Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В настоящее время отопление с использованием газовых котлов широко применяется как в загородных домах, коттеджах, так и многоэтажных жилых зданиях. Популярность газовых котлов обуславливается невысокой ценой, как оборудования, так и топлива, на котором они работают.

Для обеспечения эффективной работы системы отопления на газовом топливе, вывода продуктов сгорания и поддержания чистого воздуха в отапливаемых помещениях необходимо проводить работы по устройству дымоходов (дымоотводов). Чтобы данные устройства работали исправно и имели длительный срок службы к их установке необходимо подходить очень ответственно и серьезно. Ошибки в монтаже дымохода могут обернуться в дальнейшем с серьезными и негативными последствиями.

Главное условие в работе дымоходов газовых котлов -- их способность обеспечивать хорошую тягу. Дымоходы также должны иметь эстетичный вид, быть пожаробезопасными, обладать надежной и качественной теплоизоляцией, простотой установки. При монтаже дымоходов необходимо обязательно устраивать собственный канал дымоудаления с гладкой поверхностью и круглым сечением.

Этап устройства дымоходов самый важный в комплексе работ по установке отопительного оборудования. При его неправильном устройстве работа отопительной системы не принесет ожидаемого результата, даже при использовании качественного отопительного оборудования.

Современные дымоходы отличают по форме и применяемому материалу. Традиционная форма дымоходов -- цилиндрическая. А вот материал, который применяется для изготовления дымоходов, вопрос серьезный и требует особого внимания. В настоящее время дымоходы могут устраиваться из кирпича, обычной стали, нержавейки. В отдельных и редких случаях - керамические. Кирпичный дымоход для газового котла имеет недолгий срок эксплуатации, так как примеси серы вступая в реакцию с водой (конденсатом) разрушают его стенки. Данное пагубное влияние можно устранить, если внутри кирпичного строения установить дымоход из стали. Это можно сделать достаточно быстро, даже не в рамках капитального ремонта.

Не менее хорошими эксплуатационными свойствами обладают керамические дымоходы. Но они менее популярны, чем все остальные, в большей степени из-за высокой стоимости. Наибольшим спросом среди владельцев недвижимости для устройства дымоходов пользуется нержавеющая сталь. Такие дымоходы бывают одинарными или двойными -- типа сэндвич. Современные системы дымоудаления, в основном, изготавливаются именно из нержавейки. Нержавеющая сталь имеет целый ряд существенных достоинств: невысокая стоимость, простота устройства, быстрый прогрев, хорошая тяга даже при самых неблагоприятных условиях, жаро и кислотостойкость. Для производства таких дымоходов применяется сплав хрома и стали. Благодаря такому сплаву дымоходы служат долго и исправно.

Дымоходы, изготовленные из нержавеющей стали -- типа сэндвич в последнее время пользуются все большей популярностью. Они более современны и имеют ряд преимуществ по сравнению с другими устройствами, предназначенными для вывода продуктов горения. У них привлекательный внешний вид, они достаточно просты в монтаже и в обслуживании, устойчивы к коррозии и практически не образуют конденсат. К наиболее популярным дымоотводам в настоящее время относятся коаксиальные дымоходы. Они представляют собой две трубы, которые заключены друг в друга. При такой конструкции происходит одновременное удаление дыма по внутренней трубе и забор воздуха для обеспечения горения газа по внешней.

1. Организационно-технологическая часть

1.1 Общие сведения о дымоходах

В системе отопления загородного дома, равно как и в других схемах жилых строений, мелочей не бывает. Но, как показывает практика, обустройству дымоходов в частных домах порой отводят второстепенную роль. А значит, велика опасность некачественной работы домашнего очага, есть риск возникновения пожара или отравления жильцов угарным газом. Меньше всего проблем возникает, когда параметры отопительной системы и ее составляющих рассчитывают на этапе проектирования дома. Хуже обстоят дела с готовыми строениями, которые новые хозяева пытаются модернизировать на свой лад, прокладывая дополнительные пути для отвода дыма из помещения. Но в каждом конкретном случае требуется индивидуальный расчет. Мы же ограничимся общими рекомендациями при выборе и установке дымоходных каналов, указав на некоторые особенности.

Решая, какой дымоход установить, придется плясать от печки: необходимо знать тип отопительного прибора, место его расположения (снаружи или внутри здания), коэффициент полезного действия (КПД), температуру отходящих газов. Сильно нагреваются отводящие газы при эксплуатации приборов, работающих на твердом топливе, - при его неполном сгорании температура дыма может доходить до 600°С. Поскольку кирпич способен выдерживать столь высокий накал, до недавних пор наиболее популярными были дымоотводы кирпичные. Этот тип и сегодня актуален для классических видов кладочных каминов с открытым пламенем и домовых печей. Также хорошо переносят температурные нагрузки эмалированная и жаропрочная сталь, керамика.

