Отопительная печь и дымоход

При проектировании отопительной печи всегда учитывайте тип дымохода, к которому она будет подключена. Если дымоход уже построен, наша задача правильно адаптировать печь к требованиям дымохода. Затем необходимо рассчитать мощность топки и поглощающую поверхность аккумулирующей массы топки и возможного теплообменника (или теплообменников) так, чтобы температура отходящих газов, поступающих в дымоход, оптимально соответствовала специфике топки дымовая труба.

Однозначно лучше ситуация, в которой при проектировании печи мы имеем влияние на тип дымохода, к которому она будет подключена. Выбрав дымоход с наименьшей теплоемкостью, который легко справится с любым конденсатом, мы можем максимально повысить эффективность обогрева стенок отопительной печи или теплообменника без необходимости увеличения расчетной мощности печи. Это ясно выражается в желаемом эффекте обогрева печи и годовой экономии топлива.

Поэтому, если вы находитесь на этапе планирования своего дома и хотите, чтобы накопительный обогреватель был основным, вспомогательным или аварийным источником отопления, стоит сделать дымоход оптимально подходящим к печи, которую вы хотите построить. Ниже я представляю несколько способов согласования различных типов дымоходов с накопительным нагревателем. Целью является максимальная эффективность нагрева печи при минимально возможном расходе топлива и долгосрочное сотрудничество печи-дымохода.

Методы, которые я здесь описываю, я использую в своей практике и доволен ими. Я также знаю, что у других конструкторов и проектировщиков печей может быть несколько иной опыт и подходы к этим вопросам. Поэтому я призываю вас сознательно проконсультироваться с проектировщиком, конструктором или изготовителем вашего накопительного нагревателя по окончательному решению о типе дымохода, его местоположении, деталях его соединения с печью и расчетной температуре дымовых газов, поступающих в дымоход.

В настоящее время в Беларуси обычно встречаются и строятся три типа дымоходов:
а) - традиционные кирпичные,
б) - так называемые системные, изолированные, с керамической вставкой,
в) - стальные, изолированные, двустенные.

Я кратко расскажу о каждом из них, принимая во внимание их условия, а также преимущества и недостатки в сотрудничестве с накопительными печами. Напоследок также дам вам свой бюджетный рецепт хорошего дымохода для отопительной печи, который может вам понравиться.

Кирпичные дымоходы чаще всего встречаются в старых домах, построенных в то время, когда все остальные виды дымоходов еще не существовали или не были достаточно популярны и доступны. Толщина стенки кирпичных дымоходов обычно составляет от 12 до 15 см (ширина кирпича плюс штукатурка). Дымовые каналы имеют несколько стандартных сечений, начиная от квадратов 14х14см, через несколько видов прямоугольников и снова заканчивая квадратами 27х27см, а иногда и более крупными. Часто, несмотря на свой возраст, кирпичные дымоходы находятся в очень хорошем состоянии. Я видел некоторые, которым было более 150 лет, и они до сих пор отлично работают. Но я видел и гораздо более молодые и пригодные для сноса, либо ремонта, либо фрезеровки, так как они были повреждены новой печью или котлом.

Кирпичные дымоходы обладают очень низкой устойчивостью к конденсату, который всегда возникает при снижении температуры выхлопных газов ниже точки росы. Конденсированный водяной пар в сочетании с агрессивными веществами, содержащимися в выхлопных газах, оказывает очень разрушительное воздействие на конструкцию кирпичного дымохода, вызывая серьезные повреждения кирпичей и швов даже за один сезон.

Точка росы - согласно Википедии - зависит от относительной влажности. Чем выше влажность, тем ниже температура точки росы. При влажности 10 % точка росы составляет около 37 °С, при влажности 20 % — 29 °С, при влажности 30 % — 18 °С.

