Как защитить твердотопливный котел от конденсата? Почему в трубе дымохода образуется конденсат и как от него избавиться? Конденсат в дымовой трубе автоматической газовой котельной

Конденсат в трубе дымохода образуется из водяных паров, содержащихся в воздухе и топливе. Эта влага соединяется с другими продуктами горения, образуя концентрированные растворы кислот, щелочей и прочих агрессивных химических элементов, разрушающих дымоходы. Поэтому все производители отопительных приборов настаивают на обязательном устранении конденсата из канала отвода продуктов горения.

Откуда берется конденсат в трубе дымохода?

Вы увидели конденсат в дымоходе – что делать, такое случается со всеми. Можно даже сказать, что дымохода без конденсата попросту не бывает.

На процесс образования конденсата влияют следующие факторы:

• Степень влажности топлива. Причем абсолютно сухого топлива попросту не бывает. Порция водяных паров содержится даже в природном газе, более того, при сгорании это топливо разлагается на углекислоту и водяные пары. Поэтому конденсат в дымоходе газового котла – это вполне обычное явление.
• Температура дымовых газов и самой трубы – если она меньше 100 градусов Цельсия, то источником водяных паров будет сам воздух в канале дымохода. При этом на старте любой отопительный прибор генерирует выхлопные газы с недостаточно высокой температурой, которые проходят по недостаточно разогретой трубе.
• Слабая тяга в канале дымохода – при недостаточной скорости движения выхлопных газов по воздуховодам повышается риск перехода паров в воду. При высокой скорости (тяге) пары просто вылетают из трубы, не успевая сгуститься и трансформироваться в жидкость.

• Большая разница температуры трубы и окружающей среды – в этом случае водяные пары конденсируются на наружной поверхности дымохода, а равно и в его торцевой части. Подобный эффект обостряется при каждом сезонном похолодании.

Конденсат – варианты устранения проблемы

Как видите: устранить эффект образования конденсата в канале отводы дымовых газов в принципе не возможно. Мы можем лишь снизить концентрацию этого вещества или усилить сопротивляемость трубы химической активности конденсата.

При этом для снижения концентрации конденсата мы можем использовать следующие приемы:

• Использовать топливо с минимальной степенью влажности – подсушенные дрова, паллеты, каменный уголь, солярку и прочее. Однако с газовыми котлами этот метод не сработает – водяные пары образуются в процессе горения такого топлива, являясь частью выхлопа.
• Утеплить трубу дымохода, сдвинув точку росы в тело канала. Подобная методика устраняет проблему разницы температур – воздуховод не контактирует с холодной внешней средой и не успевает остыть после прогрева.

• Периодически чистить канал дымохода, устраняя все заторы на пути движения дымовых газов. Чем чище канал – тем лучше тяга. А при хорошей тяге водяные пары просто не задерживаются в трубе, вылетая наружу с дымовыми газами.
• Установить на торце трубы дефлектор – особую насадку, усиливающую тягу в канале воздуховода и защищающую торец от атмосферной влаги, затекающей в дымоход во время дождя или снегопада.

Кроме того, мы можем просто установить в проблемном месте конденсатоотводчик для дымохода, спуская из канала загустевшие водяные пары до того, как они соединятся с продуктами горения, превращаясь в едкую жидкость.

Впрочем, указанные методики лишь снижают градус проблемы, не решая ее. Конденсат останется в трубе в любом случае. Утепление канала, насадка на оголовок и сухие дрова лишь снижают концентрацию химически активных веществ, продлевая срок эксплуатации дымохода.

Профилактические меры

Для повышения стойкости тела дымохода к агрессивному воздействию конденсата нам придется предпринять следующие шаги:

• Вмонтировать в воздуховод канал из химически стойкого материала. Обычно асбестоцементные трубы или кирпичные дымоходы гильзируют вставками из нержавейки – высоколегированной стали, устойчивой к агрессивному воздействию химически активных веществ.
• Установить в точке пересечения горизонтального канала (от топки) и вертикального участка (к улице) конденсатосборник для дымохода – стальной стакан, расположенный ниже узла сопряжения.

В итоге, мы не остановим процесс образования конденсата, но оградим основной конструкционный материал дымохода от агрессивных веществ, разрушающих целостность канала. Конденсат стечет по трубам в емкость для сбора, опорожняемую по мере необходимости. Поэтому указанная методика является одним из самых эффективных средств борьбы с конденсатом – она устраняет последствия, не влияя на сам процесс образования химически активных веществ.

