Современная теплотехника, продолжающая активно развиваться в направлении повышения эффективности, предъявила новые требования к системам отвода дымовых газов.
Глубокое охлаждение продуктов сгорания (в конденсационных котлах — до 100–200 °С), повышающее образование конденсата, вызвало необходимость использования влаго и кислотоустойчивых материалов. Применяемые конструкции должны обеспечивать быстрый прогрев стенок дымохода и поддержание их в нагретом состоянии при любой температуре наружного воздуха. Ну, и, как в случае с любым другим оборудованием, важными требованиями являются удобство и простота монтажа дымоходных систем.
Нержавеющая сталь начала применяться для дымоходных систем около четверти века назад. Дымоходы из этого материала имеют более продолжительный срок службы (свыше 10 лет), по сравнению с дымоходами из обычной углеродистой стали (до 5 лет). Они надежнее, и на их гладкой поверхности не происходит осаждения сажи. Современные методы сварки (например, электродуговая сварка встык в среде инертного газа) обеспечивают высокую прочность продольного шва и его устойчивость к коррозии.
Производятся стальные дымоходы в виде различных модулей, комбинация которых позволяет получить систему нужной конфигурации. Как правило, такой дымоход не требует специального фундамента и прост в монтаже. Им легко оборудовать не только заново спроектированный объект, но и уже существующий, построенный без учета возможности появления в нем автономной котельной.
Обычно элементы стальных дымоходных систем имеют круглое сечение (за исключением специальных случаев – вкладыша в кирпичный дымоход небольшого сечения и др.). Оно оптимально с точки зрения аэродинамики – в такой трубе не возникает локальных завихрений выводимых газов, затрудняющих работу дымохода.
Стальные дымоходы подразделяются на одно- и двустенные (одно- и двухконтурные). Первые являются наиболее экономичным решением для монтажа внутри помещения или в уже существующий кирпичный дымоход. Главными недостатками одностенных дымоходов, препятствующими их более широкому применению, являются обильный конденсат, выпадающий при значительной разнице температур между выводимыми продуктами сгорания и поверхностью трубы, а также опасность обледенения устья дымохода в зимнее время. Избежать этого позволяет теплоизоляция. Двустенный дымоход состоит из внутренней трубы из нержавеющей стали и внешнего кожуха (или обечайки), пространство между которыми заполняется пожаробезопасной теплоизоляцией, например, спрессованным минераловатным материалом на основе базальтовых пород. Внешняя труба может быть изготовлена как из нержавеющей, так и из оцинкованной стали (иногда применяется и оцинкованная жесть). При реконструкции исторических зданий часто используются двустенные дымоходы с медной внешней трубой.
Дымоходы из "нержавейки" являются универсальным решением. Они пригодны к применению в жилых, коммерческих и промышленных зданиях. В зависимости от марки стали рабочей трубы, конструкции соединений, наличия и материала уплотнений, ими могут оснащаться и твердотопливные теплогенераторы с высокой (600–900 °С) температурой отходящих газов, и низкотемпературные котлы, при использовании которых в дымоходах образуется большое количество конденсата. Важное качество большинства стальных систем, обусловленное их герметичностью, – возможность работы под разряжением и избыточным давлением.
Рассмотрим основные элементы модульных дымоходов. (При этом следует иметь в виду, что в системах разных изготовителей могут встречаться свои уникальные конструктивные особенности, существуют и отличия в терминологии.) Одно- и двустенные дымоходные трубы выпускаются различных диаметров и длины, как правило, не превышающей 1 м в целях удобства монтажа. Для соединения элементов друг с другом обычно применяют специальные уплотнительные прокладки (герметики) и обжимные хомуты. Наряду с этим разработаны и получают всё большее распространение методы стыковки, не требующие применения уплотнителей, например, соединения конической конструкции.
Узел, применяемый для перехода горизонтального дымоотвода в вертикальный дымоход под углом 90°, называется тройником. Он может быть оснащен съемным прочистным стаканом для диагностики состояния дымохода и сбора конденсата или "ревизией", выводящей конденсат в емкость для нейтрализации. Отвод (иначе – колено) с различными углами поворота (15, 30, 45 или 90 градусов) также применяется для изменения направления дымохода (например, в случае необходимости обвода каких-либо препятствий). При необходимости состыковки модулей различного диаметра, а также одно- и двустенных элементов используются специальные соединительные розетки или переходники. Понижение уровня шума в дымоходе достигается с помощью шумоглушителей различных конструкций.
При монтаже приставного дымохода на наружной стене дома применяют различные крепежные элементы – опорный и стенной кронштейны, консольное крепление. Безопасность прохождения внутреннего дымохода через стены и межэтажные перекрытия обеспечивается проходными патрубками. Для прохождения через крышу предназначены крышные разделки с различными углами наклона. Защитой от попадания осадков в устье дымохода служат "зонты" (дефлекторы, оголовки) различной конструкции. При шахтном размещении дымохода вместо "зонта" обычно используется обтекатель устья.
