O uso intensivo da chaminé leva ao entupimento. A seção transversal diminui, os produtos de combustão não podem passar rapidamente. Como resultado, o empuxo diminui, o dispositivo passa a funcionar em serviço pesado e a eficiência diminui.
Para evitar o acúmulo de fuligem e o funcionamento normal da caldeira, a chaminé deve ser confeccionada com materiais apropriados de acordo com desenhos bem executados. Além disso, é muito importante calcular corretamente o diâmetro e a seção.
Impulso
Quando o sistema tem tração insuficiente, ocorre uma queima de combustível insuficiente. O resultado é a formação de fuligem. Ele obstrui gradualmente a passagem do tubo, reduzindo sua seção transversal.
Você pode, obviamente, conseguir um aumento na tração aumentando a seção transversal da chaminé. Mas isso não levará a um resultado positivo. O calor da caldeira simplesmente sai da sala pelo cano. Para poder regular a tiragem, a caldeira está equipada com amortecedores especiais.
A aparência da corrente de ar é baseada na diferença de temperatura entre a sala e o ambiente. O impulso torna-se máximo quando o tempo frio chega. Uma pequena diferença de temperatura é suficiente para que os produtos da combustão não se fixem na superfície do tubo, mas vão para a atmosfera. Isso pode acontecer sob uma condição. A chaminé deve ser devidamente projetada e instalada.
Quando a caldeira começa a funcionar, o ar externo é fornecido para a seção de combustão. Graças a isso, o processo de combustão é apoiado. Os gases de exaustão são direcionados para a chaminé e rapidamente expelidos.
Com um diâmetro de tubo insuficiente, os gases de exaustão começam a se acumular dentro do forno. Como resultado, a lareira começa a se apagar e há uma forte fumaça na sala.
A força de impulso depende de vários fatores:
- Comprimento do tubo.
- A presença de voltas.
- Bends.
Por exemplo, a presença de um ângulo reto em uma estrutura reduz muito sua permeabilidade. Isso se torna perceptível quando há uma diminuição da pressão atmosférica. Para remediar esta situação, um estabilizador especial é instalado no impulso.
Calado de chaminé
A combustão é o processo de oxidação de uma substância com oxigênio. Sem um suprimento constante de oxigênio para o combustível durante esse processo, a combustão da substância será impossível. Nos dispositivos de aquecimento modernos, existem caldeiras nas quais o ar forçado é injetado para manter a combustão no nível adequado.
Não é absolutamente necessário aplicar este princípio de formação de tração ao usar caldeiras de combustível sólido. Devido à diferença de pressão entre a lareira e a chaminé de mais alta precisão, o ar circula independentemente em tal sistema sem "ajuda" adicional do exterior.
Além disso, a temperatura dos gases quentes, devido às forças de convecção, permite que eles subam verticalmente, o que aumenta ainda mais a tração.
Projeto de chaminé para caldeiras de combustível sólido
Características adicionais da chaminé
Não deve reagir a altas temperaturas. Portanto, em uma caldeira de combustível sólido, é instalada uma chaminé, feita de materiais especialmente resistentes ao calor. Quando carvão ou madeira são queimados em tal caldeira, a temperatura da fumaça é muito mais alta do que a temperatura de combustão do gás. Por exemplo, a temperatura da fumaça de uma caldeira a gás não excede 200 graus.Ao queimar madeira, a temperatura pode ultrapassar 300 graus. Se a caldeira for alimentada com carvão, a temperatura chega a 600 graus. Às vezes, há um salto de temperatura. Ele começa a subir ao soltar.
É proibido esvaziar a câmara de combustão com combustível sólido, gasolina ou outras substâncias inflamáveis. Esta opção pode causar a ignição da fuligem devido a uma chaminé queimada. É estritamente proibido tentar remover a sujeira dessa forma.
