствами с максимально повышенным КПД. Это значит, что конструкция котла обеспечивает максимальный «отбор» тепловой энергии у дымовых газов в процессе их «путешествия» по теплообменнику котла.

Значит, исходящие дымовые газы, попадая в дымоходную трубу, уже имеют предельно низкую температуру. А если они еще будут продолжать отдавать тепло сквозь стенки трубы в окружающие помещения или уличный воздух, то их движение будет все более замедляться. А значит, опять не будет нормальной тяги в дымоходе.

Чтобы такого не происходило, дымоходная труба для твердотопливного котла или печи должна быть утеплена. Для этой цели проще всего использовать готовые сэндвичи, которые представляют собой двойные цилиндры из нержавеющей стали, пространство между которыми заполнено базальтовым утеплителем или вермикулитом.

Чем лучше утеплен сэндвич, тем меньше теряют температуру исходящие дымовые газы, тем лучше тяга в таком дымоходе по сравнению с неутепленным.

Труба дымохода для твердотопливного котла, собранная из сэндвичей по 1,0 и 0,5 метра имеет еще ряд преимуществ, кроме основного – улучшения тяги:

  • Простота сборки, т.к. возможен легкий монтаж секций по 0,5 и 1,0 метра
  • Коррозионная стойкость нержавеющей стали к внешним осадкам и конденсату в трубе
  • Удобное удаление конденсата из дымовой трубы при помощи сливного крана на тройнике
  • Привлекательный внешний вид, можно пустить трубу из сэндвичей по фасаду дома

Кроме применения сэндвичей, утепленный дымоход для твердотопливного котла можно получить еще 3 способами:

  1. Утеплить старую дымовую трубу базальтовым утеплителем или вермикулитом.
  2. Использовать старую кирпичную трубу от котла или печи, загильзовав ее вставками из нержавеющей трубы.
  3. Смонтировать утепленный керамический дымоход

Первые два способа относятся к разряду бюджетных. Третий способ – наиболее затратный. Зато он заставит вас забыть о «дымоходном вопросе» на долгие годы.

Устройство дымохода для твердотопливного котла, изготовленного из керамических секций хорошо видно на представленной ниже схеме.

Такому дымоходу не страшен конденсат и он не подвержен коррозии. Кроме того, труба из керамики чрезвычайно огнестойка и не прогорает так, как стальная.

Все о дымовой трубе для котельной: принцип работы, расчет, частые ошибки и обслуживание

Добрый день, дорогой читатель.

Даже ребенок знает — тепло наших квартир обеспечивается котельными. Все мы периодически видим большие красно белые или конусообразные трубы, но мало кто задумывается о важности их правильной эксплуатации. Поэтому сегодня предлагаю узнать, для чего служит дымовая труба котельной и чем грозит ее неправильная работа для простых жителей города или поселка.

Что это такое и для чего он нужен

Самая большая дымовая труба находится в Казахстане и ее высота (только представьте) — целых 420м! ГРЭС, на которой она расположена, возведена на угольном разломе, и могла бы обеспечивать электроэнергией половину республики. В российских городах таких масштабных дымоходов не встретишь, но это не уменьшает их роль для нашего комфортного существования.

Дымовая труба – конструкция, предназначенная для отвода и рассеивания в атмосфере продуктов сгорания топлива. Без грамотно спроектированной и установленной трубы невозможна правильная работа котельной.

Кроме того, дымоотвод центрального и автономного отопления создает естественную тягу. Тяга возникает за счет разницы температур горячих газов внутри трубы и наружного воздуха.

Как устроен дымоход

В случае, если конструкция дымохода не соответствует техническим требованиям, сажа, пепел, дым, копоть оседают на стенках канала, забивают его и затрудняют отвод газов. Избежать данной ситуации можно только соблюдая все нормы и правила устройства промышленных дымоходов.

Основные элементы котельной с кирпичной трубой:

  1. Фундамент (цоколь);
  2. Ствол;
  3. Молниеотвод;
  4. Футеровка.

Кладка ствола выполняется поэтапно, по 5-7м. Толщина стенок уменьшается в направлении снизу вверх. Ее минимум -180мм. Трубы имеет форму конуса (для придания устойчивости). Низ конструкции изнутри футеруют огнеупорным кирпичом. Между футеровкой и трубой оставляют зазор, компенсирующий тепловые расширения материала.

В цоколе обычно устраиваются окна для газоходов (их называют боровами). В газоходах организовываются проходы для осмотра.

Общая высота кирпичных дымоотводов 30-70м, диаметр – от 0.6м.

Элементы котельной с металлической трубой:

  1. Ствол;
  2. Растяжки;
  3. Чугунная плита;
  4. Фундамент.

Стальные трубы для котельных производятся из листовой стали, толщиной от 3 до 15мм. Отдельные участки трубы соединяются с помощью сварки. Чугунная плита закрепляется на фундамент, к ней монтируется ствол. Для обеспечения устойчивости конструкции на высоте равной 2/3 от высоты общего дымохода, устанавливают растяжки. Растяжка — это стальной канат, из проволоки диаметром 5-7мм.

