Jak vypočítat průměr komínového potrubí pro kotel na plyn a tuhá paliva

Tah v systému odvodu kouře kotle nebo kamen je nezávislý složitý aerodynamický proces, pohyb produktů spalování paliva z oblasti s vysokým tlakem vzduchu v topeniště do nejnižší oblasti při výstupu kouře do atmosféry. Proto je tah v kouřovodu kotle považován za obzvláště důležitý ukazatel při navrhování vytápění soukromého domu. Průměr komína pro kamna určuje rychlost pohybu plynovzdušného prostředí a v důsledku toho vytváří tah v komínech. Musí být dostatečný k zajištění úplného spalování paliva v topeniště.

Důležitost výpočtů parametrů komína

Pokud je kotelní zařízení vypočítáno nesprávně, dojde k efektu zpětného tahu, kdy spaliny nebudou vypouštěny do atmosféry, ale budou se dostávat do obytných místností. V takové situaci existuje dokonce možnost vzniku nebezpečí požáru, pokud do místnosti pronikne horký kouř. Proto je při konstrukci komína důležité přesně vypočítat jeho geometrické vlastnosti, které zaručí vytvoření pracovního tahu dostatečného pro úplné odstranění spalin a zajištění vysoké účinnosti topné jednotky pracující na přírodní palivo.

Provoz zdroje tepla na pevné, kapalné nebo plynné palivo závisí výhradně na následujících parametrech komína:

1. Délka potrubí. Nejprve budete muset stanovit maximální výšku budovy a také vzdálenost v metrech od hřebene střechy v místě, kde se plánuje instalace plánovaného komína. V důsledku toho jsou s tímto ukazatelem spojeny všechny nejdůležitější parametry systému odvodu kouře ve výstavbě. Je třeba vzít v úvahu, že příliš vysoké kouřové kanály doslova „sežerou“ podtlak v kouřovodu, v důsledku čehož zdroj tepla nebude schopen efektivně spalovat palivo z potrubí a ze všech štěrbin se bude valit černý kouř. Neméně nebezpečné jsou i příliš nízké potrubí vzhledem ke střeše.
2. Průměr komína pro kamna na dřevo. Ve vztahu k této velikosti je nutné brát v úvahu nikoli konkrétní číslo, ale spíše geometrii komína. Odborníci na kamna tvrdí, že kvalitní systém odvodu kouře, který funguje podle všech zákonů aerodynamiky a tepelné techniky, má kulatý průřez. V tomto případě se v kanálech nezadržují usazeniny sazí v takové míře, takže takový systém vyžaduje méně čištění. Ve vztahu ke konkrétní velikosti by měla být vybrána na základě průřezu hlavního výstupního potrubí kotle nebo jiného zdroje tepla. Výrobce nedoporučuje používat potrubí s větším nebo menším rozměrem z důvodu vysokého rizika podtlaku.
3. Kromě určení D potrubí je nutné zohlednit i tahovou sílu. K tomu se používá Bernoulliho zákon, do vzorce se zadávají údaje o teplotě venkovního a vnitřního vzduchu a také o tlaku média. Konečný výpočet zohledňuje celkovou ztrátu tlaku vzduchu ve dvou bodech: ve spalovací komoře a na výstupu z komína. Konečná velikost tahu pro pece musí překročit všechny tlakové ztráty v plynovzdušném traktu.

Optimální ukazatele průměru komína

Pro laika je poměrně obtížné provést úplný výpočet komína. K tomu je lepší využít rady topenářů ohledně výběru optimálního ukazatele:

1. S maximálním tepelným výkonem topného zařízení až 3.0 kW bude postačovat potrubí o průměru 140 mm.
2. Pokud má kotel výkon do 4.5 kW, optimální rozměry kouřovodu jsou nejméně 140 mm.
3. Při použití kotle s vysokým výkonem 7.5 kW musí být průměr komínového potrubí alespoň 150 mm.

