Расчет диаметра дымохода для газового котла

О чем говорят СНиПы

Устройство дымопроводов для газовых котлов регулируется СНиП 2.04.05-91, а также ДБН В.2.5-20-2001

Один котел – один дымоход. Запрещено совмещение, установка тройников и т.д.
Продукты сгорания необходимо периодически вычищать, для этого оборудуются карманы с глубиной в 250 мм.
Высота трубы не менее 5 метров.
Возвышение труб над кровлей должно быть устроено с учетом п.3.73. из СНиП 2.04.05-91.
Диаметр дымоотводной трубы должен быть не меньше диаметра выхода трубы самого котла.
Проверка и чистка системы осуществляется ежегодно перед отопительным сезоном.

О том, как правильно выбрать и смонтировать дымоход смотрите видео:

https://youtube.com/watch?v=yKKaZneQDa0

Из какого материала

Дымоход для газового котла в частном доме можно сделать из разных материалов. Основное требование — стойкость к химически агрессивным веществам, неспособность пропускать газы. Традиционно используют несколько материалов. О достоинствах и недостатках,особенностях сборки каждого из них поговорим подробнее.

Кирпичный дымоход

Сегодня это уже не самый популярный тип дымоходов. Он получается тяжелым, при большой высоте требует наличия фундамента. Кроме того кладка кирпичного дымохода занимает немало времени.

Вместе с тем, этот вид дымовых труб обладает рядом отрицательных качеств. Первое — внутренние стенки его негладкие, что способствует скоплению сажи, ухудшает тягу. Второе — кирпич — гигроскопичен. Потому стекающий по стенкам конденсат впитывается, что способствует быстрому разрушению.

Устройство кирпичного дымохода для газового котла с вставкой металлической гильзы

Чтобы решить эти проблемы внутрь кирпичного дымохода вставляют гладкую трубу подходящего диаметра. Обычно это труба из нержавеющей стали или асбеста

При строительстве такого комбинированного дымохода необходимо уделить внимание следующим вещам:

Стыки трубы-вкладыша надо делать герметичным. Если это обычные или сендвич-трубы из нержавеющей стали, все происходит стандартно — дымоход собираем по конденсату. Если вкладыш сделан из асбестоцементных труб, придется позаботиться о герметичности стыков. Причем замазать стык цементом — не вариант. Такое соединение никак не является герметичным — конденсат будет впитываться. Придется придумывать герметичные хомуты, использовать гидрофобные (водоотталкивающие) составы. Причем они должны быть еще и химически стойкими. Как вариант, можно рассмотреть промазывание стыков жаростойкими герметиками с температурой эксплуатации порядка 200°C.
Для того чтобы конденсат образовывался как можно меньше, трубы (даже внутри кирпичного кожуха) лучше утеплить. Для этого желательно использовать утеплитель, который не боится намокания.
Внизу к трубе-вкладышу обязательно должен быть пристроен конденсаотосборник. Доступ к нему должен быть свободным.

Если сделать дымоход для газового котла по этим правилам, то даже при обильном выделении конденсата с ним легко будет справиться.

Нержавеющая сталь — одностенные трубы и сендвич

Современные газовые котлы устроены так, что температура дымовых газов на выходе не очень высокая. Потому конденсат образуется всегда. При хорошей тяге большая его часть улетает в трубу, при хорошем утеплении оставшаяся часть испаряется. Так и получается, что в конденсатосборнике жидкость присутствует не всегда. Но сам конденсат образуется при работе газового котла все время. Когда-то в большем количестве, когда-то в меньшем. В связи с этим, требования к нержавеющей стали для дымохода высокие: она должна выдерживать длительный контакт с едкими веществами. Этим требованиям отвечает в основном пищевая нержавейка. Да, она стоит немало, но только она будет служить годами.

Строение сендвич-трубы

Теперь о том, делать дымоход для газового котла из одностенной трубы или из сендвич-труб. Для того, чтобы конденсат образовывался в минимальных количествах, желательно чтобы дымоход не остывал. То есть, его надо утеплять. И хоть сендвич-дымоход имеет прокладку из утеплителя, при наружной прокладке (на улице) его тоже лучше утеплить — дольше прослужит, лучше будет тяга. Но в данном варианте потребуется меньше утеплителя — один слой, тогда как обычную трубу, возможно, придется оборачивать двумя или даже тремя слоями. Так что затраты на обустройство дымохода из одно-стенной нержавеющей трубы и сэндвичей будут сопоставимы. Просто в первом случае придется использовать большее количество утеплителя, во-втором меньшее.