Во избежание проблем с длительным воздействием точки росы и конденсата расчетная температура дымовых газов на выходе из дымохода должна быть 50°С. Такая температура гарантирует отсутствие конденсата внутри канала дымохода при регулярном ежедневном использовании печи и дымохода. Конечно, при растопке холодной печи и холодного дымохода должны появляться следовые количества конденсата, как в печи, так и в дымоходе. Это естественно и неизбежно. Однако примерно через 10 - 15 минут правильного, интенсивного горения сухих дров температура внутри печи, а затем и внутри дымохода должна быть достаточно высокой, чтобы образование конденсата полностью прекратилось, а конденсат, появившийся в первые через несколько минут горения он снова испарился и вылетел через дымоход.

Для достижения расчетной температуры 50°С на выходе из кирпичного дымохода дымовые газы на входе в дымоход должны иметь расчетную температуру порядка 150-200°С в зависимости от поглощающей площади ​стенок дымовой трубы, ее высоты и скорости потока отходящих газов.

Кирпичный дымоход – это конструкция с очень высокой теплоемкостью. Это значит, что такой дымоход поглощает много тепла и сильно охлаждает выхлопные газы. Отсюда необходимость вводить в такой дымоход отработанные газы с гораздо более высокой температурой, чем в случае дымохода, имеющего малую теплоемкость. Более высокая температура дымовых газов, поступающих в дымоход, означает, что мы должны увеличить расчетную мощность топки, а значит, соответственно большее количество топлива, используемого для обеспечения той же мощности нагрева.

В некоторых случаях высокую теплоемкость кирпичного дымохода можно считать достоинством, но в случае использования такого дымохода совместно с отопительной печью – это явный недостаток.

В случае совместной работы кирпичного дымохода с печами, работающими непрерывно или имеющими небольшие (несколько часов) перерывы в работе, его большая теплоемкость может прекрасно использоваться для обогрева помещений и тогда является большим преимуществом. Это означает, что сам дымоход представляет собой накопительную массу, способную обогревать полезное пространство всей поверхностью своих стенок. Как правило, чем выше температура дымовых газов, поступающих в дымоход, и чем дольше работает печь, тем теплее будет дымоход.

Однако, если кирпичный дымоход соединен с аккумулирующей печью, которая греет накопленным в ее стенках теплом и устроена таким образом, чтобы топить в ней либо один раз в сутки в течение 2-3 часов (печи с большой аккумулирующей способностью) или два раза в день в течение 2-3 часов (печи со средней аккумулирующей способностью), функция обогрева кирпичного дымохода будет весьма незначительной или вообще отсутствовать.

Дымоход плохо прогревается при такой непродолжительной работе печи, что дополнительно вводит в него дымовые газы максимально низкой температуры. И вот мы подошли к моменту, когда стоит задуматься о правомерности размещения теплоизоляционного материала на внешней поверхности кирпичного дымохода.

Если кирпичный дымоход должен работать с эффективной отопительной печью, которая будет работать всего несколько часов в день и будет подавать в дымоход дым минимально возможной температуры, то дымоход, кроме того, что он не может нагреваться и функционировать как радиатор, будет выступать в качестве теплового моста, выводящего тепло из квартиры в атмосферу. Действие термомоста будет особенно активно во время длительных перерывов между копчением. Поэтому стоит подумать о хорошем утеплении кирпичного дымохода, который будет работать с аккумулирующей печью. Потери тепла в нашем доме тогда будут намного меньше.

С другой стороны, если кирпичный дымоход работает с печью, которая топит его почти все время в течение отопительного сезона, с отходящими газами достаточно высокой температуры, и благодаря этому дымоход отдает значительное количество тепла в жилые помещения, то утепление дымохода бессмысленно. В этом случае дымоход является желательным радиатором, и мы не хотим подавлять его тепловой потенциал изоляцией.

Подводя итоги, считаю, что нет необходимости строить кирпичные дымоходы для накопительных печей, которые предстоит устанавливать в современных, хорошо утепленных домах с относительно низкими потерями тепла. Если кто-то хочет иметь кирпичный дымоход рядом с аккумулирующей печью, то это решение, скорее всего, оправдано только эстетическими соображениями, а не проектными расчетами или экономическими расчетами.

