Безопасный дымоотвод от камина
Опубликовано: 09 октября 2019 г.
843
Камин используется для отопления жилых зданий с древнейших времен и продолжает пользоваться популярностью пользователей, прежде всего, при отоплении частных загородных домов и дач. Однако и сегодня нередки ошибки при устройстве каминного отопления и чаще всего они происходят при монтаже систем дымоудаления.
Классика жанра
Некоторые особенности дымоотвода от классического камина с открытой топкой (рис. 1 а, б) связаны с его низким КПД (15-20 %) и, как следствие этого, с высокой температурой отводящихся дымовых газов – до 600 ºC. Прежде всего это влияет на выбор материала дымохода. Традиционно дымоходы таких каминов сооружались из кирпича, и сегодня именно этот материал остается для них наиболее предпочтительным. Альтернативой кирпичу выступает жаропрочный бетон.
Рис. 1 Камин с открытой топкой: а – фото, б – схема топки.
Система дымоотвода от классических каминов должна быть прямоточной, обеспечивающей хорошую тягу. Сечение канала такого дымохода должно составлять не менее 1/10 сечения топочного проема. При этом минимальный диаметр внутреннего сечения круглого кирпичного дымохода или минимальная сторона сечения квадратного составляет 140 мм.
Неполное сгорание топлива в классическом камине в сочетании с большой тягой и ограниченными возможностями по регулированию процесса сгорания приводит к искрообразованию и, нередко, к выбрасыванию искр из окончания оголовка дымохода. Поэтому оголовки таких дымоходов должны оснащаться искрогасителями (рис. 2), что особенно актуально в тех случаях, когда кровля изготавливается из возгораемых материалов.
Рис. 2 Искрогаситель, установленный на оголовке кирпичного дымохода
Высокая огнестойкость кирпичных дымоходов – основное их свойство, обеспечивающее приоритет применения для каминов, однако это свойство сохраняется только при соблюдении техники кладки стенок дымоходов, а также требований к используемым материалам и других требований, регламентируемых СНиП 41–01–2003 «Отопление вентиляция и кондиционирование» и СП 42–101–2003 «Приложение Г. Дымовые и вентиляционные каналы».
В частности, толщина стенки кирпичного дымохода должна быть не меньше 120 мм. При кладке не следует использовать обломки кирпича размером менее его половины. Обязательно заполнение вертикальных и горизонтальных швов кладки цементно-песчаным раствором на всю глубину. В стенке кирпичного дымоотвода нельзя прокладывать штробы под электропроводку, выдалбливать ниши и высверливать отверстия.
Высокая температура отводящихся газов исключает возможность использования при сооружении кирпичного дымохода для камина обсадной асбоцементной трубы – асбоцементные стенки взрываются при перегреве.
Для предупреждения возгорания расстояние от наружных поверхностей кирпичных или бетонных дымоходов до стропил, обрешеток и других деталей крыши, выполненных из горючих материалов, согласно нормам должно быть не менее 130 мм. Для мест прохождения кирпичными дымоходами перекрытий из горючих материалов нормируются расстояния от наружной стенки дымохода до конструкций перекрытия. Для незащищенных конструкций это расстояние должно быть не меньше 500 мм, а для защищенных не менее 380 мм.
Следует помнить, что кирпичные дымоходы из-за большой массы требуют обязательной закладки бетонного фундамента под свое основание. Это лучше сделать еще на стадии сооружения основания несущих конструкций всего здания. Допускается устройство и кирпичного основания, но с глубоким наполнением цементно-песчаным раствором горизонтальных и вертикальных швов фундаментной кладки. Низ дымоходной системы (без газоотводного канала) обязательно поднимается на 400 мм выше линии пола.