Uživatel, který zná tepelný výkon kotle, může provést přibližný výpočet komína na základě optimálních hodnot a porovnat jej s ukazatelem výstupního potrubí kotle. Můžete se také odkázat na pokyny výrobce, které upravují schéma instalace se všemi parametry systému odvětrávání kouře. V případech, kdy tepelný výkon není znám, se výpočty provádějí na základě hodinové spotřeby paliva spáleného instalací nebo lze tento ukazatel určit z pasportu tepelného generátoru.

Stejně důležitým ukazatelem pro přesný výpočet geometrických parametrů kouřovodu je teplota výfukových plynů na vstupu do potrubní sekce.
Tento parametr souvisí s druhem a kvalitou spalovaného paliva a účinností topných ploch kotle. U správně konfigurovaného zařízení by se měl pohybovat v rozmezí 150-200 °C.

U krbů je velký význam také optimální rychlost pohybu plynu kouřovodem; tento ukazatel se obvykle bere jako 2 m/s s přirozeným tahem kamen 4 Pa na 1 m kouřovodu.

Metody a pravidla výpočtu

Pravidla výpočtu mají své vlastní tolerance, které je třeba znát před výpočtem průměru potrubí. Existuje několik metod výpočtu, které závisí na tom, kdo a za jakých podmínek je bude provádět:

1. Vysoce přesné, používané při výrobě kotlů a prováděné konstrukčními odděleními výrobců zařízení.
2. Přibližné výpočty prováděné neodborníky na základě grafů, diagramů a tabulek.
3. Automatické, získané na základě online výpočtu.

Přesné výpočty jsou ty, které berou v úvahu mnoho faktorů:
teplota výfukových plynů na výstupu z kotle a z potrubí, rychlost pohybu plynů v peci a v úsecích systému odvodu kouře, ztráta tlaku plynu během pohybu v plynovzdušném traktu. Většina těchto parametrů je experimentálně získávána výrobci kotlových zařízení a závisí na značce kotle, proto tento typ výpočtu není pro uživatele prakticky dostupný.

Pokud jde o přibližnou metodu, před výpočtem průměru komína se berou v úvahu charakteristiky objemu topeniště. Pro určení geometrických parametrů trubek existují různé tabulky a grafy. Například s rozměry topeniště 500X400 mm je potřeba kulatá trubka od 180 do 190 mm.

Třetí metoda je založena na použití speciálních online kalkulaček. Zohledňují téměř všechny důležité parametry, takže poskytují velmi přesné výsledky. Aby je operátor mohl použít, bude potřebovat znát mnoho vstupních dat.

přesná metoda

Přesné výpočty jsou založeny na poměrně pracném matematickém základu. To vyžaduje znalost základních geometrických charakteristik potrubí, zdroje tepla a použitého paliva. Pro takový výpočet můžete použít následující metodu pro určení průměru kulaté trubky pro kamna na dřevo.

Vstupní parametry pro výpočet:

• Teplota plynu na výstupu z kotle je t – 151 °C.
• Průměrná rychlost pohybu výfukových plynů je 2.0 m/s.
• Odhadovaná délka potrubí, které se standardně používá pro kamna, je 5 m.
• Hmotnost spáleného dřeva B = 10.0 kg/hod.

Na základě těchto údajů se nejprve vypočítá objem výfukových plynů:

Kde V je objem vzduchových hmot potřebných pro úplné spálení paliva – 10 m3/kg.

švédská metoda

Výpočet komína se často provádí touto metodou, i když je přesnější při výpočtu spalinových systémů krbů s otevřenými topeništěmi.

Podle této metody se pro výpočet používá velikost topeniště a jeho objem plynu. Například pro krb s portálem o výšce 8 m zdiva a šířce 3 m zdiva, což odpovídá rozměru F = 75.0 x 58.0 cm = 4350 cm2. Vypočítá se poměr F / f = 7.6 % a z grafu se zjistí, že obdélníkový komín s takovou velikostí nebude fungovat, je možné použít konstrukci s kulatým průřezem, ale jeho délka by měla být alespoň 17 metrů, což není nijak zvlášť vysoká hodnota. V tomto případě je lepší volit z opačné strany, tedy podle minimálního požadovaného průměru průřezu. Snadno se zjistí podle výšky budovy, například u dvoupatrového domu je výška od krbu k hlavici komína 2 m.