Como calcular a seção transversal da chaminé
Ao escolher, você deve primeiro medir a seção existente do tubo ramificado. Deve ser do mesmo tamanho. É desejável que os tamanhos correspondam. Se o diâmetro for maior, ocorrerá uma queda na pressão e a força de tração diminuirá. É proibido o funcionamento de duas caldeiras de combustível sólido com uma chaminé. Cada um deve estar equipado com um tubo separado. Com a seleção correta do diâmetro, bem como uma instalação feita com competência, sempre haverá uma boa tração.
O tamanho da seção (sq. M) é determinado pela fórmula:
volume de combustível consumido (m3 / s) / velocidade do gás.
A chaminé pode ter uma forma transversal diferente:
- Um círculo.
- Retângulo.
Para operação normal, você pode usar qualquer opção, no entanto, uma seção circular ainda é muito preferível. Quando a fumaça se move dentro do tubo, ela gira em espiral. Qualquer parte estranha no tubo cria oposição ao movimento do fluxo de gás.
Se a superfície interna do tubo for rugosa, a velocidade do gás diminuirá. Quando a fumaça, em movimentos circulares, colide com um ângulo reto, ocorre uma mudança abrupta na trajetória, a mistura ocorre. Como resultado, a fuligem se instala nos cantos.
Isso exigirá uma limpeza constante e completa.
Condensação
Em condições ideais de operação da caldeira (a temperatura dos gases de exaustão na entrada 120-130 ° C, na saída da boca do tubo - 100-110 ° C) e na chaminé aquecida, o vapor de água é levado junto com o gases de combustão para o exterior. Quando a temperatura na superfície interna da chaminé está abaixo da temperatura do ponto de orvalho dos gases, o vapor d'água é resfriado e se deposita nas paredes na forma de minúsculas gotículas. Se isso for repetido com freqüência, a alvenaria das paredes das chaminés e chaminés fica saturada de umidade e desmorona, e depósitos de resina preta aparecem nas superfícies externas da chaminé. Na presença de condensação, a corrente de ar diminui drasticamente e o cheiro a queimado é sentido nas instalações.
Os gases de combustão diminuem de volume à medida que se resfriam nas chaminés, e o vapor d'água, sem alterar sua massa, gradualmente satura os gases de combustão com umidade. A temperatura à qual o vapor de água saturará completamente o volume dos gases de combustão, isto é, quando sua umidade relativa é de 100%, é a temperatura do ponto de orvalho: o vapor de água contido nos produtos de combustão começa a se transformar em um estado líquido. A temperatura do ponto de orvalho dos produtos de combustão de vários gases é de 44 -61 ° С.
Condensação
Se os gases que passam pelos canais de combustão resfriam fortemente e baixam sua temperatura para 40 - 50 ° C, então o vapor de água, formado como resultado da evaporação da água do combustível e da combustão do hidrogênio, se instala nas paredes do canais e a chaminé. A quantidade de condensado depende da temperatura do gás de combustão.
Rachaduras e orifícios na tubulação, por onde penetra o ar frio, também contribuem para o resfriamento dos gases e a formação de condensação. Quando a seção transversal do canal do tubo ou chaminé é maior do que o necessário, os gases de combustão sobem lentamente ao longo dele e o ar frio externo os resfria no tubo. A superfície das paredes da chaminé também tem uma grande influência na força de tiragem: quanto mais lisas, mais forte é a tiragem. A aspereza do tubo reduz a tiragem e retém a fuligem. A condensação também depende da espessura das paredes da chaminé. Paredes espessas aquecem lentamente e retêm bem o calor.As paredes mais finas aquecem mais rápido, mas não retêm o calor, o que leva ao seu resfriamento. A espessura das paredes de tijolos das chaminés que passam pelas paredes internas do edifício deve ser de pelo menos 120 mm (meio tijolo), e a espessura das paredes dos dutos de fumaça e ventilação localizados nas paredes externas do edifício deve ser 380 mm (um tijolo e meio).
