Дымовые каналы для печного отопления

Как известно, от дымовых газов к стенкам дымоходов передача тепла происходит за счет трения, которое возникает при движении этих же газов. Под влиянием тяги скорость газа снижается и высвобожденная энергия (то есть тепло) переходит стенкам каналов-дымоходов . Получается, что процесс передачи тела напрямую зависит от скорости движения газа по каналам очага. А от чего же тогда зависит скорость газов?

Тут ничего сложного нет – на скорость движения дым.газов влияет площадь сечения дым.каналов. При малом сечении скорость увеличивается, при большей же площади – наоборот, скорость снижается, и дымовые газы передают больше энергии (тепла), при этом теряя свою температуру. Кроме сечения, на эффективность передачи тепла влияет и расположение дымового канала. К примеру, в горизонтальном дым. канале тепло «впитывается» намного эффективней, быстрей. Это происходит за счет того, что горячие дымовые газы легче и всегда находятся выше, эффективно отдавая тепло верхним стенкам дым. канала.

Давайте рассмотрим разновидности систем дымооборотов, их особенности, отличия и показатели эффективности:

Виды дымооборотов

Дымообороты являют собой систему спец-каналов внутри печи (камина), соединяющие топливник с дым. трубой. Основное их предназначение – это отвод газов из топки печи и отдача тепла самой печке. Для этого их внутреннюю поверхность делают гладкой и ровной, что снижает сопротивляемость движению газов. Дымовые каналы могут быть длинными – у печек, короткими – у каминов, а также: вертикальными, горизонтальными и смешанными (подъемными/опускными).

Согласно своим конструктивным особенностям, системы дымооборотов делятся на:

• канальные (подвиды: много- и мало- оборотные)
• бесканальные (подвид: с системой камер, разделенных перегородками),
• смешанные.

Все они имеют свои отличия, и, конечно же – плюсы и минусы. Наиболее негативны многооборотные системы с горизонтальным и вертикальным расположением дым.каналов, их применять в печах вообще не желательно! А вот самой приемлемой и экономичной системой дымооборотов считается смешанная система с горизонтальн. каналами и вертикальными колпаками прямо над ними. Другие системы также широко применяются в строительстве печей, но тут нужно знать нюансы их конструкции. О чем мы и «поговорим» далее, рассматривая каждую систему по отдельности:

Однооборотные системы дымовых каналов

Конструкция данной системы предполагает выход дымовых газов из топливника в восходящий канал, далее их переход в опускной канал, из опускного – в подъемный канал, а уже от туда — в дымоход. Данная система обеспечивает печам совсем малую теплопоглащающую поверхность, от чего газы намного меньше отдают тепла печи и ее КПД понижается. Кроме этого из-за очень высокой температуры в первом канале происходит неравномерный нагрев массива печи и растрескивание ее кладки, то есть разрушение. А отходящие газы достигают свыше 200градусов.

Однооборотная система дымооборотов с тремя опускными каналами

В данной системе чад из топливника переходит в 1-й восходящий канал, далее опускается по трем каналам опускным, переходит в подъемный канал, и лишь потом выходит в дым.трубу. Основной ее недостаток – перегрев 1-го восходящего канала и нарушение правила равномерности всех площадей сечения каналов. Дело в том, что опускные каналы (их всего 3) образуют в сумме такую площадь сечения, которая аж в три раза превышает S сечения в подъемн. каналах и подвертках, что приводит к снижению тяги в очаге. А это существенный минус.

Кроме названных недостатков в работе системы с тремя опускн. каналами, можно выделить еще один – это очень плохое растапливание печи после долгого перерыва.

Бесканальные системы

Тут дымовые газы начинают свой путь из топливника через хайло (отверстие для выхода дым.газов в дымообороты), потом переходят в колпак, далее вверх – до самой перекрыши очага, там остывают, передают тепло печи, опускаются вниз и выходят в дым.трубу в нижней области печи. Вроди все понятно и просто, но недостаток у такой бесканальной системы все же имеется: это очень сильный нагрев верхней области печи (перекрыши), чрезмерные отложения сажи и копоти на стенках колпака, а также высокие температуры отходящих дым.газов.