Разумеется, изначальная сборка дымохода по конденсату, как источнику угрозы целостности канала, позволяет добиться существенно лучших результатов: ведь вставка-гильза снижает тягу, заузив сечение воздуховода. Однако монтаж кислотостойкой гильзы и конденсатосборника стоит намного дешевле демонтажа старого канала и строительства нового дымохода.

Многим владельцам твердотопливных отопительных котлов приходится лицезреть неприятную картину - отвратительные подтеки на стыках частей дымовых труб и теплообменников своих тепловых агрегатов.

Это конденсат - злейший враг систем дымоудаления и вентиляции.

Что такое конденсат

В широком понимании этого слова, конденсат - это вещество, которое в результате своего охлаждения перешло (конденсировалось) из газообразного в жидкое или твердое агрегатное состояние. В нашем случае, конденсат - это вода и растворенные в ней летучие вещества, присутствующие в дымовых газах. Конденсат может собираться и накапливаться во внутренних полостях дымовых труб и теплообменников, проявляясь в виде капелек, ручейков и лужиц жидкости в самых неожиданных и неподходящих местах. Конденсат из дымовых газов - это всегда агрессивная среда, разрушающая материал камеры сгорания котла, его теплообменника и дымовых труб. Химический состав такого конденсата невероятно разнообразен, изменчив и противоречив.

Откуда берется конденсат из дымовых газов

Конденсат из дымовых газов возникает в результате конденсации водяных паров, содержащихся в отходящих газообразных продуктах горения (дымовых газах).

Откуда водяные пары в дымовых газах

Молекулы воды содержатся в самой топливной массе и синтезируются непосредственно в процессе её горения.

Любое доступное бытовое топливо имеет углеводородную природу

В процессе горения углеводородного топлива обязательно синтезируется вода в результате термического разложения (пиролиза) молекул углеводорода с последующим окислением (горением) полученных продуктов пиролиза топлива. Поэтому, газообразные продукты горения (дымовые газы) углеводородного топлива всегда содержат водяной пар, синтезированный в процессе пиролиза и горения топливного вещества:

CmHn + (m + n/4) O2 = mCO2 + (n/2) Н2O + Q
Где, (m) и (n) - число атомов углерода и водорода в молекуле углеводорода

К углеводородному топливу относится вся органика (в т.ч. древесина), природный газ, нефть, уголь и продукты их переработки.

Наибольшее содержание водяных паров в дымовых газах дает горение дров, собенно сырых (влажностью до 45%). Влага, которая содержится в порах и полостях древесины, испаряется и переходит в состав дымовых газов, прибавляясь к синтезированной воде.

Наименьшее содержание водяных паров в дымовых газах дает горение угля. Уголь практически не содержит в своей массе молекул воды и имеет очень малую углеводородную составляющую. Основная масса состава угля - это чистый углерод (С), который не имеет стадии пиролиза топлива и горит (окисляется) напрямую, без синтеза воды:

С+О 2 =СО 2
2С+О 2 =2СО
2СО+О 2 =2СО 2

Газообразные продукты горения (дымовые газы) угля почти не содержат водяные пары, поскольку в угольной массе имеется крайне мало углеводородов для синтеза воды и практически полностью отсутствует обычная вода (H 2 O).

Зона конденсации водяного пара

Покинув высокотемпературную зону горения, дымовые газы начинают отдавать тепло и охлаждаться. Охладившись до температуры «точки росы», водяной пар начинает конденсироваться на поверхности теплообменника котла и его дымовых труб. Место, где температура дымовых газов соответствует «точке росы» и где начинается конденсация водяного пара - называется «зона конденсации».

Перемещение зоны конденсации водяного пара

Зона конденсации - очень подвижный участок, который никогда не стоит на месте. Сразу после розжига холодного котла - зона конденсации находится прямо в его теплообменнике или непосредственно за ним. По мере работы теплоагрегата - система дымоудаления прогревается и зона конденсации постепенно перемещается вдоль дымовой трубы, к ее краю. Перемещение зоны конденсации происходит тем быстрее, чем выше температура дымовых газов и меньше теплопотери на прогрев очередного холодного участка трубы. В конечном итоге, зона конденсации перемещается на самый край дымовой трубы, практически - в атмосферу. После полного прогрева внутренних поверхностей системы дымоудаления, образование конденсата непосредственно на них прекращается и происходит уже в атмосферном слое. Это есть «абсолютный зер гут», ибо в этом случае - полностью исключено воздействие агрессивной среды (конденсата) на стенки деталей котла и системы его вентиляции.

