Тяга в камине

Тяга или основной направленный поток, в нашем понимании, — термодинамическое и аэродинамическое движение дымовых газов и воздуха в каминной конструкции, образуемое из-за разности давлений во взаимосвязанной системе помещение-камин-атмосфера, а так же различий плотностей, температур и состава газа внутри камеры сгорания и системы дымоотвода.

Тяга зависит от: конструкции камина или печи и размеров дымохода, режимов горения и количества приточного воздуха для горения, разности температуры и давления в помещении и над дымоходом, температуры дымовых газов и температуры дымохода, атмосферных явлений и турбулентности воздуха над дымоходом ,зоны ветрового подпора.

Интенсивность и скорость потока в камине определяют две ключевые составные: сила тяги в дымоходе (естественное или принудительное разрежение) и тепловой напор дымовых газов. Сильная тяга (гудит) обеспечивает интенсивное сгорание дров, но тепловая эффективность камина уменьшается, а потребление воздуха для горения увеличивается, вызывая даже сквозняки в помещении.Система движения воздушных и дымовых потоков в каминной конструкции взаимосвязанна и изменение нескольких параметров приводит к изменению силы и направления основного потока (тяги) в "дымоход" или "в дом". Поэтому возможно временное ослабление тяги или изменеие направления основного потока на противоположное, как при естественной вентиляции в доме без розжига огня, так и в режиме горения (опрокидывание тяги или обратная тяга). Естественно, как и всё в Природе, поток устремляется в сторону наименьшего сопротивления.

Силу тяги в камине можно определить визуально: ярко белый цвет пламени и гудение в дымоходе — избыточная тяга,золотисто-жёлтый цвет пламени — оптимальная тяга, пламя красное с тёмными полосами из-за недостатка воздуха — тяга слабая,дым начинает клубиться под сводом топки или стекло закрытой топки камина начинает темнеть — недостаточная тяга,дым в помещение и задымление — обратная тяга, проверить направление воздушного потока перед розжигом камина можно по отклонению пламени зажженной спички или зажигалки.

Визуальное определение тяги по цвету пламени является достаточно "условным" методом, так как окрас пламени зависит еще от многих факторов.

Измерение тяги

Измерять тягу в стране советской рекомендовали приборами анемометрами. Измеряем тягу в м/с (скорость потока), а получаем инструкцию в Па (единица измерения давления). Современные приборы измеряют тягу дымохода в Па, но из-за большой стоимости, популярность так и не приобрели. А на практике всё банально: "мастера" измеряют силу тяги в дымоходе по отклонению листа бумаги (неплохие показатели у туалетной) или направление тяги по отклонению дыма от зажженной сигареты. И как всегда, решаем сами, что измерять: скорость потока в м/с или разрежение по разности давлений.

§ Правила производства трубо-печных работ, 2006 г. Раздел 6.8. Требования к эксплуатации дымовых труб (каналов).

6.8.8. Наличие тяги в печах, теплогенераторах и каминах на твердом топливе проверяется зажженной спичкой, которая подносится к открытой топочной дверке (смотровому отверстию). Отклонение пламени спички от вертикали в сторону топливника свидетельствует о наличии тяги.

Значение тяги может быть установлено путем измерения разрежения электронным микроманометром или скорости движения воздуха в проеме топки электронным термоанемометром. Полученное значение разрежения в дымовых трубах (каналах) теплогенераторов и каминов заводского изготовления должно быть не менее значений, приведенных в инструкциях по эксплуатации или паспортах.

Слабая или обратная тяга

Когда тяга слишком слабая, горение происходит с большим количеством дыма в топке, а стеклянная поверхность дверцы быстро темнеет, при открытии топочной дверцы дым выходит в помещение. Возможные причины слабой или обратной тяги: слишком низкий дымоход, недостаток сечения канала, наличие наклонных участков и неровностей стенок дымохода, дымоход установлен ниже конька крыши (ослабление тяги только при определённом направлении ветра), отсутствие приточного воздуха в герметичных помещениях, сквозняки и интенсивные воздушные потоки в помещении,отложения сажи, засорение дымохода, негерметичность дымового канала, холодный воздух в дымоходе перед розжигом камина, атмосферные явления.