Высота металлической трубы – не более 30- 40м. Диаметр – 0.4-1м. Основное достоинство – легкость, простота монтажа и демонтажа и низкая цена элементов конструкции. Основной недостаток стали — весьма короткий срок службы (обычно до 10-25лет).

Кроме металлических и кирпичных, дымовые каналы для котельной могут быть железобетонными. Железобетонные трубы прочны, но обладают низкой коррозионной стойкостью, поэтому выполняются с укладкой внутренней отделки, защищающей внутренние стенки канала от агрессивных газов.

Согласно СНиП высота любой трубы котельной должна быть на 5м выше конька кровли любого здания, находящегося на расстоянии до 25 метров. Эту величину можно увеличивать, но уменьшать нельзя.

Принцип работы

Для обеспечения непрерывного процесса горения топлива в топку котлоагрегата должен постоянно поступать воздух, а продуктам сгорания следует беспрепятственно выходить и рассеиваться в атмосфере. Оба этих процесса происходят под воздействием тяги. Труба котельной обеспечивает естественную тягу.

Принцип действия дымоотвода – закон сообщающихся сосудов. Вес холодного воздуха больше, чем вес столба такой же высоты горячего газа в котельной. Происходит круговорот воздуха – атмосферный поступает в топку, а отработанный – выходит через дымоход.

Тяга напрямую зависит от высоты конструкции, а так же внешней и внутренней температур и атмосферного давления.

Виды и конструкции

Как было сказано выше — трубы для дымоотводов котельных изготавливают из разных материалов. Трубы из кирпича или железобетона имеют общее конструктивное решение. А вот стальные – различаются на несколько типов.

Типы конструкций дымоходов:

  • Колонные, классические. Самый популярный тип. Представляет собой колонну из стали с залитым в фундамент цоколем.
  • Усиленные фермами. Используются для крупных промышленных котельных и ТЭЦ. Здесь ферма — металлическое сооружение из продольных и поперечных стержней – стыкуется с анкерной корзиной и поддерживает дымоход большого диаметра и массы в вертикальном положении;
  • Бескаркасные (упрощенные). Пример такой конструкции можно встретить в любом частном доме, оборудованном печью или отопительным котлом. Этот вариант отличается простотой в сборке и низкой стоимостью, состоит из самого дымоотвода и боровка-элемента, соединяющего его с камином или печью.
  • Конструкции мачтового типа. Отличаются самой большой высотой и устанавливаются обычно в черте города. Ствол дымохода крепят к каркасу – колонне, усиленной металлическими растяжками;
  • Встроенные. Выполняются в стене дома, чаще всего со стороны фасада. Роль поддерживающего каркаса и фундамента выполняет стена здания. Дымопровод крепится к каркасы специальными кронштейнами.

Любой из перечисленных вариантов может быть одноствольным (с одной выводящей трубой) и многоствольным.

Срок службы такого дымохода

Срок службы дымохода зависит от материала, из которого он выполнен.

  • Железобетонные трубы при правильной эксплуатации прослужат не менее 50лет;
  • Кирпичные — самые долговечные. «Живут» до 100лет;
  • Металлические. Изделия с самым маленьким сроком службы. В зависимости от условий эксплуатации и наличии внутренней защиты он составляет 10-30лет.
  • Железобетонные и кирпичные трубы получили широкое распространение для отвода как обычных, так и агрессивных газов.

Строительные нормативы

Основные нормативные документы для дымоходов в котельных:

  • СНиП ІІ-35-76 «Нормы проектирования. Котельные установки»;
  • СП13-101-99 «Правил надзора, обследования, проведения технического обслуживания и ремонта промышленных дымовых и вентиляционных труб»;
  • Правила эксплуатации и ремонта металлических труб котельных регламентируются инструкцией РД-34.0-21.562-93, железобетонных — РД34.21.562-93;
  • ОНД №86 –для расчета высоты;
  • СНиП 2.01.07-85 «Определение ветровых нагрузок»;
  • Для определения прочности фундамента – СниП 2.03.01-84, 2.02.01-83;
  • Для стальных труб требуется соблюдение СП53-101-98.

Изготовление и установка дымохода

Промышленный дымоход – конструкция сложная. Проектировать и устанавливать ее должны исключительно специалисты.

Чертеж и схемы

Для примера приведу схему дымоотвода бытового отопительного котла (его можно отнести к упрощенным дымоходам) и промышленной трубы котельной.

Дымоход твердотопливного котла:

Один из проектов дымоотвода котельной:

Расчет размеров

В основе расчетов дымоотводов котельных лежат показатели ветровой нагрузки и вид тяги. Любая, даже самая маленькая ошибка приведет к сбою в работе всей системы. Высота трубы обычно определяется при естественной тяге, а затем проверяется по коэффициенту скорости рассеивания вредных газов. Величина этого коэффициента зависит от метеорологических особенностей и рельефа местности, температуры исходящих газов и скорости потока воздушных масс.