Отдельный тип каминов с открытой топкой – камин-очаг, топка его открыта с двух и более сторон, а разновидность этого типа – «островной» камин и вовсе сооружается посередине площади обогреваемого помещения (рис.3). Для безопасного дымоотвода такие камины снабжаются колпаком дымоуловителем, переходящим в дымоход. Сечение дымохода, по которым отводятся дымовые газы от камина-очага должно быть увеличенным по сравнению с классическим камином, у которого топка открыта с одной стороны. Для улучшения тяги дымоход можно оборудовать дымососом.
Рис. 3 Островной камин с открытой топкой
Каждый камин с открытой топкой требует сооружения отдельного дымохода.
Дымоходы каминов с закрытой топкой и камино-печей
Растущая популярность моделей каминов с закрытой топкой объясняется рядом их особенностей и преимуществ (рис 4). Прежде всего, они более безопасны, компактны и энергоэффективны. Применение закрытой топки позволяет использовать для обогрева не только тепловое излучение, но и конвекцию.
Рис. 4 Камин с закрытой топкой
Конструкционно такие камины представляет собой металлическую (как правило, чугунную) закрытую топку, помещенную в кожух, внутри которого нагревается циркулирующий воздух. Для снижения тепловых потерь, оптимизации процесса горения и обеспечения безопасности топка оснащается дверцей с окном из жаропрочного кварцевого стекла. Вставные топки устанавливаются в каминную нишу и закрываются фронтальным декоративным порталом.
КПД каминов с закрытой топкой достигает 80 %, они могут оснащаться теплообменниками для использования в качестве теплогенераторов систем воздушного (рис. 5) и водяного отопления.
Рис. 5 Камин с закрытой топкой в системе воздушного отопления
Наряду с каминными закрытыми топками выпускаются металлические моноблочные камины, включающие не только топку, но и дымоход. Такие модели могут размещаться как в стенной нише, так и в центре помещения.
Существуют дизайнерские решения подвесных каминов с закрытой топкой (рис. 6).
Рис. 6 Подвесной камин с закрытой топкой
В любом случае КПД у каминов с закрытой топкой значительно выше и соответственно ниже температура отводящихся дымовых газов. Которая составляет 400 – 500 ºC. Как следствие расширяется спектр материалов, из которых может изготавливаться дымоход для таких каминов. Наряду с кирпичными дымоходами и из жаропрочного бетона, для отвода дымовых газов от каминов с закрытой топкой могут использоваться модульные утепленные дымоходы из нержавеющей стали (рис. 7), керамические (рис. 8), а также в пределах отапливаемых помещений – одноконтурные стальные эмалированные.
Рис. 7 Модульный дымоход из нержавеющей стали типа сэндвич: а – труба в разрезе, б – дымоход, установленный на фасаде дома
Рис. 8 Керамический модульный дымоход
Подключения двух каминов с закрытой топкой к одному дымоходу в принципе возможно. По своим характеристикам камины с закрытой топкой сравнимы с печами. Согласно требованиям СНиП 41-01-2003, «Допускается присоединять к одной дымовой трубе две печи, расположенные в одной квартире на одном этаже. При соединении дымовых труб в них следует предусматривать рассечки высотой не менее 1 м от низа соединения труб». Рассечку можно сделать только в кирпичном дымоходе. Если же дымоход модульный, можно при помощи тройника подсоединить трубу второй топки к трубе первой (если дымовые каналы имеют разный диаметр, то меньший врезают в больший), после чего необходимо соответственно увеличить сечение канала.
