Трубы для котлов отопления на твердом топливе

Отопление – важная составляющая благоустроенного жилья. В многоквартирных домах оно осуществляется централизованно. В частном жилье владельцу приходится продумывать его самостоятельно. Часто для обогрева используются твердотопливные котлы, а в качестве топлива – уголь и дрова.

Для вывода продуктов горения из котла наружу необходимо продумать систему дымоотвода. От этого зависит эффективность отопления и безопасность всех жильцов. Дымоход для твердотопливного котла должен обеспечивать хорошую тягу.

Параметры работы силы тяги

Сила тяги – самый важный показатель дымоотвода, который обеспечивает качественное функционирование системы отопления. Он отражается в скорости движения газов горения, которые образуются при столкновении нескольких потоков воздуха (горячего и холодного).

На показатель тяги влияет несколько факторов: длина и сечение трубы, количество изгибов и колен. Чем меньше в конструкции поворотов и изгибов, тем выше скорость движения газов. Идеальной будет прямая труба, диаметр которой сужается к выходу.

При высокой тяге в дымоходе появляется гудение. Для регулировки ее используется заслонка, которая позволяет оптимизировать отопление. При низком показателе тяги все результаты горения проникают в жилое помещение, что очень опасно для здоровья человека.

При появлении первых подобных признаков необходимо полностью проверить конструкцию дымохода. По стандарту вся длина трубы не должна превышать 5 м, а высота ее должна быть выше кромки крыши на 1 м.

Критерии выбора труб для дымохода

Конструкция трубы должна иметь максимально прямую траекторию. Дым продвигается вверх по спирали, поэтому любые сгибы снижают его скорость. Тяга становится хуже.

Важным показателем является форма сечения дымохода. Самым эффективным являются круглые и овальные. Они позволяют газам горения беспрепятственно выходить наружу. Квадратные и прямоугольные формы накапливают сажу и копоть, что приводит к потере тяги.

К каждому котлу систему дымоотведения необходимо продумывать индивидуально. В расчет берутся не только все элементы отопления, но и само здание.

Важно учитывать материал, из которого изготавливается дымоход для твердотопливного котла. Он должен быть термостойким, ведь внутренняя температура в трубе может подниматься до 500° С.

Кирпичный дымоход

Кирпич выдерживает очень высокие температуры – до 900° C. Данный материал нагревается долго, поэтому не подходит для отопительных систем с невысоким показателем КПД.

Также в процессе горения на стенках образуется конденсат, который разрушает со временем кирпичную кладку.

Дымоход из нержавеющей стали

Нержавеющая сталь не подвержена влиянию влажности и резким скачкам температуры. Такие трубы выдерживают до 800° C. Они долговечны.

Монтаж стального дымохода для котла на твердом топливе достаточно прост. И стоит такая конструкция по сравнению с другими системами недорого.

Стеклянные дымоходы

Стекло отличается хорошими эксплуатационными качествами, не подвержено влиянию высоких температур и коррозии. Такой дымоход сложно монтируется, поэтому при выборе стеклянной конструкции надо быть готовым к большим затратам на материал и квалифицированную установку.

В России стеклянные трубы только начинают приобретать свою популярность, но в Азии и Европе уже давно широко используются.

Дымоход из керамики

Трубы из керамики на сегодняшний момент самые востребованные отопительные конструкции.

Они наиболее прочные и обладают хорошей огнеупорностью (выдерживают до 1200° C), не подвержены влиянию коррозии и влажности.

Дымоходы из керамики имеют высокий класс безопасности. При возгорании накопившейся сажи внутри конструкции материал не позволит огню выйти наружу.

Отопительные керамические системы просты в установке, поэтому даже без специальных навыков сборка не составит труда.

Правила и ход монтажных работ

Подключение твердотопливного котла к дымоходу не представляет сложности. При соблюдении всех правил и инструкций монтаж можно провести самостоятельно.

Главное условие – обеспечить пожаробезопасность отопительной системы. Трубопровод должен располагаться на безопасном расстоянии от легковоспламеняющихся материалов.