Высоту дымохода, необходимую для обеспечения необходимой естественной тяги, определяют равенством силы тяги и суммы сопротивлений газов проходящих по газоходам котла и дымоходу, кгс/м2.

Формула для расчета минимальной высоты трубы:

Как видите, формула довольно сложная, расчетом должен заниматься специалист. Здесь:

  • А – параметр, характеризующий метеорологию региона;
  • Мi – масса газов, выходящих из трубы за еденицу времени;
  • Спдкi и Сфi – показатели концентрации различных веществ, содержащихся в дыму;
  • F – скорость оседания частиц;
  • V – объем выходящего газа;
  • Т-разница температур воздуха входящего в трубу и выходящего из нее.

Все значения берем из документации, прилагаемой к оборудованию.

Для металлических труб есть еще одно правило: если расход многозольного топлива не более 5 тонн в сутки, то высота дымоотвода может быть меньше 30 м. Нарушение этого правила значительно сокращает срок эксплуатации трубы.

Для промышленных котельных приняты специальные стандарты соответствия материала, дымохода, его диаметра и высоты:

Таблица стандартов:

Материал Высота, м Диаметр верхнего отверстия , м
Кирпич 30-70 0,6-8
Железобетон до 300 до 10
Сталь 30-40 0,4-1

Диаметр дымоотвода зависит от массы топлива, сжигаемой за определённый промежуток времени. При расчете учитывают величину скорости газов на выходе из трубопровода. Этот показатель лежит в пределах от 15-20м/с при естественной тяге до 35-40 м/с при искусственной.

Экология требует соблюдения многих норм и правил при работе котельных. В частности -суммарный коэффициент загрязнения атмосферы не должен превышать 30%. Для этого при расчете следует учесть мощность котельной. Например, для котельной с мощностью 1100 кВт выбирается высота – 13 м, для мощности 12000 кВт – 28м.

Видео по монтажу

Несколько интересных видео по теме:

Особенности монтажа

  • Установка трубы котельной начинается с нижней части (фундамента);
  • Для газовой котельной, с экономической точки зрения, наиболее выгодно использование стальных труб. Но стоит помнить, что максимальная высота металлической трубы -30м;
  • Высокие конструкции — прекрасные проводники электричества. Защита от молний выполняется согласно требованиям РД-34.21.122-87;
  • Конструкция молниеотвода определяется исходя их особенностей конструкции дымовыводящей системы. Для неметаллического дымохода длина молниеотвода обычно составляет 1м. На каждые 50 м конструкции устанавливается 1 молниеприемник;
  • Металлические дымоходы специальной защиты не требуют – они сами выполняют роль токоприемника;
  • Все изолирующие элементы должны быть заземлены.

Частые ошибки и проблемы при установке

Дымовые трубы котельных находятся под постоянным воздействием агрессивных выходящих газов, атмосферных и механических нагрузок. Поэтому монтировать дымоход нужно строго по разработанному чертежу и с соблюдением все норм. Выход дымоотвода из строя неминуемо приведет к остановке технологического процесса всей котельной.

Распространенные ошибки и проблемы:

  • Неправильно выбранные материал ;
  • Ошибки в расчете диаметра;
  • Расчет параметров без учета зольности топлива;
  • Высота трубы не соответствует техническим нормам;
  • Неправильное крепление дымохода;
  • Использование дешевого некачественного топлива

Любая ошибка приведет к ухудшению экологической ситуации, а при обрушении трубы — к человеческим жертвам.

Обслуживание и чистка

Часть продуктов сгорания в процессе работы оседает на стенках трубы. Поэтому чистка дымового канала — обязательный процесс. Иначе снижается КПД котла и увеличивается расход топлива.

Определить степень загрязненности дымохода можно двумя способами:

  1. Визуальный осмотр;
  2. Измерение температуры выходящих газов. Если она выше нормы — это первый признак необходимости чистки. Данные о температуре газов распечатываются и составляется план работ;

Способы очистки:

  • Химическая. Пред чисткой обязательно определить тип подходящих химических средств. Накопившиеся отложения сажи обычно удаляются с помощью специального спрея. Такой способ очищения подойдет для небольшого слоя загрязнения.
  • Механическая. Механическая чистка так же допустима, но опасна для рабочего персонала оседанием в легких мелкодисперсных частиц. Чистка при помощи скребков и щеток обычно применяется для дымоходов больших диаметров.
  • Аппаратная. Аппараты могут быть пескоструйными или гидравлическими. В первом варианте струя песка сбивает частицы сажи со стенок. В гидравлических аппаратах вместо песка используется вода

После окончания чистки проводится повторный анализ температур. Распечатка покажет, качественно ли было проведено очищение.

Профилактический осмотр оборудования обязателен.

Советы специалистов

  • Кроме чистки дымоотвод необходимо периодически проверять и ремонтировать. Игнорировать мелкие поломки нельзя-они приведут к крупным. И тогда отопительный процесс может остановиться.
  • Окрашивание труб хорошо поможет улучшить их стойкость к внешним негативным воздействиям.
  • Не следует проводить чистку при сильных минусовых температурах (за исключением постоянно холодных климатических поясов).
  • Сразу после монтажа котельной следует испытать отопительное оборудование для определения химического состава газов.