Проектирование дымохода в зависимости от конфигурации отопления

Идем дальше. Какие дымоходы сегодня устанавливают чаще всего? Это кирпичные, керамические и из изолированной и неизолированной стали.

И в первую очередь, при проектировании дымохода, вычисляют его его минимальные показатели пропускной способности. Если здесь допустить ошибки, дымовые газы станут скапливаться внутри трубы и доставлять немало проблем.

Общая схема расположения дымохода выглядит так:

Если температура отходящих газов невысока, как у современных низкотемпературных котлов, тогда в верхней части дымохода устанавливают так называемые электрические дымососы.

Они представляют собой небольшой вентилятор с лопастями. Такое устройство принудительно убирает продукты сгорания из трубы, усиливая, тем самым, силу тяги. И тогда сила тяги уже не влияет напрямую на высоту дымохода, ведь ее добиваются другим способом, а не «ловлей ветра».

Если дополнительного приспособления нет, тогда ветер ловить все-таки придется. И в этом случае нужно отталкиваться от имеющейся мощности котла, печи или камина, которые можно узнать из технической документации. Она выражается в том количестве топлива, которое сжигают за один час работы.

Если количество объема топлива известно, тогда объем газов рассчитывают по такой формуле:

Vг = B∙V∙(1+t/273)/3600

Результат получится в м3/с. Это – скорость движения газов в трубе. Сечение трубы вычисляем уже по такой формуле:

F = π∙d²/4

И полученное значение определяют в м2. Это – площадь сечения дымохода, а диаметр рассчитывают по формуле:

dт = √4∙B∙V∙(1+t/273)/π∙ω∙3600

Остальные характеристики почти одинаковы у большинства отопительных приборов. Так, скорость выхода газов в дымоходе обычно не меньше, чем 2 метра в секунду, а температура газов на входе в трубы – от 150 до 200 градусов.

Также стандартный напор газов на 1 метр – не менее, чем 0,4 мм Н₂О, или 4 Па:

Поэтому, согласно СНиП, высота дымовой трубы от колосника должна составлять не менее 5 метров.

Требования к обустройству дымохода

В котле создается область повышенного давления и температуры, отработанный горячий воздух под воздействием силы тяги стремится в область пониженного давления.

Тяга может быть естественная и принудительная, когда ее сила увеличивается за счет вентилятора или дымососа.

Строго вертикальное расположение и цилиндрическая форма обеспечивает наибольшую эффективность аэродинамической силы, с помощью которой дым, сажа, частички пепла и копоти, смоляные выделения, водяной пар выводятся в атмосферу и не оседают на элементах отопительного оборудования и самого дымохода.
Диаметр выходящего канала должен быть больше диаметра патрубка, что даст увеличение силы тяги.
В документах на обогревательный твердотопливный котел указывается минимальная длина высота трубы.
При установке дымохода учитывают особенности материала кровли, расстояние до крыши и конька, ее угол наклона, расстояние до стены, класс горючести стенового материала.
Длина тройника должна быть не менее 1 метра и служит для соединения системы дымоотвода в единую конструкцию. В нем происходит изменение направления подачи горячих отработанных газов с горизонтального в вертикальное. Угол поворота составляет 90.
Установка дефлектора защищает верх трубы от попадания воздуха при сильных порывах ветра, сухих листьев, мусора, пыли и позволяет увеличить тягу. Сильный порыв ветра может погасить горелку.
Высота трубы должна быть минимум на 70 см выше конька крыши, чтобы избежать засасывания отработанного воздуха под кровлю дома.
Угол присоединения коленей конструкции должен быть 45, отступ до изолированных участков не менее 25 см, до горючих фасадных материалов не менее 50 см, а кровельных элементов 38 см при обязательном наличии термоизоляции.

