В каких единицах измеряется сила тяги в котле

Обновлено: 05.05.2024

Строй-справка.ру

Для нормальной работы котлоагрегата необходимо непрерывно подводить в топку воздух определенного объема и отводить по газоходам в атмосферу образующиеся газообразные продукты сгорания.

Внешняя побудительная сила, заставляющая воздух проникать в топку, а образовавшиеся газообразные продукты сгорания совершать движение по газоходам котлоагрегата и удаляться по дымовой трубе в атмосферу, называется силой тяги. Отношение силы тяги к площади сечения дымовой трубы называется тягой.

Различают естественную тягу, создаваемую дымовой трубой, и искусственную, создаваемую дымососом или паровым эжектором.

Действие дымовой трубы основано на законе сообщающихся сосудов. Столб атмосферного воздуха, давящий слева на колосниковую решетку, топочная камера, газоходы котла и дымовая труба представляют систему сообщающихся сосудов. Пока температура воздуха в котельной и в дымовой трубе одинакова, в этой системе будет соблюдаться равновесие, так как столб наружного воздуха слева и столб воздуха, заполняющего дымовую трубу справа, будут иметь одинаковый вес (силу тяжести) и уравновешивать друг друга.

Рис. 1. Схема установки простого тягомера

Для измерения тяги применяют специальные приборы — тягомеры.

Тягомеры бывают разных конструкций. На рис. 1 изображен простой жидкостный тягомер, состоящий из изогнутой в виде колена стеклянной трубки, заполненной до середины своей высоты жидкостью (водой или ртутью).

При открытых концах трубки жидкость будет находиться в обоих коленах на одном и том же уровне, так как давление на оба колена одинаково. Если же один конец тягомера оставить открытым, а другой завести в газоход котлоагрегата, например, у основания дымовой трубы перед дымовой заслонкой, то жидкость в открытом колене опустится, а в колене, присоединенном к газоходу котлоагрегата, поднимется. Это объясняется тем, что на левое открытое колено оказывает давление атмосферный воздух, а на правое колено — газообразные продукты сгорания, находящиеся под давлением, несколько меньшим атмосферного (так как они потеряли часть своего давления при движении по газоходам котлоагрегата).

Выступающий столбик жидкости в правом колене, присоединенном к газоходу котлоагрегата, уравнивает в тягомере давления газообразных продуктов сгорания и атмосферного воздуха. Разница столбиков жидкости в обоих коленах тягомера указывает на разрежение или тягу в измеряемом месте.

Отсчет ведут в паскалях (Па) или в прежних единицах — миллиметрах водяного столба (мм вод. ст.) по прикрепленной к тягомеру шкале.

Предположим, что в борове у основания дымовой трубы отсчет по тягомеру показал 100 Па (или 10 мм вод. ст.). Это означает, что давление газообразных продуктов сгорания у основания дымовой трубы на 100 Па (10 мм вод. ст.) меньше атмосферного. Эта разность давлений, создаваемая дымовой трубой, и является побудительной силой, заставляющей воздух поступать в топку, а газообразные продукты сгорания двигаться от топки к дымовой трубе.

Имея показания тягомера в двух точках газового тракта, можно по их разности определить сопротивление движению газов между этими измеряемыми точками. Например, если показание тягомера, т. е. разрежение перед водяным экономайзером, равно 300 Па (30 мм вод. ст.), а после него 480 Па (48 мм вод. ст.), то газовое сопротивление водяного экономайзера равно 480—300 Па = 180 Па (18 мм вод. ст.).

Разрежение увеличивается по мере удаления от топочной камеры, где оно равно 20—30 Па (2—3 мм вод. ст.), к основанию дымовой трубы, где разрежение составляет у котлоагрегата с естественной тягой 100—300 Па (10— 30 мм вод. ст.), а у современных мощных котлоагрегатов с искусственной тягой 1—2 кПа (100—200 мм вод. ст.). Это объясняется тем, что газообразные продукты сгорания теряют часть своего давления по мере их продвижения по газоходам котлоагрегата к дымовой трубе.

Наименьшее разрежение наблюдается вверху топочной камеры, наибольшее — у основания трубы. Если топочная камера имеет большую высоту, то вследствие заполнения ее газообразными продуктами сгорания с высокой температурой топка действует как дымовая труба, т. е. в ней развивается с а м о т я г а. Благодаря самотяге в верхней части топочной камеры устанавливается разрежение меньшее, чем в нижней ее части. В отдельных случаях в верхней части топочной камеры создается давление больше атмосферного: это может привести к выбиванию пламени и газов из топки, что недопустимо. Обычно в верхней части топочной камеры поддерживают разрежение 20—30 Па (2—3 мм вод. ст.) при естественном поступлении воздуха в топку и 5—10 Па (0,5—1 мм вод. ст.) при принудительной подаче воздуха дутьевым вентилятором.

