Расчет дымохода для печи на дровах. Точный метод + формула

Расчет дымохода для печи на дровах. 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.

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.

Дымоход для печи на дровах. №1. Кирпичная труба для дымохода

Кирпич для обустройства дымоходов применяют давно, и он стал уже традиционным материалом. Сегодня его нельзя назвать универсальным, что, впрочем, не снижает его популярности. Кирпичный дымоход обустраивают внутри стены здания, те его участки, которые проходят сквозь неотапливаемые помещения или снаружи постройки, тщательно утепляют , чтобы дымовые газы внутри не охлаждались. Для обустройства такого дымохода подходит красный полнотелый кирпич марки не ниже М150, для его кладки используют известковый или известково-цементный раствор .

К главным преимуществам кирпичных труб для дымохода относится их долговечность и отличная термостойкость ( керамический кирпич выдерживает температуру до 800⁰С), да и внешне они выглядят замечательно, а по пожаробезопасности им практически нет равных. Кирпичный дымоход подходит для печей и каминов на дровах , а при работе с котлами на жидком топливе, газе, пеллетными и твердотопливными пиролизными котлами быстро разрушается. Все дело в том, что подобные котлы устроены таким образом, что отходящие газы имеют небольшую температуру. Они быстро конденсируются и оседают на стенках трубы, за счет чего последние постоянно увлажняются. Учитывая тот факт, что в отходящих газах содержаться агрессивные химические вещества, включая серную кислоту, кирпич быстро разрушается. Результаты подобного воздействия проявляются влажными пятнами на наружной поверхности трубы.

Правда, выход из ситуации есть всегда. Чтобы подсоединить к кирпичной трубе дымохода современный котел на газе или жидком топливе, в кирпичный канал встраивают стальную или керамическую трубу , которые имеют несколько иные эксплуатационные качества.

Так как поверхность кирпича шероховата, на ней хорошо оседает сажа, которая постепенно приводит к уменьшению тяги. Чистка и ремонт кирпичной трубы – занятие не из легких. К тому же, большой вес конструкции обязательно потребует наличия фундамента . С другой стороны, достойный аналог для обустройства дымохода печи или камина найти сложно.

Источник: https://baget-bez-stusla.aystroika.info/novosti/dymohod-dlya-pechi-svoimi-rukami-raznovidnosti-kirpichnyh-dymohodnyh-trub

Диаметр дымохода для печи. Как рассчитать площадь сечения дымовой трубы?

Существует несколько методик расчета оптимального сечения. Например, от размеров топочной камеры очага или от площади поддувального окна печи. Но в этой публикации внимание будет сконцентрировано на той методике, которая основана на оценке объема образующихся в процессе сгораний дымовых газов.

Горение древесины и другого твёрдого топлива всегда сопровождается весьма значительным дымообразованием. И дымоходная труба должна быть в состоянии своевременно отводить эти объемы наружу.

На основе расчётов и опытов специалистами давно уже составлены таблицы, из которых можно получить информацию об удельном дымообразовании для разных типов твердого топлива. То есть какой объем продуктов сгорания образуется при сжигании, скажем, одного килограмма дров, угля, торфа и т.п.

Приведем и мы такую таблицу (в сокращенном варианте). В ней, помимо удельного дымообразования, показаны калорийность топлива (количество тепла, выделяемого при сжигании одного килограмма) и примерная температура продуктов сгорания на выходе из дымоходной трубы. Первая из указанных характеристик нас в заданный момент особо не интересует — просто дает общее представление об эффективности топлива. А вот температура, да, понадобится для расчетов.

Как видите, объемы впечатляют. Даже дающие минимальную дымность типы топлива – это уже около 10 кубометров на каждый сожженный килограмм. Значит, просто из соображений физики и геометрии сечение дымоходного канала должно быть в состоянии постоянно отводить эти немалые объемы наружу.

От этого и «пляшем» при расчёте.

Цены на дымовую трубу

дымовая труба

Объем продуктов сгорания, выделяемых при сжигании твёрдого топлива в течение часа можно определить по следующей формуле (с учетом температурного расширения газов).

Vgч = Vуд × Мтч × (1 + Тд/273))

Vgч — объем продуктов сгорания, образующийся в течение часа.

Vуд — удельный объем образующихся продуктов сгорания для выбранного типа топлива, м³/кг (из таблицы).

Мтч — масса топливной закладки, сгораемой в течение одного часа. Обычно находится отношением полной топливной закладки ко времени ее полного прогорания. Например, в печь загружается разом12 кг дров, и они прогорают за 3 часа. Значит, Мтч = 12 / 3 = 4 кг/час.

