Диаметр трубы для печи в частном доме

Основные правила для любого типа труб

Составление проектной документации дымовых труб промышленного назначения сопровождается поэтапным выполнением сложных расчетов.

На этом этапе проектирования определяется минимальные показатели пропускной способности конструкции. Этот параметр должен иметь такое значение, которое позволяет беспрепятственно проходить и удаляться в атмосферу продуктам сгорания топлива при работе котельной с максимальными нагрузками.

https://www.youtube.com/watch?v=YK8P7vyiWD0

Неправильные расчеты пропускной способности могут спровоцировать скопление газов в каком-либо котле или в тракте.

Аэродинамические расчеты дымовой трубы, выполненные на профессиональном уровне, позволяют дать объективную оценку эффективности дутьевой, тяговой системы, перепадам давления в воздушном и газовом тракте.

Результатом проведенных расчетов становятся профессиональной определение оптимальной высоты и диаметра дымовой трубы, а также наиболее выгодные параметры отдельных участков и элементов на газо-воздушном тракте.

Существуют параметры выбора и монтажа дымоотводов как общие для всех систем, так и специфические – для того или иного типа труб, печей и котлов. В первую очередь нужно изучить аксиомы, актуальные для каждого дымохода.

Среди них главными являются следующие:

1. Дымоход не должен быть выше расположенного рядом вентиляционного канала. Иначе продукты горения будут проникать в дом.
2. Высота дымовой трубы котельной должна быть минимум 5 метров. Идеальные же параметры — 6 и более метров от решетки до устья топки (высота флюгарки не считается).
3. Высота дымовой трубы над кровлей здания должна составлять не меньше 500 мм. В противном случае возможно ухудшение тяги.
4. Внутреннее пространство дымохода должно соответствовать нормам пожарной безопасности : сечение трубы должен рассчитывать специалист, согласно технической документации отопительных приборов и норм СНИП. Параметры сечения дымохода квадратной формы должны быть пропорциональными размерам топки в соотношении 1:1,5. (для камина 1:10 от размера топки). Диаметр трубы для дымохода котельной должен быть не меньше, чем диаметр поддувала.
5. Если высота дымохода над уровнем конька превышает 1.2 м, его нужно укрепить растяжками.

Для внутренней отделки трубы котельной лучше не использовать глину, поскольку это влечет за собой образование конденсата и уменьшение тяги.

Исходные параметры расчет дымоходной трубы.

Каждый вид рассматриваемой продукции имеет два значения диаметра: наружный и внутренний. Подбор изделий по размеру нужно осуществлять с учетом применяемого оборудования. Чем ниже мощность котла, тем меньший диаметр газохода нужен для его обустройства.

В таблице ниже вы сможете ознакомиться с основными размерами труб из нержавейки для дымохода.

Таблица размеров сэндвич трубы для дымохода. D – диаметр трубы, H – длина сегмента

Важно, чтобы внутренний размер газохода равнялся сечению выходного патрубка котла. Именно внутренняя поверхность стартовой трубы получает основное воздействие от отводимых газов

Поэтому она должна соответствовать по диаметру выходному патрубку. Основные параметры отопительных агрегатов указаны в требованиях СНиП.

Размеры труб для дымоходов могут быть такими:

• фасонные части — угол тройника: 135, 90, 45 градусов, отвод: 90 и 45 градусов;
• размер теплоизоляции — от сорока до шестидесяти миллиметров;
• длина трубного изделия — от 0,5 до 1 метра;
• толщина стали внутренней трубы (сэндвич) — от 1 до 0,5 миллиметров;
• наружный диаметр — от двухсот до четырехсот тридцати миллиметров;
• внутреннее сечение — 200, 150, 120, 115, 110 миллиметров (есть варианты до 300 мм).

Существует множество дополнительных компонентов, облегчающих монтаж газоходной конструкции.

В продаже есть большое разнообразие:

• растяжек, хомутов и кронштейнов;
• опорных площадок и защитных фартуков;
• оголовок, заглушек и колпаков-флюгарок;
• кровельных уплотнителей;
• декоративных накладок узлов прохода;
• компенсаторов, необходимых для регуляции изменения линейных размеров сэндвичных конструкций при смене температурного режима;
• ревизионных тройников, предназначенных для удаления загрязнений.

Наличие большого ассортимента дополнительных компонентов можно сильно уменьшить стоимость возводимых конструкций. Сэндвич-дымоходы легко собираются. Их монтаж можно осуществить самостоятельно, без привлечения специалистов.

Расчет диаметра дымовой трубы.

Конечно, если вы приняли решение построить печь своими руками и при этом не пользуетесь никакими схемами и инструкциями, в основном это касается русских печей, то сделать правильные просчеты достаточно сложно, ведь в данном вопросе важно не только сечение, но и высота трубы и наличие поддувала для притока воздуха.