Поэтому, если мы очень хотим построить кирпичный дымоход в новом доме, который будет работать с аккумулирующей печью, мы добьемся гораздо лучшего эффекта обогрева, если введем внутрь этого дымохода специальную вставку, которая отлично справляется с конденсатом. В идеале эта вставка должна быть хорошо изолирована и иметь как можно меньшую теплоемкость. Конечно, такое усовершенствование кирпичного дымохода означает, что это уже не тот кирпичный дымоход, который я описал выше. Утепленная вставка с низкой теплоемкостью (желательно стальная, кислотостойкая) делает наш дымоход сверхэффективным современным дымоходом, с параметрами, аналогичными тем, которые я опишу позже. Только его внешняя оболочка остается кирпичной.

Внедрение специальной вставки в кирпичный дымоход с утеплением рекомендую также тем хозяевам, которые делают ремонт в старом доме, в котором такой дымоход уже находится. Иногда канал дымохода достаточно широк, чтобы вставку можно было легко вставить сверху. Если канал слишком узкий, то можно рассмотреть возможность фрезерования канала с целью увеличения его размеров. В крайнем случае, снос дымохода и возведение новой, современной конструкции, которая гораздо лучше работает с отопительной печью, — решение, которое также стоит рассмотреть.

Сегодня очень популярны и широко используются так называемые системные дымоходы. В основном из-за относительно низкой стоимости, а также простоты и скорости их возведения. Они состоят из блоков сэндвич, составляющих наружный корпус, внутренних керамических вставок и изолирующего покрытия из минеральной ваты, которое располагается в пространстве между керамической вставкой и блоком сэндвич и плотно прилегает к керамической вставке.

Основное преимущество системных дымоходов перед кирпичными дымоходами заключается в том, что они очень хорошо справляются с конденсатом. Они устойчивы к ней и опционально оснащаются системами отвода этой жидкости, которые совершенно необходимы при подключении к таким дымоходам конденсационных печей. За несколько часов работы такой печи эта система может сбросить из дымохода даже несколько десятков литров конденсата.

Конечно, при планировании соединения системного дымохода с аккумулирующей печью система отвода конденсата не обязательна. Если в дымоходе и образуется конденсат, то только в следовых количествах и только при прогреве холодной печи и дымохода.

Еще одним преимуществом системного дымохода перед кирпичным дымоходом является его низкая теплоемкость. Толщина стенок керамической облицовки дымохода колеблется от 6 до 8 мм в зависимости от диаметра, поэтому дымоход быстро прогревается по всей длине, а хорошая теплоизоляция способствует накоплению тепла внутри канала. Это означает, что мы легко можем пустить в такой дымоход отработанные газы с температурой 80-100°С, чтобы получить наверху температуру 40-50°С.

Безусловно, системный дымоход – лучший выбор для совместной работы с аккумулирующей печью, чем традиционный кирпичный дымоход. На самом деле, в настоящее время это наиболее распространенное решение. Могу сказать, что около 80% аккумулирующих печей, в проектировании и строительстве которых я окунул пальцы, были подключены к таким дымоходам.

В 8 из 10 случаев, когда хозяин обращался за помощью в проектировании и строительстве отопительной печи, системный дымоход уже был построен и ждал печь. При этом часто оказывалось, что некоторые компоненты системной дымовой трубы были либо избыточны, либо не подходили для их использования совместно с аккумулирующей печью и требовали некоторых модификаций.

Конечно, в системном дымоходе, который будет работать с отопительной печью, не нужна система отвода конденсата. Эта система действительна только для конденсационных печей. Если при взаимодействии аккумулирующей печи с дымоходом системы появится конденсат, то его будет немного и вскоре он снова испарится и будет выведен через дымоход. Таким образом, система отвода конденсата бесполезна для отопительной печи.

Еще один часто избыточный элемент – тройник, используемый для соединения дымохода с плитой. Стандартно выпуск дымовых газов в накопительных камерных печах располагается как можно ниже от пола. Это означает, что в идеале вход дымовых газов в дымоход также должен быть как можно ниже от пола. Однако сборные соединительные тройники из-за своих габаритов не позволяют расположить соединительное отверстие как можно ниже на полу. Поэтому на практике я рекомендую строить системный дымоход, опуская всевозможные соединительные тройники, используемые для соединения печи с дымоходом.