Бесканальные системы дымооборотов с 2-мя колпаками

Схема работы такой системы заключается в следующем: сначала из топливника дым.газы поступают в 1-вый колпак, затем поднимаются до перекрыши, опускаются, и потом переходят во второй колпак. Тут опять они поднимаются к перекрыши, снижаются и внизу через канал уходят в дымоход. Все это намного эффективней, нежели у одно-колпаковой бесканальной системы. С двумя колпаками стенкам дровяной печи передается намного больше тепла, а также намного заметнее снижается темпер-ра отходящих газов. Однако, перегрев верхней области печи и осадок сажи – не меняются, то есть не уменьшаются!

Бесканальные колпаковые системы – с контрфорсами на внутр. поверхностях печи

В данной колпаковой системе путь дыма следующий: из топливника переход в колпак, подъем к перекрыши, и передача части тепла самой перекрыше, боковым стенкам очага и контрфорсам. Она также имеет некий минус – это чрезмерный осадок сажи (и на стенках печи, и на контрфорсах), от чего может возникнуть возгорание этой копоти и разрушение печи.

Многоооборотные сис-мы дымооборотов с горизонтальными дым.каналами

Тут дым из топливника попадает в горизонтальные каналы, проходит по ним и отдает много тепла внутренней поверхности печи. После этого уходит в дым.трубу. При этом дымовые газы переохлаждаются, спадает сила тяги и печь начинает дымить. В результате, откладывается сажа, копоть, выпадает конденсат…. и, можно сказать, неприятности начинаются. Поэтому, перед использованием данной системы, дважды все взвесьте.

Многоооборотные сис-мы с вертикальными дым. каналами

Отличаются тем, что дым.газы из топливника сразу попадают в вертикальные подъемные и опускные дымовые каналы, также отдают тепло внутренним поверхностям очага, а потом уходят в дымоход. При этом недостатки такой сис-мы аналогичны предыдущей, плюс добавляется еще один. Первый восходящий канал (подъемный) перегревается, от чего неравномерно нагреваются наружные поверхности очага и начинается растрескивание его кирпичной кладки.

Смешанные сис-мы дымооборотов с горизонтальными и вертикальными дым.каналами

Отличаются тем, что дымовые газы переходят сначала в горизонтальные каналы, потом в вертикальные подъемные, в опускные, и лишь потом – в дымовую трубу. Недостаток данного процесса таков: из-за сильного переохлаждения газов происходит снижение тяги, она ослабевает, что приводит к чрезмерному отложению сажи на стенах каналов, появлению конденсата, и, конечно же, – к сбою работы печи и к ее разрушению.

Смешанная система дымооборотов со свободным и принудительным движением газов

Принцип работы данной сис-мы следующий: когда во время горения образуется тяга, она выталкивает дым.газы в горизонтальные и вертикальные каналы. Эти газы отдают тепло внутренним стенкам печи и уходят в дымоход. При этом часть газов поднимается в замкнутые вертикальные каналы (колпаки), которые находятся над горизонтальн. каналами. В них дымовые газы остывают, тяжелеют и уходят снова в горизонтальн. каналы. Такое движение происходит в каждом колпаке. В результате дым. газы передают все свое тепло, по максимуму, положительно влияя на КПД печи и повышая его до 89%.

