Как устранить конденсат в дымоходе

Содержание водяных паров в дымовых газах

Для определения точки росы дымовых газов (т.е. температуры, при которой из ДГ выпадает конденсат) необходимо знать плотность водяного пара в ДГ, которая зависит от состава топлива, его влажности, коэффициента избытка воздуха и темперературы. Плотность пара равняется массе водяного пара, содержащегося в 1 м3 дымовых газов при данной температуре.

Формулы для объема ДГ были выведены в этой работе, раздел 6.1, формулы П1.3 — П1.8. После преобразований получим выражение для плотности пара в дымовых газах в зваисимости от влажности древесины, коэффициента избытка воздуха и температуры. Влажность исходного воздуха вносит небольшую поправку, и в этом выражении не учитывается.

У формулы простой физический смысл. Если домножить числитель большой дроби на 1/(1+w), то получим массу воды в ДГ, в кг на кг древесины. А если домножить знаменатель на 1/(1+w), то получим удельный объем ДГ в нм3/кг. Множитель с температурами служит для перевода нормальных кубических метров в реальные при температуре Т. После подставления чисел получим выражение:

Теперь можно определить точку росы дымовых газов графическим методом. Наложим график плотности пара в ДГ на график плотности насыщенного водяного пара. Пересечение графиков будет соответствовать точке росы ДГ при соответствующей влажности и избытке воздуха. На рис. 3 и 4 представлен результат.

Рис. 3.

Точка росы дымовых газов при избытке воздуха единица и различной влажности древесины.

Из рис. 3 следует, что при самом неблагоприятном случае, при горении древесины с влажностью 100% (половина массы образцы составляет вода) без избытка воздуха конденсация водяного пара начнется примерно при 70*С.

При типичных для периодических печей условиях (влажность древесины 25% и избыток воздуха около двух) конденсация начнется при охлаждении дымовых газов до 46*С. (см. рис. 4)

Рис. 4.

Точка росы дымовых газов при влажности древесины 25% и различных избытках воздуха.

Из рис. 4 также хорошо видно, что избыток воздуха значительно понижает температуру выпадения конденсата. Подмешивание избыточного воздуха в дымоход — один из способов устранения конденсата в трубах.

Поправка на непостоянство состава топлива

Все вышеприведенные рассуждения справедливы в случае, если состав топлива остается неизменным по времени, например в толивнике сжигается газ или подаются непрерывно пеллеты. В случае горения закладки дров в печи периодического действия состав дымовых газов меняется со временем. Сначала выгорают летучие и испаряется влага, а затем сгорает угольный остаток. Очевидно, что в начальный период содержание водяных паров в ДГ будет значительно выше чем рассчитанное, а на этапе горения угольного остатка — ниже. Попробуем примерно оценить температуру точки росы в начальный период. Пусть летучие выгорают из закладки в первую треть процесса протопки, также и вся влага, содержащаяся в закладке испаряется за это время. Тогда концентрация водяных паров в первой трети процесса будет в три раза выше средней. При 25% влажности древесины и 2х-кратном избытке воздуха плотность пара составит 0,075 * 3 = 0,225 кг/м3. (см РИС, синий график). Температура конденсации при этом будет 70-75*С. Это примерная оценка, т. к. неизвестно, как же в реальности изменяется состав ДГ по мере прогорания закладки. Кроме того, из дымовых газов вместе с водой конденсируются недогоревшие летучие, что, видимо, несколько повысит точку росы ДГ.

Частые ошибки утепления

Если вентиляционный канал на чердаке утеплён и в помещении оборудована система со встроенным вентилятором и обратным клапаном, а конденсат продолжает капать, то скорей всего допущены следующие ошибки:

• остался не утеплённым участок трубы, находящийся в теле капитальной стены или перекрытия. В месте прохода канала через ограждающие конструкции должна устанавливаться гильза с изоляцией;
• отсутствует теплоизоляция на уличной части воздуховода;
• не утеплены клапаны приточной вентиляции;
• уложен слишком тонкий слой утеплителя;
• существуют зазоры в местах стыков утеплительных материалов.

