Dymovod pre kotolňu: výpočet výšky a prierezu podľa technických noriem

Hlavnou funkciou, ktorú by mal dymovod pre kotolňu plniť, je odvádzať spaliny z kotlov do ovzdušia a rozptyľovať ich v tomto priestore. Má aj doplnkovú funkciu: vytvárať prirodzený ťah, ktorý vzniká v dôsledku rozdielu teplôt v ohnisku a vonku.

Oboznámime vás s druhmi dymovodov, ktoré sa klasifikujú na základe konštrukčných vlastností a materiálu rúr. U nás sa dozviete, ako sa vykonáva výpočet geometrických parametrov na konkrétnom príklade. Naše rady vám pomôžu rozhodnúť sa o type a rozmeroch dymovodu.

Typy dymovodov

Vo veľkých kotolniach prirodzený ťah nemôže zabezpečiť dokonalé horenie, preto sa vytvára umelo pomocou dymových čerpadiel. Proces horenia a vypúšťanie jeho produktov do ovzdušia by mal čo najmenej škodiť životnému prostrediu a nespôsobovať havarijné situácie v dôsledku tlaku v ohniskách presahujúceho normu.

Konštrukčne sa rúry pre kotolne navzájom veľmi líšia, a to jednak typom nosnej konštrukcie, ako aj materiálom výroby. Podľa prvého znaku rozlišujeme niekoľko typov rúr.

Samonosné dymovody kotolní

Takéto vertikálne konštrukcie sú jedno- alebo viacrurové. Odvádzajú produkty spaľovania z kotolní a kotlov.

Používajú sa nezávisle od druhu paliva, ale pri dodržaní niektorých požiadaviek:

1. Teplota dymových plynov prechádzajúcich samonosnými rúrami by nemala presahovať 350 stupňov C.
2. Produkty spaľovania nesmú byť chemicky agresívne.
3. Optimálne snehové zaťaženie pre samonosné konštrukcie je 250 kg na cm², veterné zaťaženie 30 kg na cm² v podmienkach II veternej oblasti.

Samonosný komín sa inštaluje na strechu a upevňuje sa vnútri budovy. Jeho konštrukčné vlastnosti umožňujú prepravu a montáž na mieste, pretože pozostáva z jednotlivých sekcií, ktoré predstavujú 3-vrstvové sendvičové rúry. Konštrukcia je k základu upevnená pomocou kotiev.

Vnútri rúry sa nachádza vrstva vyrobená z pevnej ocele, ktorá je odolná voči látkam uvoľňovaným pri spaľovaní. Vonkajšia vrstva chráni pred atmosférickými vplyvmi.

Dymové komíny pre veľké kotolne sú najčastejšie samonosné. Ide o konštrukciu postavenú podľa individuálneho projektu s vlastnou infraštruktúrou.

Parametre dymových konštrukcií musia zodpovedať požiadavkám uvedeným v normatívnych dokumentoch. Ich výpočet je založený na faktoroch, ako je počet kotlov, výkon, druh paliva. Nevyhnutne musia byť zohľadnené normy pre emisie do ovzdušia. V niektorých prípadoch sú dymové komíny vybavené plošinou, rebríkom, revíznym otvorom a svetelným oplotením.

Stĺpové dymové konštrukcie

Rúra tohto typu pozostáva z vonkajšieho plášťa z vysokouhlíkovej ocele a vložených vnútorných rúr rôznych priemerov z nehrdzavejúcej ocele na odvod plynov. Konštrukcia je upevnená v kotevnom koši zaliatom do základu. Môže ich byť jeden aj viac. Aby sa vnútri neusadzoval kondenzát, používa sa tepelná izolácia.

Časť stĺpovej rúry. Tu v reze je vidieť, že vnútri je umiestnených niekoľko rúr rôznych priemerov z nehrdzavejúcej ocele.

Výhodou takéhoto konštrukčného riešenia je dlhá životnosť a možnosť pripojenia viacerých kotlov. Hrúbka ocele a jej trieda sa vyberajú na základe teploty a agresivity produktov spaľovania.

Priemer každého kmeňa môže dosiahnuť jeden a pol metra, a ak sa plánuje používať spoločný dymovod pre niekoľko kotlov, potom je potrebný priemer okolo 3 m. Aby sa netvoril kondenzát, kmene sa pokrývajú tepelnou izoláciou.

Vlastnosti prifasádnych a fasádnych dymovodov

Prifasádne dymovody sa inštalujú pre kotolne, ktoré sú pristavané k domu alebo vstavané. Upevňujú sa na stenu budovy pomocou konzol. Súčasťami dymovodu sú kmene a rám alebo kotviace upevnenia.

