Camino per un locale caldaia: calcolo dell'altezza e della sezione secondo le norme tecniche
La funzione principale che dovrebbe svolgere il camino di un locale caldaia è quella di rimuovere i gas di scarico delle caldaie nell'atmosfera e disperderli in questo spazio.Ha anche una funzione aggiuntiva: devono creare un tiraggio naturale derivante dalla differenza tra la temperatura nel focolare e quella esterna.
Ti presenteremo i tipi di canali da fumo, la cui classificazione si basa sulle caratteristiche di progettazione e sul materiale dei tubi. Qui imparerai come calcolare i parametri geometrici utilizzando un esempio specifico. I nostri consigli ti aiuteranno a decidere il tipo e la dimensione del camino.
Il contenuto dell'articolo:
Tipi di camini
Nelle grandi caldaie, il tiraggio naturale non può garantire la combustione completa, qui viene creato forzatamente con l'ausilio di pompe fumogene. Il processo di combustione e lo scarico dei suoi prodotti nell'atmosfera dovrebbero causare il minor danno possibile all'ambiente e non causare situazioni di emergenza a causa della pressione nei forni che supera la norma.
Strutturalmente tubi per locali caldaie Sono molto diversi tra loro sia nel tipo di struttura portante che nel materiale di fabbricazione. In base alla prima caratteristica si distinguono diverse tipologie di tubi.
Tubazioni caldaia autoportante
Tali strutture verticali possono essere a canna singola o multipla. Rimuovono i prodotti della combustione da caldaie e caldaie.
Vengono utilizzati indipendentemente dal tipo di carburante, ma soggetti a determinati requisiti:
- La temperatura dei gas di scarico che passano attraverso i tubi autoportanti non deve superare i 350 gradi C.
- I prodotti della combustione non devono essere chimicamente aggressivi.
- Il carico di neve ottimale per le strutture autoportanti è di 250 kg per kW. cm, vento - 30 kg per kW. cm in condizioni di regione del vento II.
Sul tetto viene installato un tubo autoportante fissato all'interno dell'edificio. Le sue caratteristiche di progettazione offrono la possibilità di trasporto e installazione in loco, perché è costituito da sezioni separate, che sono a 3 strati tubi sandwich. La struttura è fissata alla fondazione tramite ancoraggi.
All'interno del tubo è presente uno strato di acciaio resistente che non viene intaccato dalle sostanze rilasciate durante la combustione. Lo strato esterno protegge dagli influssi atmosferici.
I parametri delle strutture fumogene devono essere conformi ai requisiti stabiliti nei documenti normativi. Il loro calcolo si basa su fattori quali il numero di caldaie, la potenza, il tipo di carburante. È necessario tenere conto degli standard sulle emissioni atmosferiche. In alcuni casi i camini sono dotati di piattaforma, scala, portello di ispezione e recinzione leggera.
Strutture di fumo a colonna
Un tubo di questo tipo è costituito da un guscio esterno in acciaio ad alto tenore di carbonio e cilindri interni di diverso diametro in acciaio inossidabile inseriti al suo interno per rimuovere i gas. La struttura è fissata in un cesto di ancoraggio versato nella fondazione. Possono essercene 1 o più. Per evitare che la condensa si depositi all'interno, viene utilizzato l'isolamento termico.
Il vantaggio di questa soluzione progettuale è la lunga durata e la prospettiva di collegare più caldaie. Lo spessore e la qualità dell'acciaio vengono scelti in base alla temperatura e all'aggressività dei prodotti della combustione.
Il diametro di ciascun tronco può raggiungere un metro e mezzo e se si prevede di utilizzare un condotto del gas comune per più caldaie, è necessario un diametro di circa 3 m Per evitare la formazione di condensa, i tronchi sono ricoperti di materiale termico isolamento.
Caratteristiche dei camini vicino alla facciata e di facciata
Installare camini vicino alla facciata per locali caldaie annessi alla casa o integrati. Sono fissati al muro dell'edificio mediante staffe. I componenti di un camino sono tronchi e un telaio o ancoraggi.
La canna ha 3 strati: interno in acciaio inox, poi isolamento termico e acciaio zincato. I tubi sono destinati ai locali caldaie dove le caldaie funzionano a gas o combustibile liquido.
I tubi in prossimità della facciata e quelli della facciata trasmettono il carico del peso attraverso un'ulteriore fondazione inferiore e il carico del vento attraverso elementi di fissaggio antivibranti. Questo tipo di camino, in termini di costi dei materiali, è il più economico per la mancanza di strutture portanti e di solide fondamenta.