Требования к дымоходу газовых котлов

Сегодня при строительстве дымоходов для газовых котлов используют различные материалы, большинство из которых нецелесообразно. Качество исполнения также оставляет желать лучшего.

Дымоход из асбестоцемента. В прошлом такие дымоходы не имели альтернативы. Их основное преимущество — невысокая стоимость.

Недостатки:

• монтаж производится исключительно на вертикальных участках труб;
• большой вес и длина, что усложняет установку;
• стыки не герметичны;
• образующаяся влага впитывается в стенки;
• температура отходящих газов не выше 300 ºС.

Важно правильно подключить котел к дымоходу. Для этой цели используется тройник

Если в дымоходе используется тройник, то монтаж осуществляется «по дыму». При его отсутствии «по-конденсату»

Обязательно наличие конденсатоотводчика и люка для чистки.

Кирпичные дымоходы. Этот материал не рекомендован для обустройства систем с газовыми котлами. Согласно требованиям, обозначенным в сборнике СНиП 41-01-2003, дымоотводные каналы для газоперерабатывающего оборудования должны быть гладкими и относящимися по газоплотности к классу П.

Если по характеристикам газоплотности кирпичный дымовой канал вполне подходит, то о гладкости стенок внутри трубы речи вообще не может быть. Даже если швы кирпичной трубы идеально отшлифованы раствором заподлицо с кирпичной кладкой, в ходе эксплуатации рельеф все равно появится из-за разницы в плотности материала и связующего вещества.

Идеальным решением станет установка внутри кирпичного канала металлической гильзы или сборка ее из керамических модулей. Кирпичная труба с металлической или керамической вставкой внутри прослужить может без проблем более 30 лет.

С этой же целью подойдет футеровка из фуранфлекса. Этот полимерный рукав изготовлен из композита (пластмасса, армированная высокопрочными волокнами). Он устойчив к кислотному конденсату, обладает невысокой теплопроводностью. Допустимая температура использования — до 200 ºС.

Керамические дымовые каналы. Этот материал отличается прочностью и долговечностью. Дымоход из керамики устойчив к агрессивным кислотам, прост в обслуживании и пожаробезопасен.

Керамика способна быстро нагреваться и долго остывает. Установка такого дымохода требует участия специалистов. Минусом является высокая стоимость.

Оцинкованные и стальные. Под воздействием влаги сталь ржавеет. Максимальный срок годности таких труб — до трех лет. Оцинкованные дымоходы, защищенные слоем цинка от ржавления, служат пять и более лет.

Если влага и не проникает в котел, она накапливается в нижней части дымохода (в доме), это приводит к появлению неприятного запаха. В то же время это уязвимое место, где собирается кислота, которая со временем «проест» этот участок

Трубы из нержавеющей стали. Безупречный выбор для обустройства дымового канала газового котла. Его установка обойдется в несколько десятков раз дешевле, чем сооружение кирпичного дымохода. Стенки гладкие, на них не будет оседать сажа и смолы, газоплотность достаточно высока.

Для сборки дымохода можно приобрести набор однослойных модулей или купить элементы сэндвич-системы. Собрать такую конструкцию можно без особых усилий собственными руками. Главное – соблюдать направление при формировании соединительных узлов.

Утепление, а также отделка дымохода улучшают эстетику здания, что придает дому более ухоженный внешний вид

Преимущества дымоходов из нержавеющей стали:

• благодаря круглому сечению и гладкой поверхности обеспечивают хорошую тягу;
• герметичны;
• в них быстро преодолевается порог конденсатообразования;
• просты в обслуживании;
• пожаробезопасны;
• долговечны.

Немаловажно также качество стали, сварочного шва, стыков между элементами

Герметизируя швы, нужно большое внимание уделить герметику. Некоторые марки «каменеют» и растрескиваются во время эксплуатации. Часто не учитывается тот факт, что ремонт дымохода стоит значительно дороже, нежели грамотный монтаж на этапе установки газового оборудования

Часто не учитывается тот факт, что ремонт дымохода стоит значительно дороже, нежели грамотный монтаж на этапе установки газового оборудования.

