Конденсат

При оптимальных условиях работы печи (температура отходящих газов при входе 120-140°, при выходе из устья трубы - 100-110°) и прогретой дымовой трубе водяные пары уносятся вместе с дымовыми газами наружу. При температуре на внутренней поверхности дымовой трубы ниже температуры точки росы газов водяные пары охлаждаются и оседают на стенках в виде мельчайших капель. Если это повторяется часто, кирпичная кладка стен дымовых каналов и трубы пропитывается влагой и разрушается, а на наружных поверхностях трубы и стенках печи появляются черные смолистые отложения. При наличии конденсата резко ослабевает тяга, в помещениях ощущается запах гари.

Уходящие дымовые газы по мере охлаждения в дымоходах уменьшаются в объеме, а водяные пары, не изменяясь в массе, постепенно насыщают уходящие газы влагой. Температура, при которой водяные пары полностью насытят объем уходящих газов, т. е. когда относительная влажность их будет равна 100%, является температурой точки росы: содержащиеся в продуктах сгорания водяные пары начинают переходить в жидкое состояние. Температура точки росы продуктов сгорания различных газов - 44-61°.

Если газы, проходя по дымовым каналам, сильно охлаждаются и понижают свою температуру до 40-50°, то на стенках каналов и дымовой трубы оседают водяные пары, образующиеся в результате испарения воды из топлива и сгорания водорода. Количество конденсата зависит от температуры уходящих газов. Температура газов от сжигания твердого топлива обычно значительно выше, чем сжигания газообразного топлива. Относительно высокая температура уходящих газов от сгорания твердого топлива обеспечивает хороший прогрев дымовых каналов, в результате чего в них реже наблюдаются случаи конденсации и выпадения водяных паров на внутренней поверхности стенок. Кроме того, количество водяных паров в продуктах сгорания газа значительно больше, чем в продуктах сгорания твердого топлива, так как они содержат большое количество водорода.

Определить температуру выходящих газов можно простым способом. Сухую лучину кладут поперек отверстия вьюшки во время топки. Через 30-40 мин вынимают лучину и соскабливают закопченную поверхность. Если цвет лучины не меняется, значит, температура в пределах 150°. Если лучина желтеет (до цвета корки белого хлеба), значит, температура достигает 200°, стала коричневой (до цвета корки ржаного хлеба), температура поднялась до 250°. Почерневшая лучина указывает на температуру 300°, а когда она превращается в уголь, температура достигает 400°. При топке печи температуру газов надо регулировать так, чтобы у вьюшки она была в пределах 250°.

Трещины и отверстия в трубе и печи, сквозь которые проникает холодный воздух, также способствуют охлаждению газов и образованию конденсата. Когда сечение канала трубы или дымохода выше требуемого, дымовые газы поднимаются по ней медленно и холодный наружный воздух охлаждает их в трубе. Большое влияние на силу тяги оказывает также поверхность стенок дымоходов: чем они глаже, тем сильнее тяга. Шероховатости в трубе способствуют снижению тяги и задерживают на себе сажу.

Большую роль играет сам процесс сгорания топлива. Дерево воспламеняется при температуре не ниже 300°, каменный уголь - при 600°. Нормальный процесс горения протекает при более высокой температуре: дерево - при 800-900°, каменный уголь - при 900-1200°. Такая температура обеспечивает непрерывное горение при условии, что воздух (кислород) поступает без перерыва в необходимом для горения количестве. Когда его подается с избытком, топливник охлаждается, горение ухудшается, так как для горения нужна высокая температура. Не следует топить печь при открытом топливнике. При полном сгорании топлива цвет пламени соломенно-желтый, дым белый, почти прозрачный. Сажа на стенках каналов печи и трубы почти не откладывается.

Образование конденсата зависит также от толщины стенок дымовой трубы. Толстые стенки медленно прогреваются и хорошо сохраняют тепло. Более тонкие стенки нагреваются быстрее, но плохо сохраняют тепло, что приводит к их охлаждению. Толщина кладки кирпичных стенок дымовых труб, проходящих во внутренних стенах здания, должна быть не менее 120 мм (полкирпича), а толщина стенок дымовых и вентиляционных каналов, расположенных в наружных стенах здания, - 380 мм (полтора кирпича). Дымовые трубы из асбестоцементных или гончарных труб имеют незначительную толщину стенок, поэтому теплоизоляция их необходима на всем протяжении (если они не встроены в кирпичную кладку).

Большое влияние на конденсацию водяных паров, содержащихся в газах, оказывает температура наружного воздуха. В летнее время года, когда температура относительно высокая, конденсация на внутренних поверхностях дымовых труб слишком мала, так как их стенки долго остывают, поэтому с хорошо прогретых поверхностей дымовой трубы влага мгновенно испаряется и конденсат не образуется. В зимнее время года, когда наружная температура имеет отрицательное значение, стенки дымовой трубы сильно охлаждаются и конденсация водяных паров увеличивается. Если дымоход не утеплен и сильно охлаждается, возникает повышенная конденсация водяных паров на внутренних поверхностях стенок дымовой трубы. Влага впитывается в стенки трубы, что вызывает отсыревание кладки. Особую опасность это представляет в зимнее время, когда под действием морозов образуются ледовые пробки в верхних участках (в устье).

Не рекомендуется присоединять печи и другие генераторы тепла к дымовым трубам больших сечений и высоты: ослабевает тяга, на внутренних поверхностях образуется повышенный конденсат. Образование конденсата наблюдается и при присоединении печей к очень высоким дымовым трубам, так как значительная часть температуры дымовых газов расходуется на прогрев большой поверхности теплопоглощения.

В многоканальных печах или бесканальных с большими внутренними тепловоспринимающими поверхностями горячие газы отдают много тепла и выходят в трубу сильно охлажденными, образуя большую конденсацию.

При сооружении печи важно добиться высокой температуры выходящих газов. Это достигается сокращением внутренних тепловоспринимающих поверхностей или устройством небольших окошек, т. е. отверстий из топливника, в последний или последний и предпоследний дымоходы. Например, если в печи имеется семь дымоходов, чтобы ликвидировать конденсат, один или два канала (последний и предпоследний) отключают, перекрывая вверху и внизу, что повышает температуру уходящих газов. Каналы можно не отключать, а устроить из топливника окошки сечением 50×50 мм: стесывают или скалывают кирпич с одной стороны, т. е. делают один кирпич короче. Наибольший эффект дает сокращение каналов или внутренних тепловоспринимающих поверхностей с дополнительным устройством окошечек из топливника.