Как улучшить тягу и сделать равномерный прогрев печи. Оптимизация тяги в дымоходе печей

Как улучшить тягу и сделать равномерный прогрев печи. Оптимизация тяги в дымоходе печей

Тяга — естественное перемещение воздуха в канале дымохода, связанное с разницей давления внутри здания и во внешнем пространстве. Ей обусловлено эффективное сгорание топлива в печи и вывод продуктов сгорания из жилой зоны. Чрезмерная тяга приводит к перерасходу топлива, недостаточная — ухудшает условия проживания и может создать опасную ситуацию для присутствующих в доме людей. При определённых условиях состояние тяги может привести к трагическим последствиям, став причиной пожара.

Если тяга нормальная, то все продукты сгорания отводятся в атмосферу, не нарушая привычный уют и комфорт в доме

Приобретя навыки управления тягой, можно эффективно управлять горением топлива для создания комфортных условий в помещениях при рациональном его использовании.

Влияние различных факторов на тягу

Любые причины, оказывающие влияние на давление воздуха в помещении, будут сказываться на величине тяги в дымоходе. Они условно могут быть разделены на три группы:

Внутренние условия в жилом помещении:

1. Материал, использованный для устройства жилого помещения. Натуральные материалы «дышат», искусственные — нет. Натуральные компоненты тоже окисляют часть кислорода, уменьшая его содержание в воздухе и замедляя процесс горения.
2. Температура внутри жилища и совокупный объём помещений, связанных с поддувалом топочного устройства. Пониженная температура уменьшает активность кислорода воздуха, а большой объём помещений снижает скорость прогрева воздуха в них.
3. Количество проживающих в доме людей.Наличие других устройств, потребляющих кислород, таких, как калориферы, тепловые пушки и прочие.
4. Регулярность проветривания помещения и наличие сквозняков в доме. Например, при замене обычных окон на стеклопакеты тяга может уменьшиться за счёт более высокой герметичности последних.

Внешние факторы:

1. Температура и влажность воздуха. Сырой холодный воздух тяжелее и дольше прогревается, «зажимая» тягу в трубе.
2. Величина атмосферного давления. Чем оно выше, тем хуже тяга.
3. Наличие и активность восходящих конвекционных потоков. Они способствуют увеличению тяги.
4. Инверсионный поток холодного воздуха, направленный сверху вниз. Оказывает обратное действие, уменьшая тягу в дымоходе.
5. Направление и сила ветра. Если оголовок трубы не снабжён дефлектором, ветер может «зажимать» тягу в трубе.

   

   При наличии рядом с дымоходом высоких построек или деревьев ветер может мешать выходу дымовых газов вплоть до создания обратной тяги

Комбинация воздействия перечисленных факторов оказывает существенное влияние на величину тяги. Учитывая постоянное изменение каждого из них в течение суток, нужно постоянно следить за горением топлива в печи.

Влияние конструктивных факторов:

1. Расположение дымохода — внешнее или внутреннее. Внешний (пристенный) дымоход прогревается медленнее.
2. Протяжённость и наличие поворотов. Каждое отклонение дымохода от вертикали снижает скорость потока воздуха в дымовой трубе, при этом тяга уменьшается.
3. Качество внутренней поверхности дымохода: чем глаже поверхность, тем он лучше работает. Шероховатости снижают скорость перемещения воздуха.
4. Высота дымохода и его расположение на крыше дома. Этот фактор связан с динамикой движения потоков воздуха, зависящей от формы крыши. Могут образовываться зоны повышенного давления, отрицательно сказывающиеся на величине тяги, если труба низкая.

   

   Недостаточная высота дымохода может стать причиной снижения тяги

5. Форма канала — в идеале круглая или овальная, хуже работает квадратный дымоход, ещё хуже — прямоугольный. Воздух в дымовой трубе закручивается по спирали, в углах прямоугольного канала образуются застойные зоны, тормозящие скорость всего потока — тяга ухудшается.
6. Степень утепления стенок отводящего канала. Горячий воздух легче холодного. Потери тепла через неутепленные стенки дымохода приводят к охлаждению и снижению скорости движения печных газов.

Тяга в печи физика. Что такое тяга печи?

Перед началом протопки печи открывают дымовую задвижку, топочную и поддувальную дверки, вследствие чего в каналах печи появляется тяга (происходит проветривание печи). Когда после растопки печь хорошо разгорится, начинают регулировку горения ( тяги ), прикрывая или открывая дымовую задвижку.