Kmeň má 3 vrstvy: vnútri nehrdzavejúca oceľ, potom tepelná izolácia a pozinkovaná oceľ. Rúry sú určené pre kotolne, kde kotly pracujú na plyn alebo kvapalné palivo.

Najčastejšie sa fasádne rúry umiestňujú pozdĺž vonkajšej steny budovy. Pri výbere značky ocele a hrúbky steny rúry sa zohľadňuje chemické zloženie odvádzaných plynov a ich teplota.

Prifasádne a fasádne rúry prenášajú hmotnostné zaťaženie cez dodatočný spodný základ a veterné zaťaženie cez vibroizolačné upevnenia. Tento typ dymovodov je z hľadiska materiálových nákladov najekonomickejší kvôli absencii nosných konštrukcií a pevného základu.

Modulárny systém použitý pri vytváraní kmeňov na odvod plynu zabezpečuje ľahkú výmenu poškodených častí.

Rúry priehradového typu

Takáto kovová konštrukcia pozostáva z rúr upevnených na pevnom samonosnom stĺpe priehradového typu. Priehrada je zase ukotvená v kotviacej koši, zaliatom do základu. Dymovody priehradového typu sú vhodné na použitie v regiónoch s nebezpečnou seizmologickou situáciou.

Konštrukcia priehradového typu zahŕňa od 1 do 6 kmeňov. Stĺp je vyrobený z rúrkového profilu. Profilová rúra môže mať v priereze štvorec alebo trojuholník. Závisí to od počtu kmeňov.

Na zabránenie korózie sa odvody plynu natierajú základným náterom, potom sa natierajú farbou.

Kmeň na odvod plynov je zložený z modulov pozostávajúcich z 3 vrstiev:

• vnútornej, ktorá je v priamom kontakte so splodinami horenia a je vyrobená z nehrdzavejúcej ocele špeciálnych druhov;
• hrúbky 5-6 cm, ktorá plní úlohu tepelnej izolácie;
• vonkajšej, ktorá chráni tepelnoizolačnú vrstvu pred negatívnymi vplyvmi prostredia.

Na antikorózny náter sa používajú farby s vysokým obsahom zinku. V niektorých konštrukciách môžu byť vo vnútri stĺpa rebríky a plošiny, ktoré uľahčujú údržbu. Konštrukčné prvky rúr tohto typu sú relatívne ľahké, čo uľahčuje ich prepravu aj montážne práce.

Stožiarové dymovody

Centrálnym prvkom stožiarovej rúry je nosná veža – troj- alebo štvormožiarová, na ktorú sú pripevnené dymovody. Všetky uzly konštrukcie sa montujú na základ v tvare betónového vankúša, začínajúc zdola a postupne sa posúvajúc nahor. Pri montáži sa používa nýtové spojenie alebo samorezné skrutky.

Nosná konštrukcia mastovej rúry je zostavená z oceľových profilov, spojených navzájom výstuhami a uholníkmi. Svojím základom sa stĺp opiera o základ a upevňuje sa kotviacimi prvkami.

Zvyčajne sa jednotlivé prvky prepravujú na miesto montáže a zostavujú ako stavebnica. Tento proces trvá len krátko – niekoľko hodín. Dymovod môže dosahovať výšku maximálne 28,5 m. Stabilitu dymovodu zabezpečujú výstuhy – oceľové lanká s priemerom od 1,6 do 2 cm. Tie kompenzujú pôsobenie bočných síl.

Materiály na stavbu rúr kotolní

Systémy na odvod dymu sa stavajú z rôznych materiálov – tehly, ocele, keramiky, polyméru. Tehlový dymovod, budovaný nad tehlovými pecami a krbmi, sa vyznačuje dobrou mechanickou pevnosťou, vynikajúcou tepelnou kapacitou a pomerne vysokým stupňom požiarnej bezpečnosti.

Nedostatkov týchto konštrukcií je tiež nemálo, preto sa v modernom stavebníctve úplne tehlové dymovody vyskytujú stále zriedkavejšie. Normatívne dokumenty obmedzujú výšku tehlových rúr na 30-70 m a priemer na 0,6-8 m.

Na stenách tehlovej rúry s množstvom výstupkov a prehĺbin vnútri vždy usadzuje veľa kondenzátu a sadzí, ktoré obsahujú oxidy síry. Tie pri reakcii s vodou vytvárajú kyseliny, aktívne ničiace tehlu.

Nerovnosti povrchu, zúženie priechodu v dôsledku postupného narastania vrstvy sadzí, sú príčinou zníženia rýchlosti prechodu dymu a prevrátenia ťahu v dymovodnom kanáli.

Odolnejšie voči kondenzátu a vplyvom vonkajších faktorov sú keramické dymovody, majú vysokú žiaruvzdornosť. Tento systém má však veľkú hmotnosť, pretože vnútri sa nachádzajú kovové tyče, ktoré mu dodávajú dodatočnú pevnosť. Z toho vyplývajú požiadavky na povinné zriadenie samostatného základu a podpier, čo zvyšuje náročnosť a náklady na montáž.

Polymérové dymovody sú vhodné v kotolniach s maximálnou teplotou 250 °C, pri montáži plynových kolón. Sú ľahké, flexibilné a odolné, ale relevantné iba pre plynové zariadenia.

Zariadenie na odvod dymu z nehrdzavejúcej ocele – zostava pozostávajúca z jednotlivých prvkov dymovodu, spojených navzájom pomocou tvarových dielov: T-kusov, hrdiel, deflektorov, T-kusov, oblúkov. Oceľové dymové rúry sa používajú najmä na plynové kotly.

Montáž takého dymovodu je možné vykonať aj po postavení budovy v krátkom čase. Existuje veľký sortiment spojovacích dielov, preto je možné rúre dať akúkoľvek konfiguráciu.

Modulárny komín možno bez väčšej námahy demontovať a presunúť na iné miesto. Výhodou konštrukcie je aj jej nízka hmotnosť, čo umožňuje zaobísť sa bez základov, odolnosť voči vlhkosti, nízke usadzovanie sadzí na vnútorných stenách, vysoká rýchlosť prietoku spalín.

Sanitárno-technické normy povoľujú používať oceľové rúry na stavbu komínov s výškou viac ako 30 m, výnimka je možná iba v prípade, že za deň sa spotrebuje menej ako 5 t viacpopolového paliva. Dôvodom je, že životnosť takýchto stavieb je 10 rokov, a ak sa používa vysoko-sírne palivo, výrazne sa skracuje.

K variantom, ktorých telo je vyrobené z oceľovej zliatiny, patria koaxiálne komíny, s ktorých konštrukčnou špecifikáciou a prevádzkovými osobitosťami odporúčame sa oboznámiť.

Výpočet parametrov rúry

Na určenie výšky a priemeru komína pre kotolňu je potrebné vykonať aerodynamický výpočet konštrukcie. Priemer závisí od výkonu jednotlivých kotlov alebo celej kotolne.

Na spaľovanie paliva a efektívne odvádzanie dymu má obrovský vplyv ťah, na vytvorenie ktorého je potrebný stály prívod vzduchu do ohniska. To je zabezpečené prirodzeným aj umelým spôsobom.

Ak je do systému zabudované dymové čerpadlo, výška rúry nemá rozhodujúci význam. Dôležitý je tento parameter najmä na zohľadnenie škodlivých emisií do atmosféry. Na určenie prirodzeného ťahu je potrebný povinný výpočet výšky aj prierezu rúry.

Určenie výšky rúry pri prirodzenom ťahu

Na vytvorenie normálneho prirodzeného ťahu je potrebné dodržať podmienku rovnosti ťahovej sily a celkového odporu, ktorý vzniká pri pohybe spalín plynovodnými kanálmi kotla a ťahom komína. Zabezpečiť taký ťah je možné pri podmienke malého plynového odporu, keď výška rúry nepresahuje 60 m.

Táto schéma zjednoduší proces výpočtu základných parametrov rúry na odvádzanie produktov spaľovania akéhokoľvek paliva v ohniskách kotolne

Normatívnymi dokumentmi, ktoré upravujú umiestnenie a výpočet komínov podľa výšky, sú SNiP 41-01-2003, SP 7.13130.2009.

Treba zohľadniť aj odporúčania uvedené v návode ku kotlu, najmä nasledujúce požiadavky:

1. Od roštu po horný bod rúry nesmie byť menej ako 5 m.
2. Nad plochou strechou bez vysokého zábradlia musí rúra vyčnievať najmenej o 0,5 m.
3. Vzhľadom na výšku zábradlia a hrebeňa strechy musí rúra presahovať ich úroveň o 0,5 m, ak sa nachádza v rozmedzí jeden a pol metra od týchto konštrukcií.
4. Keď je komín vzdialený od parapetu a hrebeňa na vzdialenosť od 1,5 do 3 m, jeho horný bod by mal byť v rovnakej výške ako ich úroveň.

Pri nesprávne vypočítanej výške komína môže vzniknúť veľa problémov a hlavný – vzdušné víry alebo zóna veterného podporu. Oheň v ohnisku môžu uhasiť silné poryvy vetra.

Pri budovaní komína je potrebné zohľadniť konštrukciu strechy, hrúbku strešného plášťa, vzdialenosť od ochranných prvkov a hrebeňa, pravidlá požiarnej bezpečnosti (+)

Dodržiavanie pravidiel požiarnej bezpečnosti je tiež povinnou podmienkou pri navrhovaní komína kotolne. Je potrebné izolovať konštrukcie priľahlé ku komínu.

Aby iskry z ventilačných otvorov na komíne nedopadali na strechu v prípade, že je vyrobená z horľavého materiálu, výška konštrukcie sa zvyšuje o 0,5 m. Komín kotolne musí byť vzdialený od vysokých budov a stromov minimálne 2 m.

Výška komína sa určuje v závislosti od konštrukcie strechy. Ak je strecha viacúrovňová, pri výpočte sa zohľadňujú výškové rozdiely, ale základ je vo všetkých prípadoch rovnaký – výška hrebeňa (+)

Keďže optimálny ťah vzniká vďaka rozdielu medzi celkovou hustotou plynov odvádzaných do komína a stĺpcom vonkajšieho vzduchu rovnakej výšky, výpočet sa vykonáva podľa vzorca:

Výšku dymového kanála si samostatne vypočítate podľa tohto vzorca. Všetky hodnoty môžete prevziať z dokumentácie priloženej k vykurovaciemu zariadeniu.

Výpočet je pomerne zložitý, lepšie je, ak ho vykonajú odborníci. Parametre ovplyvňujúce výšku komína:

1. Koeficient A charakterizuje meteorologické podmienky regiónu.
2. Mi – hmotnosť dymových plynov, ktoré prechádzajú komínom za jednotku času.
3. F – rýchlosť, ktorou sa usadzujú častice vznikajúce počas horenia.
4. Spdki a Sfi – ukazovatele koncentrácie rôznych látok v dymovom plyne.
5. V – objem plynu.
6. T – rozdiel medzi teplotami vzduchu vstupujúceho do komína a vystupujúceho z neho.

Ak je kotolňa umiestnená v prístavbe k domu, posledný sa stáva prekážkou. Je potrebné, aby sa v tomto prípade hlava komína nachádzala nad zónou veterného podtlaku. V opačnom prípade nebude vykurovacie zariadenie schopné normálne fungovať.

Určiť, o koľko je potrebné komín zvýšiť, sa nájde najvyšší bod na dome, cez ktorý sa vedie priamka zvierajúca uhol 45 stupňov s povrchom zeme. Priestor pod touto čiarou je zóna veterného podtlaku a dymovod musí byť umiestnený nad ňou.

Výpočet priemeru rúry

Na výpočet priemeru komína existuje vzorec:

S = m/(ρr x w),

Tu m – spotreba paliva za 1 hodinu, w – rýchlosť pohybu dymových plynov, ρr – hustota vzduchu v prevádzkových podmienkach, určí sa podľa vzorca: pv = pBnu x 273/273 x tos. Kde to – teplota vonkajšieho vzduchu, pBnu – hustota vzduchu v normálnych podmienkach = 1,2932 kg/m3.

Tabuľka pomôže určiť hodnotu hustoty vzduchu ρg v pracovných podmienkach bez vykonávania zložitých výpočtov. Hodnota hustoty spalín sa pre zjednodušenie výpočtov považuje za rovnú hustote vzduchu (+)

Nech v kotle horí 50 kg tuhého paliva za hodinu, potom za sekundu to bude 50 : 3600 = 0,013888 kg. Rýchlosť pohybu spalín – 2 m za sek. Pri teplote vzduchu -4 stupne C je hustota vzduchu 0,6881 kg na 1 kubický meter. Potom S = 0,013888 : (0,6881 x 2) = 0,010092 m² = 92 cm². Pre kruhový prierez d = √4 x 92 : 3,14 = 10,83 cm.

Priemer valcového komína možno vypočítať aj podľa iného vzorca: d = 1000/1,163 x (r x Q√H), kde r je koeficient závislý od druhu použitého paliva. Pre uhlie je to 0,03, pre drevo 0,045, pre plyn 0,016, pre kvapalné palivo – 0,024.

Závery a užitočné video k téme

Video s názornou ukážkou procesu výpočtu výšky dymového kanála pre zriadenie kotolne:

Tu sa autor videa podelil o vlastnú skúsenosť s výpočtom a montážou komína pre kotol na tuhé palivo:

Ďalšie video na pomoc amatérskemu projektantovi:

Nie je až tak dôležité, na aké palivo pracujú kotly v kotolni. V každom prípade sa nezaobídete bez systému odvodu spalín. Hlavné požiadavky, ktorým musia zodpovedať komínové rúry – dobrý ťah a priepustnosť, dodržané normy ekológie.

Chcete položiť otázku k spornému alebo nejasnému momentu, na ktorý ste narazili pri oboznamovaní sa s informáciami? Máte užitočné informácie k téme článku, ktoré by ste chceli zdieľať s návštevníkmi stránky? Napíšte, prosím, komentáre do bloku nižšie.