Способы расчета диаметра дымохода для печи на дровах

Тяга в дымовентиляционной системе котла или печи – это самостоятельный сложный аэродинамический процесс, движения продуктов сгорания топлива из области с высоким уровнем давления воздуха в топке, в наиболее низкую область на выходе дыма в атмосферу. Поэтому тяга в дымовом тракте котла считается особенно важным показателем при проектировании отопления частного дома. Диаметр дымохода для печи определяет скорость движения газовоздушной среды и, как следствие, создает тягу в дымоходах. Она должна быть достаточной, чтобы обеспечить полноту сжигания топлива в топке.

Зачем нужно знать диаметр?

Новички не понимают, какое значение имеет сечение дымохода для печи и почему так важно правильно провести расчеты не только внутреннего размера, но и высоту трубы. При разработке индивидуального проекта для автономной системы отопления жилого или производственного помещения, от точности данных зависит уровень тяги и производительность агрегата.

Неопытные строители могут сделать трубу с большим или недостаточным сечением. В любом таком варианте работа отопительного прибора нарушается, и вы просто выбрасываете деньги на ветер. Для оптимальной работы системы отопления дома важно провести точный расчет и ознакомится с рекомендациями нормативных документов.

Важно! Противопожарная безопасность дома, производительность работы, комфортная температура – решение всех этих вопросов зависит от правильного определения размеров и длины дымовой трубы.

Значение расчетов параметров дымохода

При ошибочном расчете котельного оборудования будет возникать эффект обратной тяги, когда дымовые газы не будут отводиться в атмосферу, а попадут в жилые комнаты. В такой ситуации существует даже вероятность создания пожароопасной ситуации, если горячий дым проникнет в помещение. Вследствие этого, при строительстве дымохода важен безошибочный расчет его геометрических характеристик, которые гарантируют создание рабочей тяги, достаточной для полного удаления дымовых газов и обеспечения высокого коэффициента полезного действия отопительного агрегата, работающего на природном топливе.

Работа источника тепловой энергии, работающего на твердом, жидком или газообразном топливе, всецело зависит от следующих параметров дымовой трубы:

1. Длина трубы. Вначале потребуется установить наибольшую высоту строения, а также размер в метрах до конька кровли в точке, где планируется вывод проектной дымовой трубы. Вследствие чего с данным показателем связаны все наиболее важные параметры строящейся системы дымоотвода. Необходимо учитывать, что чрезмерно высокие дымовые канала буквально станут «съедать» разрежение в дымовентиляционном тракте, в результате источник тепловой энергии не сможет качественно сжигать топливо из трубы и всех щелей повалит черный дым. Не менее опасны и непомерно низенькие трубы по отношению к крыше.
2. Диаметр дымохода для печи на дровах. В отношении данного размера, потребуется принимать во внимание не конкретно число, а в большей степени геометрию дымовой трубы. Специалисты — печники говорят о том, что высококачественная дымоотводящаясистема, функционирующая по всем законам аэродинамики и теплотехники, имеет круглое сечение. В этом случае сажевые отложения не в такой степени задерживаются в каналах, поэтому такая система меньше нуждается в очистке. В отношении конкретного размера — его стоит выбирать по сечению основного выходного патрубка котла либо другого источника тепла. Применять трубы с большим или меньшим размером, не рекомендуется заводом-изготовителем из-за высокого риска разгерметизации.
3. Помимо определения Д трубы необходимо учитывать силу тяги. Для этого применяют закон Бернулли, вносят в формулу данные по температуре наружного и внутреннего воздуха, а также по давлению среды. В итоговом расчете учитывают суммарную потерю воздушного напора в двух точках: в топочной камере и на выходе из дымовой трубы. Итоговый размер тяги для печей должен превышать все потери напора в газовоздушном тракте.

Какой должен быть диаметр дымохода для печи?

Размер печной трубы можно рассчитать несколькими способами. Самый простой – определение сечения дымохода в зависимости от размеров топочного отсека. Расход твердого топлива определяется по этой характеристике, а исходя из этих данных можно определить объем отработанных газов.

