Дымоход

Дымоход

Большинство отопительных систем основано на сжигании того или иного вида топлива и нуждается в дымоходе, так как требуется удалять летучие продукты сгорания и одновременно «подводить» воздух, необходимый для поддержания процесса горения. Дымоход создает в отопительном приборе необходимое разрежение (перепад давления), которое и позволяет летучим продуктам сгорания вылетать в трубу в самом прямом смысле.

Следует помнить, что дымоход – это не просто удаление дыма, но и обеспечение эффективной работы отопительного оборудования. Если дымохода нет, или он неправильно спроектирован, или не установлен, или по каким-то причинам не создает требуемую тягу, то не будет работать и отопительное оборудование, а летучие продукты сгорания (дым, сажа и т. д.) благополучно отправятся в помещение, отравляя воздух. Возможно также падение мощности теплогенератора и, как следствие, некомфортный, холодный дом. Так что дымоход – одна из важнейших частей системы отопления, обеспечивающая как бесперебойность ее работы, так и безопасность использования.

Дымоходу приходится работать в очень агрессивных условиях, и дело не только в том, что у летучих продуктов сгорания высокая температура. Основную проблему представляет кислотный конденсат, который выпадает при снижении температуры летучих продуктов сгорания – а именно это и происходит в трубе дымохода по мере того, как горячие газы продвигаются по ней на свежий воздух, удаляясь от теплогенератора.

Кислотный конденсат, образующийся при охлаждении продуктов горения, является смесью серной (H ₂SO ₄) и угольной кислот (H ₂CO ₃) [10].

Образование угольной кислоты происходит в результате простой химической реакции:

СО ₂+ Н ₂О <=> Н ₂СО ₃,

то есть углекислый газ, растворенный в воде, вступает в реакцию с водяным паром. При этом реакция становится обратимой уже при температуре, превышающей +20?°C, – угольная кислота вновь распадается на исходные компоненты. Так что влияние конденсата угольной кислоты как агрессивной среды для дымохода можно не учитывать: оно способно проявиться только в достаточно редко возникающих условиях – в холодное время года при длительном неиспользовании теплогенератора.

Примечание

Если вы используете загородный дом для сезонного проживания (в теплое время года), а в холодное время года бываете в нем наездами и при этом включаете систему отопления, то это как раз тот случай, когда угольная кислота может начать свою разрушительную работу.

С серной кислотой ситуация сложнее. В продуктах сгорания топлива содержится серный ангидрид SO ₃(особенно это актуально для котлов, использующих дизельное топливо), который, вступая в реакцию с парами воды, образует серную кислоту:

SO ₃+ H ₂O <=> H ₂SO ₄.

Серная кислота обладает огромным разрушительным потенциалом. Она «съедает» практически все металлы (за исключением золота и платиновых, но эти металлы не используются при строительстве дымоходов), «разъедает» и кирпичную кладку, и бетонные трубы, да еще и устойчива к нагреву. Так что долгожительство дымохода можно обеспечить только одним способом: воспрепятствовать образованию агрессивного конденсата.

Помешать образованию конденсатов можно двумя способами: ускорить «вылетание в трубу» продуктов сгорания (чтобы они не успели охладиться до перехода в жидкую фазу – не стали конденсатом на стенках дымохода) и обеспечить быстрое преодоление порога конденсатообразования (если в дымоходе стабильно высокая температура, то конденсат не образуется – для его образования нужна холодная поверхность).

Проще всего с дымоходами для твердотопливных котлов, не имеющих такого сервиса, как автоматическое включение/отключение при достижении определенной температуры. Эти дымоходы могут выполняться из кирпича, в них постоянно поддерживается высокая температура (котел-то работает без перерыва), и конденсата образуется минимальное количество. Из кирпича также выполняются дымоходы для печей и каминов.