Дымоход

Сила тяги зависит от конструкции дымохода, высоты трубы и расположения над крышей, соответствия высоты дымохода к поперечному сечению и мощности топки, формы и размеров поперечного сечения дымохода, чистоты внутренней поверхности трубы и материала:

Высота. Высота дымохода должна быть оптимальной для создания необходимого разряжения и хорошей тяги. Высота дымохода менее 4,5м приводит к уменьшению тяги. Увеличение высоты трубы увеличиваем тягу, но получаем обратный эффект — дрова будут не гореть, а сгорать под гул дымохода, и сильно увеличится потребление воздуха для горения, вызывая сквозняки. Высота дымового канала должна быть не ниже вентиляционного. 

Конструкция. Горизонтальные и наклонные участки дымохода (с углом менее 45*) уменьшают тягу и способствуют накоплению сажи. При расположении дымового канала у наружной стены дома, дымоход будет прогреваться медленнее, а продукты сгорания охлаждаться сильнее, образуя конденсат и уменьшая тягу. В зимнее время, конденсат может замерзать.

Внутренняя поверхность. Чем более гладкая внутренняя поверхность дымохода, тем лучше тяга. Сажа и отложения, выступающие кирпичи и уступы в дымоходе уменьшают тягу.

Форма сечения. Дымоход с круглым внутренним сечением работает лучше дымовой трубы с квадратным сечением. Хуже всего тяга в дымоходе с прямоугольным сечением (имеет наибольшее аэродинамическое сопротивление на пути движения газового потока через дымоход).

Площадь сечения. Слишком малое поперечное сечение дымохода не обеспечивает отвода всего объёма продуктов сгорания и приводит к ослаблению тяги. Увеличение внутреннего поперечного сечения трубы способствует повышению силы тяги, но приводит к понижению эффективности камина. Площадь сечения канала не должна меняться по всей его длине.

Возвышение над крышей. Зависит от расположения дымохода относительно конька крыши, возвышения над крышей и от близкого расположения высоких зданий и деревьев. Связано с турбулентностью потоков воздуха над крышей. При расположении дымохода вблизи высоких объектов или ниже конька крыши, тяга будет зависеть от направления и скорости ветра (ветровые завихрения над крышей будут уменьшать тягу или вызывать обратную тягу).

Материал. Изменение теплового режима, во время работы камина, в дымоходе может вызвать обратное движение основного потока. Пока дымоход тёплый, в нем есть тяга, а при остывании холодный воздух начинает опускаться вниз. Металлический дымоход хорошо работает в нагретом состоянии, но быстро остывает. Кирпичный дымоход или дымоход из огнеупорной керамики прогревается и медленно отдаёт тепло, поддерживая тягу.

Конструкция камина

Для каждой модели топки или конструкции камина существуют четкие нормы установки, подключения к дымоходу, соответствия техническим характеристикам. От соблюдения этих параметров будет зависеть тяга и эффективность работы камина во взаимосвязанной системе помещение-камин-дымоход-атмосфера-помещение, как в процессе горения, так и в режиме естественной вентиляции.

Чем выше температура дымовых газов, тем больше тяга и соответственно больше потребление воздуха для горения. Хорошая тяга будет, если помещение имеет наибольший объём или при наибольшем объеме поступления воздуха снаружи.

При отсутствии подачи воздуха или большом недостатке поступающего воздуха, работающий камин высасывает воздух из помещения, создавая критическое разрежение. Происходит прорыв воздуха в помещение через дымоход и камин начинает дымить. При резком открытии дверцы топки, возникает кратковременный выброс дымовых газов в каминный зал. В конструкции открытого камина целесообразно использовать устройство ("зуб"), исключающее прорыв дымовых газов и воздуха из трубы в помещение.