Если у вас открытый вид топки и дымоход изготовлен из стальной круглой трубы – эти величины должны находиться в пропорции 10 к 1. Для примера – габариты топочной камеры 50/40. Такая печь должна оборудоваться дымоходом, сечением 180 мм.

Если изготавливаем трубу из кирпича, ее внутренний размер должен превышать размер дверцы зольника или поддувала в полтора раза. Минимальный размер квадратной полости для удаления газов – 140/140 мм.

Из чего изготавливают трубы

Дымоходы квадратные, возведенные из кирпича по всем нормам выполнения печных работ, отличаются высокой пожаробезопасностью и отсутствием способности накапливать на стенках отложения сажи. Кроме этого материал достаточно теплоемкий и крепкий по механическим меркам. Единственным недостатком кирпича является его подверженность разрушению за счет деструктивного воздействия химических реакций между водой и оксидом серы.

Стальные дымоотводы удобны тем, что позволяют получить канал любой конфигурации. Недостатком является непродолжительный срок службы, так как металл имеет свойство прогорать и подвергаться коррозии. Более устойчивыми являются нержавеющие элементы.

Трубы из керамического материала спокойно выдерживают повышенную температуру и агрессивную среду оседающего конденсата. Сборку такой конструкции сложно проводить по причине большой массы элементов, где для прочности применен каркас из стальных стержней.

Способы расчетов

Точный метод + формула

Рассчитать дымоход для печки, занятие не для новичков. Такую работу лучше доверить профессионалам. Но если вы решили рассчитать этот параметр самостоятельно вам понадобится знание основных данных и нескольких формул:

1. Для определения кубатуры выходящих газов важно знать мощность отопительного агрегата. Для расчетов применяем формулу:, где:

• В – коэффициент скорости сгорания твердого топлива. Это значение определяется исходя из данных таблицы №10 ГОСТа 2127;
• V – уровень объема сжигаемого топлива. Эта величина указывается на бирке промышленного прибора;
• Т – уровень нагрева отводящихся газов в месте выхода из дымохода. Для дровяных печей – 1500.

1. Общей площади дымохода. Ее высчитывают исходя из соотношения объемов газов, это значение обозначается «Vr» и скорости их продвижения в трубопроводе. Для бытовой печи, работающей на дровах, это число равно – 2 м/сек.
2. Диаметр круглой трубы высчитываем по формуле – d² = (4 * Vr) / (π * W), где W – это скорость продвижения газов. Все расчеты лучше выполнять на калькуляторе и внимательно вносить все величины.

Рассчитываем оптимальную величину тяги

Эта операция выполняется для контроля над расчетами оптимальной высоты и сечения дымохода. Такой расчет можно проводить по 2 формулам. Основную, но сложную мы приведем в этой главе, а основную, простую формулу приведем при выполнении пробного расчета данных:

, где:

• С – это постоянный коэффициент, равный для печей на дровах 0,034;
• литера «а» – величина атмосферного давления. Величина естественного давления в дымоходе – 4 Па;
• высота дымохода обозначается буквой «h».
• Т0 – средний уровень температур атмосферы;
• Тi – величина нагрева отработанных газов при выходе их из трубы.

Пример расчета сечения дымохода

Принимаем за основу:

• буржуйка работает на твердом топливе;
• в течение 60 минут в печи сгорает до 10 кг дров лиственных пород деревьев;
• уровень влажности топлива – до 25%.

Еще раз приведем основную формулу:

Расчет проводим в несколько этапов:

1. Выполняем действие в скобках – 1+150/273. После вычислений получаем число 1,55.
2. Определяем кубатуру выходящих газов – Vr= (10*10*1,55)/3600. После вычислений получаем объем, равный 0,043 м3/сек.
3. Площадь трубы дымохода – (4*0,043)/3,14*2. Расчет дает значение – 0,027 м2.
4. Берем квадратный корень из площади дымохода и высчитываем его диаметр. Он равен 165 мм.

