При сжигании в топке котла природного газа образуются двуокись углерода, водяной пар, оксиды азота и серы. Продуктами неполного сгорания могут быть сажа и окись углерода. Все эти вещества при попадании в помещение вредно влияют на здоровье человека. Углекислый газ является канцерогеном. Окись азота вызывает респираторные заболевания. Наиболее опасна окись углерода, которая не имеет цвета и запаха, легче воздуха и интенсивно распространяется по помещению. При вдыхании этого газа он соединяется с гемоглобином крови, связывает его, что приводит к кислородному голоданию организма.
Принцип действия
Чтобы пользование газовым котлом было безопасным для человека, отопительный прибор оборудуют дымоходом. По сути, это газонепроницаемая труба, через которую продукты сгорания выводятся наружу из дома. Принцип работы газохода построен на физическом явлении, согласно которому легкий дым поднимается вверх, а его вытесняет более тяжелый, поступающий снизу. Тяга зависит от температуры продуктов сгорания газа, а также от высоты дымовыводящей трубы.
При этом детали газовых дымоходов работают в достаточно сложных условиях. Горячие продукты сгорания омывают их внутренние поверхности, на них образуется конденсат, который вступает в реакцию с двуокисью серы с образованием серной кислоты. Поэтому конструкция и материалы дымопроводов, помимо нулевой газопроницаемости, должны обладать огнестойкостью и устойчивостью к воздействию влаги и кислот. Любые нарушения в этом узле — даже малозаметные микротрещины в стенке — могут привести к тяжелым последствиям. Чтобы избежать подобных проблем, нужно правильно выбрать и установить дымоотвод для газового котла. Помещение или котельную, в которой смонтирован газовый котел, оборудуют приточно-вытяжной вентиляцией для создания комфортного микроклимата.
Виды дымоходов
При обустройстве дымоотводящих каналов используют трубы из различных материалов. Это могут быть кирпич, металл, керамика и асбестоцемент. То, какую разновидность следует выбрать, решают на основании требований, которые предъявляет производитель газового котла. Если в паспорте теплогенератора такая информация отсутствует, то потребуется изучить характеристики всех используемых материалов.
Металлические
Наиболее популярным материалом для изготовления дымоходов для газовых котлов является нержавеющая сталь. Благодаря прочности материала конструкция отличается малым весом, стойкостью к коррозионному разрушению, гладкой поверхностью и большим сроком службы (более 20 лет). Монтаж металлических дымовых систем производится из отдельных элементов, которые продаются в виде модулей наиболее распространенных диаметров. Их изготавливают из кислотостойких марок сталей на современном оборудовании. Это придает готовым изделиям прочность сварных швов и идеальную геометрию, что позволяет собирать систему простым соединением трубных элементов в раструб. Вот список этих модулей:
- тройники;
- отводы;
- прямолинейные участки труб разной длины;
- проходные патрубки;
- конусы;
- переходники для соединения с патрубками котла;
- зонты;
- конденсатосборники;
- заглушки;
- шиберы для регулирования тяги;
- дефлекторы и т. д.
Для удобства сборки производители комплектуют дымопроводы хомутами, кронштейнами, стеновыми консолями, подставками.
Металлические модели могут также изготавливаться из оцинкованной стали. Эта разновидность дешевле нержавеющего варианта, но влажная и горячая среда с повышенной кислотностью приводит к быстрому коррозионному разрушению стенок. Срок службы дымоотвода из оцинковки не превышает пяти лет.
Независимо от марки стали металлические дымопроводы могут быть изготовлены как из одной трубы, так и из двух (сэндвич): одна вставлена в другую, и между ними уложен утеплитель из базальтовой ваты.
Преимущества двойного дымохода с теплоизоляцией — повышение надежности, а также уменьшение количества конденсата, который образуется во внутреннем канале. Благодаря снижению утечек тепла через стенки в окружающую среду, сэндвичи используют в неотапливаемых помещениях.
В отдельную группу можно выделить коаксиальные дымоотводы. В отличие от сэндвича, внутренняя и наружная трубы в них соединены перемычками по всей длине, а утеплитель отсутствует. Дым идет по внутреннему каналу, а по внешнему в камеру сгорания газового котла поступает необходимый для сжигания газа воздух с улицы. Достоинством коаксиальной модели является сохранение микроклимата в помещении, в котором установлен котел, так как для сжигания газа используется только наружный воздух. Также внешняя поверхность такой трубы не нагревается до высоких температур, что снижает требования к конструкции стен и перекрытий при прокладке через них дымохода этой серии и повышает уровень безопасности. Этот вариант нагревается меньше, чем сэндвич-трубы, благодаря поглощению теплоты дымовых газов свежим воздухом, но также может устанавливаться в неотапливаемых строениях и поставляться в виде отдельных модулей.
