Особенности и устройство дымоходов твердотопливных котлов

Конструкция любого твердотопливного котла предполагает открытое исполнение камеры сгорания. Поэтому дымоход для него необходимо выполнять по классической схеме, известной с незапамятных времен – вывод дыма и продуктов горения должен осуществляться за счет естественной тяги. [contents h2 h3]

Какие характеристики дымоходов влияют на тягу

Тяга – это главный показатель работы дымохода, который определяет скорость прохождения дымовых газов от топки котла до выхода в атмосферу. Она зависит главным образом от разности температур (и давлений) в помещении и на улице и определяется конструктивными особенностями самого дымохода, главными из которых являются его высота, диаметр поперечного сечения и наличие углов, поворотов и неровностей внутреннего канала.

Высота дымохода

Сразу отметим: мнение о том, что чем выше расположена труба твердотопливного котла, тем лучше тяга, является ошибочным. На самом деле, оптимальная высота дымохода обязательно должна определяться с учетом следующих факторов:

• Чем больший объем имеет дымоход, тем больше теплого воздуха в нем находится и тем больше тяга, поскольку нагретые газы всегда стремятся подняться вверх;
• С другой стороны, увеличивать диаметр трубы только для того, чтобы получить больший объем воздуха, можно лишь до определенного предела: в слишком широком канале пары остывают намного быстрее, образуя конденсат, который препятствует их нормальному выходу;
• Слишком большая высота при небольшой площади сечения дымохода может вызвать излишне сильную тягу, которая, в буквальном смысле, выдует ваши деньги в трубу;
• Наоборот, слишком маленькое сечение трубы при несколько избыточной ее длине вызовет существенное снижение тяги за счет ухудшения аэродинамических свойств вытяжного канала (дым просто не будет успевать выйти в полном объеме через узкое горлышко).

Исходя из анализа описанных процессов, специалисты выяснили, что положение верхней точки дымохода определяется тремя параметрами: расстоянием до конька, углом ската кровли и толщиной ее покрытия.

Для большинства случаев нормальной считается высота в 50 см над уровнем конька при расстоянии до полутора метров от его вертикальной оси. При удалении от этой оси на 3 метра дымоход может располагаться вровень с коньком, а затем – чем дальше, тем ниже.

Необходимо отметить также, что существует такое явление, как обратная тяга. Она может возникать при усилении или изменении направления ветра на улице, когда на входе в трубу создается разрежение, и воздух под действием избыточного давления начинает затягиваться внутрь.

Защититься от этого можно, установив на верхний оголовок защитный зонтик – в отличие от газовых аналогов, дымоходы для твердотопливных котлов это вполне допускают.

Диаметр и площадь поперечного сечения

Считается, что лучше всего дым поднимается по трубе с круглым или овальным сечением. Если же дымоход имеет прямоугольную форму, то в его углах могут образовываться завихрения, которые снижают тягу и способствуют появлению отложений сажи и других химических соединений.

Отложения сажи в дымоходе значительно влияют на производительность котла

Многие владельцы построенных ранее домов с кирпичными печными трубами изменяют устройство дымохода, вставляя внутрь круглую стальную трубу. Этот процесс называется гильзованием.

Шероховатость внутреннего канала, горизонтальные участки, повороты

Эти факторы также существенным образом влияют на тягу. Дело в том, что дым от твердотопливного котла идет вверх по спирали и увеличивает свою скорость по мере подъема. Шероховатые стенки создают сопротивление его распространению, на них задерживается сажа, копоть и конденсат. На каждом изгибе и повороте траектория движения газов ломается и искажается, а их скорость заметно падает.

Материалы для дымохода

Основная задача при выборе конструктивного решения для системы отвода продуктов сгорания – обеспечить необходимую устойчивость к высоким температурам и различным химическим соединениям, образующимся в процессе эксплуатации.

Горение в камере твердотопливного котла происходит неравномерно: температура на входе в дымоход может изменяться от 70 до 300 °С для дровяных и от 400 до 600 °С для угольных моделей. С учетом этих особенностей в настоящее время наибольшее распространение получили следующие виды строительных материалов:

• кирпич;
• стальные трубы;
• керамические трубы;
• стекло.

Кирпичный дымоход – это классическое решение, известное с тех времен, когда альтернативных материалов просто не существовало. При всех своих достоинствах, этот вариант имеет довольно существенные недостатки – большой вес, серьезные габариты и высокая трудоемкость монтажных работ.

Обычный керамический кирпич рассчитан на максимальный нагрев до 500 °С, поэтому в определенных условиях он может не выдержать долгой эксплуатации. Огнеупорные модификации более устойчивы (они способны работать при температурах выше 1000 °С), но имеют гораздо более высокую стоимость.

Еще одним фактором, который ограничивает применение кирпича для строительства дымоходов, является образование конденсата. Дымовые газы, поднимаясь к выходу из трубы, неизбежно охлаждаются, и водяной пар, находящийся в их составе, превращается в частички воды, которые оседают на стенках дымохода. Смешиваясь с сажей и другими продуктами сгорания, они образуют вредные соединения, содержащие различные агрессивные кислоты. Кроме того, конденсат при определенных условиях может замерзать. Все это приводит к быстрому разрушению кирпичных стенок, появлению трещин и проникновению дыма в жилое помещение. Поэтому устройство кирпичного дымохода для твердотопливного обогрева в настоящее время не рекомендуется.

Составные элементы металлического дымохода

Металлические трубы из специальных видов нержавеющей стали с добавками молибдена, никеля, титана и других видов легирующих элементов способны выдерживать требуемые температурные нагрузки, устойчивы к прогоранию и воздействию агрессивных сред.

Для строительства дымоходов часто применяется двойная коаксиальная труба, меньший диаметр которой соответствует размерам выходного патрубка котла, а внутреннее пространство заполняется утеплителем. Такие вытяжные устройства наиболее пожаробезопасны и практически не образуют конденсата.

Керамический дымоход хорошо подходит именно для твердотопливного котла. Он имеет повышенную огнеупорность, гладкую внутреннюю поверхность, устойчивую к образованию конденсата. Даже если внутри него загорится сажа (а такое иногда случается), керамическая труба не разрушится, потому что она выдерживает нагрев до 1200 °С.

Дымоходы из стекла – довольно экзотический, хотя и высококачественный и надежный вариант. Они не разрушаются из-за коррозии, не впитывают влагу и выглядят дорого и престижно. Однако именно высокая цена и сложность установки сдерживает массовое применение этого материала в дымоходостроении.

Как выбрать дымоход, а также об их преимуществах и недостатках, смотрите на видео ниже:

Рекомендации по выбору и установке дымохода

Как мы уже отмечали, использовать кирпичный дымоход для современного твердотопливного котла – не самое лучшее решение. Если дымоход из кирпича уже построен, лучше вставить внутрь металлическую трубу.

Если в будущем вы планируете переходить на газовое отопление, гильзовать дымоход нужно обязательно.

Для возведения новых дымоходов чаще всего используются трубы из специальных жаропрочных сортов стали или из керамики. Стальные дымоходы имеют значительно меньший срок службы, но их проще и удобнее устанавливать, поскольку они легче и не требуют громоздких опор и креплений.

Керамический дымоход EFFE2

Керамические трубы дешевле и долговечнее, но они накапливают влагу, поэтому им требуется внешняя вентиляция. Керамический дымоход обычно выстраивают в

виде прямоугольного канала из пустотелых строительных блоков. Внутрь устанавливается собранная труба, которая утепляется по внешней поверхности так, чтобы между стенками канала и утеплителем оставался воздушный зазор.

При монтаже стальных или керамических дымоходов необходимо соблюдать следующие правила:

• Тонкостенные трубы, предназначенные для газовых котлов, использовать для твердотопливных дымоходов нельзя – они быстро прогорят;
• Дымоход для твердотопливного котла должен быть сделан из материала, способного выдержать возгорание сажи (1000–1100 °С). В этом смысле керамические дымоходы – вне конкуренции;
• Если по пути следования дымовых газов необходимо организовать горизонтальный участок, его длина не должна превышать 1 метр;
• Подключение элементов дымохода к котлу и соединение колен друг с другом должно производиться на термостойкий герметик;
• Дымоход из стальной трубы собирается «по конденсату». Все соединения должны обеспечивать стекание капель воды по внутренней стороне трубы в специальный конденсатосборник. Для этого каждый следующий элемент вставляется внутрь предыдущего;
• Горизонтальные участки собираются «по дыму», т. е. в противоположном порядке (следующий элемент сверху предыдущего);
• Крепление одностенной стальной трубы выполняется через 1,5 метра, для сэндвич-дымоходов устанавливается одно крепление на каждый элемент.
• При прокладке дымохода через междуэтажные перекрытия и кровлю необходимо использовать специальные проходные элементы с дополнительным слоем теплоизоляции.

Монтаж дымохода для котла, работающего на твердом топливе, – важная и ответственная часть устройства системы отопления. При выполнении приведенных в этой статье несложных правил ваш котел будет работать надежно и безопасно.