Опытные мастера знают, что хорошо сложить печь недостаточно — не менее важно соорудить дымоход, который сможет обеспечить хорошую тягу. В силу ряда причин печная труба может работать недостаточно эффективно, а приемлемые первоначальные характеристики со временем начинают снижаться. Предотвратить подобные неприятности совсем несложно — достаточно оборудовать дымоход дефлектором. Это простое устройство не только улучшит его аэродинамические свойства, но и защитит дымовой канал от мусора и осадков.
Содержание
- Что такое дефлектор и каким образом он улучшает тягу
- Разновидности и конструкция современных дефлекторов
- Как и из чего можно сделать дефлектор своими руками
- Установка дефлектора на печную трубу
Что такое дефлектор и каким образом он улучшает тягу
Наверное, нет такого человека, который бы не замечал колпаков причудливой формы, установленных на верхушках дымовых труб и вентиляционных каналов. Если провести опрос, для чего служат подобные устройства, то большинство ответит, что дефлектор или дымник (так его называют печники) нужен для того, чтобы в печную трубу не попадала грязь и влага. Конечно же, будут и более знающие люди, которые скажут, что простая металлическая надстройка служит ещё и для усиления тяги. И лишь единицы смогут объяснить, каким образом это происходит.
Установленный на печную трубу дефлектор видели многие, однако лишь единицы знают его устройство и принцип действия
А вместе с тем всё просто. Чаще всего снижение тяги и ухудшение тепловой эффективности печи появляется на фоне резких изменений атмосферного давления или при сильном ветре. Неблагоприятствующие погодные условия нередко приводят даже к обратной тяге, вызывая задымление помещений. И вот тут-то на помощь и приходит дефлектор. В переводе с английского «deflector» есть ни что иное, как отклоняющее устройство или отражатель — эти слова как нельзя лучше характеризуют принцип работы несложной конструкции.
Установленный на пути ветра, дефлектор заставляет воздушный поток огибать его по периферии, способствуя появлению зон высокого и низкого давления. Если вы помните школьный курс физики, то сможете вспомнить закон Бернулли — по этому же принципу работает и большинство современных усилителей тяги. Разреженная атмосфера с подветренной стороны дефлектора позволяет создать дополнительный перепад давления между поддувалом и верхним срезом печной трубы. В итоге дым как бы принудительно «высасывается» из дымохода, благодаря чему усиливается приток воздуха в зону горения.
Принцип действия усилителя тяги основывается на законе Бернулли
Тема дымоходных отражателей совсем недавно широко обсуждалась в научных кругах, вследствие чего появилось немало интересных конструкций. По проведённым исследованиям некоторые из них могут увеличить КПД теплового прибора на 20%. По этой причине подбор и расчёт отражателя является одним из важнейших этапов при конструировании печей прямого горения.
Разновидности и конструкция современных дефлекторов
В простейшем виде дымоходный отражатель состоит из нескольких частей:
- входной патрубок;
- внешний цилиндр (диффузор);
- корпус;
- колпак (зонтик).
Дополнительно дымник оснащается кронштейнами, которые используются для соединения отдельных его частей между собой, а некоторые конструкции — ещё и кольцевыми отбоями, эффективно защищающими конструкцию от осадков.
Дымоходный отражатель имеет простую конструкцию, поэтому его несложно изготовить своими руками
Как уже упоминалось выше, в конце XX века было разработано множество отражателей, которые различаются между собой как конфигурацией, так и аэродинамическими характеристиками. О самых популярных конструкциях расскажем более подробно.
Дефлектор ЦАГИ
Отражатель, разработанный специалистами Центрального аэродинамического института имени Жуковского, является, пожалуй, самой знаменитой и повторяемой разработкой в нашей стране. Конструкция имеет открытую проточную часть и отличается превосходной защитой от задувания ветра в дымоход. Вместе с тем эти преимущества в зимнее время оборачиваются и некоторыми недостатками. Так, при отрицательных температурах диффузор может покрываться слоем льда, который будет уменьшать и без того небольшой зазор между внутренним цилиндром и колпаком. Поскольку минимальное проходное сечение препятствует естественной тяге дымохода, дефлекторы ЦАГИ лучше всего применять для высоких сооружений и на местности с постоянным движением воздушных потоков.