Но есть одно «но»! В данной системе очень развита тепловосприимчивость, потому газы очень быстро остывают, даже переохлаждаются, ослабляя тягу и нарушая работу печи. На самом деле, такая печь не смогла бы работать, однако есть в ней спец-устройство, которое регулирует данный негативный процесс. Это инжекционные (подсосные) отверстия или сис-ма авторегуляции тяги и температуры выходящих газов. Для этого, при кладке очага, из топливника и в горизонтальных каналах проделываются отверстия с сечением 15-20см2. Когда тяга начинает падать и снижается температура газов, в горизонт. каналах образуется разряжение и через данные отверстия «засасываются» горячие газы из нижних дым.каналов и из топливника. В результате происходит повышение температуры и нормализация тяги. Когда же тяга, давление и температура дыма в норме, он не заходит в подсосный канал – для этого необходимо разряжение, снижение его тяги и температуры.

Опытные печники уменьшая/увеличивая протяженность горизонтальн. каналов, сечение и количество инжекционных каналов регулируют эффективность работы печи, тем самым достигая самых лучших результатов ее качества, экономичности и повышая КПД до 89 %.

С такой сис-мой дымооборотов у отопительных печей практически нет недостатков. Они отлично прогреваются – от пола до самого верха, при этом равномерно! В помещении не наблюдаются резкие перепады температуры. Если дом теплый, а на улице -10 мороза, то печку можно топить через 30-48часов. Если же на улице до -20, то придется топить почаще, регулярно! Именно регулярные топки и являются ее недостатком. Периодические же топки в смешанных дым.системах приводят к значительному накоплению сажи.

Как оптимизировать печь с многооборотной системой дымовых каналов?

1). Сделать подсосный канал в каждом горизонтальн. канале – сечением 15-20см2.

2). Установить подсосные каналы через каждых 0,7м длины канала.

В итоге, ваша печь станет намного эффективней: будет быстрей растапливаться, поддерживать стабильную температуру исходящих дымовых газов и менее накапливать сажу.

Устройство горизонтального дымохода, особенности

Что представляли собой самые первые дымоходы, можно, конечно, только догадываться, но нетрудно судить о них по печам, использовавшимся еще до середины прошлого века. Но и устанавливая современный газовый котел, без дымохода не обойтись. Впрочем, нельзя не отметить, что собрать дымоход для газового котла намного проще, чем выложить эту конструкцию для традиционной печи.

Дымоход горизонтальной конструкции — тепло в дом, а не в трубу

Если для газового котла выгоднее установить металлический дымоход, то для дровяной печи лучший вариант – конструкция из кирпича. Если кирпичная труба будет строго вертикальной, то большая часть тепла будет уходить на улицу.

Многие, наверное, слышали название горизонтальный дымоход? Нет, мы не имеем в виду дымоход для газового котла «труба в трубе», расположенный горизонтально и предназначенный для отвода продуктов сгорания от газового котла с принудительной тягой. Такие дымоходы называются коаксиальными.

Вертикальность не всегда оправдана

Сегодня мы поговорим об устройстве печных горизонтальных дымоходах и о тонкостях их устройства.

Если твердотопливный или газовый котел предназначены для нагревания радиаторов отопления, которые, в свою очередь, отдают тепло внутрь помещения, с их дымоходами все понятно, чем вертикальней, тем лучше.

Больше — не значит лучше

По какому принципу работает обычная кирпичная печь? Прогретые кирпичи отдают свое тепло внутрь помещения. Соответственно, чем больше максимальная длина прогреваемой кирпичной кладки, тем больше тепла поступает в помещение.

Но это совершенно не говорит о том, что в обязательном порядке нужно строить печь большого размера. Просто необходимо такое устройство печи, при котором будет максимально использоваться тепло, полученное от сгорания топлива.

Змейка — эффективное решение

Так появились дымоходы, устроенные по принципу «змейки», или, проще говоря, многооборотные дымоходы, длина которых многократно превышает протяженность прямой трубы.

Движение газов в дымоходе горизонтальном.

Существуют многооборотные дымоходы вертикальные и горизонтальные. У вертикальных многооборотных дымоходов расположение основных каналов направлено строго вертикально. Основным недостатком такого дымохода служит неравномерный прогрев.

