Aerodynamische Berechnung der Kaminparameter des Heizraums

Der Schornstein ist ein integraler Bestandteil eines einzelnen Systems, einschließlich einer Wärmeerzeugungsanlage, Kanälen und Abzügen. Ein Schornstein verteilt die in den Abgasen enthaltenen schädlichen Emissionen in der Atmosphäre. Die aerodynamische Berechnung der Parameter des Schornsteins des Kesselraums muss durchgeführt werden, damit das System seine Funktionen effektiv erfüllen kann und keine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellt.

Die Auswahl eines Rohres für einen Kesselraum und dessen Installation erfolgt nur nach den Ergebnissen vorläufiger Berechnungen, für die spezielle Formeln oder Computerprogramme verwendet werden

Wie erfolgt die Berechnung der Parameter des Schornsteins des Heizraums mit Computerprogrammen?

Die aerodynamische Berechnung des Schornsteins für einen Industriekesselraum ist ein sehr komplexer und mühsamer Prozess. Gegenwärtig werden solche Berechnungen unter Verwendung verschiedener Computerprogramme durchgeführt, die viele Betriebsbedingungen der Ausrüstung berücksichtigen. Die Berechnung soll sicherstellen, dass bei der maximalen Belastung des Kesselhauses die Emission der Restverbrennung des wiederaufbereiteten Brennstoffs zur späteren Entsorgung im atmosphärischen Raum frei durch das Rohr fließt. Mit Hilfe der Computerberechnung ist es möglich, den minimalen Durchsatz von Kaminen zuverlässig zu bestimmen. Fehler bei der Durchführung solcher Berechnungen sind äußerst unerwünscht, da sie zu einer gefährlichen Ansammlung von Gasen führen können.

Die Berechnung des Schornsteins mittels eines Computerprogramms beinhaltet die Einführung der deklarierten Indikatoren in das System in Bezug auf:

• zur Kesselleistung;
• Auslassgastemperatur im Reisepass angegeben. Wenn diese Daten nicht verfügbar sind, wird üblicherweise ein Wert von 200 ° C verwendet.
• Außentemperatur. Um die Heizung einzuschalten, kann sie + 8º С erreichen, Warmwasserversorgung - + 20º С;
• Wirkungsgrad von Kesseln dieses Typs. Wenn diese Daten nicht im Gerätepass enthalten sind, wird die Berechnung mit einem Wert von 0,92 durchgeführt.
• Luftüberschussverhältnis für den Docht. Wenn keine Daten angegeben werden, verwenden sie den Indikator 1.4;
• Art des Kraftstoffs;
• die Länge der Schornsteine, die von der Kesselausrüstung kommen;
• das Material, aus dem der Schornstein hergestellt wurde;
• Zimmertemperatur;
• die Form des Schornsteins;
• die Größe des Schornsteins usw.

Die Art des Rohrs und seine Abmessungen hängen von der Art des Kessels und seiner Leistung ab

Nach Eingabe aller Daten führt das Computerprogramm die Berechnung der natürlichen Traktion (Traktion) durch. Wenn sich herausstellt, dass große Verluste auftreten, müssen Änderungen am Design in Bezug auf Form, Durchmesser und Höhe vorgenommen werden.

Indikatoren für die praktische aerodynamische Berechnung des Schornsteins

Schornsteine ​​von Kesselhäusern und Privathäusern mit einem Festbrennstoffkessel (Kamine) erfordern eine sorgfältige Berechnung unter Berücksichtigung einer Reihe von Indikatoren:

• klimatische Merkmale des Gebiets;
• das Gelände und die Art des Bodens, auf dem das Gebäude gebaut wird;
• regionale seismische Aktivität;
• Windgeschwindigkeiten und Niederschlagsraten sowie kritische Werte;
• Art des Mauerwerksofens;
• dynamische Schwingungen von Geräten;
• das Material, aus dem der Schornstein gebaut wird, und seine Wärmeausdehnung;
• Art des Brennstoffs, seine Wärmeübertragung;
• dem Kessel innewohnende technische Eigenschaften;
• Auslassgastemperaturen.