Несложный в изготовлении, но достаточно эффективный дефлектор ЦАГИ является одной из самых популярных конструкций у домашних мастеров
Отражающий дымник Григоровича-Вольперта
Конструкция, которую предложили авиаконструктор Д. П. Григорович и учёный А. Ф. Вольперт, учитывает все недостатки отражателя ЦАГИ. Использовав в своей разработке схему со сужающимся каналом, инженеры смогли увеличить скорость газового потока настолько, что отражатель стал отлично работать даже при полном отсутствии ветра. Такой дымник является настоящим спасением для печных труб, которые находятся в низинах или затеняются многоэтажными строениями.
Отражатель Григоровича является усовершенствованной версией дефлектора ЦАГИ
Н-образный отражатель
У дефлектора, форма которого напоминает букву «Н», есть несколько весомых преимуществ. Так, горизонтальная часть конструкции позволяет разделить поток продуктов горения на две части, что немаловажно для печей повышенной производительности. Кроме того, поперечина защищает вертикальный канал от проникновения мусора и осадков — конструкция не требует установки зонтика. Несмотря на внешнюю простоту, Н-образные отражатели имеют два диффузора, что позволяет им справляться даже с самыми интенсивными выбросами промышленных печей.
Простой в изготовлении Н-образный дефлектор лучше всего подходит для мощных тепловых агрегатов
Тарельчатый дефлектор
Так же, как и дефлектор ЦАГИ, тарельчатый отражатель имеет открытую проточную часть — этим, собственно, и обуславливается его эффективность. Столь примечательное название дымник получил совсем неслучайно — его конструкция состоит из нескольких конусообразных колпаков (тарелок), по центру которых выполнено отверстие газохода. В этой конструкции направленные друг к другу колпаки образуют сужающийся канал, в котором и возникает разрежение, как только с какого-то направления подует ветер. Из-за открытой конструкции тарельчатые дефлекторы нередко облачают в металлическую сетку. Тем самым газоход дополнительно защищается от мусора, а окружающая среда — от вылетающих искр.
Тарельчатый дефлектор является одной из самых неприхотливых конструкций
«Волпер»
Этот дымник является практически полным аналогом устройства, разработанного ЦАГИ. Усовершенствование находится в верхней части устройства — инженеры всего лишь развернули защитный колпак вершиной вниз и установили его только над диффузором. Этого было достаточно, чтобы предотвратить образование наледи, которая мешала работе оригинального устройства во время сильных морозов.
Внешне Волпер имеет максимальное сходство с дефлектором ЦАГИ, но лишён присущих ему недостатков
Конструкции с флюгаркой
Являясь симбиозом простого дымника и флюгера, устройства этого типа имеют поворотный колпак (шторку). Поворачиваясь вокруг своей оси при порывах ветра, флюгарка защищает дымоход от задувания и способствует появлению зоны низкого давления с подветренной стороны. Нередко шторку поворотного дымника украшают различными фигурками, что делает конструкцию с флюгаркой чрезвычайно выигрышной эстетически.
Дефлектор с флюгаркой имеет узел вращения, благодаря которому всегда занимает оптимальное положение относительно набегающих воздушных потоков
Дефлектор-искрогаситель
В основе конструкции лежит простейший дымник, который состоит из диффузора и колпака. Для того чтобы предотвратить выброс искр, пространство между отдельными частями отражателя закрывают металлической сеткой. В принципе, любой дефлектор открытого типа (например, тарельчатый) можно сделать более безопасным, если установить искрогасящее ограждение. По этой причине дефлекторы с искрогасителем представляют собой скорее целый ряд устройств, нежели какую-то отдельную конструкцию.
Дефлектор с металлической сеткой не только усилит тягу, но и защитит имущество от пожара
Как и из чего можно сделать дефлектор своими руками
Отражатель устанавливается на самом краю дымохода, что делает его обслуживание и ремонт весьма проблематичным. По этой причине для изготовления устройства лучше всего использовать устойчивые к атмосферным воздействиям материалы:
- листовую медь;
- нержавеющую сталь;
- оцинкованный металлический лист.
Какую бы конструкцию вы ни выбрали, первым делом следует провести необходимые расчёты и сделать чертежи и выкройки. После этого сооружают картонный макет отражателя в масштабе 1:1. Убедившись в правильности собственных изысканий, приступают к раскрою металлических листов. Подобная схема позволяет вовремя устранить ошибки и сделать конструкцию более привлекательной.
При выборе дефлектора для самостоятельного изготовления рекомендуем не распыляться по мелочам и сразу же приступить к сооружению «взрослой» конструкции типа ЦАГИ или Григоровича-Вольперта. Ну а те, кто имеет достаточный опыт обращения со слесарным инструментом, могут попробовать построить дымник с флюгаркой. В дополнение к своим прямым обязанностям, вращающаяся конструкция создаст вокруг дома ауру индивидуальности и послужит предметом гордости перед окружающими.
Рекомендации по выбору усилителя тяги
При выборе дефлектора следует учитывать множество моментов, начиная из конструкции отопительного прибора и заканчивая погодными факторами и особенностями рельефа. Предлагаем вам несколько простых советов по подбору оборудования от печников с многолетним опытом работы:
- дефлекторы с минимальным проходным сечением лучше всего подходят для установки в районах с постоянным движением воздушных масс;
- дымоходы, подверженные влиянию порывистых ветров, оборудуют Н-образными отражателями — их конструкция идеально справляется с задуванием и предотвращает возникновение обратной тяги;
- в районах с суровыми погодными условиями рекомендуется устанавливать только статичные конструкции. Во время сильных морозов поворотные дефлекторы нередко обмерзают и перестают выполнять возложенные на них функции;
- если из-за складок местности или близлежащих объектов дымоход находится в точке с минимальной ветровой активностью, то установка усилителя тяги не только не принесёт ожидаемого эффекта, но и будет создавать препятствие для продуктов горения.
Результаты многочисленных экспериментов говорят о том, что дефлекторы круглой конфигурации работают намного эффективнее прямоугольных. Причины подобного поведения лежат на поверхности — более оптимальная форма и отсутствие углов даёт им возможность не зависеть от направления воздушных потоков. Для того чтобы установить круглый дефлектор на прямоугольный дымоход, используют специальный переходник.
Переходник для установки круглого дефлектора на квадратный дымоход можно изготовить из того же материала, что и отражатель
Какие материалы и инструмент понадобятся
Приступая к изготовлению отражателя на дымоход, необходимо иметь под рукой:
- деревянную или резиновую киянку;
- ножницы для резки листового металла;
- стальную чертилку и карандаш (маркер);
- пассатижи;
- линейку и циркуль;
- дрель и набор свёрл по металлу;
- заклёпочный инструмент.
Что касается материалов, то их выбор зависит от конструкции. Для изготовления статических дефлекторов будет нужен только листовой металл, тогда как вращающиеся отражатели нуждаются ещё и в деталях для изготовления узла вращения. В общем случае вам понадобится ось, подшипники, крепёж и резьбонарезной инструмент.
Расчёт размеров дымоходного колпака конструкции ЦАГИ
Вместе с подробными схемами и чертежами дефектора ЦАГИ инженеры научно-исследовательского института предоставили методику расчёта для дымоходов любого размера.
Схема дефлектора ЦАГИ, позволяющая выполнить точный расчёт его параметров
Чтобы определить размеры всех составных частей, необходимо определить внутреннее сечение печной трубы. Дальнейшие расчёты проводят на основании оптимальных соотношений, которые были получены экспериментальным путём:
- диаметр наружного кожуха — 2d;
- высота дефлектора — 2d+d/2;
- диаметр верхней части диффузора — 1.25d;
- диаметр зонта — 7d…1.9d;
- расстояние от основания диффузора до наружного кожуха — d/2.
Если дымоход построен из стандартных металлических труб, то заниматься расчётами и вовсе нет необходимости — можно воспользоваться специальной таблицей. В остальных случаях к расчётам следует подойти с должным вниманием, поскольку неправильные геометрические соотношения приведут к нарушению аэродинамических свойств отражателя.
Таблица: зависимость параметров дымохода от диаметра металлической печной трубы
| Диаметрпечнойтрубы, см | Диаметрвнешнегокожуха, см | Высотавнешнегокожуха, см | Диаметрвыходногоотверстиядиффузора, см | Диаметрколпака, см | Высотаустановкивнешнегокожуха, см |
| 100 | 20.0 | 12.0 | 12.5 | 17.0...19.0 | 5.0 |
| 125 | 25.0 | 15.0 | 15.7 | 21.2...23.8 | 6.3 |
| 160 | 32.0 | 19.2 | 20.0 | 27.2...30.4 | 8.0 |
| 20.0 | 40.0 | 24.0 | 25.0 | 34.0...38.0 | 10.0 |
| 25.0 | 50.0 | 30.0 | 31.3 | 42.5...47.5 | 12.5 |
| 31.5 | 63.0 | 37.8 | 39.4 | 53.6–59.9 | 15.8 |
Не следует думать, что дефлектор ЦАГИ — это конструкция, предназначенная исключительно для дымоходов круглой формы. По приведённой выше методике можно построить и отражатель для кирпичной печной трубы. И хоть его эффективность будет немного ниже, чем у оригинального устройства, вы сразу же отметите улучшение тяги и повышение КПД отопительного прибора.
Как сделать полномасштабный макет
С точки зрения геометрии, диффузор печного отражателя является полым конусом с усечённой вершиной. Его развёртка представлена на нижнем рисунке. Все необходимые размеры мы рассчитали выше, поэтому изготовление выкройки из картона не составит труда.
Лекало для изготовления корпуса диффузора
С изготовлением лекала для колпака дело обстоит ещё проще — оно представляет собой круг с радиусом 1.7d/2. Чтобы придать ему форму конуса вырезают угловой сектор шириной 30°, оставляя 20-миллиметровый напуск для соединения частей конуса между собой.
Лекало для изготовления колпака
Внешний кожух диффузора имеет цилиндрическую форму, поэтому его макетирование не представляет трудностей — достаточно вырезать картонную полосу необходимой ширины и свернуть её в кольцо.
После склейки макета в натуральную величину необходимо проверить, насколько его форма и размеры соответствуют выбранной конструкции. Если есть возможность, то следует убедиться в том, что копия дефлектора устанавливается на дымоход максимально плотно.
Отработав технологию на бумажном макете, можно смело приступать к изготовлению дефлектора из металла
Пошаговая инструкция
После проверки расчётов на бумажной модели в конструкцию вносят необходимые коррективы и приступают к постройке отражателя из металла.
Необходимо соблюдать определённый порядок работ, иначе соединить отдельные части дефлектора в единую конструкцию будет очень сложно.
- Макет разбирают на составные части, после чего контуры отдельных шаблонов переносят на листовой металл. Для этого можно воспользоваться чертилкой из инструментальной стали или перманентным маркером — так у вас будет уверенность, что рисунок не сотрётся во время вырезания.
- Воспользовавшись ножницами по металлу, из листовой жести вырезают заготовки диффузора, внешнего кожуха, входного патрубка, конуса и креплений.
- По внешним краям деталей делают отбортовку. Для этого пассатижами изгибают металл на расстоянии до 5 мм от среза, после чего простукивают бортики киянкой. Внешнее кольцо и входной патрубок получают простым сворачиванием из полос металла. В месте, где один край заготовки заходит на другой, выполняют сверления.
Свернув цилиндрическую деталь, необходимо скрепить её края заклёпками
- Полученные цилиндры скрепляют заклёпками. Дистанция между точками креплений зависит от размера конструкции и выбирается в диапазоне от 20 до 60 мм.
Если под рукой нет заклёпочника, то соединить отдельные части заготовок можно при помощи резьбовых соединений. В том случае, когда отражатель изготавливается из нержавеющей или чёрной стали, можно и вовсе использовать сварочный аппарат.
- Сворачивая и соединяя края деталей между собой, получают зонт, защитный колпак и диффузор. Места изгибов можно простучать молотком со стальным бойком — это сделает металл более податливым.
При изготовлении колпака необходимо проконтролировать плоскостность его нижнего края — для этого деталь укладывают на ровную поверхность
- Вырезают 3–4 металлические полосы шириной 40 мм и длиной 200 мм — они послужат кронштейнами для крепления всех составляющих отражателя между собой. Для того чтобы сделать их более жёсткими, по всей длине держателей делают бортики шириной по 10 мм.
Для того чтобы надёжно присоединить зонт к дефлектору достаточно трёх точек крепления
- При помощи всё тех же заклёпок кронштейны прикрепляют к внутренней части конуса, а затем устанавливают их в вертикальное положение.
Перед креплением к диффузору крепления отгибают под углом 90 градусов
- К входному патрубку присоединяют диффузор и конус. Полученную конструкцию заводят во внешний кожух и крепят к его стенкам заклёпками. Всё — дефлектор готов.
Окончательную сборку дефлектора выполняют при помощи заклёпок
Покончив с изготовлением дымника, приступают к последнему этапу — установке конструкции на печную трубу. Тех, кто думает, что сделать это легко и просто, придётся немного разочаровать — на самом деле, монтаж отражателя на дымоход является одним из самых важных и ответственных моментов.
Видео: изготовление дефлектора ЦАГИ из жести
Установка дефлектора на печную трубу
Перед тем как монтировать дефлектор, внимательно осмотрите печную трубу и прилегающую к ней территорию. Если к верхнему срезу дымохода есть доступ, то усилитель тяги можно закрепить несколькими способами:
- стянуть нижнюю часть отражателя хомутом;
- использовать резьбовые соединения.
В первом случае на входном патрубке прорезают продольные пазы — они позволят ему сжиматься, максимально плотно охватывая печную трубу. Если же для крепления применяются болты и гайки, то конструкцию насаживают на дымоход и с трёх сторон выполняют сквозные сверления. Установив крепёж и затянув гайки, на открытую резьбовую часть наносят любой защитный состав — соединение надо будет периодически разбирать.
Для надёжного крепления дефлектора можно использовать дополнительные кронштейны — главное, чтобы конструкцию не могло сорвать при сильных порывах ветра
При монтаже дефлектора на дымоход не рекомендуется использовать заклёпочные соединения. Когда придёт время чистить печную трубу от сажи, снять усилитель тяги будет проблематично.
Для высоких дымоходов, а также в том случае, если подобраться к печной трубе сложно или небезопасно, отражатель присоединяют к переходнику, который позволяет плотно насадить устройство без дополнительных креплений. В этом случае порядок работ выглядит так:
- От подходящей трубы отрезают кусок длиной 20–25 см. Если найти заготовку, в которую бы плотно вошёл дымоход, не удалось, то цилиндр нужного размера получают сворачиванием полосы листового металла с последующей сваркой встык.
- При помощи резьбовых соединений дефлектор крепят на край переходной муфты.
- Воспользовавшись длинным шестом, конструкцию поднимают наверх и насаживают на печную трубу.
Поскольку в последнем случае появляется возможность подсоса воздуха в зазор между муфтой и дымоходом, то следует законопатить щель любым огнеупорным материалом.
Видео: дефлектор на дымоход — отличное решение для усиления тяги и защиты от ветра
Разнообразие конструкций дефлекторов позволяет без труда подобрать нужный вариант. Потратив несколько часов на его изготовление и монтаж, вы сможете существенно увеличить тягу и тем самым повысить производительность и безопасность отопительного прибора. Важно только правильно рассчитать параметры отражателя и изготовить его в полном соответствии с чертежами — только в этом случае законы аэродинамики будут играть вам на руку.