Некоторые полагают: чтобы в печи была тяга, трубу нужно делать высотой 5-6 м, считая от колосников. А если дом многоэтажный? Он должен быть без трубы? А как быть в алтайских, казахстанских степях, где весь дом с почти горизонтальной крышей высотой от земли 3-4 м? Сверху крыши вместо трубы там иногда ставят ведро без дна, но печи ревут от тяги. И труба высотой от колосников за 6 м будет возвышаться над крышей почти на высоту самого дома. Учитывая сильные степные ветры, такая труба может завалиться. Правильно считают, что чем выше труба, тем лучше тяга. Но каждой высоте есть своя мера.

Мне попадались чертежи, на которых было показано, как в одной половине газохода печей-каминов сверху из трубы идет холодный воздух до выступа в задней стенке топки. В другой половине из печи вверх идут газы, якобы создавая этим в печи тягу. Но ведь у многих каминов нет выступов — наклонной стенки. Куда же тогда будет воздух упираться? Неужели воздух такой умный, что опускается именно над выступом, а рядом щель — вход в газосборник? С выступа через эту щель виден пол комнаты, а воздух в нее не идет. Такое ощущение, что воздух увидел хозяина с кочергой и, испугавшись, юркнул обратно кверху и спрятался среди дыма, увлекая его за собой. Выходит, что воздух с газами разделили между собой газоход, уступая место друг другу. Но на самом деле все по-другому. Уж если печь дымит, то чаще всего что-то случилось с трубой. Поднимитесь, осмотрите ее.

Многие пишут о том, что нужно затирать кладку изнутри, тогда газы по гладкой поверхности будут лучше скользить, что усилит тягу. Но в любых газоходах газы и воздух идут в основном посередине газохода или вентиляционной трубы, и чем ближе они идут к стенкам, тем слабее тяга. Стенки ведь влажные, в саже или пыли, к ним все прилипает, а в середине свободно. Посмотрите, как газы выходят из трубы. Они идут вначале из ее середины и лишь затем отходят от стенок, имея форму колокола. Но вы не увидите, как входит в трубу холодный воздух и не заметите даже небольшого понижения столба газов. Это может говорить лишь о том, что труба ваша стоит правильно и тяга в печи хорошая. Приоткройте поддувальную или топочную дверку на 2-3 см и подставьте к щели ладонь. Вы почувствуете легкий ветерок из печи. Это не что иное, как тяга. При чуть приоткрытой дверке тяга чувствуется сильнее. Это потому, что воздух из помещения стремится войти в трубу. Чем больше открыта дверка, тем слабее чувствуется тяга.

В холодном помещении тяга такая же, думаю, что в данном случае тяге помогает сквозняк. Чем шире открыты дверки, тем свободнее проход, слабее тяга. Но так как размер газохода не изменяется, в него войдет и из него выйдет столько воздуха и газов, сколько нужно. Хороший печник ладонью определяет тягу в печи. Чем сильнее ощущение ветерка, тем сильнее в печи тяга. В зарастающих сажей газоходах ветерок ощущается все слабее, а печь работает все хуже.

Когда ладонь чувствует равномерный ветерок, можно подставить к щели возле дверки зажженную спичку и станет видно, как ее пламя наклонится не от печи, а к дверной щели. Это значит, что тяга хорошая. Когда ладонь то ощущает воздух, то не ощущает, пламя от зажженной спички то тянет в щель, то нет, а порой и гаснет, значит, ветер попадает в трубу, накрывает ее как покрывалом и опускается в нее не ниже крыши, постепенно слабея. При следующем порыве ветер дует с новой силой, но не может продуть всю печь до пола. Ветер накрывает трубу не отвесно, а, как дождь, — наискось с наклоном. Отсюда и вывод: если дождь не заливает трубу водой, так и ветер не в состоянии пройти многометровые газоходы до топки. Так же и печь дымит при дуновении ветра: дым то выбивается из печи, то не выбивается. Если бы в топке не горело топливо, то не было бы и дыма. Но при горении топлива выделяются не только газы, но и пар, и другие вещества, которые забивают газоходы. И представьте себе, что было бы в помещении, если бы холодный воздух из трубы дошел до топки. Весь дым, вышедший из газоходов, образовал бы такой мрак, что ничего не было бы видно.

Расположение колодцев в печи. Продуманная ечь 19 века

Отопительная печь, схема которой изображена на рисунке

Рис. 17. Схема одной из наиболее продуманных технически печей 19 века
	А. Задвижка общей тяги Б. Первый подъемный колодец В. Параллельные колодцы Г. Прочистная дверка Д. Подсос прямой тяги Е. Топочная дверка Ж. Колосники К. Поддувальная дверка Л. Под топки М. Камера догорания

>Эта печь может быть легко переделана в варочно-отопительную, если топку вынести в бок печи, соответственно оборудовав ее кухонной плитой, и опустить дно дымовых каналов на уровень пола.