В отличие от него, многооборотный дымоход горизонтальный прогревается значительно эффективней. Так как горячие газы стремятся вверх, а верхняя площадь горизонтального дымохода значительно больше, чем у вертикального, соответственно, прогрев осуществляется значительно лучше с использованием одного и того же объема топлива.

Самые прогреваемые участки.

Три основных правила

Сложить многоходовой дымоход для печи намного сложнее, чем собрать модульную систему газоотведения для газового котла. При выполнении работы необходимо следовать строгим правилам:

1. Сечение дымохода должно быть строго одного размера по всему дымоходу.
2. Необходимо минимизировать острые углы внутри дымохода.
3. Соблюдать гладкость внутренней поверхности.

На первый взгляд, очень простые правила, но как на практике удастся их соблюсти?

Кирпич и дымоход — размеры имеют значение

Столкнувшись впервые с кладкой горизонтального дымохода (см. Дымоход своими руками), даже опытный мастер может попасть в тупик при выполнении данных правил.

Но давайте рассмотрим все по порядку.

• Стандартный кирпич имеет размер 250×120×65 мм. Что мы в данном случае имеем?
• Понятно, что половинка кирпича будет иметь размер 125×120×65 мм. Так как мы перекрываем горизонтальный участок дымохода кирпичом, мы определились с размером 125 мм.
• Так как высота кирпича составляет 65 мм, становится понятным, что для создания одного канала потребуется выложить два ряда, 65+65=130, прибавим к этому два растворных слоя.

Наш дымоход будет иметь сечение 125×125×140 мм. Это очень важно запомнить, так как при кладке подобного рода дымоходов многие допускают грубейшую ошибку.

Если горизонтальная часть дымохода у них имеет размер 125×125×140 мм, то максимальная длина вертикального участка дымооборота устраивается совершенно произвольно, т.е. так, как получится.

Нельзя этого допускать, если при укладке последнего кирпича перекрытия размер вертикального перехода не соответствует вышеперечисленным параметрам, подрежьте кирпич, чтобы соблюсти размер. Повторимся, это очень важно.

Завихрения — методы решения проблемы

Следующий вопрос — минимизация острых углов. Если представить движение продуктов сгорания внутри дымохода как водный поток, становится понятным, что на острых углах кирпичной кладки будут возникать завихрения, препятствующие нормальному движению газов и, как следствие, ухудшению тяги.

Завихрения внутри дымохода.

Единственным правильным решением в таком случае станет сглаживание острых углов внутри дымохода.

Рассматривая переходы внутри дымохода, видно, что сгладить острые углы возможно только на самом перекрытии дымового канала. Делается это простым скалыванием острых углов кирпича. Делать это необходимо очень осторожно и аккуратно.

Наш совет: для того чтобы сгладить острые края кирпича, воспользуйтесь электрической шлифовальной машинкой. Так гораздо быстрее, и результат получится намного лучше.

Есть печь — будет и дымоход

Дымовое отверстие печи.

На рисунке изображена часть печи, для которой необходимо устроить дымоход горизонтальный.

Как говорилось ранее, мы должны соблюсти все параметры размеров внутреннего сечения. Если опыта в подобного рода работах недостаточно, то можно соорудить лекало соответствующего размера. С его помощью можно будет с успехом контролировать весь процесс укладки кирпича.

Как ранее говорилось, размер сечения внутренней части нашего дымохода будет составлять 125×125×140 мм.

Устраиваем горизонтальный канал

• Для этого укладываем два ряда кирпичей таким образом, чтобы у нас получился горизонтальный канал дымохода. На рисунке становится понятным, как это сделать. Кирпичи укладываются обычным способом для кирпичной кладки.
• Единственное, что потребуется, — это строгое соблюдение толщины швов. Так как в обычной кирпичной стене разница в несколько миллиметров не играет большой роли, в дымоходе эта разница приведет к изменению внутреннего сечения дымохода.
• Поэтому укладывая каждый кирпич, внимательно проверяйте и регулируйте толщину шва и горизонтальность укладки. Сделать это можно с помощью строительного уровня.