Тд — температура газов (℃) на выходе из дымоходной трубы (из таблицы).

273 — константа, для приведения температурных параметров к шкале Кельвина, использующейся в термодинамических расчетах.

Так как единица времени в нашей системе исчисления —   секунда, то узнать объем, получающийся за секунду, несложно – результат просто делится на 3600:

Vgс = Vgч / 3600

Чтобы узнать площадь сечения канала, который гарантированно пропустит через себя этот объем при определенной скорости движения газов, надо найти их отношение

Sc = Vgс / Fд

Sc — площадь поперечного сечения канала дымохода, м².

Fд — скорость потока газов в дымоходной трубе, м/с

Несколько слов об этой скорости. Для отопительных приборов и сооружений бытового класса обычно стремятся остановиться в диапазоне от 1,5 до 2.5 м/с. При такой, с одной стороны – невысокой скорости не наблюдается значительного сопротивления потоку, не возникает сильных завихрений, тормозящих движение газов. Минимизируются тепловые потери, снижается до нормальных величин температура газов на выходе из трубы. Вместе с тем, скорость в достаточной степени большая для того, чтобы уменьшить образование конденсата и оседание золы на внутренних стенках канала.

Если найдено сечение (а это – минимальная его величина), то по известным геометрическим формулам можно найти или диаметр для трубы круглого сечения, или длину стороны – при квадратном сечении, или подобрать длины сторон при прямоугольном.

Ниже предложен калькулятор, который до предела упростит проведение этих вычислений. В нем необходимо указать тип топлива, примерный расход его расход (точнее, массу и время прогорания полной загрузки) и ожидаемую скорость потока газов в дымоходе. Остальное программа выполнит сама.

Итоговый результат показывается в трех представлениях:

— минимальный диаметр для круглого сечения;

— минимальная длина стороны для квадратного сечения;

— площадь сечения, по которой можно, например, подобрать размеры сторон для прямоугольного сечения.

Как влияет диаметр дымохода на тягу. От чего зависит тяга дымохода, как ее рассчитать и усилить

Тяга – это отдельный процесс аэродинамического характера, при котором продукты горения движутся из зоны с повышенным уровнем давления в зону с более низким показателем. В связи с этим тяга дымохода является наиболее важным параметром при расчете всей отопительной системы частного дома. При неправильном расчете возникает обратная тяга, при которой продукты горения не отводятся, а попадают в жилое помещение.  От каких факторов зависит уровень тяги? Как правильно произвести расчет параметра? Какими способами можно усилить тягу при недостаточности? Читайте далее.

Процесс отвода продуктов горения

Что такое тяга

Процесс образования естественной тяги в дымоходе можно описать с точки зрения такой науки, как физика следующим образом:

1. газы, раскаленные за счет сгорания в печи (котле) дров или их аналогов, имеют температуру около 1000ºС;
2. по законам физики прогретый воздух всегда поднимается вверх;
3. поднимаясь по специальной трубе (со скоростью приблизительно 2 м/с) газы создают область пониженного давления;
4. давление стабилизируется за счет притока свежего воздуха, который попадает в печь (котел) через специальные поддувала, колосниковые решетки и иное аналогичное оборудование.

Движение газов при правильной тяге

Исходя из физических процессов образования естественной тяги в трубе, можно определить перечень факторов, влияющих на ее величину. К ним относятся:

• длина дымохода. В соответствии с действующими нормами длина дымоотводного канала не должна быть менее 5 м. Оптимальный показатель длины можно определить, исходя их места расположения дымохода на крыше;

Расчет длины дымохода в соответствии с его расположением

• материал, из которого изготовлен. Чтобы максимально облегчить прохождение газов, рекомендуется изготавливать дымоход из материалов с ровной внутренней поверхностью. А если это правило не соблюдено, то прибегать к периодической чистке канала для удаления сажи и иных отложений;
• наличие/отсутствие утеплителя. Если дымовой канал не утеплен с внешней стороны, то при остывании газов будет образовываться большое количество конденсата, который негативно влияет на уровень тяги;

Защита от образования конденсата

Производить утепление дымохода можно только негорючими материалами. 

• сечение трубы. Именно от правильно подобранного диаметра дымовой трубы и зависит уровень тяги.

Тяга в дымоотводящем канале также обуславливается и естественными факторами:

• температурой и влажностью внутри жилого помещения;
• погодными условиями (ветер, осадки, низкая температура и так далее);
• количеством проживающих;
• периодичностью проветривания и так далее.