Керамические дымоходы
Среди других видов дымопроводов керамические выделяет высокий срок эксплуатации. Они могут прослужить до 30 лет. Наиболее востребованы изделия с внешним стальным контуром, произведенные в Европе. Конструкция керамических моделей трехслойная. Состоит из наружной квадратной трубы из керамзитобетона и внутреннего цилиндрического канала из керамики. Полость между ними заполнена минеральной ватой. Материал не подвержен коррозии, стоек к воздействию температуры (до 120 °С), кислотной и влажной среды. Но у него есть ряд серьезных минусов. Во-первых, это большой вес конструкции дымохода, который должны выдерживать стены и фундамент здания. Во-вторых, для достижения максимальной тяги керамический дымоотвод должен устанавливаться строго вертикально, что не всегда возможно. Это наиболее дорогая конструкция.
Кирпичные
Дымоход из кирпича — не лучший выбор для газового котла. Недостатки этого варианта связаны с большой массой конструкции, необходимостью частой чистки от отложений и малым сроком службы из-за скапливания конденсата, разрушающего материал при замерзании. Кирпичная поверхность имеет неровности кладки, которые оказывают сопротивление потокам отходящих газов. В углах образуются вихревые течения, которые препятствуют отведению дымовых газов. При низких температурах наружного воздуха по этой причине может наблюдаться эффект обратной тяги: дым не идет наружу на выброс из помещения, а направляется внутрь. Опрокидывание тяги — очень опасная ситуация, так как оксид углерода смертельно опасен.
Однако, если в частном доме уже имеется кирпичный дымоход, его можно вполне приспособить под газ. Внутренний канал гильзуют цилиндрической стальной трубой из нержавеющей кислотостойкой стали. Круглая форма и гладкая поверхность вкладыша придают дымопроводу новые свойства: снижается сопротивление вытяжного канала, на поверхностях не накапливаются трудноудаляемые отложения и влага, устраняется возможность опрокидывания тяги. Для снижения количества образующегося конденсата дымоход штукатурят, а если чердак не утеплен, то наружные поверхности покрывают фольгированной теплоизоляцией.
Асбестоцементные дымоходы
Конструкции из этого материала относятся к бюджетным вариантам. При монтаже важно обеспечить герметичность стыков труб (гильзой, хомутом) и хорошее утепление, чтобы не образовывался конденсат. Главным минусом асбестоцементных моделей, наряду с большим весом и малым сроком службы, является гигроскопичность материала, который впитывает конденсат, образующийся при дымоудалении. При перегреве это может привести к возгоранию или взрыву. В связи с этими недостатками исполнение дымопровода из асбестоцементных труб не рекомендуется.
Нюансы проектирования
Чтобы приобрести конструктивные элементы и выполнить монтаж, необходимо разработать проект дымохода для газового котла на основании требований действующей нормативной документации. При составлении документа обращают внимание на следующие правила.
Сечение и форма канала
Чтобы дым беспрепятственно выходил из теплогенератора и удалялся через дымовой канал, площадь поперечного сечения дымохода выбирают равной или большей площади патрубка газового котла, величина которой зависит от его мощности. Это условие необходимо выдержать по всей длине тракта. Сужение внутреннего сечения применением неподходящих модулей или искривлением канала не допускается.
Если к дымоотводу планируется подключение двух газовых котлов, то его сечение выбирают равным суммарной площади патрубков обоих единиц оборудования, то есть с учетом их одновременной работы.
Оптимальной формой дымового канала является цилиндр. Круглые трубы имеют минимальное сопротивление течению газов, их легко чистить. Квадратные каналы также вполне допустимы, но эффективность удаления продуктов сгорания с их помощью ниже по двум причинам. Из-за большей поверхности, контактирующей с дымом, утечки тепла через стенки в таких дымоходах больше. По сравнению с круглыми в квадратных каналах выше потери давления, вызванные трением движущихся продуктов сгорания о стенки и завихрениями в углах квадрата. В связи с этим тяга в таких трубах ниже.
Сборка по конденсату
Чтобы получить высокий КПД газового котла, производители снижают температуру дымовых газов. Поэтому в каналах дымоотвода всегда будет выпадать конденсат. Если он будет вытекать наружу через стыки труб, то это может привести к возгоранию. Чтобы исключить эту опасность, металлические дымоходы газовых котлов современных типов собирают «по конденсату», то есть на пути свободного стекания конденсата во внутреннем канале отсутствуют выступы. Для подключения котла к дымопроводу обязательно предусматривают устройство сбора и отвода конденсата.