Новое поколение теплогенераторов на жидком топливе или природном газе имеет высокий КПД (75-90 %) за счет более низкой температуры продуктов сгорания (менее 160 °С). Однако при этом на стенках дымохода образуется агрессивно-кислый конденсат - если материал пористый (кирпич, асбестоцемент), то увлажняясь, он быстро разрушается. Предотвратить эти процессы можно с помощью дополнительной гидроизоляции, однако проще делать дымоходы из стали, шамота, полимерных материалов (полипропилен и поливинилдеифторид), керамики, особых сортов стекла. В настоящее время популярны стальные модульные системы из кислотостойкой нержавеющей стали. Расскажем о них подробнее.

Гладкая зеркальная поверхность и простота монтажа - основные достоинства современных стальных дымоходов. Блестящая поверхность внутренних стенок обеспечивает минимум трения отходящих газов о стенки дымохода, а специальные сборники, входящие в комплект модульных систем, ловяти выводят конденсат за пределы дымоотвода. Если в доме имеется кирпичная шахта, то стальной канал можно проложить внутри нее (чтобы не проводить сложные работы по гидроизоляции каменного канала). Стальные дымоходы легче кирпичных, устойчивы к коррозии, долговечны и подходят для работы с различными типами котлов и печей. Кроме того, монтаж этих систем можно производить как на стадии строительства дома, так и в уже готовом здании, а процесс сборки напоминает игру в детский конструктор, поэтому даже непрофессионалы могут справиться.

По месторасположению каналы для отвода дыма могут быть стенными (внутри капитальных кирпичных стен), коренными (обособленные в виде отдельно стоящего кирпичного стояка) и наружными (на фасаде здания). Для помещений с капитальными стенами наиболее удобен и экономичен первый вариант - он не требует дополнительных материалов, его сооружают одновременно со стенами при строительстве здания. Если такой дымоход проложить в наружных стенах дома (такое бывает в уже построенных зданиях и при дефиците площади), он будет отдавать часть тепла стене и соответственно, охлаждаться, при этом ухудшится тяга. Справиться с проблемой поможет дополнительная теплоизоляция.

По способу удаления газов отопительные приборы можно разделить на две группы: с принудительной и естественной тягой. В первом случае отвод газов происходите помощью встроенного в котел вентилятора, во втором - за счет тяги, создающейся в дымоходе. Для отопительных систем с принудительной тягой целесообразно использовать компактный коаксиальный дымоход. По его внутренней трубе продукты сгорания отводятся на улицу за счет работы вентилятора, а по внешнейтрубе в камеру сгорания поступает воздух, необходимый для поддержания процесса горения. Таким образом, не сжигается кислород в помещении и не требуется дополнительного притока холодного воздуха в здание.

По материалу изготовления системы дымоходов и элементы бывают одноконтурные (однослойные) и двухконтурные (двухслойные). Первые производят в виде труб и фасонных элементов из нержавеющей стали. Недорогие, подходящие для прокладки внутри помещения или в качестве вставки в существующие кирпичные дымоходы, они плохи тем, что при отводе низкотемпературных газов от приборов с высоким КПД образуется обильный конденсат. Правда, устранить недостаток позволяет наружное утепление труб. Для двухконтурных вариантов дополнительное утепление не требуется, поскольку трехслойная конструкция имеет внутренний слой термоизоляционного материала на основе базальтовых пород. Такая труба исключает сильное охлаждение отходящих газов, выпадение агрессивного конденсата сводится к минимуму. Двухконтурные системы в основном применяют для прокладки дымоходов снаружи здания.

Решения для кровли:

Узел прохода трубы через наклонную кровлю различается в зависимости от вида кровельного материала и формы сечения дымохода (прямоугольное, квадратное или круглое). Однако общие правила одинаковы для всех вариантов. Так, выводя трубу через покрытие, необходимо отвести от нее воду, стекающую по скату кровли и по стенкам самой трубы. Эту задачу решают с помощью металлического фартука, который устраивают вокруг дымохода, с обязательным заведением краев защитного обрамления под кровельный материал. Для труб с наружными стенками из кирпича или бетона, с сечением прямоугольной или квадратной формы, фартук выполняют с применением комплектующих к кровельному материалу. Толщину теплоизоляции определяют два основных параметра: вид топлива и степень горючести прилегающих к дымоходу поверхностей. Если в деревянном доме используется дровяная печь, то толщина изоляции однослойных дымовых труб должна быть 50-100 мм. Для приборов, работающих на жидком топливе или природном газе, рекомендуется теплоизоляция толщиной от 25 мм. Чаще всего в качестве утеплителя применяется прессованная базальтовая минеральная вата.

Главным нормативным документом при обустройстве дымоходов является СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», где прописаны основные положения по выбору материалов, о размерах конструкции и монтаже. Так, высота наружной трубы (обечайки) для плоской кровли должна быть не менее 1м, для скатной - на 50см выше конька (чтобы не задувал холодный воздух). От конька крыши до трубы расстояние составляет 1,5-3 м (иначе труба будет очень длинной). При более удаленном расположении обечайка должна быть не ниже линии, мысленно проведенной от конька вниз под углом 10° к горизонту. Чем ближе дымоход к коньку, тем лучше - так в зоне холодного воздуха останется лишь небольшая часть трубы, а значит снизится вероятность конденсации водяного пара в дымоходной системе зимой. Конденсат опасен тем, что при замерзании превращается в наледь, которая значительно снижает тягу в системе отопления.