Таинственная «точка росы»

Точка росы напрямую связана с абсолютной, относительной и фактической влажностью.

Абсолютная влажность - максимальное возможное содержание влаги в воздухе. Абсолютная влажность измеряется в г/м3 и зависит от температуры воздуха. Каждому значению температуры воздуха соответствует свое значение показателя абсолютной влажности. Чем меньше температура воздуха, тем меньше влаги он может в себя вместить, и соответственно - тем меньше будет показатель абсолютной влажности.

Фактическая влажность - фактическое содержание влаги в воздухе. Фактическая влажность измеряется в г/м3, не зависит от температуры воздуха и отображает реальное содержание влаги в воздухе.

Относительная влажность - отношение содержания максимально-возможной (абсолютной) влаги к ее фактическому содержанию в воздухе. Относительная влажность измеряется в процентах и показывает процентное содержание влаги в воздухе от максимально возможного. Показатель относительной влажности не бывает больше 100%, и это - крайне неустойчивое состояние.

«точка росы» - это температура охлаждаемого воздуха, при которой его относительная влажность достигает отметки 100% и водяные пары начинают «выпадать в осадок», т.е. конденсироваться. Иными словами, «точка росы» - это температура, до которой нужно охладить воздух, чтобы из него выделился водяной конденсат (появилась роса).

Точка росы зависима от температуры воздуха и фактического содержания влаги в нем

Зависимость точки росы

Зависимость точки росы можно проследить, теоретически проанализировав процесс охлаждения влажного воздуха.

(конденсация водяного пара происходит в интервале температур от 0°С до 100°С)

• При охлаждении влажного воздуха:
  абсолютная влажность снижается и стремится к нолю,
  фактическая влажность остается неизменной,
  относительная влажность - растет и стремится к своему максимуму (100%)

  На этом этапе изменяются только параметры влажного воздуха, но не происходит никаких видимых изменений

• 
  абсолютная влажность снижается и стремится к нолю
  фактическая влажность остается неизменной
  рост относительной влажности достигает максимального предела (100%) и останавливается

  Это температура точки росы. На этом этапе наступает пересыщение воздуха водяным паром. Крайне неустойчивое состояние. Первые частицы водяного пара начинают конденсироваться в окружающей среде.

• При дальнейшем охлаждении влажного воздуха:
  значение абсолютной влажности продолжает снижаться и стремится к нолю
  значение фактической влажности - тоже снижается и стремится к нолю
  значение относительной влажности - остается на отметке 100%.

  При дальнейшем охлаждении такого воздуха, относительная влажность будет оставаться неизменной (100%), а значение абсолютной и фактической влажности - уменьшаться. Уменьшение фактической влажности будет происходить за счет выпадения избыточной влаги в конденсат. Т.е., однажды достигнув температуры точки росы, воздушная среда все время будет пребывать в таком состоянии до полного своего осушения, при условии, что дальнейшее охлаждение не прекращается.

Таблица температур точки росы

За определение температуры точки росы, принимается такая температура, при охлаждении до которой, из воздуха, начинает конденсироваться водяной пар. Составим экспериментальным путем таблицу зависимости точки росы от влажности и температуры воздуха.

Таблица температуры значения точки росы (°С) для разных условий

Как нужно читать эту таблицу
Например, температура воздуха 10 °С, относительная влажность 30%. На пересечении этих граф мы видим цифру -6. Это значит, что если воздух, температура которого 10 °С и относительная влажность 30%, охладить до температуры -6 °С, то начнется выделение конденсата из него. Либо так - в воздухе, температура которого 10 °С и относительная влажность 30%, водяная роса появится на любом предмете, температура поверхности которого, будет равна или ниже -6 °С.

Как видим из таблицы, чем меньше относительная влажность воздуха, тем температура точки росы ниже температуры самого воздуха. По мере того, как повышается относительная влажность воздуха (воздух набирает, «впитывает» в себя влагу) - температура точки росы приближается к температуре самого воздуха и, при 100% относительной влажности, точка росы, фактически совпадает с температурой воздуха.

Точка росы в теплообменнике дровяного котла

При розжиге холодного дровяного котла, исходящие из камеры сгорания дымовые газы (продукты горения), имеют температуру, примерно 500-800 °С и относительную влажность, в среднем около 85%. Попадая в холодный теплообменник (20°С) и соприкасаясь с его холодной поверхностью, газы мгновенно охлаждаются, влагоемкость (максимально возможное содержание влаги) воздуха понижается и избыток влаги выпадает в виде росы на поверхности теплообменника.