Трассировка дымохода
Идеальным вариантом для газового котла является вертикальный канал с гладкой внутренней поверхностью. На практике зачастую приходится отходить от такого расположения. Поэтому разработаны правила выполнения уклонов и поворотов.
Допускаемое отклонение дымоотвода от вертикали — не более 30°. Строгая вертикальность предусмотрена правилами для отрезка трубы длиной не менее 500 мм, соединяющего патрубок котла и дымоход. Количество поворотов ограничено тремя, а длина горизонтальных отрезков в сумме не должна быть более 5 м. При этом наклонные участки должны быть снабжены опорами и надежно закреплены.
Расстояние между точками врезки дымовых труб от двух котлов в общий коллектор должно составлять не менее 750 мм. Вводы выполняют на разных уровнях.
Соблюдение норм пожарной безопасности
Не допускается организация стыков отдельных частей дымопровода внутри перекрытий. При проходе через возгораемое перекрытие воздушную полость заполняют базальтовой ватой или песком. Изоляционные материалы размещают в металлическом коробе.
При прохождении канала через стену из дерева трубу обертывают слоем асбеста, а деревянную поверхность облицовывают огнестойким материалом. Для кирпичных и бетонных стен изоляцию выполняют монтажной пеной.
Расстояние между трубой для газового котла и дымоходом не должно быть менее 50 мм. При прокладке дымоотвода его располагают на расстоянии более 250 мм от возгораемых конструкций, а от поверхностей, облицованных огнестойкими материалами, выполняют отступ не менее 100 мм.
Правила расположения дымохода на крыше
Чтобы завихрения воздушных потоков не оказывали влияния на тягу, высота установки вытяжной трубы для двухскатной кровли выбирается в зависимости от расположения относительно конька крыши. При расстоянии оси дымохода от конька менее 1,5 м труба возвышается над ним на 0,5 м. Если труба отстоит от этого элемента кровли на 1,5–3 м, то ее срез выполняют на уровне конька. В случае, когда вывод на кровлю возможен на удалении от него более 3 м, высоту дымопровода определяют с помощью условной линии, которую проводят от конька вниз к горизонту под углом 10°.
На плоской крыше дымовой канал возводят на высоту 1 м относительно поверхности кровли.
Тип камеры сгорания газового котла
При выборе конструкции дымоотвода следует учитывать, какой камерой сгорания укомплектован газовый котел: открытого или закрытого вида. Открытая топка чаще всего встречается у напольных моделей, для которых предпочтительно применение керамического и кирпичного дымохода. Для закрытой камеры сгорания эксперты рекомендуют коаксиальную версию. Сэндвич относится к универсальному варианту, который используется для обоих видов топок. Для долговечной работы рекомендуется выбирать исполнение этого элемента из нержавеющих кислотостойких марок сталей.
При выборе дымоотвода также необходимо учитывать особенности здания, расположение конструкции (внутри или снаружи строения), а также соотношение цены и качества.
Особенности монтажа дымохода
Оптимальным решением является сооружение дымопровода из сэндвича. Существует два варианта его размещения: внутри и вне здания. Чтобы выбрать подходящую конструкцию, следует изучить оба метода сборки.
Наружный дымоотвод
Преимуществом выносного устройства является безопасность использования. Сэндвич-модули заводского производства отлично подогнаны, поэтому монтаж конструкции обычно не представляет проблем даже для любителей. В наружной стене вырезают проем, в который устанавливают первый элемент системы дымоотвода. Тщательно изолируют полость между трубой и отверстием. Снаружи к ней крепят тройник с конденсатосборником — их устанавливают на монтажной площадке, которую прикрепляют к стене.
С помощью сэндвич-труб наращивают дымовыводящую трубу до требуемой высоты, контролируя вертикальность уровнем. На верхнюю часть дымохода устанавливают конический наконечник, который предназначен для защиты вытяжного канала от ветра и осадков. Трубу крепят к стене кронштейнами с шагом не менее 2 м. Все стыки усиливают хомутами, которые стягивают болтовыми соединениями. В завершение дымопровод соединяют с патрубком котла.
Дымоход внутри здания
Прокладку дымоотвода внутри здания начинают с подготовки. В перекрытии и крыше размечают и вырезают проемы для прохода трубы. После изготовления отверстий подсоединяют переходной адаптер к патрубку котла, устанавливают тройник и ревизию. Далее наращивают дымоход, при необходимости применяют отводы и поворотные колена. В местах прохода через перекрытие используют защитный патрубок с минеритом. Из листа нержавеющей стали вырезают отверстие, через которое может свободно проходить труба, и устанавливают его с обеих сторон перекрытия. Стыки модулей усиливают хомутами, а дымопровод прикрепляют к стропильным балкам с помощью кронштейнов и стенных хомутов. В устье вытяжного канала устанавливают конический наконечник и дефлектор.
