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.

Что такое конденсат? По сути — это жидкость, которая с течением времени оседает на стенках печной трубы. Это происходит потому что, при продвижении отработанных газов по трубе, происходит их охлаждение и пар, входящий в их состав превращается в конденсат, он и оседает внутри дымохода. Ко всему прочему происходит перемешивание газа и конденсата, в результате этого происходит образование кислоты. Ее тип зависит от используемого топлива, то есть она может быть соляной, серной или азотной.

Удаление конденсата убережет дымоход от разрушения

Газовые, да и другие отопительные приборы, кроме электрических, обладают следующим свойством — продукты сгорания топлива имеют низкую температуру и по прошествии некоторого времени, пар который в них содержится начинает оседать на стены дымохода. Так образуется конденсат. Если его внутренности выполнены из металла, то влага долго не задержится не поверхности и постепенно стечет вниз. В этом случае потребуется конденсатосборник для дымохода, в который будет стекать влага, откуда ее можно удалить.

Но если поверхность выполнена из кирпича, то конденсат обязательно будет скапливаться на пористой поверхности трубы. Результатом этого может стать разрушение дымохода.

Причины образования конденсата

Печники, называют процесс образования конденсата в дымоходе — печным плачем, причем независимо как собран дымоход по дыму или по конденсату. Теперь надо понять почему она начинает плакать. Причин этому несколько:

1. Использование при топке, топлива с повышенной влажностью. Домовладелец должен знать, что идеально сухих дров не бывает, кроме того, в некоторых котлах предусмотрено принудительное увлажнение поступающего топлива. Даже при использовании очищенного газа или просушенного топлива без появления конденсата не получится обойтись. Вне зависимости от типа дымоотводной системы конденсат будет всегда образовываться на ее стенках;

2. Недостаточно высокий уровень разогрева отработанных газов. При падении температуры ниже 100 градусов происходит образование конденсата;

3. Тяга, ослабленная из-за недостаточной скорости передвижения отработанных газов внутри дымоотводной системы. Если тяга отвечает всем требованиям, то шансов на образования конденсата на трубе газового котла практически не существует. Если тяга недостаточна, то образование конденсата гарантировано;

3. Разница между уличной температурой и той, которая в трубе. То есть если на улице достаточно прохладно, на наружной поверхности, будет происходить осаждение влаги.

Как избавиться от конденсата влаги?

Ответ на этот вопрос один — полностью его устранить не получиться, но снизить его концентрацию возможно. Для этого можно использовать несколько способов.

1. При эксплуатации топливных приборов, необходимо использовать топливо просушенное до определенного уровня влажности. Для этого в котлах работающих на газу или дизельном топливе установлены специальные фильтры, препятствующие попаданию влаги в топливо. При использовании дров или угля имеет смысл проводить процедуры сушки или наоборот увлажнения;

2. При возведении дымоходной системы необходимо будет выполнить утепление конструкции. Это позволит сдвинуть точку образования конденсата. Кроме того, тепловая изоляция не даст трубе быстро остывать, так как контакт между внешней средой и ее поверхностью будет сведен к минимуму;

3. Очистка трубы от сажи и нагара. Это приведет к свободному перемещению отходов горения, восстановится до необходимого уровня тяга;

4. Установка на оголовок трубы устройства под названием дефлектор. Оно защитит трубу от попадания в нее осадков и усилит тягу;

5. Монтаж конденсатосборника для дымохода в местах скопления излишней влаги.

Если домовладелец будет следовать этим не самым сложным правилам при сооружении и эксплуатации дымоход для конденсационного газового котла или любой другой модели, то срок службы этого устройства будет продлен.

Профилактические меры

О том, как избавиться от конденсата в вентиляционной трубе поговорим ниже. Профилактические меры необходимо принимать на стадии проектирования дымоотводной системы. А именно необходимо предусмотреть следующие меры, использование которых снизит вероятность разрушения дымохода от действия агрессивных веществ, образующихся в процессе перемещения отходов горения топлива внутри него. К таким мерам можно отнести:

• предусмотреть монтаж трубы из коррозионной стали внутри кирпичного дымохода (гильзование). Это позволит снизить аэродинамическое сопротивление и предотвратить разрушение конструкции от воздействия конденсата;
• собирать дымоход по конденсату;
• предусмотреть возможность обустройства тепловой изоляции;
• предусмотреть герметизацию стыков гильз;
• предусмотреть возможность установки конденсатоотводчика.

Важно! Установив внутрь кирпичного дымохода гильзу из коррозионностойкой стали надо быть готовым к тому, что снизиться тяга. При работах по герметизации швов необходимо тщательно выбирать герметик, так как, некоторые марки по мере эксплуатации «каменеют» и растрескиваются.

Конденсатоотводчик — некоторые свойства

Дымоотводные системы, которые монтируют в современных загородных сооружениях — это достаточно сложные инженерно-технические сооружения. От качества материалов, применяемых при из возведении, соблюдения технологических правил и инструкций зависит эффективность работы дымохода в целом. То есть если, обеспечена необходимая тяга, внутренние полости трубы не имеют явных препятствий, то такая конструкция может прослужить не один десяток лет при максимальном КПД котельного оборудования.

Если при сборке конструкции будут допущены ошибки, то можно быть уверенным, что в помещение будут попадать продукты сгорания. Кроме этого, эти ошибки могут привести к возгоранию здания.

На основании выше изложенного можно сделать вывод, что одной из главных проблем дымоотводных систем — это образование конденсата, содержащего в себе химически агрессивные вещества (серная, соляная и азотная кислоты).

Для снижения этого воздействия и повышения эффективности работы системы в целом, имеет смысл приобрести и установить конденсатоотводчик. Существует несколько вариантов исполнения этого устройства. Как правило, для изготовления этой детали применяют коррозионно стойкий стальной сплав. Толщина металла лежит в диапазоне от 0,5 до 0,8 мм.

Но в последнее время на рынке стали появляться эти устройства выполненные из термостойкой керамики.

По своей форме он напоминает перевернутую лейку, носик которой направлен вниз. Именно через него производят слив накопившегося конденсата. Отведение накопившегося конденсата происходит без какого-либо стравливания пара. Таким образом снижается вероятность появления такого явления как гидравлический удар.

Конденсатоотводчик относят к фазоразделительной арматуре. Он предназначается для автоматического разделения пара и отработанных газов. Кстати, в эту арматуру относят воздухоотводчки и маслоразделители. Как правило их устанавливают на выходе тепловых приборов. При сборке дымохода внутри дома, его можно установить сразу после отопительного прибора. В частности одно из мест его установки — это тройник.

При сооружении дымохода вне дома, по стене, эту деталь устанавливают после выхода из стены. Применение этого устройства позволяет более рационально использовать получаемое тепло и в результате увеличить КПД отопительного прибора.

Это устройство подразумевает то, что его будут устанавливать в основании каждого вертикального прогона дымохода. В конструкции кондесатосборника предусмотрены канавки, по которым влага стекает в отстойник.

Конденсат в печной трубе — это явление, рано или поздно приводящее к непоправимым последствиям. Но если домовладелец предпримет все меры по минимизации количества конденсата на трубе дымохода еще на стадии проектирования и строительства печи, то он не только обеспечить максимальную пожарную безопасность строения, но сэкономит на будущей переделке дымоходной системы.

• Челябинскому производителю можно доверять на 100% - компанию приглашают на коллективные стенды Челябинской области для участия в крупных международных выставках, компания инвестирует средства в развитие производства (в 2016 году запущен японский сварочный роботизированный комплекс KUKA), в компании работают специалисты любящие свое дело.
• СТАРТ - это реально очень долговечные котлы (сталь толщиной 6мм), и в течение всего срока службы сохраняют свои характеристики. Обратите внимание на вес котла.
• Высокоэффективный теплосъем тепла (максимальный КПД) . Это не просто топка с трубой, в которую вылетает тепло (ваши деньги ), а многоходовой теплообменник, который передает тепло в систему отопления.
• Только достоверная техническая информация (с рассказыванием сказок у нас плохо) - мощность котлов и время горения - это гарантированные реальные цифры, а в идеальных условиях мощность котлов может быть даже выше. И при этом никаких подводных "камней" - нет заблокированных настроек автоматики или снятия гарантии при самостоятельном монтаже.
• Привлекательная цена за котел европейского качества.

Насколько оправдана цена котла?

Качественный котел никогда не стоит дешево. К изготовлению котлов СТАРТ допускаются только очень высококвалифированные сварщики и слесари. Многие сварщики работают уже более 15 лет и ценят свою работу. Каждый сварочный шов очень качественный и тщательно проверяется.

Швы топочной камеры камеры всегда провариваются с двух сторон для максимальной надежности, а для сварки внешних швов используется сварочный робот KUKA, который обеспечивает идеальный ровный шов за счет того, что он по своей сути РОБОТ и за счет капельного режима сварочной дуги с глубокой проваркой шва.

Мы не применяем ни одного дешевого комплектующего , редуктор - лучший немецкий, двигатель - качественный испанский, вентилятор - ведущий производитель из Польши, металл - толщиной 6мм ММК (Россия), чугунное литье - очень высококачественное российское (не отличить от финского литья), даже уплотнительные шнуры применяются не дешевые стекловолоконные, а очень качественные высокотемпературные мулиткремнеземные.

Какой котел выбрать - автомат или полуавтомат?

Какие будут гарантии?

Мы даем честную гарантию на котел , в том числе и на электронику - 2 года. Однако, срок службы котлов составляет 15 лет. В отличие от импортных котлов, мы всегда имеем любые комплектующие и в достаточном количестве. Также вы всегда можете получить бесплатную консультацию по телефону по вопросу настройки котла, системы отопления или эксплуатации котла.

Хотите еще гарантий - многие клиенты использующие котлы СТАРТ готовы рассказать о своем опыте его эксплуатации, мы можем вам предоставить их контакты, чтобы вы смогли получить самую достоверную информацию так сказать "из первых уст" и также посмотреть котел в работе .

Дом без отопления - это просто стройматерилы.

А хороший котел - это жизнь, успех, бизнес.