Теперь определяем величину тяги по простой формуле:

1. По формуле расчета мощности высчитываем эту величину – 10*3300*1.16. эта величина равна – 32,28 кВта.
2. Рассчитываем уровень потерь тепла на каждом метре трубы. 0,34*0,196=1,730.
3. Уровень нагрева газа на участке выхода из трубы. 150-(1,73*3)=144,80.
4. Атмосферное давление газа в дымоходе. 3*(1,2932-0.8452)=1,34 м/сек.

Важно! Используя данные вашей печи, вы сможете самостоятельно выполнить расчет, но для подстраховки лучше проконсультируйтесь со специалистами. От правильности расчета зависит безопасность вашего жилья и экономичность работы нагревательных приборов.

Шведский метод расчета

Размер дымохода для печи можно выполнить и по такой методике, но основное назначение шведского метода – расчет дымоходов каминов с открытой топкой.

В этой методике для расчета не используется величина топочного отсека и объем воздуха в нем. Для определения правильности расчета используется график:

Здесь важно соответствие соотношения площади топочного отсека («F») и отверстия дымоотводящей трубы («f»). Для примера:

• габариты топки 770/350 мм. Высчитываем площадь отсека – 7,7*3,5=26,95 см2;
• размер дымохода 260/130 мм, площадь трубы – 2,6*1,3=3,38 м2;
• высчитываем соотношение. (338/2695)*100=12,5%.
• смотрим в нижней части таблицы величину 12,5 и видим, что расчет длины и диаметра произведен правильно. Для нашей печи необходимо построить дымоход, высотой 5 м.

Разберем еще один пример расчета:

• топка 800/500 мм, ее площадь – 40 см2;
• сечение дымохода 200/200 мм, площадь равна 4 см2;
• рассчитываем соотношение (400/4000)*100=10%.
• по таблице определяем длину дымохода. В нашем случае, для круглой сэндвич – трубы она должна быть 7 м.

Прежде чем закупать материалы необходимо провести тщательные расчеты

Ниже описывается, как рассчитать дымоход для газового котла. Представлены формулы расчета сечения и мощности нагревателя. Помимо этого вы сможете поверхностно ознакомиться с видами материалов, применяемых для возведения дымоотводов и их конструкциями, а также предъявляемыми требованиями к вытяжной системы.

Для начала разберемся с материалами труб для дымохода газового котла. Кирпичные для этих целей уже давно не используют. Это связано с тем, что выделяемый при горении дым имеет относительно низкую температуру, около 150 градусов. Исходя из этого, его скорость в системе также будет невысокой. Дым успевает остынуть до температуры точки росы и по внутреннему диаметру дымохода газового котла образуется конденсат. Влага крайне разрушительно влияет на кирпич. Если и можно применить кирпичную конструкцию для вышеупомянутого вида оборудования, то только с вкладышем внутри. Самое широкое распространение получили сборные конструкции. Это металлические двухконтурные трубы и трехслойные керамические. Поэтому в качестве трубы для дымохода газового котла следует выбрать одну из них.

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.

Почему рассматриваются именно твердотопливные приборы?

Всё просто – с ними в этих вопросах всегда больше проблем, если сравнивать с газовыми. Поясним почему:

• Прежде всего, газовые отопительные приборы – это практически всегда изделия заводского производства. То есть обязательно имеют патрубок определенного сечения для подсоединения к дымоходу. Оговаривается площадь сечения канала и в технической документации модели. То есть все довольно просто – ни на одном из участков уходящего вверх дымохода зауживать канал не допускается.

• Температура выходящих в дымоход продуктов сгорания газа несоизмеримо меньше, чем у образующихся при сгорании древесины или иного твёрдого топлива.
• Трудно сравнить и объёмы образующихся при сгорании «голубого» и твердого топлива газовых смесей. Разница здесь – весьма существенная!