1.2 Процесс устройства дымохода

Дымоходы предназначены для полного отвода продуктов сгорания от бытовых газовых приборов во внешнюю среду и предотвращения их распространения в помещении.

Дымоходы от приборов могут состоять из насадных, отдельно стоящих или расположенных в капитальных столах труб. Продукты сгорания газа от каждого прибора должны отводиться по обоспособленному дымоходу. Площадь сечения дымохода должна быть не менее площади сечения патрубка газового прибора, присоединяемого к дымоходу.

Дымоходы должны быть вертикальными, без уступов. Присоединение газовых водонагревателей и других газовых приборов к дымоходам должно осуществляться с помощью труб, изготовленных из кровельной стали.

Ниже места присоединения дымоотводящей трубы от прибора к дымоходам в кирпичных стенах должно быть предусмотрено устройство «кармана» с люком для его очистки.

Дымовые трубы от газовых приборов в жилых домах могут выводится на 0,5 м выше конька крыши (при расположении их по горизонтали не далее 1,5 м от конька крыши); на уровне с коньком крыши (если они расположены на расстоянии до 3 м от конька крыши); не ниже прямой, проведенной от конька крыши вниз под углом 10? к горизонту (при расположении их на расстояние более 3 м от конька крыши). Причем в любом случае высота над прилегающей частью крыши должна быть не менее 0,5 м. Если вблизи находятся более высокие здания или строения, то дымовые трубы от газовых приборов выводятся выше границы зоны ветрового подпора, т.е. находящегося ниже линии, проведенной под углом 45? к горизонту от наиболее высокой части здания. Дымоходы должны быть защищены от воздействия атмосферных осадков.

Проходное сечение дымоходов должно быть оптимальным, обеспечивающим полный отвод и минимальное охлаждение продуктов сгорания газа. Площадь поперечного сечения дымоходов определяется в зависимости от тепловой мощности газовых приборов, но в любом случае она не должна быть меньше значений.

Применяемый материал, толщина стенок и слой теплоизоляции дымохода должны обеспечивать температуру продуктов сгорания газа на выходе на 15?C выше точки росы.

В задачу расчета дымохода входит определение поперечных сечений самого дымохода и присоединительной трубы, а также разрежение перед газовыми приборами.

Предварительно поперечным сечениям задаются, принимая скорость уходящих продуктов сгорания 1,5…2 м/с. О достаточности принятых сечений судят по полученному разряжению перед прибором

Дымоходы предприятий общественного питания.

Ресторанные плиты, пищеварочные котлы присоединяют как к отдельным, так и к общему дымоходу. Допускается использовать соединительные дымоотводящие трубы, общие от нескольких агрегатов. Ввод продуктов сгорания в общий дымоход для нескольких приборов предусматривается на разных уровнях или на одном уровне, но с использованием устройства рассечения.

Сечение дымоходов и соединительных труб определяют расчетом исходя из условия одновременной работы всех присоединяемых газовых приборов.

Для отвода продуктов сгорания от ресторанных плит, пищеварочных котлов предусматриваются горизонтальные участки дымоходов общей длиной не более 10 м.

Дымоходы прокладываются в перекрытиях с устройством противопожарной разделки для их горючих конструкций. При присоединении к дымоходу одного прибора, а также приборов со стабилизаторами тяги шиберы (заслонки) на дымоотводящих трубах не предусматриваются.

При присоединении к общему дымоходу нескольких приборов, не имеющих стабилизаторов тяги, на дымоотводящих от них трубах должны предусматриваться шиберы с отверстиями диаметром не менее 15 мм.

Отвод продуктов сгорания от предприятий бытового обслуживания необходимо осуществлять по стальным дымовым трубам.

2. Расчетная часть

Расчет обособленных дымоходов от газовых печей периодического действия.

При проектировании и строительстве малоэтажных жилых домов с местным отоплением дымоходы от бытовых приборов выполняют в подавляющем большинстве случаев обособленными.

К обособленным дымоходам могут быть подключены газовые печи периодического и непрерывного действия. Методика расчета дымоходов для этих случаев неодинакова.

Данная методика расчета учитывает нестационарный процесс теплопередачи, происходящий между продуктами сгорания и стенками дымоходов. Порядок расчета следующий.

Зная тепловую нагрузку горелки печи, высоту дымохода и место установки прибора в здании, можно ориентировочно определить площадь поперечного сечения дымохода F, см2, по следующей формуле:

F = (K • Q) / (4,19 • v? Н)

где К = 0,02-0,03 - эмпирический коэффициент, равный 0,02-0,03; Q - теплопроизводительность газового прибора, кДж/ч; Н - высота дымохода, м.

Полученная площадь поперечного сечения дымохода должна быть скорректирована с «Временными техническими условиями по переводу отопительных и отопительно-варочных печей на газовое топливо».

Так, например, в этом документе указано, что для газовых бытовых печей сёчение кирпичного дымохода должно быть ? х ? кирпича, а при устройстве дымохода из асбестоцементных труб его диаметр должен быть равен 100 мм независимо от того, на каком этаже установлена печь. Если на печи нет насадной трубы, то следует выбрать диаметр металлического патрубка или размеры кирпичного короба, с помощью которого газовая печь присоединяется к отдельно стоящему дымоходу. Длина патрубка или короба не должна превышать 1 м. Зная конструктивные размеры дымохода, можно провести проверочный теплотехнический расчет, цель которого заключается в определении температуры уходящих газов на оголовке трубы. По этой температуре и коэффициенту избытка воздуха в уходящих газах можно определить, возможна или нет в зимнее время конденсация водяных паров на оголовке. Для расчета должны быть заданы: начальная температура газов на выходе из печи, состав горючего газа и продуктов сгорания, конструктивные размеры дымового канала.

Пример. Печное отопление двухэтажного жилого дома переведено на газообразное топливо. Дымоходы печей расположены во внутренней капитальной стене. Печи второго этажа установлены на консолях. Соединительные патрубки изолированы асбестовым шнуром (толщина слоя асбеста 15 мм), подача горючего газа на каждую горелку 1,8 м3/ч, длительность топки 2 ч, теплота сгорания горючего газа QBH = 35 600 кДж/м3, температура уходящих газов из каждой печи (на входе в металлический патрубок) 213 °С, барометрическое давление 100 кПа (1 бар), коэффициент избытка воздуха для печи 1-го этажа ?т = 3, длина соединительного патрубка 1 м, температура: наружного воздуха tнар = - 10°С, воздуха в помещении tпом = 20 °С.

Требуется определить температуру уходящих газов на оголовке дымовой трубы печи 1-го этажа, а также действительную тягу в этом дымоходе.

Предварительно найдем некоторые исходные величины. Вычислим объем уходящих газов, образующийся при сжигании 1 м3 горючего газа

VГ = 10,61 + (?т - l)V°=10,61+ (3-1) * 9,5 = 29,61 м3.

Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2 * °С), металлического патрубка, изолированного слоем асбеста, определим по формуле

K = 1 / (Rвн + Rст + Rасб + Rнар),

где Rвн, Rст, Rасб, Rнар - термические сопротивления соответственно тепловосприятию от газов металлической стенки патрубка, стальной стенки патрубка, асбестовой изоляции толщиной 15 мм и теплоотдаче от наружной поверхности патрубка воздуху помещений, м2 * °С/Вт.

Значения Rвн и Rнар найдем по табл. 1, а Rст и Rасб, м2 * °С/Вт - по формулам:

Rст = ? ст / ? ст = 0,001 / 58 = 0,000017;

Rасб = ?асб / ?асб = 0,015 / 0,35 = 0,043.

Таблица 1 - Значения термических сопротивлений

Вид дымохода	Rвн	Rнар
Стальная Соединительная труба:
неокрашенная	0,056	0,086
оцинкованная	0,076	0,12
Кирпичный дымоход:
внутренний	0,082	0,086
наружный	0,082	0,043

Затем вычислим значение коэффициента теплопередачи для присоединительного патрубка

K = 1/ (0,056 + 0,000017 + 0,043 + 0,086) = 5,4 Вт/(м2 * °С).

Падение температуры ? t /, °С, входящих газов в присоединительном патрубке можно определить по формуле:

? t = (KF * (tср - tпом)) / (Vг * cг )

где F - площадь теплопередающей поверхности патрубка, м2; tcp, tлом соответственно средняя температура входящих газов в патрубке и температура воздуха в помещении, °С; Vг - объем газов, м3/ч; сг - удельная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/(м3 * °С).

Предварительно задаемся возможной конечной температурой уходящих газов в конце присоединительного патрубка (195 °С). Тогда средняя температура уходящих газов в патрубке окажется равной:

tcp = (213 + 195) / 2 = 204 °С.

Площадь теплопередающей поверхности патрубка будет равна:

F =?DL = 3,14 * 0,12 * 1 = 0,377 м2.

Вычисляем разность температур:

? t = (0,377 * 5,4 (204 - 20)) / (1,8 * 29,6 * 0,35) = 18 °С.

Действительный перепад температур почти не отличается от заданного, поэтому пересчета не требуется.

Площадь тепловоспринимающей поверхности дымохода сечением 1/2 х 1/2 кирпича и длиной 6,7 м составляет:

Sдым вн = 0,52 * 6,7 = 3,48 м2.