Факторы, влияющие на образование конденсата

Процесс образования конденсата в дымоходном канале зависит от нескольких факторов:

• Влажность топлива, используемого отопительной системой. Даже внешне сухие дрова содержат влагу, которая при горении превращается в пар. Торф, уголь и другие горючие материалы имеют определенный процент влажности. Природный газ, сгорая в газовом котле, тоже выделяет большое количество водяного пара. Не существует абсолютно сухого топлива, но увеличивает процесс конденсации плохо просушенный или отсыревший материал.
• Уровень тяги. Чем лучше тяга, тем быстрее выводится пар и меньше влаги оседает на стенках трубы. Он просто не успевает смешаться с другими продуктами горения. Если же тяга плохая, получается замкнутый круг: в дымоходе скапливается конденсат, способствующий засорению и еще больше ухудшающий циркуляцию газов.
• Температура воздуха в трубе и выходящих из отопительного прибора газов. Первое время после растопки по непрогретому каналу движется дым, также имеющий невысокую температуру. Именно на старте происходит наибольшая конденсация. Поэтому образованию конденсата наименее подвержены системы, работающие постоянно, без регулярных отключений.
• Температура и влажность внешней среды. В холодное время года из-за разницы температур внутри дымохода и снаружи, а также повышенной влажности воздуха на внешней и торцевой частях трубы конденсат образуется активнее.
• Материал, из которого изготовлен дымоход. Кирпич и асбестоцемент препятствуют стеканию капель влаги и впитывает образующиеся кислоты. Металлические трубы могут быть подвержены коррозии и ржавчине. Выполненные из керамических блоков или стальных нержавеющих секций дымоходы не дают химически агрессивным соединениям зацепиться за гладкую поверхность. Чем ровнее, глаже внутренняя поверхность и ниже влагопоглощающая способность материала трубы, тем меньше конденсата в ней образуется.
• Целостность дымоходной конструкции. При нарушении герметичности трубы, появлении на ее внутренней поверхности повреждений ухудшается тяга, быстрее засоряется канал, внутрь может попадать влага извне. Все это приводит к усилению конденсации пара и ухудшению работы дымохода.

Рекомендуем ознакомиться: Как правильно согнуть полипропиленовую трубу в домашних условиях и избежать деформации

Требования к конструкции и основные правила использования дымоходной трубы

Избежать конденсата в дымоходе можно при соблюдении правил и норм возведения и использования отводящей дым системы

Такие меры предосторожности значительно увеличат срок ее службы и минимизируют конденсат в дымоходе и газовой печи. Рассмотрим основные требования и правила к конструкции отопительного агрегата:

• если труба расположена вертикально, то разрешается произведение участков в горизонтальном или наклонном положении длиной не больше одного метра, однако категорически запрещается в этом случае наличие острых углов;
• не допускаются шероховатости, неровности, щели и выступы на внутренней стороне дымоотвода – вся поверхность должна быть ровной и гладкой;
• не рекомендуют уменьшать диаметр дымоотвода в сравнении с выходным отверстием отопительного устройства;
• дымоход следует регулярно прочищать от сажи;
• высота трубы должна соответствовать высоте крыши отапливаемого помещение – такие манипуляции обеспечат легкий выход продуктов горения и хорошую тягу.

Требования к конструкции

Прочистка трубы дымохода

Если конденсат в печной трубе возник из-за ее засорения, необходимо провести его прочистку.

Способы чистки дымохода:

• При помощи специальных химических препаратов, в результате сжигания которых происходит разложение сажевых осадков. К таковым можно отнести средство «Трубочист».
• Путем механической прочистки.
• Народными средствами.

Ручная чистка осуществляется с использованием троса (веревки) подходящей длинны, гири (в качестве утяжелителя) и специального ерша. Данное приспособление необходимо плавно спускать внутри дымового канала сверху. Что касается народных средств, то для этого применяют обыкновенную соль или картофельные очистки, подбрасывая их в топку в время горения огня. Вне зависимости от выбранного способа, требуется соблюдение правил безопасности.