А вот твердотопливные отопительные приборы, печи или котлы, очень часто создаются самостоятельно. Или же достаются «в наследство» от бывших владельцев дома. И вот здесь никогда не лишней будет проверка параметров подключённого к такому прибору дымохода.

Впрочем, то, что касается высоты трубы и проверки тяги – наверное, можно в полной мере отнести и к газовому отопительному оборудованию. Сечение-то известно, но остальное проверить не помешает.

Но начнем именно с сечения.

Какая должна быть высота трубы дымохода для печи?

Расчет этого параметра позволяет избежать возникновения обратной тяги и других возможных неприятностей. Этот вопрос регламентируется правилами СНиП и других документов.

Зачем нужен этот параметр?

Для того чтобы понять важность этого фактора разберем подробнее несколько физических законов и последствия неправильно сделанных дымоходов. При прохождении нагретых газов, температура понижается, но теплый воздух или газы всегда поднимаются вверх.

На выходе из трубы температура еще больше снижается. Отработанные газы, находящиеся в трубопроводе с надежным слоем теплоизоляции имеют высокую температуру и столб нагретого дыма, поднимаясь вверх увеличивает тягу в топке.

Разберем ситуацию – уменьшаем внутреннее сечение трубы и увеличиваем высоту трубы над коньком крыши. Если вы думаете, что увеличивается объем нагретого газа, увеличивается время остывания дыма и увеличивается тяга – такое утверждение верно только наполовину. Тяга будет отличной, даже с большим излишком. Дрова будут быстро сгорать и расходы на покупку топлива возрастут.

Чрезмерное увеличение высоты дымохода может вызвать возрастание аэродинамических завихрений и понижения уровня тяги. Это чревато возникновением обратной тяги и выхода дыма в жилые помещения.

Требования СНиП

Длина трубопроводов вытяжки отработанных газов регламентируется требованиями СНиП 2.04.05. правила предписывают соблюдать несколько основных правил монтажа:

• минимальное расстояние от колосниковой решетки в топке, до защитного козырька на крыше – 5000 мм. Высота над уровнем покрытия плоской крыши 500 мм;
• высота трубы над скатом крыши или коньком должна соответствовать рекомендованной. Об этом расскажем в отдельной главе;
• если на плоской крыше находятся постройки, труба должна быть выше. В этом случае, при большой высоте трубы, ее раскрепляют растяжками из проволоки или троса;
• если здание обустроено системой вентиляции, их высота не должна превышать колпак трубопровода вывода отработанных газов.

Методика самостоятельного расчета

Как самостоятельно вычислить высоту дымового канала, для этого потребуется выполнить расчет по формуле:

, где:

• «А» – климатические и погодные условия в данном регионе. Для севера этот коэффициент равен 160. Значение в других районах вы сможете найти в интернете;
• «Мi» – масса газов, проходящих сквозь дымоход за определенное время. Эту величину можно найти в документации вашего отопительного прибора;
• «F» – время оседания золы и других отходов на стенках дымохода. Для дровяных печей коэффициент – 25, для электрических агрегатов – 1;
• «Спдкi», «Сфi» – уровень концентрации веществ в отработанном газе;
• «V» – уровень объема отработанных газов;
• «Т» – разность температур поступающего из атмосферы воздуха и отработанных газов.

Важно! Самостоятельный расчет потребует найти большое число величин и выполнить сложные расчеты. Поэтому рекомендуем обратиться к профессионалам.

Приводить пробный расчет не имеет смысла – коэффициенты и другие величины не подойдут для вашего агрегата, а извлечение квадратных корней потребует скачать инженерный калькулятор.

Таблица “Высота печной трубы над коньком”

Определится с размерами труб без проведения сложных расчетов поможет таблица высоты печной трубы над крышной конструкции. Сначала разберем подбор длины трубы для плоских крыш.

Требования к устройству вытяжной трубы для газового котла

• должна быть хорошая тяга;
• надежность и долговечность;
• устойчивость к коррозии;
• устойчивость вытяжной трубы для газового котла к химической агрессивной среде;
• возможность выдерживать высокую температуру.