Формула расчетов: сечение дымохода прямопропорционально размерам топки и составляет 1:1,5. Кстати, сечение дымохода не должно быть меньше сечения поддувала.

Такими простыми вычислениями и просчетами можно самостоятельно определить сечение дымоходной трубы. Кстати, качество печи или камина, его эксплуатационные свойства зависят и от высоты дымохода, но здесь можно придерживаться другого правила: чем он выше, тем лучше тяговые свойства отопительного прибора, причем не имеет значения, сделали вы его самостоятельно либо приобрели готовым у производителя

Более того, с увеличением сечения дымоходного отверстия тяговые свойства увеличиваются прямопропорционально, а соответственно, скорость сгорания топлива тоже будет увеличена, так что этот факт во внимание тоже следует принимать, не нужно делать дымоходное отверстие с большим сечением, чем нужно.

Что касается расчетов дымоходного отверстия для больших зданий и сооружений, то в данном вопросе лучше обратиться к профессионалам. Это необходимо для того, чтобы ваш отопительный прибор обогревал не только часть помещения или сооружения, но и полностью все строение. Более того, при многоэтажном строительстве дымоход нужно правильно планировать, а для этого нужно обладать не только знаниями, но и опытом.

Для расчёта дымохода вы можете воспользоваться калькулятором расчета дымохода.

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.

Параметры для наибольшей эффективности дымохода

Какой высоты должны быть трубы дымоходов, чтобы отопительные приборы функционировали с максимальной эффективностью? Главное правило — чем выше труба, тем лучше будет тяга и КПД печи или котла.

Если конструкция имеет прямоугольную форму, то соотношение сторон сечения должно выдерживаться 1:1,5. Но углы сечения внутри должны быть округлыми. Если дымоходная труба имеет форму прямоугольника, площадь её сечения не должна быть меньше 10 Кв см. Труба круглой формы не может быть в диаметре меньше, чем 15 см, а в случае с каминной трубой -18 см.

С одной стороны, проектировщик дымоотвода должен думать о том, чтобы отопительная система отдавала как можно больше тепла помещению, но с другой стороны – нужно «оставить» дыму достаточную температуру, чтобы он максимально » чисто » вынес все продукты горения в атмосферу, не оставляя следов на стенках дымохода.

В этом случае размер трубы имеет огромное значение, он должен быть правильно подобран. Слишком высокая и узкая труба может привести к усилению аэродинамического сопротивления и нарушению тяги. Слишком низкая и широкая — к быстрому остыванию дыма и накоплению конденсата на стенках дымохода. Это приведет к быстрому загрязнению сажей и, опять-таки, нарушению тяги.

Минимальная высота дымовой трубы допускается в случае, если ее край расположен вблизи конька. Такой вариант монтажа дает некоторое преимущество: основной ствол конструкции проходит по чердачному пространству и будет меньше подвергаться охлаждению, что снижает вероятность оседания конденсата и ухудшения тяги.

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.

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

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).

Материал дымохода

В современных отопительных системах, работающих на газе и жидком топливе, температура отходящих газов существенно снизилась. В таких условиях кирпичный дымоход не может быстро прогреваться, и  в момент запуска системы отопления это приводит к появлению в дымовой трубе большого количества конденсата.

Проблемы с конденсатом не имеют модульные дымоходы. Это конструкции, собранные из отдельных элементов. Для их изготовления применяют различные материалы: углеродистую и полированную высоколегированную нержавеющую сталь, алюминиевый сплав и керамику. Такие устройства могут быть смонтированы внутри уже существующих кирпичных труб при их реконструкции или представлять собой самостоятельные системы, функционирующие внутри или снаружи здания.

При сборке стального дымохода важно, чтобы модули собирались раструбом вверх, стыки были промазаны герметиком, а внизу установлен конденсатосборник.

Основными признаками хорошего дымохода является качественное сжигание топлива, идеальная тяга, быстрый прогрев стенок и быстрое преодоление порога точки росы. Второе условие соблюдается, если дымоотводящая система хорошо утеплена. Для этого при установке стального вкладыша внутри кирпичного канала советуют его оборачивать специальной минеральной ватой, либо оставлять вокруг воздушную прослойку.

Прежде чем самостоятельно устанавливать дымоход, внимательно ознакомьтесь с рекомендациями. Параметры работы вашей отопительной системы — основа, от которой нужно отталкиваться при расчете. При желании, можно воспользоваться . Но, лучший вариант — довериться грамотным специалистам.

Какой вид сырья вы бы ни использовали (газ, дрова, уголь, мазут), любой из них для максимального извлечения «теплых» гигакаллорий требует индивидуального подхода, точнее – обеспечения оптимального выхода продуктов горения. Дымоход для частного дома должен обеспечивать стопроцентное сгорание топлива без его перерасхода. Он должен быть прочным и долговечным, легко ремонтироваться и прочищаться.