Mit solchen Daten können Sie berechnen:

• Höhe der Struktur;
• optimaler Durchmesser;
• die zulässige Masse, die der konstruierte Schornstein haben kann, und wählen Sie daher ein Material, das für die Anordnung der Struktur geeignet ist.

Die Berechnungsergebnisse bestimmen den Durchmesser des zukünftigen Schornsteins, seine Höhe und sein Gewicht

Richtig berechnete Höhe und Durchsatz, Auswahl von Form und Material tragen zur natürlichen Traktion bei und sorgen für eine gute Wärmeübertragung. Die korrekte Berechnung wird durch die Einbeziehung von Fachleuten erleichtert. Die Manifestation von Fahrlässigkeit führt zu strukturellen Fehlern, aufgrund derer:

• Innenflächen sind einer übermäßigen Sedimentation von Ruß und Asche ausgesetzt;
• Der innere Querschnitt nimmt allmählich ab, was zu einer Abschwächung der Traktion und dem Eindringen von Kohlenmonoxidgasformationen in den Innenraum führt.
• Die Möglichkeit der Entzündung von sich ansammelnden Harzen und der Rohrverformung aufgrund von Temperaturänderungen wird zunehmen.
• Die Brandgefahr steigt.

Schornstein für einen Heizraum: Design und Typen (Typen)

Die Berechnung der Höhe des Schornsteins des Kesselraums und seiner anderen Parameter ist unmöglich, ohne die Merkmale seiner Konstruktion zu berücksichtigen, die zusammengesetzt sind:

• Gründung und Unterstützung;
• Gasauslass;
• Wärmeisolierung;
• Korrosionsschutz;
• das Gerät, das die Abzüge einführt.

Für die Installation des Kamins werden Ziegel-, Keramik-, verzinkte oder rostfreie Rohre verwendet

Rauchgas, gekühlt in einem Reinigungsgerät - Wäscher, bis zu 60 ° C, wird in Absorbern gereinigt und in die Atmosphäre abgegeben.

Für den Bau von Kaminen können verwendet werden:

• Backstein. Die von einem professionellen Ofenhersteller installierte Ziegelstruktur sammelt praktisch keinen Ruß an. Es ist inhärent für ausreichenden Brandschutz, mechanische Festigkeit und Wärmekapazität. Aufgrund der Zerstörung des Ziegels durch die Reaktionen, die auftreten, wenn die an den Wänden abgelagerten Schwefeloxide mit Wasser in Kontakt kommen, hat die Verwendung von Ziegelstrukturen stark abgenommen;
• Stahl. Ermöglicht die Simulation der Rohrkonfiguration. Es wird ungefähr zehn Jahre dauern, vorausgesetzt, dass Kraftstoff mit einem niedrigen Schwefelgehalt verwendet wird;
• Keramik. Es ist beständig gegen den Einfluss von Kondensat, unterscheidet sich in der Feuerbeständigkeit. Die mit Metallstangen gewogene Konstruktion zeichnet sich jedoch durch eine übermäßige Massivität aus, die die Installation erschwert;
• Polymere. Werden zur Installation auf Geysiren und in einem Heizraum mit einer Temperatur von nicht mehr als 250 ° C verwendet.

Abhängig von den Merkmalen der Tragstruktur können Schornsteine ​​sein:

• selbsttragend, aus Sandwichrohren. Sie lassen sich leicht auf Dächern mit Befestigung im Inneren des Gebäudes montieren und werden bei Bedarf transportiert, weisen jedoch erhebliche Nutzungsbeschränkungen auf - in Bezug auf Temperatur (350 ° C), Schnee- und Windlast, Grad der chemischen Aggressivität von Verbrennungsprodukten;
• kolumniert. Bei Anschluss an mehrere Kessel ist es möglich, eine mehrläufige Stahlkonstruktion mit einem Durchmesser von bis zu drei Metern zu installieren.
• (ungefähr) vorne. Das Design wird als das wirtschaftlichste angesehen, da es kein starkes Fundament und die Verwendung von tragenden Elementen erfordert und die Verwendung von Modulen einen einfachen Austausch ermöglicht.
• Bauernhof. Sie werden in der Regel in Gebieten mit erhöhter seismischer Aktivität eingesetzt;
• gemastert. Die Verwendung von Stahlstreben verleiht dem Stützturm aus drei bis vier Masten mit angebrachten Kaminen zusätzliche Stabilität.