Естественная вентиляция и подача воздуха

Вентиляционный канал обеспечивает непрерывное движение воздуха. Постоянно выходящий через вентканалы воздух и сжигаемый в топке кислород, должны возмещатся в помещении так же — в непрерывном режиме.

Естественную вентиляцию воздуха изменяет работающий кондиционер. Герметичные окна добавляют в создание разрежения свою лепту, лишая помещение притока воздуха. Иногда достаточно приоткрыть окно, чтобы уменьшить разрежение в комнате. Компенсировать объём воздуха может дополнительная установка приточной вентиляции периодического действия

Подачу воздуха для камина можно осуществить снаружи дома или из другого помещения. При подаче воздуха в нижнюю зону — возникает дискомфорт от стелющегося по полу холодного воздуха. Мастера-печники иногда устраивают приток вверху, чтобы опускающийся холодный воздух успевал смешиваться с теплым воздухом помещения. Лучше подавать воздух максимально близко к камину.

Тяга и атмосферные явления

Погодные условия, ухудшающие тягу в каминной конструкции: Пониженное атмосферное давление, высокая влажность, дождь, сильный ветер, ветер с сильными порывами.

Ветер определенного направления — вызывает воздушные завихрения над крышей. В этом случае, тяга будет зависеть от расположения близлежащих высоких построек и деревьев, высоты дымохода и его положения относительно уровня конька крыши.

Плохая растопка во время зимних холодов, из-за низкой температуры стенок дымохода, или недостатка притока внешнего воздуха в помещение.

Плохая растопка камина в переходный сезон, в сырую безветренную погоду и после длительного перерыва в дымоходе накапливается влажный и холодный воздух.

Погодные условия, улучшающие тягу в камине: При хорошей ясной погоде или в морозный день дополнительная тяга создаётся за счёт вертикальных восходящих потоков снаружи здания.

Чем прохладнее снаружи и теплее в помещении, тем сильнее тяга в дымовой трубе (при правильно организованной вентиляции).

Механическая регулировка тяги

Сильная тяга повышает интенсивность горения, но понижает тепловую эффективность камина и может привести к перегреву топки. Регулировать тягу в камине можно: задвижкой в дымоходе (шибером) и рычагом изменеия подачи воздуха для горения в закрытой топке.

Дымоходная заслонка-шибер частично исключает зимой отток тёплово воздуха из помещения (камин на работает, режим естественной вентиляции),исключит засасывание холодного воздуха зимой после окончания топки камина. Даже при положении шибера "закрыто" движение воздуха в конструкции камина продолжается. Сделано специально, для исключения попадания угарного газа в помещение. Не закрывайте задвижку, пока дрова не прогорят полностью.

Усилить тягу в дымоходе может специальный термоустойчивый вентилятор (дефлектор, турбовент, дымосос). Для камина дымосос — это костыли, попытка исправить неэффективную конструкцию. Механический ветровой турбовент или электрический дымосос устанавливаются на устье дымохода, одновременно защищая от атмосферных осадков. Но согласно пункту 3.75* СНиП 2.04.05-91 "Устройство зонтов, дефлекторов и других насадок на дымовых трубах не допускается". Без комментариев.

Движение основного направленного потока (тяги) в камине зависит от множества факторов, включая конструкции камер сгорания и системы дымоотвода, условий естественной вентиляции и подачи воздуха для горения. Поэтому направление и сила тяги будут индивидуальны для каждого камина или печи. В наибольшей степени, тяга зависит от дымохода и конструктивных особенностей очага, условий вентиляции помещения и погодных условий.

Правильно построенная конструкция и верно подобранный дымоход, условия подачи воздуха для горения, создают оптимальную тягу и обеспечивают эффективную работу камина без задымления.

Источник