Как проверить наличие/отсутствие тяги? Произвести проверку уровня тяги в трубе можно при помощи зажженной спички, свечи или бумаги.

Самостоятельная проверка тяги в трубе

Расчет тяги

Итак, расчет тяги – это расчет сечения дымовой трубы для газового котла, камина, печи или иного отопительного оборудования. Как рассчитать сечение? Для этого необходимо определить:

1. объем газа, который будет проходить по дымовой трубе за 1 час;
2. площадь сечения дымовой трубы;
3. диаметр сечения.

Расчет объема газа

Для вычисления объема проходящего по дымовому каналу газа используется следующая формула:

V = B x V1 x (1 + T/273) /3600 , где

В – масса топлива, сжигаемая за 1 час работы отопительного оборудования;

V1 – поправочный коэффициент, который зависит от вида используемого для обогрева топлива;

Т – температура газа, определенная на выходе из дымовой трубы.

Показатели V1 и Т можно получить из таблицы, имеющейся в ГОСТ 2127 – 47.

Таблица из ГОСТ для определения параметров расчета

Расчет площади сечения

После определения объема газов, проходящих по дымовому каналу, можно подсчитать размер сечения трубы:

S = V/W , где

V – объем, подсчитанный ранее;

W – скорость прохождения газов по дымовому каналу (данная величина постоянная и равна 2 м/с).

Определение диаметра

Следующий шаг – определение непосредственно диаметра дымовой трубы. Для этого используется следующая формула:

D =  √4 * S/ π , где

S – площадь сечения дымоотводящего канала;

π – постоянная, равная 3,14.

Пример

Для примера произведем расчет по указанным формулам при следующих параметрах:

• в печи, установленной в бане, ежечасно сжигается 10 кг дров;
• температура газов на выходе из трубы составляет 130ºС.

Источник: https://baget-bez-stusla.aystroika.info/novosti/razmer-i-diametr-dymohoda-dlya-pechi-na-drovah-priblizitelnyy-i-tochnyy-raschet-diametra

Расчет дымохода по мощности котла. Сколько вешать в граммах, или выбираем высоту и диаметр дымовой трубы

Начнем с первых двух пунктов. Высота дымохода для твердотопливного котла является параметром критическим. Что это значит? Это значит, что если у вас недостаточно высокий дымоход, тяга в топке котла будет также недостаточная. Это может привести не только к плохому сгоранию топлива, но и к «опрокидыванию тяги», когда, вместо того, чтобы выводится наружу, дымовые газы будут проникать внутрь помещения.

Это чревато выбросом в жилые помещения угарного газа, который смертельно опасен для человека.

Угарный газ не имеет ни цвета, ни запаха. Потому «угореть» можно не заметно и погибнуть, не просыпаясь.

Убедил я вас в том, что не надо экономить на «лишнем» метре трубы?

Требуемая высота дымохода для твердотопливного котла или для отопительной печи, для каждой отдельной модели котла или печи, а также для разных тепловых мощностей, в обязательном порядке прописывается в паспорте на котловое оборудование . При этом в паспорте пишется иногда «минимальная» высота, а иногда «просто» высота.

Минимальную высоту соблюдать обязательно, а «просто» высота – это нижний предел для проведения экспериментов с тягой ТТ котла. Плоховато тянет при минимальной высоте? Добавляем еще полметра – метр дымовой трубы. И так далее.

При проведении этих экспериментов, не забывайте, что летом, особенно в сырую теплую погоду, тяга будет хуже, чем в морозную и сухую зимой. Поэтому, если монтаж дымохода твердотопливного котла производится зимой, вы должны понимать, что летом тяга при установленной высоте будет хуже, чем в момент монтажа.

Минимальный диаметр дымохода для твердотопливного котла или печи также указывается в паспорте на купленный котел или печь. Если паспорта у вас нет, то практически на любую модель сейчас есть таблицы в Интернете.

Можно немного заузить или расширить сечение дымовой трубы, изменив диаметр не более, чем на 5 мм в ту или другую сторону.

Это не сильно скажется на тяге. Если же, например, взять вместо 150мм трубы 120мм, то можете легко получить проблемы с эффективным сжиганием топлива в некоторых моделях ТТ котлов и печей .

«Лечится» этот эффект обычно удлинением дымохода, однако и увеличение высоты не всегда приводит к требуемому результату.