Высота трубы зависит от сечения и мощности оборудования

В современном строительстве в качестве отводов для продуктов сгорания топлива в отопительных системах используют только дымоотводы круглой или овальной формы. На их стенках практически не оседает сажа. Также важно чтобы поверхность внутреннего диаметра трубы дымохода для газового котла была гладкой. Конструкции, имеющие квадратное сечение, более проблемные в эксплуатации. В углы набивается сажа, потом ее оттуда надо как-то доставать, это доставляет много мороки. В идеале при постоянном пользовании отопительной системой нужно два раза в год проводить осмотр вытяжной трубы для котла отопления. Он осуществляется знающим человеком, мастером. Если сечение круглое, то можно обойтись вызовом мастера лишь единожды в году.

Сервис инженерных коммуникаций Системы отопления, водоснабжения, водоотведения, канализации
круглосуточно tel: 8
МОНТАЖ, РЕМОНТ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, МОДЕРНИЗАЦИЯ, ЗАМЕНА

Обязательно проводите профилактику каждый год, если речь идет о доме в котором вы проживаете постоянно. Вызовите мастера перед началом отопительного сезона. Иначе сажа, накопившись, уменьшит диаметр дымохода для газового котла.

Определение размера дымохода для газового котла открытого типа

В отличие от упоминавшихся ранее агрегатов, в такие устройства воздух для горения поступает из помещений, где они расположены. Для определения поперечного параметра пользуются двумя простыми способами:

1. На установленном котле ориентируются по размеру патрубка для отвода продуктов горения. Сечение дымохода должно быть равным ему или чуть большим.
2. Когда котла еще нет, но его характеристики известны, или дымоход устанавливается для двух нагревателей, его сечение определяется умножением мощности на 5,5. Результат получается в cм2. Для расчетов берется паспортный, а не тепловой параметр, который бывает на порядок больше.

Чтобы вычислить диаметр дымохода, используется формула площади круга S = πr². Тогда r = √S/π. Подставив предыдущий результат, получится величина радиуса в см. Умножив на 2 и 10, определяется диаметр в мм. Вычисленный результат корректируется в соответствии с приведенной выше таблицей.

Монтаж дымохода

Если принято решение устанавливать коаксиальный дымоход для газового котла, то необходимо изучить основные требования по установке:

• высота горизонтальной трубы должна быть более одного метра, вертикальный дымоход – пять метров;
• давление, с которым газ подается в трубу не должно превышать 0,03 кгс/см2, этот параметр указывают производители отопительных установок;
• возможность горизонтальной установки только при условии, что котел вырабатывает до 30 кВт, при
• большем показателе необходим монтаж только вертикального дымохода с выходом через крышу;
• при установке конструкции нужно рассчитывать длину таким образом, чтобы соединительные элементы не пересекались с перегородками, стенами, кровлей.

Установка коаксильного дымохода на отопительную печь

Наиболее часто используется именно коаксиальный дымоход для газового котла с закрытой камерой сгорания. Такие установки характеризуются принудительной организацией отвода газов и продуктов сгорания, поскольку в их конструкции не предусмотрено наличие обратной тяги. С закрытой камерой устанавливаются обычно напольные котлы, коаксиальный дымоход может присоединяться сверху, с боков и реже снизу.

Требования по установке дымоотвода на такие конструкции повышенные, поскольку горизонтальное отведение продуктов горения менее эффективно, чем вертикальное, а при монтаже дымохода нужно соблюдать определенный уклон. Для таких котлов оптимально использовать трубы диаметром 60 мм для внутренней и 100 мм — для внешней. Конструкцию можно дополнить специальными отводами, которые располагаются под углами 90о и 45о, но при монтаже следует учитывать, что такие отводы значительно сократят общую длину дымохода.

Прямой угол сократит длину на один метр, а уклон в 45о – на полметра.

