Расчеты при установке дымохода для дровяной печи и бытового котла

Плюсы и минусы

Плюсы горизонтального дымохода — в несомненном увеличении теплоотдачи печи. Котел самого маленького размера с помощью такого вида дымоотвода, способен поддерживать температуру даже в большом помещении.

Кроме очевидных достоинств, горизонтальный трубопровод имеет ряд недостатков. К ним относятся:

• Сложность монтажа;
• Возникновение завихрений;
• Сажа.

Как бороться с двумя последними факторами?

Завихрение

Микроворонки воздуха появляются в следствии разницы температур и особенностей кладки. Возникая во внутренних острых углах змейки, завихрения сильно затрудняют тягу.

Сажа

Чем больше изгибов- тем больше мест для оседания сажи. Бороться с ней можно двумя способами:

• Устанавливать металлические дверцы для прочистки. Способ не сложный, но из-за разницы прогревания металла и кирпича- значительно снижающий эффективность дымохода;
• Предусмотреть в конструкции выбивные кирпичи. Это сложнее, но меньше снижает КПД

Какой дымоход лучше

Оптимальным считается в форме цилиндра из нержавеющей стали. Даже в кирпичные дымоотводы встраивают металлические трубы необходимого диаметра. Продукты сгорания двигаются вверх по спирали, и цилиндр является лучшим вариантов для образования максимальной тяги.

В квадратных или прямоугольных трубах из кирпича внутри возникают завихрения, которые создают уменьшенную тягу. При топке каминов и печей дровами такая форма дымохода особенно удобна, так как позволяет тормозить выход тепла и увеличивает КПД приборов. Один дымоход может обслуживать только два прибора отопления, но только тогда, когда размер его внутреннего сечения позволяет работать им параллельно.

Дымоход из нержавеющей стали для печей и каминов намного прочнее, чем кирпичный и относительно невысок в цене. Дымоходы из нержавеющей стали устойчивы к коррозии, перепадам температур, в отличие от кирпичных, которые могут крошиться в процессе эксплуатации. Данные дымоходы просты в эксплуатации, заменить любой элемент достаточно просто, так как вся конструкция состоит из модулей. Печь или камин будет гораздо проще оборудовать дымоходом из нержавеющей стали.

Можно делать сложные отводы по забору воздуха разной длинны. Дымоходы из нержавеющей стали относительно кирпичных по площади меньше на 40-50 процентов. Высоту дымохода относительно конька на скатной крыше можно рассчитать при помощи онлайн-калькуляторов, находятся они на порталах и профильных сайтах или доверить это специалисту.

Методика самостоятельного расчета

Какой высоты должен быть дымоход? Этот параметр регламентируется СНиП 2.04.05-91 (с оригиналом документа можно познакомиться здесь).

Согласно данному документу:

• минимальная высота дымоотводящего канала от колосника до оголовка составляет 5 м;
• оптимальная высота – 6 м.

Параметры, влияющие на высоту дымохода

Как рассчитать высоту дымохода? Специалисты рекомендуют пользоваться следующей формулой.

Как самостоятельно вычислить высоту дымового канала

Исходя из представленной формулы, можно определить параметры, которые существенно влияют на высоту дымоотводящей трубы:

• метеорологические условия окружающей местности (параметр А). Для северных районов значение коэффициента принимается равным 160. Для других районов значение можно найти в описательных документах;
• масса вещества, проходящего через трубы за единицу времени (Мi). Данные можно определить на основании документации, прилагаемой к отопительному оборудованию;
• скорость оседания частиц, образующихся в результате горения (F). Для золы при дровяном отоплении данный коэффициент принимается равным 25, а при использовании электрического нагревательного прибора F=1;
• концентрация различных веществ в газе, который следует вывести (Спдкi и Сфi). Показатели берутся из описательной характеристики отопительного оборудования;
• объем выводящего газа (V);
• разница между температурой поступающего воздуха и выходящего из трубы (Т).

Произвести расчет самостоятельно достаточно трудно, поэтому рекомендуется обращаться за помощью к специалистам.

Оптимальная высота трубы на крыше

Высота дымохода над крышей также определяется СНиП 2.04.05 и формой крыши. Регламентируется данный показатель следующим образом:

1. Для плоской крыши высота дымоотводящей трубы определяется так:
   • при отсутствии парапетов и иных устройств минимальная высота дымовой трубы над кровлей составляет 120 см;
   • при наличии защитных бордюров и иного оборудования длина трубы должна быть увеличена. Рассчитать параметр можно, увеличив максимальную длину оборудования на 1 м;
   • если на крыше располагается вентиляционная труба, то высота дымоходного канала должна быть на 50 см больше высоты вентиляционного канала. При этом следует учесть, что дымоотводящая труба должна располагаться минимум в 5 м от вентиляционной шахты.

Определение высоты дымоотводящего канала для плоской крыши

1. Какая высота дымохода должна быть на скатной крыше? Параметр следует определять исходя из месторасположения дымовыводящего канала, а именно от его удаленности от конька крыши, то есть:
   • если труба от отопительного прибора выходит ближе 1,5м от конька крыши, то ее минимальная высота должна составлять 500 мм;
   • высота дымохода от конька при удалении трубы на расстояние 1,5 – 3 м должна быть равна максимальной высоте крыши;
   • если дымоотводящий канал выходит на крышу на расстоянии более 3 м от конька, то между горизонтальной линией конька и окончанием дымохода должен образовываться угол в 10º.

Определение длины дымового канала для скатной крыши

Высота дымовой трубы на крыше зависит от ее месторасположения и определяется нормативными документами.

Высота дымохода над коньком также определяется на основании сторонних факторов, таких как расположенные рядом высокие деревья или строения. При наличии сторонних помех образуется так называемая зона ветрового подпора, в которой невозможно обустроить тягу, достаточную для корректной работы отопительного прибора. Для улучшения тяги требуется минимум на 50 см увеличить высоту трубы для выхода из ветровой зоны.

Как рассчитать длину дымохода при наличии высоких предметов рядом с домом

Аналогичная ситуация складывается при установке отопительного оборудования в подсобном помещении, расположенном в пристройке к основному дому.

Расчет высоты трубы при расположении прибора отопления вне основного дома

Для улучшения тяги в дымоходе важно, чтобы оголовок дымовыводящего канала располагался выше зоны ветрового подпора. О том, как правильно рассчитать высоту дымовыводящей трубы в зависимости от вида крыши и места расположения канала, а также при образовании ветрового подпора можно посмотреть на видео

О том, как правильно рассчитать высоту дымовыводящей трубы в зависимости от вида крыши и места расположения канала, а также при образовании ветрового подпора можно посмотреть на видео.

Определение высоты дымового канала необходимо для корректной работы отопительного оборудования. Произведение расчетов желательно доверить опытным специалистам, так как неправильное определение параметра может привести к непоправимым последствиям и нанести вред не только имуществу, но и здоровью окружающих людей.

Методы расчета высоты дымовой трубы

Все индивидуальные дома должны быть оборудованы отоплением с источниками нагрева, работающего на газовом, жидком или газообразном топливе. Такие устройства оборудуются дымовыми трубами для удаления угарных газов, образующихся в результате горения топлива.

Такие котлоагрегаты способны работать только в случае, когда имеется необходимая тяга для подачи дутьевого воздуха и удаления дымовых газов. Расчет параметров газоходов выполняют исключительно высококлассные профессионалы, итоги расчетов оформляются в виде таблиц и рекомендуются к использованию во время изготовления системы дымоотвода от котлов.

Графический метод

В основании метода определения высоты дымохода относительно конька лежит теорема Пифагора. Схему строят с соблюдением габаритов и соотношений строения в доступном масштабе:

1. На готовом эскизе наносят 2 симметрические оси: конек и запроектированное место трубы.
2. Через верх кровли проводят горизонтальную линию и, применяя транспортир, к низу от нее, откладывают уклон, равный 10 градусам.
3. Намеченную линию проводят до оси симметрии трубы.
4. Усеченная линия даст требуемую величину.
5. Ее нужно вымерить и просчитать в соответствии с принятым масштабом.
6. Определенный размер и будет определять высоту.
7. Потребуется узнать обеспечивает ли принятое значение государственным нормативам.
8. План строения, если нужно, немного корректируют. Для чего ось дымопровода плавно перемещают по горизонтали, пока не будет определено оптимальное расположение дымовой трубы.

Математический метод

Данный порядок определения высоты дымохода относительно конька базируется на применении тригонометрии. Расчеты исполняют в такой очередности:

1. Рисуют эскиз фронтальной части строения в нужном масштабе. Для техников без инженерного навыка принимают наиболее подходящий масштаб – 1:100. При переводе плана в натуральные размеры считают, что 1 см равен 1 м.
2. На схеме фиксируют симметрическую ось дымоотводящейтрубы. Через верх кровли выполняют дополнительную линию и дальше ведут до ее перекрестка с трубной осью.
3. Равным образом, как в процессе графического приема чертят остроугольный треугольник в 10 градусов, приложенный к ребру конька.

Имея сведения об одном из катетов, возможно, вычислить другой, по формуле a = b*tgL. В данном случае:

• a– длинна от ребра до выхода дымоотвода;
• b – длинна от оси строения до симметрической оси дымохода;
• L -угол равный 80 градусам, восполняющий 10 градусов до 90.

Описанные способы применяются при расчетах домашних дымопроводов, которые конкретно обслуживают единственный источник нагрева. Для производственных котлоагрегатов теплопроизводительностью более 80 кВт, или нескольких таких установок рекомендуется обратиться к специалистам. Должный размер тяги может быть обеспечен только с применением подробных тепловых и аэродинамических расчетов котельного оборудования.

Высота дымохода от конька крыши скатного типа может зависеть не только лишь от правил СниП, но равным образом и от внешней и внутренней конфигурации каналов, их сечения и прочих данных, которые конкретно, обусловливают эффективность работы нагревательного агрегата и его КПД. Для организации наиболее развернутых подсчетов применят online калькуляторы, на профильных веб сайтах.

Что делать если сечение дымохода квадратное?

Цилиндрические дымоходы, особенно после появления сэндвич – труб самые распространенные виды устройств. Но при строительстве кирпичной печи приходится выкладывать квадратную или прямоугольную форму.

В таких дымоходах образуются завихрения, препятствующие нормальному прохождению отработанных газов и уменьшающие тягу. Но для дровяных печей или каминов – прямоугольные трубы остаются самой востребованной формой. В таких устройствах не требуется повышенный уровень вытяжки отработанных газов.

Расчет дымохода для дровяной печи с квадратным или прямоугольным сечением производится с учетом соотношения размеров трубы к габариту поддувального отверстия на печи. Такая пропорция – 1/1,5, где 1 – внутреннее сечение трубопровода, а 1,5 габариты поддувала или зольника.

Продолжительность службы сэндвич труб

Гарантированный срок службы на разные изделия системы варьирует от 10 до 15 лет. Такой показатель реален лишь при строгом соблюдении всех требований при монтаже дымохода: правильном выборе материала, толщины уплотнителя и др. Нередко все эти условия не соблюдаются, поэтому срок службы сокращается, что в конечном итоге приводит к полной замене дымохода примерно лет через пять. А бывает, что и раньше.

Какие же частые причины ранней поломки конструкции? Их много, но нередко даже заводской брак может вывести конструкцию из строя уже в самом начале ее функционирования. Поэтому специалисты рекомендуют с особой тщательностью выбирать трубы для дымохода и проверять их на наличие дефектов.

Немаловажное значение имеет своевременность профилактических очисток в системе. Даже при малейшем обнаружении в конструкции отклонений от нормы, эксплуатация должна быть прекращена, и проведены ремонтные работы либо полная замена дымохода.. Если соблюсти все правила при покупке и функционировании сэндвич установки, то она прослужит вам очень долго

В противном случае, может возникнуть авария с вытекающими негативными последствиями. Если вы сомневаетесь в своих силах относительно правильной покупки составляющих и их установки, то в таком случае лучше довериться специалистам.

Если соблюсти все правила при покупке и функционировании сэндвич установки, то она прослужит вам очень долго. В противном случае, может возникнуть авария с вытекающими негативными последствиями. Если вы сомневаетесь в своих силах относительно правильной покупки составляющих и их установки, то в таком случае лучше довериться специалистам.

Как рассчитать площадь сечения дымовой трубы?

Существует несколько методик расчета оптимального сечения. Например, от размеров топочной камеры очага или от площади поддувального окна печи

Но в этой публикации внимание будет сконцентрировано на той методике, которая основана на оценке объема образующихся в процессе сгораний дымовых газов

Горение древесины и другого твёрдого топлива всегда сопровождается весьма значительным дымообразованием. И дымоходная труба должна быть в состоянии своевременно отводить эти объемы наружу.

На основе расчётов и опытов специалистами давно уже составлены таблицы, из которых можно получить информацию об удельном дымообразовании для разных типов твердого топлива. То есть какой объем продуктов сгорания образуется при сжигании, скажем, одного килограмма дров, угля, торфа и т.п.

Приведем и мы такую таблицу (в сокращенном варианте). В ней, помимо удельного дымообразования, показаны калорийность топлива (количество тепла, выделяемого при сжигании одного килограмма) и примерная температура продуктов сгорания на выходе из дымоходной трубы. Первая из указанных характеристик нас в заданный момент особо не интересует — просто дает общее представление об эффективности топлива. А вот температура, да, понадобится для расчетов.

Тип топлива	Удельная калорийность топлива, кКал/кг, усредненно	Удельный объем выделяемых продуктов сгорания от сжигания 1 кг, м³	Рекомендуемая температура на выходе из дымохода, °С
Дрова со средним уровнем влажности — 25%	3300	10	150
Торф кусковой (россыпью), воздушной просушки, со средним уровнем влажность не выше 30%	3000	10	130
Торф — брикеты	4000	11	130
Уголь бурый	4700	12	120
Уголь каменный	5200	17	110
Антрацит	7000	17	110
Пеллеты или древесные топливные брикеты	4800	9	150

Как видите, объемы впечатляют. Даже дающие минимальную дымность типы топлива – это уже около 10 кубометров на каждый сожженный килограмм. Значит, просто из соображений физики и геометрии сечение дымоходного канала должно быть в состоянии постоянно отводить эти немалые объемы наружу.

От этого и «пляшем» при расчёте.

Цены на дымовую трубу

дымовая труба

Объем продуктов сгорания, выделяемых при сжигании твёрдого топлива в течение часа можно определить по следующей формуле (с учетом температурного расширения газов).

Vgч = Vуд × Мтч × (1 + Тд/273))

Vgч — объем продуктов сгорания, образующийся в течение часа.

Vуд — удельный объем образующихся продуктов сгорания для выбранного типа топлива, м³/кг (из таблицы).

Мтч — масса топливной закладки, сгораемой в течение одного часа. Обычно находится отношением полной топливной закладки ко времени ее полного прогорания. Например, в печь загружается разом12 кг дров, и они прогорают за 3 часа. Значит, Мтч = 12 / 3 = 4 кг/час.

Тд — температура газов (℃) на выходе из дымоходной трубы (из таблицы).

273 — константа, для приведения температурных параметров к шкале Кельвина, использующейся в термодинамических расчетах.

Так как единица времени в нашей системе исчисления —  секунда, то узнать объем, получающийся за секунду, несложно – результат просто делится на 3600:

Vgс = Vgч / 3600

Чтобы узнать площадь сечения канала, который гарантированно пропустит через себя этот объем при определенной скорости движения газов, надо найти их отношение

Sc = Vgс / Fд

Sc — площадь поперечного сечения канала дымохода, м².

Fд — скорость потока газов в дымоходной трубе, м/с

Несколько слов об этой скорости. Для отопительных приборов и сооружений бытового класса обычно стремятся остановиться в диапазоне от 1,5 до 2.5 м/с. При такой, с одной стороны – невысокой скорости не наблюдается значительного сопротивления потоку, не возникает сильных завихрений, тормозящих движение газов. Минимизируются тепловые потери, снижается до нормальных величин температура газов на выходе из трубы. Вместе с тем, скорость в достаточной степени большая для того, чтобы уменьшить образование конденсата и оседание золы на внутренних стенках канала.

Если найдено сечение (а это – минимальная его величина), то по известным геометрическим формулам можно найти или диаметр для трубы круглого сечения, или длину стороны – при квадратном сечении, или подобрать длины сторон при прямоугольном.

Ниже предложен калькулятор, который до предела упростит проведение этих вычислений. В нем необходимо указать тип топлива, примерный расход его расход (точнее, массу и время прогорания полной загрузки) и ожидаемую скорость потока газов в дымоходе. Остальное программа выполнит сама.

Итоговый результат показывается в трех представлениях:

— минимальный диаметр для круглого сечения;

— минимальная длина стороны для квадратного сечения;

— площадь сечения, по которой можно, например, подобрать размеры сторон для прямоугольного сечения.

Теплопровод в многоквартирном доме: как выбрать трубы по наружному и внутреннему диаметру гильзы для радиатора

В системе обогрева дома не последнее значение имеет правильный выбор трубы, по которым течет теплоноситель. От диаметра зависит

• Пропускная способность трубопровода,
• количество воды, находящееся в отопительном контуре в единицу времени, и соответственно, теплоотдача;
• давление воды в контуре.

Рассмотрим, как рассчитать правильный диаметр труб для системы обогрева с принудительной циркулированием, наиболее приемлемым для для отопления в частном доме. Выбирая трубы для отопительного контура, следует учитывать один фактор: медные и пластиковые трубы маркируются по внешнему диаметру, а в технических характеристиках стальных и металлопластиковых изделий — прописывается внутреннее сечение. Этот фактор имеет значение при расчетах диаметров и монтаже трубопроводов. Диаметр трубы для отопления загородного дома выбрать не сложно, если есть под рукой хороший теплотехник.

Диаметр труб отопления важен при монтаже и расчете системы

Но совсем иначе рассчитывается диаметр трубы для отопления частного дома

Важно помнить, что не на всем протяжении теплопровода следует выбирать для отоплениятрубы одного размера. На определенных участках, пор мере из разветвления, их сечение изменяется

Формула расчета диаметра труб для отопления частного дома

Расчет выполняется по формуле

Формула расчета диаметра трубы для отопления

D —диаметр трубы, в миллиметрах
∆t° — разница температур (между подаваемой водой и возвращаемой обратно в котел), указано в градусах Цельсия(Со);
Q —количество тепловой энергии, нужной для обогрева помещения в киловаттах, и рассчитанное нами ранее;
V — скорость теплоносителя в м/с — выбирается из определенного диапазона.

Опираясь на эту формулу, для простоты вычислений созданы данные, позволяющие рассчитать диаметр трубы.

На списке данных, (внизу) указаны величины для труб из полипропилена, потому что именно эти изделия все чаще используются для устройства отопительного контура. По ней вы определите диаметр, необходимый для заданной системы обогрева. Розовым цветом выделена оптимальная скорость перемещения воды — носителя тепла. Но если вы планируете устанавливать стальные, или металлопластиковые трубы, то работать будут другие расчеты.

Рассмотрим, как перемещается теплоноситель в контуре с принудительной циркуляцией. Она совершается посредством насоса, коллектора и носителя тепловой энергии. Если установить трубы с меньшим диаметром, то интенсивность движения горячей воды будет выше, она быстрее будет совершать оборот по трубопроводу и возвращаться в котлоагрегат. Соответственно, более широкий трубопровод замедлит движение теплоносителя.

Тонкая труба сделана для более быстрой циркуляции жидкости теплоносителя

Секреты монтажа стояка отопления: использование полипропиленовых труб 25 мм

Отопительный контур монтируется трубопроводом с меньшим диаметром по самым банальным причинам:

• Чем тоньше трубы, тем ниже цена;
• При открытом монтаже они не так бросаются в глаза, а при закрытом требуют меньшей глубины в штробах.
• Чем меньше диаметр труб для отопления, тем меньше теплоносителя находится в системе. Это ведет к экономии топлива.

Температура теплоносителя в системе отопления зависит также и от скорости движения теплоносителя по трубопроводу.

Самостоятельная работа

Так как сегодня именно сэндвич-система является для домов и квартир наиболее востребованной, то демонстрируются способы её установки своими руками.

Первый метод связан с наружным монтажом. Этапы работы здесь следующие:

1. Подключение к патрубку котла проходной составляющей. Она поможет проложить конструкцию через стену.

1. На стене делается разметка по параметрам этой составляющей. Создаётся проём.

1. Вывод трубы из помещения в этот проём.

1. Создание мощной изоляции отверстия и трубы.
2. Прикрепление тройника к трубе. Установка заглушки.

Подключение этих элементов на практике выглядит так:

1. Наращивание дымохода. К нему присоединяются звенья, пока не получится требующаяся длина.
2. Фиксация конусного наконечника на трубе. Это мера, чтобы ветер не сдувал пламя в котле и оборона всей системы от осадков.
3. Монтаж трубы к стене дома с помощью кронштейнов. Их шаг – минимум 20 см.

1. Усиление стыковых участков за счёт хомутов. Они стягиваются болтами или проволокой.
2. Окрашивание дымохода. Используется термостойкая краска.

При внутреннем варианте расчет дымовой трубы проходит по этой схеме:

Сначала делаются наметки в перекрытиях и крыше. Здесь будут находиться отверстия для прохождения трубы.

Эти метки сверяются с параметрами патрубка. Создаётся проём для дымоотвода.

Монтаж дымохода реализуется по такому алгоритму:

1. Подключение переходника к патрубку котла.
2. Установка тройника и ревизии.
3. Наращивание дымоотвода. Можно применять колена. Там, где труба пересекает перекрытия, используется оборонительный патрубок.
4. На дымоход нанизывается лист из нержавейки. В нём предварительно вырезается отверстие, котором немного больше диаметра трубы. Лист располагается с двух сторон всех перекрытий.
5. Усиление стыковых мест. Используются хомуты.
6. При надобности монтаж дымовой трубы к балкам на чердаке. Применяются кронштейны с шагом 40 см и хомуты каждые 20 см.
7. Фиксация конусного дефлектора на выходе дымоотвода.

В на участках, где труба контактирует с легкозагорающимися материалами, устраивается мощная теплоизоляция. Для покрытия проходного патрубка применяется базальтовая вата со слоем фольги.

Утеплитель крепится на огнеустойчивую мастику. Минвата укладывается по периметру всех проёмов.

Финальная стадия – проверка герметичности всех швов. На них наносится обычный мыльный состав. Если где-то появляются пузырьки, эти участки дополнительно покрываются герметиком.

Технические характеристики сэндвич трубы

1. Материал. В качестве теплоизоляционного материала в основном используется базальтовое волокно (минеральная вата). Этот вид утеплителя отличается устойчивостью к высоким температурам и к воздействию химических веществ. Минеральная вата обладает прекрасными теплоизоляционными/звукоизоляционными свойствами и прокладывается толщиной в 30-60 мм. Благодаря своим пожаробезопасным свойствам, многослойные трубы могут применяться в домах, возведенных из любого материала. Для внутреннего кожуха используются более дорогие сплавы с высокой степенью термостойкости.

Внутренний слой сэндвич трубы в основном производят оцинкованной стали, а внешняя труба может быть выполнена из меди, латуни, нержавеющей стали и т.д. От содержания легирующих материалов, различных сплавов и толщины теплоизоляционного слоя зависит сфера применения трубы и цена.

Сендвич трубы оцинкованные и из нержавеющей стали

1. Тип соединения. Элементы сэндвич труб соединяются двумя способами: гофрированными краями и раструбами. Достоинством гофрированного соединения является простота монтажа, но для обеспечения герметичности необходимо большое количество герметика, а это повышает стоимость дымохода. При раструбном соединении высокая степень герметичности достигается за счет наличия более широкой фаски с одной стороны трубы. Плюсом является высокая степень герметичности, благодаря чему конструкция может применяться для газовых котлов. А вот минус заключается в сложности монтажа и необходимости очень точного подгона всех деталей.

Типы соединения сендвич-труб