К каждой конструкции поставщик прилагает инструкцию, с которой необходимо ознакомиться. В ней прописаны параметры размещения дымоходов для котлов на твердом топливе.

Также важно учесть то, что придется проводить периодическую чистку труб, поэтому расположение конструкции должно быть удобным.

Сечение дымохода должно четко соответствовать заданным параметрам производителя выбранного котла.

Все стыки заделываются жаропрочным герметиком. От этого зависит безопасность отопительной конструкции.

Горизонтальные участки трубопровода не должны превышать расстояние 1 м. Параметры высоты не более 5 м.

При установке дымохода следует учесть отвод конденсата, возникающего в процессе эксплуатации.

Монтаж кирпичного дымохода

Дымоход из кирпича представляет собой тяжеловесную конструкцию. Она устанавливается на прочный фундамент.

Котел может иметь несколько дымоотводных каналов, которые сводятся к насадной трубе. На ней обычно устанавливают задвижку, регулирующую тягу. На трубу выкладывается кирпичами перевязка. Ее высота не доходит до потолка примерно на 5- рядов.

Далее кладется распушка. Она представляет собой внешнее расширение, внутри сохраняет прежние размеры трубы. Распушка служит для защиты перекрытий дома от возгорания. Данный слой должен проходить через перекрытие строения и возвышаться на две кладки над основанием пола следующего этажа или чердака.
Затем строится стояк. К стропильной системе необходимо снова расширить кладку на полкирпича.

Расширение строится на 8 кладок – это называется выдрой. Она выполняет ту же функцию, что и распушка, а также защищает кровлю и чердачное помещение от сырости. Сверху ее отделывают цементом в форме ската.

Далее выдра переходит в шейку трубы. Обычно ее выкладывают в 6-7 рядов. Завершают шейку оголовком в два-три ряда. Для защиты конструкции от осадков на него крепят колпак.

Внутрь кирпичной кладки вставляется металлическая труба. Она позволяет избежать преждевременного разрушения кирпича.

Установка конструкции из нержавеющей стали

Трубы из нержавеющей стали имеют большой срок службы. В случае неисправности легко заменить любой элемент конструкции.

Одним из самых распространенных способов установки таких дымоходов является сэндвич. Его используют чаще всего для внешнего монтажа. Труба имеет особую сборку. Внутрь ее вставляют термоизоляционный материал. Все швы обрабатывают герметиком, устойчивым к высоким температурам. Сверху устанавливается колпак.

Монтаж керамического дымохода

Керамические дымоходы имеют сложную конструкцию:

• внутренний слой – труба из керамики;
• средний слой – термоизоляция (минеральная вата);
• внешний слой – облицовка (из огнеупорного материала).

Дымоходы легко собираются. Обычно они выпускаются комплектом, части которого просто устанавливаются и легко подгоняются. Сверху ставится металлический колпак.

Автономным источником теплоэнергии, используемым в индивидуальных строениях, часто является отопительный котел, работающий на одном из видов горючего: угле, газе или электричестве. Важную роль в организации обогрева играют трубы для котлов отопления, с помощью которых производится обвязка – сборка всех элементов в единую систему.

От типа трубных изделий во многом зависит трудоемкость монтажа, стоимость обустройства и эффективность отопительного комплекса. Поэтому к вопросу выбора труб стоит отнестись внимательно, согласны?

Мы расскажем вам, какими характеристиками обладают трубопроводы из разных материалов, обозначим параметры отопительной системы, которые обязательно надо учесть при проектировании магистрали, а также приведем практичные советы по монтажу инженерных коммуникаций.

Какие варианты труб можно использовать

При проведении работ по монтажу отопительного котла могут применяться элементы, выполненные из металлов и полимеров. При выборе следует обращать внимание на такие характеристики, как теплоизоляционные свойства, легкость в установке и эксплуатации, долговечность, а также стоимость изделий.

Исходя из суммы этих критериев, для выполнения обвязки применяются следующие виды труб.

Качественные, но дорогие изделия из меди

Медная обвязка встречается относительно редко, поскольку такие трубы стоят достаточно дорого, а также требуют особого мастерства при укладке.