Монтаж коаксиального дымохода
Дымоотвод этого типа изготовлен из двух круглых труб. При диаметре наружного канала из стали 100 мм внутренний из алюминия имеет размер 60 мм. Монтируют дымоход как горизонтально, так и вертикально. Максимальная длина трубы ограничена величиной 4 м. Для вертикального прохода через перекрытия и кровлю и для защиты от осадков производители выпускают специальные адаптеры и оголовки. Сборка коаксиальной конструкции подкупает простотой процесса.
Однако для грамотного монтажа следует знать нормируемые ограничения по расположению такого дымохода в стене дома. Например, для котла мощностью до 70 кВт минимальные расстояния от оси отверстия трубы до любого воздухозаборного устройства должны составлять 0,6 м, до окон и дверей — 0,4 м, до тротуара — 1,8 м.
Для настенного котла коаксиальный дымопровод устанавливают горизонтально с уклоном 3–5 % в сторону выхода продуктов сгорания, чтобы в котел не попадал конденсат.
Основные ошибки при выборе дымоходов
Подход к выбору вытяжки для газового котла должен быть комплексным: должны учитываться рекомендации изготовителя оборудования и проект, разработанный газовщиками. Желательно, чтобы и монтаж столь ответственной конструкции выполняли профессионалы.
Если в паспорте котла тип дымовой системы не указан, то можно воспользоваться советом, который дают многие эксперты: в строящемся здании предусмотреть керамический дымоотвод, а в уже эксплуатируемом частном доме использовать стальной вариант.
Приведем краткий перечень наиболее характерных ошибок, которые допускают владельцы при выборе дымохода.
Покупка одинарной трубы вместо сэндвича
Покупка одноконтурной трубы обходится дешевле, чем приобретение сэндвича. Однако такое мнение ошибочно, так как утеплитель в сэндвиче предназначен для предотвращения выпадения конденсата во внутреннем канале. Если коротко, то продукты сгорания газа, выходя из котла, имеют температуру 120–130 °С, а возле устья прогретого сэндвич-дымохода — 100–110 °С в оптимальном режиме. В этом случае образующиеся при сжигании природного газа водяные пары уносятся вместе с дымом.
При одноконтурной схеме из-за отсутствия тепловой изоляции дымового канала температура его поверхности может опуститься ниже температуры точки росы, и произойдет конденсация водяных паров. Конденсат, перемешиваясь с продуктами сгорания, образует легковозгораемую смесь, что может привести к неприятностям. Чтобы избежать тяжелых последствий, одноконтурный дымоход все равно придется изолировать, что потребует дополнительных затрат. Поэтому выгоднее приобрести сэндвичи, оснащенные утеплителем в заводских условиях.
Аналогичная ситуация встречается, когда после дымопровода из сэндвича на крышу выводят одноконтурную трубу без утепления.
Приобретение элементов дымохода кустарного производства
Детали дымоотвода можно не только купить у заводского производителя или в специализированном магазине, но и заказать неспециалисту по низкой цене. Но сможет ли такой подход обеспечить качество дымоходной трубы? При промышленном производстве применяется современное оборудование, качественная сталь требуемой толщины и марки, лазерная, плазменная или TIG-сварка. Все это гарантирует точность и долговечность конструкции, а повторяемость отдельных модулей дымохода ускоряет монтаж.
В кустарных условиях чаще всего используют точечную сварку или сцепку. Эти методы соединения не обеспечивают газонепроницаемость и прочность труб, которые могут просто разойтись по швам при эксплуатации.
Неправильный выбор стали
Металлические дымоходные системы изготовляют из различных марок сталей. При покупке деталей для газового котла следует обратить внимание на кислотостойкость стали. Таким свойством обладают, например, марки нержавеющих сталей AISI 304, 316, 321 и т. д. В противном случае образующаяся в канале дымопровода серная кислота быстро съест стенку с образованием сквозных дыр.
Стыки и отсутствие изоляции в перекрытии
Покупая сэндвичи, многие владельцы полагают, что при использовании этих элементов отпадает необходимость в изоляции конструкций перекрытий от дымохода. Это ошибка, так как наружная поверхность сэндвичей при эксплуатации может нагреваться до температуры свыше 100 °С. Поэтому отказ от изоляции сэндвичей и несоблюдение требуемых противопожарных отступов недопустимы.
При сборке канала из отдельных модулей неизбежны стыки между ними. Температура в этих местах всегда выше, чем в других элементах дымоотвода. Поэтому при комплектации необходимо сделать так, чтобы стыки не попадали внутрь межэтажных и кровельных перекрытий.