Il sistema modulare utilizzato per realizzare le canne scarico gas consente una facile sostituzione delle parti danneggiate.
Tubi a traliccio
Questa struttura metallica è costituita da tubi montati su una robusta colonna reticolare autoportante. La capriata, a sua volta, è fissata in un cestello di ancoraggio gettato nella fondazione.I camini a traliccio sono adatti per l'uso in regioni con condizioni sismologiche pericolose.
Per prevenire la corrosione, le uscite del gas sono rivestite con un primer e poi verniciate.
Il cilindro scarico gas è costituito da moduli costituiti da 3 strati:
- interno, a diretto contatto con i prodotti della combustione e realizzato con qualità speciali di acciaio inossidabile;
- 5-6 cm di spessore, con funzione di isolante termico;
- esterno, proteggendo lo strato termoisolante dagli influssi ambientali negativi.
Per il rivestimento anticorrosivo vengono utilizzate vernici contenenti un'alta percentuale di zinco. In alcune strutture possono essere presenti scale e pedane all'interno della colonna per facilitare la manutenzione. Gli elementi strutturali dei tubi di questo tipo sono relativamente leggeri e ciò facilita sia il loro trasporto che il lavoro di installazione.
Tubi dell'albero del camino
L'elemento centrale del tubo dell'albero è la torre di supporto: tre o quattro alberi, a cui sono attaccati i camini. Tutti i componenti strutturali sono assemblati su una base sotto forma di una piattaforma di cemento, partendo dal basso e spostandosi gradualmente verso l'alto. Durante il montaggio, utilizzare una connessione con rivetto o utilizzare viti autofilettanti.
Normalmente i singoli elementi vengono trasportati sul luogo di installazione e assemblati come un set da costruzione. Questo processo richiede pochissimo tempo: poche ore.L'altezza del camino può raggiungere un massimo di 28,5 m. La stabilità del camino è garantita da nervature di irrigidimento: tiranti in acciaio con una sezione trasversale da 1,6 a 2 cm, che compensano l'effetto delle forze trasversali.
Materiali per la costruzione di tubi per caldaie
I sistemi di scarico del fumo sono costruiti con materiali diversi: mattoni, acciaio, ceramica, polimero. Camino in mattoni, costruito su stufe e caminetti in mattoni, è caratterizzato da una buona resistenza meccanica, un'ottima capacità termica e un grado di sicurezza antincendio abbastanza elevato.
Queste strutture presentano anche molti svantaggi, motivo per cui nelle costruzioni moderne i camini completamente in mattoni stanno diventando sempre meno comuni. I documenti normativi limitano l'altezza dei tubi in mattoni a 30-70 me il diametro a 0,6-8 m.
Sulle pareti di un tubo di mattoni con molte sporgenze e depressioni all'interno si depositano sempre molta condensa e fuliggine contenenti ossidi di zolfo. Quest'ultimo, reagendo con l'acqua, forma acidi che distruggono attivamente i mattoni.
Le irregolarità della superficie e il restringimento del passaggio a seguito del graduale aumento dello strato di fuliggine provocano una diminuzione della velocità di passaggio dei fumi e spinta di ribaltamento nel condotto di scarico fumi.
Più resistente alla condensa e ai fattori esterni camini in ceramica, hanno un'elevata resistenza al fuoco. Ma questo sistema ha molto peso, perché All'interno sono presenti delle aste metalliche che gli conferiscono ulteriore robustezza. Ciò comporta l'obbligo dell'installazione obbligatoria di una fondazione e di supporti separati, il che aumenta la complessità e il costo dell'installazione.
Le canne fumarie in polimero sono adatte nei locali caldaie con una temperatura massima di 250 gradi C, durante l'installazione geyser. Sono leggeri, flessibili e durevoli, ma sono rilevanti solo per le apparecchiature a gas.
Un dispositivo per l'evacuazione dei fumi dall'acciaio inossidabile è un insieme costituito da singoli elementi del camino collegati tra loro mediante parti sagomate: tee, tubi, deflettori, tee, curve. Camini in acciaio dotati principalmente di caldaie a gas.
L'installazione di un tale camino può essere effettuata dopo la costruzione dell'edificio in breve tempo. Esiste un'ampia gamma di parti di collegamento, quindi al tubo può essere data qualsiasi configurazione.
Un camino modulare può essere facilmente smontato e spostato in un altro luogo. Il vantaggio del design è il peso ridotto, che consente di fare a meno delle fondamenta, della resistenza all'umidità, della leggera deposizione di fuliggine sulle pareti interne e dell'elevata velocità di passaggio dei gas di combustione.
Le norme sanitarie consentono l'uso di tubi di acciaio per la costruzione di camini con un'altezza superiore a 30 m; un'eccezione è possibile solo se vengono consumate meno di 5 tonnellate di combustibile in policenere al giorno. Il motivo è che la durata di tali strutture è di 10 anni e, se viene utilizzato combustibile ad alto contenuto di zolfo, viene significativamente ridotta.
Le varietà il cui corpo è realizzato in lega di acciaio includono camini coassiali, le specifiche di progettazione e le caratteristiche operative con le quali ti consigliamo di familiarizzare.
Calcolo dei parametri del tubo
Per determinare l'altezza e il diametro del camino per il locale caldaia, è necessario eseguire un calcolo di progettazione aerodinamica. Il diametro dipende dalla potenza delle singole caldaie o dell'intero locale caldaia.
La combustione del combustibile e l'efficace rimozione dei fumi sono fortemente influenzati dal tiraggio, la cui creazione richiede un costante apporto d'aria al focolare.Ciò si ottiene sia naturalmente che artificialmente.
Se nel sistema è incorporata una pompa del fumo, l'altezza del tubo non è critica. Questo parametro è importante soprattutto per tenere conto delle emissioni nocive nell'atmosfera. Per determinare la gravità, è necessario un calcolo obbligatorio sia dell'altezza che della sezione trasversale del tubo.
Determinazione dell'altezza del tubo con tiraggio naturale
Per creare un normale tiraggio naturale, è necessario rispettare la condizione di uguaglianza della forza di tiraggio e della resistenza totale che si verifica durante il movimento dei gas di combustione attraverso i canali del gas della caldaia e il tratto del camino. È possibile prevedere tale trazione purché vi sia poca resistenza al gas e quando l'altezza del tubo non superi i 60 m.
I documenti normativi che regolano la posizione e il calcolo dell'altezza del camino sono SNiP41-01-2003, SP 7.13130.2009.
Dovresti anche tenere conto delle raccomandazioni contenute nelle istruzioni della caldaia, in particolare dei seguenti requisiti:
- La distanza dalla griglia alla parte superiore del tubo non deve essere inferiore a 5 m.
- Sopra un tetto piano senza recinzione alta, il tubo dovrebbe salire di almeno 0,5 m.
- In relazione all'altezza della recinzione e del colmo del tetto, il tubo deve superare il loro livello di 0,5 m se si trova entro un metro e mezzo da queste strutture.
- Quando il camino viene rimosso dal parapetto e dal colmo ad una distanza compresa tra 1,5 e 3 m, il suo punto superiore dovrebbe coincidere con il loro livello in altezza.
Se l'altezza del camino viene calcolata in modo errato possono sorgere molti problemi, il principale dei quali è la turbolenza dell'aria o la zona di pressione del vento. Il fuoco nella fornace può essere spento da forti raffiche di vento.
Il rispetto delle norme di sicurezza antincendio è anche un prerequisito per la progettazione di un tubo del locale caldaia. È necessario isolare le strutture adiacenti al tubo.
Per evitare che le scintille provenienti dai fori di ventilazione del tubo cadano sul tetto quando è realizzato in materiale infiammabile, l'altezza della struttura viene aumentata di 0,5 M. Il tubo del locale caldaia deve trovarsi ad almeno 2 m di distanza da edifici alti e alberi .
Poiché il tiraggio ottimale si verifica a causa della differenza tra la densità totale dei gas che fuoriescono nel camino e una colonna d'aria esterna uguale in altezza, il calcolo viene eseguito utilizzando la formula:
Il calcolo è piuttosto complicato, è meglio se eseguito da specialisti. Parametri che influenzano l'altezza del tubo:
- Il coefficiente A caratterizza la situazione meteorologica nella regione.
- Mi è la massa dei gas di combustione che attraversano il tubo nell'unità di tempo.
- F è la velocità con cui si depositano le particelle formatesi durante la combustione.
- Spdki e Cfi sono indicatori della concentrazione di varie sostanze nei fumi.
- V – volume di gas.
- T è la differenza tra le temperature dell'aria in entrata e in uscita dal tubo.
Se locale caldaia situato in un prolungamento della casa, quest'ultima diventa d'intralcio. In questo caso è necessario che la testa del tubo sia posizionata al di sopra della zona di supporto del vento.Altrimenti, l'apparecchiatura di riscaldamento non sarà in grado di funzionare normalmente.
Per determinare di quanto aumentare il tubo, trova il punto più alto della casa e traccia una linea retta che lo attraversa, formando un angolo di 45 gradi con la superficie della terra. Lo spazio sotto questa linea è la zona di supporto del vento e il camino dovrebbe trovarsi sopra di essa.
Calcolo del diametro del tubo
Per calcolare il diametro del tubo esiste una formula:
S = m/(ρr x w),
Qui m è il consumo di carburante per 1 ora, w è la velocità dei gas di scarico, ρr è la densità dell'aria in condizioni operative, è determinata dalla formula: pв = pBну x 273⁄273 x tос. Dove to è la temperatura dell'aria esterna, pBnu è la densità dell'aria in condizioni normali = 1,2932 kg/m3.
Lascia che nella caldaia brucino 50 kg di combustibile solido all'ora, quindi al secondo saranno 50: 3600 = 0,013888 kg. La velocità di movimento dei gas di combustione è di 2 m al secondo. Ad una temperatura dell'aria di -4 gradi C, la densità dell'aria è di 0,6881 kg per 1 metro cubo. m. Quindi S = 0,013888: (0,6881 x 2) = 0,010092 mq. m = 92 mq. cm Per una sezione circolare d = √4 x 92: 3,14 = 10,83 cm.
Il diametro di un camino cilindrico può essere calcolato utilizzando un'altra formula: d = 1000/1.163 x (r x Q√H), dove r è un coefficiente dipendente dal tipo di combustibile utilizzato. Per il carbone è 0,03, per la legna da ardere 0,045, per il gas 0,016, per il combustibile liquido - 0,024.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Un video con una dimostrazione visiva del processo di calcolo dell'altezza del canale da fumo per la sistemazione di un locale caldaia:
Qui l'autore del video ha condiviso la propria esperienza nel calcolo e nell'installazione di un camino per una caldaia a combustibile solido:
Un altro video per aiutare il designer amatoriale:
Non è così importante quale combustibile utilizzino le caldaie nel locale caldaie. In ogni caso non si può fare a meno di un sistema di scarico dei fumi. I principali requisiti che devono soddisfare le canne fumarie sono il buon tiraggio e la portata, nonché il rispetto delle norme ambientali.
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Abbiamo installato un camino in uno stabilimento balneare. Il tetto è piano, non ci sono recinzioni nelle vicinanze. Si è ritenuto che l'altezza del tubo sopra il tetto fosse di almeno 0,5 m, corrispondente a SNiP, ma in realtà si è scoperto che questa altezza non era sufficiente e il tiraggio era scarso. Abbiamo allungato il camino di altri 1,5 me abbiamo ottenuto un tiraggio meraviglioso. Pertanto gli SNiP forniscono le dimensioni minime consentite, che devono essere rispettate, e le caratteristiche tecniche devono essere migliorate localmente.
Strane, ovviamente, le regole che hai usato. Perché affidarsi a loro se rischiano di non far guadagnare soldi e se la prossima volta saranno più alti del necessario? Quindi ti consiglierei di capirlo da solo; qui è tutto spiegato in modo molto chiaro, per quanto mi riguarda. Oppure contatta il maestro. Preferibilmente buono. Perché tali regole sono come giocare alla roulette.
In questo caso, la canna fumaria è stata installata “per colata scientifica”, come si suol dire. Abbiamo letto che secondo SNiP l'altezza minima dovrebbe essere 0,5 m, l'abbiamo presa alla lettera e abbiamo reso l'altezza del tubo di mezzo metro.E poiché questo è l'indicatore più minimo, che non è obbligatorio, il camino semplicemente non può essere più basso.
È positivo che sia stato possibile aumentare il tubo all'altezza richiesta, ma per il futuro è meglio realizzare un progetto preliminare che tenga conto di tutti i parametri tecnici. In questo modo calcolerai la lunghezza necessaria della canna fumaria e non dovrai rifare nulla.
È positivo che il locale caldaia sia stato realizzato per una casa privata, nel qual caso non è difficile correggere i difetti. Ma se facessi calcoli basati sulla gravità, sapresti quale dovrebbe essere l'altezza del camino e il suo design.