Конденсат в дымовой трубе

Почему в трубе дымохода образуется конденсат и как от него избавиться?

В процессе работы отопительной системы появление влаги в дымоходе наносит вред не только самому дымоходу, но и отопительному прибору. Вступая в реакцию с продуктами горения, влага превращается в химически агрессивные вещества, нарушающие работу отопительной системы.

Избавиться от конденсата полностью нельзя, но можно минимизировать его количество и предотвратить нежелательные последствия.

Причины образования влаги в дымоходе

Любое топливо для котла, печи или камина при сгорании выделяет водяной пар, который в трубе дымохода остывает и образует на стенках осадок в виде капель. Происходит это из-за перепада температур на выходе из отопительного агрегата и в отдельных частях дымохода.

Дополнительно влага может попадать в дымовой канал снаружи во время дождя. Химическая реакция воды с сажей и смолами приводит к образованию кислот и щелочей.

По гладким стенкам конденсат стекает вниз, где скапливается, препятствуя отведению дыма и ухудшая тягу. Шероховатые поверхности задерживают и впитывают влагу, подвергаясь коррозии и преждевременному разрушению.

Кроме того, скопившиеся в дымоходе вещества могут проникать в помещение, вызывая неприятный запах и нанося вред здоровью.

Обратите внимание! Конденсат может образовываться не только с внутренней стороны, но и снаружи дымохода – при сильно отличающихся температурах в трубе и на улице. Результатом может стать разрушение самой трубы, если она изготовлена из влагопоглощающих материалов, а также стен и крыши в местах соприкосновения с дымоходом.

Факторы, влияющие на образование конденсата

Процесс образования конденсата в дымоходном канале зависит от нескольких факторов:

• Влажность топлива, используемого отопительной системой. Даже внешне сухие дрова содержат влагу, которая при горении превращается в пар. Торф, уголь и другие горючие материалы имеют определенный процент влажности. Природный газ, сгорая в газовом котле, тоже выделяет большое количество водяного пара. Не существует абсолютно сухого топлива, но увеличивает процесс конденсации плохо просушенный или отсыревший материал.
• Уровень тяги. Чем лучше тяга, тем быстрее выводится пар и меньше влаги оседает на стенках трубы. Он просто не успевает смешаться с другими продуктами горения. Если же тяга плохая, получается замкнутый круг: в дымоходе скапливается конденсат, способствующий засорению и еще больше ухудшающий циркуляцию газов.
• Температура воздуха в трубе и выходящих из отопительного прибора газов. Первое время после растопки по непрогретому каналу движется дым, также имеющий невысокую температуру. Именно на старте происходит наибольшая конденсация. Поэтому образованию конденсата наименее подвержены системы, работающие постоянно, без регулярных отключений.
• Температура и влажность внешней среды. В холодное время года из-за разницы температур внутри дымохода и снаружи, а также повышенной влажности воздуха на внешней и торцевой частях трубы конденсат образуется активнее.
• Материал, из которого изготовлен дымоход. Кирпич и асбестоцемент препятствуют стеканию капель влаги и впитывает образующиеся кислоты. Металлические трубы могут быть подвержены коррозии и ржавчине. Выполненные из керамических блоков или стальных нержавеющих секций дымоходы не дают химически агрессивным соединениям зацепиться за гладкую поверхность. Чем ровнее, глаже внутренняя поверхность и ниже влагопоглощающая способность материала трубы, тем меньше конденсата в ней образуется.
• Целостность дымоходной конструкции. При нарушении герметичности трубы, появлении на ее внутренней поверхности повреждений ухудшается тяга, быстрее засоряется канал, внутрь может попадать влага извне. Все это приводит к усилению конденсации пара и ухудшению работы дымохода.

Требования к конструкции дымохода

Выполнение требований норм и правил при возведении и эксплуатации дымоотводящей системы продлит срок ее службы, в том числе благодаря минимизации образования конденсата:

• При вертикальном расположении трубы допускается наличие горизонтальных участков длиной не более метра или наклонных, но без острых углов.
• Внутренняя поверхность дымохода должна быть гладкой, без выступов, щелей и других неровностей.
• Не допускается уменьшение диаметра канала по сравнению с выходным патрубком отопительного агрегата.
• Возможность для прочистки дымохода — важное требование при сооружении дымохода.
• Для обеспечения хорошей тяги и свободного выведения продуктов горения высота трубы должна учитывать высоту крыши отапливаемого здания.

Как устранить проблему?

Даже выполнив все требования при возведении дымохода, совсем избежать конденсации не выйдет. В готовой конструкции это тем более невозможно. Но решить проблему можно, избавившись от уже образовавшегося конденсата, снизив его концентрацию и минимизировав разрушительные последствия:

• Использовать только сухое топливо. При сгорании будет выделяться меньше влаги, уменьшится образование сажи, кроме того, такое горючее дает больше тепла при меньших затратах.

Важно! Этот способ не поможет при использовании газового котла, так как снизить количество выделяемого водяного пара при сгорании природного газа невозможно.

• Если дымоход выполнен из гигроскопичного материала, применяют гильзование. Внутри шахты прокладывают трубу из нержавеющей стали, которая принимает воздействие агрессивных веществ на себя. Гильза решит еще одну проблему – она нагревается быстрее кирпича или асбестоцемента, значит капли не будут образовываться в самом начале дымохода.
• Уменьшить разницу температур поможет утепление частей трубы, находящихся вне отапливаемого помещения. Дым будет медленнее остывать, большая его часть успеет выветриться вместе с конденсационным паром. Тонкие стальные трубы с этой целью обматывают теплоизоляционными материалами или прячут в дополнительно возведенную кирпичную шахту.
• Для улучшения тяги следует прочистить дымоход и устранить нарушения целостности трубы. Это облегчит выведение продуктов горения и обезопасит систему.
• Чтобы предотвратить попадание дождя и мусора, навершие дымовой трубы оснащают конусовидной насадкой – дефлектором. Он не пропускает внутрь осадки, а также улучшает тягу.
• В начале дымоотвода и на поворотах конструкции следует установить конденсатоотводчик. Монтируют его таким образом, чтобы было легко опустошить при наполнении.