A temperatura do ar externo tem grande influência na condensação do vapor d'água contido nos gases. No verão, quando a temperatura é relativamente alta, a condensação nas superfícies internas das chaminés é muito baixa, já que suas paredes resfriam por muito tempo, portanto, a umidade evapora instantaneamente das superfícies bem aquecidas da chaminé e a condensação faz não forma. No inverno, quando a temperatura externa é negativa, as paredes da chaminé são muito resfriadas e a condensação do vapor d'água aumenta. Se a chaminé não for isolada e for fortemente resfriada, ocorre aumento da condensação de vapor d'água nas superfícies internas das paredes da chaminé. A umidade é absorvida pelas paredes do tubo, o que faz com que a alvenaria fique úmida. Isso é especialmente perigoso no inverno, quando os blocos de gelo são formados nas seções superiores (na boca) sob a influência das geadas.
Cobertura de chaminé
Não é recomendado conectar caldeiras a gás com dobradiças a chaminés de grandes seções transversais e alturas: enfraquece a tiragem, aumenta a condensação nas superfícies internas. A condensação também é observada quando as caldeiras são conectadas a chaminés muito altas, uma vez que uma parte significativa da temperatura do gás de combustão é gasta no aquecimento de uma grande superfície de absorção de calor.
Quais materiais devem ser feitos de tubos de escape
Com uma grande variedade de materiais, apenas alguns tipos podem ser usados para o funcionamento da chaminé. Os principais são:
- Tijolo.
- Metal.
- Cerâmica.
Os mais populares são os tubos feitos de tijolos. Eles são capazes de suportar temperaturas muito altas. Seu máximo chega a 1000 graus. Hoje, no telhado de chalés modernos e caros, você pode ver o tubo original feito de Eurobrick. No entanto, ao examinar mais de perto, você notará que os tubos inseridos no interior são visíveis da chaminé de tijolos. Eles podem ser feitos de aço ou cerâmica. A explicação é muito simples. Um tijolo não é bom para o trabalho normal. Em outras palavras, funcionará, mas não por muito tempo. Ele será rapidamente destruído por condensação corrosiva. Portanto, uma inserção é inserida no tubo de tijolo. As cavidades livres são preenchidas com material isolante.
Os tubos sanduíche feitos de cerâmica são capazes de suportar temperaturas muito altas. Pode exceder 1200 graus. Este valor é muito maior do que a temperatura máxima da fumaça após a combustão do carvão.
Esse tubo não tem medo de condensação e quaisquer fenômenos atmosféricos. A drenagem do condensado ocorre através de um orifício especial para o creme. Às vezes, para isso, um recipiente adicional é feito sob a extremidade do regador. A chaminé de cerâmica é instalada na fachada ou no interior do edifício.
A chaminé Schiedel Uni, se a fuligem se inflamar, é capaz de lidar com esse estresse térmico. Ao queimar, a fuligem se aquece até uma temperatura de 1100 - 1200 graus.
Desvantagens da cerâmica
Eles não diferem em sua bela aparência. Seu custo é muito mais alto do que seus equivalentes de aço. A instalação de tais tubos requer habilidade e experiência em construção. Esses tubos continuam populares entre os consumidores de baixa renda.
Chaminé de metal
Para sua fabricação, utiliza-se aço comum ou aço inoxidável. Infelizmente, chaminés de aço não suportam
ambiente agressivo. Quando a caldeira funciona continuamente, o tubo ficará inutilizável em muito pouco tempo, podendo causar um incêndio.
O aço inoxidável usado contém aditivos especiais compostos por vários elementos químicos
- Titânio.
- Níquel.
- Molibdênio.
São eles que salvam o aço inoxidável da corrosão. Para instalação
as caldeiras usam os seguintes tipos de aço:
- 316.
- 316 L.
- 321.
Eles contêm substâncias que permitem que o aço suporte temperaturas na faixa de 700-800 graus. Esses tipos de aço não têm medo de condensação, são neutros aos ácidos, não reagem com outras substâncias agressivas.
O custo de uma chaminé de aço inoxidável está disponível para o comprador médio. É considerado o mais adequado para instalação em caldeira a combustível sólido.
Chaminé de vidro
Muito raro. Suas qualidades positivas incluem:
- Baixa inércia térmica.
- A corrosão nunca ocorre.
- Aparência original.
