Дефлектор ЦАГИ: что это такое, назначение, устройство, размеры, чертежи

Для эффективного функционирования систем вентиляции и дымоотвода необходима стабильная естественная тяга. Только при этом условии будет происходить нормальная циркуляция воздуха и эффективное удаление продуктов сгорания. Для предотвращения попадания в вентиляционные и дымовые каналы посторонних предметов и осадков, а также защиты внутренней поверхности от сажи и жировых отложений, широко применяются дефлекторы.

Модификация дефлектора типа «ЦАГИ», является одной наиболее распространенных среди таких устройств. В данной статье будут рассмотрены особенности конструкции, принцип действия, плюсы и минусы данного устройства.

Что такое дефлектор ЦАГИ и для чего он нужен

Дефлектор «ЦАГИ» является разработкой Центрального аэрогидродинамического института, предназначенной для усиления естественной тяги, предупреждения обратной тяги и защиты от попадания влаги и посторонних предметов в вентиляционные шахты и дымоотводы.

Применение таких типа дефлекторов позволяет улучшить микроклимат в помещении за счет интенсивной циркуляции воздуха и способствует более полному сгоранию топлива.

Необходимость установки дефлектора дымохода

На функционировании отопительного оборудования отражается то, как в системе циркулирует воздух и устраняется дым. Если эти механизмы не отлажены, то процесс сгорания топлива нарушается, угарный газ проникает в помещение и наносит серьёзный ущерб здоровью.

Случается, что нормализовать работу печи или камина правильные параметры дымовой трубы, то есть сечение, высота и конфигурация не в состоянии. В такой ситуации и прибегают к дефлектору, устанавливаемому на верхнем участке дымоотвода.

По правилам канал для отведения дыма должен быть вертикальным и довольно прямым. Рекомендуемая высота трубы над уровнем конька кровли — менее 50 см.

На дефлектор возлагается важная миссия — выравнивать или усиливать тягу в отопительном оборудовании. Помощником устройства в этом деле выступает ветер, создающий пространство с разряжённым воздухом и выталкивающий в него продукты сгорания, которые не смогли выйти из дымового канала.

Дефлектору поручены и некоторые другие задачи, способствующие улучшению работы дымоотвода в целом. Приспособление блокирует доступ дождевой воды и снега в отопительное оборудование. Благодаря дефлектору печь функционирует без перебоев даже в ненастный день.

Устройство и принцип работы

Дефлектор ЦАГИ получил широкое распространение благодаря эффективности и доступной стоимости. Конструкция дефлектора включает в себя следующие элементы:

• нижнюю обечайку, с помощью которой изделие прикрепляется к верхней части воздуховода или дымохода;
• диффузор, представляющий собой расширенный конус, расположенный между патрубком и колпаком;
• полый металлический цилиндр, являющийся наружной частью дефлектора;
• верхний конический колпак, предназначенный для защиты воздуховода от засорения посторонними предметами и неблагоприятных атмосферных воздействий;
• кронштейны крепления верхнего конуса;
• монтажные кронштейны.

Обычно дефлекторы ЦАГИ изготавливаются из оцинкованной или нержавеющей стали.

Принцип действия устройства основан на рассечении дефлектором воздушного потока, вследствие чего над оголовком воздуховода образуется область пониженного давления (разрежения). Благодаря этому, естественная тяга в вентиляционной системе увеличивается на 15-20%.

За счет усиления естественной тяги на 20-25% увеличивается КПД вентиляции и отопительных приборов. Сгорание топлива происходит с большей теплоотдачей, что позволяет уменьшить расход горючего и уменьшить выброс в атмосферу токсичных соединений. Что касается вентиляционных систем, то при использовании дефлектора ЦАГИ увеличивается интенсивность циркуляции воздуха.

Назначение

Как известно из физики, теплый воздух легче холодного. Поэтому в дымоходе горячий воздух поднимается вверх. Холодный воздух, находящийся сверху дымохода, под действием силы тяжести опускается вниз. На пути эти два потока с разной температурой встречаются и создают противодействие друг другу. Данный процесс воздухообмена принято называть тягой. При ее увеличении возрастает коэффициент полезного действия. Благодаря этому работа печи проходит в более экономичном режиме.