Профилактические меры

Серьезных проблем с конденсацией можно избежать, проводя профилактику. Ряд превентивных мер, которые принимаются своевременно, облегчат содержание системы отопления и продлят срок ее безопасной и эффективной эксплуатации:

• очистку дымохода – отсутствие засоров обеспечит хорошую тягу и быстрое выведение продуктов сгорания и водяного пара (не реже одного раза в год);
• освобождение конденсатоотводчика от влаги по мере наполнения;
• плановый осмотр и проведение необходимого ремонта всей обогревательной системы.

Все эти работы при регулярном проведении позволят уменьшить количество конденсата и избежать множества других проблем в работе отопительной и дымовыводящей системы.

Обратите внимание! Профилактику обязательно проводят перед стартом отопительного сезона, не помешает она и после его завершения.

Как избавиться от конденсата в дымоходе: почему образуется и что делать, чтобы устранить

Многие задавались вопросом, почему в трубе дымохода газового котла образуется конденсат и как уменьшить его объемы или вовсе устранить. Необходимо всесторонне рассмотреть проблему: определить, от чего зависят ее масштабы, как ее предупредить. Вы не только убедитесь в том, что профилактические меры полезны, но и сможете своевременно взять их на вооружение (ведь внедрять некоторые из них нужно на стадии проектирования здания).

Что это такое

При сжигании любого топлива – газа, угля, торфа, кокса и прочих, помимо тепла выделяется еще и пар. Поднимаясь, он охлаждается при контакте с воздухом более низкой температуры, и часть его превращается в конденсат в дымовом канале, то есть во влагу, стекающую вниз по стенкам. Это естественное, но негативное и даже опасное физическое явление, которое может обернуться самыми вредными последствиями для всей отопительной системы (ниже, в отдельном разделе, мы расскажем, какими именно).

Причины и факторы, влияющие на образование конденсата

Сразу отметим, что они приведены в произвольном порядке, а не по степени их важности. Итак, это:

• Температура пара (отработанного газа, выходящего из печного оголовка) не превышает 100 °C. Это типичный недостаток для значительной части современных отопительных агрегатов.
• Труба чересчур длинная – дым быстро и сильно охлаждается в верхней ее части.
• Выбранное топливо либо отсыревшее (напиталось влагой в процессе хранения), либо просто плохо подходящее (изначально содержит в себе большой процент воды).
• Просвет борова сузился из-за уменьшения тяги, возникшего благодаря скоплению отложений сажи.
• Трубопровод недостаточно утеплен и/или сделан из не того материала (например, из цинка в один слой).
• Воздух на улице намного холоднее выходящего пара и, из-за серьезного перепада температур, конденсат в дымоходе частного дома собирается быстро и в большом объеме.
• Отработанный газ задерживается шероховатыми стенками.
• Приток свежего воздуха к печи отсутствует или недостаточен, в результате чего тяга слишком мала, топливо горит медленно и сжигается не полностью.
• Выходной канал уже содержит какое-то количество жидкости, попавшей туда из-за осадков или по какой-то другой причине.
• Труба обладает дефектами и/или недочетами конструкции – у нее есть слишком наклонные или даже горизонтальные участки, площадь ее сечения отличается от проектной (в большую или меньшую сторону) и тому подобное.
• Плохая тяга – чем быстрее газ покидает систему, тем лучше, тем меньше времени остается на охлаждение и на образование влаги.
• Печь сложена неправильно – на ее обогрев расходуется значительная часть выделяемой энергии (а не на отопление помещения). Это приводит к низкой исходящей температуре пара, а чем это грозит, мы уже разобрали выше.

Все эти факторы провоцируют появление жидкости, но действуют они в разной степени: одни сильнее, другие слабее.

Влияние материала на возникновение конденсата

От электрического или на твердом топливе газовый котел отличается тем, что он работает таким образом, что в системе всегда образуется какое-то количество влаги. Поэтому при его покупке и установке особенно важно продумать вопрос изоляции и решить, из чего будет сделан дымоход. От правильности выбора зависит срок и безопасность эксплуатации нагревательного оборудования.

Кирпичный

Хорошо собранный (без трещин и щелей), он сможет эффективно удерживать тепло, что позволит его стенкам длительное время не остывать, а значит поспособствует сохранению нормальной тяги. С другой стороны, его нужно долго разогревать, и пока температура остается низкой, жидкость накапливается сравнительно активно.

Учтите также, что кирпич достаточно легко разрушается при контакте с растворами кислот и перепадах температур. Так что это классический и дорогой (если делать из хорошего кирпича), но не лучший выбор.

Трубы из нержавеющей стали

Сам материал, поверхность которого идеально гладкая, стойко противостоит коррозии и действию агрессивных сред. Теперь о конструктивном решении.

Чтобы не увидеть, как течет конденсат из дымохода, необходимо использовать двустенный, а не одностенный. Технология изготовления сэндвича подразумевает двойные кольца разного диаметра, между которыми лежит прослойка утеплителя из невоспламеняющегося базальтового волокна.
С таким дополнительным утеплителем нержавейка будет не только быстро прогреваться, но и долго остывать. И это без накапливания влаги и сажи внутри.

Керамические трубы

Они достаточно прочны и обладают следующими плюсами:

• быстро прогреваются и медленно остывают, а значит эффективно сохраняют тепло;
• универсальны, не зависят от вида топлива печей;
• просты в обслуживании и поэтому эксплуатируются в течение десятилетий;
• пожаробезопасны – им не страшны возгорания сажи.