В то же время выполненные из этого металла конструкции имеют ряд существенных преимуществ, а именно:

• хорошую теплоотдачу;
• устойчивость к коррозии и агрессивным веществам;
• стойкость к замерзанию;
• высокую теплостойкость.

Медь быстро и хорошо прогревается при минимальном количестве тепловой энергии, поэтому детали, выполненные из этого материала, будут постоянно выделять тепло в процессе транспортировки теплоносителя.

Трубы из этого металла стойко выдерживают воздействие окружающей среды. Со временем они могут лишь покрыться тонким слоем окисла, что совершенно не влияет на эксплуатационные характеристики.

В отличие от труб, выполненных из стали или полимеров, пластичные медные конструкции не разрываются при замерзании находящегося в них теплоносителя.

К недостаткам медных труб для отопления, относятся невозможность их применения для создания закрытых конструкций в штробах, а также уже упомянутая дороговизна.

Бюджетные изделия из стали

Еще одним распространенным вариантом являются изделия, выполненные из стали.

К их преимуществам относятся:

1. Высокая прочность, позволяющая легко переносить механические нагрузки.
2. Низкий температурный коэффициент линейного расширения, благодаря чему длина деталей остается неизменной даже при высоком нагреве.
3. Высокая теплопроводность, позволяющая эффективно производить теплоотдачу.

К недостаткам, прежде всего, относится склонность к коррозии, разрушающей металл, из-за чего подобные элементы требуется покрасить или покрыть антикоррозионным составом.

При выборе лучше отдать предпочтение стальным трубам из нержавейки: они стоят дороже, однако демонстрируют большую устойчивость к воздействию окружающей среды и лучшие рабочие характеристики.

Прочные и легкие полипропиленовые трубопроводы

Подобные изделия, сделанные из современных видов пластиков, получили широкое распространение благодаря множеству положительный сторон.

1. Доступная стоимость: цены на подобные изделия значительно ниже, нежели на металлические аналоги.
2. Легкий вес. Такие элементы весят совсем немного, благодаря чему можно сэкономить силы и средства на их складирование, транспортировку и установку.
3. Простота монтажа. Пластиковые трубы легко собираются в готовые конструкции. С помощью специального паяльника даже неспециалист сможет быстро устроить обвязку.
4. Скорость циркуляции теплоносителя. В полипропиленовых трубах, даже если они имеют сложную форму, практически не образуются засоры. Это облегчает течение воды, скорость которой остается неизменной на протяжении всего срока эксплуатации (20-50 лет).
5. Хорошая устойчивость к высокому давлению. Это позволяет использовать пластиковые элементы даже при сложных условиях эксплуатации.

Основной недостаток PPR-труб – высокий показатель коэффициента теплового расширения, благодаря чему эти изделия при нагревании несколько увеличиваются в длину. Для противодействия этому явлению приходится принимать меры, устанавливая компенсаторы.

Кроме того, существуют специальные варианты труб, к которым относятся армированные алюминиевой фольгой изделия с маркировкой PN 25 – их можно использовать в системах с давлением до 2,5 мПа и температурой +95°С, а также усиленные элементы PN 20, допускающие эксплуатацию в условиях температуры +80°С и давления 2 мПа.

Одно- и двухтрубные отопительные системы

На выбор труб оказывает влияние также схема трубопровода (одно-, двухтрубная), по которой осуществляется движение теплоносителя.

Рассмотрим различия в монтаже обоих схемных решений.

Вариант #1 – система с использованием одной трубы

В этом случае от котла отходит «подача» – основная магистраль, обладающая большим диаметром. Она одновременно служит как для переноса горячего теплоносителя, так и для сбора уже остывшей жидкости.

К центральной артерии последовательным образом подключаются радиаторы отопления. Для этого применяются две тонких трубы, одна из них осуществляет приемку теплоносителя, а вторая – его отдачу.

В однотрубной системе отопления жидкость поочередно проходит через все радиаторы, передавая за время своего пути часть теплоэнергии.

Две разновидности однотрубных схем

По конструкционным особенностям можно выделить два варианта системы: проточную и с байпасами. Проточная конструкция не предусматривает стояков, ограничиваясь непосредственным соединением радиаторов верхнего этажа с их аналогами, расположенными внизу.