В зависимости от того, какой вид топливного материала используется, подбирается и тип дымохода. Например, если вы собираетесь топить дровами, лучшим вариантом для вас будет кирпичная труба. Главное – правильно выбрать огнеупорный материал для кладки и изоляции. Устроенный по всем правилам, такой дымоход прекрасно аккумулирует тепло.

Однако существуют и определенные недостатки:

• дымоходы из кирпича большие по весу и громоздкие. При их установке к фундаменту здания для частных домов предъявляются дополнительные требования;
• шероховатая внутренняя поверхность склонна к загрязнениям, часто забивается сажей, требует ремонта и прочистки;
• применение иных видов топливного материала или использование современных отопительных приборов для котельной приводит к оседанию конденсата, разрушающего дымоход;
• небольшой срок эксплуатации. Как показывает практика, деструктивные процессы в дымоходе начинают происходить уже через 2-5 лет эксплуатации.

Краткая характеристика методики расчета

В основу расчета положен метод конечных элементов с использованием в качестве основных неизвестных перемещений и поворотов узлов расчетной схемы. В связи с этим идеализация конструкции выполнена в форме, приспособленной к использованию этого метода, а именно: система представлена в виде набора тел стандартного типа (стержней, пластин, оболочек и т.д.), называемых конечными элементами и присоединенных к узлам.

Тип конечного элемента определяется его геометрической формой, правилами, определяющими зависимость между перемещениями узлов конечного элемента и узлов системы, физическим законом, определяющим зависимость между внутренними усилиями и внутренними перемещениями, и набором параметров (жесткостей), входящих в описание этого закона и др.

Узел в расчетной схеме метода перемещений представляется в виде абсолютно жесткого тела исчезающе малых размеров. Положение узла в пространстве при деформациях системы определяется координатами центра и углами поворота трех осей, жестко связанных с узлом. Узел представлен как объект, обладающий шестью степенями свободы — тремя линейными смещениями и тремя углами поворота.

Все узлы и элементы расчетной схемы нумеруются. Номера, присвоенные им, следует трактовать только, как имена, которые позволяют делать необходимые ссылки.

Основная система метода перемещений выбирается путем наложения в каждом узле всех связей, запрещающих любые узловые перемещения. Условия равенства нулю усилий в этих связях представляют собой разрешающие уравнения равновесия, а смещения указанных связей — основные неизвестные метода перемещений.

1 — линейное перемещение вдоль оси X;

2 — линейное перемещение вдоль оси Y;

3 — линейное перемещение вдоль оси Z;

4 — угол поворота с вектором вдоль оси X (поворот вокруг оси X);

5 — угол поворота с вектором вдоль оси Y (поворот вокруг оси Y);

6 — угол поворота с вектором вдоль оси Z (поворот вокруг оси Z).

Нумерация перемещений в узле (степеней свободы), представленная выше, используется далее всюду без специальных оговорок, а также используются соответственно обозначения X, Y, Z, UX, UY и UZ для обозначения величин соответствующих линейных перемещений и углов поворота.

В соответствии с идеологией метода конечных элементов, истинная форма поля перемещений внутри элемента (за исключением элементов стержневого типа) приближенно представлена различными упрощенными зависимостями. При этом погрешность в определении напряжений и деформаций имеет порядок (h/L) k, где h — максимальный шаг сетки;

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

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

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

Модульный дымоход из нержавейки и прочие варианты труб

Стальные дымоходы для котельной производятся из стали высокого качества путем сваривания в инертной среде. Такие дымоходы имеют структуру под названием «сэндвич». Внутри дымоход выполнен из стали особого состава, далее располагается слой теплоизоляционного материала, и сверху установлена защитная прослойка из менее качественного металла (в основном применяют оцинкованную или нержавеющую сталь).

Однако, монтаж подобной конструкции сложен. Самостоятельная установка его дома может привести к неприятным и даже трагическим последствиям.

Керамический дымоход для частного коттеджа состоит из трех огнеупорных слоев. Имеет гарантию на 30 лет, но по цене и сложности обустройства даст фору даже модульному. Он так же требует строгого соблюдения всех правил монтажа и вся работа должна производиться руками специалиста.

В целях экономии некоторые владельцы частных домов устраивают дымоходы из подручных средств вроде оцинкованных или асбестовых труб. Эффективность и безопасность любого отопительного прибора в такой ситуации крайне сомнительна. В итоге экономия при использовании такого дымохода для дома в любом случае обернется лишними финансовыми затратами в процессе эксплуатации, а также при ремонте.

Устройство дымохода – сложная работа, к которой нужно подходить со всей ответственностью. Прежде, чем начинать монтаж, следует ознакомиться с правилами, которые регламентируют выбор и установку дымовых труб. Только при таком подходе отопительная система будет функциональной и безопасной.

---