Дефлектор цаги рассекает поток холодного воздуха, тем самым снижая его давление и, соответственно, улучшая тягу. Поэтому к функциям данного устройства относят:

• усиление тяги;
• защиту дымохода (вентиляции) от засорения;
• снижение вероятности появления потока угарного газа, движущегося в обратном направлении (внутрь помещения).

Достоинства и недостатки

Как любое другое изделие, дефлектор ЦАГИ имеет свои плюсы и минусы. Целесообразность использования изделия обусловлена их соотношением. К преимуществам устройства относятся:

• надежная защита от попадания внутрь вентиляционных каналов и дымоотводов посторонних предметов, птиц и атмосферных воздействий;
• значительное увеличение срока службы оголовка вентиляционных каналов или дымоотводов. Это связано с тем, что наличие дефлектора замедляет процесс разрушения верхней части воздуховода, вызванный неблагоприятными атмосферными воздействиями;
• предупреждение появления обратной тяги даже при большом сечении вентиляционных магистралей и вентиляционных каналов;
• возможность самостоятельного изготовления. Благодаря простой конструкции и использованию доступных материалов, дефлектор типа ЦАГИ можно изготовить своими руками. Для этого не потребуются специальные инструменты и опыт работы жестянщиком.

Существенным недостатком является то, что при полном безветрии или слабой силе ветра такие дефлекторы могут создавать сопротивление естественной тяге. Кроме того, при сильном снижении температуры окружающей среды, возможно обледенение наружного цилиндра, что может привести к частичному или полному закупориванию воздуховодов.

Правила установки изделия

Существует несколько правил, которые должны быть соблюдены в процессе установки дефлектора:

• Под зонтом некоторых моделей устройств имеется обратный клапан. Он необходим для сохранения работоспособности изделия независимо от направления ветра. Если подобной детали нет, она приобретается дополнительно.

• Все элементы должны быть надежно закреплены. Дефлектор цаги всегда подвергается воздействию потоков ветра, которые могут сорвать его. Поэтому в некоторых ситуациях используют дополнительные крепежи в виде металлических пластин. Они используются, к примеру, в случае установки изделия на дымоход с большим диаметром.

• Существует возможность устанавливать круглые изделия на дымоходы прямоугольной формы. Для этого используются специальные переходники. Такие же детали используются в тех случаях, когда необходимо выполнить переход между трубами разных диаметров.

Устройство дымохода для каминов и печей представляет собой кирпичную кладку прямоугольной формы. В таких ситуациях используют переходники в виде металлических распорок, покрытых слоем краски или оцинковки. Они соединяют между собой трубу и дефлектор. Подобные элементы могут быть установлены независимо от размера и формы дымохода.

Дефлектор цаги отличается простой конструкцией. Поэтому подобное устройство может быть изготовлено и установлено самостоятельно.

Расчет и чертежи

Прежде приобрести заводской дефлектор или приступить к самостоятельному изготовлению устройства, нужно провести аэродинамический расчет и ознакомиться с чертежами существующих устройств.

Основным критерием при создании чертежа дефлектора является внутренний диаметр воздуховода (D). На рисунке приведены размеры элементов конструкции.

Размеры дефлектора ЦАГИ

• диаметр верхнего основания диффузора – 1,18-1,26D;
• диаметр наружного гольца – 1,8-2D;
• высота наружного кольца – 1-1,2D;
• расстояние от кольца до основания диффузора – 0,4-0,5D;
• высота – 1,4-1,7D;
• диаметр колпака – 1,3-1,5D.

При самостоятельном изготовлении дефлектора желательно руководствоваться приведенными в таблице рекомендациями СНиП.