Установка дымохода для газового котла закрытого типа

Правила монтажа этого варианта дымохода являются следующими:

в отличие от открытой системы, коаксиальный дымоход располагается исключительно по горизонтали; минимальное расстояние от поверхности земли – 2 м; располагаться труба должна не менее чем в двух метрах по горизонтали от отверстий вентиляции, а также окон и дверей; минимальный вертикальный участок, на котором такой дымоотвод монтируется от находящихся выше оконных проемов – 1 м; важно установить систему так, чтобы поблизости не находилось никаких существенных преград наподобие стен, заборов и пр. (примерно на расстоянии в 1,5 м); категорически запрещено выводить трубу в различных арках, туннелях и переходах; чтобы весь появляющийся конденсат собирался в одном месте, во время устройства трубы дымохода важно расположить ее под определенным уклоном (приблизительно от 6° до 12°)

Видео об устройстве дымохода для газового котла:

Материал изготовления дымохода

От материала изготовления, его качества зависят не только показатели КПД и скорость сгорания топлива, но и безопасность.

Рассмотрим варианты, какой дымоход подходит для твердотопливного котла.

Асбестоцементная труба отличается низкой ценой, высокой жаростойкостью, низким коэффициентом термического расширения, гладкой поверхностью, химической стойкостью к воздействию агрессивных веществ и широким ассортиментным рядом. Недостаток материала его низкая теплостойкость, температура выше 300 С разрушает материал.
Кирпичный потребует дополнительных расходов на кладку и обустройство фундамента, но в то же время один из самых проверенных временем и надежных вариантов. Выдерживает температуру нагрева до 800 С. Но неровности, образующиеся при кладке способствуют быстрому загрязнению сажей, копотью и требуют своевременной прочистки системы дымоотведения. Кирпичу свойственна высокая теплоемкость, после нагрева он медленно отдает тепло и служит дополнительным источником обогрева помещения.
Металлические трубы, изготовленные из нержавеющей стали представляет собой сборную легко монтируемую конструкцию. При выходе из строя одного из элементов, прост в демонтаже и замене необходимого узла. Высокая термостойкость, антикоррозийные свойства, гладкая поверхность, применение системы сэндвич предупреждает появление конденсата на стенках, доступная цена.
Керамические и стеклянные дымоходы имеют идеально ровную гладкую поверхность, высокую теплостойкость, герметичность, износостойкость, эстетичный внешний вид. Недостаток этих материалов – высокая стоимость и сложность монтажа, которую необходимо учитывать при проектировке здания.

Проектирование дымохода в зависимости от конфигурации отопления

Общая схема расположения дымохода выглядит так:

Если количество объема топлива известно, тогда объем газов рассчитывают по такой формуле:

Vг = B∙V∙(1+t/273)/3600

F = π∙d²/4

И полученное значение определяют в м2. Это – площадь сечения дымохода, а диаметр рассчитывают по формуле:

dт = √4∙B∙V∙(1+t/273)/π∙ω∙3600

Также стандартный напор газов на 1 метр – не менее, чем 0,4 мм Н₂О, или 4 Па:

Поэтому, согласно СНиП, высота дымовой трубы от колосника должна составлять не менее 5 метров.

Виды дымоходов

Два основных подвида – это внутренние и внешние. За исключением кирпичных, которые обустраиваются только внутри, все остальные универсальные, подробней о них ниже. Устройство дымоходов для твердотопливных печей, котлов должно соответствовать определенным требованиям. К примеру, для каждого типа существуют свои требования по высоте, температуре

Особое внимание уделяйте расчету высоты. Современный системы могут предоставить широкий выбор разновидностей из самых разных материалов

Отличия могут касаться стоимости, устойчивости к температуре, долговечности, процесса монтажа и установки

Итак, виды:

Отличия могут касаться стоимости, устойчивости к температуре, долговечности, процесса монтажа и установки. Итак, виды:

Кирпичные
Стальные
Керамические
Сэндвич панели

Дымоход из кирпича

Кирпичный, зачастую обходится гораздо дешевле, чем более современные системы. Но, несмотря на относительную дешевизну, сопутствующие растраты могут оказаться немного выше. К примеру, под кирпич нужен тяжелый фундамент, навыки по укладке (самостоятельно выложить кирпичный дымоход для котла, печи на твердом топливе сложно). Следует использовать огнеупорный кирпич, с маркировкой не меньше М125, раствор можно использовать самый обычный, к нему особых требований нет. Учитывайте особенность, как правильно класть кирпич, стенки не должны быть меньше 120 мм.

