Конденсат

Конденсат в дымоходе печи явление довольно частое, особенно в тонкостенных гончарных и асбестоцементных трубах. Если дымовые газы проходя по каналам печи охлаждаются сильно, то конденсат в дымоходе образуется на внутренних стенках.

Если проходящие по внутренним дымовым каналам печи дымовые газы сильно охлаждаются( до 40-50°), то на стенках дымовой трубы и внутренних каналов образуется конденсат в виде водяных паров. Количество конденсата, которое может образоваться на внутренних стенках дымохода печи зависит от температуры уходящих в атмосферу газов.

При работе печи в оптимальных условиях, температура отходящих дымовых газов при входе в дымовую трубу составляет примерно  120-140°С. При прогретой дымовой трубе температура отходящих газов при выходе из устья трубы составляет примерно 100-110°С . Водяные пары, образующиеся при сгорании печного топлива  при таких оптимальных условиях работы печи уносятся в атмосферу вместе с дымовыми газами, не увлажняя трубу.

 

Когда проходящие по внутренним каналам печи дымовые газы сильно охлаждаются( до температуры 40-50°С), тогда на внутренних каналах печи а также в дымовой трубе оседают водяные пары, образующиеся в результате испарения воды при сжигании топлива в топливнике и сгорания водорода(водород содержится в печное топливо). Если такое явление повторяется достаточно часто, дымовая труба и внутренние каналы печи увлажняются и разрушаются.А на наружных поверхностях печи (на облицовке печи) и  дымовой трубы появляются смолистые черные отложения.

На увлажненных внутренних поверхностях дымовых каналов печи и в дымовой трубе оседает со временем все больше и больше сажи и не сгоревших частиц топлива, которые приводят к уменьшению внутреннего сечения каналов печи и дымовой трубы. В результате резко ухудшаются эксплуатационные свойства печи: ухудшается тяга в дымовой трубе и появляется задымленность в помещение.

Температура при которой водяные пары полностью насытят весь объем уходящих через дымовую трубу газов, то есть когда их относительная влажность буде равна 100%, является температурой точки росы. Продукты сгорания различных газов имеют температуру точки росы в пределах 44-61°.Количество образовавшегося конденсата на внутренних каналах печи и дымоходной трубе зависит от температуры уходящих газов.

Обычно от сжигания твердого топлива температура газов значительно выше, чем температура газов от сжигании газообразного топлива. Поэтому высокая температура газов, которая образуется при сжигании твердого топлива, обеспечивает наиболее оптимальный прогрев дымовых каналов печей. И в результате в  печах на твердом топливе наблюдаются значительно реже случаи образования конденсата на внутренних каналов и в дымовых трубах, чем в печах оборудованных на газообразном топливе.Это объясняется тем,что в продуктах сгорания газа содержится значительно большее количество водяных паров чем в продуктах твердого топлива, так как в газообразном топливе как правило содержится большое количество водорода.

Температуру выходящих газов через трубу можно определить довольно простым способом. Для этого следует класть во время топки печи  сухую лучину  поперек отверстия вьюшки и продержать ее там в течении 30-40 минут. После этого ее вынимают и соскабливают закопченную поверхность. Если цвет лучины после соскабливания не изменился, температура выходящих газов будет в пределах 150°С.

 

Если цвет лучины пожелтеет ( цвет корки белого хлеба)-температура будет в пределах 200°С, если цвет будет коричневой (цвет напоминает корку ржаного хлеба), температура уходящих газов поднялась до 250°С. На температуру в 300°С будет указывать почерневшая лучина, а при температуре уходящих газов в 400°С, лучина будет превращаться в уголь.

Охлаждение дымовых газов через различные трещины и отверстия в трубе приводят к образованию конденсата, так как в холодный период года, через них проникает холодный воздух. Охлаждению дымовых газов также способствует чрезмерно большое внутреннее сечение дымовой трубы или дымовых каналов печи. В таких случаях проходящие дымовые газы поднимаются по трубе медленно и охлаждаются быстро от холодного наружного воздуха.

