Как и любая история, это началась в незапямятные времена. Когда появились первые уютные жилища с горячим очагом. Сначала это были скорее палатки или хижины, чем полноценные, привычные нам дома. Большинство этих построек топили "по-черному", тому в подтверждение осколки Монгольской орды - юрты, иглу эскимосов, юрты эвенков и прочие кочевые постройки. В силу мобильности кочевников они пользовались открытым огнем, не имея никакой возможности делать стационарные печи. Значит дым уходил через отверстие в верхней части строения.
Не будем описывать все преимущества и недостатки данного способа отопления жилья, но одно стоит отметить, что дома с таким типом отопления, пусть и в измененном виде сохранились до 20 века в Европейской части нашего континента. На Украине во Львовском музее народной архитектуры и быта - "Шевченковский гай" сохранились дома с отоплением "по-черному", не смотря на то, что печи в таких домах стоят полноценные, но дымохода нет и эти остроконечные постройки с окном в самом верху кровли сделаны для отвода дыма.
Под крышей вешали запасы провианта: сало, буженина, лук, колбасы, которые хранились очень долго, так как постоянно подвергались холодному копчению. Перегородки в таком доме были по типу классической "пятистенки", но потолок не предусмотрен, теплый дым поднимался под крышу. Прикарпатские дома не одиноки, есть Северорусские курные избы сохранившиеся до наших дней и в Подмосковье и на Севере страны.
Из "бонусов" в таких домах полное отсутсвие шумоизоляции между комнатами, без отопления дом очень быстро остывал, о безопасности говорить даже не стоит. Но для семьи дом был маленькой вселенной, кораблем в автономнымном плавании, где было все для жизни.
В то же время уже повсеместно были керамические дымоходы от каминов Англии и очагов Германии. Как минимум оголовок был из керамики, чтобы обеспечить аэродинамику, герметизацию от снеговой шапки.
Не будем забывать про тысячелетнюю историю Русской печи, когда топились дома "по белому". Жизнь была вокруг печи, на ней спали, готовили.
Сложная система отопительных дворцовых дымоходов Зимнего дворца. Каменная печь была верным спутником человечества вплоть до 50-х годов двадцатого столетия. Это путь тепла, вкусной еды и ритуала поддержания этого тепла - протапливания, топки печи.
Как же мы "дожили" до металлических дымоходов? Вопрос риторический, и скорее всего многие уже догадались о причинах использования металла, вместо камня и кирпича в дымоходах. Эта причина - прогресс!
Появление возможности отапливаться природным газом, его доступность и стоимость разделила всех людей на тех у кого есть доступ к сетевому газу и тех у кого нет таковой. Природный газ в быту полностью изменил уклад жизни обычного человека, инфраструктуру города и его функционирование. Городские теплоэлектростанции, районные паровые котельные, котлы в частных домах и колонки автономного газового водонагрева перевернули не только жизнь каждого человека в городе, Теплоэнергетика стала отраслью. Конечно, угольные котельные были очень давно и еще остаются на боевом посту, никуда не деться, в удаленных городах это до сих пор единственный источник тепла для промышленных и гражданских объектов. Многие энергогенерирующие станции еще работают на угле, так как это сырье дешевое, особенно в регионе добычи.
Исторически многие котельные сначала перевели на газ простой установкой газовых горелок и автоматики в обычные угольные топки. Принцип таких топок колоссниковый, газ греет чугунные чушки - колоссники, а те в свою очередь отдают тепло трубам, по которым идет вода для отопления и технологии. У таких котлов низкий КПД, большое количество тепла "вылетало в трубу", как принято говорить. Чем выше температура дыма, тем меньше вероятность образования конденсата в дымоходе. Если разобраться, то именно появление конденсата заставило искать альтернативу кирпичным дымовым трубам и газоходам.
Кирпичные дымовые трубы достаточно сложное в проектировании, строительстве и эксплуатации промышленное строение. Требуется точный расчет, сложное и трудоемкое выполнение работ по устройству фундамента и кирпичной кладке. Представьте, любое отклонение при укладке кирпичей суммируются и накопленная ошибка к устью могла составлять огромных значений. Исправить данную ошибку можно только демонтажом трубы и возведением новой. В Советское время данным видом работ занимались специализированные тресты каменщиков-высотников, чей график был расписан на годы вперед.
Недостки кирпичной трубы: эффект пирамиды (для устойчивости надо развивать подошву и толщину стены), трудоемкость, неремонтопригодность, длительный срок возведения, ограниченность одним стволом в компоновке, полный цикл производства работ на стройплощадке. Металлические трубы были лишены многих этих недостатков. Заводы технологического оборудования успешно производят заготовку для монтажа или секции высокой готовности. Производительность такого производства до 1000т в месяц, что позволило обеспечить высокую динамику строительства, разработать типовые решения и универсальные проекты, по которым на одном объекте может трудится несколько производств и монтажных бригад. Проблема конденсата тоже успешно была решена применением нового типа теплоизоляции - базальтовых матов.