Выводящий канал должен быть выстроен из расчета размера кирпича и его кладки, к примеру, сечение 140*140 мм соответствует 1⁄2 * 1⁄2 кирпича

Обратите внимание, те участки, которые проходят через не отапливаемые помещения, должны быть утеплены и тщательно за герметизированы. Кирпичные дымоходы отлично подходят только для котлов на твердом топливе, для них обязательно нужно поддерживать высокую температуру выводящих газов

Дымоход из стали

Может быть изготовлен, как из черной стали, так и с «нержавейки». Несмотря на более высокую стоимость второго типа, его рекомендуется устанавливать и производителями печей. Для всех дымоходов подобного уровня, характерны преимущества:

гладкость стенок;
универсальность;
возможность установки даже после финальной отделки дома;
долговечность, даже с высоким КПД;
отсутствие завалов.

Дымоход из сэндвич-панелей

Построить дымоход для твердотопливного котла своими руками реально и с относительно новых сэндвич конструкций. Такая система подразумевает наличие двух стальных труб, которые вставлены друг в друга, а между ними установлен термоизоляционный слой. Во время эксплуатации именно теплоизоляция принимает на себя все нагрузки и перепады температур, позволяя избегать образования конденсата. Наиболее оптимальным считается использование таких типов дымохода, в деревянных домах, где высокое положение отведено пожарной безопасности.

Керамический дымоход

Твердотопливный котел может функционировать в паре с керамическим отводом. Состоит он из труб, для которых использовался специальный огнеупорный материал, с дополнительной термоизоляцией. Материал невероятно устойчив к перепадам температур, а также к воздействию агрессивных сред. Кроме того, подобные конструкции оказались наиболее долговечными в плане использования без очистки и ремонта. Подбирая трубы, нужно ориентироваться на определенные требования, такие как температура отводящих газов. Для твердотопливных источников нужно использовать трубы с допуском 650 градусов.

Важное условие при эксплуатации подобных систем, за счет внешней теплоизоляции, особую роль играет вентиляция и проветривание. Они достаточно сильно вбирают влагу, поэтому позаботьтесь об этом заранее и продумайте надежную систему, чтобы воздух не застаивался

Иначе срок службы может значительно сократиться

Иначе срок службы может значительно сократиться.

Отделка дымохода на крыше

Отделочные работы включают в себя работы по герметизации стыков дымохода и кровли, оборудованию защиты дымоходов и вентиляционных каналов от воздействия влаги и теплоизоляционные работы. Важным моментом является придание красивого вида всем конструкциям на крыше.

Обшивка дымохода делается в случае использования некачественного кирпича, когда есть риск разрушения под влиянием осадков. Если уровень тяги недостаточен, а высота установки дымохода соответствует изложенным выше требованиям, за обшивкой укладывают слой теплоизоляции из негорючих материалов.

Материалы и способы зашивки

Вне зависимости от способа отделки требуется изготовление несущего каркаса, на который будет крепиться утеплитель и обшивочный материал. Для дымохода каркас изготавливается только из металла. Отлично подходит для этого профиль для крепления гипсокартонных листов. Крепёж тоже обязательно должен быть металлическим.

Оптимальным материалом для обшивки является оцинкованный лист или профнастил. Такая обшивка имеет низкую стоимость и легко монтируется. Крепление оцинковки производится саморезами с подложенными под шляпку силиконовыми или резиновыми уплотнительными шайбами.

Дымоход можно отделать тем же материалом, из которого выполнена кровля

Отделку выполняют также натуральным или искусственным камнем. При этом необходимо дополнительно закрепить камень к поверхности дымохода с помощью дюбелей.

Отделка камнем отлично декорирует дымоход и придаёт ему вид небольшой средневековой башенки

Верхнюю часть дымоходов защищают от попадания внутрь влаги при помощи колпаков. Так как установка колпака имеет свойства ухудшать тягу, высота колпака не должна быть менее 150 миллиметров. Из чего будет сделан колпак зависит только от личных предпочтений и материальных возможностей хозяина дымохода — изготовить его можно из обычной оцинковки либо применить красивую кованую конструкцию с флюгером.