Poměr F/f = 8.4 %, f = F× 0.085 = 370.0 cm2

D= √4 × 370 / 3,14 = 21.7 cm.

Faktory ovlivňující ukazatele

Pokud jde o parametry kouřovodu, nelze říci, že čím vyšší je, tím výhodnější. Extrémně dlouhý nebo široký kouřovod zvyšuje náklady na výstavbu kouřovodů. Kotel nebo kamna s takovým kouřovodem se opotřebují nadměrným tahem, palivo rychle shoří a jeho značná část zbytečně unikne do atmosféry, čímž se sníží účinnost topného systému.

Velikost průřezu ovlivňuje délku komínové trubky pouze částečně. Jinými slovy, uživatel nebude moci zvětšit její průměr pro zvýšení účinnosti. V tomto ohledu odborníci nedoporučují experimentovat s velikostmi průřezů trubek kamna, upravovat je podle určitých výškových ukazatelů, například je dělat nižšími než 5 m nebo vyššími než 7 m. Tah bude v celé konstrukci stejný, naopak velmi velký průměr trubky může tah snížit v důsledku vírů, které odtrhávají hořák od plynové trysky.

Výpočet délky potrubí závisí více na výšce objektu, na kterém je umístěno, a na typu střešní krytiny. Ukazatel nad úrovní střechy je důležitějším ukazatelem pro výpočet optimálního průřezu potrubí.

Délka komínového potrubí od roštu k výstupnímu bodu musí být alespoň 5 m. Pokud je střecha provedena jako plochá konstrukce, musí být výška potrubí alespoň 50.0 cm. Na šikmých konstrukcích, pokud je umístěno ve vzdálenosti do 1.5 m od hřebene, musí vystupovat alespoň o 50.0 cm vzhledem k krajnímu nebo patici. Pokud je umístěno do 1.5–3.0 m od hřebene, nesmí být jeho vrchol nižší než on nebo patice.

V některých případech je potrubí umístěno dále než 3 m od linie hřebene, pak se jeho minimální výška vypočítává pod úhlem 10 stupňů vzhledem k horizontu. V případě, že se v blízkosti nacházejí velké výškové objekty a kotel nebo krb spaluje dřevo, pak se výška kouřovodu volí vyšší než střecha blízkých domů.

Doporučení pro umístění a konstrukci potrubí:

1. Není třeba instalovat komíny v blízkosti vikýřových oken, aby náhodný vítr nefoukal produkty spalování do podkroví.
2. Také se nedoporučuje instalovat výfukové potrubí a větrací kanály v údolích, aby se nevytvářely sněhové kapsy.
3. Když vnější část komína vystupuje, není nutné ji pevně vyztužovat střešní konstrukcí a krokvemi, protože pokud se potrubí zřítí v hurikánu, poškodí se celá střecha.

Kompetentní výpočet všech charakteristik budoucího systému odvodu kouře je zárukou jeho provozuschopnosti a efektivního provozu veškerého kotelního zařízení. Nedostatek ve výpočtech, které lze provést ve fázi návrhu, povede k nouzovému režimu s následným zničením systému. Jednoduché výpočty založené na dlouholetých zkušenostech odborníků umožňují uživateli provést je kvalitativně a určit technické parametry potrubí pro odvod kouře.

Autor Evgeniy Doba čtení 4 min Zhlédnutí 21 Publikováno 27.12.2023

Jak správně vypočítat požadovaný průměr komínové trubky? Při návrhu autonomního topného systému je třeba nejprve vyřešit tento problém. V převážné většině případů je komínová trubka vybrána podle přibližných parametrů – z nějakého důvodu se věří, že čím větší je její průměr, tím lépe. To ale zdaleka není pravda. Aby topný systém fungoval optimálně, je nutné provést správný výpočet komína.