O custo de tal projeto é muito alto. Portanto, é muito raro. Além disso, sua instalação é muito trabalhosa e custa muito dinheiro.
Dispositivo e instalação
Quando é feita a instalação de uma chaminé metálica, o trabalho começa por baixo, subindo gradualmente. Pipes podem ser conectados de várias maneiras:
- Pelo movimento da fumaça.
- Condensado
Quando a caldeira é ligada à chaminé de acordo com a primeira opção, a instalação é efectuada a partir da caldeira. A segunda opção, ao contrário, é para a caldeira. Uma estrutura metálica consiste em várias partes:
- Vidro.
- Tubos de sanduíche.
- Coletor de condensado.
- Supressor de faíscas.
- Cabeça.
- Limpador.
Para criar uma conexão confiável, o seguinte é estabelecido:
- Adaptadores.
- Tees.
As juntas são fixadas com grampos do lado de fora.
Dispositivo de chaminé
Dispositivo de chaminé
Independentemente do material usado para a instalação, todas as chaminés para caldeiras de combustível sólido são estruturalmente semelhantes. O sistema de exaustão de fumaça consiste nos mesmos componentes funcionais:
- Chaminé. Seção cilíndrica ou retangular através da qual os produtos da combustão são retirados da caldeira. Deve ser feito de material durável e resistente ao calor.
- Coletor de condensado. No curso de física, todos se lembram que quando o ar aquecido entra em contato com uma superfície fria, forma-se condensação - pequenos acúmulos de umidade. Para evitar que as gotas de água entrem na caldeira, a chaminé deve ser dotada de um meio para as retirar do sistema. O coletor de condensado é equipado em sua parte inferior, que não entra em contato direto com a caldeira, mas é conectada através de um T.
- Gate - um amortecedor para cortar o fornecimento de ar da caldeira ao sistema. O portão é necessário para um funcionamento econômico - de forma que após a parada do funcionamento da caldeira, a saída de ar quente para o ambiente externo seja bloqueada.
Este é um sistema típico de gases de combustão. Ao trabalhar com materiais específicos, pode haver pequenas diferenças e adições. Por exemplo, chaminés de aço são equipadas com um compensador de deformação linear. Ele é o responsável pela estanqueidade e confiabilidade do sistema, pois ciclos constantes de aquecimento e resfriamento levam ao afrouxamento da chaminé. Isso reduz o aperto de encaixe dos componentes.
Requisitos tecnológicos
Os seguintes requisitos técnicos devem ser observados:
- Uma área dedicada deve ser fornecida para dispersar a fumaça. É um tubo vertical instalado atrás do bico de uma caldeira de combustível sólido. A seção de aceleração tem um metro de altura.
- A chaminé é instalada apenas na vertical. Um desvio não superior a 30 graus é permitido.
- A presença de desvios é proibida.
- O comprimento é muito importante (3 - 6 metros).
- Três seções horizontais são permitidas. Além disso, o comprimento de cada um não deve ultrapassar meio metro.
- A altura da cabeça sobre o telhado deve ser superior a 100 cm.
- A fixação do tubo à parede é realizada em incrementos de 1,5 metros.
- Para criar uma junta vedada, os tubos são abundantemente lubrificados com um selante resistente ao calor.
Para obter o calado ideal, é necessário que o projeto da chaminé tenha um número mínimo de voltas. Um tubo plano é considerado o melhor.
A chaminé pode ser instalada dentro ou fora do edifício. Para a primeira opção, é necessário proteger o tubo para que não entre em contato com materiais combustíveis. É utilizada uma tela especial de metal, instalada no local onde o tubo passa pelo teto. A chaminé deve estar a mais de 25 cm da parede.
As estruturas externas parecem muito mais seguras. Eles são muito mais fáceis de manter. Os mestres consideram este método o mais preferível.
Altura do tubo
Este tamanho é determinado pelo SNiP, que define certos parâmetros:
- Se o telhado for plano, a chaminé deve subir 1,2 metros acima dele.
- Se a chaminé estiver localizada perto da crista e a distância for inferior a 1,5 metros, ela deve subir 0,5 metros ou mais acima da crista.
