KOMIN, urządzenie do odprowadzania gazów powstających podczas spalania w piecach lub gazów trujących z zakładów chemicznych, metalurgicznych i innych do stosunkowo wysokich warstw atmosfery, a także do wzbudzania ciągu, powodującego dopływ powietrza niezbędnego do spalania paliwa. Powstawanie przeciągu tłumaczy się różnicą między ciężarem właściwym gorących gazów wewnątrz rury a ciężarem właściwym powietrza na zewnątrz. Przez konstrukcje kominowe dzieli się na cegłę, żelazo i żelbet.

kominy murowane dostępne w przekrojach okrągłych, kwadratowych, sześciokątnych i ośmiokątnych. Obecnie kominy murowane wykonywane są wyłącznie o przekroju kołowym, ponieważ przy takiej formie wpływ parcia wiatru, wielkość powierzchni oddającej ciepło oraz objętość muru są najmniejsze. Do kominów murowanych stosuje się specjalny pustak formowany (rys. 1), który ma kształt części segmentu z kilkoma pionowymi otworami przelotowymi.

Zakrzywione cegły są wykonane z czystej gliny. W kominie (ryc. 2) wyróżnia się następujące główne części: 1) fundament, który jest podzielony na betonową podstawę i mur z gruzu; 2) cokół podzielony na: cokół, trzon cokołu i gzyms; 3) pień fajki, podzielony na: dolny wystający pas, sam pień i głowicę.

Fundament kominowy zwykle rozszerza się w dół w półkach, a szerokość półki nie powinna przekraczać 2/3 jej wysokości. Jeśli, w zależności od stanu gleby, szerokość półki powinna być więcej niż 2/3 jego wysokości, zaleca się wykonanie takich fundamentów ze zbrojonego betonu. Betonowa podstawa kominów ma wysokość co najmniej 600 mm. Gruzowy kamień węgielny i grunt muszą być dobrze izolowane od działania gorących gazów, które mogą osłabić wytrzymałość muru z gruzu. Izolację uzyskuje się za pomocą muru o grubości około 2,5 cegły. Cokół i pień są również d. b. odizolowane od szkodliwego działania gorących gazów; W tym celu przy temperaturze gazu >250°C stosuje się wolno stojącą okładzinę z cegieł ogniotrwałych na zaprawie szamotowej. Szyb rurowy jest wzniesiony za pomocą ogniw (bębnów), których wysokość, jeśli to możliwe, jest taka sama w granicach 3-10 m. - 0,002-0,02.

Aby chronić komin przed uszkodzeniem przez piorun, instaluje się na nim piorunochron, składający się z odbiornika, przewodu zewnętrznego i uziemionego gniazdka w postaci cienkiej blachy miedzianej ocynowanej. Zewnętrzny drut piorunochronu jest zamocowany w specjalnych żelaznych uchwytach, które podczas budowy komina są osadzone w murze w odległości około 2 m od siebie. Komin jest wzniesiony bez rusztowania; Rusztowanie stosuje się zwykle tylko na początku, kiedy układana jest dolna część komina, a następnie cały materiał budowlany jest dostarczany za pomocą prostych mechanizmów podnoszących (ryc. 3 i 4). Przy stawianiu komina należy zwrócić uwagę, aby osie poszczególnych odcinków komina pokrywały się dokładnie z osią komina; ten ostatni jest sprawdzany za pomocą wagi.

Spośród uszkodzeń komina najważniejsze jest odchylenie komina od pierwotnego położenia pionowego. Tę ostatnią okoliczność najczęściej tłumaczy się nierównomiernym osiadaniem fundamentu. Prostowanie rury odbywa się w następujący sposób: w dolnej części komina, od strony przeciwnej do pochylenia rury, przebija się szereg otworów przez całą grubość ściany na ponad połowie obwodu rury, które są wypełnione cieńszą warstwą muru, po czym ostrożnie usuwa się pozostałe pośrednie części muru, a komin, osiadając pod własnym ciężarem, stopniowo prostuje się, zbliżając się do pozycji pionowej. Korekta powstałych pęknięć, uszkodzeń okładziny lub szwów odbywa się podczas eksploatacji rury, a pracownicy wspinają się na miejsce pracy na żelaznych wspornikach znajdujących się po jej zewnętrznej stronie.

Na projekt komina, najpierw określ jego główne wymiary, tj. średnicę górnej sekcji i wysokość, a następnie wykonaj obliczenia statyczne. Wartość średnicy rury zależy od dopuszczalnej prędkości wylotu gazu, która w celu uniknięcia zakłóceń w pracy rury nie powinna być mniejsza niż 2 m/s. Przy niższych prędkościach gazu mogą wystąpić przepływy wsteczne i podmuchy wiatru. Uważa się, że maksymalna prędkość wyjściowa gazów wynosi 8 m/s; przekroczenie tej prędkości pociąga za sobą znaczne straty tarcia i utrzymanie prędkości gazów w rurze. Zatem przy określaniu powierzchni górnego odcinka komina pożądane jest ustawienie prędkości 3-4 m/s, tak aby przy wszelkich możliwych wahaniach obciążenia projektowanej instalacji gaz prędkość na wyjściu z rury pozostaje w granicach 2-8 m / s. Aby określić powierzchnię górnej części i wysokość komina, wstępnie oblicza się następujące wielkości: a) Całkowita objętość gazów spalinowych V jest określona przez skład gazów spalinowych i zużycie paliwa, które się spala na godzinę (patrz Spaliny i spaliny). Aby określić objętość suchych gazów na 1 kg paliwa przy 0 ° i 760 mm Hg. Art., z wystarczającą dokładnością, możesz użyć przybliżonej formuły Dash:

gdzie Q jest roboczą mocą cieplną paliwa w Cal/kg; a - współczynnik nadmiaru powietrza, którego wartość zależy od wielkości wyłożenia kotła i ekonomizera, jego gęstości, długości czopucha, stopnia rozrzedzenia w kanałach gazowych i wielu innych przyczyn; w ogólnym przypadku możemy przyjąć a = 1,6-2,0. Objętość pary wodnej przy 0 ° i 760 mm Hg. Sztuka. jest określony wzorem:

gdzie H to zawartość wodoru w paliwie roboczym w % wagowych; W oznacza zawartość wilgoci w paliwie roboczym w % wagowych; W f. - ilość pary (w kg) wprowadzonej do paleniska w celu spalenia 1 kg paliwa, w obecności nadmuchu pary lub dyszy parowej. Zatem przybliżona całkowita objętość produktów spalania przy 0 ° i 760 mm Hg. Art., wynikający ze spalenia 1 kg paliwa, określa się według następującego wzoru:

b) Średnią pojemność cieplną 1 m3 suchych gazów w Cal określa się z równania:

c) Średnią pojemność cieplną 1 kg pary wodnej w Cal wyznacza się z równania:

ponadto masę pary wodnej powstającej podczas spalania 1 kg paliwa określa wzór:

w równaniach (4) i (5) t' jest temperaturą gazów na wejściu do komina.

Obliczenia powierzchni górnej części komina w świetle dokonuje się według wzoru:

gdzie w jest prędkością gazów w m/s na wylocie (najlepiej 3-4 m/s), a V SC. - druga objętość gazów, określona wzorem:

gdzie B to godzinowe zużycie paliwa w kg, V to całkowita objętość gazów określona ze wzoru (3), Rb. - ciśnienie barometryczne w mm Hg. Art., t ”- temperatura gazów na wylocie rury, którą określa wzór:

gdzie (G n.c. c n.c.) to ciepło wydzielane przez gazy po schłodzeniu o 1 ° i odniesione do 1 kg spalonego paliwa, określone z równania:

B - godzinowe zużycie paliwa w kg, d cp. jest średnią średnicą komina w świetle, wm; H to wysokość komina w m; ts. - temperatura powietrza; χ - współczynnik przenikania ciepła komina (w Cal / m 2 h ° C), przyjęty z wystarczającą dokładnością równą: 1 - dla rury murowanej, 2 - dla rury betonowej (grubość 100 mm) i 4 - dla rury bez wykładziny żelazna rura. Aby określić wysokość komina, mierzoną od poziomu rusztu, stosuje się wzór:

gdzie S "to teoretyczny ciąg w mm słupa wody opracowany przez rurę, γ in. to ciężar właściwy powietrza przy 0 ° i 760 mm Hg, γ g. to ciężar właściwy gazów w tych samych warunkach, t cp , - średnia temperatura gazu Skoro y v. ≈y g. ≈1,293, to wzór (9) przyjmie postać:

