Инженерные новинки   Дымовая труба

Современные автоматизированные высокоэффективные (КПД -0.95-0.98) котельные, работают, как правило, на переходных режимах (запуск—нагрев до заданной температуры теплоносителя—останов—запуск при понижении температуры теплоносителя).

Переходные режимы работы котла вызывают сильное конденсатообразование. Конденсат (пар, осаждающийся на стенках верхней части дымохода), соединяясь с продуктами сгорания топлива в котле (в газовом котле - СО, СО2, NОХ; в жидко- и твердотопливных котлах и каминах, кроме этого еще и соединения серы), образует соответствующие кислоты или их смеси. В числе таких кислот – соляная , азотная и серная кислоты. В некоторых случаях может образовываться их смесь, так называемая «царская водка».

Эти процессы приводят к сильному и быстрому разрушению дымоходов, образованию микротрещин и проникновению выхлопных газов от котла в жилые помещения.

После образования трещин в дымоходах поцесс их разрушения идет лавинообразно и вызывает побочные разрушения внутренней отделки либо наружной стены.

По нашему опыту, в коттеджах с большой жилой площадью, где используют мощное котельное оборудование, признаки разрушения кирпичных дымоходов при постоянной эксплуатации появляются уже через 1-3 года в зависимости от вида используемого топлива.

Исследования показали, что в кирпичных дымоходах конденсата образуется больше, чем в дымоходах с металлическими вставками. Кроме того, в кирпичных дымоходах сложно обеспечить гладкую поверхность канала, в результате чего на неровностях канала оседает сажа, которая с течением времени уменьшает аэродинамическое сечение дымохода и уменьшает тягу и может вызывать возгорание с кратковременным увеличением температуры до 1000 градусов что ведет к температурному разрушению стенки.

Избежать вышеперечисленных негативных явлений на период 5-6 лет помогают вставки из коррозионностойкой нержавеющей стали, изготавливаемые под существующий канал дымохода. Монтаж вставок производится с использованием высокотемпературного герметика, что обеспечивает полную герметичность дымохода. Очень гладкая внутренняя поверхность вставок позволяет увеличить тягу дымовой трубы при том же ее сечении, что благоприятно сказывается на работе теплового оборудования.

В случае прохода трубы через жилые или пожароопасные помещения (чердаки и т.д.) обычно применяют дымоходы с двойной стенкой с теплоизоляцией типа «сэндвич» на основе кремнеземного волокна и базальтового утеплителя. При желании заказчика наружная поверхность дымохода может быть отполирована электрохимическим способом до состояния зеркальной поверхности.
Все складывается благополучно в случае применения для внутренних вставок нержавеющей стали марки AISI 316, однако реально производители не всегда используют марку стали, специально предназначенную для дымоходов, а возможное увеличение температуры выхлопных газов при применении жидкого и твердого топлива приводит к местному перегреву трубы, изменению химического состава стали и ухудшению ее характеристик, а следовательно уменьшению реального срока работы.

При монтаже внутри имеющихся каналов дымоходов для предотвращения их разрушения, как правило, используются одинарные нержавеющие трубы, которые для уменьшения конденсатообразования утепляются снаружи минеральной ватой. В случае повышенного конденсатообразования (в этом случае оно происходит как внутри дымового канала, так и снаружи трубы – выпадает конденсат из воздуха) при отсутствии проветривания утепленного затрубного пространства – утеплитель накапливает влагу и разрушение нержавеющей вставки происходит как изнутри, таки снаружи.

Многих перечисленных недостатков лишен новый продукт, появившийся на рынке летом 2004 года – дымовые системы Schiedel (Шидель), состоящие как детский конструктор из кубиков – секций, где организовано проветривание затрубного пространства, а собственно дымовой канал изготовлен из шамотной керамики – трубы , имеющей гладкую поверхность и высокую термо- и кислотостойкость, причем стоимость такого дымохода получается меньше, чем нержавеющего утепленного дымохода.

По нашему мнению применение системы «Шидель» позволяет избежать многих недостатков, присущих даже нержавеющим дымоходам и позволит устроить дымовые трубы в уже готовых зданиях – необходимо лишь прорубить проемы под трубу в перекрытиях этажей.

Секция дымохода может включать в себя кроме дымоходного канала (или двух) еще и вентиляционный канал, наличие которого всегда требуется по нормам устройства котельных, а в комплект трубы входят также необходимые решетки и дверки прочисток и зольников.

Что касается срока службы таких систем – производители гарантируют 30 лет.

Кроме учета конденсатообразования и возможности разрушения кирпичных дымоходов, при выборе и проектировании дымохода следует выбирать его диаметр, высоту и конструкцию в соответствии с мощностью применяемого котельного оборудования.
В практике работы мы не раз встречались с тем, что «вдруг» при изменении погоды, направления ветра и т.д. котел не запускался или переставал работать.

Дело в том, что современные котлоагрегаты зарубежного производства обязательно снабжаются датчиком обратной тяги, отключающим котел при недостаточной тяге дымовой трубы. Хотя даже при недостаточном диаметре дымовой трубы можно увеличить её тягу за счет высоты дымохода.

Кроме этого, рекомендуется увеличивать высоту дымохода на 1 м на каждый метр горизонтального участка трубы. Длина таких горизонтальных участков не должна превышать 2 м, т.к. в них накапливается сажа , вследствие чего уменьшается тяга дымохода.
Если позволяют размеры помещения, необходимо переходить от горизонтальных участков к участкам с уклоном 30°, а лучше 45° - при этом уменьшаются аэродинамические потери и тяга увеличивается.

Относительно расположения дымоходов на крыше здания можно порекомендовать следующее.

Если дымоход расположен ниже конька крыши, тяга будет зависеть от направления ветра - завихрения за крышей будут уменьшать тягу дымохода. Для решения проблемы надо нарастить дымовую трубу таким образом, чтобы она была выше конька крыши на 0.5-1 метр.

Опыт рассмотрения проектов современных архитекторов показывает, что очень часто они просто «забывают» запроектировать дымоходы для котельной. Для устранения этого «недостатка» очень удобна система Шидель.

Минимальная высота дымохода от котельной по пожарным нормам составляет 5 метров, но практически котлы начинают устойчиво работать при высоте дымохода 6 метров.

Для котельных (по нормам газовых служб) диаметр вертикального дымохода не должен быть меньше диаметра выхода котла. От двух котлов рекомендуется выхлоп осуществлять в отдельные дымоходы для каждого котла, однако в случае невозможности обеспечения этого – гидравлическое сечение суммарной трубы (по площади) должно быть не меньше суммы площадей сечений входящих труб.

Ввод трубопроводов от отдельных котлов надо обеспечить на расстоянии не менее метра по вертикали друг от друга.

Обобщая все вышесказанное, можно привести следующие рекомендации по устройству дымоходов:

- сечение дымохода должно зависеть от тепловой мощности котельного оборудования;

- упрощенно следует принимать диаметр дымовой трубы равным диаметру выхода котла, а высоту - на 1 м выше конька крыши;

- для избежания сильного конденсатообразования и обеспечения противопожарных мероприятий металлическую (нержавеющую) трубу желательно изготавливать двойной - типа «сэндвич», т.е. труба в трубе с теплоизоляцией между ними или применять дымоходную систему Шидель (особенно при проходе дымохода через пожароопасные помещения);

- имеющиеся дымоходы из кирпича желательно оборудовать нержавеющими вставками в существующие каналы.