Виды дефлекторов

Основные отличия заключаются в форме конструкции и количестве составляющих. Материалом для изготовления таких устройств является нержавеющая и оцинкованная сталь, реже – медь. По форме они бывают цилиндрическими, квадратными, круглыми, открытого и закрытого типа. Устройства одного вида могут отличаться в верхней части: одни изделия выполняются с конусообразным зонтиком, другие имеют двускатную или вальмовую крышу, третьи делают плоскими или с декоративными фигурными элементами.

Диаметр дефлектора варьируется в пределах 100-500 мм, ширина диффузора от 240 до 1000 мм, высота конструкции – от 14 до 60 см.

Крепится устройство к дымоходу при помощи кронштейнов, хомутов, болтов, с применением уплотнительной ленты. Для изготовления используется сталь толщиной от 0,5 до 1 мм, в зависимости от диаметра самого дефлектора. Дополнительно устройство может оснащаться искрогасителем, если существует риск возгорания кровли.

Дефлекторы с искрогасителями

Изготовление дефлектора ЦАГИ своими руками

Учитывая относительную простоту конструкции изделия и доступность листовой оцинкованной стали, у многих владельцев частных домов возникает желание изготовить дефлектор ЦАГИ самостоятельно. Такая задача вполне по силам любому домашнему мастеру, достаточно иметь набор самых обычных инструментов и минимальные практические навыки в обработке листового металла.

Что потребуется

Чтобы изготовить в домашних условиях полноценный дефлектор потребуются:

• листовой металл 0,5-0,7 мм;
• ватман или плотный картон для изготовления шаблонов;
• маркер;
• линейка;
• циркуль;
• чертилка;
• пассатижи;
• два вида ножниц: обычные и для металла;
• электродрель или шуруповерт;
• сверла диаметром от 2 до 2,5 мм;
• специальный инструмент для установки заклепок.

Проектные работы

Прежде всего, следует измерить диаметр воздуховода и получить необходимое для дальнейшей разработки конструкции значение D. Далее, на основании приведенных выше соотношений, составить чертежи дефлектора ЦАГИ, соответствующего существующему диаметру воздуховода.

Поскольку размеры основных элементов конструкции остаются неизменными для конкретного диаметра дымохода или вентиляционного патрубка, для удобства расчетов эти значения приводятся в таблице.

К составлению чертежей нужно подходить со всей ответственностью, поскольку от их точности будет зависеть эффективность работы дефлектора.

Подготовка шаблонов

При изготовлении шаблонов придется вспомнить краткий курс геометрии. Сложнее всего изготовить лекало диффузора, которое представляет собой развертку прямого усеченного конуса. Ниже приводится методика ее построения.

Лекало колпака является не чем иным, как разверткой конуса с верхним основанием диаметром 1,18-1,26D и нижним, соответствующим диаметру воздуховода D.

Длину образующей можно определить, используя теорему Пифагора. Здесь гипотенузой является искомая длина образующей, а катетами – радиус основания, равный 0,65-0,75D и высота колпака, которая равняется 0,24D.

Развертки цилиндрических деталей представляют собой прямоугольники, длина которых равна длине окружности, а ширина определяется из приведенных выше соотношений.

Важно! При построении шаблонов необходимо учитывать величину запаса, необходимого для скрепления разверток. Обычно она составляет 15-20 мм.

Последовательность сборки

Из готовых картонных шаблонов, при помощи скрепок или иным способом, собирают макет в масштабе 1:1 и контролируют совпадение его геометрических параметров заданными значениями. Изготовление макета дефлектора ЦАГИ полностью исключает возникновение нестыковок в процессе сборки.

Сборка изделия состоит из нескольких последовательных этапов.