Сопротивление движению газов и воздуха зависит от их скорости в квадрате; это значит, что при увеличении объема воздуха или газов в 2 раза скорость их возрастает в 2 раза, а сопротивление движению в 4 раза.

Что такое разрежение в топочной камере котла и как его нормализовать

Разрежение в топочной камере является основным и наиболее важным явлением, на котором строится функционирование котлов с естественной тягой через дымоход. При недостаточном разрежении горение сильно затрудняется или прекращается вовсе, в помещение попадают токсичные продукты сгорания. При чрезмерном – происходит перерасход топлива.

Читайте в статье

Что такое разрежение в топке котла

Разрежение в топке котла – это снижение в ней давления под влиянием разницы температур, вследствие чего в топочную камеру естественным путем осуществляется приток свежих воздушных масс, а продукты сгорания вытесняются через дымоход.

Схематическое изображение процесса разрежения в топке котла.

Способы и единицы измерения

Единицы измерения разряжения в топке котла – Паскали (Па). Измеряется показатель приборами, принцип работы которых основан на чувствительности жидкостного или пружинного датчика давления: манометром или вакуумметром. Также применяются анемометры, измеряющие непосредственно силу естественной тяги .

Для бытового водогрейного котла с традиционным вертикальным дымоходом нормой считаются показатели 10-20 Па.

Причины падения разрежения в топке котла и способы решения проблемы

Критическим считается падение ниже минимального порога 9-10 Па, при нем могут наблюдаться проблемы с горением, попадание в помещение недожженного топлива, продуктов его сгорания. Если исключить ошибки в конструкции топочной камеры и самого котла, причины падения разрежения в топке котла обычно просты и легко исправимы:

Засорение дымохода. Перекрывать отвод продуктов сгорания, усиливать трение и сужать диаметр дымохода могут как крупные объекты попавшие в дымоход с улицы, так и естественное сажеобразование, присущее не только твердотопливным, но и любым другим (газовым, жидкотопливным, комбинированным) котлам. Для устранения проблемы нужно хорошо очистить дымоход от сажи и золы с помощью металлического ерша на длинной проволоке, любых подходящих скребков, окружностей, практически соответствующих диаметру дымохода и других подходящих инструментов. Даже при нормальном техническом состоянии отопительного оборудования и благоприятных условиях эксплуатации, рекомендуется проводить ежегодную очистку дымохода перед началом отопительного сезона.
Проблемы с теплоизоляцией. Недостаточная теплоизоляция дымохода или ее отсутствие приводят к сильному снижению разницы в температурах атмосферы и отходящих газов, что, соответственно, снижает и разницу в плотности воздуха (разрежении).
Ошибки в проектировании дымохода. Чаще всего допускаются ошибки в определении высоты дымохода (общей и его уличной части). Для обеспечения нормальной тяги общая высота дымохода должна быть не менее 5 метров. Нормы по отношению к конку крыши дома указаны на фото ниже. Оптимальная высота дымохода согласно СНиП 41-01-2003.
Повреждение дефлектора. Дефлектор на оголовье дымохода способствует более оптимальному направлению потоков ветра и отходящих газов, соответственно, при нарушении его конструкции свойства теряются.

Также важно понимать, что разрежение может быть нестабильным и недостаточным, если разница температур в топочной камере и атмосфере не столь существенна, например, в относительно теплые времена вне отопительного сезона при работе котлоагрегата в минимальном температурном режиме.

Регулирование с помощью датчика

В бытовых целях постоянный контроль тяги не оправдан в виду дороговизны контрольно-измерительных устройств. В современных отопительных котлах для контроля показателя применяются представляющие собой несколько иное устройство датчики тяги . Однако в промышленных масштабах устанавливаются специальные датчики разрежения: АДР-0,125.4.1 или АДР-0,25.4.1; Метран-100-ДИВ-1310. Стоимость датчиков начинается от 5 тыс. руб.

Способы проверки тяги в дымоходе газового котла

Тяга (также разрежение) – это снижение давления в топочной камере котла вследствие разницы температур, способствующее притоку в нее новых воздушных масс. Соответственно, нагретый воздух вытесняется и отводится через дымоход. При достаточной тяге котел в полном объеме получает необходимый для сжигания газа воздух, а продукты сгорания сразу же выводятся на улицу.

Читайте в статье

Как проверить тягу в дымоходе газового котла

Цвет и форма пламени горелки

Наиболее простой, но не самый точный визуальный метод проверки тяги в газовом котле. Достаточно заглянуть в техническое окошко котла, находящееся ближе к низу котла, горелочном модуле (на некоторых моделях потребуется снять облицовочную панель).

Если цвет пламени периодически меняется на красный, это говорит о недостаточной тяге, котлу не хватает кислорода для полноценного сжигания газа. Если пламя горелки постоянно изменяет форму и направление, слышны звуки завихрений и сквозняка, присутствует обратная тяга, то есть движение воздушных масс в обратную сторону, вызванное ошибками в конструкции дымохода и порывами ветра.