Причины возникновения конденсата

Конденсат в печной трубе может образовываться по следующим причинам:

засорение дымохода. При недостаточной тяге, возникающей из-за засорения дымоходного канала, снижается скорость прохождения нагретого газа, что приводит к взаимодействию с воздухом и образованию влаги; большая разница между температурой выходящих газов и температурой окружающей среды. Поздней осенью и зимой в дымоходе находится холодный воздух, который при взаимодействии с горячими газами выпадает в качестве влажного осадка; использование влажного топлива

При топке печи важно использовать сухие дрова или иное топливо, имеющее минимальную влажность. Скопление влаги в дровах при воздействии большой температуры приводит к выпариванию жидкости и оседанию ее на дымовых трубах; атмосферные осадки, попадающие в трубу дымохода

Чем опасен конденсат

Непосредственных опасностей при образовании конденсата две:

• при намерзании конденсата в виде льда на устье трубы или дефлекторе происходит перекрытие сечения трубы вплоть до полного закрытия – как следствие, уменьшается тяга, может произойти опрокидывание тяги (обратная тяга), продукты сгорания (углекислый и угарный газы) попадут в жилое помещение и послужат причиной тяжелейших отравлений людей; горячие газы могут вызвать пожар.
• при очень большом количестве жидкость может погасить огонь, например, в камине — при прямоточной насадной трубе).

Последствия образования конденсата в трубах

Агрессивная кислотная среда, собираясь на стенках дымовой трубы, приводит к ее быстрому разрушению – кислоты разъедают сталь, происходит коррозия — металл быстро ржавеет и «прогорает». Трубы из кирпича также разрушаются от кислотного конденсата.

Большое количество оседающей на стенках влаги также может привести к неприятным последствиям:

• влага, оседающая в верхней части кирпичного дымохода, приводит к его намоканию и постоянному замерзанию и отогреву – это приводит к быстрому разрушению такой трубы;
• конденсат, стекающий в топку котла, разрушает и отопительный агрегат;
• при «прогорании» стальной трубы влага попадает в утеплитель, замерзает-оттаивает – труба также очень быстро разрушается.

Ниже на фото показаны последствия многократных промерзаний кирпичной трубы.

Профилактические меры

Серьезных проблем с конденсацией можно избежать, проводя профилактику. Ряд превентивных мер, которые принимаются своевременно, облегчат содержание системы отопления и продлят срок ее безопасной и эффективной эксплуатации:

• очистку дымохода – отсутствие засоров обеспечит хорошую тягу и быстрое выведение продуктов сгорания и водяного пара (не реже одного раза в год);
• освобождение конденсатоотводчика от влаги по мере наполнения;
• плановый осмотр и проведение необходимого ремонта всей обогревательной системы.

Все эти работы при регулярном проведении позволят уменьшить количество конденсата и избежать множества других проблем в работе отопительной и дымовыводящей системы.

Причины возникновения конденсата в дымоходе

Конденсат представляет собой смолянистую жидкую массу, оседающую на внутренних стенках дымохода в результате контакта потоков воздуха разной температуры. Горячий дым, поднимаясь по трубе, постепенно теряет температуру и, охладившись, выделяет водяные пары, которые конденсируются, превращаясь в жидкость. При этом происходит ее смешивание с продуктами сгорания в результате чего образуется кислота.

Почти все современные газовые установки имеют на выходе достаточно низкую температуру продуктов сгорания, что и является причиной холодных стенок дымохода. Образование конденсата начинается уже при температуре выходящих газов 45-60°С. И если в стальной трубе, имеющей гладкую поверхность, жидкость, не задерживаясь, стекает вниз, то на кирпичной кладке происходит ее постепенное накопление, приводящее к разрушению трубы.