W celu poznania rzeczywistego ciągu projektowanej rury konieczne jest, oprócz uwzględnienia strat z chłodzenia gazu, wyznaczenie również strat ciągu spowodowanych tarciem i powstawaniem prędkości gazu w rurociągu, a mianowicie:

gdzie γ por. - ciężar właściwy gazów (obliczony ze stanu gazów w średnim przekroju rury); wcp. - średnia prędkość gazów w tym samym odcinku; g \u003d 9,81 m / s 2; ψ - współczynnik, który można przyjąć średnio jako 0,0007, przy średnicy mniejszej niż 0,5 m, oraz 0,0006 - dla rur o większej średnicy. To. rzeczywisty nacisk u podstawy rury

Rzeczywisty ciąg projektowanego komina (wzór 13) nie powinien być. mniej niż wszystkie rezystancje instalacji. Przy obliczaniu powierzchni górnej części komina i jego wysokości stosuje się czasem prostsze, raczej liczne wzory empiryczne. Wszystkie te formuły są opracowywane na podstawie danych eksperymentalnych i zawierają szereg współczynników liczbowych, od których prawidłowego zastosowania zależy dokładność określenia wymiarów komina; jednak nie zaleca się stosowania wzorów empirycznych do obliczania komina.

Po określeniu powierzchni górnej części komina przystępują do obliczeń statycznych, badając stabilność rury i naprężenia krawędziowe od działania wiatru i ciężaru muru. Aby określić podstawowe wartości, należy wziąć pod uwagę część komina (rys. 5), która leży nad sekcją materiału wybuchowego 1 i ma taką samą grubość ścianki δ.

W środku ciężkości tego elementu S działa siła parcia wiatru P i siła Q, wywołane ciężarem muru leżącego nad rozpatrywanym odcinkiem. Wypadkowa siła R jest przesuwana wzdłuż swojego kierunku, aż do przecięcia się z płaszczyzną przekroju BB 1 w punkcie A, gdzie ponownie rozkłada się na składowe P" i Q". Siłę P” zwykle pomija się jako siłę powodującą nieznaczną siłę ścinającą, a wzdłuż osi rury przykłada się dwie wzajemnie równoważące się siły Q, z których jedna skierowana w dół powoduje naprężenie ściskające, a druga daje parę sił ramieniem c ze składową Q”. Naprężenie ściskające od siły Q wyraża się równaniem:

1800 - waga w kg 1 m 3 muru. Obezwładniający stres:

gdzie M=Q c = P e, a W jest modułem pola przekroju

powierzchnia, na którą działa wiatr, wm 2

ciśnienie wiatru

gdzie k to ciśnienie wiatru, przyjęte jako równe 150 kg / m2, a 0,67 to współczynnik przyjęty przy określaniu siły parcia wiatru dla rur okrągłych. Moduł W dla przekroju pierścieniowego:

Zatem,

podwójny znak oznacza tutaj, że maksymalne naprężenia to ściskające (+) po stronie zawietrznej i rozciągające (-) po nawietrznej stronie komina. Pożądane złożone naprężenie krawędziowe (w kg / m2):

Z równania (16) wynika, że ​​w różnych miejscach poziomego odcinka rury, w zależności od tego, czy wartość bezwzględna σ 1 jest większa, mniejsza lub równa σ 2, powstają naprężenia ściskające, rozciągające lub naprężenia będą równe do zera. Prosta przechodząca przez punkty zerowych naprężeń nazywana jest osią neutralną N; oś ta jest sprzężona z punktem A przyłożenia siły mimośrodowej Q. Krzywa opisana przez punkt A, gdy oś neutralna zajmuje wszystkie pozycje styczne do danego przekroju, tworzy rdzeń przekroju. W przypadku rur okrągłych rdzeniem przekroju jest okrąg, którego promień wynosi

Rdzeniem przekroju jest obszar, wewnątrz którego powinien leżeć punkt przyłożenia siły mimośrodowej Q, jeśli w rozważanym przekroju powinny znajdować się naprężenia. tylko jeden znak. Gdy tylko punkt A wyjdzie poza rdzeń przekroju, oś neutralna przejdzie przez rozpatrywany przekrój, dzieląc go na dwie przeciwstawnie napięte części. Aby określić naprężenia występujące w przekroju dowolnego przekroju komina, podano następujące wzory, za pomocą których wykonuje się uproszczone obliczenia okrągłego komina. Przyjmując k = 150 kg/m 2 i korzystając ze wzoru (16), naprężenia krawędziowe u podstawy górnej części komina można wyrazić następująco:

dla drugiego linku

dla n-tego linku

gdzie D 1, D 2, D 3, ... - średnice zewnętrzne u podstawy ogniw kominowych w metrach, d 1 d 2, d 3, ... - średnice wewnętrzne u podstawy ogniw, d "1 , d" 2, d "3 ... - średnice wewnętrzne na szczytach ogniw, d 0 - średnica górnego otworu komina, D 0 - górna średnica zewnętrzna rury, δ 1, δ 2, δ 3, ... - grubość ścianki wzdłuż wysokości ogniw, h 1 , h 2 , h 3 ,... - wysokości poszczególnych ogniw oraz H 1 , H 2 , H 3 ... - wysokości licząc od górną część komina do danej sekcji.

Objętość muru ogniw leżących nad rozważanym odcinkiem określa wzór:

Jeśli chodzi o posadzenie komina, jego głębokość h "określa się w każdym przypadku osobno. Głębokość posadowienia nie powinna być mniejsza niż głębokość przemarzania gruntu. Nacisk na grunt spowodowany całą konstrukcją komina , na fundamencie o przekroju kołowym, określa się wzorem:

gdzie oprócz powyższych oznaczeń D jest średnicą dolnej podstawy fundamentu w m (średnica wewnętrzna d \u003d 0), U jest objętością muru z gruzu fundamentu i betonowej podstawy. Przyjmuje się, że ciężar 1 m 3 muru fundamentowego wynosi 2260 kg. Przy obliczaniu ceglanego komina o wysokości do 30 m dopuszczalne jest naprężenie ściskające do 12 kg / cm2 i naprężenie rozciągające do 1,2 kg / cm2. W przypadku komina o większej wysokości naprężenie to zmniejsza się na każdy metr wysokości o 0,05 kg / cm2; dlatego w przypadku komina o wysokości większej niż 54 metry naprężenie rozciągające jest niedozwolone. Przy obliczaniu fundamentu komina w płaszczyźnie jego kontaktu z gruntem naprężenia rozciągające są w ogóle niedopuszczalne. Wiele krajów zachodnich ma specjalne zatwierdzone wymagania dotyczące kominów z cegły.

Żelazne kominy stosowane są najczęściej w instalacjach oddymiających, w instalacjach o znaczeniu tymczasowym, a także w miękkich gruntach. Konstrukcyjnie kominy żelazne są wykonane ze stożkowych żelaznych bębnów, każdy o wysokości około 1 m, nitowanych razem w taki sposób, że każdy górny bęben otacza dolny od zewnątrz. Taka konstrukcja komina stwarza mniejszy opór dla przepuszczania gazów, a ponadto eliminuje możliwość przedostawania się wody deszczowej do szwów. Grubość żelaza stosowanego do kominów wynosi 3-8 mm. Podstawą kominów żelaznych jest żeliwna płyta fundamentowa, którą zwykle montuje się na ceglanym cokole. Wymaganą wysokość kominów żelaznych i ich średnice określa się w taki sam sposób, jak w przypadku kominów murowanych; jednocześnie zaleca się przyjmowanie średnic o 30% większych niż dla rur murowanych, ze względu na silniejsze chłodzenie gazów. W obliczeniach statycznych kominów żelaznych tzw. należy uwzględnić siły zginające wywołane naporem wiatru. Wysiłki te są zwykle widoczne po rozstępach, które przyczepiają się do pierścieni pokrywających komin (ryc. 6).