- Quando o tubo está localizado na faixa de 1,5 - 3 metros até a crista, ele não deve estar abaixo da linha da crista.
- Se a localização da chaminé a partir da cumeeira ultrapassar 3 metros, sua altura deve ser em uma linha que passe a partir da cumeeira, mantendo um ângulo de 10 graus, em relação ao horizonte.
Para determinar a altura da chaminé, um grande número de indicadores são levados em consideração. Os parâmetros apresentados acima aplicam-se apenas a equipamentos a gás. Para fazer um cálculo preciso, você deve utilizar os serviços de uma empresa especializada.
Engenharia de segurança contra incêndio
A instalação de uma chaminé é permitida de acordo com os requisitos:
SNiP 2.04.05-91U.
DBN V 2.5-20-200.
NAPB A.01.001-2004.
A instalação deve ser realizada apenas por profissionais. A secção da chaminé deve corresponder ao valor indicado pelo fabricante nas instruções fornecidas com a caldeira.
A altura da chaminé exigida é geralmente recomendada pelo fabricante ou deve ser superior a 5 metros.
Se houver uma seção horizontal, seu comprimento não deve ultrapassar um metro.
O projeto deve prever a possibilidade de drenagem do condensado, bem como a limpeza do duto de gases de combustão.
Como conectar uma chaminé
Todas as conexões de peças para o bico de uma caldeira de combustível sólido são feitas com um selante resistente ao calor que pode suportar temperaturas na faixa de 1250-1500 graus.
Quando não há correspondência entre o diâmetro da chaminé e o tamanho da saída da chaminé, é instalado um adaptador para criar uma junta estanque.
Como as peças são coletadas
Qualquer parede simples, assim como um sanduíche com isolamento, são montados com apenas uma opção: "o tubo é inserido no tubo". As juntas das partes da chaminé não requerem a instalação de grampos adicionais.
Se a estrutura for de aço inoxidável especial, a montagem é feita apenas por condensação. Nesse caso, o condensado, bem como os depósitos de alcatrão resultantes, nunca sairão, eles serão drenados ao longo das paredes da tubulação diretamente para o dreno de condensado.
Se for utilizada uma revisão na chaminé e forem instalados tês, a montagem de todas as peças é feita "a fumo". A montagem das partes verticais que se estendem desde o T é feita "por condensação".
Se for necessário fazer uma manga para o canal, a folga formada entre o tubo e o canal deve ser superior a 4 cm, necessária quando o metal se dilata durante o aquecimento.
Para que as partes da sanduíche da chaminé tenham uma fixação mais rígida, são instalados rebites ou aparafusados parafusos auto-roscantes.
Fixação de chaminé
O tubo é fixado à parede apenas com materiais especiais.
A estrutura de parede única deve ser fixada com um passo de fixação de 1,5 metros em todas as seções verticais do tubo.
Caso a sanduiche da chaminé não tenha estrutura de suporte, cada elemento deve ser protegido.
Se o sistema usar um T de 45-87 graus ou um cotovelo de 45-90 graus, a instalação é realizada de forma que a carga nas partes rotativas dessas peças seja completamente eliminada.
Se um suporte adicional for necessário para a instalação, use um suporte de chão instalado sob a revisão.
Quando a chaminé se eleva acima do telhado mais de 1,5 metros, é obrigatório instalar um suporte sob o trecho.
Passagem através de tetos
Para fazer uma passagem através da parede de uma casa ou sua sobreposição, é necessário usar os códigos de construção que estão em vigor na Ucrânia hoje.
Se uma chaminé sanduíche com isolamento passar pelas paredes de madeira, uma manga de viagem deve ser instalada e outra camada de isolamento térmico é aplicada.
Quando a chaminé é instalada através do telhado, os construtores devem instalar uma parte especial adicional do tubo, o chamado "telhado". Outra camada adicional é criada, consistindo de materiais de isolamento à prova de fogo.
A fase final de construção
Quando uma chaminé de tijolo é instalada, sua parte superior é fechada com uma parte adicional - uma extremidade.