Количество конденсата может быть разным по ряду причин, зная их можно максимально сократить образование жидкости на стенках дымохода:

• Использование для отопления влажного или сырого топлива. Дело в том, что абсолютно сухого топлива не существует. Даже согласно инструкции по использованию котла длительного горения рекомендуется увлажнять дрова. Природный газ также содержит в своем составе определенное количество водяных паров. Сгорая, он выделяет углекислоту, при этом водяные пары никуда не деваются. Поэтому независимо от того, какое топливо используется, совсем без образования конденсата не обойтись.
• Образование конденсата внутри дымоходной трубы может происходить из-за низкой температуры газов на выходе из нее. Нормальными условиями считаются, когда при входе в трубу отходящие газы имеют температуру 150°С, а на выходе – 100°С. При снижении температуры, конденсат будет неизбежно образовываться за счет более холодного воздуха внутри трубы.
• Плохая тяга может стать причиной образования конденсата. Из-за медленной скорости передвижения по трубе, отходящие газы превращаются в воду, тем самым делая тягу еще хуже. Чем выше температура газа, тем сильнее будет прогрета труба и соответственно будет лучше тяга. Газы будут быстро выходить из трубы, не давая водяным парам успеть превратиться в конденсат. Шероховатости внутри трубы способствуют накоплению сажи, вследствие чего тяга ухудшается. Дымоход, имеющий гладкую поверхность, будет обеспечивать более высокую скорость отвода продуктов сгорания.
• Большая разница между температурой внутри трубы и наружного воздуха оказывает существенное влияние на появление конденсата. Зимой, если труба недостаточно утеплена, она сильно охлаждается, в результате чего конденсация водяных паров внутри нее увеличивается. Образующаяся жидкость впитывается в стенки дымохода и под действием низкой температуры разрушает его.
• Нормальный процесс горения топлива и хорошая тяга невозможны без доступа достаточного количества кислорода в топку. Если это условие будет не выполнено, то топливо будет сгорать не полностью, в результате чего содержание водяных паров в отходящих газах увеличится, температура снизится и соответственно образуется конденсат внутри трубы.
• Неправильная конструкция печи. В результате несоответствия диаметра и высоты дымоходного канала большая часть температуры отходящих газов будет расходоваться на прогревание большой площади трубы, что приведет к потере температуры на выходе и как следствие образованию конденсата.

Помимо перечисленных причин, появление жидкости в трубе может быть спровоцировано нарушением ее герметичности. Холодный воздух, заходя снаружи через щели будет охлаждать поток газов и способствовать конденсации водяных паров.

Для обеспечения нормальной тяги необходимо использовать исключительно сухое топливо, которое быстро прогреет устройство и после его сгорания внутри трубы не останется никаких отложений. Сырые дрова не дают необходимого количества тепла и при сгорании выделяют много влажных паров, оседающих в виде конденсата. Использование качественного топлива продлит срок службы дымохода и самой печи. Для нормального просушивания дрова должны пролежать в сухом месте не меньше полутора лет.

Оборудование, работающее на природном газе, больше подвержено вредному воздействию конденсата и поэтому чаще выходит из строя. Устанавливая газовое оборудование желательно заранее побеспокоиться о конденсатосборнике, в противном случае придется постоянно чистить дымоход. Часто в инструкции по эксплуатации производитель указывает, как лучше обезопасить систему от конденсата.

Профилактика образования конденсата

Профилактические меры по устранению конденсата направлены, в принципе, не на саму борьбу с ним, а на повышение сопротивляемости дымохода. С целью профилактики необходимо:

• использовать для дымохода крепкие и устойчивые материалы. Также рекомендуется вмонтировать в уже существующий дымоход канал из материала, устойчивого к агрессивной среде. К примеру, асбестовые или кирпичные дымоходы гильзируются с помощью труб из нержавеющей стали. Этот материал устойчивый к химическим веществам и обладает высоким коэффициентом гладкости. Дым через нержавеющую трубу проходит значительно быстрее;
• установить специальный конденсатосборник для стального дымохода, который монтируется в точке горизонтального канала и вертикального участка.

Бороться с образованием конденсата не только возможно, но и необходимо. Стоить помнить, что своевременное обслуживание дымохода существенно продлит его эксплуатационный период и повысит устойчивость к образованию конденсата. Согласно рекомендаций, чистка дымохода должна проводиться не менее 1 раза в год. Простые действия приведут к улучшению тяга, а соответственно, к снижению конденсации.

Откуда берется конденсат в трубе дымохода?

Вы увидели конденсат в дымоходе – что делать, такое случается со всеми. Можно даже сказать, что дымохода без конденсата попросту не бывает.

На процесс образования конденсата влияют следующие факторы:

• Степень влажности топлива. Причем абсолютно сухого топлива попросту не бывает. Порция водяных паров содержится даже в природном газе, более того, при сгорании это топливо разлагается на углекислоту и водяные пары. Поэтому конденсат в дымоходе газового котла – это вполне обычное явление.
• Температура дымовых газов и самой трубы – если она меньше 100 градусов Цельсия, то источником водяных паров будет сам воздух в канале дымохода. При этом на старте любой отопительный прибор генерирует выхлопные газы с недостаточно высокой температурой, которые проходят по недостаточно разогретой трубе.
• Слабая тяга в канале дымохода – при недостаточной скорости движения выхлопных газов по воздуховодам повышается риск перехода паров в воду. При высокой скорости (тяге) пары просто вылетают из трубы, не успевая сгуститься и трансформироваться в жидкость.

Большая разница температуры трубы и окружающей среды – в этом случае водяные пары конденсируются на наружной поверхности дымохода, а равно и в его торцевой части. Подобный эффект обостряется при каждом сезонном похолодании.

Как устранить проблему?

Даже выполнив все требования при возведении дымохода, совсем избежать конденсации не выйдет. В готовой конструкции это тем более невозможно. Но решить проблему можно, избавившись от уже образовавшегося конденсата, снизив его концентрацию и минимизировав разрушительные последствия:

Использовать только сухое топливо. При сгорании будет выделяться меньше влаги, уменьшится образование сажи, кроме того, такое горючее дает больше тепла при меньших затратах.

• Если дымоход выполнен из гигроскопичного материала, применяют гильзование. Внутри шахты прокладывают трубу из нержавеющей стали, которая принимает воздействие агрессивных веществ на себя. Гильза решит еще одну проблему – она нагревается быстрее кирпича или асбестоцемента, значит капли не будут образовываться в самом начале дымохода.
• Уменьшить разницу температур поможет утепление частей трубы, находящихся вне отапливаемого помещения. Дым будет медленнее остывать, большая его часть успеет выветриться вместе с конденсационным паром. Тонкие стальные трубы с этой целью обматывают теплоизоляционными материалами или прячут в дополнительно возведенную кирпичную шахту.
• Для улучшения тяги следует прочистить дымоход и устранить нарушения целостности трубы. Это облегчит выведение продуктов горения и обезопасит систему.
• Чтобы предотвратить попадание дождя и мусора, навершие дымовой трубы оснащают конусовидной насадкой – дефлектором. Он не пропускает внутрь осадки, а также улучшает тягу.
• В начале дымоотвода и на поворотах конструкции следует установить конденсатоотводчик. Монтируют его таким образом, чтобы было легко опустошить при наполнении.

Рекомендуем ознакомиться: Ремонт стальных и кирпичных дымоходов

Основные правила использования дымоходной трубы

Соблюдение правил по сооружению и использованию системы дымоотвода позволяет продлить ее работоспособность. Чтобы минимизировать появление конденсата, следует придерживаться таких рекомендаций:

• если конструкция дымохода установлена вертикально, то длина горизонтальных элементов в ней не должна превышать 1 м. При этом в системе не должно быть острых углов и наклонных прямых;
• внутри конструкции не должно быть щелей, выступов и иных дефектов;
• диаметр канала должен быть не меньше диаметра выходного патрубка, который идет от отопительного оборудования;
• при сооружении необходимо обеспечить возможность для удобной и полноценной чистки всей системы;
• высота трубы должна подбираться в соответствии с высотой крыши.