Минусы тоже есть, они заключаются в большом весе конструкции, который способен привести к сложностям при установке и высокой стоимости.

Дымоходы из фуранфлекса

Можно также рассмотреть этот композитный материал, чтобы не думать о том, что конденсат из трубы газового котла или печи может повредить отопительную систему. На стенках канала не будет собираться влага, так как они будут выполнены из полимерной смолы, усиленной стекловолокном.

Готовый фуранфлексовый рукав может быть любой длины, диаметра и, при правильной установке, окажется полностью герметичным. Скажите категоричное «нет» протечкам и уверенное «да» – стабильно мощной тяге. Монтаж быстрый и чистый, без сноса стен, перекрытий, частей кровли, опорных конструкций, и легко выполняется даже после отделочных работ. Материал не повреждается, даже когда температура пара достигает 250 °C.

Основные недостатки фуранфлекса это высокая цена (в 2-3 раза выше дымоходов из нержавеющей стали), дорогой монтаж. В случае повреждения рукава, заделка элемента труднодоступна, а покупка всей системы может ощутимо ударить по карману.

Асбестоцементные дымоходы

Раньше применялись повсеместно, сегодня, с развитием технологий, считаются морально устаревшими. Остановившись на таком варианте, вы будете думать не только о том, почему образуется конденсат в печной трубе, но и как устранить последствия от вдыхания асбестовой пыли. А она будет выделяться в процессе обогрева (когда содержащиеся в дымовых газах кислоты станут разрушать канал), оседать в помещении, а потом и попадать в ваши легкие при вдохе.

У этого материала есть и другие минусы: он недостаточно герметичен, плохо удерживает тепло, сравнительно активно впитывает жидкости. Добавьте сюда шероховатость поверхности (что, как мы выяснили выше, плохо), высокую пористость и склонность к растрескиванию под воздействием высоких температур, порог в 300°С, при превышении которого возникает угроза взрыва.

Стальные и оцинкованные трубы (одностенные)

Они легкие и недорогие – рукав выйдет на 50-80% дешевле кирпичного, не говоря уже об остальных. Но при этом есть недостатки, и главный из них в том, что канал быстро прогорает. Это связано с неспособностью противостоять воздействию конденсата и высоких температур. Cталь может заржаветь, так как она обладает слабой коррозионной стойкостью. А цинк при нагреве свыше 419°С выделяет отравляющие вещества, поэтому изделия металлопроката из него можно использовать только при пониженной температуре отходящих газов.

Таким образом, мы рекомендуем остановить свой выбор на утепеленных дымоходах из нержавеющей стали.

Помимо выбора подходящего материала, необходимо произвести монтаж согласно инструкции. Нарушения при сборке трубы могут привести к возникновению конденсата и оседанию сажи.

Если в трубе дымохода стал собираться конденсат и она течет: опасно ли это и что делать?

Современный человек очень теплолюбивый. Если Вы, наш уважаемый читатель, имеете собственный дом, то проблему его обогрева приходится решать самостоятельно. Но современное отопительное оборудование отличается от простых печек и каминов прошлого; вместе с повышением КПД повышается сложность конструкции и усложняется обслуживание агрегатов.

При работе современных котлов, печей и каминов обязательно образуется конденсат в дымоходе.

Что такое конденсат?

Какой бы вид топлива Вы ни использовали, Вы сжигаете углеводороды. Уголь, кокс, дрова, мазут, газ, пеллеты – все состоит из водорода и углерода с небольшими примесями серы и некоторых других химических элементов. Любое топливо также содержит небольшое количество воды – полностью ее убрать невозможно. При сгорании происходит их окисление кислородом воздуха и на выходе получается вода, углекислый газ, другие оксиды.

Окислы серы при высокой температуре реагируют с водой и образуют очень агрессивные кислоты (серную, сернистую и т.д.), которые также попадают в конденсат. Образуется немного и других кислот: соляной, азотной.

Чем опасен конденсат

Непосредственных опасностей при образовании конденсата две:

• при намерзании конденсата в виде льда на устье трубы или дефлекторе происходит перекрытие сечения трубы вплоть до полного закрытия – как следствие, уменьшается тяга, может произойти опрокидывание тяги (обратная тяга), продукты сгорания (углекислый и угарный газы) попадут в жилое помещение и послужат причиной тяжелейших отравлений людей; горячие газы могут вызвать пожар.
• при очень большом количестве жидкость может погасить огонь, например, в камине — при прямоточной насадной трубе).

Последствия образования конденсата в трубах

Агрессивная кислотная среда, собираясь на стенках дымовой трубы, приводит к ее быстрому разрушению – кислоты разъедают сталь, происходит коррозия — металл быстро ржавеет и «прогорает». Трубы из кирпича также разрушаются от кислотного конденсата.

Кроме того, конденсат, стекающий в топку котла, разрушает и отопительный агрегат (а при очень большом количестве может и загасить огонь в топке).

Большое количество оседающей на стенках влаги также может привести к неприятным последствиям:

• влага, оседающая в верхней части кирпичного дымохода, приводит к его намоканию и постоянному замерзанию и отогреву – это приводит к быстрому разрушению такой трубы;
• конденсат, стекающий в топку котла, разрушает и отопительный агрегат;
• при «прогорании» стальной трубы влага попадает в утеплитель, замерзает-оттаивает – труба также очень быстро разрушается.

Ниже на фото показаны последствия многократных промерзаний кирпичной трубы.

Причины появления конденсата в трубе дымохода

В отходящих газах вода и другие жидкости содержится в виде пара. При охлаждении газов пар становится перенасыщенным, вода собирается в капельки и стремится вниз – это и есть самая главная причина появления конденсата. В потоке горячих газов этот процесс происходит у более холодных стенок дымохода – и именно туда капли жидкости и оседают, образуя конденсат.

При рассмотрении причин появления конденсата следует иметь в виду, что дыма без водяных паров не бывает, наличия собирающейся на стенах дымохода жидкости избежать невозможно.

Причины увеличения количества конденсирующейся жидкости в дымовых трубах:

• неутепленный дымоход, особенно из однослойных оцинкованных труб;
• слишком длинная труба – в верхней части происходит значительное охлаждение дыма;
• низкая температура отработанных газов. Особенно это характерно для современных агрегатов с теплообменником для подключения системы отопления. Желательно, чтобы температура газов, выходящих из оголовка печи, была не менее 100 °С;
• большая разница между температурой окружающего воздуха и выходящего дыма;
• сырое топливо (особенно дрова);
• сужение просвета борова из-за отложений сажи и, как следствие, уменьшение тяги;
• низкая температура горения при неполном сгорании топлива из-за недостаточного поступления свежего воздуха, что приводит к невысокой температуре дыма и небольшой тяге;
• конструктивные недостатки дымовой трубы – наличие горизонтальных и наклонных участков (сверх допустимых нормативами 2000 мм горизонтальной проекции); несоответствие площади сечения канала проектной площади (причем плохо и уменьшать, и увеличивать сечение);
• попадание осадков при отсутствии дефлектора или колпака увеличивают количество жидкости в канале дымохода;
• шероховатые стенки больше тормозят отходящие газы и собирают больше конденсата, чем гладкие.

Способы избавиться от конденсата

Полностью устранить конденсат невозможно. Если Вы думаете, что «раньше печи топили столетиями и конденсата не было», то следует иметь в виду, что сейчас топливо сжигается почти полностью, КПД отопительных агрегатов больше, чем у более примитивных моделей дровяных печей и каминов прошлых веков, ниже температура дымовых газов – отсюда и большее количество агрессивной жидкости в дымоходах.

Можно добиться такой работы оборудования и конструкции трубы, что почти весь конденсат унесет в атмосферу очень горячим дымом – но унесет и немалую долю тепла и Ваших денег.

Но не все потеряно – можно принять меры по уменьшению количества конденсируемой жидкости

Утепление канала дымохода

Альфа и омега устройства дымопровода. Любая дымовая труба должна быть утеплена до самого оголовка. Старые кирпичные трубы также рекомендуется дополнительно утеплять выше крыши и на чердаке.

Неутепленный дымопровод вообще не имеет права на существование.

Предварительная просушка горючего

Дрова нужно сушить! Сначала – под навесом или в просторном проветриваемом сарае, оптимальный срок сушки – полтора-два года. Мелко наколотые дрова сохнут быстрее. Перед использованием – дать им полежать неделю и больше в теплом сухом помещении. Постоянное сжигание влажных дров приведет к попаданию в дым большого количества влаги, неэкономному расходу дров, неполному сгоранию и выбросу большого количества сажи (и необходимости более частой очистки дымового канала).

Уголь, торф – не мочить. Заносить в помещение заранее, дать прогреться и просохнуть осевшей на нем влаге. Пеллеты, брикеты — беречь от намокания, хранить в сухом теплом помещении.

Правильный выбор топлива

Дрова, пеллеты, брикеты (особенно дрова) изначально имеют большую влажность, чем дрова или мазут. Но выбирать вид топлива для отопительного агрегата разумнее, исходя из параметров стоимости топлива, доступности в Вашей местности, необходимости автоматизации системы отопления.

Прочистка дымохода

Чем глаже внутренняя поверхность дымового канала, тем лучше тяга и тем больше влаги «улетит в трубу». Поэтому очищать дымоход от сажи следует регулярно, не дожидаясь ухудшения тяги – не менее двух раз в год. Способы очистки – механический или химический – принципиального значения не имеют.

При разных видах топлива образуется разное количество сажи. Например, для газового котла количество образующейся сажи минимально, для угольной печи – максимально.

Очистка дымохода от сажи – вполне доступное мероприятие для выполнения своими руками. На нашем видео Вы увидите все тонкости очистки дымохода.

Использование конденсатоотводчика

Что делать, если конденсат течет по стенкам дымохода? Установить емкость для сбора конденсата. Это абсолютно необходимое мероприятие в современных отопительных системах. Конденсатоотводчик – емкость из нержавеющей стали для сбора конденсата, монтируемая в нижней части вертикального канала, ниже выводного канала или патрубка отопительного агрегата, с доступом для его опорожнения. Иногда устраивают постоянный отвод конденсата из емкости в канализацию. В современных металлических «сэндвич-системах» и керамических трубах в ассортименте имеются готовые секции для монтажа таких емкостей.

Старые печные трубы также стоит модернизировать, встроив в нижнюю часть стакан-конденсатоотводчик.

Профилактика образования конденсата

Основные профилактические меры по уменьшению количества конденсата:

• еще на этапе проектирования – соблюдение всех нормативов по устройству дымоходной системы;
• монтаж дымохода без отступлений от проекта;
• модернизация существующих труб (защитить канал можно с помощью вставки вкладышей из нержавейки; утепления);
• усиление тяги всеми доступными способами – установка дефлекторов, дымососов, ротационных турбин; надежный подвод воздуха к отопительному агрегату;
• регулярная чистка трубы;
• использование сухого топлива.

Требования к конструкции дымохода

Требования к конструкции дымоходов определяются СНиП 41-01-2003.

• высота канала не должна быть меньше 5 м;
• высота трубы над кровлей – не менее 1 м для плоской кровли;
• высота трубы при скатной кровли определяется в зависимости от конька (при расстоянии от конька до оголовка (по горизонтали) 1,5 м – не менее 0,5 мм; при расстоянии от 1,5 м до 3 м – вровень с коньком; при расстоянии более 3 м — угол между горизонталью и линией, проходящей через верх трубы и конек, не должен превышать 10°);
• длина горизонтального борова не должна превышать 1 м;
• сумма проекций на горизонталь горизонтальных и наклонных участков не должна превышать 2 м, при этом длина вертикального участка увеличивается на эту же длину.

Заключение

Мы надеемся, наш уважаемый читатель, что эта статья поможет Вам разобраться в особенностях эксплуатации современных дымоходов, подобрать для своего дома оптимальную конструкцию системы дымоудаления, защитить оборудование от агрессивного конденсата. Подписывайтесь на нашу рассылку – и Вы не пропустите новую полезную информацию о строительстве и ремонтах и сможете обсудить ее с друзьями в соцсетях.

tehnopost.kiev.ua – Сайт про отопление и обогрев, горение и теплотворность, пиролизные и пеллетные котлы, пиролиз и топливо, дрова и пеллеты, газ и уголь, калории и джоули, котлоагрегаты и печки, чертежи и схемы, конвертеры единиц и величин

Конденсат в котле и дымовых трубах

Многим владельцам твердотопливных отопительных котлов приходится лицезреть неприятную картину – отвратительные подтеки на стыках частей дымовых труб и теплообменников своих тепловых агрегатов.

Это конденсат – злейший враг систем дымоудаления и вентиляции.

Что такое конденсат

В широком понимании этого слова, конденсат – это вещество, которое в результате своего охлаждения перешло (конденсировалось) из газообразного в жидкое или твердое агрегатное состояние. В нашем случае, конденсат – это вода и растворенные в ней летучие вещества, присутствующие в дымовых газах. Конденсат может собираться и накапливаться во внутренних полостях дымовых труб и теплообменников, проявляясь в виде капелек, ручейков и лужиц жидкости в самых неожиданных и неподходящих местах. Конденсат из дымовых газов – это всегда агрессивная среда, разрушающая материал камеры сгорания котла, его теплообменника и дымовых труб. Химический состав такого конденсата невероятно разнообразен, изменчив и противоречив.

Откуда берется конденсат из дымовых газов

Конденсат из дымовых газов возникает в результате конденсации водяных паров, содержащихся в отходящих газообразных продуктах горения (дымовых газах).

Откуда водяные пары в дымовых газах

Молекулы воды содержатся в самой топливной массе и синтезируются непосредственно в процессе её горения.

Любое доступное бытовое топливо имеет углеводородную природу

В процессе горения углеводородного топлива обязательно синтезируется вода в результате термического разложения (пиролиза) молекул углеводорода с последующим окислением (горением) полученных продуктов пиролиза топлива. Поэтому, газообразные продукты горения (дымовые газы) углеводородного топлива всегда содержат водяной пар, синтезированный в процессе пиролиза и горения топливного вещества:

CmHn + (m + n/4) O2 = mCO2 + (n/2) Н2O + Q
Где, (m) и (n) – число атомов углерода и водорода в молекуле углеводорода

К углеводородному топливу относится вся органика (в т.ч. древесина), природный газ, нефть, уголь и продукты их переработки.

Наибольшее содержание водяных паров в дымовых газах дает горение дров, собенно сырых (влажностью до 45%). Влага, которая содержится в порах и полостях древесины, испаряется и переходит в состав дымовых газов, прибавляясь к синтезированной воде.

Наименьшее содержание водяных паров в дымовых газах дает горение угля. Уголь практически не содержит в своей массе молекул воды и имеет очень малую углеводородную составляющую. Основная масса состава угля – это чистый углерод (С), который не имеет стадии пиролиза топлива и горит (окисляется) напрямую, без синтеза воды:

Газообразные продукты горения (дымовые газы) угля почти не содержат водяные пары, поскольку в угольной массе имеется крайне мало углеводородов для синтеза воды и практически полностью отсутствует обычная вода (H₂O).

Зона конденсации водяного пара

Покинув высокотемпературную зону горения, дымовые газы начинают отдавать тепло и охлаждаться. Охладившись до температуры «точки росы», водяной пар начинает конденсироваться на поверхности теплообменника котла и его дымовых труб. Место, где температура дымовых газов соответствует «точке росы» и где начинается конденсация водяного пара – называется «зона конденсации».

Перемещение зоны конденсации водяного пара

Зона конденсации – очень подвижный участок, который никогда не стоит на месте. Сразу после розжига холодного котла – зона конденсации находится прямо в его теплообменнике или непосредственно за ним. По мере работы теплоагрегата – система дымоудаления прогревается и зона конденсации постепенно перемещается вдоль дымовой трубы, к ее краю. Перемещение зоны конденсации происходит тем быстрее, чем выше температура дымовых газов и меньше теплопотери на прогрев очередного холодного участка трубы. В конечном итоге, зона конденсации перемещается на самый край дымовой трубы, практически – в атмосферу. После полного прогрева внутренних поверхностей системы дымоудаления, образование конденсата непосредственно на них прекращается и происходит уже в атмосферном слое. Это есть «абсолютный зер гут», ибо в этом случае – полностью исключено воздействие агрессивной среды (конденсата) на стенки деталей котла и системы его вентиляции.

Таинственная «точка росы»

Точка росы напрямую связана с абсолютной, относительной и фактической влажностью.

Абсолютная влажность – максимальное возможное содержание влаги в воздухе. Абсолютная влажность измеряется в г/м3 и зависит от температуры воздуха. Каждому значению температуры воздуха соответствует свое значение показателя абсолютной влажности. Чем меньше температура воздуха, тем меньше влаги он может в себя вместить, и соответственно – тем меньше будет показатель абсолютной влажности.

Фактическая влажность – фактическое содержание влаги в воздухе. Фактическая влажность измеряется в г/м3, не зависит от температуры воздуха и отображает реальное содержание влаги в воздухе.

Относительная влажность – отношение содержания максимально-возможной (абсолютной) влаги к ее фактическому содержанию в воздухе. Относительная влажность измеряется в процентах и показывает процентное содержание влаги в воздухе от максимально возможного. Показатель относительной влажности не бывает больше 100%, и это – крайне неустойчивое состояние.

«точка росы» – это температура охлаждаемого воздуха, при которой его относительная влажность достигает отметки 100% и водяные пары начинают «выпадать в осадок», т.е. конденсироваться. Иными словами, «точка росы» – это температура, до которой нужно охладить воздух, чтобы из него выделился водяной конденсат (появилась роса).

Точка росы зависима от температуры воздуха и фактического содержания влаги в нем

Зависимость точки росы

Зависимость точки росы можно проследить, теоретически проанализировав процесс охлаждения влажного воздуха.

(конденсация водяного пара происходит в интервале температур от 0°С до 100°С)

При охлаждении влажного воздуха:
абсолютная влажность снижается и стремится к нолю,
фактическая влажность остается неизменной,
относительная влажность – растет и стремится к своему максимуму (100%)

На этом этапе изменяются только параметры влажного воздуха, но не происходит никаких видимых изменений

При дальнейшем охлаждении влажного воздуха:
абсолютная влажность снижается и стремится к нолю
фактическая влажность остается неизменной
рост относительной влажности достигает максимального предела (100%) и останавливается

Это температура точки росы. На этом этапе наступает пересыщение воздуха водяным паром. Крайне неустойчивое состояние. Первые частицы водяного пара начинают конденсироваться в окружающей среде.

При дальнейшем охлаждении влажного воздуха:
значение абсолютной влажности продолжает снижаться и стремится к нолю
значение фактической влажности – тоже снижается и стремится к нолю
значение относительной влажности – остается на отметке 100%.

При дальнейшем охлаждении такого воздуха, относительная влажность будет оставаться неизменной (100%), а значение абсолютной и фактической влажности – уменьшаться. Уменьшение фактической влажности будет происходить за счет выпадения избыточной влаги в конденсат. Т.е., однажды достигнув температуры точки росы, воздушная среда все время будет пребывать в таком состоянии до полного своего осушения, при условии, что дальнейшее охлаждение не прекращается.

Таблица температур точки росы

За определение температуры точки росы, принимается такая температура, при охлаждении до которой, из воздуха, начинает конденсироваться водяной пар. Составим экспериментальным путем таблицу зависимости точки росы от влажности и температуры воздуха.

Таблица температуры значения точки росы (°С) для разных условий

Как нужно читать эту таблицу
Например, температура воздуха 10 °С, относительная влажность 30%. На пересечении этих граф мы видим цифру -6. Это значит, что если воздух, температура которого 10 °С и относительная влажность 30%, охладить до температуры -6 °С, то начнется выделение конденсата из него. Либо так – в воздухе, температура которого 10 °С и относительная влажность 30%, водяная роса появится на любом предмете, температура поверхности которого, будет равна или ниже -6 °С.

Как видим из таблицы, чем меньше относительная влажность воздуха, тем температура точки росы ниже температуры самого воздуха. По мере того, как повышается относительная влажность воздуха (воздух набирает, «впитывает» в себя влагу) – температура точки росы приближается к температуре самого воздуха и, при 100% относительной влажности, точка росы, фактически совпадает с температурой воздуха.

Точка росы в теплообменнике дровяного котла

При розжиге холодного дровяного котла, исходящие из камеры сгорания дымовые газы (продукты горения), имеют температуру, примерно 500-800 °С и относительную влажность, в среднем около 85%. Попадая в холодный теплообменник (20°С) и соприкасаясь с его холодной поверхностью, газы мгновенно охлаждаются, влагоемкость (максимально возможное содержание влаги) воздуха понижается и избыток влаги выпадает в виде росы на поверхности теплообменника.

Как защититься от конденсата в котле и дымовых трубах

Из вышесказанного ясно, что конденсация водяных паров – чисто физический процесс, который неизбежен при охлаждении дымовых газов. Защита от образования конденсата в котле и дымовых трубах может быть только одна:
– Не допустить охлаждения продуктов горения ниже «точки росы» до их полного выброса в атмосферу.

Все сводится к элементарному утеплению дымовых труб и соблюдению теплового режима эксплуатации котлоагрегата.

Соблюдение теплового режима эксплуатации котла

Практикой доказано, что если температура трубы обрата теплоносителя менее 40°С – возможно появление конденсата в теплообменнике твердотопливного котла. Таким образом, соблюдение теплового режима эксплуатации котлоагрегата сводится к максимально быстрому разогреву его водяной рубашки до температуры в теплообменнике 40°С и более, с последующим поддержанием ее на должном уровне, независимо от температуры теплоносителя в самой системе отопления. Такой тепловой режим достигается за счет инженерных решений в системе отопления с использованием байпасов и трехходовых кранов, регулирующих температуру теплоносителя в обрате котла.

Про байпас и трёхходовой кран
Байпас – это труба, которая напрямую соединяет подачу и обрат дровяного котла и образует так называемы «малый круг» (см. рисунок про байпас). Через байпас трёхходовой кран смешивает горячий и холодный теплоноситель, поддерживая температуру обрата, не менее 40°С. При том регулируется количество горячей воды, которое должно уйти сразу в обрат (в малый круг), а которое – дальше, в отопительную систему.
При помощи этих нехитрых приспособлений горячий теплоноситель «крутится» по малому кругу и из подачи возвращается сразу обратно в дровяной котёл, пока не прогреется рубашка охлаждения котла и его теплообменник. По мере прогрева котла, трёхходовой кран постепенно перекрывает поступление горячего теплоносителя в обрат и направляет горячий теплоноситель в систему отопления. Такой подход к монтажу позволяет быстро и без конденсата запускать холодный дровяной котёл, независимо от температуры теплоносителя.

Дренаж системы дымоудаления

Нелишне устроить дренаж отопительного агрегата (котла) и системы дымоудаления (дымовых труб), чтобы собирать и отводить образовавшийся конденсат для дальнейшей его утилизации. Здесь, очень важно выдержать уклоны и контруклоны для горизонтальных участков дымовых труб, а также порядок сборки всей дымоудаляющей системы.

Это интересно (еще раз про конденсат)
Конденсат может сыграть злую шутку при первом заполнении отопительной системы холодным теплоносителем. Если температура заливаемого теплоносителя не будет равна температуре окружающей среды, то может начаться конденсация водяных паров из воздуха прямо на деталях котла и отопительной системы. Неискушенный пользователь может принять такие водообразования за факт разгерметизации отопительной системы.

Наибольше страдают от конденсата владельцы твердотопливных котлов, работающих на обычных дровах и деревоотходах. Поскольку, в этом случае, к синтезированной воде добавляется вода, содержащаяся в порах и пустотах самой древесины. Иногда – это очень много. Ведь стандартное древесное топливо, влажностью 25-35% может содержать от 150 до 300 граммов воды в каждом своем килограмме! Особенно много воды выделяется во время розжига и разгорания дров, когда идет активная просушка древесины под воздействием высокой температуры.

Как избавиться от конденсата на дымовой трубе

От этого явления мокреет не только собственно труба, но и потолок вокруг нее покрывается коричнево-черными разводами. Эта беда касается многих, особенно тех, кто переоборудовал отопительные печи под потребление газа.

Совет Анатолия Тихоновича Шевченко для сайта www.umeltsi.ru универсален по отношению к применяемому топливу, актуален и отличается оригинальностью мысли. Приводим письмо автора почти без сокращений.

Многие, да и сам я, искали способ избавиться от этого явления. Когда цены на топливо ещё не “кусались”, мы дольше и жарче топили, заслонка на выходе из трубы почти не закрывалась, и всё это в результате высушивало образовавшийся конденсат из кирпичной кладки дымовой трубы.

Ученые пишут, что на входе в нее температура газов должна быть за 100°С. Представляете, сколько тепла улетит в трубу в прямом и переносном смысле. Это тепло максимально надо оставить в помещении.

Вот и у меня раньше кирпич дымовой трубы был мокрый, а иногда и до потолка потеки доходили. А когда я вмонтировал в печку трубы водяного отопления, то в радиусе 1 м на потолке штукатурка обвалилась. Потому что из-за этих труб понизилась температура выходящих газов.

Стыдно было и перед семьей, и перед гостями, да и самого зло брало – ведь я какой-никакой строитель.

У меня паралельно печке подключен газовый котел, так что печку я топлю в основном только днем и то не сильно. А два года назад переделал дымовую трубу – и потолок стал сухим.

Итак, вам понадобится не пропускающая влагу труба. Самая лучшая – алюминиевая, она легкая, цементно-асбестовая – тяжелая, а стальная будет ржаветь. Диаметром не менее 10 см (это для самых маленьких печей), длиной от потолка до самого верха. У меня снизу стоит асбестовая, а сверху в нее вставлена алюминиевая.

Работу начнем с низу. Напоминаю, что выходной канал сквозь потолок должен быть заделан несгораемым материалом в радиусе 25 см. Смотрим рис.4. Делаем стягивающее кольцо (1) вокруг трубы (2)., чтобы она не опускалась, а зафиксировалась на нужной высоте. А высоту определим, когда установим над потолочным проёмом (7) кастрюлю (4) поллитрового объема с таким расчетом, чтобы дымовые газы могли свободно её обтекать.

Диаметр кастрюли должен быть несколько больше от наружного диаметра трубы, чтобы конденсат стекал име-нно в кастрюлю. Попутно подберите дверцу (5) от поддувала, чтобы через нее свободно проходила кастрюля. Я установил дверцу размером 12×24 см.

В крайнем случае, этот проем можно «насухо» заложить кирпичом и оштукатурить. Придется остановиться на пропорции песка к глине, потому что песок бывает с глиной и без нее, и глина разной жирности. В замешанный раствор (1:3) опускаем сухую деревянную палочку, вынимаем и смотрим.

Если на ней нет раствора -добавить глины. Если палочка облеплена раствором -добавляем песка. Нормальным считается раствор, когда на палочке он остается изредка. Подбираем зазор между кастрюлей и трубой, далее выкладываем кирпич (6) для укрепления и утепления трубы.

Стягивающее кольцо фиксируем над подходящим под него рядом кирпича. 1-1,5 метра высоты кирпичной кладки достаточно, далее можно утеплить трубу стекловатой и т.п.

Откуда берется конденсат и куда он девается? В начале топки, пока труба еще холодная, а внутри нее идет теплый воздух, он образуется и по внутренним стенкам трубы стекает, в нашем случае – в кастрюлю (максимум стакан, в зависимости от мороза на улице). Потом по мере нагрева трубы этот процесс прекращается, и начинается испарение из кастрюли.

Желательно сделать и флюгер (рис.1), на котором установлен козырёк (2) для повышения тяги и защиты трубы от прямого попадания дождя и снега. Можете на самый верх «посадить» красивого петуха. Для флюгера потребуется сварка. Из рисунков должно быть понятно, но вкратце поясню.

Вначале изготовим изделие, изображенное на рис.2. Длина соединяющих прутков (1) должна быть примерно 30 см, т.к. при более коротких увеличится сила трения оси (3) (рис. 1) диаметром 8 мм с гайками (2) (рис.2). Причем нижняя гайка удлиненная – чтобы в ней поместился шарик (3), а снизу этой гайки приварена пластинка (4). Нижние распорки (5) вставляются внутрь трубы (1) (рис.3), а верхние (6) ложатся на трубу. Для центрации и плотности посадки распорки можно подгибать.

Вставляем ось (3) (рис.1) в гайки и привариваем флюгер (1) (рис. 1), чтобы он был на 2 см выше верха распорок, и особое внимание уделите не на середину длины стрелы, а на центр ее тяжести, иначе увеличится сила трения, и слабый ветер ее не повернет. Задние крылья стрелы должны быть больших размеров, да и угол атаки можно увеличить по сравнению с передними. Угол наклона козырька 30° к горизонту и расстояние от его нижней кромки до трубы примерно 5 см.

Почему появляется конденсат в трубе дымохода и как от него избавиться

Для того, чтобы отапливать частные дома, нередко используются различные печи, обязательным элементом которых является дымоход. По ходу эксплуатации внутри такой трубы может накапливаться сажа и оседать конденсат: если первую проблему можно решить методом чистки, то вот с влагой на внутренних стенках справиться куда сложнее.

Почему появляется конденсат

Конденсат в трубе дымохода может образовываться по следующим причинам:

1. Дымоотводная труба засорилась. Накопление засоров приводит к снижению тяги, из-за чего нагретый газ проходит по трубе не так быстро, как следует. Как результат, он вступает во взаимодействие с воздухом, что приводит к выпадению конденсата.
2. Перепад температур при выходе газа. В зимнее и осеннее время внутри дымохода устанавливается довольно низкая температура. Когда в него врываются нагретый газы, происходит образование влажного осадка.
3. Значительная влажность топлива. Для отопления частного дома рекомендуется использовать хорошо высохшие дрова или другие виды топлива. В противном случае при воздействии огня начинается испарение внутренней влаги, с последующим оседанием ее внутри дымохода.
4. Внешние воздействия. В основном это случается из-за атмосферных осадков, если они имеют возможность попадать внутрь дымохода.

Важно знать, как избавиться от конденсата в трубе дымохода. Устраняются данные проблемы в дымоходной трубе путем ее прочистки, утепления или защиты от осадков. Метод выбирается в зависимости от выявленной причины данного явления.

Прочистка трубы дымохода

Если конденсат в печной трубе возник из-за ее засорения, необходимо провести его прочистку.

Способы чистки дымохода:

• При помощи специальных химических препаратов, в результате сжигания которых происходит разложение сажевых осадков. К таковым можно отнести средство «Трубочист».
• Путем механической прочистки.
• Народными средствами.

Ручная чистка осуществляется с использованием троса (веревки) подходящей длинны, гири (в качестве утяжелителя) и специального ерша. Данное приспособление необходимо плавно спускать внутри дымового канала сверху. Что касается народных средств, то для этого применяют обыкновенную соль или картофельные очистки, подбрасывая их в топку в время горения огня. Вне зависимости от выбранного способа, требуется соблюдение правил безопасности.

Утепление дымохода

Что делать, если дымоходная труба течет в основном в холодные периоды года? Причиной этого чаще всего служит ее недостаточное утепление. Теплоизоляционным материалом в этом случае может выступать минеральная вата, любой волокнистый утеплитель, пенополистирольные плиты, штукатурка. Минеральной ватой и волокнистыми материалами обычно отделываются трубы из металла или асбестоцемента. Для изоляции кирпичного дымохода лучше выбрать штукатурку.

Отделка дымовой трубы с помощью волокнистого утеплителя или минеральной ваты проводится так:

1. Вначале осуществляется порезка материала на удобные для обертывания части.
2. Приготовленные куски фиксируют на поверхность трубы, используя для этого металлическую проволоку или хомуты.
3. Для внешней защиты уложенной термоизоляции обычно используют металлический короб или фольгу.

Чтобы оштукатурить дымоход из кирпича, потребуется провести следующие действия:

1. Стенка кирпичной трубы должна быть предварительно оснащена штукатурной сеткой, для чего используются специальные болты, имеющие увеличенную головку. Делается это с целью увеличения адгезия раствора с отделываемой поверхностью.
2. В состав первого накладываемого слоя входит цемент, известь, вода и мелкий шлак. Делают его обычно толщиной до 40 мм.
3. Когда стартовый слой высохнет, можно наносить остальные, количеством 3-5 штук.
4. По завершению штукатурки нужно дождаться полного высыхания материала, после чего провести его декоративное окрашивание в любой подходящий цвет. Считается, что утепляющая трубу штукатурка должна состоять не менее, чем из 7 слоев.

Защита дымового канала от осадков

Это делается при помощи специально разработанных для этих целей оголовков, которыми оснащаются верхушки дымоходов.

Внутри некоторых моделей оголовков есть встроенные дефлекторы: это позволяет изделию не только выполнять защитные функции, но и способствовать увеличению тяги. Таким же образом можно уменьшить конденсат в трубе дымохода газового котла.

Профилактические мероприятия

Чтобы снизить процент выпадения конденсата внутри дымохода, проводят следующие действия:

1. Оснащают дымоходный канал из кирпича металлической трубой (т.н. «гильзование»). Таким образом значительно облегчается чистка канала от сажи. Кроме того, это его герметизирует и утепляет: конденсат в таком случае возникает в заметно меньшем количестве, и отводится он быстрее.
2. Устанавливают специальное устройство для сбора конденсата. Лучше всего это сделать на месте, где пересекается вертикальная и горизонтальная часть канала: тут отбирать влагу из потока газа удобнее всего. В процессе обслуживания конденсатосборника потребуется время от времени удалять из него накопившуюся воду.
3. Используют хорошо просушенное качественное топливо.
4. Проводят регулярные очистительные мероприятия. Лучшее время для этого – середина осени, в преддверии начала отопительного сезона.
5. При возникновении необходимости проводят ремонт дымохода.

Даже если строго соблюдать все вышеизложенные рекомендации, это не даст гарантию полного отсутствия конденсата в дымовой трубе, так как это явление в любом случае будет сопровождать эксплуатацию печного оборудования. Однако заметно снизить процент выпадения влаги – задача вполне выполнимая: это приведет к увеличению эффективности системы и продлит срок ее эксплуатации.