Поверхность внутренних стенок дымоходов также оказывают большое влияние на силу тяги в трубе, чем они ровнее и глаже, тем меньшее сопротивление испытывают на своем пути движущиеся потоки дымовых газов,  тем сильнее тяга. Шероховатые поверхности внутренних каналов дымовых труб способствуют к снижению тяги.

На образование конденсата важную роль играет сам процесс горения топлива. Каменный уголь воспламеняется при температуре -600°С, дрова при температуре -300°С. А нормальный процесс горения топлива в топливнике протекает при более высоких температурах: для каменного угля при температуре от 900°С  до 1200°С , для дров при температуре от 800 °С до 900 °С, в зависимости от породы.

Непрерывное горение топлива при таких температурах обеспечивается при условии что в топке печи поступает воздух( кислород) без перерыва, в необходимом количестве для горения. Когда воздух подается в топливник печис избытком, он охлаждается а горение ухудшается, потому что для полноценного горения топлива необходима высокая температура.

Поэтому не следует топить печь при открытом топливнике. Если топливо сгорает полностью в топке печи, тогда  пламя имеет соломенно-желтый цвет, дым становиться белого цвета, почти прозрачный. При полном сгорании топлива в топливнике сажа на внутренних каналах печи и в дымовой трубе почти не откладывается, а выносится в атмосферу вместе с дымовыми газами.

Толщина стенок дымовой трубы также существенно влияет на образование конденсата. Толстые стенки дымовых труб прогреваются от проходящих дымовых газов и сохраняют тепло достаточно длительно.Тонкие кирпичные  стенки ( особенно гончарных и асбестоцементных труб) дымовых труб нагреваются быстрее, чем толстые кирпичные стенки, но быстро охлаждаются холодным наружным воздухом, так как не способны длительное время сохранять тепло.

Для избежания образования конденсата толщина кладки кирпичных стенок дымовых труб, которые проходят во внутренних стенах здания, должна быть в полкирпича(не менее 120 мм). Толщина стенок вентиляционных каналов и дымовых труб располагающиеся в наружных стенах здания должна быть в полтора кирпича( не менее 380 мм). Тонкостенные асбестоцементные и гончарные дымовые трубы для избежания переохлаждения  и возникновения конденсата рекомендуется теплоизолировать или встроить в кирпичную кладку.

Температура наружного воздуха также оказывает большое влияние на конденсацию водяных паров содержащихся в газах. Когда наружная температура воздуха относительно высокая, особенно в летние жаркие дни, конденсация водяных паров на внутренних стенках дымовой трубы почти не наблюдается. Объясняется это тем что стенки дымовых труб долго остывают, а влага испаряется мгновенно и конденсат не образуется.

В зимний, холодный период года, когда наружная температура воздуха достаточно низка, стенки каналов дымовых труб сильно охлаждаются и следовательно конденсация водяных паров резко усиливается. Когда стенки дымовых труб являются не достаточно толстыми или когда не утеплены, во внутренних каналов таких дымовых труб возникает повышенная конденсация водяных паров.

Как уже говорил немного выше, образовавшиеся водяные пары  в таких случаях проникают в стенки кирпичной кладки дымовой трубы и вызывают отсыревание кирпичной кладки канала. Как следствие этого явления-образование ледяных пробок в верхних участках дымовых труб( в устье трубы).

Рисунок-1. Образование ледяных пробок в верхних участках труб

 

 

 

 

 

 

Если дымовая труба имеет слишком большое внутреннее сечение канала, не рекомендуется присоединять к такой трубе дополнительные генераторы тепла. Потому что в таких случаях ослабевает тяга и образуется повышенная конденсация водяных паров. Повышенное образование водяных паров-конденсата наблюдается и в случаях, когда к очень высоким дымовым трубам присоединяют дополнительные печи. Объяснить такое явление можно тем, что на прогрев большой поверхности внутренних стенок дымовой трубы расходуется значительная часть температуры проходящих мимо дымовых газов.

Бесканальные а также в многоканальные системы печей , имеют как правило  большие внутренние тепловоспринимающие поверхности. Проходящие в таких печах по внутренним каналам дымовые газы отдают значительное количество тепла внутренним стенкам и выходят в дымовую трубу сильно охлажденными. Поэтому в дымовых трубах таких печей наблюдается повышенная конденсация влаги.