Rozstępy powstają po łańcuszkach, stalowych linkach lub okrągłym żelazku. Przy obliczaniu kominów żelaznych, takich jak murowane, przyjmują: a) k - ciśnienie wiatru - równe 150 kg / m 2; b) współczynnik stosowany do określenia siły parcia wiatru dla rur okrągłych =2/3(≈0,67). Ponadto przyjmiemy następujący zapis: H - wysokość nad dachem w cm; h 1 - wysokość w cm części komina znajdującej się nad pierścieniem; h 2 - wysokość w cm części znajdującej się pod pierścieniem; h 3 - wysokość części pod dachem; D to zewnętrzna średnica komina w cm; D 1 - średnica wewnętrzna w cm; δ - grubość ściany komina w cm; P - ciśnienie wiatru na całej rurze w kg; S - napięcie rozciągające w kg; α - kąt nachylenia rozstępów; - moment oporu przekroju poprzecznego pierścienia kołowego; σ - naprężenie materiału komina żelaznego w kg/cm 2 .

W zależności od wysokości komina żelaznego mogą wystąpić trzy przypadki mocowania: 1) rura nie jest w ogóle wzmocniona usztywnieniami, 2) rura jest wzmocniona tylko w jednym miejscu oraz 3) rura jest wzmocniona na wysokość szelki w dwóch lub więcej miejscach.

Przypadek 1.

Moment zginający wywołany naporem wiatru

obezwładniający stres

Kominy żelazne bez rozstępów zostały ostatnio zbudowane w bardzo znacznych rozmiarach (do 60 m wysokości); na ryc. 7 pokazuje taki komin o wysokości 45 m.

Przypadek 2. Napór wiatru na rurę (rys. 6) P = 0,01 DH kg. Napięcie nawietrzne

Szyb kominowy poddawany jest następującym naprężeniom: 1) od zginania wzdłużnego spowodowanego ciężarem własnym komina i składową pionową S 2 naprężenia odciągu oraz 2) od zginania momentem M” pod wpływem naporu wiatru P i momentem M” składowej pionowej naciągu odciągu S. Wpływ pierwszego rodzaju obciążenia jest nieznaczny i uwzględnia się go pomijając uszczelnienie dolnego końca komina. Moment zginający osiąga maksymalne wartości w dwóch sekcjach: na pierścieniu, do którego przymocowane są przedłużenia - M 1 oraz w sekcji leżącej na wysokości

od poziomu dachu, - M 2.

Aby obliczyć poszczególne części żelaznych kominów, rozstępy, pierścienie itp., Użyj zwykłych wzorów na odporność materiałów; współczynniki wytrzymałości na rozciąganie dla rozstępów k z ≤ 1000 kg/cm 2 , dla zginania dla rury k b ≤ 800 kg/cm 2 .

Ponieważ ciśnienie wiatru jest postrzegane Ch. rozstępy, wystarczy obliczyć podeszwę podstawy komina na nacisk własnego ciężaru

gdzie G 1 to ciężar w kg samej rury, określony przez jej wymiary, z dodatkiem około 25% na nity i zachodzenie na siebie szwu, a G 2 to ciężar w kg podstawy i fundamentu; podczas gdy dopuszczalny nacisk na podłoże waha się średnio od 0,75 do 1,5 kg / cm2.

Kominy żelbetowe są używane rzadziej niż cegła i żelazo, co wyjaśnia Ch. arr. właściwości betonu zbrojonego. Beton przy długotrwałej ekspozycji na wysoką temperaturę traci swoją wytrzymałość w wyniku chemicznego rozkładu niektórych składników; ostra różnica temperatur między wewnętrzną i zewnętrzną stroną ściany komina powoduje głębokie pęknięcia i zniszczenie betonowego komina. Ostatnio za granicą (zwłaszcza w Ameryce) dokładnie zbadano eksperymentalnie wpływ ciepła na całą konstrukcję kominów żelbetowych. Jak się okazuje, główne naprężenia materiałowe w tych rurach spowodowane są wysokimi temperaturami, w wyniku czego podczas projektowania należy zwrócić szczególną uwagę na tę stronę obliczeń. Zgodnie z ustalonymi zasadami komin żelbetowy na całej wysokości od podstawy do wylotu musi być wyposażony w niezawodną okładzinę, obliczoną tak, aby różnica temperatur między wewnętrzną i zewnętrzną stroną ściany nie przekraczała 80° (Δt ≤ 80°). Określoną wartość Δt dla komina z wkładką określa się ze wzoru:

gdzie t i to temperatura gazów na powierzchni ściany okładziny, t n to temperatura otaczającego powietrza, a i to współczynnik przenikania ciepła od gazów do ściany w Cal/m 2 h °C, a to przenikanie ciepła współczynnik od ściany do otaczającego powietrza w Cal/m 2 h °C, d f - grubość okładziny w m; λ f to średnia przewodność cieplna wykładziny w Cal m/m 2 godz. °C, λ" to równoważny współczynnik przenikania ciepła przez szczelinę powietrzną, d" to grubość szczeliny powietrznej w m, λ to średnia temperatura przewodność ściany żelbetowej w Cal m / m 2 h ° С, d jest grubością ściany żelbetowej w m. W przypadku komina bez okładziny wartość Δt określa się za pomocą prostszego wzoru:

Jeśli chodzi o wartości liczbowe współczynników zawartych we wzorach (28) i (29), należy zauważyć, że w Ameryce prowadzone są szeroko zakrojone eksperymenty w celu ich udoskonalenia. Współczynnik przewodności cieplnej ściany żelbetowej λ nie powinien być zbyt duży, a przy obliczaniu komina zaleca się przyjmowanie go w granicach 1,2-0,8. Współczynnik przenikania ciepła z gazów do ściany a i określa się według następującego wzoru:

gdzie w jest maksymalną prędkością gazów w różnych odcinkach rury; co do współczynnika przenikania ciepła a a , nie ma jeszcze wystarczająco uzasadnionych danych na jego temat. Jeżeli powietrze otoczenia jest w spoczynku, co w praktyce zdarza się bardzo rzadko, to a a ≈ 6. W bardziej niekorzystnych warunkach a a może dochodzić nawet do 20. Średni współczynnik przewodności cieplnej wykładziny λ f można przyjąć jako ok. 0,7 ; λ" przyjmuje się według wzoru:

Napór wiatru, który jest podstawą obliczeń statycznych kominów żelbetowych, określa się każdorazowo za pomocą następującego wzoru:

gdzie H jest wysokością komina od podstawy do wylotu w m. Siłę parcia wiatru na cały komin określa się, podobnie jak w przypadku kominów murowanych, wzorem

gdzie χ dla rur okrągłych = 0,67. Wymagania ustalone za granicą dla kominów żelbetowych są bardziej rygorystyczne i szczegółowe niż dla murowanych. Zastosowanie żelbetu pozwala na budowę kominów o bardzo dużej wysokości, co jest bardzo cenne przy nowoczesnych instalacjach grzewczych. Jeden z najwyższych żelbetowych kominów został zbudowany w Ameryce w 1927 roku dla Horne Copper С° (Kanada). Ta rura jest przeznaczona do usuwania gazów z wielu pieców o temperaturze 150-230 ° do wysokich warstw atmosfery. Wysokość komina wynosi 129 m, średnica górnej części 3,96 m; jego fundament znajduje się na skale, na wysokości 270 m n.p.m. Rozrzedzenie utworzone przez tę rurę waha się między 20-35 mm wody. Art., przy temperaturze zewnętrznej od -20 do + 32 °. Od wewnątrz rura jest izolowana wykładziną ze szczeliną powietrzną 50 mm. Wyściółka wykonana z materiałów odpornych na działanie kwasów. Fundament stanowi żelbetowy pierścień o średnicach 10670 i 7010 mm.

Instalowanie komina, bardzo ważne jest, aby obliczyć poprawność średnica komina, na tę kwestię należy zwrócić szczególną uwagę przy projektowaniu autonomicznego systemu grzewczego. Często komin jest wybierany na podstawie przybliżonych parametrów. Wielu zwykłych ludzi uważa, że ​​​​lepiej byłoby zwiększyć średnicę przekroju komina, ale wcale tak nie jest. Aby system grzewczy działał optymalnie, wymagane jest dokładne obliczenie średnicy komina.

Obliczenie parametrów początkowych przewodu kominowego.

Aby obliczyć komin, możesz użyć kalkulatora obliczeń komina.