В настоящее время в России доступны стальные дымоходы фирм Eka, Jeremias, Raab (Германия), F.F.Bofill (Испания), Hild (Франция), МК (Польша) и др. Получили известность системы дымоходов из нержавеющей стали отечественных компаний Rosinox (Клин), "Балтвент" (Калининград), НИИ КМ, "Элитс" (Москва). По качеству их продукция, как правило, не уступает импортным аналогам.
Хотя керамика применяется для изготовления дымоходов с давних пор, но современные шамотные (от фр. chamotte – обожженная до спекания огнеупорная глина) дымоходы имеют мало общего с шамотными дымовыми трубами минувших эпох. Толщина стенок современного керамического дымохода, как правило, не превышает 1,5 см. Это привело к соответствующему снижению веса и простоте монтажа из отдельных модулей такой системы дымоходов. Керамические дымоходы быстро прогреваются и обладают высокой термостойкостью (рабочие температуры – 450–500 °С), устойчивы к агрессивным воздействиям конденсата и внешней среды. Кроме того, они весьма пожароустойчивы и способны до 1,5 ч противостоять прямому возгоранию.
Обычно трубы из керамики используются в составе теплоизолированных дымоходов, наружный контур которых изготавливается из нержавеющей стали, легкого бетона или керамзита. Керамические дымоходные системы, как и стальные, являются модульными, что значительно упрощает их монтаж. В нашей стране известны керамические системы дымоходов германских компаний Schidel и Tona, а также итальянской Camini Wierer.
Алюминиевые дымоходы довольно недороги, устойчивы к разрушительным воздействиям конденсата, обладают небольшим весом и, как всякие модульные системы, просты в монтаже. Их основным недостатком является невозможность применения в системах, работающих на твердом или жидком топливе. Дымоход из алюминия должен точно соответствовать рабочим параметрам теплогенератора, с которым планируется его применить. В случае замены котла может возникнуть необходимость замены также и дымохода. На отечественном рынке алюминиевые дымоходы предлагают компания Vilpra (Литва), Unitherm (Германия) и др.
Пластиковые дымоходы обладают малым весом, высокой антикоррозийной устойчивостью, гибкостью формы, простотой установки и невысокой ценой. Однако их применение ограничивается системами с конденсационными котлами с температурой отходящих газов до 120 °С. В РФ пластиковые дымоходы поставляют такие компании, как Raab и Jeremias (Германия).
С 1999 г. для ремонта существующего или устройства нового дымохода в системах на газообразном и жидком топливе применяется оригинальная технология Furanflex компании Kompozitor KFT (Венгрия). Она предусматривает использование полимерного вкладыша рукава из укрепленной стекловолокном искусственной смолы, твердеющей при высокой температуре. Спущенный через устье дымохода он раскрывается под действием подаваемого в него пара. Полимеризация и затвердение материала происходят в течение 1,5 ч в условиях высокого (20 атм) давления. Такие дымоходы рассчитаны на работу при температуре до 200 °С. Толщина трубы Furanflex – 2,0 мм, диаметр – от 80 до 500 мм; длина – от 3 до 35 м.
В настоящее время в автономном отоплении широко применяются коаксиальные (концентрические) конструкции с размещением дымовой трубы (она может быть из разных материалов) внутри воздуховода большего диаметра (в международном обозначении – LAS). Кроме очевидных строительно-монтажных преимуществ, такие дымоходы обеспечивают дополнительную защиту от загазовывания помещения при повреждении дымохода, а обтекание дымовой трубы наружным воздухом дает дополнительный положительный энергосберегающий эффект.
Четкую и последовательную классификацию систем дымохода и воздухоподвода к современным газовым отопительным котлам содержатся в DVGW-TRGI:
А – без отвода отработанных газов, В – с отводом газов и забором воздуха из помещения, С – с отводом газов и использованием наружнего воздуха. Уточненный код системы формируется при помощи трех цифр, первая из которых обозначает вид подачи воздуха для горения и отвода дымовых газов; вторая – наличие вентилятора и его расположение; использование в коде системы литеры "х" означает, что газоотводящий трубопровод обтекается воздухом для горения или соответствует повышенным требованиям к уплотнению. Например, кодом С33х обозначаются газовые устройства с концентрическими системами отвода газов и подачи воздуха через крышу с расположением вентиляторов перед горелками.
Обычные газовые системы с расположением вентиляторов на выходе из приборов обозначаются С32х. Соответствующие системы с керамическими дымоходами имеют обозначение С43х и С42х.
Основными документами, регулирующими правила устройства систем удаления продуктов сгорания и подвода воздуха к бытовым теплогенераторам в РФ, являются СНиП 41-01-2003, СП 31-106-2002 ("Проектирование и строительство инженерных систем одноквартирных жилых домов") и СП 41-108-2004 ("Поквартирное теплоснабжение жилых зданий с теплогенераторами на газовом топливе").
Они дают общие рекомендации по обеспечению пожарной безопасности, регламентируют максимально допустимые концентрации вредных веществ, устанавливают диапазоны возможных рабочих параметров отопительных систем и др. Правила использования конкретных систем дымоотвода содержат технические инструкции и рекомендации их производителей.