Другое дело – современные газовые и жидкотопливные котлы, а также некоторые модификации твердотопливных (из последних разработок). С ними возникает определенная проблема. С целью экономии топлива на современные котлы устанавливается автоматика, которая позволяет им работать в прерывистом режиме: когда температура теплоносителя достигает заданной, котел отключается; как только теплоноситель остывает (опять же – до предварительно заданной температуры), котел включается снова. Это приводит к тому, что труба дымохода, через которую то проходят горячие продукты сгорания, то не проходят, попеременно то разогревается, то охлаждается. К тому же температура продуктов сгорания в газовых и жидкотопливных котлах ниже, чем в твердотопливных, да еще в них содержится большое количество водяных паров (существенно больше, чем при сжигании твердого топлива, которое обычно является сухим). При использовании газовых и жидкотопливных котлов возникают особенно благоприятные условия для образования конденсата.

Решить эту проблему можно двумя способами: отказаться от дискретной работы котла или использовать для дымохода материалы, обладающие свойством быстро нагреваться под воздействием горячих газов и медленно охлаждаться при отсутствии такого воздействия. Первый вариант – отказ от дискретной работы котла – явно нерентабелен, так как ведет к перерасходу топлива, а также к определенной некомфортности проживания в доме (температура в помещениях при постоянно работающем в одном режиме отопительном котле может превысить комфортную, и в помещениях станет попросту жарко и душно). Зато выбрать для дымохода соответствующий материал ничто не мешает.

Можно использовать дымоходы, изготовленные из керамики, стойкой к кислотам (Рис. 3.36).

Но у таких дымоходов есть довольно существенный недостаток – большой вес, в «легких» домах их устанавливать затруднительно. Возникают также проблемы при установке керамических дымоходов в уже готовых домах, в которых не были предусмотрены подобные нагрузки на фундамент.

Свойством быстро нагреваться при соответствующем воздействии обладает сталь. Ну а если обеспечить стальной трубе надежную теплоизоляцию, то проблема оказывается решенной: труба дымохода, выполненная из нержавеющей стали и утепленная базальтовым волокном высокой плотности, отвечает всем заявленным требованиям – быстро нагревается и медленно охлаждается. Это позволяет быстро преодолевать порог конденсатообразования, а также поддерживать нужную температуру дымовой трубы во время отключений котельного оборудования таким образом, что конденсат практически не образуется. В такой трубе тяга стабильна, а проблем с сажей и конденсатом не возникает. К тому же в стальных дымоходах отсутствуют тепловые мостики (то есть нет холодных мест, где может происходить выпадение конденсата), они имеют круглое сечение и гладкие внутренние стенки, что облегчает удаление продуктов сгорания.

Рис. 3.36.Конструкция дымоходной трубы из керамики: 1 – дымоходная труба из керамики; 2 – изоляционные плиты; 3 – каменная оболочка дымоходной трубы

Дополнительным плюсом стальных дымоходов является их унификация: отдельные модули стандартизованы и совместимы друг с другом.

Но стандартизация элементов дымохода вовсе не означает, что можно приобрести первый попавшийся дымоход, который понравился внешне или по цене. Дымоход должен соответствовать котельному оборудованию как по виду топлива, так и по мощности.

Различные виды топлива имеют разный химический состав и, как следствие, дают различные смеси газообразных продуктов сгорания. Кроме того, температура продуктов сгорания тоже различается в зависимости от модификации отопительного котла. Поэтому сталь, из которой изготовлен дымоход, должна быть определенной марки, соответствующей кислотности (рН) продуктов сгорания (различные марки стали отличаются добавками, которые и определяют их кислотоустойчивость).

Соответствие мощностей также имеет немаловажное значение: если тяга в дымоходе будет слишком сильной, превышающей мощность котла, то в результате в трубу в прямом смысле слова начнет вылетать топливо – не успевая выгорать до конца, оно устремится в разреженную область, создаваемую тягой дымохода, причем в трубе может оказаться не только газообразное топливо, но даже распыленное горелкой жидкое.