Hohe Rohre sind Windlasten ausgesetzt, daher müssen Sie auf zusätzliche Befestigung achten

Wie berechnet man die Höhe des Schornsteins?

Die Richtigkeit der Berechnung der Höhe des Schornsteins wirkt sich auf den Wirkungsgrad der Heizeinheit aus, ausgedrückt in der Erreichung der erforderlichen Menge an natürlichem Luftzug. Nach den von SNiP festgelegten Standards darf die Höhe nicht weniger als fünf Meter betragen. Die Nichtbeachtung dieser Anzeige führt zu einem Rückgang der natürlichen Traktion und einem ineffizienten Betrieb des Heizungssystems. Wenn Sie das Rohr zu hoch einstellen, reduzieren wir auch den natürlichen Luftzug, da Rauch, der durch einen zu langgestreckten Kanal strömt, abkühlt und sich mit fallender Geschwindigkeit bewegt. Falsche Berechnungen führen zu Luftturbulenzen und Problemen im Zusammenhang mit dem Bereich des Windstauwassers. Starke Windböen können sogar das Feuer im Ofen löschen.

Die Berechnungen während des Industriebaus sind sehr komplex und beinhalten die Einführung einer Vielzahl unterschiedlicher Indikatoren. Bei der Bestimmung der Höhe des Schornsteins für ein Objekt privater Bauart ist es ratsam, die folgenden Empfehlungen zu beachten:

• Die Länge des Segments, das die Basis und den höchsten Punkt verbindet, sollte mindestens fünf Meter betragen. Mit dieser Länge ist ein ausreichender Brandschutz gewährleistet;
• Ein auf einem Flachdach montierter Schornstein sollte mindestens einen halben Meter über seine Oberfläche ragen.
• Bei der Errichtung eines Schornsteins auf einem schrägen Dach wird ein Rohr in einem Abstand von weniger als eineinhalb Metern vom Kamm einen halben Meter darüber installiert. Obligatorisch ist in diesem Fall die zusätzliche Verstärkung der Struktur durch Dehnungsstreifen zur Erhöhung der Stabilität, da sie sonst durch starke Windböen beschädigt werden kann. In einem Abstand von bis zu drei Metern vom Grat wird das Rohr auf gleicher Höhe damit verlegt. Wenn der Abstand drei Meter überschreitet, sollte der Winkel zwischen der horizontalen Linie des Dachfirsts und der virtuellen Linie zwischen dem First und dem oberen Schnitt des Schornsteins 10 ° betragen.
• Der Abstand zwischen dem Schornstein und hohen Bäumen und Gebäuden sollte mehr als zwei Meter betragen.
• Wenn das Dachmaterial brennbar ist, sollte die Höhe des Kamins um einen halben Meter erhöht werden.
• Verlassen Sie sich bei einem mehrstufigen Dach mit Höhenunterschieden bei der Berechnung auf die Höhe des Firsts.
• Wenn sich der Heizraum in der Erweiterung befindet, sollte sich der Rohrkopf über die Windstützzone in dem Raum erheben, der durch die Linie definiert ist, die in einem Winkel von 45 ° von der Oberseite des Hauses zum Boden gezogen wird.

Wenn das Dachmaterial keine feuerfesten Eigenschaften aufweist, muss die Länge des äußeren Teils des Kamins erhöht werden

Die mit dem Heizgerät gelieferte Dokumentation enthält die Werte der Parameter, die sich auf die Auswahl der Schornsteinhöhe auswirken.