Тепловой КПД камино-печей еще выше, чем у каминов с закрытой топкой и достигает 85 %. Их главное конструкционное отличие от камина – встроенный дымовой канал, проходя по которому, дымовые газы охлаждаются до относительно низкой температуры (160-230 ºC). В связи с этим в дымоходе возрастает возможность выпадения конденсата, в котором будут растворяться оксиды серы, образующиеся при сжигании твердого топлива. В результате растворения оксидов серы в конденсате образуются серная и сернистая кислоты агрессивные по отношению к поверхности дымохода, что может повлечь разрушение его стенки, нарушение газоплотности, повреждение окружающих конструкций, а также повышается риск возгорания прилегающих конструкций, изготовленных из горючих материалов. Для предупреждения возможности образования конденсата на стенках дымохода возникает потребность в массивном кладочном либо хорошо утепленном модульном дымоходе. Наиболее удачным решением в таком случае становятся модульные утепленные дымоходы типа сэндвич со стенками из нержавеющей стали, а также керамические дымоходы. Применяются также дымоходы из талькомагнезита или талькохлорита – массивный, либо с внутренней трубой (стальной, керамической).
Безопасная тяга
Важнейшее условие безопасности работы каминов с открытой топкой – хорошая тяга. Это же условие является залогом эффективной и правильной работы любого камина, а для соблюдения этого условия необходимо правильно рассчитать сечение дымохода, в соответствии с мощностью топки и высотой дымовой трубы. Недостаточная высота дымовой трубы либо той её части, которая возвышается над крышей, как и неправильно выбранное сечение канала могут стать причинами плохой тяги и ее периодического опрокидывания (то есть возникновения обратной тяги).
Слишком узкий дымоход не может обеспечить выхода всей массы образующихся газов, а слишком широкий хуже прогревается, в его дымовом канале возможны завихрения потока газов, холодный уличный воздух может образовывать обратные потоки. Сечение дымоходов для каминов следует принимать не менее: 140×140 мм – при тепловой мощности до 3,5 кВт; 140×200 мм – при тепловой мощности от 3,5 до 5,2 кВт; 140×270 мм – при тепловой мощности от 5,2 до 7 кВт. Площадь сечения круглых дымовых каналов должна быть не менее площади указанных прямоугольных каналов.
Необходимое для создания хорошей тяги разрежение в дымоходе зависит от его высоты. Минимально допустимой является высота 5–5,5 м от колосника топки до верхнего среза трубы.
Если наружный дымоход и его оголовок расположены ниже окончания вентиляционной вытяжки, опрокидывание тяги может проявляться притоком холодного воздуха в помещение из неработающего камина.
Ухудшают тягу отклонения от вертикального направления дымохода. Нормами для печей и каминов допускаются отводы труб под углом до 30° к вертикали на расстояние не более 1 м. Для дымоходов, к которым подсоединены камины с открытой топкой, отклонений от вертикального направления не допускается вовсе.
Плохая тяга может наблюдаться в дымоходе, в том числе, и из-за быстрого остывания дымовых газов, это может иметь место в холодное время года при недостаточном утеплении стенок дымохода. В таком случае иногда для восстановления необходимой тяги достаточно утеплить относительно небольшой участок дымохода в верхней его части. В качестве изоляционных материалов обычно применяют фольгированную базальтовую вату или вермикулит.
Избыточная тяга в дымоходе (более 18 Па) приводит к слишком быстрому и неэффективному прогоранию топлива, разбрасыванию искр из дымохода над крышей, сопровождается гудением в дымовом канале при прогорании дров.
Оптимальная тяга (10 – 12 Па) имеет большое значение и для эффективного сжигания топлива в каминах с закрытой топкой. К снижению КПД камина приводит не только недостаток тяги, но избыточная тяга.
Рис. 9 Каминный вентилятор для вытяжки дымовых газов с температурой до 200 °C в течении 5 час
Для обеспечения хороших показателей камина при недостаточной тяге на оголовок дымохода устанавливаются вентиляторы (рис. 9) или наращивается высота трубы. С избыточной тягой в кирпичном дымоходе можно справиться при помощи регулирования ее шибером, на модульных дымоходах в такой ситуации применяют «модератор тяги», который изготавливается в виде Т-образного тройника с открывающимся клапаном на горизонтальном участке.
Статья из журнала "АКВА-ТЕРМ" № 5 /2019, рубрика "Отопление и ГВС".
