Выше крыши

Дымоходные системы

Отопительное оборудование и инженерные системы | №5 (75) '2015

Дымоходы — такие же важные составляющие тепловых установок, работающих на органическом топливе, как сами котлы, камины или печи. На смену традиционным кирпичным трубам сегодня пришли модульные системы дымоходов, изготавливаемых из стали, нержавеющей стали, алюминия, керамики и даже пластика. Они легко и быстро собираются из готовых элементов заводского изготовления.

Энергоэффективность стимулирует

  • Shaiith79/Depositphotos.com

  • SCHIEDEL

  • GRAFT

  • «Белфорт Камин»

  • Exodraft

  • Exodraft

  • Darco

  • «Белфорт Камин»

  • SCHIEDEL

  • Darco

  • Darco

  • SCHIEDEL

  • SCHIEDEL

  • SCHIEDEL

  • SCHIEDEL

  • Exodraft

  • Exodraft

  • Exodraft

  • Exodraft

Проблемы с использованием в бытовом отоплении кирпичных дымоходов начались тогда, когда курс на повышение эффективности теплогенераторов привел к значительному увеличению их производительности. У современных котлов (газовых, жидкотопливных и даже твердотопливных) значение КПД превышает 90%, у низкотемпературных моделей — достигает 97%, а у конденсационных с учетом тепла, выделяющегося при конденсации паров воды, содержащихся в дымовых газах, значение КПД выше 100% (до 103% — на дизельном топливе и до 106% — на газовом).

Столь высокая энергоэффективность приводит к тому, что часто температура дымовых газов оказывается ниже так называемой точки росы, и содержащиеся в них пары воды конденсируются на стенках дымохода. В конденсате растворены также находящиеся в дымовых газах диоксид углерода, оксиды азота, а при использовании жидкого топлива — и оксиды серы. В результате он становится кислым и агрессивным по отношению к стенкам. Кирпичные дымоходы очень быстро разрушаются в такой среде. Применение новых материалов, стойких к воздействию конденсата, обусловило рыночное разнообразие дымоходных систем и привело к созданию других технологий монтажа. В результате дымоходные системы стали выпускаться в модульном исполнении.

Стальная надежность

До начала 60-х годов прошлого века в основном использовались однослойные стальные дымовые трубы, также оказавшиеся уязвимыми к действию конденсата в новых условиях эксплуатации с энергоэффективными котлами. Чтобы продлить срок службы дымовых труб, их начали изготавливать из нержавеющей стали. В частности, широкое применение получила сталь 1.4571, высокие антикоррозионные свойства которой обеспечиваются повышенным содержанием хрома и присадками молибдена и никеля. Идеально гладкая полированная поверхность дымоходов из нержавеющей стали снижает аэродинамическое сопротивление при прохождении дымовых газов через дымоход, минимизирует возможность отложения сажи и способствует быстрому удалению конденсата, который в большинстве таких систем стекает по стенкам трубы, нейтрализуется и сбрасывается в канализацию.

Стальные модульные дымоходы к низкотемпературным теплогенераторам с горизонтальным выводом подключаются через тройник с углом 45 или 90 градусов, в зависимости от конфигурации котла. В верхний патрубок тройника отводятся отработанные газы, к боковому подключается котел, а на нижний устанавливают заглушку с конденсатоотводчиком. Если горизонтального участка при подключении дымохода к котлу не предусматривается, непосредственно над теплогенератором устанавливают трубу-конденсатоотвод, которая оснащена внутренней вставкой в виде усеченного конуса, препятствующей стоку конденсата в патрубок теплогенератора и отводящей его во внешнюю среду через медный патрубок.

Дополнительные преимущества дымоходным системам из нержавеющей стали обеспечили двухслойные и трехслойные конструкции типа «сэндвич». В «слоеных» дымоходах заключенный между стальными трубами теплоизолирующий материал снижает отдачу тепла дымовых газов через стенки дымохода, препятствуя падению их температуры ниже точки росы и образованию конденсата.

Чтобы дымовые газы не проникали через стенку дымохода и конденсат не образовывался уже снаружи дымовой трубы, разрушая материал, из которого сложены стенки дымовой шахты или само здание, современные дымоходы изготавливают в газоплотном исполнении.

Однослойные стальные дымоходы сегодня в основном задействуют для восстановления поврежденных конденсатом кирпичных труб. Более распространены сэндвич-дымоходы. Важно то, что такие дымоходные системы могут использоваться как при высокой температуре дымовых газов, например, когда они эксплуатируются с каминами, так и при относительно низкой температуре, характерной для энергоэффективной котельной техники. Малый вес и модульность стальных сэндвич-дымоходов не только облегчают их доставку, но и позволяют проводить монтаж как внутри дома, так и на фасаде. При этом они не требуют фундамента. В стандартные комплекты модульных систем из нержавеющей стали входят линейные трубы, тройники, отводы, зонты, дефлекторы, конденсатосборники, конденсатоотводчики, узлы прохода кровли.

Благодаря своим универсальным свойствам стальные дымоходы заняли наибольшую долю рынка дымоходных систем (примерно 90%). В России такую продукцию предлагают компании Bofill (Испания), Camin Wierer (Италия), eka-edelstahlkamine, Jeremias, Raab и Schiedel (Германия), Poujoulat (Франция). Отечественные производители дымоходов из нержавеющей стали — «Балтвент», «Домотехника» (дымоходы «Вулкан»), «Термофор» (выпускает модульные стальные дымоходы с 2012 года), Rosinox, «Феррум» (марка CRAFT), Fineline (марка «РОССТин»), «Элитс».

Защита эмалью

В отдельный тип модульных стальных дымоходов можно выделить модели с эмалированным покрытием — это, например, дымоходы Lokki (производитель «СибУниверсал») и TVNB (компания Bofill). Материалом для их изготовления служит сталь толщиной 0,5 мм, с двух сторон покрытая эмалью — смесью песка или кварца, полевого шпата, плавикового шпата, буры, соды, борной кислоты, селитры, криолита и других составляющих. Эмаль наносят в порошкообразном состоянии на поверхность изделия, а затем сплавляют в печи при температуре 1150–1550°С. В результате образуется прочная поверхность, химически связанная со стальной основой на молекулярном уровне.

Эмалированные покрытия, создаваемые на углеродистой стали, характеризуются низким коэффициентом теплового расширения и высокой коррозионной стойкостью, которая примерно такая же, как у стекла. Это делает эмалированные стальные дымоходы невосприимчивыми к действию агрессивного конденсата. Кроме того, они обладают антипригарными свойствами и термостойкостью. Эксплуатировать подобные дымоходы можно при температуре до 450°С. Допускается ее кратковременное повышение до 900°С.

Благодаря своим качествам эмалированные стальные дымоходы применяются для отвода продуктов сгорания от печей, каминов, котлов и конденсационных котлов при использовании любых видов топлива: твердого, жидкого и газообразного. Выпускаются как одностенные, так и двустенные модульные дымоходы, ровная поверхность которых обеспечивает хорошую тягу. Покрытые и с внешней стороны эмалью такие изделия имеют эстетичный вид и неплохо вписываются в интерьер.

Пластик

Пластиковые дымоходы (газоходы), обычно представляющие собой коаксиальные системы, применяются в низкотемпературных и конденсационных котлах для отвода дымовых газов и одновременно забора воздуха на горение. В коаксиальной конструкции по внешней трубе подводится воздух к горелке, а по внутренней удаляются продукты сгорания. Часто в таких дымоходах внешняя труба изготавливается из алюминия, а внутренняя — из полипропилена. Например, компания Viessmann (Германия) комплектует газовые конденсационные котлы Vitodens коаксиальной системой «воздух/продукты сгорания» LAS, в которой температура наружной поверхности не превышает 85°С. При эксплуатации LAS не требуется соблюдения указанных в нормативах расстояний до горючих конструктивных элементов. Работают такие системы обычно с наддувом.

Аналогичный продукт в модульном исполнении, выпускаемый Cox-Geelen (Нидерланды), предназначен для использования с конденсационными котлами, температура отработанных газов которых не превышает 120°С. Та же компания выпускает однослойный полипропиленовый модульный дымоход, применяемый как вставка в шахту.

Для санации кирпичных и стальных дымоходов компания Fineline предлагает коррозиестойкую полимерную трубу-вкладыш Furanflex, защищающую кирпичные и стальные дымоходы любой длины, подсоединенные к котлам любой мощности (в том числе и к высокоэффективному котельному оборудованию). Монтаж осуществляют без разлома стены. Гибкий, неограниченный в размерах полимерный рукав опускают в дымоход, вышедший из эксплуатации или нуждающийся в усилении антикоррозионных свойств при смене теплогенератора на более эффективный. Рукав подключают к паровому генератору, и он под давлением раскрывается, точно повторяя форму дымохода. Затем в результате необратимой реакции материал полностью затвердевает. Монтаж без подготовительных работ занимает от 1,5 до 3 часов.

Керамика

Дымоходы из керамики исторически самые древние, но они успешно работают и сегодня, занимая вторую по величине долю рынка после стальных дымоходных систем. Благодаря тому что материал стоек к воздействию влаги и химически агрессивной среды и способен выдерживать температуру до 1250°С, такие дымоходы могут использоваться с теплогенераторами любых типов. Модульные керамические дымоходы собирают из керамических блоков, надежное газоплотное соединение которых обеспечивает конструкция трубы в сочетании со специальным герметиком.

Керамические дымоходы устанавливают как внутри помещения, так и на фасаде. Сквозные металлические прутья, пронизывающие всю вертикаль керамической конструкции, служат несущими элементами и придают системе прочность. Снаружи керамический дымоход может быть облицован различными материалами. Широкий выбор облицовки (кирпич, черепица, кровельная медь) позволяет добиться гармонии с любой архитектурой здания.

Недостатки керамических систем — хрупкость и значительный вес по сравнению со структурами из других материалов. В частности, керамические дымоходы утяжеляются теми самыми металлическими прутьями, которые придают конструкции прочность. Поэтому при их монтаже предусматривается сооружение фундамента и опор.

На российский рынок модульные керамические дымоходы поставляют такие компании, как Camin Wierer и Gruppo Effe2 (Италия), HART Keramik, Osmose (поставки дымоходов Ecoosmose осуществляет фирма «ЭкоКамин»), Schiedel и Tona Schornsteine (Германия), HELUZ (Чехия). В продукции российской фирмы МДС используются керамические трубы немецкого производства.

С теплогенераторами, установленными в поквартирных системах теплоснабжения, применяют коаксиальные керамические системы LAS, в которых дымовые газы удаляются по внутренней трубе, а воздух для горения котла подается по каналу между внутренней трубой и стенками шахты. Благодаря LAS газовые котлы не «сжигают» воздух из помещения, и эта система оптимальна для поквартирного теплоснабжения, допускающего, согласно СНиП 41-01-2003, установку теплогенераторов только с закрытыми камерами сгорания.

Производители керамических дымоходов выпускают и комбинированные сэндвич-системы, обладающие свойствами двух разных материалов — термостойкой нержавеющей стали наружной трубы и шамотной керамики внутренней трубы. Между трубами из разных материалов присутствует еще и слой негорючей теплоизоляции. Внутренняя труба устойчива к прогоранию и коррозионному воздействию кислот. Конструкция легко и быстро собирается с помощью обжимных хомутов из нержавеющей стали.

Когда «не тянет»

Грамотно спроектированный и правильно возведенный дымоход для теплогенератора, работающего без наддува, должен обеспечивать стабильный естественный (без механического воздействия) отвод продуктов сгорания. В случаях, когда необходимые для этого условия не соблюдены — из-за ошибки или по какой-то другой причине (например, использован канал от старого источника тепла с высокой температурой дымовых газов), приходится применять устройства для усиления тяги — дефлекторы, вращающиеся насадки или дымососы.

Дефлекторы предназначены для усиления тяги за счет отклонения воздушных потоков. Принцип действия этих устройств, имеющих различные конструкции, основан на эффекте возникновения зоны пониженного давления при обтекании препятствия наружным воздухом. Старания их изобретателей были сосредоточены на том, чтобы ветер не только не нарушал тяги, а усиливал бы ее. Таким образом, дефлектор служит еще и ветрозащитой.

Такой же результат дают вращающиеся насадки. Их главная рабочая часть — сферическая турбина, образованная изогнутыми пластинами из нержавеющей стали. Она сконструирована таким образом, что приходит в движение независимо от скорости и направления ветра, усиливая тягу, а также защищая устье трубы от попадания в него листьев, птиц, насекомых и т.д. Минусом таких насадок является относительно высокий коэффициент аэродинамического сопротивления в неподвижном состоянии (порядка 1,0). В штиль они не только не усиливают тягу, но и ослабляют ее.

И дефлекторы, и вращающиеся насадки не обеспечивают нужного эффекта в безветренную погоду. Кроме того, они могут создавать чрезмерное разрежение при сильном ветре (а это означает потери тепла) или движение воздуха в канале в период, когда источник тепла не используется. Эти недостатки устраняют с помощью электрического дымососа. Он представляет собой вентилятор, устойчивый к высокой температуре, воздействию кислотного конденсата, присутствию в дымовых газах несгоревших частиц и проч. Такой прибор должен быть малошумным, экономичным и не препятствовать свободному движению продуктов сгорания в выключенном состоянии.

Обычно вентилятор монтируют на оголовке трубы (как правило, так размещают каминные дымососы) или врезают в газоотводящий канал непосредственно за теплогенератором (данный вариант распространен для котлов). Целый ряд достоинств имеет схема, когда вентилятор находится вне потока газов из топки (в частности, при этом не уменьшается сечение дымохода).

Если дымосос обслуживает печь, камин или котел с ручным розжигом, а проблема с тягой постоянна, то вентилятор включается и выключается вручную, нажатием кнопки на пульте. При этом тяга регулируется изменением скорости вращения крыльчатки. Чтобы облегчить растопку, предусматривают форсированную работу дымососа в течение нескольких минут после пуска.

Бывает, что вентилятор необходим лишь при розжиге котла, дозагрузке топлива и нарушении тяги из-за плохой погоды. В этом случае ручное управление комбинируют с автоматическим, и при плохом дымоудалении вентилятор включается по сигналу сенсора (обычно это датчик температуры в газоотводящем канале).

Каким бы экономичным ни был дымосос, его применение связано с затратами электроэнергии. Снизить их можно, например, за счет совместного использования вращающейся насадки и вентилятора, включающегося в безветренную погоду.

Поделиться:

Смотрите также

  • В теплой атмосфере Отопительное оборудование и инженерные системы | №4 (74) '2015 В теплой атмосфере

    Есть несколько способов отопления помещений. При использовании одного из них встроенные приборы нагревают пол или стены, которые передают тепло воздуху. Другой предусматривает нагрев отопительными приборами самого воздуха, обогревающего, в свою очередь, строительные конструкции и предметы интерьера. А есть еще третий способ, когда помещение отапливают, подавая в него теплый воздух...

  • Энергия с небес Отопительное оборудование и инженерные системы | №3 (73) '2015 Энергия с небес

    Существуют две разновидности гелиоустановок: солнечные батареи и солнечные коллекторы. Устройства первого типа, непосредственно преобразующие солнечную энергию в электричество, довольно дороги и не особенно популярны в нашей стране. Сегодня речь пойдет о системах на солнечных коллекторах, принцип действия которых основан на использовании солнечной энергии для нагрева циркулирующего по трубам теплоносителя... 

  • Тепло без хлопот Отопительное оборудование и инженерные системы | №3 (73) '2015 Тепло без хлопот

    Вполне естественно, что в России, богатой природными ресурсами, для отопления домов используется природный газ. Половина всех котлов работает на этом виде топлива. Газ относительно дешев, экологичен, продукты его сгорания не оказывают агрессивного воздействия на оборудование, да и сами газовые отопительные котлы настолько компактны и чисты, что их вполне можно разместить на стене кухни или ванной комнаты...