1. Лекала укладываются на металлический лист и обводятся по контуру маркером или фломастером.
2. С помощью ножниц для металла раскраиваются отдельные заготовки.
3. Используя пассатижи, внешние кромки подгибают на ширину 3-5 мм и плотно пристукиваются молотком. Это обеспечит элементам конструкции дополнительную жесткость.
4. Вырезанным заготовкам внешней обечайки и входного цилиндра придается соответствующая форма, с таким расчетом, чтобы нахлест составлял 20-25 мм. После этого по центру накладки сверлятся отверстия диаметром 2-2,5 мм, в которые устанавливаются заклепки. Расстояние между заклепками зависит от габаритных размеров изделия и может составлять от 20 до 50 мм. При отсутствии необходимого инструмента заклепки можно заменить винтами соответствующего диаметра. По такой же технологии изготавливаются верхний колпак и диффузор.
5. Следующим этапом является изготовление соединительных кронштейнов. Конструкцией предусмотрено наличие 3 креплений, однако для увеличения жесткости можно увеличить их число до четырех. Заготовка кронштейна представляет собой полосу, ширина которой составляет 30-35 мм, а длина – 200-300 мм. По всей длине заготовки с обеих сторон делается подвороти, размером 5 мм и плотно пристукивается молотком.
6. Кронштейны крепятся к конусу с помощью заклепок или винтов на расстоянии 45-50 мм от его наружной кромки.
7. После этого полосы отгибаются, и конический колпак соединяется с диффузором.
8. Заготовки кронштейнов крепят к конусному колпаку и загибают под нужным углом.
9. Зонтик с прикрепленными кронштейнами соединяется с диффузором, с помощью заклепок или винтами.
10. Полученную конструкцию закрепляют в наружной обечайке с учетом имеющихся на чертеже размеров. После этого, сборку дефлектора можно считать законченной.

Низовые ветра

Ветра низового типа вызывают затруднения в работе дефлектора. Именно поэтому большинство моделей оснащается специальными защитными элементами, которые позволяют устройству работать независимо от направления ветра и представляют собой ось с двумя подшипниками, расположенными на разной высоте. Дополнены они ширмой в форме полуцилиндра, флюгерным полотном и крышкой.

Принцип действия данного элемента прост. При изменении погодных условий, когда возникает низовой ветер, флюгерное полотно поворачивается и закрывает собой дымоход. Путь холодному воздуха преграждается, а отводимый дым беспрепятственно выходит.

Что лучше дефлектор ЦАГИ или турбодефлектор

По сравнению с ЦАГИ ротационные дефлекторы обеспечивают большую тягу даже при одинаковых габаритах. Еще одним преимуществом турбодефлектора является высокая эффективность.

При одинаковых размерах выходного патрубка, размеры дефлектора ЦАГИ значительно больше размеров вращающихся устройств. При диаметре воздуховода от 100 до 150 мм эффективность работы обоих устройств приблизительно одинакова, однако при увеличении проходного до 200 мм и более, соотношение размеров резко изменяется в пользу турбодефлекторов. Они имеют меньшую массу и в несколько раз компактнее.

Большой вес и габариты дефлекторов существенно усложняют монтажные работы при диаметре воздуховода начиная от 600 мм. Для сравнения, вращающийся устройство для вентиляционного канала диаметром 600 мм составляет от 12 до 15 кг и вполне может быть установлен одним человеком. Дефлектор для такого же воздуховода будет весить около 40 кг, а для его установки потребуется два человека.

Несмотря на приведенные выше преимущества ротационных устройств, дефлекторы ЦАГИ получили более широкое распространение. Это связано с доступной стоимостью изделий и простотой конструкции. Кроме того, такие устройства нередко изготавливаются самостоятельно, что позволяет сэкономить значительные средства.

Дефлектор ЦАГИ широко используются как в промышленном, так и в гражданском строительстве. Разработанная в центральном аэрогидродинамическом институте конструкция, за долгие годы зарекомендовала себя как эффективное и простое в эксплуатации устройство. Кроме того, многие владельцы частных домов самостоятельно изготавливают такие дефлекторы. При правильных расчетах и аккуратном выполнении работ, качество самодельных вентиляционных устройств не уступает заводским аналогам.

Самостоятельное изготовление устройства

Для работы понадобится:

• лист оцинковки или нержавеющей стали толщиной 0,5-1 мм;
• ножницы по металлу;
• заклепочник;
• дрель;
• лист плотной бумаги или картона.

Самый важный этап – составление чертежа. Для этого необходимо измерить внутренний диаметр дымохода и рассчитать параметры изделия по таблице.