Коэффициент избытка воздуха в обособленных кирпичных дымоходах большой длины, как правило, увеличивается за счет подсоса воздуха внутрь действующего канала из соседних смежных каналов через неплотности, а также за счет инфильтрации воздуха из помещений через поры кладки. Можно считать, что средний коэффициент избытка воздуха в дымоходе большой длины в 1,5 раза больше того, который фиксируется непосредственно в печи. Поэтому принимаем

?дымт = 1,5 ?т = 1,5;

Vг = 10,61 + (?т - 1) V0 = 10,61 + (4,5 - 1) * 9,5 = 43,91 м3.

Определим температуропроводность кладки

? = ? / (с * ?) = 0,45 / (0,19 * 1600) = 0,00149 м2/ч.

Если принять, что подсос воздуха происходит в основном в нижней зоне дымохода, температура входящих газов в основании канала составит

tдымосн = (cг*Vг*tг + Vг*tг*cг) / (cсм*Vсм) = (0,35 * 29,61 * 195 + 14,3 * 20 * 0,31) / (0,35 * 43,91) = 138 °С

Температура продуктов сгорания на оголовке дымовой трубы равна 41 °С, конденсация водяных паров на оголовке дымовой трубы будет отсутствовать.

Средняя температура уходящих газов в кирпичном дымоходе равна:

Tсрдым = (tдымосн + tогух) / 2 = (138 +41) / 2 = 90 °С.

Зная среднюю температуру продуктов сгорания в дымоходе, можно провести его гидравлический расчет.

Выход продуктов сгорания из печи в атмосферу происходит под действием гравитационного напора ?гр, Па, который может быть представлен формулой

?гр =9,81 * H * ((?0возд) / (1 + t возд / 273) - (?0ух) / (1 + tух ср / 273)) * b / 760,

где Н - высота дымовой трубы, м; р0возд , р0ух - соответственно плотность наружного воздуха и уходящих газов при температуре 0 °С, кг/м3;

tвозд - температура наружного воздуха, 0 °С;

t ухcp - средняя температура уходящих газов, 0 °С;

b - барометрическое давление, Па.

Подставляем в эту формулу исходные данные

?гр = 9,81*6,7(1,29/(1+10 /273) - 1,31 /(1 + 90 / 273) *750 / 760 = 22,7 Па.

Часть гравитационного напора затрачивается на преодоление линейных и местных сопротивлений.

Действительная тяга, которая создается в дымовой трубе, представляет собой разность между гравитационным напором и суммой гидравлических сопротивлений.

Определяем сопротивления по участкам.

Металлический патрубок

Потеря на трение в патрубке длиной 1 м

Скорость уходящих газов

Wпат = (V патух(1+? * t патср)) / (F * 3600)=(29,61 * 1,8 (1 + 204 / 273)) / (0,0113*3600) ? 2 м / с.

При этой скорости удельное линейное сопротивление составляет 0,6 Па. Сопротивление участка в целом равно:

RL = 0,6 * 1 = 0,6 Па.

Потери на местные сопротивления

Коэффициенты местных сопротивлений в пределах металлического патрубка равны:

выход из печи в патрубок..................... 0,5

поворот под углом 90°........................... 0,9

внезапное расширение потока при входе в кирпичный дымоход и поворот под углом 90°............. 1,2

??= 2,6

Потери на местные сопротивления равны

?pм =(10* ? *? *W2пат *?ух) /(2*g)=(10 * 2,6 * 22 * 0,85)/(2*9,81) = 4,6 Па.

Гидравлические сопротивления в металлическом патрубке составляют

RL + ?pм = 0,6 + 4,6 = 5,2 Па.

Дымоход длиной 6,7 м, сечением 0,1 Зх. 0,13м

Скорость уходящих газов

Wдым = (Vдымух (1 + ? * tсрдым) / (F * 3600)=(43,91 * 1,8 (1 + 90 / 273)) / (0,0169 * 3600) = 1,75 м / с.

Диаметр дымохода, эквивалентный сечению 0,13 x 0,13 м, равен: dЭKB = 0,138 м при скорости 1,75 м/с, удельное линейное сопротивление его R будет при этом равно 0,4 Па.

Вследствие большой шероховатости стенок кирпичного дымохода его сопротивление трению Л должно возрастать по сравнению с сопротивлением дымохода с гладкими стенками труб из кровельной стали (для которых составлена номограмма). Поэтому значение R для кирпичных дымоходов обычно удваивается, а при плохой кладке утраивается.

Потери на трение

Потери трения на линейные сопротивления в дымоходе длиной 6,6 м с учетом некачественной кладки составят

51 = 3 * 0,4 * 6,7 = 8.Па.

Потери на местные сопротивления

Коэффициент местного сопротивления при выходе уходящих газов из оголовка с учетом установки на нем зонта равен 2,

?pм = (10 * ? * W2дым * ?ух) /(2*g) = (10*2*1,752 *0,97) / (2 * 9,81) = 3 Па.

Гидравлические сопротивления в кирпичном дымоходе

RL + ?pм = 8 + 3 = 11 Па.

Общая сумма гидравлических потерь в металлическом патрубке и кирпичном дымоходе составляет

?(RL + ?pм) = 5,2 + 11 = 16,2 Па.

Действительная тяга в дымоходе

pтяг = pгр * ?(RL + ?pм) = 22,7 - 16,2 = 6,5 Па.

Вывод: pгр - гравитационный напор ?(RL + ?pм) - общая сумма гидравлических потерь в металлическом патрубке и кирпичном дымоходе. Тяга в дымоходе должна быть достаточной, что является необходимым условием для нормальной работы отопительного агрегата. Оптимальной тягой в дымоходе считается тяга между 10-20 Па. Эти данные нужно уточнить в паспорте изделия. В случае, если тяга низкая, возникает большое количество дыма в топке, топливо не полностью сгорает, сильно может закоптиться стекло дверцы, дым может выходить в помещение. В случае, если тяга в дымоходе наоборот велика, функциональность печи тоже может значительно снизиться по причине того, что вместе с дымом уходит и тепло. Слишком большая тяга в дымоходе может вызвать и слишком большую температуру в топке, перегрев отопительного агрегата и в связи с этим деформацию корпуса. Для этого рекомендуется устанавливать в дымоходе задвижку или уже профессиональным языком шибер.

Причины слабой или обратной тяги в дымоходе:

* Низкая труба (менее 5 метров) всего дымохода. В короткой трубе разница давлений не велика, а это приводит в недостаточной тяге или вовсе к ее отсутствию.

* Имеется зона ветрового подпора. Это может случиться, если на расстоянии до 10 метров есть более высокое сооружение, в результате этого может возникнуть зона ветрового подпора.

* Обратная тяга может возникнуть ввиду близости леса или гор. Для любого отопительного агрегата требуется воздух. Отопительные агрегаты берут воздух как правило из самого помещения, а его не всегда бывает достаточно, возникает разряжение, которое нарушает нормальную работу агрегата.

* На тягу может влиять температура воздуха на улице. Чем выше температура воздуха на улице, тем ниже может быть тяга в дымоходе.

3. Безопасность труда и экологичность проекта

При сжигании природного или искусственного газа образуются продукты сгорания, состоящие из углекислого газа (СО2), водяных паров (Н2О) и азота (N2), оставшегося после химических реакций кислорода воздуха с горючими компонентами сжигаемого газа. Если процесс сжигания производился с избытком воздуха, то в продуктах сгорания будет и «лишний» кислород (О2), не вступивший в реакцию с горючим.

Кроме того, при сжигании газов образуется большое количество продуктов сгорания. Так, при нормальном сжигании 1 м3 природного газа расходуется около 9,5 м3 воздуха и образуется примерно 8,5 м3 продуктов сгорания газа и около 2 м3 водяных паров.

Согласно правилам безопасности газового хозяйства требуется отводить продукты сгорания газа от каждого прибора, агрегата или печи по обособленному дымоходу, находящемуся, как правило, во внутренних стенах зданий. Нарушение условий строительства и эксплуатации приводит к тому, что часть продуктов сгорания попадает в помещение и может быть причиной отравления людей. Продукты сгорания газа с температурой выше 150 ?С имеют плотность значительно меньшую, чем плотность атмосферного воздуха. Это обуславливает возможность их отвода по вертикальному каналу (дымоходу) от газового прибора наружу. При этом, чем больше разница между температурами уходящих газов и наружного воздуха, тем с большей скоростью уходящие газы будут проходить вверх по дымоходу. Следовательно, разность температур является одним из параметров, характеризующих величину расхода воздуха через дымоход.

Другим параметром служит площадь сечения дымохода. При заниженной площади сечения дымоход не сможет пропустить все выделяющиеся из прибора продукты сгорания газа.

Дымоходы могут быть прямоугольного и круглого сечения.

Если дымоход выполнен приставным снаружи здания, не выдержана толщина стенок дымохода при строительстве или они не утеплены, то уходящие газы будут сильно охлаждаться в зимнее время, разность температур между ними и атмосферным воздухом будет уменьшаться, а значит между ними и атмосферным воздухом будет уменьшаться, а значит, будет уменьшаться и расход воздуха через дымоход.

В особенно холодные дни охлаждение уходящих газов может быть настолько значительным, что водяные пары из продуктов сгорания будут конденсироваться и оседать на стенках дымохода, в результате наступит закупорка дымохода кристаллами льда. Сильное охлаждение отводящих газов может произойти и за счет подсоса наружного воздуха в дымоход через его не плотности, а также через тягопрерыватель газового прибора.

Образование не плотностей (трещин) или засорений дымохода может произойти также в результате разрушения его стенок при воздействии на них отходящих газов, если дымоход выполнен из непрочных материалов. Поэтому категорически запрещается строить дымоход из силикатного кирпича, шлакобетонных и других неплотных или пористых материалов. Потоку отходящих газов в дымоходе оказывает сопротивление шероховатость стенок, наличие внутренних сужений, выступов, выемок и изгибов, допущенных при небрежном строительстве.