При использовании этой схемы нужно не забывать о запрете на применение регулировочных кранов, поскольку они могут воспрепятствовать доступу теплоносителя, направляющегося к приборам.

Подобная система легка в реализации, однако она имеет ряд недостатков. Теплоноситель в контуре достаточно быстро остывает, кроме того, невозможно осуществить ремонт либо регулировку системы без ее полного отключения.

Отопительная система с байпасами также подразумевает соединение радиаторов стояками, которые отвечают за снабжение сетей теплоносителем. В то же время батареи отделяются от контура замыкающими звеньями.

Распределение теплоносителя по всем подключенным устройствам производится порционно практически в одно и то же время, благодаря чему нагретая жидкость остывает значительно меньше, чем в проточных схемах.

При отопительном контуре с байпасами есть возможность регулировки температуры и ремонта вышедшего устройства без отключения системы.

Выбор элементов для однотрубной системы

Наиболее популярным вариантом для выполнения однотрубных отопительных схем являются изделия из стали, которые обладают умеренными ценами и хорошими технологическими характеристиками. Они особо распространены в многоквартирных домах старой застройки.

При монтаже труб требуется соблюдать уклон, величина которого должна превышать 5 миллиметров на 1 погонный метр. Подобная укладка обеспечивает свободный перенос теплоносителя, который будет продолжаться даже в случае внезапного или запланированного отключения циркуляционного насоса.

Для проводки прямой и обратной магистрали однотрубной системы используются элементы большого диаметра ( Вариант #2 – эффективная двухтрубная схема

Этот вариант отопительной схемы предусматривает две магистрали: по одной из них – «подаче» – транспортируется теплоноситель, который нагревается в котле, а по второй – «обратке» – собирается охлажденная жидкость, которая отводится в нагревательный агрегат.

Эта модификация отопительной системы предусматривает параллельное подключение батарей. Поскольку интенсивность циркуляции жидкости зависит от разницы в температуре между подводками в подаче и обратке, самая холодная батарея будет быстрее прогреваться, а, следовательно, температура во всех подключенных приборах будет выравниваться.

К преимуществам двухтрубных систем относится:

• высокая скорость циркуляции теплоносителя;
• возможность создания скрытых систем с трубопроводами, спрятанными в стенах или в полах;
• эффективность обогрева воздуха;
• гидродинамическая устойчивость системы;
• возможность легкого подключения устройства, применяемого для регулировки подачи горячей воды.

Двухтрубные системы могут быть разных видов:

• с нижней либо верхней разводкой;
• с попутным или тупиковым переносом теплоносителя;
• естественной и принудительной циркуляцией (в последнем случае применяется циркуляционный насос).

Двухтрубная система стоит ощутимо дороже, нежели однотрубная, а также более сложна в прокладке, нежели последняя. В то же время этот вариант гарантирует более комфортные условия эксплуатации.

Среди недостатков подобной системы такие факторы, как:

• двойное количество труб, требуемых для прокладки конструкции, что значительно повышает ее стоимость и увеличивает время, необходимое для монтажа;
• необходимость использования различных видов регулирующей и запорной арматуры.

Несмотря на высказанные выше замечания, именно двухтрубная система считается предпочтительным решением, особенно, если речь идет о сети, связанной с автономными котлами.

Она работает с большей эффективностью и позволяет быстро достичь комфортного микроклимата. Привлекает внимание и совместимость подобных конструкций со всеми типами котлов и различными видами отопительных батарей.

Элементы конструкции для двухтрубных систем

При выборе деталей для сооружения двухтрубных конструкций лучше отдать предпочтение полипропиленовым элементам, хотя можно использовать и другие варианты (медь, металлопластик), способные выдержать высокую температуру и давление.

Под подающую и собирающую магистрали, которые подсоединяются к котлам, оптимально подходят трубы диаметром 50 мм. Из аналогичных деталей также выполняются стояки, к которым крепятся радиаторы.

