Cheminée pour la chaufferie: comment faire le calcul des tailles

La principale fonction que la cheminée devrait remplir pour la chaufferie consiste à évacuer les gaz de combustion des chaudières dans l'atmosphère et à les dissiper dans cet espace. Elle a également une fonction supplémentaire: ils doivent créer des envies naturelles résultant de la différence entre la température dans la chambre de combustion et l'extérieur.

Nous vous présenterons les différents types de canaux de fumée, classés en fonction des caractéristiques de conception et du matériau du tuyau. Ici, vous allez apprendre à calculer les paramètres géométriques pour un exemple spécifique. Nos conseils vous aideront à déterminer le type et la taille de la cheminée.

Types de cheminées

Dans les grandes chaudières, le tirage naturel ne peut pas garantir une combustion correcte, il est créé de manière forcée à l'aide de pompes à fumée. Le processus de combustion et le rejet de ses produits dans l’atmosphère ne devraient pas nuire autant à la nature environnante. l'environnement et ne provoque pas de situations d'urgence dues à une pression dans les fours supérieure à la norme.

De construction tuyaux pour chaufferies très différents les uns des autres et sous la forme de la structure de support, et le matériau de fabrication. Sur le premier signe, il existe plusieurs types de tuyaux.

Tubes de chaudière autoportants

Ces constructions verticales sont à un ou plusieurs corps. Ils détournent les produits de combustion des chaudières et des chaudières.

Ils sont utilisés quel que soit le type de carburant, mais soumis à certaines exigences:

1. La température des gaz de combustion traversant les tuyaux autoportants ne doit pas dépasser 350 degrés C.
2. Les produits de combustion ne doivent pas être agressifs chimiquement.
3. La charge de neige optimale pour les structures autoportantes est de 250 kg par kW. cm, vent - 30 kg par kV. cm dans les conditions de la région éolienne II.

Installez un tuyau autoportant sur le toit et fixez-le à l'intérieur du bâtiment. Ses caractéristiques de conception offrent la possibilité de transport et d’installation sur site, car il se compose de sections séparées représentant 3 plis tuyau sandwich. La fondation est attachée à la fondation à l'aide d'ancrages.

À l’intérieur du tuyau se trouve une couche d’acier robuste insensible aux effets des substances libérées lors de la combustion. La couche externe protège des intempéries.

Les paramètres des structures de fumée doivent être conformes aux exigences énoncées dans les documents réglementaires. Leur calcul est basé sur des facteurs tels que le nombre de chaudières, la puissance, le type de combustible. Assurez-vous de prendre en compte les normes relatives aux émissions dans l'atmosphère. Dans certains cas, les cheminées sont équipées d'une plate-forme, d'une échelle, d'une trappe de visite et d'une clôture lumineuse.

Structures de fumée de colonne

Le tuyau de ce type consiste en une enveloppe extérieure en acier à haute teneur en carbone dans laquelle sont insérés des troncs internes de différents diamètres en acier inoxydable pour l’évacuation des gaz. La conception est fixée dans un panier d'ancrage intégré dans la fondation. Ils peuvent être 1 ou plusieurs. Que l'intérieur n'a pas réglé un condensat, utilisez une isolation thermique.

L'avantage de cette solution de conception est une longue période de fonctionnement, la possibilité de connecter plusieurs chaudières. L'épaisseur de l'acier et de la marque est choisie en fonction de la température et de l'agressivité des produits de combustion.

Le diamètre de chaque baril peut atteindre un mètre et demi, et si vous envisagez d’utiliser un conduit de gaz commun pour plusieurs chaudières, il faut environ 3 m de diamètre. Pour éviter la condensation, les fûts sont recouverts isolation thermique.

Caractéristiques des cheminées de façade et de façade

Installez des cheminées à l'avant pour les chaufferies attenantes à la maison ou encastrées. Fixez-les au mur du bâtiment à l'aide de supports. Les composants de la cheminée sont des troncs et des attaches de cadre ou d'ancrage.