Завышенное сечение дымохода, а также его вытянутая прямоугольная форма (одна сторона сечения больше другой в два раза) вызывают турбулизацию потока уходящих газов и тем самым повышают сопротивление дымохода потоку уходящих газов.

Любой дымоход можно оценить по его суммарному, результирующему показателю, выражающемуся в величине разрежения, которое создается в начале дымохода при потоке отходящих газов. Это разрежение называют тягой дымохода.

Для каждого газового прибора устанавливается экспериментально минимально необходимая тяга, при которой обеспечивается нормальная работа прибора и полный отвод продуктов сгорания газов.

Если размер дымохода равен размеру подводящего патрубка к прибору, но не создает требуемой тяги, то в этом случае недостаточна высота дымохода. Следовательно, дымоход должен обеспечить тягу у места подключения прибора, достаточную для преодоления сопротивления газового прибора, достаточную для преодоления сопротивления газового прибора проходу продуктов сгорания газа и преодоления сопротивления самого дымохода. Третьим параметром, характеризующим работоспособность дымохода, является его высота.

Правилами безопасности в газовом хозяйстве предъявляется ряд требований к устройству дымохода.

При устройстве дымохода в наружных стенах толщина стенок должна определяться расчетом с тем, чтобы температура продуктов сгорания на выходе из дымохода была не ниже температуры точки росы.

Присоединение газового оборудования к дымоходу. В существующих зданиях допускается предусматривать присоединение к одному дымоходу не более двух водонагревателей или отопительных печей, расположенных на одном или разных этажах здания при условии выполнения конструктивных требований по месту ввода продуктов сгорания в дымоход

В отдельных случаях в существующих зданиях при отсутствии дымоходов в стенах разрешается устройство приставных дымоходов, которые при необходимости теплоизолируются.

Допускается присоединение к дымоходу отопительной печи одного автоматического газового водонагревателя или другого газового прибора при условии достаточного сечения дымохода для удаления продуктов сгорания от присоединяемого газового прибора: при этом пользоваться печью и газовым прибором следует разновременно.

Присоединение дымоотводящей трубы газового прибора к оборотам дымохода отопительной печи не допускается.

Допускается присоединение к дымоходу отопительной печи одного автоматического газового водонагревателя или другого газового прибора при условии достаточного сечения дымохода для удаления продуктов сгорания от присоединяемого газового прибора: при этом пользоваться печью и газовым прибором следует разновременно.

Присоединение дымоотводящей трубы газового прибора к оборотам дымохода отопительной печи не допускается.

Площадь сечения дымохода не должна быть меньше площади патрубка газового прибора, присоединяемого к дымоходу.

Приборы коммунально-бытового назначения (ресторанные плиты, пищеварочные котлы и др.) допускается присоединять как к обособленным, так и к общему дымоходу.

Площади сечений дымоходов и соединительных труб определяют расчетом.

Для отвода продуктов сгорания от ресторанных плит и других газовых агрегатов допускается предусматривать горизонтальные участки дымоходов общей длиной не более 10 м. Допускается устройство дымоходов в полу. Они должны быть доступны для очистки.

Присоединение газовых водонагревателей и других газовых приборов к дымоходам должно предусматриваться трубами из кровельной стали. Диаметр труб должен приниматься не менее диаметра дымоотводящего патрубка газового прибора. Длина вертикального участка трубы, считая от низа дымоотводящего патрубка газового прибора до оси горизонтального участка трубы, должна приниматься не менее 0,5 м. В помещениях высотой до 2,7 м для приборов со стабилизаторами тяги допускается уменьшение длины вертикального участка трубы до 0,25 м, а для приборов без стабилизаторов тяги -- до 0,15 м.

Суммарная длина горизонтальных участков соединительной трубы во вновь строящихся зданиях должна приниматься не более 3, в существующих зданиях -- не более 6 м.

Уклон трубы должен составлять не менее 0,01 в сторону газового прибора.

Ниже места присоединения дымоотводящей трубы от прибора к дымоходам в кирпичных стенах предусматривается устройство «кармана» с люком для чистки.

Конструктивные особенности. Расстояние от соединительной дымоотводящей трубы до негорючего потолка или негорючей стены должно приниматься не менее 5 см, до деревянных оштукатуренных (трудногорючих) потолков и стен -- не менее 25 см. Допускается уменьшение указанного расстояния с 25 до 10 см при условии обивки трудногорючих стен или потолка кровельной сталью по листу асбеста толщиной 3 мм. Обивка должна выступать за габариты дымоотводящей трубы на 15 см с каждой стороны.

На дымоотводящих трубах допускается предусматривать не более трех поворотов с радиусом закругления не менее диаметра трубы.

Дымоотводящие трубы, прокладываемые через не отапливаемые помещения, при необходимости должны быть покрыты теплоизоляцией.

На дымоотводящих трубах от ресторанных плит, кипятильников, варочных плит и других установок и газовых приборов коммунально-бытового назначения без стабилизаторов тяги должны предусматриваться отключающие шиберы (заслонки) с отверстиями диаметром не менее 15 мм.