Особенностью этой печи, разработанной, очевидно, В. А. Строгановым, является наличие:

а) камеры догорания;б) технически грамотного распределения направления и расположения каналов, позволяющих добиться равномерного прогрева всей площади дымовых колодцев печи;в) калиброванного отверстия подсоса прямой тяги;г) всего одной прочистной дверки, позволяющей легко и просто прочистить все колодцы; при необходимости через нее можно избавиться от опрокидывания тяги в печи;д) колосников и пода топки печи, которые устроены под продуманными наклонами, способствующими более эффективному сгоранию остатков топлива, чем в печах,имеющих строго горизонтальное расположение колосниковой решетки и пода топки печи. Печь при таком расположении дымоходов будет равномерно прогреваться по всей своей теплоотдающей площади. Тяга в таких печах всегда хорошая.

4. Отопительная печь с горизонтальными дымовыми колодцами (рис. 18) хороша тем, что не требует строгой и четкой фиксированной разметки на выход дымовой трубы. В дореволюционные времена такую разметку мог делать только старший печной мастер. Разметка фундамента и закладка первого ряда никогда не доверялась подмастерьям. И вовсе не потому, что это было «делом чести». Причиной такой строжайшей субординации была отнюдь не формальность, а именно возможность совершения фатальной ошибки.

Как улучшить тягу в буржуйке. Методы по увеличению КПД буржуйки

Повысить коэффициент полезного действия печи можно несколькими методами, которые условно можно разделить на методы связанные с оптимизацией процесса горения и с внесением изменений в конструкцию печи и дымохода.

Первый путь позволяет обеспечить более эффективное использование топлива, дает возможность использовать для отопления кроме дров опилки, брикеты, торф. Путь изменения конструкции позволяет увеличить кпд буржуйки за счет более эффективного использования полученного тепла. Здесь можно добиться повышения теплоотдачи, увеличения скорости прогрева помещения, ряд методов дает возможность дольше сохранить тепло.

Как улучшить тягу в буржуйке с помощью топлива

Этот прием применяется для увеличения кпд буржуйки без внесения существенных изменений в конструкцию самой печи и дымохода. Низкий уровень теплоотдачи при сжигании даже сухих дров часто связан с образованием налета сажи на внутренних поверхностях дымохода. Из-за плохой тяги топливо перестает нормально гореть и начинает тлеть. Такое тление не дает возможности получить необходимую температуру для разложения веществ на горючие газы.

В этой ситуации единственно правильным решением как увеличить кпд буржуйки выступает необходимость очистки дымохода от сажи, и установка на оголовок трубы дефлектора.  Такие несложные работы дают возможность прибавить 5-7% эффективности печи.

Следующий шаг в увеличении тяги в печи с помощью топлива выступает герметизация топочной дверцы и дверцы поддувала. Речь идет об установке асбестового экрана в качестве уплотнителя двери топки или установка непосредственно в топку гильзы из стальной трубы, в которую и будет закладываться топливо. Что касается поддувала, то здесь рекомендуется установить шиберную задвижку с регулируемым окном подачи воздуха. При диаметре дымохода 100 мм, шиберная заглушка должна иметь диаметр 70-80 мм, в таком случае даже не совсем сухое топливо будет сгорать при высокой  температуре и большой тяге.

Важным моментом выступает правильный расчет длины дымохода. Оптимальной длиной для хорошей тяги в любую погоду является длина труб в 5 и более метров. При этом, желательно чтобы по всей длине было минимальное количество изгибов, а поворотов на 90 градусов не было вообще.

Установка дефлектора на оголовке позволит снизить образование налета сажи в трубе в то же время это устройство увеличит кпд буржуйки на 2-3 %.

 Как увеличить кпд буржуйки с помощью дымохода

Раскрытый в предыдущем пункте способ как увеличить кпд буржуйки при помощи увеличения тяги раскрывает один из подходов к решению проблемы повышения эффективности печи. Второй подход позволяет более рационально использовать тепло от нагретых дымоходных труб.

Прежде всего, рекомендуется в печах, где отверстие под трубу находится на верхней крышке сделать из листового металла толщиной 3-4 мм дополнительную камеру с горизонтальными пластинами внутри. Это устройство позволит продолжить процесс горения пиролизных газов. Не секрет, что в топке температура при сжигании топлива поднимается неравномерно. Но даже когда она достигает максимума, часть горючих газов просто уходит в дымоход, не успев сгореть. Надстройка-плямегаситель  с дополнительными ребрами внутри позволяет завершить процесс горения легких газов, и таким образом, увеличивает кпд буржуйки еще на 3-5 %.