Le canon a 3 couches: intérieur en acier inoxydable, puis isolation thermique et acier galvanisé. Les tuyaux sont destinés aux chaufferies où les chaudières fonctionnent au gaz ou au combustible liquide.

Les tuyaux proches de la façade et de la façade transfèrent la charge au travers d'une fondation inférieure supplémentaire et s'enroulent au travers de fixations anti-vibrations. Ce type de cheminée, en termes de coût des matériaux, est le plus économique en raison du manque de structures de support et de bases solides.

Le système modulaire utilisé pour créer les cylindres d'échappement permet de remplacer facilement les pièces endommagées.

Truss Pipes

Une telle structure métallique est constituée de tuyaux montés sur une colonne durable de type treillis autoportante. La ferme, à son tour, est fixée dans un panier d'ancrage, versé dans les fondations. Les conduits de cheminée de type agricole conviennent à une utilisation dans des régions présentant des conditions sismologiques dangereuses.

Pour éviter la corrosion, les évents de gaz sont recouverts d'un apprêt, puis peints.

Le barillet pour l'élimination des gaz est composé de modules composés de 3 couches:

• interne, en contact direct avec les produits de la combustion et en acier inoxydable spécial;
• 5-6 cm d'épaisseur, jouant le rôle d'isolant thermique;
• externe, protégeant la couche isolante des effets négatifs de l’environnement.

Pour les revêtements anti-corrosion, utilisez des peintures contenant un pourcentage élevé de zinc. Certaines structures à l'intérieur de la colonne peuvent comporter des escaliers et des plates-formes facilitant la maintenance. Les éléments de structure des tuyaux de ce type sont relativement légers, ce qui facilite leur transport et leur travail d'installation.

Tuyaux de cheminée

L'élément central du tuyau de mât est une tour de support - une tour à trois ou quatre mâts, à laquelle sont fixées des cheminées. Tous les composants de la construction sont assemblés à la base sous forme de dalle en béton, en partant du bas et en remontant progressivement. Utilisé lors de l'assemblage d'un rivet ou de l'utilisation de vis.

Généralement, les éléments individuels sont transportés sur le site d'installation et assemblés en tant que concepteur. Cela prend pas mal de temps, quelques heures. La hauteur de la cheminée peut atteindre un maximum de 28,5 m. La stabilité de la cheminée fournit des raidisseurs - des retards en acier d’une section de 1,6 à 2 cm. Ils compensent l'action des forces transversales.

Matériaux pour la construction de tuyaux chaudière

Les systèmes d'extraction de fumée sont fabriqués à partir de différents matériaux: briques, acier, céramique et polymère. Cheminée en briqueconstruit sur des poêles en brique et des cheminées, il présente une bonne résistance mécanique, une excellente capacité calorifique, un degré de sécurité incendie suffisamment élevé.

Il y a aussi beaucoup de défauts dans ces structures, de sorte que dans la construction moderne, les cheminées entièrement en briques sont de plus en plus rares. Les documents réglementaires limitent la hauteur des tuyaux en briques de 30 à 70 m et d'un diamètre de 0,6 à 8 m.

Sur les murs d'un tuyau en brique avec beaucoup de saillies et de renfoncements à l'intérieur, il y a toujours beaucoup de condensat, de suie contenant des oxydes de soufre. Ce dernier, réagissant avec l'eau, forme des acides qui détruisent activement la brique.

Les irrégularités de surface, le rétrécissement du passage dû à l’augmentation progressive de la couche de suie, entraînent une diminution de la vitesse de passage de la fumée et basculer dans le conduit de fumée.

Plus résistant à la condensation et aux facteurs externes conduits de céramique, ils ont une grande réfractarité. Mais ce système est lourd, car à l'intérieur, il y a des tiges en métal, ce qui lui donne une force supplémentaire. D'où les exigences relatives à l'installation obligatoire d'une fondation séparée, des supports, ce qui augmente la complexité et le coût de l'installation.

Les conduits de fumée en polymère sont appropriés dans les chaufferies avec une température maximale de 250 ° C, lors de l'installation chauffe-eau à gaz. Ils sont légers, flexibles et durables, mais ne concernent que les équipements à gaz.

Un dispositif pour l'échappement de l'acier inoxydable - un ensemble constitué d'éléments individuels de la cheminée, reliés entre eux par des raccords: tés, buses, déflecteurs, tés, robinets. Cheminées en acier équiper principalement des chaudières à gaz.

L'installation d'une telle cheminée peut être effectuée après la construction du bâtiment dans un délai bref. Il existe une large gamme de raccords, de sorte que le tuyau peut être configuré dans n'importe quelle configuration.

La cheminée modulaire peut être facilement démontée et déplacée vers un autre endroit. L'avantage de la conception est son faible poids, ce qui permet de se passer de la base, de la résistance humidité, léger dépôt de suie sur les parois intérieures, taux de passage élevé des gaz de combustion les gaz.

Les normes sanitaires autorisent l’utilisation de tuyaux en acier pour la construction de cheminées de plus de 30 m, une exception n'est possible que si moins de 5 tonnes de cendres multiples sont utilisées par jour. carburant. La raison en est que la durée de vie de ces installations est de 10 ans et que, si un combustible à haute teneur en soufre est utilisé, il est considérablement réduit.

Les variétés dont le corps est en acier allié sont: cheminées coaxiales, avec des détails de conception et des caractéristiques de fonctionnement que nous vous recommandons de connaître.

Calcul des paramètres de conduite

Pour déterminer la hauteur et le diamètre de la cheminée de la chaufferie, il est nécessaire d'effectuer des calculs de conception aérodynamique. Le diamètre dépend de la capacité de chaque chaudière ou de toute la chaufferie.

La combustion du combustible et l'élimination efficace de la fumée sont fortement influencées par la poussée, ce qui nécessite une alimentation en air constante dans la chambre de combustion. Ceci est fourni à la fois naturellement et artificiellement.

Si une pompe à fumée est intégrée au système, la hauteur du tuyau n’est pas critique. Ce paramètre est important principalement pour tenir compte des émissions nocives dans l'atmosphère. Pour déterminer le samotyagu, vous avez besoin d'un calcul obligatoire de la hauteur et de la section du tuyau.

Détermination de la hauteur du tuyau en poussée naturelle

Pour créer une poussée naturelle normale, il est nécessaire de respecter la condition d’égalité de la force de poussée et de la la résistance qui se produit lors du passage des gaz de combustion à travers les canaux de gaz de la chaudière et le chemin cheminée Une telle résistance est possible dans des conditions de faible résistance aux gaz, lorsque la hauteur du tuyau ne dépasse pas 60 m.

Les documents réglementaires régissant l’emplacement et le calcul de la hauteur de la cheminée sont SNIP41-01-2003, SP 7.13130.2009.

Il est également nécessaire de prendre en compte les recommandations figurant dans les instructions pour la chaudière, en particulier les exigences suivantes:

1. De la grille au sommet du tuyau ne doit pas être inférieure à 5 m.
2. Au-dessus d’un toit plat sans haute clôture, le tuyau ne doit pas s’élever de moins de 0,5 m.
3. En ce qui concerne la hauteur de la clôture et le faîte du toit, le tuyau devrait dépasser de 0,5 m leur niveau s’il est situé à un mètre et demi de ces structures.
4. Lorsque la cheminée est retirée du parapet et de la crête à une distance de 1,5 à 3 m, son point le plus haut doit coïncider avec leur hauteur.