Normalmente, o topo do tubo é coberto por um defletor ou um lindo fungo.
Se a cobertura do telhado do edifício for feita de um material perigoso de incêndio, como telhas de betume, um supressor de faíscas especial é montado no topo da chaminé.
Se uma caldeira a gás for instalada em casa, a instalação do defletor é estritamente proibida. De acordo com os regulamentos em vigor, a parte superior do tubo do aparelho a gás está sempre aberta.
Instalação de chaminé
O sistema de exaustão de fumaça é instalado na seguinte sequência:
- A caldeira de combustível sólido é instalada na sala da caldeira desta formade modo que o tubo do ramal fique voltado para a parede externa da sala da caldeira.
- Uma chaminé é comprada para caldeiras de combustível sólido. Existem vários modelos, que podem diferir em potência, dos quais depende o diâmetro do tubo de saída. O diâmetro do tubo que será utilizado no sistema de gases de combustão deve ser dimensionado corretamente para que coincida totalmente com o tubo de saída da caldeira.
- Faça um furo na parede com uma britadeira ou outra ferramenta adequadamaior do que o diâmetro do tubo.
- Na parte de trás da parede, o suporte é instalado diretamente sob o orifício na parede. O suporte deve ser fixado com segurança à parede com fechos rosqueados. A massa da chaminé é bastante significativa, aliás, em caso de vento forte, mesmo uma chaminé redonda tem windage, portanto, na parte inferior da chaminé deve ser fixada com muita segurança.
- O segundo suporte é instalado a uma distância de 3 metros acima do suporte inferior e também é fixado com segurança à parede. Se a casa tiver mais de um andar, outro suporte deve ser instalado diretamente sob o telhado da casa.
- Uma parte do tubo é instalada no orifício da parede, que é especialmente projetado para esse fim. Normalmente, este segmento consiste em duas camadas de tubo de aço e isolamento entre elas. Sobreposições decorativas são instaladas neste segmento em ambos os lados, que são fixadas na parede com parafusos. Assim, o buraco na parede ficará absolutamente hermético - apenas no meio da chaminé sairá fumaça e outros produtos da combustão passarão.
- Do lado da sala da caldeira, esta parte do sistema de exaustão de fumaça é conectada de forma confiável à caldeira. usando um adaptador especial de metal de camada única.
- Um T é instalado no lado reverso da parte do tubo que passou pela parede, de modo que uma parte do tee fique voltada para baixo, a outra para cima e a terceira seja colocada na cavidade do segmento de tubo que passa através da parede. A parte inferior desse T é montada em um suporte e fixada com segurança com uma braçadeira especial.
- Duas ou três seções do sistema de exaustão de fumaça estão interconectadas, tal conjunto é instalado na saída superior do T e é fixado no suporte superior com uma braçadeira.
- O resto do sistema de exaustão de fumos é recolhido no solo e depois instalado numa secção já fixa da chaminé. Se o comprimento desta terceira parte for significativo, então um trecho é obrigatório, que é fixado no topo do tubo. Instalada a chaminé, é possível verificar o rendimento da caldeira. Se a instalação da chaminé foi realizada corretamente e o corte transversal, o comprimento do tubo corresponde à capacidade do dispositivo de aquecimento, então a tiragem será sempre boa e o combustível queimará, liberando intensamente a quantidade máxima de calor energia.
O sistema de exaustão de fumaça para dispositivos de aquecimento de combustível sólido, que é feito de tijolos refratários, também é erguido paralelamente à parede. Neste caso, o tubo de ramal da caldeira é direcionado através de um orifício na parede para a cavidade interna do sistema de exaustão de fumaça desse tipo.
Um sistema com este design é inferior aos sistemas que consistem em tubos de aço inoxidável. Em tais estruturas, o empuxo será visivelmente menor na mesma altura. Isso se deve à superfície interna do tubo muito gofrada, bem como ao formato retangular dessa estrutura. Uma desvantagem significativa das estruturas de tijolo é o grande tempo gasto na construção de tal sistema de remoção de fumaça.