После того, как будет установлена ​​наиболее оптимальная точка соединения печи с дымоходом (она вытекает из конструкции печи), отверстие в дымоходе можно сделать самостоятельно с помощью угловой шлифовальной машины с алмазным диском. Если заводской тройник, соединяющий дымоход с печкой, уже установлен в дымоходе, его, скорее всего, придется заглушить, особенно если тройник находится на высоте около 2 метров над полом (на этой высоте они наиболее часто устанавливаются, с учетом популярных каминов по умолчанию)).

Важным компонентом системы дымохода, который непременно должен быть установлен, является тройник со смотровой дверкой, используемый для периодического осмотра и чистки дымохода. Это первый элемент, который размещается в самом низу дымохода. Разумеется, смотровое отверстие должно быть расположено на фасаде дымохода, который не будет закрыт печкой или чем-то еще, что не может быть легко перемещено. Чаще всего это сторона дымохода, противоположная расположению топки.

Это более дорогое решение, чем системный дымоход, но и несколько лучшее с точки зрения эффективности нагрева печи. На рынке есть множество готовых решений, незначительно отличающихся друг от друга. Эти дымоходы преимущественно легкие. Их можно прикрепить к внешним стенам здания с помощью специальных анкеров и крепежных элементов или разместить внутри здания. Внутренняя вставка обычно изготавливается из кислотоупорной или жаропрочной стали, а наружная – из нержавеющей стали. Между слоями находится слой минеральной ваты определенной толщины и плотности.

Теплоемкость такого дымохода минимальна, поскольку внутренний листовой металл тонкий (от 0,5 мм до 2 мм) и хорошо изолирован. Для получения в верхней части дымохода температуры 40-50°С достаточно ввести дымовые газы с температурой 60-70°С на входе в дымоход.

Решая построить такой дымоход для совместной работы с аккумулирующей печью, рекомендую учесть следующие рекомендации по сборке:

1) Систему отвода конденсата не устанавливаем. Обоснование такое же, как и для системных дымоходов. Не будет конденсата для дренажа.
2) В самом низу установить тройник со смотровым отверстием для прочистки дымохода. Конечно, отверстие должно быть в месте дымохода, которое всегда легко доступно.
3) Непосредственно над смотровым отверстием установить сборный тройник для подключения печи к дымоходу в самой нижней точке.

Этот рецепт дымохода представляет собой простую комбинацию трех элементов из трех разных решений. Из системного дымохода берем только блоки. От стального дымохода берем только внутренний вкладыш из кислотоупорной стали. В качестве утеплителя вместо дорогого покрытия из минеральной ваты мы используем перлит или вермикулит, которые можно приобрести в виде сыпучих гранул.

Утеплитель неплотно засыпается в пространство между кислотоупорным листом и керамзитобетонным кирпичом. Выходы стальных тройников (осмотр и соединение) через самодельные отверстия в блоках керамзитобетона потребуют уплотнения между листом и блоком. Для этого можно использовать высокотемпературный керамический мат или минеральную вату. Если мы не сделаем эту герметизацию, изоляционный гранулят может выпасть через эти щели. Над крышей дымоход можно отделать любым способом, в соответствии с правилами отделки системных или стальных дымоходов.

Стоимость материалов, необходимых для строительства такого дымохода, может составлять 150-200 злотых за метр высоты дымохода, в зависимости от диаметра канала и типа отделки над крышей. Кислотостойкая труба здесь самая дорогая. Таким образом, мы имеем дешевый и прочный дымоход, простой и быстрый в строительстве, который по цене конкурирует со стандартными решениями, а по своим параметрам не уступает описанному выше стальному дымоходу.

Конечно, вместо керамзитоблоков мы можем использовать кирпич или опорный кожух. Это может быть немного дешевле, но и с кирпичной кладкой будет немного веселее. Вставку из кислотоупорного стального листа и изоляторную засыпку можно сделать и в старом кирпичном дымоходе, если он имеет достаточно широкий канал или есть возможность расширить канал фрезерованием. В любом случае, я призываю вас к самостоятельному творческому изобретательству.

Добавить комментарий