Počáteční parametry

Existují určité parametry, které přímo ovlivní vlastnosti budoucího komína. Nejdůležitější z nich jsou:

• Typ topného zařízení. Ve většině případů je pro kamna a kotle na tuhá paliva potřeba organizace výfukového systému plynu. V tomto případě se bere v úvahu objem spalovací komory a plocha otvoru komory pro vstup vzduchu do topeniště – popelník. Často se počítá pro domácí kotle na plyn nebo naftu.
• Celková délka komína a jeho konfigurace. Optimální provedení je 5metrové provedení s přímou linií. Každá rotační jednotka vytváří další vířivé zóny, které negativně ovlivňují trakci.
• Geometrie části komína. Ideální možností je válcový design. Ale pro zdivo je velmi obtížné dosáhnout tohoto tvaru (chcete vědět proč?). Proto je čtvercový (obdélníkový) úsek méně účinný, ale zároveň vyžaduje méně práce.

Vezmeme-li v úvahu všechny tyto faktory, můžete začít provádět výpočty.

Příklady výpočtů – přesné a přibližné

Přesné výpočty jsou založeny na poměrně složité matematické platformě. Vyžadují znalost základních fyzikálních vlastností komína, topného zařízení a paliva. Příkladem je výpočet standardní kulaté trubky bez otočných spojů, která se připojuje ke kamnům na dřevo. Vstupní parametry pro výpočet budou:

Přečtěte si: Vermilogic – komín vyrobený z vermikulitu, vlastnosti a vlastnosti

Na základě těchto údajů můžete přejít přímo k výpočtům. V první fázi je nutné zjistit objem unikajících plynů. Existuje na to vzorec:

Kde V je objem vzduchu, který bude potřeba k udržení spalovacího procesu při rychlosti 10 kg/hod. To se rovná 10 m³/kg.

Dosazením hodnot dostaneme výsledek:

Dále dosadíme tuto hodnotu do vzorce pro výpočet průměru potrubí:

Jak vidíte, pro takový přesný výpočet je nutné znát všechny parametry budoucího výfukového systému plynu. V praxi se toto schéma používá extrémně zřídka, alespoň pro organizaci domácího autonomního vytápění. Existují i ​​jiné způsoby, jak zjistit průměr komína.

Můžete se orientovat podle rozměrů spalovací komory. Na jeho velikosti totiž závisí množství spáleného paliva, potažmo objem výfukových plynů. U otevřených topenišť a komínů s kulatým průřezem je poměr 1:10. Tito. pokud je rozměr spalovací komory 50*40 cm, pak bude optimální průměr komína 18 cm.

Pokud plánujete postavit cihlovou konstrukci, pak bude poměr mírně odlišný – 1: 1,5. V tomto případě musí být průměr komínového systému větší než velikost dmychadla. Kromě toho bude čtvercový průřez alespoň 140 x 140 mm. Jak bylo uvedeno výše, je to způsobeno turbulencí, která se vytváří v cihlové trubce.

švédská metoda

Ve všech výše popsaných metodách se nebere v úvahu výška výfukového systému plynu. Využívá poměr plochy spalovací komory k průřezu potrubí. V tomto případě se bere v úvahu i jeho výška. Základním nástrojem je prezentovaný graf.

Budou vyžadovány následující údaje pro výpočet:

Přečtěte si: Teploměry pro topné kotle – typy a instalace

Nechť F je například 77*35=2695 cm a f je 26*13=338. Proto je poměr (338/2695)*100%=12,5%. Kontrolou této hodnoty oproti grafu můžete vidět, že optimální výška potrubí pro takové parametry může být asi 5 m.

Tato metoda je však vhodnější pro krbové systémy, protože se nebere v úvahu objem vzduchu pro topeniště.

Volba metody pro výpočet průměru komína může být různá, ale pro složité topné systémy je důležité optimálně přesné schéma. To platí zejména pro dlouho hořící nízkoteplotní topná zařízení.