«Конденсат в дымоходе» - понятие, которое упоминают часто, но механизм его образования объясняют редко. Между тем именно знание точки росы позволяет правильно подобрать утеплитель, рассчитать высоту трубы и понять, почему режим тления так вреден для дымохода.
Точка росы - это температура, при которой водяной пар в газовой смеси начинает конденсироваться на поверхности. Для дымовых газов от сгорания дров она лежит в диапазоне 47-65°C в зависимости от состава топлива и режима горения. Стенки дымохода, охлаждённые ниже этого порога, покрываются жидкостью. Выше - остаются сухими.
Откуда берётся водяной пар в дымовых газах
При сгорании органики водород топлива соединяется с кислородом воздуха: 2H2 + O2 = 2H2O. Даже в абсолютно сухой древесине водорода достаточно, чтобы образовать около 0,3-0,4 кг воды на 1 кг сгоревшего вещества. Влажные дрова добавляют к этому ещё 0,5-0,6 кг испарившейся свободной воды.
Итого: при сжигании 1 кг дров с влажностью 50% в дымовые газы уходит 0,8-1,0 кг водяного пара. При дровах 15% влажности - вдвое меньше. Парциальное давление пара напрямую определяет точку росы: чем его больше, тем выше температура конденсации.
Как рассчитать точку росы для дымовых газов
Точную точку росы считают по составу газов. Для практических целей достаточно ориентировочных значений:
| Состояние дров | Влажность, % | Точка росы газов, °C |
|---|---|---|
| Хорошо высушенные | 12-15 | 47-52 |
| Стандартные сухие | 20 | 52-57 |
| Полусухие | 30 | 57-62 |
| Свежесрубленные | 50 | 62-68 |
Важный нюанс: это температура газов в конкретной точке канала. Температура стенки дымохода - другая величина, и именно она определяет, будет ли конденсат. Стенка однослойного уличного дымохода в мороз может быть холоднее 20°C - конденсат образуется с гарантией.
Что происходит с температурой газа по высоте трубы
Газ поднимается и охлаждается. Скорость охлаждения зависит от теплоизоляции канала и наружной температуры.
Для одностенной трубы диаметром 150 мм при -20°C снаружи потери температуры составляют примерно 8-12°C на метр высоты. Это значит, что при температуре газа у устья печи 250°C уже через 15-20 метров однослойного канала газ охладится до 50-100°C - конденсат гарантирован.
Для хорошо утеплённого сэндвича (50-100 мм базальта) потери составляют 1-3°C на метр. Газ приходит к оголовку достаточно тёплым, стенка остаётся выше точки росы по всей высоте.
Отсюда правило: уличный участок дымохода всегда должен быть сэндвичем с базальтовым утеплителем. Одностенный допустим только внутри отапливаемого помещения.
Режим тления - главный источник конденсата
При нормальном интенсивном горении температура газа у основания трубы 200-350°C. При режиме тления с прикрытым шибером - 80-150°C. Разница принципиальная.
В режиме тления происходит следующее: кислорода мало, горение неполное, газ богат водяным паром и несгоревшей органикой. Температура низкая - вся высота канала оказывается ниже точки росы. Конденсат образуется интенсивно, насыщается органическими кислотами и смолами. За 4-6 часов тления на стенках откладывается заметный слой смолистого конденсата.
Вывод: продолжительное тление с прикрытым шибером - наихудший режим для дымохода. Короткий интенсивный прогрев лучше для канала и безопаснее, чем долгое медленное тление.
Как держать канал выше точки росы
Три инженерных решения, каждое независимо снижает риск конденсата:
Утепление. Сэндвич-дымоход с базальтовой ватой 50 мм обеспечивает температуру внутренней стенки выше 100°C даже при -25°C снаружи. Подробнее - в статье про утеплители дымохода.
Правильный диаметр. Заниженный диаметр канала увеличивает скорость газа - время на охлаждение меньше. Завышенный диаметр замедляет газ и снижает его температуру - конденсат интенсивнее. Оптимальный расчёт диаметра критичен.
Прогрев перед розжигом. Холодная труба в начале топки всегда даёт конденсат - это неизбежно. Прогрев канала (бумага в ревизии, небольшой розжиг) сокращает фазу конденсации до 5-10 минут вместо 20-40.
Конденсатосборник: последняя линия защиты
Даже в хорошо спроектированном дымоходе конденсат образуется при первом розжиге и в нестандартных условиях. Конденсатосборник - тройник с заглушкой в нижней части трубы - собирает стекающую жидкость и позволяет её удалить.
Ёмкость конденсатосборника для дровяной печи - 0,5-1,5 литра в сезон при нормальном режиме. Если надо опорожнять его каждые 2-3 топки - что-то не так: дрова, режим горения или утепление.
Конденсатосборник обязателен в сборке по конденсату (внутренняя труба входит в раструб нижнего элемента снизу). При сборке по дыму конденсат стекает в трубу и попадает в печь - это допустимо только для котлов с конденсатоотводом.
Точка росы - расчётный параметр, а не непреодолимое явление природы. Грамотное утепление и сухие дрова смещают её ниже температуры стенок канала - и конденсат перестаёт быть проблемой.