Что же касается чрезмерного увеличения диаметра дымохода, то это чревато тем, что дымовые газы, не успев отдать тепло теплообменнику будут быстро покидать топку котла. Что называется «тепло будет улетать в трубу».

Источник: https://baget-bez-stusla.aystroika.info/stati/raschet-secheniya-dymohoda-v-drovyanyh-pechah-pochemu-rassmatrivayutsya-imenno-tverdotoplivnye

Диаметр трубы для кирпичной печи. Дымоход — основополагающая проектирования

Сегодня мы поговорим о том, как правильно рассчитать дымоход.

Проектируя и строя дымоход для дома или бани, важно правильно выбрать материал , из которого он будет построен (см. Трубы для дымохода ). Необходимо точно знать, какое топливо будет использоваться в отопительных приборах. Ведь дымоходные трубы, предназначенные для работы с одним видом топлива, совершенно не подходят при работе с другим.

Как пример — кирпичный дымоход. Кирпичные трубы прекрасно работают с дровяным топливом, но совершенно не подходят для работы с обогревательными приборами, работающими на газе.

Важным является правильный выбор высоты и диаметра дымохода, его сечение . Неправильный выбор одного из этих параметров как минимум отразиться на качестве тяги и на КПД обогревательной системы, а как максимум может привести к печальным последствиям. Разберемся, как рассчитать высоту дымохода.
Если с дымоходом используется один обогревательный прибор, вопрос можно решить простым просмотром технической документации, предоставленной заводом-изготовителем.  А вот когда в одну дымоотводящую систему подключено одновременно несколько различных тепловых приборов, то для того чтобы рассчитать дымоход, необходимы твердые знания термодинамики, свойства материалов и многое другое. То есть потребуется профессиональный инженерный расчет, даже если строится дымоход не для жилых помещений, а для бани.

Поэтому самодеятельность в таком вопросе может дорого обойтись нерадивому «проектировщику».

Универсальный дымоход — реальность и миф

Как уже ранее говорилось, основой любого дымохода является материал, из которого он изготовлен. Многие производители современных дымоходных систем зачастую рекламируют свои дымоходные трубы, как универсальные, способные к эксплуатации при любых условиях, с любым видом топлива. Мы можем сказать совершенно точно — таких систем не существует.

Есть, конечно, дымоходные системы, неплохо работающие в тех или иных вариантах подключения и на различном топливе. Но стоит понимать, что неплохо работающие — это еще не значит, что они отвечают всем параметрам, отличающим качественный дымоход от просто дымохода.

Внутреннее сечение дымохода — какое лучше

Оптимальной формой дымохода является цилиндр. При работе дымохода нагревание стенок происходит не совсем равномерно. Из-за этого продукты сгорания движутся в дымоходе вверх с закручиванием по центральной оси.

Естественно, цилиндр для этого является самой приемлемой формой, если мы хотим получить сильную тягу.

1. Если используются прямоугольные трубы, то в углах, образуются завихрения, препятствующие нормальной тяге. Но оговоримся, завихрения образуются, прежде всего, от самой скорости тяги. Таким образом, чем больше скорость тяги, тем больше завихрения и тем большее сопротивление нормальному процессу движения газов в прямоугольной трубе.
2. Из этого становится понятным, что прямоугольный дымоход можно с успехом применять с тепловыми приборами, не требующими большой тяги. На работе каминов и печей, работающих на дровах, это сказывается только положительно, подойдет такой вариант и при строительстве дровяной бани.
3. К примеру, если дымообороты в печи или камине недостаточно правильно устроены, прямоугольный дымоход значительно сэкономит тепло, в отличие от дымохода с круглым сечением, из которого оно, что называется, «вылетит в трубу».
4. Что касается котлов нового поколения, тут лучше использовать трубы цилиндрического типа. Обычно такие котлы работают по принципу: стоп-старт.
5. Основная экономия при использовании данных котлов зависит от скорости прогрева системы отопления. Чем быстрее система прогреется до нужной температуры, тем быстрее котел отключится и перейдет в режим ожидания и, соответственно, экономии.
6. Чтобы котел быстрее прогрелся, ему, помимо топлива, необходим хороший приток свежего воздуха. Приток воздуха создается за счет тяги, соответственно, чем больше тяга, тем лучше работает котел и быстрее прогревается система отопления (см. Как улучшить тягу ).

Расчет тяги дымохода онлайн. Калькулятор проверки уровня естественной тяги дымохода

Поддержание нормальной тяги в дымоходе – одно из основополагающих условий безопасной и эффективной эксплуатации печей, каминов, котлов. Создающийся по физическим законам, естественный ток газов в трубе обеспечивает и отвод продуктов сгорания, и подачу воздуха в топочную камеру – без этого горение невозможно.