Как защититься от конденсата в котле и дымовых трубах

Из вышесказанного ясно, что конденсация водяных паров - чисто физический процесс, который неизбежен при охлаждении дымовых газов. Защита от образования конденсата в котле и дымовых трубах может быть только одна:
- Не допустить охлаждения продуктов горения ниже «точки росы» до их полного выброса в атмосферу.

Все сводится к элементарному утеплению дымовых труб и соблюдению теплового режима эксплуатации котлоагрегата.

Соблюдение теплового режима эксплуатации котла

Практикой доказано, что если температура трубы обрата теплоносителя менее 40°С - возможно появление конденсата в теплообменнике твердотопливного котла. Таким образом, соблюдение теплового режима эксплуатации котлоагрегата сводится к максимально быстрому разогреву его водяной рубашки до температуры в теплообменнике 40°С и более, с последующим поддержанием ее на должном уровне, независимо от температуры теплоносителя в самой системе отопления. Такой тепловой режим достигается за счет инженерных решений в системе отопления с использованием , регулирующих температуру теплоносителя в обрате котла.

Про байпас и трёхходовой кран
Байпас - это труба, которая напрямую соединяет подачу и обрат дровяного котла и образует так называемы «малый круг» (см. ). Через байпас трёхходовой кран смешивает горячий и холодный теплоноситель, поддерживая температуру обрата, не менее 40°С. При том регулируется количество горячей воды, которое должно уйти сразу в обрат (в малый круг), а которое - дальше, в отопительную систему.
При помощи этих нехитрых приспособлений горячий теплоноситель «крутится» по малому кругу и из подачи возвращается сразу обратно в дровяной котёл, пока не прогреется рубашка охлаждения котла и его теплообменник. По мере прогрева котла, трёхходовой кран постепенно перекрывает поступление горячего теплоносителя в обрат и направляет горячий теплоноситель в систему отопления. Такой подход к монтажу позволяет быстро и без конденсата запускать холодный дровяной котёл, независимо от температуры теплоносителя.

Дренаж системы дымоудаления

Нелишне устроить дренаж отопительного агрегата (котла) и системы дымоудаления (дымовых труб), чтобы собирать и отводить образовавшийся конденсат для дальнейшей его утилизации. Здесь, очень важно выдержать уклоны и контруклоны для горизонтальных участков дымовых труб, а также порядок сборки всей дымоудаляющей системы.

Это интересно (еще раз про конденсат)
Конденсат может сыграть злую шутку при первом заполнении отопительной системы холодным теплоносителем. Если температура заливаемого теплоносителя не будет равна температуре окружающей среды, то может начаться конденсация водяных паров из воздуха прямо на деталях котла и отопительной системы. Неискушенный пользователь может принять такие водообразования за факт разгерметизации отопительной системы.

Наибольше страдают от конденсата владельцы твердотопливных котлов, работающих на обычных дровах и деревоотходах. Поскольку, в этом случае, к синтезированной воде добавляется вода, содержащаяся в порах и пустотах самой древесины. Иногда - это очень много. Ведь стандартное древесное топливо, влажностью 25-35% может содержать от 150 до 300 граммов воды в каждом своем килограмме! Особенно много воды выделяется во время розжига и разгорания дров, когда идет активная просушка древесины под воздействием высокой температуры.

Альтернативное Отопление:

: «{link-category}»

{related-news}

Для того, чтобы отапливать частные дома, нередко используются различные печи, обязательным элементом которых является дымоход. По ходу эксплуатации внутри такой трубы может накапливаться сажа и оседать конденсат: если первую проблему можно решить методом чистки, то вот с влагой на внутренних стенках справиться куда сложнее.

Почему появляется конденсат

Конденсат в трубе дымохода может образовываться по следующим причинам:

1. Дымоотводная труба засорилась. Накопление засоров приводит к снижению тяги, из-за чего нагретый газ проходит по трубе не так быстро, как следует. Как результат, он вступает во взаимодействие с воздухом, что приводит к выпадению конденсата.
2. Перепад температур при выходе газа. В зимнее и осеннее время внутри дымохода устанавливается довольно низкая температура. Когда в него врываются нагретый газы, происходит образование влажного осадка.
3. Значительная влажность топлива. Для отопления частного дома рекомендуется использовать хорошо высохшие дрова или другие виды топлива. В противном случае при воздействии огня начинается испарение внутренней влаги, с последующим оседанием ее внутри дымохода.
4. Внешние воздействия. В основном это случается из-за атмосферных осадков, если они имеют возможность попадать внутрь дымохода.

