Обратная тяга в дымоходе: причины и устранение
Нормальная работа печей, каминов, газовых колонок, отопительных котлов невозможна без тяги в дымоотводной трубе. Без нее не будет прохождения газов и дыма, продукты горения будут накапливаться в помещении, и тогда ни о каком бытовом комфорте говорить не придется.
В дымоходе тяга должна быть постоянно, даже когда устройство обогрева не работает. Чтобы определить уровень тяги, применяют анемометр, депримометр, но не всегда эти приборы есть в доме, поэтому все еще действенными методами остаются подручные средства. Специалисты компании «ЭкоКамин» помогут разобраться, как выявить наличие обратной тяги в дымоходе, каковы причины ее отсутствия и какие существуют способы устранения проблемы.
Тяга как физическое явление
Рассмотрим, что такое тяга с научной точки зрения, то есть, как она образуется в естественных условиях, когда не подразумеваются искусственные способы ее создания. Воздушные массы в природе передвигаются в пространстве по законам физики, а именно:
- воздух всегда устремляется в более разреженные места;
- охлажденный воздух более плотный, потому опускается ниже нагретого и более разреженного;
- движение воздуха тем быстрее, чем больше разница давления в разных средах.
В физике это называется естественной аэродинамикой. При искусственном создании потока, можно ускорить процесс, удлинить так называемый коридор прохождения воздушной массы, увеличить интенсивность движения потока воздуха по каналу. Физика дает определение и такому явлению, оно называется принудительной аэродинамикой.
В нашем случае роль каналов исполняют дымоходы. Это рукотворный вариант естественной аэродинамики с чередованием принудительных методов вытяжки продуктов горения. Чтобы правильно создать трубу печи, необходимы инженерные расчеты, специалисты при разработке учитывают характеристики всех элементов системы по отдельности и в комплексе, включая каминные топки.
В разных частях трубы плотность воздуха тоже разная: вверху плотность меньше, а более плотный, нижний слой естественным образом наполняет разреженное пространство, то есть поднимается вверх. Такое движение воздушной массы и называют тягой. Плохое качество тяги, это не всегда следствие неудачной конструкции дымохода, обратные потоки воздуха образуются по многим причинам, и могут происходить даже в современных отопительных системах.
Совет. Перед розжигом топки зимой подожгите сначала бумагу и задержите огонь от нее в месте начала дымохода. Это нужно для того, что принудить подняться воздух по трубе, после чего сразу поджигайте дрова. Таким образом дым на начальной стадии не будет попадать в комнату.
Причины возникновения обратной тяги
Естественное перемещение газов и дыма в воздуховоде - из области с высоким давлением в область с низким давлением. А нормальный ход дыма зависит от мест образования этих областей. Если разрежение воздуха образуется не там, где надо, происходит инверсия, то есть - обратная тяга, дым идет в другую сторону. Об обратной тяге свидетельствует повышение задымленности в печке или в комнате. О частом ее появлении - копоть на дверцах и других частях печного агрегата, устоявшийся запах гари внутри помещения. Обратный тяговый эффект возникает в таких случаях:
- При проектировании отопительной системы были допущены погрешности в расчетах или не учтены характеристики элементов. Возможно, высота трубы не такая, как должна быть. Возможно также неудачное расположение печки или другого отопительного устройства.
- Конструкция дымохода не соответствует параметрам печного агрегата. Обычно, это касается диаметра трубы. Чем мощнее топка, тем большее сечение трубы должно быть. Если диаметр слишком большой, то у печки снижается КПД вследствие улетучивания тепла. В доме допускается использование нескольких труб с разными диаметрами из одного агрегата, но такое конструктивное решение запрещено в парилках.
- Внутренняя поверхность дымоотводного канала имеет значительные неоднородности. Так на шероховатой поверхности больше задерживаются продукты горения, быстрее происходит их накапливание. По этой причине необходимы регулярные проверки дымохода и трубы.
Если говорить о внешних факторах, то типичная проблема заключается в неправильной работе системы вентиляции, сквозняках. При этом процесс горения искажается. Печки функционируют по-разному, когда вентиляция есть и когда ее нет.
Обнаружение обратной тяги
Современные способы выявления инверсии тяги подразумевают применение специальных приборов. Специалист определяет, как устранить обратную тягу в дымоходе методом тестирования системы при помощи анемометра. Это механическое устройство, но механика заложена в основе, а продвинутые модели еще дополняются и электроникой (вывод показаний на ЖК-дисплей, световая и звуковая индикация).
Определение тяги производится просто: прибор нужно только поднести к основанию дымохода или к выходу трубы; на дисплее будет видно показание текущего давления. Правильное давление должно находиться в пределах 10-20 Паскалей. Если оно больше или меньше, тогда специалист предпринимает действия по нормализации условий, но это в лучшем случае, в худшем - необходима реконструкция системы.
Если технических средств определения тяги нет при себе, тогда прибегают к народным методам:
- Зажигают спичку или свечу и подносят ее к внутренней части дымоотвода. При нормальном функционировании - язык пламени будет отклоняться в канал, если пламя неподвижно - тяги нет совсем, отклонение пламени в сторону помещения говорит об обратной тяге.
- Определяют визуально по задымлению в помещении. Но такой метод возможен только в процессе функционирования системы, и он неточный. О неправильной работе обогревательной системы свидетельствует большое количество копоти.
- К топке подносят зеркальце. Если оно запотевает, то это означает, что из печи не в полной мере отводится пар. Количество пара зависит от вида топлива: в торфе его больше, в дровах меньше (если они сухие), в угле его количество совсем незначительно. Если это газ, то пара больше в бутане, чем в пропане.
- К топке подносят легкий полиэтиленовый кулек, тонкую ленту, лист сигаретной бумаги. Придерживая за край, смотрят, куда будет происходить отклонение. Способ идентичен зажженной спичке или свече.
- Если диаметр дымоходной трубы слишком велик, то будет происходить не только потеря тепла через нее, но и будут быстрее прогорать угли. Об этом обычно свидетельствует гул в дымоходе.
Определяют правильную работу печи и по цвету пламени. Оно бывает разным не только в зависимости от вида топлива, но от показателей тяги. Белое пламя говорит о чрезмерном улетучивании тепла по причине большего, чем нужно диаметра дымоотводной трубы. Красный огонь свидетельствует о возвратном эффекте. И только когда пламя золотистое - всё в порядке.
Зависимость тяги от вентиляции
Физические законы неизменны, и теплый воздух всегда разреженнее и легче, чем холодный. По мере продвижения по отводному каналу дым охлаждается, его плотность повышается, он тяжелеет и стремится занять положение внизу. Однако опускаться ему не позволяет нагретый восходящий поток. Чтобы тяга была нормальная, необходим определенный баланса между горячим и охлажденным дымом. В этом плане значение имеет протяженность дымоотвода в целом. Чем мощнее печка, тем длиннее нужна труба. Если она будет короче расчетной длины, то будет происходить следующее: дым устремится не в трубу, а в строну малейшего сквозняка, образованного приоткрытой дверью или окном на улицу, когда снаружи температура окружающей среды ниже +10°С.
Когда растапливают печь или включают газовый котел, то из дымохода холодный воздух устремляется вниз в область низкого давления, в итоге тяга опрокидывается. Чтобы избежать этого негативного эффекта, устанавливают приточные настенные клапаны, а также на окнах приборы принудительной вентиляции, попросту - врезные форточные вентиляторы.
Нормализации тяги
Ухудшение тяги или появление ее обратного эффекта провоцируют многие факторы, но в основе заложена разность значений давления воздушных масс. Из-за плохой тяги помещения задымляются, хуже обогреваются. Выход один - выяснение причины обратной тяги.
Часто проблема заключается в неправильной конструкции печного агрегата, или она не соответствует специфике строения. Возможно, неправильно произведен монтаж основных и второстепенных элементов системы. Возможно, в системе присутствуют некачественные детали, появились прожоги, на стыках или изоляции образовались отверстия. Для обнаружения проблемных мест специалист проводит тест.
В системе отопления все стыки должны быть герметичными, а соединительные делали в исправном состоянии, их проверки нужно проводить регулярно. Для предотвращения произвольного высыпания золы следует установить решетку, а поддувало закрывать нельзя. Дымоход необходимо утеплять, чтобы исключить резкие перепады температур в разных частях.
Перед каждой растопкой печи надо убирать скопившуюся золу. Она ухудшает циркуляцию воздух, а следовательно, и выход дыма. Сажу из трубы надо удалять после каждого отопительного сезона, при этом проверяя ее на наличие повреждений.
Конструкционные изменения дымохода
Если нормализовать тягу никак не получается, значит возведение печи было неправильным. В таких случаях необходима реконструкция или полная перестройка. Реконструкция предполагает:
Наращивание высоты дымоотводной трубы; ее верхний край должен быть не ниже полметра от поверхности крыши. Если рядом со зданием находятся строения выше или большие деревья, то и трубу нужно удлинять соответственно препятствующим циркуляции воздушных масс факторам.
Расширения канала дымохода. Сечение канала, по которому проходит дым, обычно меньше в сравнении с патрубком котла. Производители это делают расчётливо, но они не могут рассчитывать то, где будет размещен котел, при каких внешних условиях он будет работать. Для нормализации сечение канала можно увеличить: поставить трубу шире в диаметре, но в пределах допустимых значений в зависимости от характеристик котла.
Удаление ненужных горизонтальных участков дымохода. Убирают те, которые длиннее одного метра. Если из-за конструкционных особенностей строения полностью убрать горизонтальные отрезки рукава не получается, то их нужно сделать наклонными. Следует также по возможности исключить резкие повороты дымоходного канала, в крайнем случае выполнить монтаж камина, котла или печки в другом месте.
Использование регулятора (стабилизатора)
Стабилизатор тяги - это теплогенерирующее устройство, работающее от температурных колебаний, погоды, времени года. Его предназначение - увеличение КПД отопительной системы, а принцип работы заключается в регулировании давления, поддержании его в оптимальных пределах. Стабилизатор позволяет снизить потребление топлива.
Причиной обратной тяги может стать резкое изменение атмосферного давления порядка 90 Па. Это часто происходит в гористой местности выше одного километра над уровнем моря, и чаще летом, чем зимой.
Дефлекторы
Это устройство отклоняет потоки воздушных масс, отраженных от стен рядом расположенных зданий или густых насаждений. Дефлектор не позволяет вышедшему дыму вернуться снова в трубу. Его принцип работы основан на нормализации аэродинамического эффекта методом повышения или снижения давления внутри дымоотводной трубы. Устройство работает только при ветренной погоде и бездействует в штиль. Для защиты от осадков и предотвращения опрокидывания тяги в дымоходе, над дефлектором устанавливают зонт.
Дефлектор-флюгер
Этот прибор обладает свойством усиления и отражения воздушных потоков. Конструкция включает три составных элемента:
- зонт - конический, полукруглый и плоский колпак, защищающий дымоход от попадания мусора и осадков
- верхний стакан - улавливатель отраженных воздушных масс
- нижний цилиндр - расширитель дымоходного канала, расположенных между печью и трубой.
Дефлектор-флюгер устанавливают для устранения обратной тяги при ветровых порывах. Устройство крепится на болтах в верхней части трубы изнутри. Его также крепят на стене рядом с трубой, только в таком случае необходим специальный переходник.
Поворотный шибер из нержавейки
Этот механический регулятор тяги применяется в каналах стальных дымоходов. Его назначение - улучшение отвода продуктов горения и предотвращение их возврата в помещение. По сути, это перекрывающая задвижка. Главное преимущество шибера из нержавейки в антикоррозионном свойстве. На нем меньше собирается сажа, он легкий в монтаже и в управлении.
Чугунный шибер
Конструкция и назначение идентичны шиберам из нержавеющей стали. Тяжелые шиберы из чугуна делают с целью противостояния значительным нагрузкам в дымоходах на предприятиях. Чугунные устройства можно устанавливать и в домах, если дымоход достаточно прочный.
Ротационные турбины
Это устройство сочетает функции обычного дефлектора и дефлектора-флюгера. Предназначен для предотвращения обратной тяги, выводит продукты горения автоматически. Это насадка на дымоходную трубу, оснащенная датчиками температуры и скорости выходящего дыма. Применяется для облегчения управления дымоотводом, а также в случаях, когда нет возможности установить трубу нужной высоты. Заметим, что ротационная труба не работает на эффект в безветренную погоду.
Совет. При избыточной высоте дымохода рекомендуется устанавливать съемные трубные переходники длиной около двух метров. Это упростит обслуживание и ремонт.
Пересмотр вентиляционной системы
Пересмотр означает анализ отопительной системы на эффективность и отсутствие ошибок в функционале, включая дымоотвод, зависящий от вентиляционной системы. Пересмотр подразумевает следующие действия:
- проверку эффективности проветривания всех помещений, на которые распространяется действие отопительного агрегата
- дополнительный монтаж приточных клапанов, если воздух недостаточно свеж
- при необходимости установку принудительной вентиляции.
Пересмотр системы вентиляции выполняется, когда безрезультатно исчерпаны все методы повышения КПД и безопасности отопительной системы.
Подводя итог, обобщим изложенное. Чтобы не дать тяге опрокинуться, следует выбрать подходящий вариант предотвращения проблемы в зависимости от условий. Задача является сложной, так как предполагает инженерные расчеты, потому, это дело лучше поручить мастерам компании «ЭкоКамин».