С помощью зажженной спички

Более информативный и проверенный метод. Чтобы проверить тягу в дымоходе газового котла, поднесите зажженную спичку к техническому отверстию (окошку) котлоагрегата:

Если пламя спички явно стремится во внутрь – тяга присутствует и, скорее всего, соответствует норме.
Если форма пламени спички остается неизменной – тяга отсутствует и необходимо принимать меры.
Если пламя разворачивается в сторону, противоположную котлу – присутствует обратная тяга.

По такому же принципу можно произвести проверку и с помощью тонкого листа бумаги.

Анемометром

В норме показатели тяги должны быть от 10 до 20 Па.

Котлы с закрытой камерой сгорания в измерении тяги, как правило, не нуждаются. При любых нарушениях горение в них попросту невозможно: приток воздуха не осуществляется без наддува вентилятором, автоматика всегда сообщает о проблемах в его работе.

Чем грозит отсутствие нормального разрежения в топке

Современное, даже самое простое газовое отопительное оборудование не допускает горения при обратной тяге или ее полном отсутствии. Однако при недостаточной, плохой тяге горение прерывают далеко не все модели котлов, а это чревато:

распространением по помещению природного газа, вследствие его недожигания из-за нехватки кислорода. В таком случае всегда присутствует характерный запах газа;
поступлением токсичных продуктов сгорания в помещение, иногда, особенно в малых количествах они не ощутимы на запах;
повышенным сажеобразованием, что приводит к ускоренному засорению дымохода, теплообменника и камеры сгорания котла.

Как выбрать комнатный термостат и экономить до 30% в месяц на отоплении

Способы восстановления и повышения тяги

Причины снижения тяги обычно являются понятными и легко устраняемыми:

Засорение дымохода. Это может произойти вследствие сажеобразования или попадания в него пыли и грязи из вне. Регулярная очистка дымохода даже при самых благоприятных условиях эксплуатации является нормой. Сделать это можно, например, металлическим ершом на длинной проволоке. Стенки дымохода должны быть максимально чистыми, иметь ровную поверхность.
Недостаточная теплоизоляция дымохода. При недостаточном утеплении большая часть дымохода охлаждается, вследствие чего уже не наблюдается существенный перепад температур, необходимый для достаточного разрежения.
Ошибки в проектировании дымохода. Чаще всего это недостаточная его высота, она должна быть не менее 5 м. Существуют и нормы высоты относительно конька крыши (см. фото ниже). Слабая тяга возможна и при недостаточном диаметре дымохода, чрезмерном количестве колен, негерметичности.

Отдельно стоит отметить ременные явления обратной тяги, гасящие горелку котла , которые возникают не только из-за неправильной высоты дымохода, но и отсутствия грамотно подобранного, защищающего от ветра, дефлектора на нем.

Тяга в котле

Для горения топлива необходим непрерывный подвод в топку атмосферного воздуха и удаление из нее образующихся дымовых газов в атмосферу. Тяга и ввод воздуха в топку могут быть естественными и искусственными.

Естественная тяга в котле осуществляется в котельных агрегатах производительностью до 2.5 т/ч и с сопротивлением газового тракта це более 300 Па (30 мм вод. ст.) при сжигании нешлакующих или малошлакующих топлив (дрова, торф) с помощью установки дымовой трубы. Естественной тягой называют разность давлений (появляющуюся вследствие различных плотностей наружного холод¬ного воздуха и горячих дымовых газов в трубе котельной установки), которая приводит к возникновению движения потока дымовых газов в газоходах котла.

Тяга в котле, Па, создаваемая в трубе газами,

где Н_тр - высота дымовой трубы, м; Q_r - плотность дымовых газов в дымовой трубе, кг/м 3 ; g - ускорение свободного падения ( 9,81 м'с 2 ). Давление, создаваемое на том же уровне наружным воздухом,

где Q_в - плотность наружного воздуха, зависящая от температуры и давления воздуха, кг/м 3 .

Сила естественной тяги

где S_т - тяга в котле, создаваемая дымовой трубой; р_о - давление воздуха по барометру, Па; Т_в - термодинамическая температура наружного воздуха, К; Т_г - средняя термодинамическая температура газов в дымовой трубе, К; 287,1 - газовая постоянная воздуха (R_в); газовая постоянная газообразных продуктов сгорания (R_г) зависит от их состава - R_г

Таблица 23. Характеристика газов

Пример 16. Определить тягу, развиваемую дымовой трубой высотой 50 м в зимнее время, при средней температуре уходящих дымовых газов t_r = 300°С, температуре и давлении наружного воздуха t_в = -30°С и Р_в = 100 кПа (750 мм рт. ст.).

Находим значения Т₁ и Т_в в градусах Кельвина. Т_г = t_r + 273 = 300 + 273 = = 573К, Т_в = t_в + 273 = -30 + 273 = 243К.

По формуле (58) определяем тягу, развиваемую трубой

В летнее время при t_в = 30°С и том же барометрическом давлении р_в

Схема создания естественной тяги показана на рис. 97. В установку включены топка 2, котел и экономайзер 4. Тяга осуществляется дымовой трубой 5.

Дымовые газы при прохождении через котлоагрегат испытывают сопротивление о твердые поверхности газохода и сопротивление, вызываемое изменением направления движения потока газа.

Высоту трубы принимают такой, чтобы всегда имелся некоторый запас тяги, т. е. разрежение в топке (создаваемое трубой), которое должно быть больше суммы всех сопротивлений, получающихся в процессе прохождения газов по газоходам котлоагрегата. Для нормальной работы топки необходимо поддерживать в ней постоянное разрежение 20-30 Па (2-3 мм вод. ст.). Поэтому полная тяга, Па, создаваемая дымовой трубой и обозначаемая S, должна быть достаточной для преодоления всех аэродинамических сопротивлений котельного aгpeгата и создания разрежения в топке

где ∑∆S_ка - сумма сопротивлений всех элементов котельного агрегата.

Рис 97. Схема создания естественной тяги

1 - воздушная заслонка, 2 - топка, 3 - газоход котла, 4 - экономайзер, 5 и 6 - дымовые труба и заслонка, Р_а - высота столба воздуха, Р_г - высота с колба дымовых газов

Рис. 98. Дымовые трубы

а - стальная, б - кирпичная, 1 и 3 - цоколь и ствол трубы, 2 - цокольная плита, 4 - растяжки, 5 - кольцо, 6 - молниеотвод, 7 - лаз, 8 - футеровка

В зависимости от температуры наружного воздуха тяга дымовой трубы изменяется; чем ниже температура наружного воздуха, тем больше разность плотностей этого воздуха и дымовых газов в трубе и тем больше тяга, а чем выше температура наружного воздуха, тем меньше тяга. Изменение тяги происходит и при изменении режима работы парового котла.

В этом случае тяга в котле регулируется большим или меньшим открытием соответствующих заслонок. При увеличении нагрузки котлов увеличивают- часовое количество сжигаемого топлива, количество подаваемого в топку воздуха и усиливают тягу, что осуществляется большим открытием соответствующих заслонок, а при снижении нагрузки котла уменьшают подачу в топку топлива и воздуха и соответственно прикрывают заслонки.

Дымовые трубы строят стальными, кирпичными или железобетонными в зависимости от мощности котельных агрегатов или котельной установки и срока работы, на который котельная установка рассчитана.

Стальные трубы (рис. 98, а) применяют редко, главным образом при временных установках и не выше 30-40 м. Для котельных установок средней и большой мощности строят кирпичные трубы (рис. 98,6) высотой до 80 м и железобетонные высотой 80-250 м.

Для предохранения кирпичной кладки и железобетонной трубы от действия горячих газов внутри трубы выводят футеровку 8 из огнеупорного кирпича приблизительно на 1/4 ее высоты.

В кирпичных и железобетонных трубах газы остывают приблизительно на 1°С, а в остальных - на 1,5-2°С на каждый метр высоты трубы.

Дымоход

Давайте разберем понятия о тяге: прежде всего это процесс движения дымовых газов или воздуха в дымоходах или вентиляционных каналах.

Естественная и искусственная тяга.

Естественная тяга-возникает как правило за счет разности в удельном весе наружного воздуха и дымовых газов, (оборудования с открытой камерой сгорания). Например напольные атмосферные котлы.

В котлах с открытой камерой сгорания то есть с естественной тягой, воздух для горения забирается безусловно из помещения, в котором располагается, а отработанные газы выбрасываются в дымоход, который должен быть предусмотрен в помещении. Когда дымоход отсутствует или котел будет смонтирован в квартире, прежде всего покупаются котлы с закрытой камерой сгорания. В этом случае котел комплектуется специальной системой дымоудаления.

Увеличение силы-тяги

Во-первых при уменьшении t° воздуха.

Во-вторых при увеличении t° дымовых газов, обычно это достигается с помощью теплоизоляции всей трубы.

В-третьих при увеличении высоты дымовой трубы.

В-четвертых при уменьшении атмосферного давления.

Причины нарушения тяги.

При нарушение тяги возможно серьезное отравление угарным газом, который прежде всего содержится в продуктах сгорания. Это может привести к серьезным последствиям, вплоть до летального исхода .

а) Засорение или разрушение дымоходов. Размещение оголовков

б) Негерметичность дымоходов.

в) Неправильное расположение оголовков дымоходов относительно кровли и зоны ветрового подпора, (в дымоходах возникает обратная тяга).

г) Обмерзание оголовков дымохода (если дымоход плохо утеплен).

д) Недостаточный приток воздуха в помещение.

е) Одновременная работа газовой колонки и механической вытяжки над плитой или в ванной (в дымоходе возникает обратная тяга).

Конденсация водяных паров.

При понижении t° дымовых газов ниже точки росы, водяной пар содержащийся в них конденсируется.

Температура точки росы при сжигании природного газа составляет около 60°С.

Конденсация воды в дымоходе приводит:

Во-первых к уменьшению тяги.

Во-вторых к разрушению дымохода.

В-третьих к обмерзанию оголовков дымохода в зимнее время.

Основные причины.

-Недостаточная теплоизоляция дымохода.

-Устройство защищающее дымоход от атмосферных осадков и препятствующее свободному выходу дымовых газов, (козырьки, зонты).

Тяга (разрежение)

Тяга — снижение давление воздуха или продуктов сгорания в каналах сооружений и технических систем, способствующее притоку среды в область пониженного давления. Может быть естественной (под действием Архимедовой силы. Материал из Википедии — свободной энциклопедии) либо принудительной (под действием технических устройств, обеспечивающих отток газов или воздуха, например, вентиляторов).

Естественная тяга

Плотность нагретого воздуха и любого другого газа меньше, чем плотность более холодного, следовательно, давление столба высотой h (p = ρgh) у него меньше. Этот факт приводит к появлению разности давлений внутри и снаружи дымовой трубы или отапливаемого здания; наибольшее разрежение достигается снизу, где высота вышележащих столбов с разной плотностью максимальна: .

В системе вентиляции зданий

Если здание не является герметичным, то за счёт этой разницы давлений возникает поток холодного воздуха, направленный внутрь, а тёплый воздух вытесняется (всплывает) и выходит наружу (могут быть предусмотрены специальные вытяжные вентиляционные каналы). Движущая сила тяги определяется перепадом средних высот входа и удаления воздуха. Так обеспечивается работа вытяжной вентиляции с естественным побуждением.

Если летом в здании работают кондиционеры, то происходит обратный эффект — холодный воздух выходит наружу, а тёплый проникает внутрь.

В современных высотных зданиях с замкнутыми внешними контурами эффект тяги может достигать больших масштабов. Поэтому при конструировании таких зданий уделяют внимание борьбе с этим эффектом. Частично это достигается за счёт принудительной вентиляции, частично за счёт встраивания внутренних перегородок. В случае пожара эффект тяги играет большую роль в распространении дыма.

В дымовых трубах

Аналогичный процесс протекает в печах и котлах. Воздух поступает в топку под колосник или подаётся на горелки. Там происходит горение, в ходе которого образуются горячие дымовые газы. Поверхностями нагрева котла или стенками печи тепловая энергия от них отбирается, иногда также в них проникает окружающий воздух, но на выходе они всё равно обычно гораздо горячее окружающего воздуха (даже если технически возможно охладить их сильнее, от этого обычно отказываются, чтобы предотвратить выпадение в системе едкого и токсичного конденсата). Дымовая труба по своему первоначальному назначению требуется для создания как можно большего столба нагретых газов, который создаёт довольно значительную тягу (тем не менее многие высокие трубы создавались в основном из экологических соображений, для рассредоточивания продуктов сгорания). Газы эвакуируются через устье трубы, где разрежение (с поправкой на гидравлическое сопротивление выхода) равно нулю. Тем не менее, в тракте сужающейся трубы может (обычно если есть устройства принудительной тяги) возникать и зона с избыточным давлением [1] .

В небольших котлах и печах естественная тяга бывает достаточна для преодоления аэродинамического сопротивления всего газовоздушного тракта, и даже требует ограничения. В плохо отрегулированных системах печного отопления зданий иногда засасывается столько холодного воздуха снаружи, что тепла, выделяемого камином, не хватает даже на его нагрев. Для регулировки тяги применяются шиберы, заслонки, а также несложные автоматические устройства, подающие в газоход воздух при слишком большом разрежении — ограничители тяги.

Тяга может стать и недостаточной, что приводит к плохому горению в топке и выходу продуктов сгорания в помещение (наиболее опасен угарный газ). При естественной тяге с этим ничего нельзя сделать, кроме как прочистить дымоход и облегчить доступ воздуха в помещение, откуда он забирается.

Недостатки

Естественная тяга зависит от атмосферных условий: чем выше температура наружного воздуха, тем, как правило, меньше разница плотностей его и газов. Существенно увеличить её напор можно, только значительно увеличив высоту трубы, что конструктивно сложно и дорого, а для паровозов невозможно по транспортным габаритам; чтобы избежать аэродинамических сопротивлений, требуется делать широкие газоходы с малой скоростью газов. При таких скоростях дымоходы могут легко загрязниться золой, что опять же снижает тягу.