Для расчета параметров дымохода требуется знать не только характеристики котельного оборудования, но и место его расположения. Особенно важен план высот: дымоход должен иметь высоту не менее 5 м от выходного патрубка отопительного котла. Кроме того, если в непосредственной близости к дому располагаются другие строения, особенно большей высоты, чем дом, то в расчете должна учитываться и высота рассеивания исходящих газов, иначе вы рискуете «полить» агрессивным конденсатом окружающие постройки. Существуют и определенные нормативы, оговаривающие высоту дымохода над крышей (Рис. 3.37):

? при наличии плоской кровли высота дымовой трубы должна быть не менее 0,5 м над уровнем кровли;

? если труба располагается на расстоянии до 1,5 м от конька кровли, то высота ее должна быть не менее 0,5 м над коньком;

? если труба располагается на расстоянии 1,5–3 м от конька кровли, то высота ее должна быть не менее высоты конька кровли;

? если труба располагается на расстоянии более 3 м от конька кровли, то она должна быть не ниже линии, проведенной от кровельного конька вниз под углом 10° к горизонту;

? если кровля выполнена из горючих материалов (дранка, солома, камыш и т. д.), то высота трубы должна превышать высоту конька кровли не менее чем на 1–1,5 м.

Рис. 3.37.Высота расположения трубы дымохода над кровлей

Желательно также установить над дымоходом дефлектор, который будет препятствовать попаданию внутрь осадков, грязи, мусора, животных (особенно птиц), а также ветру, который может помешать эффективному выводу продуктов сгорания. Оптимально, если дефлектор будет снабжен искрогасящей решеткой.

В настоящее время используются одноконтурные (Рис. 3.38) и двухконтурные (Рис. 3.39) дымоходы.

Желательно, чтобы расчет дымохода выполнялся специалистом, который сможет грамотно учесть все необходимые технические характеристики и определить оптимальную конфигурацию дымохода, его высоту, нужный вариант подключения. Ошибка в таких расчетах больно бьет по карману домовладельца: перерасход топлива, нестабильность и неэффективность отопительной системы, отравление окружающей среды, недолговечность котельного оборудования и самого дымохода – все это приводит к весьма существенным расходам. Так что дымоход – не «простое дело», а требующее высокого профессионализма как для расчета, так и для установки (компания, занимающаяся установкой дымоходов, должна иметь лицензию на соответствующий вид деятельности).

Рис. 3.38.Одноконтурный дымоход: 1 – дымоотвод; 2 – шахта кирпичная; 3 – дымоходная труба; 4 – монтажная площадка; 5 – ревизия; 6 – дефлектор

Дымоходы и трубы для воздухозабора могут располагаться различным образом (Рис. 3.40).

Рис. 3.39.Двухконтурный дымоход: 1 – дымоотвод; 2 – труба изолированная; 3 – тройник изолированный; 4 – ревизия; 5 – монтажная площадка; 6 – емкость для конденсата; 7 – дефлектор

Рис. 3.40.Варианты подсоединения труб воздухозабора и дымохода: 1 – отвод летучих продуктов сгорания; 2 – подвод свежего воздуха к теплогенератору; 3 – дымоход; 4 – воздухозабор

Возможен и такой вариант, что в помещении установить дымоход просто невозможно (например, вы обустраиваете систему отопления в уже готовом доме, в котором подобного не предусматривалось, нет необходимого места, нет возможности вскрыть перекрытия, чтобы провести дымоход). В таком случае возможна установка наружного дымохода: сама труба дымохода находится вне здания, а подключение к ней отопительного котла осуществляется через ближайшую к этой трубе стену (Рис. 3.41).

Рис. 3.41.Наружный дымоход

При приобретении дымохода обращайте внимание на наличие сертификатов: дымоход должен иметь сертификат соответствия, гигиенический и пожарный сертификаты. Если вас убеждают, что «это то же самое, только не от брендового производителя, поэтому дешевле», да еще и нет полного набора сертификатов, то лучше отказаться от покупки, в противном случае высоки шансы, что за дымоход придется платить дважды.

В табл. 3.4 приведены для сравнения свойства различных дымоходов.

Таблица 3.4.

Свойства дымоходов из различных материалов [11]