Die Durchführung der Berechnungen ist mit der Verwendung der Formel verbunden:

Hmin = √A * Mi * F / (Spdk * Sfi * √V * T)

Diese Formel sieht die Verwendung der folgenden Parameter vor: A - Koeffizient, der die regionale meteorologische Situation charakterisiert; Mi - Massen von Gasformationen, die pro Zeiteinheit durch den Schornstein strömen; F - Sedimentationsrate der während der Verbrennung gebildeten Partikel; Spdki und Sfi - Indikatoren, die die Konzentration von Substanzen widerspiegeln, die Rauchgas enthalten; V ist das Gasvolumen; T ist die Differenz der Lufttemperatur beim Eintritt in das Rohr und beim Austritt aus dem Rohr.

Wie berechnet sich der Durchmesser des Schornsteins?

Die Bestimmung des erforderlichen Durchmessers des Schornsteins erfolgt zur Berechnung des Luftzuges. Mit der bekannten Leistung des Heizgeräts können Sie sich auf folgende Empfehlungen verlassen:

• Wenn die Leistung unter 3,5 kW liegt, reicht ein Schornstein mit einem Querschnitt von 0,14 x 0,14 m aus.
• bei einer Leistung von vier bis fünf kW ist ein Querschnitt von 0,14 x 0,2 m optimal;
• mit einer Leistung von fünf bis sieben kW - 0,14 x 0,27 m.

Die Berechnung des Schornsteinquerschnitts erfordert folgende Daten:

• die Menge des in einer Stunde verbrauchten Kraftstoffs (Informationen sind im Ausrüstungspass enthalten). Dieser Parameter wird als Hauptparameter betrachtet.
• Temperaturindikatoren des in die Rohrleitung eintretenden Gases (auch Passdaten, ca. 150-200 ° C);
• Schornsteinhöhen;
• die Gasgeschwindigkeit im Rohr, üblicherweise als 2 m / s angenommen;
• natürlicher Entwurf, in der Regel für 4Pa.

Es ist nicht schwierig, dies zu berechnen, indem die Höhe des Schornsteins mit dem Unterschied in der Dichte der atmosphärischen Luft und des Rauchgases multipliziert wird.

Sie können diese Formel verwenden:

d2 = 4 V / πW, wobei:

d2 ist der gewünschte Wert der Querschnittsfläche; V ist das Gasvolumen; W ist die Gasgeschwindigkeit im Rohr.

Die Formel zur Berechnung des Durchmessers:

S = m / ρw, wobei:

S ist die Querschnittsfläche; m ist die Menge an Kraftstoff, die während der Stunde verbraucht wird; ρ ist die Dichte der Gase im Schornstein. Zur Vereinfachung der Berechnungen wird dies in der Regel als gleich der Luftdichte angenommen; w ist die Gasgeschwindigkeit im Schornstein. In Fällen, in denen der Durchmesser des Schornsteins mit hoher Genauigkeit bestimmt werden muss, ist es besser, auf die Hilfe von Spezialisten mit den erforderlichen Qualifikationen zurückzugreifen. Um einen Schornstein für das private Wohneigentum auszurüsten, reicht es völlig aus, Empfehlungen allgemeiner Art einzuhalten.

Die sehr geschickte aerodynamische Berechnung des Schornsteins ermöglicht es, auf das langfristig erfolgreiche Funktionieren des Heizungssystems zu zählen. Wenn Sie eine gute natürliche Traktion und einen hohen Durchsatz erreicht haben, können Sie sich keine Sorgen machen, dass der Schornstein mit Ruß verstopft wird und repariert werden muss. Durch ordnungsgemäß durchgeführte Berechnungen wird der Betrieb der Kesselausrüstung unter vollständiger Einhaltung der Umweltstandards bestimmt. Eine Kombination von zwei Faktoren wird erreicht, um eine Existenz zu gewährleisten, die den Standards der modernen Zivilisation entspricht - eine angenehme Temperatur in beheizten Räumen und die Abwesenheit von Schäden für die Umwelt und die menschliche Gesundheit.