Расчет коллективных дымоходных систем

В. Дзюба

При проектировании домов с поквартирным теплоснабжением от автономных газовых котлов с закрытой камерой сгорания очень важно правильно рассчитать параметры коллективных дымоходных систем. В украинской нормативной базе есть для этого соответствующая методика. Кроме того, производители предлагают компьютерные программы для автоматизированного расчета

Согласно ДСТУ Б В.Б 2.5-33:2007 "Инженерное оборудование зданий и сооружений. Поквартирное теплоснабжение жилых домов с теплогенераторами на газовом топливе с закрытой камерой сгорания с коллективными дымоходами и дымоходными системами", площадь сечения коллективных дымоходов, общих приточных воздуховодов дымоходных систем должна проверяться расчетом согласно методикам завода-изготовителя коллективной дымоходной системы.

Производиться это должно на основании суммарной тепловой мощности и количества теплогенераторов, присоединяемых к коллективному дымоходу, при условии их одновременной работы.

На сегодняшний день методика расчета дымоходных систем воздух-газ с многократным подключением полностью изложена в ДСТУ Б EN 13384-2:2010 "Дымоходы. Методы теплотехнических и аэродинамических расчетов".

В стандарте отмечается, что аэродинамический и теплотехнический расчет применяется к коллективным дымоходам, обслуживающим здания высотой не более 5 этажей, и к системам ДСВГ (дымоходная система воздух-газ), которые можно применять в зданиях до 10-ти этажей.

  • Основные параметры, влияющие на расчет поперечного сечения:
  • Общая эффективная высота дымовой трубы;
  • Количество подключенных котлов;
  • Номинальная тепловая мощность каждого котла.

При этом под общей эффективной высотой дымовой трубы понимается разница между отметками устья дымовой трубы и подключения cамого верхнего прибора.

Метод расчета дымоходов для таких зданий основан на определении распределения массового расхода дымовых газов. При этом условия для создания необходимого разряжения должны выполняться в каждой точке входа дымовых газов в дымоход.

Требования к массовому расходу дымовых газов и характеристики давления должны определяться условиями работы с учетом температуры наружного воздуха для следующих случаев:

  • все теплогенераторы работают одновременно с условной теплопроизводительностью;
  • все теплогенераторы работают одновременно с наименьшей условной теплопроизводительностью;
  • один из теплогенераторов работает с условной теплопроизводительностью, а все остальные не эксплуатируются (все возможные случаи);
  • один из теплогенераторов работает с наименьшей теплопроизводительностью, а все остальные не эксплуатируются (все возможные случаи).

Требования массового расхода необходимо проверить при всех режимах эксплуатации для каждого теплогенератора, работающего в режиме условной или минимальной теплопроизводительности.

Массовый расход должен соответствовать условию:

PWc,j ≥ PW,j, кг/с

А для каждого неработающего теплогенератора:

PWc,j ≥ 0, кг/с

где PWc,j – расчетный массовый расход дымовых газов теплогенератора, кг/с; PW,j – указанный массовый расход дымовых газов теплогенератора, кг/с.

Необходимым условием правильного расчета дымоходной системы газ-воздух является наличие разряжения над каждым участком газоотводящей установки при всех возможных условиях эксплуатации дымохода.

Условие равновесия давления проверяется по формулам:

|PZ,j - PZe,j| ≤ 0,1, Па;

PZ,j =− PL + ΣNk=j (PH,k − PR,k), Па;

PZe,j = PWc, j + PV,j + PВc,j, Па,

где PZ,j – разрежение в точке входа дымовых газов на участок дымохода j, Па; PH,k – теоретическая тяга, созданная эффектом дымохода на участке дымохода k, Па; PR,k – аэродинамическое сопротивление участка дымохода k, Па; PWc, j – расчетная тяга теплогенератора, Па; PV,j – расчетное аэродинамическое сопротивление соединительного элемента участка дымохода j, Па; PВc,j – расчетное аэродинамическое сопротивление приточного воздуха теплогенератора/>j, Па; PZe,j – необходимая тяга в точке входа дымовых газов на участок дымохода j, Па; PL – динамическое давление воздуха, Па; N – количество теплогенераторов.

При расчете тяги приточного воздуха для дымоходов с разрежением дополнительно необходимо проверить условие, при котором давление (минимальная тяга) в дымоходе (PZ,j) было больше или равно давлению в помещении, в котором установлен теплогенератор. Проверку характеристики давления и массового расхода дымовых газов необходимо проводить при одинаковых условиях. В этом случае следует использовать следующую формулу:

PZ,j ≥ PBc,j, Па.

где PZ,j– тяга на входе в участок дымохода j,Па; PBc,j – расчетное аэродинамическое сопротивление.

Помимо давления необходимо учитывать температурные требования. Проверка характеристики температуры производится при каждом отдельном расчете с использованием предварительных расчетов дымовых газов по массе, удовлетворяющих требованиям обеспечения равновесия давления при определенной температуре наружного воздуха. При этом температура внутренней стенки в конце участка дымохода Tiob, j должна быть больше или равной температурному пределу участка дымохода Tg, j (рис. 1). В свою очередь температурный предел дымоходов, при эксплуатации в сухих условиях, равен температуре точки росы дымовых газов, при эксплуатации во влажных условиях - точке замерзания воды (273,15 К).Рис_1_Дымоходы

Рис. 1. Пример подключения нескольких теплогенераторов с обозначениями показателей давления и температуры дымохода:
1 – дымоход; 2, 4, 6 – соединительные элементы; 3, 5, 7 – теплогенераторы; 8, 9 – участки дымохода

Поскольку метод расчета дымоходных систем газ-воздух является комплексным и довольно сложным, то его применение значительно облегчается при использовании специальных компьютерных программ (рис. 2).Рис_2_Дымоходы

Рис. 2. Программа для аэродинамического расчета дымохода

По результатам автоматизированного расчета данная программа предоставляет заключение о пригодности к эксплуатации дымоходной системы ДСВГ на основании европейской нормы EN 13384-2 (ДСТУ Б EN 13384-2:2010) при всех возможных условиях эксплуатации дымохода.

Так или иначе, расчет коллективных дымоходных систем требует от проектировщика определенного опыта. При этом необходимо учитывать качество материалов, из которых будет выполнена будущая коллективная дымоходная система.

Конструкцию и технологию монтажа следует выбирать с учетом обеспечения минимальных последующих расходов на ремонт, техобслуживание и эксплуатацию. Учитывая европейский опыт минимальный срок эксплуатации дымоходного оборудования в жилом здании, в соответствии с требованиями VDN2067 BI 1 (Германия), должен составлять не менее 50-ти лет. Следовательно проектировщик при выборе дымоходной системы должен руководствоватся вопросами долго вечности и ремонтопригодности.

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь!



Оставьте комментарий

Telegram