Габаритные размеры горизонтального коаксиального дымохода из эмалированной стали

Для устройства с закрытой камерой сгорания можно использовать коаксиальные трубы, изготовленные из эмалированной стали – внешняя, и алюминия — внутренняя

Реже для таких отопительных устройств используются вертикальные дымоходы, они устанавливаются, когда важно не испортить фасад здания или в целях обеспечения экологичности, поскольку дым, выходящий выше кровли, рассеивается быстрее и незаметно для человека

Установке коаксиального дымоотвода должны предшествовать подготовительные работы:

• расчет метража и количества необходимых элементов;
• подготовка отверстий в стене, перекрытиях, крыше, по всей длине дымохода;
• необходимо предусмотреть возможность монтажа под небольшим уклоном, это необходимо для того, чтобы образованный конденсат беспрепятственно стекал.

Немаловажными являются требования по высоте расположения дымоходной трубы – она должна быть на 1,5 метра выше, чем уровень камеры сгорания, такое размещение создаст более эффективную тягу и снизит вероятность возникновения возгораний.

Элементы труб коаксиального дымохода с прокладками

Собирая коаксиальный дымоход, желательно использовать резиновые прокладки в местах стыков, благодаря им конструкция будет более герметичной, а риск задымления отсутствовать вовсе.

Если учесть все требования при монтаже коаксиального дымоотвода и выполнить все этапы правильно, то можно обеспечить долгую и эффективную работу отопительных установок, будь они напольные, пристенные или встроенные.

Оптимальные показатели диаметра дымовой трубы

Полный расчет дымовой трубы довольно сложно выполнить неспециалисту. Для этого лучше воспользоваться советами теплотехников по выбору оптимально показателя:

1. При максимальной тепловой мощности отопительного устройства до 3.0 кВт, предостаточно будет трубы диаметром 140 мм.
2. Если котел обладает мощностью до 4.5 кВт — оптимальные габариты дымоотвода — не меньше 140мм.
3. При применении высокомощного котельного устройства в 7.5 кВт, Д трубы дымохода обязан быть не меньше 150 мм.

Пользователь, которому известна тепловая мощность котла, может по оптимальным значениям сделать прикидочный расчет дымовой трубы и согласовать ее с показателем выходного патрубка котла. Также можно обратиться к инструкции завода-изготовителя, в которой регламентирована схема установки со всеми параметрами дымовентиляционной системы. В случаях, когда теплопроизводительность неизвестна проводят расчеты по часовому расходу топлива, сжигаемого установкой либо определить данный показатель по паспорту на теплогенератор.

Не менее важным показателем для точного расчета геометрических параметров дымоотвода является температура уходящих газов на входе в трубную часть. Этот параметр связан с видом и качеством сжигаемого топлива и эффективности поверхностей нагрева котла. Для правильного настроенного оборудования он должен быть в пределах 150-200 С.

Для каминов также важным значением обладает показатель оптимальной скорости движения газа по дымоотводящей системы,обычно этот показатель принимается 2 м/с с показателем естественной печной тяги – 4 Па на 1 м дымовой трубы.
Дата: 25 сентября 2021

Как подобрать дымоход?

Коаксиальные дымоходы являются частью комплекта поставки газового котла и изготавливаются подавляющим большинством производителей котельного оборудования.

Диаметр коаксиального трубопровода указывается, как значение величин для внутренней и наружной трубы, записанных через дробь (например, 110/150). Чтобы определить требуемый диаметр, не нужно выполнять каких либо расчетов, так как таблицы подбора указаны в инструкциях производителей.

Кроме диаметра сечений, определяющим параметром дымоотвода является его общая длина. Данная величина определяется, как сумма длин составных частей дымохода и не должна превышать предельного значения, указанного в инструкции по монтажу системы. Предельно допустимая длина измеряется эквивалентными метрами (Эм). Для дымоходов, которые обслуживают котлы без вентилятора, выдвигается требование минимальной длины для создания естественной тяги.

Проход горизонтального участка через стену.