Подключение к подаче и обратке батарей производится трубами различного диаметра, на выбор которого оказывает влияние количество секций:

• для подсоединение 25-35-секционных радиаторов необходимы трубы диаметром 1,5 дюйма;
• 10-25-секционных – 1 дюйм;
• меньше 10 секций – три четверти дюйма.

Для предотвращения теплопотерь все трубы и соединения должны быть теплоизолированы.

Советы по монтажным работам

При выполнении обвязки котлов отопления следует применять некоторые правила. Например, рекомендуется использовать полипропиленовые трубы, в маркировке которых указан класс эксплуатации 5, рабочее давление 4-6 атмосфер, номинальное давление (PN) – 25 атмосфер или выше.

Для предотвращения изменения размеров PPR-трубопроводов при проектировании следует продумать установку компенсационных петель.

При обвязке котла полипропиленовые фитинги могут соединяться с трубами в единую отопительную систему путем завинчивания резьбы либо методом холодной/горячей сварки. Резьбовой способ значительно удобней, однако он обойдется много дороже из-за необходимости использования большого числа переходников.

Без резьбовых фитингов невозможно обойтись, если возникнет потребность подсоединить полипропиленовые трубы к металлическим деталям либо оформить крепеж между элементами разных диаметров.

Для удобной прокладки линейных систем и выполнения узловых соединений предназначен большой ассортимент фитингов: тройники, муфты, переходники и другие.

Под холодной сваркой подразумевается применение специального клеевого состава, которым закрепляются детали системы. В последнее время этот способ практически вышел из употребления, поскольку его результат недостаточно надежен.

Резьбовое соединение позволяет вторично использовать элементы конструкций: в случае возникновении проблем, их можно разобрать, а затем завинтить элементы вновь. Сварка позволяет смонтировать более надежные системы, однако они являются одноразовыми: при малейшей неисправности конструкции ее необходимо будет заменить.

Для горячей сварки используется специальный аппарат, предназначенный для припаивания пластиковых элементов. В этом случае обе части конструкции одновременно разогреваются на насадке до температуры плавления в 260°С, после чего прижимаются друг другу, образуя надежное соединение.

При подсоединении армированных труб с фольгой металлический слой нужно зачистить, чтобы он не помешал при крепеже, тогда как при элементах со стекловолокном этой операции можно спокойно избежать.

Пластик плохо сочетается с антифризом, поэтому в системах, выполненных из полимерных элементов, в качестве теплоносителя годится только нагретая вода.

При выполнении отопительных систем все резьбовые соединения следует герметизировать при помощи паронита или иного высокотемпературного герметика, поскольку циркулирующий в них теплоноситель имеет высокую температуру.

Выводы и полезное видео по теме

На приведенном ниже ролике вы услышите аргументированное мнение специалиста об использовании различных видов труб для монтажа отопительной системы.

Для выполнения обвязки котла можно применять различные виды труб, для оптимального выбора которых следует учесть целый комплекс факторов: особенности котла и системы отопления, материальные возможности, личные предпочтения.

При наличии некоторой квалификации монтаж пластиковых элементов можно проводить самостоятельно, четко соблюдая схему, но для установки металлических труб лучше обратиться за помощью к специалистам.

Подыскиваете качественные трубы для обвязки котла? Или есть опыт монтажа и применения определенного трубопроката? Пожалуйста, оставляйте комментарии к статье, задавайте вопросы и участвуйте в обсуждениях. Форма для связи расположена ниже.

Размеры дымохода сильно влияют на эффективность и безопасность работы твердотопливного котла. От них зависит величина тяги. Если она будет слишком сильной, в атмосферу кроме угарных газов будет выходить и тепло. КПД устройства упадет. В обратном случае может произойти опрокидывание тяги, то есть угарные газы начнут выходить через поддувало. Это опасно для здоровья жителей дома.

Каким может быть дымоход

Трубу для отвода дыма можно сделать из различных материалов:

Каждый из этих материалов имеет разную теплопроводность. Дымовые газы в дымоходе охлаждаются по-разному, что влияет на тягу. Это будет учитываться при расчете высоты и диаметра дымохода.