На дымоходах от приборов со стабилизаторами тяги установка шиберов не допускается.

Отвод продуктов сгорания от газовых приборов коммунально-бытовых потребителей допускается предусматривать по стальным дымовым трубам. Стальные трубы вне здания должны иметь тепловую изоляцию.

У котлов, работающих на газе, в верхней части шибера должно предусматриваться отверстие диаметром не менее 50 мм. Управление шиберами должно быть выведено на фронт котлов и иметь фиксаторы положения, обеспечивающие плавную регулировку разрежения, и указатели положения «открыто» и «закрыто».

На котлоагрегатах, работающих на газовом топливе, и на боровах от них предусматриваются взрывные клапаны, расположение и число которых назначают в зависимости от конструкции котлоагрегатов.

Для паровых котлов с давлением пара свыше 0,07 МПа и водогрейных котлов с температурой воды свыше 115°С взрывные клапаны предусматриваются в соответствии с требованиями Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов, утвержденных Госгортехнадзором.

тяга дымоход газ печной

3.1 Экология

Как известно, большую часть времени человек проводит в помещении. Соответственно, экология жилища становится первоочередной заботой для его хозяев. Как правило, при использовании различных видов котельного оборудования (кроме электрокотлов) возникает вопрос об отведении продуктов сгорания. Очевидно, что для теплогенераторов на жидком и твердом топливе понадобится специально отведенное, оборудованное дымоходом помещение -- котельная. До недавнего времени газовые котлы также требовали установки в отдельном помещении. Сегодня этот принцип продолжает действовать для котлов с открытой камерой сгорания, но отпадает, если избрано устройство с закрытой камерой. Можно сказать, что именно появление такого оборудования дало толчок активному развитию поквартирного отопления.

Необходимо отметить, что газовые котлы оказываются также наиболее безопасными в ряду прочих разновидностей. Первую ступень безопасности обеспечивает надежная автоматика.

Она включает, как правило, многоступенчатую защиту, исключающую возможность утечки газа. Вторую -- грамотное обслуживание устройств.

Сразу следует оговориться, что монтаж и обслуживание газовых котлов проводится только специалистами. Специалисты обязательно проходят специальную профессиональную подготовку. Котел устанавливается после заключения договора на долговременное сервисное обслуживание и регистрации его в органах надзора. Это вызвано сложностью современного оборудования, которое для успешной и длительной службы требует квалифицированной установки и сервиса.

С учетом накопленного опыта европейских стран и России можно смело утверждать, что наиболее экологически безопасным и экономически выгодным является именно газ и, соответственно, системы отопления на нем. Несмотря на то, что далеко не все регионы нашей страны в полной мере обеспечены «голубым топливом», перспектива принятия новой целевой государственной программы по газификации делает реальной внедрение самых передовых моделей бытового комфорта даже в отдаленных российских уголках.

Заключение

В данной курсовой работе мы рассмотрели все особенности дымоходов, а так же требования правил безопасности в газовом хозяйстве к отводу продуктов сгорания газа. В приложении представлена схема расположения дымовых труб. Эта тема очень актуальна в современном мире, т.к. при постройке домов или каких либо сооружений, не всегда учитывают все специфику и технику безопасности монтажа вывода продуктов сгорания. К сожалению, в последнее время участились пожары в связи с неправильной установкой газовых приборов и дымоходов.

Если учитывать все пункты особенности монтажа и строения дымоходов, можно избежать очень много плохих последствий.

Используемая литература

1. СНиП 42-01-2002. Газораспределительные системы. - М.: Госстрой России. ГУП ЦПП, 2003.

2. Кязимов К.Г. Основы газового хозяйства / К.Г. Кязимов, В.Е. Гусев. - М.: Высшая школа, 2000.

3. Курицын Б.Н. Оптимизация систем газоснабжения и вентиляции. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1992. - 160 с.

4. ЕНиР Сборник Е9 Сооружения систем теплоснабжения, водоснабжения, газоснабжения и канализации. Вып. 2 Наружные сети и сооружения / Госстрой СССР. - М.: Прейскурантиздат, 1988. - 98 с.

5. Брюханов О.Н. Газоснабжение: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / О.Н.Брюханов, В.А.Жила, А.И. Плужников. - М.: Издательский центр «Академия», 2008 - 448 с.

6. Казимов К.Г. Устройство и эксплуатация газового хозяйства: учебник для нач. проф. образования / Н.Г.Казомов, В.Е.Гусев. - 4-е изд., испр. - М.: Издательский центр «Академия» 2008 - 384с.

7. Фонин С.В. Системы газоснабжения: устройство, монтаж и эксплуатация: учебное пособие / С.В.Фонин, О.Н.Шпротько. - М.: Альфа-М: ИНФРА-М, 2011-288 с.: ил. - (ПРОФИЛЬ).

Размещено на Allbest.ru