Работы по обшивке дымоходов обязательно должны выполняться согласно требованиям противопожарных правил. Продукты сгорания, которые отводятся от каминов, печей и твердотопливных котлов, имеют высокую температуру. В котлах на газовом топливе температура на выходе из трубы намного ниже, поэтому их можно считать безопасными. Но все равно для всех видов печей и котлов дымоход должен обеспечивать хорошую тягу. Основным требованием является применение только материалов, не поддерживающих горение.

В случае когда дымоход и вентиляционные каналы расположены в одном коробе, срез дымохода должен располагаться значительно выше среза вентиляции.

Для исправной работы дымохода требуется выполнять его чистку от сажи, осмотр и устранение замечаний с периодичностью 2 раза в год. Эксплуатировать котёл необходимо строго в соответствии с правилами и не применять его для иных целей.

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:

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.
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.
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.

При рассчете диаметра дымохода для печи учитывается длина трубы

Конструкции котлов и вывод дымовой трубы

Конструктивно газовый котёл представляет собой устройство, состоящее из газовой горелки, к которой через форсунки поступает газ, и теплообменника, который нагревается за счёт энергии, получаемой во время сгорания газа. Газовая горелка располагается в топочной камере. Движение тепла происходит при помощи циркулярного насоса.

Помимо этого, современные типы газовых котлов оснащаются различными модулями самодиагностики и автоматики, позволяющими использовать оборудование в автономном режиме

При выборе дымохода обращайте внимание на тип камеры сгорания котла. Именно от её конструкции будет зависеть способ забора воздуха, необходимого для сгорания газа, а вследствие этого и оптимальный тип дымохода

Для разных типов камеры сгорания подходят разные типы дымоходов

Камера сгорания у газовых котлов бывает двух типов:

открытая — обеспечивает естественную тягу. Забор воздуха происходит из помещения, в котором установлено отопительное оборудование. Отвод продуктов горения осуществляется посредством естественной тяги при помощи дымовой трубы с выходом через кровлю;
закрытая — обеспечивает принудительную тягу. Забор воздуха для горения топлива происходит с улицы. В редких случаях воздух может забираться из специального помещения, оборудованного приточной вентиляцией. Для одновременного отвода топочных газов и забора свежего воздуха используется дымоход коаксиального типа, который выводится наружу через ближайшую несущую стену.

Зная тип топочной камеры, можно без особого труда подобрать или изготовить подходящий по конструкции дымоход. В первом случае, когда котёл оборудован открытой камерой сгорания, используется обычный тонкостенный или утеплённый дымоход.

Для котлов с закрытой камерой сгорания используется коаксиальный дымоход, который представляет собой конструкцию, состоящую из труб разного диаметра. Труба с меньшим сечением закрепляется внутри трубы большего диаметра посредством специальных стоек. По внутреннему каналу происходит отвод углекислого газа и других продуктов горения, а через промежуток между внешней и внутренней трубой свежий воздух поступает в закрытую топочную камеру.

Способы устройства дымовых труб

По способу устройства дымовые трубы подразделяются на:

внутренние — дымоходы, выполненные из металла, кирпича или керамики. Представляют собой как одностенную, так и утеплённую двухстенную конструкцию. Располагаются вертикально вверх. Возможно присутствие нескольких колен со смещением на 30о;
наружные — коаксиальные или сэндвич-дымоходы. Располагаются также вертикально вверх, но дымовая труба выводится наружу через несущую стену горизонтально. После вывода трубы устанавливается поворотное колено на 90о и опорные кронштейны, позволяющие провести монтаж в нужном направлении.

Дымоход может выводиться на улицу через стену в непосредственной близости от котла или традиционным способом через крышу

При выборе способа устройства дымохода следует учитывать размеры здания, в котором находится оборудование. Для небольших построек целесообразней использовать внешние дымоходы, так как они позволяют вывести дымовую трубу за пределы помещения.

В остальных случаях следует отталкиваться от личных возможностей. Если позволяет пространство и есть возможность выполнить качественную изоляцию в местах прохода трубы через перекрытия, то внутренний дымоход будет лучшим решением. Особенно если конструкция будет обложена кирпичом или защищена керамическим коробом.