Горизонтальный дымовой канал (разрез).

При необходимости кирпич подбивается молотком с резиновым наконечником или обычным молотком с деревянной подложкой. Напоминаем, толщина шва у нас 3 мм.

Подготовка к перекрытию

Канал дымохода готов. Необходимо выполнить перекрытие. Для этого подготовим канал. Прокладываем еще один ряд по схеме, указанной на рисунке.

Первый слой перекрытия.

Теперь все готово для укладывания перекрытия. Что еще важно знать. Укладывая кирпичи, внимательно следите за выступающим раствором. Весь выступающий раствор необходимо тщательно удалять.

Внутренние швы по возможности должны быть заполнены раствором полностью. Недостатки раствора образуют дополнительные ступеньки, на которых впоследствии будет накапливаться сажа.

Кирпич перекрытия — умение, сноровка, желание, тренировка

Как правильно уложить кирпичи перекрытия? Тут нужна определенная сноровка и знания. Приступаем:

• Прикладываем кирпич без раствора и определяем ту часть, которая находится внутри канала дымохода на оборотах.
• С помощью шлифовальной машинки скругляем острые углы так, как показано на ранней схеме.

Наш совет: так как не все кирпичи подлежат округлению, можно подготовить сразу необходимое количество, согласно схеме дымохода. При необходимости их можно всегда подрезать по размеру.

• Что касаемо раствора. Укладывая кирпичи перекрытия, раствор накладывается на укладываемый кирпич и ни в коем случае на кирпичи кладки.
• Приложите кирпич и определите, какими частями он соприкасается с кладкой дымохода. Как видно из рисунка, он примыкает к кладке одной тычковой и ложковой частью полностью и половинкой пастели.
• На данные части наложите раствор и распределите по возможности ровным слоем. Учтите, для того чтобы кирпич не западал в стороны, по краям должно быть немного больше раствора, чем в центре.
• Раствор наносится на кирпич в перевернутом состоянии. Когда раствор нанесен, укладываем кирпич и плотно прижимаем его ложковой и тычковой частью.

Точность имеет значение

После чего с помощью уровня делаем необходимое измерение. При необходимости кирпич подбиваем с помощью резинового молотка. Ни в коем случае не следует ударять по части, находящейся над дымовым каналом.

Горизонтальный канал в сборе.

Можно поддерживать одной рукой кирпич снизу и проводить необходимые манипуляции. Таким образом укладывается весь ряд. В итоге у вас должно получиться так, как показано на снимке.

Повторимся, укладывая последний кирпич перекрытия, проверьте размер вертикального оборота. При необходимости подрежьте кирпич настолько, чтобы вертикальный канал соответствовал размером горизонтальному каналу.

Справка: соблюдение размеров дымового канала — залог хорошей и эффективной работы дымохода.

Теперь все можно повторить в обратном направлении. Так укладывается весь дымоход.

Сажа: кирпич или дверцы

В таком дымоходе в обязательном порядке возникнет вопрос с сажей. Главным недостатком такого дымохода является необходимость в большом количестве дверец для очистки (Как прочистить дымоход).

Устройство для чистки дымохода.

Дверцы намного снижают эффективность дымохода. Неравномерный нагрев кирпичных стенок и металлических дверец приводит к большим перепадам температур внутри дымохода и, как следствие, к ухудшению тяги.

Наш совет: вместо металлических дверец, установите выбивные кирпичи. Конечно, это немного усложнит обслуживание дымохода, но в любом случае значительно улучшит его работоспособность.

Работа не требует поспешности. Главное при сооружении данного дымохода — внимательность и аккуратность. Используя вышеперечисленные советы и рекомендации, вы с успехом сможете соорудить дымоход горизонтальный для своей печи.