При сооружении печи очень важно добиться оптимально высокой температуры выходящих газов. Достигнуть такую температуру возможно путем разумного сокращения внутренних тепловоспринимающих поверхностей печи( сокращение пути прохождения дымовых газов во внутренних каналов печи).

Борьба с конденсатом

Конденсат в дымовой трубе можно избежать если :

1.  Определить температуру выходящих газов через дымоход. Для этого во время топки печи, кладут сухую лучину в отверстие вьюшки. Вынимают лучину через сорок минут и чистят закопченную поверхность . Если лучина не поменяла цвет то значит температура в пределах сто пятьдесят градусов. В случае когда лучина пожелтела, значит температура достигла большую отметку, примерно двести градусов.

В случае когда лучина стала коричневой температура еще выше. При коричневой лучине температура может достигать до 250 градусов. Если лучина почернела, значит температура достигла предела в 300 градусов. Когда топят печь нужно стремится,чтобы температура у вьюшки достигла предела в двести пятьдесят градусов.

Для того чтобы избегать образование конденсата, очень важно чтобы температура выходящих дымовых газов была не ниже рекомендуемой (100-110°С при выходе из устья трубы). Для этого важно чтобы дымовые каналы в печи не были большой протяженности, сечение и высота дымовой трубы имели  оптимальные размеры.

2. Необходимо заделать тщательно все трещины и отверстия в дымоходе.Через них проходит холодный воздух, который охлаждает газы и тем самым способствует образованию конденсата.

3. Сечение дымовых каналов печи должны быть требуемого сечения. Они определяются исходя из теплоотдачи печи. Большое влияние на движение дымовых газов оказывает сопротивление которые газы встречают внутри каналов. Для уменьшения сопротивления движению газов каналы должны быть гладкими и ровными. Тогда тяга увеличиться и следовательно, конденсат не будет образоваться.

4. Необходимо научиться правильно производить топку печи, так как  очень важно как производят топку печи. Если топливник печи забивают дровами, тогда горение ухудшается, топливник охлаждается и происходит образование конденсата.Чтобы это не случилось, необходимо загружать топливник в необходимом количестве для нормального горения топливом, обеспечить непрерывный доступ кислорода в топливник печи, который способствует нормальному горению топлива, и не следует топить печь с открытым топливником.

5. Необходимо утеплить дымоход, от выдры и выше,  для того чтобы избежать образования конденсата.

Образование конденсата также сильно зависит от толщины стенок дымовой трубы. Толстые стенки медленно прогреваются и сохраняют тепло очень хорошо, в то время как тонкие стены дымохода быстрее нагреваются и довольно плохо сохраняют тепло. Этот факт приводит к охлаждению трубы и к появлению конденсата.

Толщина кладки кирпичных стенок дымовых труб, проходящих во внутренних стенах здания, должна быть не менее 120 мм (полкирпича). Толщина стенок дымовых и вентиляционных каналов которые располагаются в наружных стенах должны иметь минимальный размер в 380 мм (полтора кирпича). Так как большое влияние на конденсацию водяных паров которые содержаться в дымовых газах оказывает температура наружного воздуха тонкостенные дымовые трубы должны утепляться.

Образование конденсата также наблюдается и тогда, когда печные дымоходы присоединяются и к очень высоким дымовым трубам. Также не рекомендуется присоединять печи к дымовым трубам больших сечений, так как в таких случаях наблюдается ослабевание тяги и образование повышенного конденсата.

6. Регулярно очистить внутренние  дымовые каналы печи от сажи и копоти. Сажа и копоть накапливаются на внутренних стенках дымохода печи и препятствуют свободному движению дымовых газов. Сажа и копоть  сильно уменьшают сечение внутренних каналов печи из-за чего уменьшается тяга в дымоходе и образуется конденсат.

7. Если дымовая труба считая от колосниковой решетки топливника печи и до оголовника трубы  не имеет достаточной высоты (5-6 м), тогда такая труба имеет не достаточную тягу для удаления дымовых газов из топливника. В таких случаях в каналах печи наблюдается повышенная концентрация сажи и копоти, которые приводят к образованию конденсата. Для образования конденсата рекомендуется поднять дымовую трубу до нужных размеров (5-6 м).