Минимальная высота дымохода

Этот показатель зависит от конструктивных особенностей дома и высоты прилегающих домов или деревьев. Возможны 3 варианта:

1. Если дымоход расположен не дальше чем 1,5 м от конька крыши, то его высота должна быть больше на 50 см от всей высоты дома. При расстоянии 10 м от низа дома до его верха высота используемой дымоходной трубы Нт = 10+0,5 = 10,5 м.
2. Если дымоотвод находится на расстоянии 1,5-3 м от конька крыши, то его высота может быть равна высоте дома.
3. Если расстояние от конька больше 3 м, то нужно использовать формулу Нт = П – D*0,1763:

• где П – высота дома;
• D является ближайшим расстоянием от дымохода до линии, которая опускается с конька крыши вниз дома (должна быть перпендикулярной горизонту);
• 0,1763 – числовое выражение tg(10°).

По этой формуле Hт = 10 – 3*0,1763 = 9,47 м.

Эти три варианта возможны, если рядом нет ниодного высокого дома или дерева. В обратном случае дымоход с высотой 10,5 м может попасть в зону ветрового подпора. Это значит, что тяга будет плохой. В таком случае нужно наращивать дымоотвод. Чтобы определить величину наращивания, нужно найти самую высокую точку прилегающего дома и провести от нее условную линию так, чтобы она образовала с землей угол 45°. Верх дымохода должен быть над этой линией, поскольку все пространство под ней является зоной ветрового подпора.

Определение тяги

Для этого используют формулу:

hc = H*(ρв – ρг):

• где Н является высотой дымовой трубы, начиная от дымового отверстия в твердотопливном котле;
• ρв – плотность воздуха;
• ρг – плотность угарных газов.

Формула расчета ρв:

ρв = ρну*273/(273+t):

• где ρну является плотностью воздуха при стандартных условиях (равняется 1,2932 кг/м³);
• t является температурой наружной среды (лучше брать температуру +20 °С, поскольку является наихудшим условием работы).

Для определения ρг нужно воспользоваться специальными табличками «Значения плотности воздуха, которые приведены к рабочим условиям». Для этого нужно найти среднюю температуру угарных газов в дымовой трубе.

Этот показатель рассчитывается так:

θср = (θ1+θ2)/2, где:

• θ1 температура угарных газов на входе в трубу (этот показатель берется из технической документации);
• θ2 является температурой дыма на выходе дымохода.

Вторую величину определяют так:

где B является коэффициентом, который зависит от материала дымохода. Имеет значение:

• 0,85 для неизолированной металлической трубы;
• 0,34 для изолированной металлической трубы;
• 0,17 для кирпичного дымоотвода с толщиной 0,5 кирпича.

Q является мощностью твердотопливного котла.

Пример определения тяги для металлической изолированной трубы длиной 10 м. Из твердотопливного котла выходят угарные газы температурой 250 °С. Мощность устройства на твердом топливе 40 кВт.

θср = (250+233)/2 = 241,5 °С.

При θср = 241,5 °С ρг = 0,6881 кг/м³.

ρв = 1,2932*273/(273+20) = 1,2049.

hc = 10*(1,2049-0,6881) = 5,168 мм. в. ст. В переводе на Па эта цифра составляет 50,66 Па.

Для твердотопливного прибора мощностью 40 кВт и диаметром дымохода 320 мм такая тяга является слишком большой. Поэтому нужно уменьшить длину дымовой трубы на 2-3 м. Диаметр 320 мм был взят из табличек некоторых производителей. Его размер является ориентировочной цифрой.

Расчет диаметра

Его проводят с помощью такой формулы:

S = m/(ρг*w), где

• m является массовым расходом продуктов сгорания за час;
• w – скорость движения угарных газов.

Пусть в твердотопливном устройстве за час сгорает 20 кг топлива (за секунду сгорает 20/3600 = 0,00556 кг), а угарные газы движутся со скоростью 2 м/с, тогда:

S = 0,00556/(0,6881*2) = 0,00404 м² = 40,4 см².

Диаметр круглой трубы будет составлять

Есть другая формула, которая дает возможность рассчитать размер диаметра дымохода:

где r является коэффициентом, который зависит от вида топлива. Его значения являются такими: