Расчет дефлектора для дымохода

Ключевая функция газохода заключается в выводе из системы продуктов сгорания. Чтобы система работала надежно нужно оснастить дымоход грибком (дефлектором). Он защитит ее от попадания внутрь снега, пыли и других ненужных элементов. Кроме того, наличие указанной детали улучшает тягу.

В этой статье вы узнаете зачем нужен дефлектор на дымовую трубу. Мы сделаем краткий обзор имеющихся вариантов колпаков.

У вас будет возможность сравнить их и узнать о плюсах и минусах каждой разновидности. Мы также расскажем о том, как произвести грибок своими руками. Кроме того, вы сможете посмотреть чертежи и видео по тематике нашей статьи.

Функциональность изделий

Грибки для дымоходных труб представляют собой простые устройства, выполняющие важную функцию. Потоки воздуха разделяясь о колпак проникают в канал, вызывая эффект «подсасывания». Это приводит к появлению участка, где преобладает пониженное давление. В это направление и устремляется дым. Важно учитывать, что воздух может перемещаться горизонтально или же под углом.

Наличие дефлектора снижает риск возгорания. Чтобы повысить его эффективность следует установить искрогаситель. Он представляет собой особую сетку. Использование козырька с турбиной позволяет обеспечить достойными показателями тяги практически любой газоход.

Виды конструкций

На сегодняшний день разработаны грибки самых различных разновидностей. Мы расскажем вам о наиболее популярных из них.

Итак, согласно отзывам потребителей, наибольший интерес представляют:

1. Дефлектор Вольперта — Григоровича. Характеризуется круглой формой и конусообразным зонтиком. Как правило, не оснащен капельником.
2. Четырехскатный грибок. Имеет прямоугольную форму. Ставится на дымоходы из кирпича с такой же конфигурацией.
3. Грибок с полукруглой крышей. Дизайн данной разновидности достаточно эстетичный. Его часто можно увидеть на кровле зданий, сооруженных в европейском стиле. Но эффективность этого грибка к сожалению низкая.
4. Плоский козырек. Обладает плоским прямоугольным навесом. Такие изделия характерны при обустройстве домов в стиле минимализма. Важно знать, что на кронштейны данного изделия в зимний период воздействуют сильные нагрузки. Это связано с накапливанием снега на зонтике.
5. Стандартный грибок. Имеет пирамидальную конструкцию. Изготовляют данную разновидности из листа металла и соединяют с фартуком-капельником с помощью специальных кронштейнов.

Дефлектор Вольперта — Григоровича

Данная разновидность устройства наиболее эффективная и популярная. Поэтому о ней мы поговорим более детально.

Этот дефлектор часто ставят на дымовые трубы газовых котлов. Ключевая фишка данной конструкции состоит в наличие под зонтом перевернутого конуса. Поэтому во время бокового обдува в канале возникает пониженное давление, и продукты горения устремляются из газохода наружу.

При сильном ветре «сверху вниз» давление в зоне дефлектора может наоборот повышаться. Этот момент нужно учесть при проектировании и монтаже дымоотводящей системы. Но в большинстве случаев обдув происходит именно сбоку. Поэтому рассматриваемая разновидность изделий подойдет для большинства газоходов.

Выглядят они следующим образом:

• диаметр диффузора: снизу — 2*D, сверху — 1.5*D;
• высота диффузора — 1.5*D;
• погружение канала в диффузор — 0.15*D;
• высота обоих конусов зонтика — 0.25*D;
• расстояние между диффузором и колпаком — 0.25*D.

Данные соотношения размеров были получены опытным путем. При производстве данной модели обязательно придерживайтесь этих формул.

Изготовление колпака

Сделав все важные расчеты нужно начинать к раскрой металла для создания изделия. Лучше всего для этой цели применять нержавеющую сталь небольшой толщины. В крайнем случае допустимо применять оцинковку.

Выкройка для грибка выглядит как изогнутая полоска стали. Для зонтика она представляет собой два круга с вырезанными элементами.

Также важно оставить металлическую полосочку, размером два или три сантиметра на одном крае для облегчения стыковки. При этом зонтик должен быть на несколько сантиметров больше обратного конуса.

Чтобы не терять время на загибы металла, используйте заклепки и заклепочник. В данном случае вас не должен интересовать уровень герметичности. Это здесь ни к чему. Использование заклепок существенно ускоряет работу.

При выполнении задачи удобно применять оправку из бруса. На нее надевают диффузор. Затем нужно сделать отверстия сразу в двух краях. После этого вставляется заклепка и устанавливается посредством заклепочника.

Таким же образом изготовляется конусы. Не стоит сразу же соединять их вместе. Для закрепления зонтика к диффузору лучше всего воспользоваться отрезками резьбовой шпильки. Чтобы сформировать надежное крепление будет достаточным применить три. Шпильки закрепляются к диффузору на петлях, которые выполняют из металлической полоски. Их также крепят посредством заклепок. Шпильки нужно просто вкрутить и затем зафиксировать с помощью гаек. Таким способом вы сможете оперативно и надежно закрепить зонтик на необходимой вам высоте.

На обратном конусе также нужно просверлить три отверстия. Он фиксируется на определенной высоте посредством гаек с шайбами. Далее закрепляют зонтик. Он несколько больше обратного конуса. Поэтому его подрезают в нескольких местах на один или два сантиметра. Полученную полоску нужно загнуть на нижний конус. Эту операцию нужно проделать несколько раз. Такая система позволит скрепить оба элемента максимально надежно между собой. Благодаря тому, что верхняя часть конструкции больше нижней, дождь или снег не будет способствовать скоплению жидкости внутри пространства между двумя конусами.

Наш грибок готов. Далее нужно установить его на дымоходную трубу. О процессе монтажа конструкции вы сможете прочитать в отдельной статье, размещенной на нашем сайте.

Смотреть видео:

Источник: trubtraid.ru

Самый главный вопрос

Прежде чем подбирать или делать дефлектор на трубу, нужно решить – а нужен ли он вообще? Дефлектор может обмерзнуть, затянуться сажей или нагаром (закоксоваться), засорить палыми листьями, несомым ветром мусором или пылью. В любом из таких случаев, если дефлектор на дымовой трубе, обитатели дома рискуют угореть. КПД печи или котла дефлектор увеличивает ненамного, зато требует регулярного осмотра и чистки. Не реже раза в 3 месяца для печей на твердом топливе и не реже раза в полгода для печей и котлов на газе, жидком топливе или пиролизных. Подробнее об опасностях, которые может повлечь за собой установка на трубу неподходящего дефлектора, см. видео:

Видео: чем опасны дефлекторы, зонтики и флюгеры на дымоходе?

Поэтому, если у вас старая дровяная или угольная печка, но тяга неважная и ветер в трубу задувает, вместо сложного дефлектора лучше поставить простой дымник, напр. зонтик или шатер. А в прочих случаях надо хорошенько разобраться, какой именно дефлектор нужен для данной конкретной печи/котла с данным конкретным дымоходом. Важно также не перепутать дымовой дефлектор с вентиляционным – мелкие торговцы и авторы некоторых популярных публикаций разницы между ними не видят или не делают.

Эволюция дефлектора

Deflectio по-латыни значит «отражаю» в смысле «отбрасываю». Не направленно определенным образом, как рефлектор, а лишь бы в сторону. Колпак на трубу дымохода из шкур, больших ракушек и т.п. ставили уже первобытные люди, чтобы избежать задувания ветра в трубу.

О роли дефлектора в создании тяги, ее стабилизации вопреки капризам погоды и способности дефлектора увеличить КПД теплогенерирующих приборов впервые серьезно задумались в ЦАГИ почти 100 лет тому назад по заданию только что вылупившегося советского правительства. До того теплотехники пытались в этих целях усовершенствовать дымовые трубы. Видали на старых фотографиях огромные пузатые, как перевернутая груша, трубы американских паровозов или длинные тонкие, с розеткой наверху, английских?

В ЦАГИ дефлекторами занялся маститый авиаконструктор Д. П. Григорович в творческом содружестве с владевшим в совершенстве математическим аппаратом А. Ф. Вольпертом. Последний также, и даже более, известен работами в области радиотехники (диаграмма Вольперта-Смита и др.). Вместе и порознь Григорович с Вольпертом разработали несколько типов дефлекторов различного назначения, поэтому в специальной литературе описываются разные дефлекторы Григоровича, Вольперта и Вольперта-Григоровича.

Григорович начал с того, что аэродинамически правильно рассчитал обычный дымник-зонтик, поз. 1 на рис. Это уже существенно улучшило показатели устройства; конус Григоровича – запомните, очень пригодится. Вольперт предложил снабдить дефлектор-зонтик аэродинамической юбкой-диффузором (поз. 2), но дефлектор оставался аэродинамически несовершенным, см. далее. Его дополняли обтекаемым телом вращения вместо колпака и цилиндрическим корпусом-обечайкой. В конце концов, после многократных продувок в аэродинамической трубе, правительственной комиссии был предъявлен дефлектор ЦАГИ (поз. 3), полностью удовлетворявший выданному ТЗ и намного его перекрывавший.

Дефлектор ЦАГИ до сих пор наиболее распространены в мире благодаря своему техническому совершенству. Существуют их модификации для разных целей, см. далее. Но и другие наработки Григоровича с Вольпертом не пропали даром – на их основе разрабатывается большинство моделей современных дымовых дефлекторов. Какой из них для чего более пригоден, об этом мы и поговорим далее.

Типы и схемы

Все разнообразие торговых наименований дымовых дефлекторов укладывается в ограниченное число конструктивных типов и аэродинамических схем. Прежде всего, по взаимодействию с естественной тягой дымохода дефлекторы делятся на:

• Активные – со встроенным рабочим дымососом. Для обеспечения заданных характеристик дефлектора дымосос должен работать постоянно, пока горит в топке.
• Активно-пассивные – дымосос маломощный на крайний случай: полное безветрие, буря, избыточно интенсивная топка и т.п. Минимально допустимые технические характеристики дымохода обеспечиваются и при выключенном дымососе.
• Пассивно-активные – дефлектор создает небольшую собственную тягу энергонезависимым способом.
• Пассивные – собственная тяга дефлектора отсутствует.

Активные дефлекторы как энергозависимые и не оптимальные для домовых отопительных приборов малой мощности мы далее не рассматриваем. Из активно-пассивных будет рассмотрен один, рассчитанный на маломощный 12 В вентилятор и пригодный для изготовления своими руками.

По аэродинамической схеме дефлектор дымовой трубы возможно выполнить след. образом (вверху на рис.):

1. Аэродинамически несовершенный (неполный) – в занятом дефлектором пространстве имеется «карман» — область заветривания, в которой возможно скопление воздуха, дымовых газов или их смеси;
2. Аэродинамически полный открытый – ветрового кармана нет, но ветру открыт свободный доступ в рабочее пространство дефлектора;
3. Аэродинамически совершенный закрытый – ветрового кармана нет, ветер в рабочее пространство свободного доступа не имеет;
4. Дефлектор-флюгер (см. далее);
5. Вихревой дефлектор.

Аэродинамически совершенный закрытый дефлектор наиболее сложен конструктивно и технологически, но обладает огромным преимуществом: вследствие нагрева обечайки аэродинамически совершенные закрытые дефлекторы почти все дают собственную энергонезависимую тягу. Это единственный пассивный тип дефлектора, способный увеличить естественную тягу дымохода в полный штиль.

Примечание: аэродинамически совершенный закрытый дефлектор и есть упомянутый выше дефлектор ЦАГИ. Данная аэродинамическая схема изобретена именно в ЦАГИ.

Вихревые дефлекторы легко узнать по «рваной» конструкции с острыми выступами. В их аэродинамике, как и в вихревой аэродинамике вообще, еще много неясного (уравнение Навье-Стокса было решено в общем виде всего 2 года назад). Предсказать поведение вихревого дефлектора при любых внешних условиях с любым дымоходом точно невозможно. Поэтому далее вихревые дефлекторы не рассматриваются. Верить или нет их производителям – это ваше личное дело.

Аэродинамика

Схем тока дымовых газов в дефлекторах в общедоступных источниках достаточно. Но с точки зрения домовладельца и мастера важнее характер взаимодействия дефлектора с естественной тягой дымохода и ветром в след. аспектах:

• Не ухудшит ли дефлектор исходную тягу?
• Способен ли дефлектор увеличить исходную тягу в безветрие?
• Насколько и каким образом дефлектор увеличивает ветровые нагрузки на трубу?
• Насколько дефлектор данной схемы склонен к обледенению/засорению и удобен для чистки?

Ветер тогда лучше рассматривать не по метеошкале, а по грубой градации силы и динамике поля скоростей:

1. безветрие;
2. слабый/средний (умеренный) – до 6 баллов по метеошкале;
3. сильный – 6-8 баллов;
4. очень сильный – свыше 8 баллов;
5. порывистый – ветер любой силы действительно порывистый, или резкий (сильно скошенный верх либо вниз), или взвихренный.

Представление об аэродинамических свойствах пассивных дымовых дефлекторов дает рис. выше.

Простой колпак

Обычный дымник на печную трубу в виде зонтика, если он выполнен в виде конуса Григоровича, не так уж плох:

• С массивным теплоемким дымоходом держит тягу в допустимых для дровяной/угольной печи пределах на ровном ветру силой до жестокого шторма (10 баллов).
• На любом ветру вплоть до ураганного не создает разрушающих нагрузок на трубу; скорее сам сорвется и улетит.
• Конструктивно прост.
• Слабо закоксовывается и засоряется, легко чистится в порядке ежегодного осмотра и обслуживания дымохода.
• Вследствие несовершенной аэродинамики мало чувствителен к конфигурации зонта. Если дом в заветрии, дымник-зонтик можно сделать шатровым (см. рис. справа), что упрощает работу и дает большие возможности для его дизайна.
• С 2-3 канальным дымоходом (см. далее) обеспечивает технические показатели (кроме увеличения тяги в безветрие) не хуже, чем аэродинамически совершенный закрытый дефлектор.

Недостатки несовершенного дефлектора-дымника также достаточно серьезны:

1. В безветрие уменьшает исходную тягу тем сильнее, чем интенсивнее топится печь. Что особенно опасно суровой тихой зимой: печь может захлебнуться и пыхнуть угаром.
2. На сильном ветру способен создавать избыточную тягу, что резко уменьшает КПД компактных канальных печей (напр., голландских на 2,5-3,5 кирпича) и каминов.
3. На очень сильном/порывистом ветру не исключено задувание в трубу и появление обратной тяги.

В целом несовершенный дефлектор-зонт это оптимальный дымник на кирпичную трубу правильно построенной и ухоженной домовой печи на твердом топливе, эксплуатируемой в местах, где ураганы и бури крайне редки. Способы сделать дымник-зонтик незадуваемым есть (см. далее), но усложняют его до того, что чаще всего приходится выбирать аэродинамически полный или совершенный дефлектор.

Открытый

Аэродинамически открытый дефлектор не уменьшает исходную тягу и на любом ветру держит ее в пределах, допустимых для печей и котлов на твердом, жидком топливе и газе. Довольно сильно обмерзает, закоксовывается и замусоривается, но легко доступен для чистки. Недостатки его таковы:

• Обтекаемое тело вращения вместо колпака – технологически сложный узел.
• Результирующий вектор ветровых нагрузок таков, что аэродинамически открытый дефлектор стремится свернуть трубу, тогда как зонтик – сам с нее слететь.
• На ветру сильнее 8 баллов боковая нагрузка на трубу резко возрастает и далее растет по степенному закону.
• Плохо гасит динамическую нагрузку от порывов ветра, поэтому на кирпичную трубу открытый дефлектор ставить нельзя.
• Непригоден для пиролизных теплогенерирующих приборов: на сильном ветру сразу высасывает пиролизные газы и печь/котел гаснет.
• Мало пригоден под дизайн: нашлепки и фигурки портят общую аэродинамику. Единственно, где возможно разместить украшения – верхний полюс тела вращения и нижний обрез диффузора (см. далее).

Примечание: в свое время у нас и в США проводились опыты по применению открытых дефлекторов на паровозах, для увеличения КПД на малом ходу. Результат плачевный – на среднем ходу из трубы показывался язык пламени, и ни один не смог разогнаться до конструкционной скорости.

В целом аэродинамически открытый дефлектор пригоден для всех типов отопительных приборов, кроме пиролизных. При условии, что дефлектор осматривается и чистится не реже раза в 2 месяца, а перед каждой топкой тяга проверяется. Очень хорошо подходит для дымоходов с недостаточной тягой и, особенно, для банных печей: случаев угорания в банях из-за открытого дефлектора не отмечено. Правильно истопить баньку дело непростое, и проверка дефлектора заметно его не усложнит.

Примечание: существуют типы открытых дефлекторов, практически не создающих боковых нагрузок на трубу и пригодные для хрупких керамических и стеклянных дымоходов, см. рис. справа. Однако в открытом теле вращения скапливаются пыль, мусор и сажа, что портит аэродинамику устройства, а чистить его трудно. Поэтому производители рекомендуют такие изделия только для газовых котлов в местах с не сильно запыленным воздухом.

 

Совершенный

Достоинства аэродинамически совершенного закрытого дефлектора частично указаны выше. Кроме того:

• Аэродинамически совершенный закрытый дефлектор обеспечивает стабильность тяги в любых внешних условиях, достаточную для любых бытовых печей и котлов.
• Не засоряется и не обмерзает внутри, а наледь и пыль снаружи мало влияют на его работу.
• С небольшими модификациями пригоден для использования в качестве как дымового, так и вентиляционного энергонезависимого, см. далее.
• Отлично гасит динамическую нагрузку от порывов ветра и поэтому пригоден для установки на трубы из любых материалов.
• В одну овальную, треугольную или квадратную обечайку могут сходиться пучком 2-3-4 дымохода.

Недостатки закрытого дефлектора не столь существенны:

1. Боковое усилие на трубу на ветру до сильного дает большее, чем открытый, но далее с усилением ветра оно растет линейно, т.е. трубу под открытый дефлектор всегда можно усилить или укрепить оттяжками.
2. Достаточно сложен конструктивно и технологически.
3. Непригоден под дизайн: любые нашлепки и фигурки портят общую аэродинамику, а раскраска только усиливает утилитарный вид дефлектора.

Технологические хитрости

Первое правило – не делайте дымников наподобие двухскатной крыши или цилиндрового свода (см. рис. справа). Такие годятся по назначению только для передвижных приборов, когда ось зонта возможно произвольно ориентировать по ветру. Или в качестве декоративных на фальшдымоход. Есть такая мода в домах с биокаминами. А в прочих случаях тяга будет гулять по воле стихий вплоть до обратной.

Далее, чтобы сделать дефлектор на дымоход своими руками, нужно освоить некоторые приемы жестяницких работ. Прежде всего – соединение листов в фальц (сгиб), или фальцовку см. рис. ниже. Чаще всего детали дефлекторов соединяются одиночным лежачим фальцем, но для зонтов несовершенных дефлекторов в декоративных целях иногда используется двойной стоячий фальц.

Далее нужно научиться по наружным размерам размечать выкройки деталей дефлектора. Для тех, кто предпочитает учиться наглядно, даем подборку видеоуроков по изготовлению деталей дымовых дефлекторов:

Зонт круглый:

Зонт пирамидальный (шатровый) с вершиной в центре:

Зонт удлиненный граненый:

Переход с квадрата на круг (квадрат внутри круга):

Очень важно для закрытых дефлекторов к маломощным печам и котлам, см. далее.

Переход с круга на круг:

Все эти выкройки возможно построить, пользуясь только линейкой и циркулем – козьей ножкой (в который вставляется карандаш. Ну, а для тех, кто склонен к углубленному изучению основ, прежде чем взяться за дело, даем подборку проекций и формул для точного построения разверток деталей. Обратите внимание на удлиненные зонты: их ставят на 2-3 ходовые дымоходы. Дымовые каналы, каждый минимально допустимого для данного отопительного прибора сечения, располагают в ряд. Вероятность задувания сразу 2-х каналов крайне мала, а всех 3-х практически отсутствует.

Здесь на рис. – данные для построения усеченного конуса, которых в дефлекторах хоть отбавляй. Исходные данные – высота конуса H, радиусы вершины и основания R1, R2. Обратите также внимание на врезку, отмеченную красным: это развертка того самого конуса Григоровича. Образующий угол (в данном случае 30 градусов) находится как φ = arcsin(H/r), где H – высота конуса, а r – радиус основания. Радиус R определяется аналогично L для усеченного конуса, но в квадрат возводятся H и r. Впрочем, тем, кто не забыл теорему Пифагора, это и так понятно.

После конусов разобраться с разверткой одноцентрового шатра труда не составит, см. рис. Одно лишь «но»: припуск на примере выкройки (справа на рис.) дан в расчете на одинарную клепку (для прочности) паяного шва.

Для соединения в одинарный фальц металла толщиной до 0,6 мм припуск с одной стороны надо взять 20 мм, а с другой 21+2+20 мм. Если металл 0,6-1,5 мм, то 30 и 31,5+3+30 мм соотв. Но, вообще говоря, паяный и склепанный на краю шов сделать легче, он выглядит аккуратнее и лучше сопротивляется коррозии, чем фальцевый. Если железом кроется крыша, то, понятно, склепывать и паять листы просто технически невозможно. Но зонт дефлектора – другое дело. Собирают его на пайке с клепкой так:

1. Размечают и вырезают развертку;
2. Сверлят отверстия под заклепку;
3. Отгибают внутрь под 90 градусов борта (крылья) припуска;
4. Заклепывают край;
5. Через деревянные подкладные бруски струбцинами сжимают борта;
6. Пропаивают шов.

Аналогичным способом строится развертка и собирается вальмовый шатер (зонт) дымника, см. рис.

И, наконец, самая сложная деталь: диффузор аэродинамически совершенного закрытого дефлектора, он же – переходник-юбка с квадрата на круг (круг внутри) для установки дымника-зонта на кирпичную трубу. Правила построения не сложны (см. рис.), но требуют точности и аккуратности в работе.

Примечание: дополнительно выровнять тягу открытого и несовершенного дефлекторов на круглой трубе, а также свести в ничтожной вероятность задувания в последний можно, если образующую диффузора/юбки прогнуть внутрь, см. рис. Но работа такая сложна – после сборки переходника с круга на круг его нужно выколачивать на болване из твердого дерева.

Конструкции

Теперь посмотрим, какой возможно и как сделать дефлектор на дымовую трубу самостоятельно. Проще всего начинать с несовершенного дефлектора-зонта; его возможности гораздо шире, чем может показаться, а материалов и не очень сложной работы требуется немного.

На что способен зонтик

В климатических условиях РФ дефлектора-зонта на печную трубу чаще всего оказывается достаточно, тем более, что угара по его вине тоже не отмечено. Но – если дымник-зонт сделан правильно. Самая распространенная ошибка – колпак слишком высоко поднимают на стойках. Вернуть 100% исходную тягу это не поможет, но вероятность задувания в трубу резко возрастает.

Правильные размеры дефлектора-зонта на дымовую трубу даны слева на рис. Для труб с просветом диаметром 100-200 они уменьшаются пропорционально, а затем величина H1 увеличивается в 1,3 раза для труб 150-200 мм и в 1,6 раза для труб 100-150 мм.

Справа на рис. даны размеры незадуваемого дефлектора-зонта, но в условиях РФ такой лучше ставить на вентиляционную трубу естественной вентиляции, т.к. сетка быстро обрастает сажей или конденсатом дымовых газов, и тогда на нее очень хорошо налипает пыль.

Также не задувается, сохраняет исходную тягу и даже немного увеличивает ее двухэтажный дефлектор-зонт. Схема его действия дана на поз. 1 след. рис.:

Для дымоходов маломощных бытовых печей/котлов (прим. до 40 кВт) ее можно упростить, выполнив этажи одинаковыми, поз. 2. Каждый этаж – обрезанный вдвое по высоте конус Григоровича (см. выше); расстояние между этажами равно высоте этажа. Верхний этаж щипцовый, т.е. срезанная вершина конуса закрыта глухой крышкой. 3-этажный зонт на вентиляционную трубу (поз. 3) реже обмерзает и меньше засоряется, чем зонт с сеткой. Для труб 130-200 мм размеры меняются пропорционально. И, наконец, дефлектор Кирюшкина (поз. 3; все конусы – Григоровича) используется преимущественно как активно-пассивный – под малым конусом ставят маломощный дымосос на 12 В 100-200 мА.

ЦАГИ

Прежде чем браться за аэродинамически открытый дефлектор, посмотрим, как модифицируется под частный дом самый совершенный дефлектор ЦАГИ. Его исходная конструкция была рассчитана в первую очередь на промышленные объекты и затем на многоквартирные дома.

Чертежи 3-х вариантов дефлектора ЦАГИ даны на рис. Размеры исходного промышленного варианта приведены справа вверху. Не полностью, т.к. рассчитан он на прочную трубу и уж никак не на сэндвичевый дымоход. Для дымохода частного домовладения более подойдет работающий по такой же схеме дефлектор Ханженкова (слева на рис.). Он дает меньшую горизонтальную ветровую нагрузку и его можно вставлять в трубу, как описано ниже.

А справа на рис. – размеры вентиляционного дефлектора ЦАГИ. Его можно из пассивного превратить в пассивно-активный, выкрасив обечайку черным кузнечным патом или др. краской, хорошо поглощающей тепловое излучение земли и окружающих дом объектов. Вентиляторы в отдушинах домовой системы вентиляции нужно, конечно, оставить, но включать их придется изредка. Как сделать своими руками дефлектор ЦАГИ, см. видео

Видео: дефлектор ЦАГИ из металлочерепицы своими руками

Примечание: вентиляционный дефлектор не такая уж роскошь, как может показаться. Когда ветер задувает в вентиляцию, в ванной холодно, а кухонный чад и туалетные запахи разносятся по дому. Клапаны-хлопушки не решают проблемы – захлопнулся, в ванной и кухне душно.

Что получается из конусов

Из дефлекторов открытого типа доступнее всего, и, по всему комплексу технических показателей, оптимален для частного домовладения дефлектор Вольперта-Григоровича. Хотя, сколько в нем на самом деле того и другого, знали только они сами.

Канонические (исходные из исследований ЦАГИ) пропорции дефлектора Вольперта-Григоровича даны на поз. 1 рис.:

Слева – модификация под асбоцементную трубу, хорошо держащую продольные нагрузки, но хрупкую поперек. Увеличенная вдвое высота верхнего образующего тело вращения конуса дает большую подъемную силу, стремящуюся сорвать дефлектор с трубы, но тугой хомут удержит его на любом ветру. Для труб 130-180 мм по внутри размеры меняются пропорционально.

Примечание: еще об одном варианте самодельного дефлектора Вольперта-Григоровича см.  след. ролик:

Видео: дефлектор Волперта Григоровича для увеличения тяги в печи

Флюгеры

Дефлекторы для труб – флюгеры называют еще флюгарками. Иногда так называют все дымники вообще, но это неверно, т.к. флюгер по определению устройство поворотное.

Дефлектор на трубу – флюгер может быть выполнен поворотным самоориентирующимся и вращающимся. Последние называются еще турбодефлекторами, а самоориентирующиеся дымовыми зубьями, что тоже неверно. Дымовой зуб – часть дымохода английского камина. Слабое место всех флюгерных дефлекторов – подшипник. Он очень легко засоряется и затягивается сажей, а уплотнения подвержены усиленному износу. Поэтому осматривать дефлектор-флюгер нужно не реже раза в 2 месяца. Но сам дефлектор-флюгер почти никогда не обрастает главным врагом всех неподвижных дефлекторов – сосульками.

Многолопастный дефлектор-флюгер (поз. 1 и 2 на рис.) дает стабильную тягу на ветру до 9-10 баллов при незначительных нагрузках на трубу, поэтому его можно ставить на сэндвичевые, керамические и стеклянные дымоходы. Однолопастный дефлектор-флюгер на сильном ветру сильно нагружает трубу, поэтому она должна быть прочной и дом располагаться в месте, где штормовой ветер не разгуляется. Зато однолопастный дефлектор-флюгер несложно оформить в виде птицы (поз. 3 и 4).

Турбодефлектор (поз. 5) – запомните и никому не верьте – не дымовой! Он вентиляционный или для газовых котлов с электроподжигом. Турбина вращается как ветром, так и током воздуха в трубе, причем правильно выполненная турбина, как в некоторых типах ветровых двигателей, самораскручивающаяся: достаточно самой слабой начальной тяги иди легкого дуновения ветерка, чтобы турбинка завертелась и потянула воздух, а остановится она только когда и тяга, и ветер полностью прекратятся. В системе вентиляции дома с турбодефлекторами включать вентиляторы в отдушинах приходится, как говорится, раз в год не каждый год. К сожалению, турбодефлектор легко затягивается пылью и мусором из воздуха, поэтому проверять его нужно тоже не реже раза в 2 мес.

Технические свойства турбодефлектора такие же, как у многолопастного самоориентирующегося, но трубу он нагружает еще меньше. Турбодефлектор вполне возможно сделать своими руками, см. видео ниже.

Видео: турбодефлектор своими руками

Как ставить дефлектор

Ставить на трубу дефлектор возможно, только если дымоход выполнен точно по правилам СНиП 41-01-2003, поз. 1 на рис. ниже. Весьма желательно, чтобы труба, на которую будет установлен дефлектор, располагалась на подветренном относительно направления господствующих ветров скате крыши. Для справки: подветренный значит противоположный направлению, откуда ветер дует.

Крепить дефлектор к выдре (верхнему расширению кирпичной трубы) безусловно можно, только если труба изначально рассчитана под дефлектор. Если нет, или в кладке трубы есть хоть малейшие нарушения, крепить к ней дефлектор нужно так, как показано на поз. 2 рис:

1. В трубу вставляют прочную гильзу (стакан; переходник квадрат-круг) С;
2. Стакана закрепляют глухими анкерами А на уровне не выше нижнего ряда кладки выдры и закладными штырями З в канавки на устье трубы. Анкеры и закладные замуровываются цементно-песчаным раствором от М200;
3. На стакан надевают диффузор/юбку Д с карнизом (отливом) К. Обязательно для дефлектора любой схемы, в т.ч. несовершенного!
4. Диффузор крепят только к кладке мелкими анкерными болтами. Не саморезами в пластиковых дюбелях! К стакану юбку/диффузор не крепят!
5. На вороте (верхнем обрезе) юбки/диффузора прочно закрепляют рабочую конструкцию дефлектора.

Только при таком способе крепления дефлектор никогда не расшатает старую и/или не рассчитанную не него кирпичную трубу.

Источник: clubpechnikov.ru

Для чего нужен дефлектор? Функциональные особенности

Дефлектор (в переводе с англ. «отражатель») – трубная конструкция, установленная на оголовок для защиты верхней части дымохода.

Основным назначением дефлектора является усиление и выравнивание тяги отопительного оборудования (печи или котла) для безопасного вывода продуктов сгорания. При отсутствии дефлектора возможно проникновение воздушных масс, которые в дальнейшем препятствуют или противодействуют хорошей тяге теплового генератора.

Наличие подобного устройства способствует повышению КПД отопительного оборудования до 20%.

Кроме основного назначения – отвода дыма, устройство используется для выполнения ряда важных функций:

• Выравнивание тяги. Хорошая тяга обеспечивает поступление кислорода, что приводит к экономии топливного материала – он быстрее и полностью сгорает в теплогенераторе.
• Искрогашение. Образование искр происходит в результате увеличения температуры горения топлива и тяги в дымоотводной конструкции, что может стать причиной возгорания. Устройство обеспечивает безопасное выгорание искр.
• Защита от негативного воздействия атмосферных осадков. Подобное приспособление обеспечивает надежную защиту дымового канала от дождя, снега, града и сильного ветра. Это способствует эффективной и бесперебойной работе отопительного оборудования даже при плохой погоде.

Принцип работы дефлектора

Дымоходные дефлекторы монтируются в вытяжной канал или на трубу для отвода дыма для улучшения внутренней тяги.

Принцип работы устройства заключается в следующем:

• Ветер с воздушными массами опоясывают стенки внешнего цилиндра конструкции, создавая нужное сопротивление.
• Часть воздушного потока закручивается в вихри и устремляется вверх по дефлектору. Далее воздух соединяется с продуктами сгорания, которые выводятся из дымохода.
• Воздушно-дымовая масса приводит к увеличению внутренней тяги в дымоотводной конструкции.
• Независимо от направления воздушных потоков, подобный процесс приводит и к улучшению тяги в отопительном оборудовании.

Верхний цилиндр имеет специальные зазоры для засасывания дыма. Иногда воздушные вихри, создаваемые снизу под колпаком, могут препятствовать выводу продуктов сгорания. Это является существенным недостатком конструкций. Проблема решается путем монтажа под зонтом перевернутой конусообразной насадки, которая предназначена для отражения, рассечения и выведения масс из дымоходной конструкции.

Разновидности дымоходных дефлекторов

Современные дефлекторы для дымоотводов представлены множеством различных конструкций, самыми востребованными из них являются:

• ЦАГИ.
• Дефлектор Григоровича.
• Волпер.
• Н-образный.
• Флюгер.
• Тарельчатый.
• Вращающийся.
• Искрогаситель.

ЦАГИ

Универсальный вариант дефлекторов, разработанный Центральным Аэрогидродинамическим институтом. Конструктивными элементами устройства являются патрубок, зафиксированный на дымоходе, диффузор, кольцо и зонт.

К основному преимуществу ЦАГИ относится удобное расположение зонта, когда теплые воздушные массы выводятся через вентиляционный канал, что приводит к увеличению тяги. ЦАГИ используется для защиты системы вентиляции и дымоотвода.

Подобная конструкция эффективно рассекает поступающий воздушный поток для быстрого выведения дыма из трубы. При этом зонт располагается внутри цилиндра, поэтому обеспечивает максимальную защиту от негативного воздействия осадков.

Существенным недостатком конструкции является сложность производства, поэтому собрать дефлектор ЦАГИ в домашних условиях достаточно затруднительно.

Дефлектор Григоровича

Самый доступный вариант устройства, который можно изготовить самостоятельно из подручных материалов. Конструкция состоит из верхнего цилиндра, нижнего цилиндра с патрубками, конуса и кронштейнов для монтажа.

Дефлектор Вольперта – Григоровича успешно используется для защиты вытяжки и дымохода. Главным преимуществом устройства является простота конструкции, а недостатком – высокое расположение зонта по отношению к диффузору, что приводит к задуванию дыма по бокам.

В целом подобное приспособление недостаточно эффективно увеличивает тягу, но препятствует проникновению атмосферных осадков в трубу.

Круглый Волпер

Подобное устройство практически идентично дефлектору ЦАГИ, но с единственным отличием – имеется козырек для защиты от осадков и загрязнений, расположенный над диффузором.

Устройство Н-образной конструкции

Н-образный дефлектор предусматривает использование трубных отрезков, поэтому способен выдерживать предельные ветровые нагрузки. Основные элементы конструкции монтируются буквой Н, исключая попадание атмосферных осадков и загрязнений в трубу благодаря горизонтальному патрубку.

Боковые вертикальные элементы способствуют повышению внутренней тяги, что приводит к одновременному выведению дыма в разных направлениях.

Флюгер

Еще один вариант дефлектора на дымоход, который представлен соединенными друг с другом козырьками, вращающимися по кругу. Чтобы обеспечить постоянное движение под воздействием воздушных масс, в верхней части конструкции устанавливается специальная флюгарка. Многие конструкции оснащаются небольшим стрелочным штырьком, определяющим направление ветра.

Рассекая воздушные потоки, козырьки приводят к усилению тяги в дымоотводе. Кроме того, они защищают котёл или печку от возможных загрязнений, попадающих извне.

Существенным недостатком конструкции является недолговечность подшипника, обеспечивающего движение козырьков.

Тарельчатый дефлектор

Простой и доступный вариант защиты дымоходной системы, обеспечивающий высокие показатели тяги. Основные элементы конструкции создают специальный козырек для защиты дымохода от загрязнений и осадков.

Внизу козырек оснащен колпаком, направленным в сторону трубы. Воздушные массы, попадающие в дефлектор, создают узкий и разреженный канал, что позволяет повысить внутреннюю тягу в два раза.

Вращающийся дефлектор

Подобное приспособление может вращаться за счет воздушных масс в одну сторону, поэтому в безветренную погоду он абсолютно неподвижен. При сильной наледи турбоконструкция становится бесполезной, поэтому требует подогрева или периодической очистки.

Турбодефлектор надежно защищает дымоходную систему от засорения и негативного воздействия осадков. Если в качестве теплогенератора используется газовый котел, тогда рациональным будет использование подобного дымника.

Искрогаситель

Существуют модели приспособлений для безопасного гашения искр. Обычно они представляют собой конструкции, оснащенные цилиндром и зонтом с мелкоячеистой сеткой.

Искрогаситель на дымоходе работает по следующему принципу: сетка задерживает остаточные продукты горения, которые содержатся в дыме. В результате происходит полное затухание искр, попадающих на дефлектор, особенно это важно, если дымоотводная система расположена вблизи воспламеняющихся предметов или зеленых насаждений.

Единственный недостаток конструкции – вероятность снижения тяги при неправильной сборке устройства.

Расчеты размеров дефлектора

Прежде чем приступить к изготовлению дефлектора на дымоход, необходимо создать рабочий чертеж, в котором будут указаны все размеры устройства. А для этого необходимо выполнить правильный расчёт высоты дефлектора, диаметра входящего патрубка и колпака.

В специальных таблицах содержится информация о размерах приспособлений для стандартных дымоходов.

Таблица размеров

Диаметр канала (внутренний), мм d	Высота дефлектора, мм Н	Ширина диффузора, мм D
120	145	241
140	167	280
200	241	400
400	481	800
500	600	1000

Если требуется рассчитать размер приспособления для нестандартной дымоходной конструкции, тогда можно воспользоваться общепринятой формулой:

• Высота дефлектора = 1,6 (1,7)×d.
• Ширина колпака = 1,7 (1,8)×d;
• Ширина диффузора = 1,2 (1,3)×d.

d – внутренний диаметр дымоотводного канала.

Важно! Для получения требуемых значений потребуются предварительные замеры внутреннего диаметра дымоотводной трубы.

Инструкция по сборке дефлектора

Дефлектор Григоровича – самый простой и востребованный вид защитных устройств. Он имеет упрощенную и надежную конструкцию, которую можно сделать самостоятельно.

Для изготовления дымника подходит жесть или оцинкованная сталь толщиной не менее 0,5 мм.

Для сборки потребуется следующий набор рабочих инструментов:

• Ножницы для резки металла.
• Молоток.
• Электродрель и сверла.
• Сварочный аппарат.
• Рулетка.
• Карандаш и фломастер.
• Плотный картон.
• Саморезы.
• Болты и гайки.

В качестве основы для приспособления – лист оцинкованной стали на 0,8 мм и стальные полосы.

Самодельный дефлектор собирается по следующей схеме:

1. Просчет размеров будущего устройства. Для упрощения можно воспользоваться готовой формулой.
2. На картоне наносится разметка каждого элемента конструкции. Готовые шаблоны вырезаются и соединяются между собой для проверки соответствия размеров нужным параметрам.
3. Шаблоны располагаются на стальных листах и обводятся по контурам при помощи фломастера. Заготовки вырезаются ножницами строго по контурам.
4. Из центральной детали формируется цилиндрический диффузор. На краях проделываются отверстия под саморезы.
5. Аналогичным образом создается наружный цилиндр. Из двух заготовок собирается конусообразный колпак.
6. По краям верхнего конуса проделываются 6 надрезов для фиксирующих стоек. Из стальных полос вырезаются стойки длиной 21 см, шириной 5 см. Далее к верхнему конусу кромкой фиксируется нижний конус при помощи стоек.
7. Готовый колпак соединяется с диффузором и устанавливается в наружный цилиндр.

Важно! Все части соединяются между собой болтами с гайками или сваркой.

Источник: SdelatBanyu.ru

Что такое дефлектор и его сборка

Слово «дефлектор» взято из латыни, где «deflecto» переводится, как «отклонять» — это глагол несовершенного вида из которого произошло название устройства. Любая из этих конструкций создана на основании закона сохранения энергии (закон Бернулли) и в данном случае это выражается в выравнивании давления воздуха, которое получается разным при той или иной температуре.

На практике дефлектор Вольперта-Григорвича устанавливается на верхнюю часть вытяжной трубы и даже при лёгком дуновении ветер обтекает стенки устройства и воздух внутри него становится разреженным и более холодным. Воздушная масса снизу, устремляется вверх, к зоне пониженного давления, что и называется тягой.

Дефлектор Вольперта-Григорвича в действии – неимоверный эффект

Устройство

Этот дефлектор создан на базе двух разработок – соединении устройства Вольперта с устройством Григоровича.  Оно необычайно простое (см. изображение вверху) и в общем состоит всего из трёх элементов:

1. Крышка-зонт в виде двухстороннего конуса.
2. Трапециевидный диффузор (абажур).
3. Труба.

На верхнем изображении стрелками указано движение ветра – дуя на трубу он попадает в диффузор и. естественно, поднимается вверх, где отражается по сторонам обратным конусом крышки или зонта (называйте, как хотите). Получается, что во внутреннем пространстве диффузора над трубой воздух постоянной разрежается,  что и заставляет газы от сгоревшего топлива (дым) или воздух  из помещения устремляться вверх по трубе – возникает эффект всасывания.

Здесь не будет лишним указать на место расположения дымохода (вентиляции) на склоне крыши, чтобы ваше изделие и его монтаж принесло пользу. На верхнем чертеже показан принцип правильного расположения дымохода относительно высоты конька. Например, если второй и третий варианты (справа налево) сделать ниже, то много пользы дефлектор не принесёт. Поэтому, если дымоотвод у вас короче, чем нужно, то его следует поднять фрагментом металлической, керамической или асбестоцементной (хризотилцементной) трубы.

Материалы и инструменты для работы

Для изготовления дефлектора вам понадобятся следующие материалы:

• лист оцинкованной жести (толщину лучше выбирать не 0.25 мм, а 0,32 мм);
• заклёпки дюралюминиевые или маленькие болтики с гаечками;
• полоса стальная для кронштейнов (не толще 1-1,5 мм);
• крепёж (могут быть пластиковые дюбели с саморезами для кирпичного или керамического дымохода).

Из инструментов нужно приготовить:

• ножницы по металлу (можно воспользоваться болгаркой с режущим диском);
• линейка (можно заменить уровнем или правилом);
• чертилка или маркер, рулетка;
• школьный циркуль;
• заклёпочник;
• аккумуляторная и/или электрическая дрель;
• удлинитель для подключения дрели на крыше.

Приступаем к работе

Чтобы произвести расчеты нужно обратить внимание на верхнее изображение – там все размеры привязаны к диаметру дымовой или вентиляционной трубы, поэтому, чтобы было понятнее, сделаем такие вычисления для трубы Ø200 мм. Если высота абажура и его верхний диаметр больше в полтора раза, значит, эти величины составят по 200*1,5=300 мм. Нижний диаметр абажура 200*2=400 мм. Напуск абажура на трубу 200*0,15=30 мм. Высота каждого конуса крышки 200*0,25=50 мм, итого 50+50=100 мм. Диаметр зонта 200*2=400 мм. Высота от нижней части конуса (пика) до абажура 200*0,25=50 мм.

Переходим к процессу изготовления устройства для оптимизации процесса горения и начнём с крышки (будем отталкиваться от тех же 200 мм.  Сначала на жести нужно начертить окружность, но такой большой циркуль найти можно не всегда, поэтому сделаем его из подручных средств – тонкой рейки и самореза. В углу листа оцинковки определяете примерный центр и прикручиваете там планку, на которой, отступив от точки фиксации 100 мм (радиус), сверлите отверстие, вставляете туда чертилку и рисуете круг. Вырезаете его и делаете аналогичную копию для противоположной стороны.

Чтобы задать необходимую высоту конуса, из полученного круга придётся вырезать клин и для этого нужно разделить окружность на 36 частей – это несложно. Сначала вычисляете длину хорды, которая равна диаметру, умноженному на коэффициент (для 36частей k=0,08716). Значит, 200*0,08716=17,432≈17 мм. Нам не нужно размечать весь круг – достаточно двух меток на расстоянии 17 мм, от которых к центру делаете линии чертилкой, а затем вырезаете отмеченный клин.

Обрезанные края натягиваете внахлёст и заклёпываете алюминиевыми заклёпками или скрепляете маленькими болтиками, хотя заклёпки и удобнее, и эстетичнее. Таким же методом делаете противоположную часть крышки, посте чего оба зонта соединяете выбранным вами крепежом в один диск, как на фотографии вверху и переходите к изготовлению конусного диффузора.

Теперь, исходя из соотношения диаметра (в данном случае у нас Ø200 мм) к остальным величинам, вырезаем полосу шириной 300 мм (высота), а длину можно вычислить по формуле C=πd, где C – искомая длина окружности, π=3,14, d=200 мм (в нашем случае). Значит, длина нижней окружности C=πd=3,14*400=1256 мм и 5 мм добавим на захлёст при стыковке, а длина верхней окружности C=πd=3,14*300=942 мм. Сначала вырезаем полосу 300×1261 мм, но так как разница в длине окружности составляет 1256-942=314 мм, то делим это число пополам и отступаем с каждой стороны по 314/2=157 мм. Подрезаем края и получаем трапециевидный четырёхугольник. Заклёпываем его внахлёст на 5 мм и переходим к сборке устройства.

Остаётся зафиксировать двухсторонний зонт к абажуру диффузора и сделать крепёжные ножки для окончательной установки оптимизирующего устройства. Полосу лучше всего нарезать из листового металлопроката  подходящей толщины (1-1,5 мм), так как приобрести такой формат на какой-либо металлобазе вряд ли получится — там обычно предлагают не тоньше 2 мм, хотя такую тоже можно использовать.

Сначала на три или четыре кронштейна прикрепляете крышку к абажуру так, чтобы пик конуса получился на расстоянии 50 мм от диффузора – фиксируете полосу тем же крепежом (заклёпками или болтиками). Затем к диффузору крепите три или четыре ножки с таким расчётом, чтобы можно было сделать 30-миллиметровый напуск на трубу.

Теперь остаётся только установка дефлектора на дымоходе или вентиляции и это, пожалуй, для новичка может оказаться сложной операцией, так как работать придётся на высоте. Но в любом случае, даже человеку с тренированным вестибулярным аппаратом не помешает страховка – оптимальный вариант, это монтажный пояс, но можно просто привязать себя за талию к трубе. Технология крепежа будет зависеть от материала, из которого сделан вертикальный отвод дымохода или вытяжной вентиляции.

Так можно сделать дефлектор Вольперта-Григоровича своими руками

Заключение

Вы узнали о том, как можно сделать и установить дефлектор Вольперта-Григоровича своими руками, а для ориентира здесь приведены чертежи, которые указывают на пропорции элементов устройства и необходимую высоту дымохода (вытяжки). Как видите, вовсе не обязательно быть печником или жестянщиком, чтобы собрать такое приспособление – просто нужно проявить терпение и желание. Не забывайте о пропорциях, которые указаны в статье и обязательно учитывайте именно ВАШ диаметр трубы.

Источник: mainavi.ru