Проектирование промышленного дымохода – задача исключительно для специалистов. От правильной работы котельной зависит тепло в наших домах и чистота вдыхаемого воздуха. Но данная статья будет полезна и для домашнего мастера — все перечисленные принципы и расчеты можно применить для бытового отопления частного дома. Изучайте СНиПы и нормы и присоединяйтесь к нашим сообществам — там масса полезного!

Как рассчитать параметры труб

При строительстве и обустройстве дома трубы не всегда используются для транспортировки жидкостей или газов. Часто они выступают как строительный материал — для создания каркаса различных построек, опор для навесов и т.д. При определении параметров систем и сооружений необходимо высчитать разные характеристики ее составляющих. В данном случае сам процесс называют расчет трубы, а включает он в себя как измерения, так и вычисления.

Для чего нужны расчеты параметров труб

В современном строительстве используются не только стальные или оцинкованные трубы. Выбор уже довольно широк — ПВХ, полиэтилен (ПНД и ПВД), полипропилен, металлопластк, гофрированная нержавейка. Они хороши тем, что имеют не такую большую массу, как стальные аналоги. Тем не менее, при транспортировке полимерных изделий в больших объемах знать их массу желательно — чтобы понять, какая машина нужна. Вес металлических труб еще важнее — доставку считают по тоннажу. Так что этот параметр желательно контролировать.

То, что нельзя измерить, можно рассчитать

Знать площадь наружной поверхности трубы надо для закупки краски и теплоизоляционных материалов. Красят только стальные изделия, ведь они подвержены коррозии в отличие от полимерных. Вот и приходится защищать поверхность от воздействия агрессивных сред. Используют их чаще для строительства заборов, каркасов для хозпостроек (гаражей, сараев, беседок, бытовок), так что условия эксплуатации — тяжелы, защита необходима, потому все каркасы требуют окраски. Вот тут и потребуется площадь окрашиваемой поверхности — наружная площадь трубы.

При сооружении системы водоснабжения частного дома или дачи, трубы прокладывают от источника воды (колодца или скважины) до дома — под землей. И все равно, чтобы они не замерзли, требуется утепление. Рассчитать количество утеплителя можно зная площадь наружной поверхности трубопровода. Только в этом случае надо брать материал с солидным запасом — стыки должны перекрываться с солидным запасом.

Сечение трубы необходимо для определения пропускной способности — сможет ли данное изделие провести требуемое количество жидкости или газа. Этот же параметр часто нужен при выборе диаметра труб для отопления и водопровода, расчета производительности насоса и т.д.

Внутренний и наружный диаметр, толщина стенки, радиус

Трубы — специфический продукт. Они имеют внутренний и наружный диаметр, так как стенка у них толстая, ее толщина зависит от типа трубы и материала из которого она изготовлена. В технических характеристиках чаще указывают наружный диаметр и толщину стенки.

Внутренний и наружный диаметр трубы, толщина стенки

Имея эти два значения, легко высчитать внутренний диаметр — от наружного отнять удвоенную толщину стенки: d = D — 2*S. Если у вас наружный диаметр 32 мм, толщина стенки 3 мм, то внутренний диаметр будет: 32 мм — 2 * 3 мм = 26 мм.

Если же наоборот, имеется внутренний диаметр и толщина стенки, а нужен наружный — к имеющемуся значению добавляем удвоенную толщину стеки.

С радиусами (обозначаются буквой R) еще проще — это половина от диаметра: R = 1/2 D. Например, найдем радиус трубы диаметром 32 мм. Просто 32 делим на два, получаем 16 мм.

Измерения штангенциркулем более точные

Что делать, если технических данных трубы нет? Измерять. Если особая точность не нужна, подойдет и обычная линейка, для более точных измерений лучше использовать штангенциркуль.

Расчет площади поверхности трубы

Труба представляет собой очень длинный цилиндр, и площадь поверхность трубы рассчитывается как площадь цилиндра. Для вычислений потребуется радиус (внутренний или наружный — зависит от того, какую поверхность вам надо рассчитать) и длина отрезка, который вам необходим.

Формула расчета боковой поверхности трубы

Чтобы найти боковую площадь цилиндра, перемножаем радиус и длину, полученное значение умножаем на два, а потом — на число «Пи», получаем искомую величину. При желании можно рассчитать поверхность одного метра, ее потом можно умножать на нужную длину.

Для примера рассчитаем наружную поверхность куска трубы длиной 5 метров, с диаметром 12 см. Для начала высчитаем диаметр: делим диаметр на 2, получаем 6 см. Теперь все величины надо привести к одним единицам измерения. Так как площадь считается в квадратных метрах, то сантиметры переводим в метры. 6 см = 0,06 м. Дальше подставляем все в формулу: S = 2 * 3,14 * 0,06 * 5 = 1,884 м2. Если округлить, получится 1,9 м2.