Конденсат образуется на внутреней стенке дымохода когда достигается "точка росы", это когда влага из теплого воздуха собирается на холодной поверхности в мелкие капли и по мере набора массы эти капли стекают ручейками вниз. Наглядно данный эффект демонстрирует бутылочка водки, которая запотеет если достать её из морозилки и поставить на кухонный стол в тепле или покроется инеем если в помещении прохладно (обледенение). Вот только конденсат из дымовых газов насыщен продуктами сгорания природного газа, которые являются токсичными. Помимо угарного газа в дымоходе присутствует серная, азотная и сернистая кислоты в небольших количествах, но при постоянном воздействии даже в небольшой концентрации они разрушают кирпич, железобетон, асбест, углеродистую сталь.
Конденсат для обычной стали - это коррозия, разрушение трубы и ремонт с полной заменой ствола.
Очевидно, что для появления конденсата, достижения точки росы, должны выполниться несколько условий одновременно: влажность газов, их температура и температура поверхности стенки дымовой трубы. Котел запускается и газы пошли по трубе, труба еще холодная, пока она не прогреется может выпасть конденсат, но как только труба прогревается конденсат испаряется со стенок и уносится вместе с дымовыми газами. Если сделана плохая теплоизоляция ствола, то появится мост холода и в этом месте будет всегда выпадать роса. Препятствием этому может быть только высокая температура отходящих газов или качественное утепление.
Так было довольно долго, около полувека газовые котлы работали с КПД едва превышающим 80%, что было очень хорошим показателем, пока энергоноситель не стал дорожать и все не задумались об экономии. Первые газовые котлы работали на одно-, двухступенчатых горелках работающих постоянно, тепло вырабатывалось несмотря на расход его потребителями. Потом появились ступенчатые горелки с модуляцией и более эффективной теплоотдачей, применять топки новой конструкции с двойными камерами, новые контроллеры и схемы компьютерного управления работы системы отопления и работы с потребителями, погодозависимая автоматика, экономайзеры.
Развитие технологии привело к экономичным котлам с высоким КПД более 93% и низкими температурами уходящих газов - 125-150С. В зимнее время данной температуры недостаточно, чтобы избежать выпадения конденсата, и от обледенения как внутри ствола, так и на его устье без применения теплоизоляции. Окончательный вопрос поиска нового решения дымоотведения для экономичных котлов с низкими температурами дымовых газов поставила система управления горелки, включающаяся при интенсивном расходе тепла у потребителя и полностью выключается когда расхода нет. При таком режиме работы интервалы между включением горелки могут быть достаточно большими, за это время дымоход остывает и при включении заново начинает прогреваться, то есть цикличное выпадение конденсата. Плюс большой объем воздуха, который нагнетает горелка в межсезонье очень насыщен влагой, и концентрация влаги после сжигания газа и кислорода из воздуха в дымовых газах только повышается.
Итогом эволюции системы стало появление дымоходов из кислотостойких материалов: композитов, нержавеющей стали, пластиков, алюминия. Следующим эволюционным эффектом стало уменьшение диаметра дымохода, применяемые материалы имеют ниже шероховатость и соответственно ниже трение, ниже сопротивление.
Кто первым из производителей дымоходов предложил использовать модульную конструкцию, по типу конструктора, я сказать не могу. Если кто-то может предоставить факты пишите в комментариях, с удовольствием изучу. Думаю это стало развитие или объединение опыта производителей вентиляции и керамических дымоходов. Но факт остается фактом, более удобного решения, экономически оправданного и распространенного чем сэндвич-дымоход на данный момент не придумали. По моим сведениям начали их производить в Европе в конце 70-х начале 80-х годов прошлого века. В России первые производители появились в начале "нулевых". Менее чем за двадцать лет российские производители прошли путь от небольших цехов до современных автоматизированных линий, способных производить миллион труб в год, успешно конкурирующих с зарубежными производителями если не в технологическом плане, то в ценовом точно.
При всех несомненных плюсах есть единственная особенность модульного дымохода - он не является самонесущим. Сэндвич-дымоходам небходима конструкция по которой он будет смонтирован, будь то фасад или шахта внутри здания, опорная металлоконструкция.
Тут и лежат все проблемы применения и проектирования дымоходных систем. О чем расскажу Вам в следующей статье.
Мачты ПРОГРЕССОР
телефон: +7 863 303-30-54
e-mail: info@pro-gressor.ru