Na charakterystykę przyszłego komina mają bezpośredni wpływ pewne parametry, z których najważniejsze to:

1. Rodzaj grzejnika. Organizacja układu odprowadzania gazów jest w większości przypadków konieczna w przypadku kotłów i pieców na paliwo stałe. Obliczenia uwzględniają objętość komory spalania, a także powierzchnię otworu komory doprowadzającej powietrze do paleniska - popielnika. Często obliczenia są również wykonywane dla domowych kotłów zasilanych olejem napędowym lub gazem.

2. Całkowita długość komina i jego konfiguracja. Za najbardziej optymalny projekt uważa się długość 5 metrów i linię prostą. Przy każdym kącie skrętu powstają dodatkowe strefy wirowania, które negatywnie wpływają na przyczepność.

3. Geometria przekroju komina. Idealną opcją jest cylindryczny komin. Ale ta forma jest bardzo trudna do osiągnięcia w przypadku muru. Prostokątny (kwadratowy) przekrój komina jest mniej efektywny, ale będzie też wymagał mniej pracy.

Przybliżone i dokładne obliczenie średnicy komina.

Precyzyjne obliczenia oparte są na złożonej platformie matematycznej. Do obliczyć średnicę komina, musisz znać jego główne cechy, a także właściwości paliwa i urządzenia grzewczego. Na przykład możemy przyjąć obliczenie standardowej rury o okrągłym przekroju bez węzłów obrotowych, podłączonej do pieca i biegnącej po drewnie. Przyjmowane są następujące parametry wejściowe obliczeń:

• temperatura gazu na wejściu do rury t- 150 ° C;
• średnia prędkość przepływu gazów na całej długości - 2 m/s;
• szybkość spalania drewna opałowego (paliwa) przy jednej zakładce B= 10 kg/godz.

Śledząc te dane, możesz przejść bezpośrednio do obliczeń. Najpierw musisz dowiedzieć się, jaka objętość gazów wylotowych jest określona wzorem:

Gdzie V to objętość powietrza potrzebna do utrzymania procesu spalania z szybkością 10 kg/h. Jest równy - 10 m³ / kg.

Zastępując tę ​​wartość, otrzymujemy wynik:

Następnie podstawiamy tę wartość do wzoru, zgodnie z którym obliczana jest średnica komina:

Aby wykonać takie obliczenia, musisz dokładnie znać wszystkie parametry przyszłego układu wydechowego. Ten schemat jest bardzo rzadko stosowany w praktyce, szczególnie w przypadku organizacji autonomicznego systemu grzewczego w gospodarstwie domowym. Określ średnicę komina możliwe w inny sposób.

Na przykład na podstawie wymiarów komory spalania. Ponieważ ilość spalonego paliwa zależy od jego wielkości, zależy od niego również objętość dopływających gazów. Jeśli otwarte palenisko i komin o okrągłym przekroju, to stosunek wynosi 1:10. Oznacza to, że gdy rozmiar komory spalania wynosi 50 * 40 cm, wówczas optymalna średnica komina wyniesie 18 cm.

Przy wznoszeniu ceglanej konstrukcji komina stosunek wynosi 1: 1,5. Średnica systemu kominowego w tym przypadku powinien być większy niż rozmiar dmuchawy. Kwadratowy przekrój będzie miał co najmniej 140 * 140 mm (wynika to z turbulencji powstających w ceglanej rurze).

Szwedzka metoda obliczania średnicy komina.

W przykładach opisanych powyżej wysokość instalacji spalinowej nie jest brana pod uwagę. W tym celu stosuje się stosunek powierzchni komory spalania do przekroju rury, biorąc pod uwagę jej wysokość. Wartość rury określa się zgodnie z harmonogramem:

Gdzie f to powierzchnia komina, a F to powierzchnia pieca.

Jednak ta metoda jest bardziej odpowiednia do systemów kominkowych, ponieważ nie bierze się pod uwagę objętości powietrza do pieca.

Możesz wybrać inny metody obliczania średnicy komina, ale podczas instalowania złożonych systemów grzewczych ważny jest optymalnie dokładny obwód, szczególnie w przypadku niskotemperaturowych grzejników o długim spalaniu.

29673 0 17

Jak wykonać obliczenia komina - 4 ważne punkty do rozważenia podczas instalowania komina

Do ogrzewania prywatnych domów w zimnych porach roku najczęściej używają zwykłych ceglanych pieców i kominków lub domowych kotłów grzewczych na paliwa stałe, płynne lub gazowe. Niezbędnym warunkiem normalnej pracy takich nagrzewnic jest swobodny dopływ odpowiedniej ilości świeżego powietrza do strefy spalania płomieniowego oraz szybkie usuwanie produktów spalania wypalonego paliwa do atmosfery. Aby zapewnić zgodność z tymi warunkami, przed zainstalowaniem komina pieca bardzo ważne jest wykonanie właściwego obliczenia komina z naturalnym ciągiem, ponieważ nie tylko wydajność urządzeń grzewczych, ale także bezpieczeństwo mieszkańców prywatnego domu będzie od tego zależeć.

Z powodu tego, jaki naturalny ciąg powstaje w piecu

Większość pieców grzewczych i kuchennych oraz kotłów do autonomicznego ogrzewania nie jest wyposażona w system wymuszonego wlotu świeżego powietrza i odprowadzania spalin, dlatego proces spalania w nich paliwa zależy bezpośrednio od obecności naturalnego ciągu w przewodzie kominowym.

Teoretycznie metoda obliczania komina jest dość prosta. Aby wyjaśnić czytelnikowi, skąd bierze się naturalny ciąg, postaram się pokrótce wyjaśnić fizykę procesów termicznych i gazodynamicznych zachodzących w palenisku podczas spalania paliwa.

1. Komin pieca jest zawsze instalowany pionowo (z wyjątkiem niektórych odcinków poziomych lub nachylonych). Jego kanał zaczyna się na szczycie sklepienia paleniska, a kończy na ulicy, na pewnej wysokości ponad dachem domu;

1. Gorące gazy spalinowe w strefie spalania paliwa mają bardzo wysoką temperaturę (do 1000 ° C), dlatego zgodnie z prawami fizyki szybko się spieszą;
2. Unosząc się w górę komina z prędkością około dwóch metrów na sekundę, gazy spalinowe tworzą w palenisku strefę niskiego ciśnienia;
3. Ze względu na naturalne rozrzedzenie w palenisku świeże powietrze dostarczane jest przez dmuchawę i ruszt do strefy spalania płomienia;
4. Łatwo więc zrozumieć, że aby uzyskać dobrą naturalną przyczepność, należy jednocześnie spełnić kilka warunków:

• Komin musi być umieszczony ściśle pionowo. Ponadto oda powinna mieć odpowiednią wysokość i być możliwie prosta, bez zbędnych zakrętów i zakrętów pod kątem większym niż 45°.

• Wewnętrzna sekcja kanału dymowego musi być zaprojektowana w taki sposób, aby cała objętość gazów spalinowych powstających podczas spalania paliwa mogła swobodnie przedostać się do atmosfery;
• Aby nie stwarzać znacznego oporu aerodynamicznego dla ruchu dymu, wewnętrzne ściany rury powinny mieć najbardziej równą i gładką powierzchnię z minimalną liczbą przejść i połączeń;
• Podczas poruszania się wzdłuż rury spaliny stopniowo ochładzają się, co prowadzi do wzrostu ich gęstości i tendencji do formowania się. Aby temu zapobiec przewód kominowy musi być dobrze zaizolowany.

Znaczący pozytywny wpływ na siłę naturalnej trakcji ma wiatr na ulicy. Wynika to z faktu, że ciągły przepływ powietrza skierowany prostopadle do osi komina wytwarza w nim obniżone ciśnienie. Dlatego przy wietrznej pogodzie zawsze obserwuje się dobry ciąg w piecu.

Moment 1. Wybór materiału i konstrukcja komina

Normatywno-techniczna dokumentacja budowlana nie określa żadnych ścisłych wymagań dotyczących rozmieszczenia kominów pieców, dlatego każdy właściciel domu wykonuje komin według własnego uznania. Jednocześnie muszę powiedzieć, że wszystkie typy kominów różnią się od siebie nie tylko pod względem konstrukcji i cech zewnętrznych, ale także pod względem ciepłownictwa, masy i właściwości gazodynamicznych.

1. Komin murowany charakteryzuje się dużą wytrzymałością i trwałością, może wytrzymać długotrwałe działanie wysokich temperatur, ale jest słabo odporny na działanie agresywnego kondensatu dymu. Dzięki masywnym ceglanym ścianom posiada dużą pojemność cieplną i zadowalające właściwości termoizolacyjne. Jeśli chodzi o kwestię skraplania pary wodnej i dynamiki gazów w kominie murowanym, to nie wszystko jest tutaj tak dobrze.

• Masywny ceglany komin ma znaczną wagę dlatego jego instalacja wymaga własnego fundamentu, co z kolei wymaga również osobnych obliczeń;

• Prostokątny lub kwadratowy kształt przekroju przewodów spalinowych w połączeniu z nierównymi i chropowatymi ścianami wewnętrznymi stwarza znaczne opory ruchu spalin, dlatego przekrój takich kominów należy dobierać z niewielkim marginesem;
• Brak dodatkowej izolacji termicznej może prowadzić do kondensacji pary wodnej wewnątrz komina dlatego jego ścianki muszą mieć odpowiednią grubość, aby temperatura spalin wewnątrz nie spadła poniżej punktu rosy.

1. Rury azbestowo-cementowe i ceramiczne są sprzedawane jako gotowe i łatwe do zainstalowania własnymi rękami, dlatego często są wykorzystywane w budowie domów prywatnych do łączenia kotłów gazowych lub na paliwo stałe. Wielu właścicieli domów przyciąga ich niezbyt niska cena, ale chcę przypomnieć, że instalując komin z rur azbestowo-cementowych, należy wziąć pod uwagę następujące punkty:

• Rury azbestowo-cementowe mają wysoką przewodność cieplną i nie zatrzymują dobrze ciepła gazów spalinowych., dzięki czemu wewnątrz może tworzyć się kondensacja, co szybko doprowadzi do zniszczenia ścian;
• Aby temu zapobiec, podczas instalowania komina azbestocementowego ważne jest, aby wybrać odpowiedni materiał termoizolacyjny i obliczyć jego grubość, aby temperatura spalin na wylocie nie spadła poniżej 110 ° C;
• W temperaturach powyżej 350°C cement azbestowy może pękać i pękać dlatego między rurą wlotową komina a rurą wylotową kotła radzę zainstalować zdalną przekładkę z izolowanej rury metalowej;
• Jego długość należy tak obliczyć, aby temperatura spalin na wlocie do rury azbestowo-cementowej nie przekraczała 300-350°C;
• Rura azbestowo-cementowa sama w sobie ma wystarczającą sztywność. Mimo to dla lepszej izolacji termicznej i ochrony przed uszkodzeniami mechanicznymi polecam montaż takiego komina w płaszczu ochronnym z muru o grubości pół cegły.

1. Rury warstwowe metalowe ze stali nierdzewnej są moim zdaniem najbardziej udaną opcją na domowy komin, który równie dobrze nadaje się zarówno do masywnej płyty ceglanej, jak i nowoczesnego kompaktowego kotła grzewczego. Rekrutują się z oddzielnych sekcji, więc pozwalają na wykonanie zewnętrznego lub wewnętrznego komina o niemal dowolnej konfiguracji własnymi rękami.

• Tuleja wewnętrzna wykonana z żaroodpornej stali nierdzewnej ma idealnie gładką powierzchnię i okrągły przekrój, dzięki czemu stwarza minimalne opory aerodynamiczne dla przepływu spalin. Z tego powodu wewnętrzna średnica kanału dymowego musi odpowiadać minimalnej wartości charakterystyki projektowej;

• Izolowana metalowa rura warstwowa ma dobre właściwości termoizolacyjne i nie wymaga dodatkowej izolacji, dlatego obliczenia ciepłownicze w tym przypadku nie są konieczne;
• Podczas instalowania i montażu komina każdy odcinek należy zamontować w taki sposób, aby był przymocowany do ściany wewnętrznej lub elewacji budynku co najmniej w dwóch punktach. W takim przypadku odległość między wspornikami montażowymi nie powinna przekraczać 1200 mm.

1. Podobne właściwości mają prefabrykowane izolowane kominy ceramiczne, a także mogą być stosowane niemal bez ograniczeń w połączeniu z każdym typem pieca, kominka czy domowego kotła grzewczego.

• Są projektowane i produkowane w fabryce, z zachowaniem wszelkich niezbędnych obliczeń ciepłowniczych oraz wymagań przepisów przeciwpożarowych;
• Dzięki temu można je zamontować w takiej formie, w jakiej się znajdują, bez zastanawiania się nad własnymi dodatkowymi obliczeniami;
• Mimo to przypominam, że taka kanapka z pustaków keramzytowych, izolacji z wełny mineralnej i wkładu rurowego ceramicznego, jako całość, może mieć spory ciężar, dlatego też należy obliczyć i wykonać osobną podstawa do tego.

1. Ostatnio na rynku materiałów budowlanych zaczął pojawiać się stosunkowo nowy typ komina polimerowego, lepiej znany pod nazwą handlową „Furan Flex”. Jest to elastyczny wzmocniony wąż, który jest instalowany w istniejącym kanale dymowym, a następnie wypełniany gorącą parą pod wysokim ciśnieniem. Pod wpływem ciśnienia i wysokiej temperatury rękaw prostuje się i polimeryzuje, w wyniku czego całkowicie wypełnia światło kanału dymowego i wzmacnia ścianki rury od wewnątrz.

• Montaż takiej wkładki polimerowej wymaga użycia specjalnego sprzętu. i ścisłe przestrzeganie reżimów technologicznych, dlatego może być wykonywane wyłącznie przez wykwalifikowanych specjalistów;
• Na tej podstawie w tym przypadku nie polecam wypełniania głowy skomplikowanymi formułami i powierzania wykonania wszystkich obliczeń inżynierom organizacji zamawiającej, która wykona instalację.

Rura azbestowo-cementowa ma szorstką powierzchnię wewnętrzną, co przyczynia się do szybkiego przylegania sadzy i sadzy. Z biegiem czasu narastająca warstwa sadzy zmniejsza wewnętrzną powierzchnię przekroju i zwiększa opór aerodynamiczny kanału dymowego, dlatego nie polecam stosowania takich rur do pieców i kotłów na paliwa stałe i płynne.

Moment 2. Obliczenie średnicy wewnętrznej komina dla pieców i kominków na paliwa stałe

Aby poprawnie obliczyć ciąg kominowy, należy najpierw określić wymagane pole przekroju wewnętrznego. W tej sekcji opowiem, jak to się robi, na przykładzie obliczania przekroju komina do ogrzewania pieców i kominków na paliwo stałe.

1. Przede wszystkim należy określić, jaka objętość gazów spalinowych zostanie wyprodukowana, gdy w piecu zostanie spalony określony rodzaj paliwa w ciągu jednej godziny. Takie obliczenie przeprowadza się według następującego wzoru:

V gaz \u003d V * V paliwo * (1 + T / 273) / 3600, Gdzie

• gaz V- objętość spalin, które przejdą przez rurę w ciągu jednej godziny (m³ / godzinę);

• B- maksymalna masa paliwa spalającego się w palenisku w ciągu jednej godziny (kg);

• Paliwo V- współczynnik objętości gazów spalinowych emitowanych podczas spalania określonego rodzaju paliwa (m³ / kg).

• Wartość tę określa się według specjalnych tabel, a jej wartość wynosi: dla suchego drewna opałowego i torfu zbrylonego - 10 m³ / kg, dla węgla brunatnego brykietowanego - 12 m³ / kg, a dla węgla kamiennego i antracytu - 17 m³ / kg;

• T– temperatura spalin na wylocie z rury (°C). Przy normalnie izolowanym kominie jej wartość może wynosić od 110 do 160°C.

1. Mając uzyskaną wartość całkowitej objętości gazu przechodzącego przez rurę w jednostce czasu, nie będzie trudno obliczyć wymaganą powierzchnię przekroju kanału kominowego. Definiuje się ją jako stosunek odbieranej objętości do prędkości spalin i oblicza się według wzoru:

S dym = V gaz / W, Gdzie

• S dym- pole przekroju poprzecznego kanału dymowego (m²);
• gaz V- objętość gazów spalinowych na jednostkę czasu, którą otrzymaliśmy w poprzednim wzorze (m³ / godzinę);
• W jest zmniejszoną prędkością ruchu w górę przepływu dymu gazowego wewnątrz rury (m/s). Tutaj muszę powiedzieć, że jest to warunkowo stała wartość, a jej wartość wynosi 2 m/s.

1. Aby zrozumieć jakiej średnicy rury potrzebujemy do wykonania komina, na podstawie otrzymanej wartości pola koła musimy wyznaczyć jego średnicę. W tym celu stosuje się następującą formułę:

re = √ 4 * S dym / π, Gdzie

• D- średnica wewnętrzna okrągłej rury kominowej (m);
• S dym- powierzchnia przekroju wewnętrznego komina uzyskana we wcześniejszych obliczeniach (m²)

Aby wyjaśnić czytelnikowi, proponuję rozważyć prosty przykład obliczenia komina do pieca, jeśli wiadomo, że podczas ogrzewania spala się w nim 8 kg suchego drewna opałowego na godzinę, a temperatura spalin wynosi wylot ma 140 ° C.

1. Zgodnie z pierwszym podanym wzorem określamy maksymalną ilość dymu, jaką można uwolnić w ciągu jednej godziny spalania 8 kg suchego drewna opałowego: V gaz = 8 * 10 * (1 + 140 / 273) / 3600 = 0,033 m³/godz.;
2. Zgodnie z drugą formułą należy obliczyć wymaganą powierzchnię przekroju kanału dymowego: S dym = 0,034 / 2 = 0,017 m²;
3. Ostatni wzór pozwala określić żądaną średnicę rury na podstawie znanej powierzchni jej przekroju: re = √4 * 0,017 / 3,14 = 0,147 M;
4. W ten sposób ustaliliśmy, że do tego pieca wymagany jest komin o średnicy wewnętrznej co najmniej 150 mm do kąpieli.

Jeśli podczas obliczeń otrzymasz liczbę niecałkowitą, to radzę zaokrąglić ją do wartości całkowitej, ale takie zaokrąglenie jest dozwolone w rozsądnych granicach, ponieważ w tym przypadku bardzo duża średnica nie oznacza bardzo dobrze.

Moment 3. Obliczenie rury kominowej dla kotłów domowych

W tym artykule celowo nie podałem osobnych obliczeń dla fabrycznych domowych kotłów na paliwo stałe i gaz, ponieważ każda instrukcja użytkowania urządzeń kotłowych zawiera już wszystkie niezbędne informacje techniczne.

Znając moc cieplną z tabliczki znamionowej swojego kotła gazowego, łatwo dobrać średnicę komina, zgodnie z wcześniej obliczonymi parametrami.

1. W przypadku małych kotłów grzewczych o maksymalnej mocy cieplnej nie większej niż 3,5 kW wystarczą rury o średnicy wewnętrznej 140-150 mm;

1. W przypadku kotłów domowych o średniej mocy (od 3,5 do 5 kW) wymagane będą kominy o średnicy od 140 do 200 mm;
2. Jeśli moc kotła grzewczego wynosi od 5 do 10 kW, wówczas konieczne będzie zastosowanie rur o średnicy od 200 do 300 mm.

Jeśli kocioł gazowy jest wyposażony we wbudowaną turbinę do wytwarzania wymuszonego ciągu, wówczas średnica rury wydechowej może być znacznie mniejsza niż powyższe wartości. W takim przypadku zalecany rozmiar rury musi być wskazany w karcie produktu.

Moment 4. Określenie wysokości rury i umiejscowienia na dachu

Siła ciągu naturalnego w dużej mierze zależy od różnicy wysokości pomiędzy poziomem rusztu paleniska w dolnej części paleniska, a owiewką lub ujściem kanału dymowego w górnej części komina.

Aby ogrzane spaliny jak najefektywniej wykorzystywały swoją energię do tworzenia ciągu naturalnego, bardzo ważne jest prawidłowe obliczenie wysokości komina względem rusztu oraz względem kalenicy.

1. Względna wysokość komina pieca, od poziomu rusztu do wylotu komina, musi wynosić co najmniej 5000 mm;

1. W budynkach mieszkalnych z płaskim dachem użytkowym wylot komina musi znajdować się co najmniej 500 mm wyżej niż maksymalna wysokość bocznej attyki lub relingu dachowego;
2. W domach z dachem dwuspadowym lub czterospadowym wylot komina musi znajdować się nie niżej niż 500 mm od poziomu kalenicy;
3. Jeżeli na spadzistym dachu komin znajduje się na jednym ze zboczy, w odległości nie większej niż 1500 mm od kalenicy, to musi on również wznosić się 500 mm ponad poziom kalenicy;

1. W przypadku, gdy odległość ta wynosi od 1500 do 3000 mm, owiewkę wędzarni można umieścić na poziomie kalenicy;
2. Na dachach lekko spadzistych o małym kącie nachylenia komin może znajdować się w odległości większej niż 3000 mm od kalenicy. W takim przypadku jego optymalna wysokość jest obliczana zgodnie ze schematem na poniższym rysunku.

Niewłaściwy dobór wysokości rury lub jej usytuowania względem kalenicy, przy niekorzystnym kierunku wiatru, może spowodować powstanie ciągu wstecznego. Zjawisko to jest bardzo niebezpieczne, ponieważ może prowadzić do uwolnienia płonących węgli i trującego tlenku węgla z dmuchawy lub paleniska do przestrzeni mieszkalnej.

Wniosek

Podsumowując, chcę zauważyć, że przy wyborze materiałów, wymiarów i konfiguracji komina należy przede wszystkim kierować się maksymalną mocą grzewczą nagrzewnicy. Jednocześnie musisz również wziąć pod uwagę swoje możliwości finansowe oraz rodzaj paliwa, na jaki przeznaczony jest Twój piec lub kocioł grzewczy.

Możesz dowiedzieć się więcej o wszystkich opisanych typach kominów z załączonego filmu w tym artykule, a jeśli masz jakieś pytania lub uwagi, sugeruję omówienie ich w formularzu komentarza.

14 września 2016 r

Jeśli chcesz wyrazić wdzięczność, dodaj wyjaśnienie lub sprzeciw, zapytaj o coś autora - dodaj komentarz lub podziękuj!

Obliczenie komina dla budowanego pieca opalanego drewnem jest jednym z najważniejszych warunków normalnego i wysokiej jakości funkcjonowania i działania systemu. Dlatego bardzo ważne jest, aby podczas budowy w jak największym stopniu przestrzegać przyjętych norm i zasad. Następnie porozmawiamy o tym, jakie średnie parametry należy wziąć pod uwagę i jak samodzielnie je określić.

Dlaczego wymagane jest obliczenie komina?

Aby Twój piec działał prawidłowo, ważne jest, aby system odprowadzania oparów był prawidłowo skonfigurowany. Ogromną rolę odgrywają w tym dwa główne parametry, które poznamy nieco poniżej. To od nich będzie zależeć jaki będzie ciąg, jak skutecznie będzie usuwany dym z paleniska. To, jak poprawnie obliczyć rurę kominową, będzie zależeć nie tylko od funkcjonowania systemu, ale także od bezpieczeństwa osób mieszkających w pomieszczeniu. Dlatego zwracaj uwagę na wszelkie subtelności, przestudiuj teorię, aby później łatwo dowiedzieć się i ustalić, jak samodzielnie obliczyć komin.

Jakie parametry należy obliczyć?

Do obliczeń należy zdefiniować następujące parametry:

1. Długość. Przede wszystkim musisz określić maksymalną wysokość budynku, ile metrów do kalenicy w miejscu, w którym ma wyjść przyszła rura. Ponieważ jedna z najważniejszych cech przyszłego systemu będzie zależała od długości. Weź pod uwagę fakt, że zbyt wysokie kanały po prostu „pożrą” przeciąg, w efekcie będzie on docierał do źródła ciepła z mniejszą prędkością, co oznacza, że ​​Twój piec będzie się palił znacznie gorzej. Poza tym zbyt niskie kominy są też „straszne” w stosunku do dachu, o czym poniżej.
2. Średnica komina (przekrój). Jeśli chodzi o ten parametr, tutaj należy wziąć pod uwagę nie tyle same wymiary, co oryginalny kształt samej rury. Nie zapomnij o ważnym warunku, jeśli chcesz uzyskać wysokiej jakości system kominowy, który działa zgodnie ze wszystkimi zasadami, rura musi być cylindryczna. To znaczy, upewnij się, że ściany są okrągłe, aby sadza i sadza mniej pozostawały w kanale. W ten sposób odpychasz chwilę. Jeśli chodzi o rozmiar (średnicę), należy go wybrać na podstawie przekroju głównej rury wylotowej pieca lub kotła. Nie zaleca się stosowania rur o średnicy większej lub mniejszej niż dysza. Wysokie prawdopodobieństwo dekompresji.

Jak obliczyć parametry komina?

Jak już opisano powyżej, musisz znać pewne parametry. Jeśli dwoma głównymi parametrami są wysokość i przekrój, jest jeszcze jeden wskaźnik, który należy bezwzględnie wziąć pod uwagę. Są to cechy samego sprzętu grzewczego.

Istnieje kilka form obliczeń, podzielonych na:

• Dokładny.
• Przybliżony.
• Automatyczny.

W ramach tego pierwszego należy zrozumieć, że należy wziąć pod uwagę wiele czynników, w tym wskaźniki temperatury gazu, stopień separacji, wysokość i prędkość, z jaką nastąpi spalanie danego paliwa. Wartości te należy podstawić do specjalnego wzoru, szczegółowe wyliczenie zostanie podane na końcu artykułu.

Jeśli chodzi o przybliżone obliczenia, tutaj brane są pod uwagę wskaźniki wielkości komory spalania. Dla przykładu podajmy klasyczny rozmiar konwencjonalnej komory w piecu lub kotle - są to wymiary w granicach 500 na 400 mm. Obowiązuje system zastępczy, czyli 1:10. Następnie dla okrągłych kanałów średnica wyniesie 180 - 190 mm.

Trzeci rodzaj obliczeń to wykorzystanie specjalnych kalkulatorów obliczeniowych. Z reguły podają dokładniejsze dane, ale musisz znać więcej parametrów początkowych. Z grubsza mówiąc, jest to ta sama pierwsza metoda liczenia, ale jest już wykonywana za pomocą komputera.

Określanie wysokości komina

Wiemy już, że od tego parametru zależy wydajność systemu. Dlatego należy pamiętać, że według SNiP średnia wysokość powinna wynosić 5 metrów, ale nie więcej niż 7 metrów. Przy krótszej długości naturalny ciąg nie powstanie w wystarczających ilościach. Podczas obliczania postępuj zgodnie z opisanymi zasadami:

• Od podstawy do najwyższego punktu ponad 5 metrów.
• Wyjście na dach płaski jest zaznaczone podniesieniem główki rury o 500 mm.
• Podczas wznoszenia na dachu skośnym, w odległości trzech metrów od kalenicy, komin podczas rysowania linii wizualnej powinien znajdować się pod kątem 10 stopni. Im mniejsza odległość do grzbietu, tym odpowiednio większy stopień.

Schemat przedstawia prawidłową wysokość kominów w odniesieniu do różnych typów dachów.

Określenie przekroju kanału dymu

Aby nie używać skomplikowanych obliczeń geometrycznych, zalecamy zwrócenie uwagi na zalecenia specjalistów. Tak więc średnica komina musi spełniać następujące kryteria:

• Jeśli moc nie przekracza 3,5 kW, wystarczy średnica 0,14 cm.
• Moc do 5 kW jest równa średnicy 0,20 cm.
• Moc do 7 kW, równa przekroju rury 0,27 - 0,30 cm.

Jak średnica komina wpływa na jego wysokość?

Średnica rury kominowej wpływa tylko częściowo na wysokość. Z grubsza mówiąc, nie będziesz w stanie rozszerzyć przekroju, aby na przykład zmniejszyć długość kanału - wartości te nie są ze sobą powiązane, jak wielu uważa. Dlatego nie należy być „mądrzejszym” ze średnicą, dostosowując pewną wysokość, która będzie poniżej 5 metrów lub powyżej 7 metrów. Poziom ciągu będzie taki sam na całej długości od 5 do 7 metrów. Ale zbyt duża średnica może zmniejszyć przyczepność, powodować turbulencje, chociaż na pierwszy rzut oka wydaje się to absurdalne.

Obliczanie optymalnego wskaźnika ciągu

Oprócz obliczenia średnicy komina musisz znać siłę ciągu. Aby to zrobić, musisz znaleźć prawo Bernoulliego i podstawić dane dotyczące temperatury zewnętrznej, temperatury wewnętrznej, a także poziomu ciśnienia. W ostatecznym obliczeniu brana jest pod uwagę całkowita strata ciśnienia w obu strefach. Jeśli wskaźniki są identyczne, to ciąg jest w optymalnym zakresie.

Przykład obliczenia pieca

Zgodnie z obietnicą na koniec podajemy przykład samoobliczenia. Musisz więc obliczyć średnicę komina dla pieca opalanego drewnem, korzystając z następującego wzoru:

D \u003d 4 * Vr / 3,14 * 2 \u003d 0,166 m.
Wartości są wybierane na podstawie standardowych rozmiarów i wskaźników w tabeli. Gdzie:

D - Sekcja.
Vr to wymagana objętość powietrza do spalania.
4 to standardowy parametr ciągu.

Przy niezależnej konstrukcji oddymiania konieczne jest dokładne obliczenie parametrów przekroju komina, jego wysokości całkowitej oraz poziomu cyrkulacji powietrza - ciągu, który będzie wspomagał proces spalania paliwa i usuwał zawarte w nim toksyczne produkty spalania dym do atmosfery. Takie obliczenia są dość skomplikowane, ale ważne dla zapewnienia sprawnej i nieprzerwanej pracy węzła cieplnego oraz bezpieczeństwa mieszkańców.

Do normalnego funkcjonowania urządzeń grzewczych, które wytwarzają ciepło poprzez spalanie paliwa, wymagany jest komin.

Konstrukcja usuwająca dym zapewnia dopływ tlenu, bez którego nie pali się ani gaz, ani paliwo stałe ani płynne. Ponadto przez komin odprowadzany jest dym zawierający produkty spalania, co jest kluczem do bezpieczeństwa instalacji grzewczej – wszak dym w pomieszczeniach jest zabójczy dla człowieka. Ta wymiana gazowa nazywana jest ciągiem.

Kotły spalinowe wyposażone są w kominy współosiowe, które w sposób wymuszony wytwarzają ciąg, usuwając dym jedną rurą, a drugą zasysając świeże powietrze. Piece na drewno i większość domowych kotłów pracuje na ciągu naturalnym, który powstaje w wyniku różnicy temperatur i ciśnień w urządzeniu grzewczym i na wylocie z komina.

Zasada działania komina jest prosta:

• gazy wydzielające się podczas spalania paliwa mają wysoką temperaturę, małą gęstość i wysokie ciśnienie i stają się ciasne wewnątrz nagrzewnicy;
• dym idzie tam, gdzie nie ma dla niego przeszkód, to znaczy porusza się w kierunku, w którym ciśnienie jest niższe, starając się wypełnić stosunkowo wolną przestrzeń, dodatkowo ze względu na małą gęstość gazy mają tendencję do wznoszenia się;
• jeśli komin jest prawidłowo ułożony, wówczas zimne powietrze na wylocie rury ma niskie ciśnienie i nie stanowi przeszkody w wydostawaniu się gorącego dymu;
• ponieważ obszar niskiego ciśnienia znajduje się nad kotłem, dym idzie najwygodniejszą drogą - kominem na ulicę.

Do czego służą obliczenia?

Naturalna wymiana powietrza, podczas której produkty spalania są usuwane do atmosfery, zachodzi tylko wtedy, gdy konstrukcja przewodu kominowego ma odpowiedni kształt i wielkość.

Jeśli występują przeszkody - zakręty, narożniki, odcinki kanału dymowego o małej przepustowości - dym może płynąć w innym kierunku, gdzie nic nie będzie przeszkadzać w jego rozprzestrzenianiu się. Przy małej wysokości rury różnica temperatur nie będzie wystarczająca do wytworzenia ciągu lub pojawi się cofka wiatru, która uniemożliwi wydostawanie się dymu z rury, praktycznie ją cofając.

Notatka! Wady urządzenia kominowego doprowadzą do tego, że ciąg będzie albo niewystarczający do normalnej pracy urządzenia grzewczego, albo pojawi się odwrotny ciąg i produkty spalania paliwa przedostaną się do pomieszczeń, co może spowodować zatrucie lub ogień.

Jednak o wymiarach komina nie można powiedzieć, że im większy, tym lepiej. Zbyt długi lub zbyt szeroki komin zwiększy koszt budowy komina. Piec lub kocioł z takim kominem będzie pracował do zużycia w warunkach nadmiernego ciągu, spalając paliwo szybciej niż jest to konieczne do ogrzania pomieszczenia. Ciepło otrzymane podczas spalania częściowo odleci do rury, co zwiększy koszty ogrzewania.

Dlatego, aby jednostka termiczna działała wydajnie i nie psuła się, ważne jest dokładne obliczenie głównych parametrów komina, które zapewnią optymalny poziom trakcji.

Jak obliczyć parametry komina

Do budowy konstrukcji oddymiającej konieczne jest wykonanie obliczeń:

• wysokość całkowita i wysokość względem dachu,
• średnica wewnętrzna komina,
• generowana trakcja.

Wszystkie te parametry są ze sobą powiązane. Wymiary geometryczne komina należy obliczyć, aby sporządzić jego projekt, a wielkość ciągu - aby określić funkcjonalność komina w normalnych warunkach pogodowych dla danego obszaru.

Obliczanie średnicy wewnętrznej

Głównym wymogiem regulacyjnym dotyczącym rozmiaru rury kominowej jest jej zgodność z rurą wylotową urządzenia grzewczego.

Notatka! W przypadku fabrycznych agregatów grzewczych wystarczy wybrać rurę o takim samym przekroju jak rura wylotowa lub nieco większy rozmiar. Spełnienie tego warunku zapewni niezbędną przepustowość komina.

W przypadku pieca opalanego drewnem lub kotła domowego, który nie ma gniazda fabrycznego, konieczne jest obliczenie parametrów wewnętrznego odcinka komina, w którym komin będzie miał niezbędną przepustowość.

Aby obliczyć średnicę rury okrągłej lub szerokość i długość rury prostokątnej, należy znaleźć pole jej przekroju wewnętrznego. Obliczenia przeprowadza się w kilku etapach.

Najpierw oblicza się wydatek objętościowy gazów spalinowych na jednostkę czasu (Vg):

Vg=Mt*Vt*(tg+273)÷273,

• gdzie Mt to zużycie paliwa w jednostce czasu podane w dokumentacji dołączonej do ogrzewacza,
• Vt to współczynnik emisji dymu stosowanego paliwa,
• a tg to temperatura spalin na wlocie do komina, zwykle wskazywana w dokumentacji nagrzewnicy i równa 120-150ºС.

Współczynnik emisji dymu jest różny dla różnych paliw:

Aby obliczyć pole przekroju poprzecznego (S) wystarczy podzielić otrzymaną wartość (Vg) przez szybkość usuwania dymu (v):

S=Vg÷v.

Za optymalną prędkość uważa się 1-2 m / s. Przy tej prędkości sadza i kondensat nie mają czasu na osiadanie na ścianach rur, ale ciepło pozostaje w pomieszczeniu i nie jest wyciągane na ulicę.

Notatka! Aby uzyskać dokładne obliczenia, ważne jest, aby zredukować wszystkie wielkości do jednego parametru czasowego. Jeśli prędkość do obliczeń jest używana w m / s, wówczas zużycie paliwa należy przeliczyć na kg / s.

Na przykład, jeśli standardowe natężenie przepływu dla pieca opalanego drewnem wynosi 8 kg/h, to przy przeliczaniu wartość tę należy podzielić przez 3600. Zatem natężenie przepływu wyniesie 0,0022 kg/s.

W przypadku okrągłej rury średnicę (D) oblicza się ze wzoru na pole koła:

D=2√S÷3,14.

W przypadku kwadratu szerokość (a) oblicza się ze wzoru na pole kwadratu:

a≥√S.

W przypadku przekroju prostokątnego szerokość (a) i długość (b) są dobierane tak, aby ich iloczyn był większy lub równy S:

S≥a*b.

Określanie wysokości komina

Aby powstała wystarczająca różnica ciśnień i temperatur w kotle i na zewnątrz, minimalna wymagana wysokość przewodu kominowego musi wynosić 5 metrów. Ale oprócz wartości minimalnej konieczne jest obliczenie wysokości wylotu nad dachem.

Obliczenia te uwzględniają rodzaj dachu, położenie komina w stosunku do kalenicy oraz obecność blisko rozmieszczonych budynków lub innych wysokich obiektów.

Notatka! Podczas projektowania komina należy wziąć pod uwagę lokalizację elementów złącznych. Co 2 m wysokości rura jest mocowana do ścian i stropów, jeżeli komin wznosi się ponad 1,2 m ponad dach, do dodatkowego mocowania stosuje się przedłużki.

Obliczanie ciągu

Aby sprawdzić działanie komina, który zostanie wzniesiony zgodnie z obliczeniami wykonanymi dla wysokości i wewnętrznego przekroju rury, przeprowadzane są dodatkowe obliczenia zanurzenia.

Ciąg, czyli różnicę ciśnień na wlocie i wylocie komina (P) oblicza się według wzoru:

ΔP=hd*(ρv-ρg),

gdzie hd to wysokość komina nad grzejnikiem,

c - gęstość powietrza na ulicy,

d to gęstość dymu.

Wysokość komina została już obliczona, ale trzeba będzie obliczyć gęstość powietrza i spalin. W zależności od warunków pogodowych zmienia się wskaźnik gęstości powietrza.

ρin=ρin*273÷tin,

gdzie n=1,29 kg/m3 to gęstość powietrza w warunkach normalnych,

a tv to temperatura otoczenia.

To jest ważne! Aby obliczyć ciąg, bierze się pod uwagę najbardziej niekorzystne warunki klimatyczne w regionie - ciepłą porę roku. Do obliczeń używana jest temperatura w kelwinach, więc do temperatury w stopniach Celsjusza dodajemy 273.

Gęstość spalin oblicza się według podobnego wzoru, na podstawie średniej temperatury spalin w przewodzie (tg):

ρg=ρn*273÷tg.

Δtg=(tg+td),

gdzie tg oznacza temperaturę gazów na wylocie nagrzewnicy, wskazaną w dokumentacji towarzyszącej,

a td to temperatura dymu na wylocie z rury.

Natomiast temperatura spalin emitowanych przez komin do atmosfery wymaga dodatkowych obliczeń i zależy od mocy urządzenia termicznego (Q) oraz wysokości komina (hd):

td=tg-hd*V*√1000÷Q,

gdzie B jest współczynnikiem przenikania ciepła komina, zależnym od materiału, z którego wykonany jest komin i poziomu jego izolacyjności termicznej.

Jeżeli po wykonaniu wszystkich obliczeń okazało się, że poziom ciągu mieści się w przedziale 10-20 Pa, to projektowany komin spełni swoje zadanie i zapewni nieprzerwaną pracę bloku cieplnego. W przeciwnym razie konieczne będzie zwiększenie wysokości komina lub wyposażenie głowicy w deflektor lub oddymiacz w celu wytworzenia sztucznego ciągu.

Notatka! Obliczenia ciągu wymagają dokładności, dlatego wszystkie obliczenia pośrednie muszą być rejestrowane, aby można je było zweryfikować. Aby wyeliminować ewentualny błąd w obliczeniach, możesz skorzystać z kalkulatora online lub skontaktować się ze specjalistą.

Funkcje obliczania parametrów komina dla kotłów domowych

Fabryczne urządzenia termiczne zwykle nie wymagają poważnych obliczeń komina - główne parametry są wskazane w dołączonej dokumentacji. Charakterystyczną cechą obliczeń dla kotłów domowych jest ich prostota.

• Wysokość określa się zgodnie z ogólnymi zasadami, biorąc pod uwagę specyfikę lokalizacji konstrukcji oddymiającej w stosunku do dachu domu i pobliskich budynków.
• Średnicę przekroju wewnętrznego komina dobiera się w zależności od mocy agregatu grzewczego, bez uwzględnienia ani rodzaju paliwa, ani ilości emitowanych gazów. Ponieważ urządzenia fabryczne są produkowane zgodnie ze standardami produkcyjnymi, wszystkie parametry od dawna są obliczane i gromadzone w tabeli.