Расчет веса

С расчетом веса трубы все просто: надо знать, сколько весит погонный метр, затем эту величину умножить на длину в метрах. Вес круглых стальных труб есть в справочниках, так как этот вид металлопроката стандартизован. Масса одного погонного метра зависит от диаметра и толщины стенки. Один момент: стандартный вес дан для стали плотностью 7,85 г/см2 — это тот вид, который рекомендован ГОСТом.

Таблица веса круглых стальных труб

В таблице Д — наружный диаметр, условный проход — внутренний диаметр, И еще один важный момент: указана масса обычных стального проката, оцинкованные на 3% тяжелее.

Таблица веса профилированной трубы квадратного сечения

Как высчитать площадь поперечного сечения

Формула нахождения площади сечения круглой трубы

Если труба круглая, площадь сечения считать надо по формуле площади круга: S = π*R2. Где R — радиус (внутренний), π — 3,14. Итого, надо возвести радиус в квадрат и умножить его на 3,14.

Площадь сечения профилированной трубы считается по формуле площади прямоугольника: S = a * b, где a и b — длины сторон прямоугольника. Если считать сечение профиля 40 х 50 мм, получим S = 40 мм * 50 мм = 2000 мм2 или 20 см2 или 0,002 м2.

Как рассчитать объем воды в трубопроводе

При организации системы отопления бывает нужен такой параметр, как объем воды, которая поместится в трубе. Это необходимо при расчете количества теплоносителя в системе. Для данного случая нужна формула объема цилиндра.

Формула расчета объема воды в трубе

Тут есть два пути: сначала высчитать площадь сечения (описано выше) и ее умножить на длину трубопровода. Если считать все по формуле, нужен будет внутренний радиус и общая длинна трубопровода. Рассчитаем сколько воды поместится в системе из 32 миллиметровых труб длиной 30 метров.

Сначала переведем миллиметры в метры: 32 мм = 0,032 м, находим радиус (делим пополам) — 0,016 м. Подставляем в формулу V = 3,14 * 0,0162 * 30 м = 0,0241 м3. Получилось = чуть больше двух сотых кубометра. Но мы привыкли объем системы измерять литрами. Чтобы кубометры перевести в литры, надо умножить полученную цифру на 1000. Получается 24,1 литра.

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.

Снова здравствуйте!

Думается, никто не будет спорить с тем, что трубы для дымохода эксплуатируются в довольно-таки экстремальных условиях. Поэтому столь жестки требования к материалам, из которых они изготавливаются, к технологиям монтажа.

Нормативные требования по устройству дымоходов

Правила монтажа дымоходных каналов регламентируются целым рядом строительных нормативов:

  • СП 89.13330.2012″Котельные установки».
  • СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».
  • ДБН В.2.5-20-2001″Инженерное оборудование зданий и сооружений. Внешние сети и сооружения. Газоснабжение».
  • НПБ 252-98 «Аппараты теплогенерирующие, работающие на различных видах топлива. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний».
  • ГОСТ 9817-95 «Аппараты бытовые, работающие на твердом топливе. Общие технические условия».

Общие предписания по устройству системы отведения дыма

В целом, основные правила сводятся к следующему:

  1. В качестве дымохода допускается использовать трубы, устойчивые к экстремально высоким температурам, влаге, кислотной среде, образуемой при контакте продуктов горения с конденсатом.
  2. Каждый теплогенератор снабжается отдельной дымовой шахтой.
  3. Не допускается объединения вентиляционных и дымоходных контуров.
  4. Запрещено устанавливать дымоходы вблизи газовых труб, электропроводки и других инженерных сетей.
  5. Положение дымоотводящего контура должно быть максимально вертикальным. Средний угол наклона трубы не должен превышать 30°.
  6. Располагать часть контуров горизонтально не запрещается, но следует учитывать, что любое отклонение от вертикали снижает силу тяги. Поэтому количество горизонтальных отводов не должно быть более 3, при длине каждого не более 1 м, а общей протяженности дымохода до 2 м.
  7. Скорость движения воздушного потока в дымовой шахте с естественной силой тяги должна находиться в интервале 0,15-0,60 м/с.
  8. Детали дымоходной магистрали должны герметично стыковаться, сам трубопровод жестко фиксироваться к стене. Любые провисания должны быть исключены.
  9. Для периодической чистки дымоход должен оборудоваться ревизионным люком.
  10. Отрезок дымовой шахты, выходящий наружу, необходимо защищать от попадания внутрь атмосферных осадков, а также оснащать искрогасителем.
  11. Все конструктивные элементы здания, соприкасающиеся с дымоотводом, должны выполняться из огнеупорных материалов.

Виды дымоходных труб

Современные дымоотводы отличаются материалом, который использовался при производстве труб и других деталей, конструкцией. Рассмотрим особенности разновидностей.

Дымоходы из черного металла

К черным металлам относят сталь, сплавленную из железа с углеродом, к примеру, оцинковку и чугун:

  1. Оцинкованные трубы сегодня не используют в качестве дымохода, так как при нагреве выделяют вредные испарения. Газовые котлы из-за низкой температуры нагрева — единственный вид теплового оборудования, который может укомплектовываться оцинкованными дымоходами. Кроме того, оцинковка менее устойчива к воздействию конденсата и кислотной среды, а потому требует тщательного утепления.
  2. Чугунные трубы более устойчивы к высокотемпературному воздействию, влаге, но довольно внушительный вес и хрупкость несколько осложняют монтаж и обслуживание дымоходной конструкции. Достоинство чугуна для труб — низкий коэффициент теплопроводности, поэтому использование чугунного дымохода более безопасное.

Безусловный плюс черного проката — низкая цена. Эксплуатационные характеристики данных металлоизделий для дымоходов существенно уступают современным материалам.

Асбестоцементные дымоходные трубы

Асбестоцементные дымовые трубы стоят дешево, их можно сделать самостоятельно. Но сегодня они практически не используются в частном строительстве, даже в промышленных масштабах их заменяют современными материалами для дымоходов.

Особенности:

  1. Дымоходы из асбеста применяются в комплексе с маломощными газовыми теплогенераторами, так как не выдерживают нагрев более 300 °C, при перегреве корпус трубы трескается. Допускается установка асбестоцементных труб на отдалении от отопительного прибора, на выходе, где температура угарных газов остывает до допустимого показателя.
  2. Однако отсюда вытекает еще одна сложность — трудоемкость достижения абсолютной герметичности труб при стыковке с другими материалами. Кроме того, асбестоцемент достаточно хрупок, из-за чего в его структуре достаточно сложно вырезать ревизионный люк.
  3. Шероховатая поверхность, к которой сажа буквально прилипает, образуя наросты, ухудшая тяговую силу, увеличивая риск возгорания, — еще один недостаток асбестоцементных дымоходных каналов.
  4. Пористая структура материала склонна впитывать конденсат, что провоцирует разрушение трубы при замерзании.
  5. Входящий в состав асбест канцерогенен, особенно при нагреве дымохода.

Кирпичный дымоотвод

Дымоходы из кирпича — классическое решение, но с появлением инновационных материалов они отходят на второй план либо их конструкция дополняется современными трубами.

Среди достоинств кирпичных дымоходных контуров выделяют:

  • Огнестойкость, возможность подключения к газовым, твердотопливным теплогенераторам.
  • Длительный период эксплуатации (от 50 лет и более).
  • Эстетическую привлекательность.

Однако и недостатков у них немало:

  • Сложность расчета и монтажа, который, собственно, должен осуществляться в момент строительства дома.
  • Внушительный вес конструкции дымохода требует обустройства отдельного фундамента.
  • Шероховатая поверхность стенок трубы склонна накапливать сажу.
  • Восприимчивость к кислотной среде — пожалуй, основная причина постепенного разрушения кирпичной кладки;
  • Трудоемкость обслуживания дымохода.

Дымоходы из нержавеющей стали

Из-за универсальности, легкости монтажа дымовые каналы из нержавеющей (легированной) популярны.

Преимущества дымоотводов из нержавейки:

  • Жароустойчивость (500-700 °C).
  • Высокая антикоррозийная стойкость.
  • Небольшой вес.
  • Быстрый прогрев, сводящий к минимуму вероятность образования в контуре конденсата.
  • Низкий коэффициент шероховатости трубы минимизирует сажные отложения.
  • Широкий ассортимент фасонных элементов, позволяющих задать трубопроводу нужное направление, укомплектовать готовыми модульными деталями. Использование специальных раструбных труб ускоряет монтаж.
  • Длительный период эксплуатации дымохода (минимум 15 лет).

Прежде чем говорить о недостатках дымоходов из нержавейки, следует упомянуть, что их ассортимент делится на 2 категории:

  • Одноконтурные (одностенные).
  • Двухконтурные (сэндвичи).

Так вот, основные минусы касаются именно одноконтурных изделий. Из-за небольшой толщины стенки сфера их применения ограничена. Они используются только внутри помещения либо для гильзования кирпичных дымоходов. Для предотвращения образования конденсата одноконтурные трубы требуют утепления.

Сэндвич-дымоходы представляют модульную конструкцию из двух труб разного диаметра с промежуточным слоем минерально-ватного утеплителя толщиной от 2 до 6 см. Полностью лишены означенных минусов.

Существует многообразие марок легированной стали, поэтому можно подобрать изделие под индивидуальные особенности отопительного оборудования. Так:

  • Для газового котла подойдет марка AISI 304 с рабочей температурой до 300 °C.
  • Для дровяной печки — AISI 439 или AISI 321.
  • Для печной установки, работающей на жидком топливе, используют марку AISI 316, а для контуров на торфобрикетах — AISI 310.

Керамические дымоходные трубы

Современные керамические дымоходы выполнены из огнеупорной глины, противостоят температурам, достигающим 1000 °C. Быстрый прогрев и медленное остывание предотвращают образование конденсата, позволяют снизить затраты на энергоресурсы.

К перечисленным достоинствам дымоходов можно добавить:

  • Невосприимчивость к перепадам температуры.
  • Антикоррозийную стойкость.
  • Химическую инертность к кислотам.
  • Идеально ровную поверхность стенок трубы.
  • Простоту монтажа контура и возможность выполнить установку своими руками.
  • Легкость обслуживания.
  • Срок службы — от 50 до 100 лет.

Высокая стоимость труб и комплектующих к ним накладывает отпечаток на их востребованность. Ведь есть более дешевые аналоги, не уступающие по техническим характеристикам керамическим.

Большой вес дымоходного контура требует возведения отдельного фундаментного основания. Дымовые каналы из керамики могут быть исключительно прямыми.

Вермикулитовые и перлитовые дымоходы

Вермикулитовые и перлитовые трубы для отвода отработанных газов — те же стальные сэндвич-дымоходы. Классический минерально-ватный утеплитель заменен на вспученный вермикулит или перлит — огнеупорный минерал.

Этот современный материал для труб дымохода обладает рядом положительных характеристик:

  • Небольшой вес.
  • Влагостойкость.
  • Стойкость к коррозии, кислотам.
  • Устойчивость к экстремально высоким температурам.

Некоторые модели вермикулитовых и перлитовых дымоотводов имеют двухслойную структуру, то есть привычный для сэндвичей внутренний металлический слой у них отсутствует. Спрессованный блок выполняется обычно толщиной в 5 см и пропитывается специальным влагостойким составом. Однако рельефность неприкрытого металлическим листом блока становится причиной быстрого зарастания сажей.

В сравнении с классическими сэндвич-дымоходами вермикулитовые и перлитовые трубы стоят на 10% дешевле и, по уверениям производителей, контуры способны прослужить не менее 25 лет.

Алюминиевые и стальные гофрированные дымоотводы

Гофрированные металлические дымоходы производятся из алюминия или нержавейки. Материалы имеют различные прочностные характеристики, а потому и сфера их применения разительно отличается:

  1. Алюминиевые контуры менее устойчивы к высоким температурам. Не способны выдержать нагрев свыше 110 °C. Используются в качестве бытовых воздухоотводов кухонных вытяжек или дымоходных каналов газовых каминов и колонок.
  2. Гофротрубы из нержавейки, даже несмотря на более тонкую стенку в сравнении с жесткими аналогами, хорошо переносят высокие температуры. Могут устанавливаться в комплексе с твердотопливными теплогенераторами.

Особое преимущество гофроизделий для дымоходов в чрезвычайной гибкости, позволяющей быстро:

  • Задать дымоходному контуру нужное направление.
  • Выполнить соединение прямых участков труб под нужным углом.
  • Загильзовать старый кирпичный дымоход.

Пластиковые дымовые трубы

Термостойкий пластик — достаточно популярное решение для вытяжных контуров маломощных кухонных плит и конденсационных, газовых и пиролизных котлов. Иногда пластиковые трубы используют для гильзования кирпичных дымоходов, но только на тех участках, где температура дымовых газов снижается до допустимых 120-200 °C.

Неподверженность коррозии, гладкость стенок, простота монтажа и низкая цена труб — достоинства пластиковых дымоотводов.

Советы по выбору

Выбор дымохода основывается на типе теплогенератора, его мощности и рабочих температурах отработанных газов.

Немаловажное значение имеет и внешний вид изделий контура:

  1. Шов стальных труб должен быть сварным, причем именно стыковое сваривание считается оптимальным. Нахлест или завальцовка не обеспечивают должной прочности и герметичности труб.
  2. Чем длиннее труба, тем меньше стыковых элементов содержит дымоходный контур и тем меньше его износ.
  3. Контур дымохода должен быть ровным, любая вмятина во внутреннем сечении станет платформой для сбора сажи.
  4. Для сэндвич-изделий важно, чтобы слой утеплителя относился к классу негорючих, был уложен максимально плотно.
  5. Чем толще стенка дымоотвода, тем прочнее и надежнее он будет.

На заметку! Подтвердит качество продукции нанесенная по стандартам на трубы и иные конструкции дымоходов маркировка.

Какой материал лучше и примерная цена

Только характеристики отопительного оборудования и вид топлива определяют перечень материалов, подходящих под параметры отопительного контура. Личные предпочтения в данном вопросе — решение несколько опрометчивое, если только речь не идет о сравнении равноценных, с технической точки зрения, материалах для труб. Но и тогда лучше предпочесть те, что обеспечат хотя бы 10%-й запас прочности дымохода.

Расчет необходимого сечения и высоты трубы

Основные параметры эффективности работы дымоходного контура — диаметр и высота.

Для определения сечения используется следующая формула:

Для расчетов вычислите оптимальную высоту дымохода:

Полученное значение контура придется откорректировать, если оно не будет соответствовать установленным стандартам:

  1. Минимальная высота — 5 метров.
  2. Возвышение шахты над ровной кровлей — не менее 1,2 м.
  3. Возвышение шахты над двухскатной крышей определяется отдалением от конька:
  • Если дистанция между местом вывода трубы и коньком не превышает 1,5 м, дымоход поднимается на высоту не менее 0,5 м.
  • Если дистанция между двумя объектами находится в диапазоне 1,5-3 м, дымовая шахта должна быть не ниже уровня конька.
  • При дистанции свыше 3 м минимальная высота края дымохода определяется линией, отмеренной под углом в 10° от конька к точке горизонта.

На основании мощности теплогенератора необходимые значения высоты и диаметра контура можно определить по специальным таблицам:

Изготовление металлического дымохода своими руками

Дымоход можно изготовить самостоятельно. Но актуальным остается вопрос, из чего его сделать. В домашних условиях решение только одно — пластичные листы жаростойкой стали, которые легко можно загнуть, чтобы сформировать прочный шов замкового типа.

У самодельных моделей один минус — их можно сделать лишь одноконтурными.

Особенности монтажа своими руками

Процесс установки любого дымохода:

  • Определение схемы разводки контура дымохода, подготовка проходных отверстий сквозь стену или межэтажное перекрытие и кровлю. Дымовая труба может размещаться внутри или снаружи дома. Первый вариант позволяет продлить срок службы дымохода и использовать тепло трубы для отопления. Но здесь же следует учитывать, что дымовая труба, размещенная в доме, повышает риск пожара, значит, требует соблюдения мер пожаробезопасности:
  1. Места проходов должны гильзоваться, заполняться огнеупорными материалами, подшиваться металлическими листами.
  2. При выводе шахты через крышу важно держаться как можно дальше от стропильной системы (не менее 20 см с каждой стороны).
  3. Для герметизации мест прохода трубы сквозь кровельное покрытие используются только негорючие термостойкие материалы — листы оцинковки, металлизированные самоклеящиеся ленты или специальные полимерные фартуки (крызы). Участки примыкания труб дополнительно герметизируются герметиком для наружных работ.
  • Сборка шахты:
  1. Сборка всегда выполняется снизу вверх от отводного патрубка теплогенератора, причем на этом отрезке труба должна быть одностенной.
  2. Фиксация отдельных элементов выполняется специальными хомутами, фланцами, термостойким герметиком, выдавливания излишков которого внутрь контура следует избегать.
  3. В нижней части магистрали обязательно устанавливается конденсатосборник, оборудованный сливной арматурой, инспекционно-прочистной люк.
  4. Все вертикальные контуры должны собираться «по конденсату» (раструбом вверх), а горизонтальные — «по дыму» (раструбом вниз).
  5. По всей длине дымоотвод крепится к стене посредством специальных поддерживающих кронштейнов.
  6. Сверху на оголовок трубы устанавливается защитный зонтик или дефлектор и обязательно искрогаситель.
  7. При подъеме дымохода над кровлей на высоту свыше 1,2 конструкция обязательно дополняется фиксирующими растяжками.
  • Утепление дымоходного канала.

Утепление дымохода

Чем горячее воздух, тем лучше тяга и меньше вероятность выпадения конденсата, именно утепление дымовой магистрали позволяет улучшить работу контура.

В качестве утеплителя используются негорючие материалы:

  • Для стальных дымоходов — минеральная базальтовая или стекловата.
  • Для бетонных, кирпичных и керамических дымоотводов — пенобетонные, древобетонные или костробетонные блоки, укладываемые между дымоходным каналом и облицовочным материалом контура.

Минеральноватными матами оборачивается труба, плотно фиксируется термостойкими хомутами или вязальной проволокой. Поверх минеральноватного утеплителя на трубе устанавливается кожух из металлического листа, который декорирует дымоходный контур, предотвращает попадание в окружающую среду вредного для человека микроскопического каменного или стекольного волокна. Все торцевые элементы дымохода должны плотно закрываться заглушкой.

Участок стальной трубы, примыкающий непосредственно к теплогенератору, утеплять нельзя. Нагрев этого элемента столь высок, что перегрев спровоцирует прогорание металлического контура.

Правила эксплуатации ремонта и чистки

Правила эксплуатации дымоходов запрещают:

  • Использовать дымоходный контур для сушки обуви и вещей.
  • Производить растопку теплогенератора легковоспламеняющимся или не рассчитанным на мощность дымоотвода топливом.

Профилактический осмотр, при котором обязательно проверяется тяга, целостность, герметичность контура, и чистку дымоходного канала следует производить не менее 2 раз в год. Толщина зольного налета в трубе, превышающая 2 мм, — однозначный сигнал о необходимости проведения процедуры очистки контура.

Чистку дымоходов можно выполнять 2 способами:

  • Механически, посредством специального ершика и других приспособлений.
  • Химически, с помощью размещаемых в топке «чудо-поленьев», выделяющих при горении соединения, провоцирующих отслоение от стенок дымохода нагара.

Как видите, для обустройства дымохода применяют разнообразные материалы. Главное, чтобы ваш выбор труб и иных конструкций дымохода был обоснованным, ведь необдуманность может привести к трагедии.

Подписывайтесь, чтобы получать еще больше полезной, интересной информации.

Уюта и тепла вашему дому! До новых встреч!

FILED UNDER : Статьи

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*