Если внутренний диаметр вашего дымохода отличается от приведенных параметров в таблице, расчеты выполняют следующим образом:

• ширина диффузора составляет 1,2 d;
• ширина защитного зонта – 1,7-1,9 d;
• общая высота конструкции – 1,7 d.

И замеры, и расчеты должны быть максимально точными, чтобы не возникло затруднений при монтаже конструкции и ее последующей эксплуатации. Если труба имеет квадратное сечение, то и дефлектор необходимо делать квадратным, хотя угловатость корпуса немного снижает эффективность работы устройства.

Вырезанные из бумаги детали

Подготовка к раскрою

Если в конструкции должен быть обратный конус (дефлектор Григоровича), диаметр защитного зонта делают на 3-4 см больше, чем диаметр конуса. После сборки обоих элементов конус прикладывают с внутренней стороны зонта и обводят по периметру маркером. Затем делают два надреза на выступающей части зонта и подгибают образовавшуюся полоску внутрь. Таким же образом делают еще 6-8 полосок на равном расстоянии друг от друга, загибают их внутрь и надежно фиксируют обратный конус без дополнительных крепежей и сварки.

Схема дефлектора Григоровича

К диффузору колпак с обратным конусом удобнее крепить строительными шпильками. Для этого перед установкой конуса на зонт в нем просверливают три отверстия по окружности, вставляют концы шпилек и закручивают гайки. Затем надевают сверху зонт, фиксируют конус описанным выше способом. В верхней части диффузора, с внешней стороны, приклепывают петли из жести или алюминия и вставляют в них нижние концы шпилек. Такая конструкция выдерживает сильные порывы ветра, служит долго и надежно.

Подобным способом можно собрать дефлектор любого типа, главное – составить правильный чертеж. Единственное отличие будет в количестве и форме деталей. Готовое устройство остается только смонтировать на дымоход.

Монтаж дефлектора

Установить конструкцию можно двумя способами – непосредственно на дымоход и на отрезок трубы, который потом надевается на дымоотводящий канал. Второй способ гораздо удобнее и безопаснее, так как самый трудоемкий процесс выполняется внизу, а не на крыше. Большинство заводских моделей имеют нижний патрубок, который просто надевают на трубу и закрепляют металлическим хомутом.

Закрепленный дефлектор — фото

Чтобы установить самодельный дефлектор, понадобится отрезок трубы, диаметром чуть больше диаметра дымохода, и резьбовые шпильки.

Шаг 1. На одном конце трубы, отступив от среза 10-15 см, отмечают по окружности места сверления под крепежи. Такие же метки ставят и на широкой части диффузора.

Шаг 2. Просверливают отверстия в диффузоре и трубе, примеряют элементы друг к другу. Верхние и нижние отверстия должны точно совпадать, иначе крепежи не получится установить ровно.

Шаг 3. Продевают сквозь отверстия шпильки и фиксируют их гайками с обеих сторон на диффузоре и на трубе. Гайки закручивать следует равномерно, чтобы корпус дефлектора не деформировался.

Шаг 4. Поднимают конструкцию на крышу, надевают трубу на дымоход и закрепляют хомутами.

Установка и фиксация дефлектора

Очень важно, чтобы на этом участке не оставалось зазоров между элементами, а потому затягивать хомут необходимо очень плотно. Дополнительно можно обработать стык по периметру термостойким герметиком.

Установка дефлектора-флюгера

Монтаж такого дефлектора выполняется немного иначе, так как его конструкция имеет определенные отличия. Сначала в дымовой трубе сверлят три отверстия на одном уровне под крепежные болты. В срез дымохода вставляют кольцевую часть устройства и фиксируют болтами. Далее в кольцевой подшипник вставляется ось, на нее одевается цилиндр, затем полотно флюгера, защитный колпак. Все элементы соединяются при помощи кронштейнов или заклепками.

При выборе дефлектора с флюгером помните о том, что подшипники требуют регулярной смазки, иначе устройство не будет вращаться. Также нельзя допускать обледенения корпуса, и сбивать наледь, как только она появляется.