Следующий метод позволяет обеспечить быстрый отвод тепла от дымоходных труб за счет установки одного дополнительного или нескольких дополнительных экранов для создания конвекционных потоков. Для этого достаточно из тонкого листового металла свернуть цилиндр диаметром на 10-12 см чем труба и установить его на высоте 15-20 см от надстройки. Холодный воздух будет проходить между нагретой металлической трубой и экраном, и как в обычном конвекторе нагреваясь, подниматься вверх.

Необычное, но эффективное средство повышения кпд печи заключается в установке в дымовой канал вставки с трубками для отвода нагретого воздуха. В разрыв трубы вставляется вставка, в которую вмонтированы трубки. Дым, проходя по трубе, попадает в камеру вставки, где и нагревает металлические трубки. Для увеличения эффективности с одной стороны вставки устанавливается вентилятор, который и прогоняет воздух через нагретый металл.

Как увеличить тягу в вентиляции. Неправильно спроектированная вентиляция

Если опрокидывание тяги происходит время от времени на пару часов, то причина этого обычно кроется в банальном изменении погоды. При расчете системы проектировщики что-то не учли, а в результате при резком похолодании вентиляция в частном доме дует внутрь, а не вытягивает, как положено.

Решить эту проблему возможно только полным перерасчетом вентсистемы.

Если рядом с частным домом выросло высокое дерево, то оно также может стать причинной обратной тяги в вентиляционной шахте

Прежде чем заказывать новый проект вентиляции, следует внимательно осмотреть все ее составляющие. Вполне возможно произошло налипание грязи на вентиляционную решетку или лопасти канального вентилятора. В итоге канал совсем немного сузился – большую часть времени система работает исправно, но изредка сбоит. В этом случае достаточно просто произвести чистку.

Новое высокое здание рядом с коттеджем, изменение геометрии крыши, установка тарелки спутниковой антенны – все это может привести к снижению тяги. Если на пути ветра появляются препятствия, то в районе верхушки вентиляционной трубы изменяется изначальные параметры давления воздуха. И тогда падает скорость его движения по вентканалам.

Чтобы тяга в трубе вентиляции была постоянной и достаточной, ее верхняя точка должна находиться на определенной высоте относительно козырька крыши

Чтобы усилить тягу в вентиляционной шахте, сверху следует устанавливать дефлектор. Он создает небольшое разряжение вокруг себя, в результате чего в эту пустоту устремляется воздух из дома.

Наибольшую эффективность дефлекторы показывают в ветреную погоду. Если на улице установился штиль, то толку от такого устройства будет ноль. В подобной ситуации усилить тягу можно только с помощью механического побуждения — вентилятором.

И последний момент – чтобы исключить опрокидывание тяги, вентиляционные решетки на вытяжке в комнатах следует менять на обратные клапаны . При возникновении потока воздуха из вентиляции в помещение они закрываются, перекрывая отверстие.

Схемы печных каналов. Базовая конструкция кирпичной печи

Чтобы знать, как работает каждый из элементов печи, и для чего он предназначен, нужно рассмотреть базовую конструкцию отопительного сооружения:

Основные элементы кирпичной печи

• Топливная камера предназначена для закладки и сжигания топлива. Она отделена от поддувальной камеры колосниковой решеткой и соединена с внутренними каналами, по которым следует дым и горячие газы через всю печь, перенаправляясь в трубу дымохода.
• Поддувальная камера обеспечивает регулируемую подачу воздуха в топку и является сборником золы от сгоревшего топлива, поэтому требует периодической очистки.
• Духовой шкаф, варочная плита и бак для нагрева воды — эти элементы встраиваются в отопительно-варочные печи.
• Очистные камеры необходимы, так как в них собирается сажа, которая осыпается со стенок дымоходных каналов, проходящих внутри печи. С помощью их и производится периодическая очистка печи для поддержания нормальной тяги.

Пример внутренних каналов кирпичной печки

• Дымоходные каналы, проходящие внутри печи, могут иметь различную конфигурацию в разных моделях. Горячие газообразные продукты сгорания , проходя по ним, нагревает стены печи, которые отдают тепло в комнату.
• Каналы направляют дым с продуктами горения в дымоходную трубу, расположенную в самом верху печи и выходящую затем наружу здания.

Одним из важнейших условий эффективной работы печи является хорошая тяга, которая достигается качественной кладкой с соблюдением схемы-порядовки и периодической очисткой в сооружения в процессе эксплуатации. Кроме этого, необходимо соблюсти необходимую высоту дымоходной трубы и правильное ее расположение на крыше.