Avec une hauteur de cheminée calculée de manière incorrecte, de nombreux problèmes peuvent survenir, le principal étant la turbulence de l'air ou la zone de surpression du vent. Le feu dans le four peut éteindre de fortes rafales de vent.

La mise en œuvre de règles de sécurité incendie est également une condition préalable à la conception du tube de la chaudière. Il est nécessaire d'isoler les structures adjacentes au tuyau.

Pour que les étincelles provenant des orifices de ventilation du tuyau ne tombent pas sur le toit quand celui-ci est en combustible les matériaux, la hauteur de la construction augmente de 0,5 m et le tuyau de la chaufferie doit être retiré des bâtiments et des arbres au moins 2 m.

La poussée optimale résultant de la différence de hauteur entre la densité totale des gaz sortant de la cheminée et la colonne d'air extérieur, le calcul est effectué selon la formule suivante:

Le calcul est assez compliqué, mieux s’il est fait par des experts. Paramètres affectant la hauteur du tuyau:

1. Le coefficient A caractérise la situation météorologique de la région.
2. Mi est la masse de gaz de combustion traversant le tuyau par unité de temps.
3. F - la vitesse à laquelle les particules formées lors de la combustion se déposent.
4. Spdki et Sfi - indicateurs de la concentration de diverses substances dans les gaz de combustion.
5. V est le volume de gaz.
6. T est la différence entre les températures de l'air entrant et sortant du tuyau.

Si chaufferie situé dans l'annexe de la maison, cette dernière devient un obstacle. Il est nécessaire que, dans ce cas, le bout du tuyau soit situé au-dessus de la zone de retenue des vents. Sinon, l'appareil de chauffage ne fonctionnera pas normalement.

Afin de déterminer dans quelle quantité un tuyau doit être développé, le point le plus élevé de la maison est situé, un angle direct de 45 degrés est créé à travers celui-ci avec la surface de la terre. L'espace au-dessous de cette ligne est une zone de pression du vent et la cheminée devrait être située au-dessus de celle-ci.

Calcul du diamètre du tuyau

Pour calculer le diamètre du tuyau, il existe une formule:

S = m / (ρr x w),

Ici m est la consommation de carburant en 1 heure, w est la vitesse des gaz de combustion, ρr est la densité de l'air dans les conditions de travail, elle est déterminée par la formule: pv = pBnu x 273⁄273 x tc. Où est la température de l'air extérieur, pBn est la densité de l'air dans des conditions normales = 1,2932 kg / m3.

Laisser 50 kg de combustible solide brûler dans une chaudière en une heure, puis en une seconde: 50: 3600 = 0,013888 kg. La vitesse de déplacement des gaz de combustion - 2 m par seconde. À une température de l'air de -4 ° C, la densité de l'air est de 0,6881 kg par mètre cube. m Alors S = 0,013888: (0,6881 x 2) = 0,01092 mètre carré. m = 92 mètres carrés. voir Pour une section ronde d = √4 x 92: 3,14 = 10,83 cm.

Le diamètre d'une cheminée cylindrique peut être calculé en utilisant une formule différente: d = 1000 / 1,163 x (r x Q√H), où r est un coefficient dépendant du type de combustible utilisé. Pour le charbon, il est de 0,03, pour le bois de chauffage de 0,045, pour le gaz de 0,016, le combustible liquide - de 0,024.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo avec une démonstration visuelle du processus de calcul de la hauteur du canal de fumée pour l'aménagement de la chaufferie:

L'auteur de la vidéo partage ici sa propre expérience en matière de calcul et d'installation d'une cheminée pour une chaudière à combustible solide:

Une autre vidéo pour aider le designer amateur:

Le type de combustible utilisé par les chaudières dans la chaufferie n’est pas très important. Dans tous les cas, ne pas se passer du système d’évacuation des gaz de combustion. Les conditions principales auxquelles doivent satisfaire les tuyaux de cheminée sont une bonne traction et un bon rendement, ainsi que des normes environnementales soutenues.

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