Калькулятор проверки уровня естественной тяги дымохода

Так как тяга, по сути, обусловлена разницей плотности газов в нижней и верхней части трубы, то она отлично «описывается» физическими формулами и, так сказать, поддается измерению. То есть можно еще на стадии проектирования отопительной системы или нагревательного прибора сразу просчитать и этот важный параметр.

Есть несколько алгоритмов расчета этой величины. Один из них послужил основой, на которой создан предлагаемый вниманию калькулятор проверки уровня естественной тяги дымохода.

Необходимые разъяснения будут даны ниже.

Калькулятор проверки уровня естественной тяги дымохода

Пояснения по проведению расчетов

Показатели естественной тяги — это разница в давлении газов на входе в трубу и открытого воздуха на выходе из нее. Чем больше эта разница, тем активнее происходит перетекание газообразных продуктов сгорания наружу.

Расчетами и практикой эксплуатации давно доказано, что для качественного отвода дыма и своевременной подачи необходимого для горения воздуха необходим ориентировочный перепад давления (разряжения) в 4 паскаля (0,03 мм ртутного или 0,408 мм водяного столба) на каждый погонный метр высоты трубы. Например, если планируется возведение трубы высотой 7 метров, то следует стремиться к тому, чтобы тяга в ней составила минимум 28 Па. Впрочем, производители отопительного оборудования часто в паспортных данных прямо указывают минимальную величину тяги.

От чего тяга зависит? – как раз те данные, которые предстоит ввести в предложенный калькулятор.(Интересно, что от площади сечения канала перепад давления практически не зависит).

• Высота дымохода – в метрах. Важно – это должна быть именно чистая разница высот, а не длина используемых для прокладки дымохода труб с их горизонтальными или наклонными участками.

А где взять значение высоты дымоходной трубы?

Оно обычно определяется при проектировании. Минимум должно быть – 5 метров, но особенности здания конструкции здания и его соседство с другими объектами могут внести очень серьезные коррективы в этот показатель. Подробнее об этом – в статье, посвященной печным дымоходам . А удобный онлайн-калькулятор поможет определиться с оптимальным сечением дымоходной трубы , обеспечивающим полное отведение продуктов сгорания.

• Атмосферное давление. В принципе, конечно, можно взять  для расчетов и нормальное, например, 750 мм ртутного столба. Но в некоторых местностях, например, расположенных на взгорьях, норма бывает и совершенно иной. Кроме того, можно проверить, как будет меняться тяга с изменением давления.
• Далее, идут три температурных показателя:

— Температура воздуха на улице. Так как с понижением температуры тяга, понятное дело, возрастает, то расчеты желательно проводить для наиболее неблагоприятных условий. То есть для самой высокой температуры воздуха на улице, при которой возможен запуск обогревательного (отопительного) прибора или печи. Несложно провести расчеты и для всего возможного диапазона.

— Температура на входе в дымоход – максимальный в данном случае показатель. Во многом зависит от типа применяемого топлива и уровня теплообмена в печи или котле, от регулировки потока шибером или задвижкой.

— Температуры в устье дымохода. Зависит от типа дымохода, наличия на нем теплообменных приборов, материала изготовления, расположения степени термоизоляции его стенок.

Кстати – эти «полярные» значения температур в дымоходе всегда должны заслуживать пристального внимания владельцев. Следует стремиться к достижению тем или иным способом оптимального режима, обеспечивающего и эффективность, и безопасность работы прибора. Это для твердотопливных агрегатов примерно 400÷500 ℃ на входе и 150÷200 ℃ на выходе. Для газового оборудования – показатели значительно ниже, и на выходе в современных котлах могут быть даже менее 100 градусов.

А вот банные печи, особенно не имеющие дополнительного теплоотвода, (например, нагревательного водяного бака на трубе), могут работать в чрезвычайно опасном режиме, когда владельцы стремятся в кратчайший срок нагнать в парной жару.

То есть управление температурой в дымоходе использованием шиберов, задвижек, другими элементами управления – это отдельная тема для обстоятельного разговора.

• А по калькулятору – осталось только нажать кнопку и получить готовый результат – разрежение (тягу) выраженную в паскалях. Ну и сравнить ее с оптимальным значением. Если все в норме – отлично Если тяга недостаточная – придется думать, как и чем можно эту ситуацию исправить.