Для увеличения тяги без применения механических устройств можно установить на устье трубы или вентиляционного канала дефлектор, преобразующий в разрежение энергию обтекающего его ветра. Он может обеспечить естественную вентиляцию даже без перепада температур. Но когда нет ветра, дефлектор не работает, к тому же установка дефлекторов и зонтов на трубах отопительного оборудования в России была запрещена до 2003 г. [2] . На выходе можно также использовать диффузор. Однако для устройств с высокофорсированным горением экономически оправдано создание принудительной тяги при помощи дымососов.

Принудительная тяга

Основная статья: Тягодутьевые машины

Принудительная тяга в котельных установках побуждается лопастными машинами — дымососами (были отдельные примеры применения и струйных вытяжных устройств). В зданиях принудительная вытяжная вентиляция аналогичным образом обеспечивается вентиляторами. На всасе таких машин создаётся разрежение, которое так или иначе можно регулировать; (поворотом направляющих аппаратов, скоростью вращения, (неэффективно) шиберами и т. п.). Разрежение, как правило, падает по мере удаления от машины. Часть тракта котельных установок, близкая (со стороны всаса) к дымососам, может работать под разрежением, а часть со стороны горелок и других дутьевых устройств — под избыточным давлением (под наддувом); котлы-утилизаторы ПГУ всегда оказываются под наддувом.

Для участков газового тракта с давлением выше давления окружающего воздуха; (даже на наружной дымовой трубе, чтобы газы не проникали в толщу кирпичной или бетонной конструкции и не разрушали её) требуется газоплотность (герметичность). Технически её трудно достичь, особенно на больших установках, поэтому обычно стараются поставить дымососы достаточной мощности для создания разрежения по всему тракту, начиная от топки; синхронизированная таким образом работа тяговых и дутьевых устройств называется уравновешенной тягой.

Существуют небольшие котлы с дутьевым вентилятором, но без дымососа, если естественной тяги хватает. Дымососы требуют значительного расхода энергии на привод, создают сильный шум, а их лопасти в агрессивной среде быстро приходят в негодность. Снижение шума особенно важно для вытяжных устройств вентиляции, устанавливаемых внутри помещений.

Напор принудительной тяги во всех случаях складывается с напором естественной тяги (если только они сонаправленны).

Расчёт естественной тяги

Тяга создаётся за счёт разницы давлений (ΔP) и может быть подсчитана следующим образом. Уравнение даст точное значение для случая воздуха как в трубе так и снаружи трубы высотой h. Если в трубе находится не воздух, а продукты горения, то формула даст только приближённую оценку.

Данная статья основана на терминах из Википедии — свободной энциклопедии

Датчик тяги

Представляет собой автоматику, которая отвечает за охрану человеческого здоровья от чрезмерного скопления угарного газа, а также гарантирует безаварийную работу всей конструкции.

Принцип работы

Принцип работы датчика тяги газового котла заключается в своевременной подаче сигнала клапану, который перекрывает подачу газа к горелке. Приспособление срабатывает, если происходит нарушение тока сгораемых продуктов в верном и естественном направлении (от котельного оборудования по дымоходу на улицу). В противном случае дым из угарного, углекислого газа, паров воды, сажи будет проникать в дом, где стоит котёл, и может нанести вред здоровью человека.

Разобраться, как работает датчик, не сложно. Всё основано на стандартных законах физики. Он представляет собой биметаллическое реле, которое работает на включение/отключение котла. Внутри термореле расположена металлическая полоска, которая реагирует на изменением температуры

Следующее, что пользователь должен знать, – это то, что приспособление настраивается на температуру в соответствии с топливом, которое используется. Если это природный газ, то температура 75-950 °С. Если применяется сжиженный газ, то 75-1500 °С.

Если датчик почувствует, что тяга в газовом оборудовании очень плохая, то произойдёт увеличение его нагрева газов дыма и последующая блокировка отключение (сразу же, после нескольких минут после включения).

В газовых котлах с открытой камерой сгорания (атмосферных агрегатах) предохранительный термостат контролирует наличие тяги и температуру уходящих газов, с закрытой камерой сгорания (турбированных агрегатах) — напор выдуваемого воздуха турбиной.

Можно ли отключить

При монтаже датчика и пользовании газовым оборудованием зачастую можно наблюдать периодические отключения в работе. В таком случае может возникнуть желание отключить прибор тяги полностью. Однако не стоит спешить. Датчик тяги для газового котла АОГВ и АКГВ

На это есть несколько причин:

Во-первых, отключение датчика может говорить о плохих тяговых характеристиках. Слабая интенсивность движения газов дыма приводит к опрокидыванию тяги в котельном оборудовании. Вредные пары в большом количестве при этом будут поступать в дом.

Во-вторых, проблема может заключаться в обратной тяге. Образуется воздушная пробка. Отходящие газы дыма движутся до определённой отметки в дымоходе, а затем опускаются назад. Это происходит из-за слабого прогрева трубы, плохой теплоизоляции.