Важно знать, как избавиться от конденсата в трубе дымохода. Устраняются данные проблемы в дымоходной трубе путем ее прочистки, утепления или защиты от осадков. Метод выбирается в зависимости от выявленной причины данного явления.

Прочистка трубы дымохода

Если конденсат в печной трубе возник из-за ее засорения, необходимо провести его прочистку.

Способы чистки дымохода:

• При помощи специальных химических препаратов, в результате сжигания которых происходит разложение сажевых осадков. К таковым можно отнести средство «Трубочист».
• Путем механической прочистки.
• Народными средствами.

Ручная чистка осуществляется с использованием троса (веревки) подходящей длинны, гири (в качестве утяжелителя) и специального ерша. Данное приспособление необходимо плавно спускать внутри дымового канала сверху. Что касается народных средств, то для этого применяют обыкновенную соль или картофельные очистки, подбрасывая их в топку в время горения огня. Вне зависимости от выбранного способа, требуется соблюдение правил безопасности.

Утепление дымохода

Что делать, если дымоходная труба течет в основном в холодные периоды года? Причиной этого чаще всего служит ее недостаточное утепление. Теплоизоляционным материалом в этом случае может выступать минеральная вата, любой волокнистый утеплитель, пенополистирольные плиты, штукатурка. Минеральной ватой и волокнистыми материалами обычно отделываются трубы из металла или асбестоцемента. Для изоляции кирпичного дымохода лучше выбрать штукатурку.

Отделка дымовой трубы с помощью волокнистого утеплителя или минеральной ваты проводится так:

1. Вначале осуществляется порезка материала на удобные для обертывания части.
2. Приготовленные куски фиксируют на поверхность трубы, используя для этого металлическую проволоку или хомуты.
3. Для внешней защиты уложенной термоизоляции обычно используют металлический короб или фольгу.

Чтобы оштукатурить дымоход из кирпича, потребуется провести следующие действия:

1. Стенка кирпичной трубы должна быть предварительно оснащена штукатурной сеткой, для чего используются специальные болты, имеющие увеличенную головку. Делается это с целью увеличения адгезия раствора с отделываемой поверхностью.
2. В состав первого накладываемого слоя входит цемент, известь, вода и мелкий шлак. Делают его обычно толщиной до 40 мм.
3. Когда стартовый слой высохнет, можно наносить остальные, количеством 3-5 штук.
4. По завершению штукатурки нужно дождаться полного высыхания материала, после чего провести его декоративное окрашивание в любой подходящий цвет. Считается, что утепляющая трубу штукатурка должна состоять не менее, чем из 7 слоев.

Защита дымового канала от осадков

Это делается при помощи специально разработанных для этих целей оголовков, которыми оснащаются верхушки дымоходов.

Внутри некоторых моделей оголовков есть встроенные дефлекторы: это позволяет изделию не только выполнять защитные функции, но и способствовать увеличению тяги. Таким же образом можно уменьшить конденсат в трубе дымохода газового котла.

Профилактические мероприятия

Чтобы снизить процент выпадения конденсата внутри дымохода, проводят следующие действия:

1. Оснащают дымоходный канал из кирпича металлической трубой (т.н. «гильзование»). Таким образом значительно облегчается чистка канала от сажи. Кроме того, это его герметизирует и утепляет: конденсат в таком случае возникает в заметно меньшем количестве, и отводится он быстрее.
2. Устанавливают специальное устройство для сбора конденсата. Лучше всего это сделать на месте, где пересекается вертикальная и горизонтальная часть канала: тут отбирать влагу из потока газа удобнее всего. В процессе обслуживания конденсатосборника потребуется время от времени удалять из него накопившуюся воду.
3. Используют хорошо просушенное качественное топливо.
4. Проводят регулярные очистительные мероприятия. Лучшее время для этого – середина осени, в преддверии начала отопительного сезона.
5. При возникновении необходимости проводят ремонт дымохода.

Даже если строго соблюдать все вышеизложенные рекомендации, это не даст гарантию полного отсутствия конденсата в дымовой трубе, так как это явление в любом случае будет сопровождать эксплуатацию печного оборудования. Однако заметно снизить процент выпадения влаги – задача вполне выполнимая: это приведет к увеличению эффективности системы и продлит срок ее эксплуатации.