Конечно, теоретически произвести отключение датчика можно, но это влечёт большую опасность. Если вдруг возникнет аварийная ситуация, то защиты никакой не будет. Поэтому функционировать газовому агрегату без такого контролёра не рекомендуется.

Причины срабатывания

Поводом срабатывания автоматической системы контроля могут быть разные неполадки в установке конструкции дымоудаления, сбои самих параметров датчика. Предохранительный термостат отходящих газов 70 °С Рассмотрим самые распространённые:

Сильный ветер. Порыв ветра может задуть газовую горелку. Чтобы этого не случилось, приобретают стабилизатор (шибер) для агрегата и устанавливают его на месте выходного патрубка.

Засорение дымоходной системы. В данном случае потребуется чистка.

Слабые тяговые параметры. Датчик тяги газового котла реагирует при нагреве 950-1500 °С. Из-за сложности отвода дыма, происходит перегрев внутри дымоудаляющей системы и отключение газового клапана.

Неверный монтаж газового оборудования.

Неправильность расчёта габаритов дымохода. Высота дымохода измеряется в зависимости от отдалённости трубы от конька кровли. Рекомендуемое расположение – точно по центру крыши. В данном случае оголовок будет возвышаться над коньком более чем на полметра. Что входит в автоматику для газовых котлов?

Как проверить работоспособность

Смена датчика тяги газового котла может понадобиться в случае серьёзных нарушений в функционировании отопительного оборудования. Например, если котёл постоянно отключается, и при этом существенных проблем в дымоходной системе нет. Или если контролёр начинает работу, а через в среднем 25 минут – отключается. Очередной запуск начинается только после полного остывания датчика.

Как проверить датчик тяги газового котла:

Способ 1. В том месте, где крепится датчик, прикрепляется зеркало. В процессе функционирования котельного оборудования поверхность не должна вспотеть.

Способ 2. Можно проверить датчик уходящих газов, прикрыв дымоход заслонкой не полностью. Если всё хорошо, котёл должен тут же отключиться.

Способ 3. Двухконтурный агрегат переводят в режим горячего водоснабжения без отопления. Открывают полностью кран. Если в этом режиме произошло отключение контролёра, то велика вероятность, что проблема и заключается в этом датчике тяги.

На рынке котельного оборудования и приспособлений к нему предлагают датчики тяги газового котла многие производители. Из них Евросит, Sitgroup, КАРЕ, Junkers, Dion и другие.

От чего зависит тяга дымохода, как ее рассчитать и усилить

Тяга – это отдельный процесс аэродинамического характера, при котором продукты горения движутся из зоны с повышенным уровнем давления в зону с более низким показателем. В связи с этим тяга дымохода является наиболее важным параметром при расчете всей отопительной системы частного дома. При неправильном расчете возникает обратная тяга, при которой продукты горения не отводятся, а попадают в жилое помещение. От каких факторов зависит уровень тяги? Как правильно произвести расчет параметра? Какими способами можно усилить тягу при недостаточности? Читайте далее.

Процесс отвода продуктов горения

Что такое тяга

Процесс образования естественной тяги в дымоходе можно описать с точки зрения такой науки, как физика следующим образом:

газы, раскаленные за счет сгорания в печи (котле) дров или их аналогов, имеют температуру около 1000ºС;
по законам физики прогретый воздух всегда поднимается вверх;
поднимаясь по специальной трубе (со скоростью приблизительно 2 м/с) газы создают область пониженного давления;
давление стабилизируется за счет притока свежего воздуха, который попадает в печь (котел) через специальные поддувала, колосниковые решетки и иное аналогичное оборудование.

Движение газов при правильной тяге

Исходя из физических процессов образования естественной тяги в трубе, можно определить перечень факторов, влияющих на ее величину. К ним относятся:

длина дымохода. В соответствии с действующими нормами длина дымоотводного канала не должна быть менее 5 м. Оптимальный показатель длины можно определить, исходя их места расположения дымохода на крыше;

Расчет длины дымохода в соответствии с его расположением

материал, из которого изготовлен дымоход. Чтобы максимально облегчить прохождение газов, рекомендуется изготавливать дымоход из материалов с ровной внутренней поверхностью. А если это правило не соблюдено, то прибегать к периодической чистке канала для удаления сажи и иных отложений;
наличие/отсутствие утеплителя. Если дымовой канал не утеплен с внешней стороны, то при остывании газов будет образовываться большое количество конденсата, который негативно влияет на уровень тяги;

Защита от образования конденсата

Производить утепление дымохода можно только негорючими материалами.

сечение трубы. Именно от правильно подобранного диаметра дымовой трубы и зависит уровень тяги.

Тяга в дымоотводящем канале также обуславливается и естественными факторами:

температурой и влажностью внутри жилого помещения;
погодными условиями (ветер, осадки, низкая температура и так далее);
количеством проживающих;
периодичностью проветривания и так далее.

Как проверить наличие/отсутствие тяги? Произвести проверку уровня тяги в трубе можно при помощи зажженной спички, свечи или бумаги.

Самостоятельная проверка тяги в трубе

Расчет тяги

Итак, расчет тяги – это расчет сечения дымовой трубы для газового котла, камина, печи или иного отопительного оборудования. Как рассчитать сечение? Для этого необходимо определить:

объем газа, который будет проходить по дымовой трубе за 1 час;
площадь сечения дымовой трубы;
диаметр сечения.

Расчет объема газа

Для вычисления объема проходящего по дымовому каналу газа используется следующая формула:

V = B x V1 x (1 + T/273) /3600 , где

В – масса топлива, сжигаемая за 1 час работы отопительного оборудования;

V1 – поправочный коэффициент, который зависит от вида используемого для обогрева топлива;

Т – температура газа, определенная на выходе из дымовой трубы.

Показатели V1 и Т можно получить из таблицы, имеющейся в ГОСТ 2127 – 47.

Таблица из ГОСТ для определения параметров расчета

Расчет площади сечения

После определения объема газов, проходящих по дымовому каналу, можно подсчитать размер сечения трубы:

S = V/W , где

V – объем, подсчитанный ранее;

W – скорость прохождения газов по дымовому каналу (данная величина постоянная и равна 2 м/с).

Определение диаметра

Следующий шаг – определение непосредственно диаметра дымовой трубы. Для этого используется следующая формула:

D = √4 * S/ π , где

S – площадь сечения дымоотводящего канала;

π – постоянная, равная 3,14.

Пример

Для примера произведем расчет по указанным формулам при следующих параметрах:

в печи, установленной в бане, ежечасно сжигается 10 кг дров;
температура газов на выходе из трубы составляет 130ºС.

Рассчитаем объем газов:

V = 10х10х(1+130/273)/3600 = 0,041 (м³/час)

Определим сечение дымовыводящей трубы:

S = 0,041/02 = 0,0205 (м²)

Найдем наиболее подходящий по заданным параметрам диаметр трубы:

D = √ 4 * 0,0205 / 3,14 = 0,162 (м)

Это означает, что для печи, используемой в примере, достаточно установить дымовую трубу, диаметр которой составляет 165 – 170 мм.

Как произвести расчеты и установить дымоход своими силами, смотрите на видео.

Как усилить тягу в уже смонтированном канале

Приведенные расчеты позволяют построить дымовую трубу с оптимальными параметрами для получения нормального уровня естественной тяги. А что делать, если присутствует обратная тяга? Можно ли усилить показатель и как увеличить тягу своими силами? Есть несколько способов:

прочистка дымоотводного канала. При оседании сажи и иных видов отложений существенно уменьшается рабочий диаметр трубы, что и приводит к снижению тяги. Произвести прочистку можно:
- при помощи металлической щетки – ершика. Для этого необходимо привязать ерш к прочному канату и дополнить конструкцию грузом. Чистка производится с крыши;

Использование ершика для очистки дымовой трубы

специальными средствами типа полено «Трубочист»;

Специальное средство для очистки от сажи

При использовании специальных средств необходимо строго соблюдать инструкцию, представленную на упаковке товара или специальном вкладыше.

народные средства. Например, кожуру от сырого картофеля, осиновые дрова и так далее;

устранение конструктивных недочетов, допущенных при строительстве трубы (устранение трещин, удлинение или укорачивание, устранение излишних изгибов, утепление и так далее);
установка дополнительного оборудования.

В качестве дополнительного оборудования для усиления тяги можно использовать:

регулятор. Прибор устанавливается на трубу и путем открытия/закрытия заслонки позволяет регулировать силу тяги в отопительной системе;

Устройство для регулирования тяги

дефлектор-усилитель. Увеличение тяги происходит за счет перенаправления потоков воздуха, образуемых вследствие увеличения диаметра устройства;

Устройство для перенаправления воздушных потоков

флюгер. Стабилизатор тяги, также как и дефлектор, устанавливается на окончание дымовой трубы и служит для усиления тяги за счет обтекаемости потоков воздуха. Кроме этого флюгер помогает стабилизировать уровень тяги при сильных порывах ветра;

ротационная турбина. При воздействии ветра устройства начинает вращаться, создавая вокруг себя область низкого давления, способствующую увеличению тяги.

Усилитель тяги при ветре

В отличие от остальных устройств ротационная турбина выполняет свои функции исключительно при наличии ветра. Кроме этого устройство не защищает дымовую трубу от засорения листьями, мелкими птичками и иными загрязнителями.

Все дополнительные устройства требуют периодического обслуживания: прочистки в теплое время года и очищение от наледи зимой. Если не производить прочистку своевременно, то работоспособность устройства будет сведена к минимуму и требуемый эффект достигнут не будет.

Читайте также: