Кислотный конденсат, образующийся при охлаждении продуктов горения, является смесью серной (H
2SO
4) и угольной кислот (H
2CO
3)
[10]
.
Образование угольной кислоты происходит в результате простой химической реакции:
СО
2+ Н
2О <=> Н
2СО
3,
то есть углекислый газ, растворенный в воде, вступает в реакцию с водяным паром. При этом реакция становится обратимой уже при температуре, превышающей +20 °C, – угольная кислота вновь распадается на исходные компоненты. Так что влияние конденсата угольной кислоты как агрессивной среды для дымохода можно не учитывать: оно способно проявиться только в достаточно редко возникающих условиях – в холодное время года при длительном неиспользовании теплогенератора.
Примечание
Если вы используете загородный дом для сезонного проживания (в теплое время года), а в холодное время года бываете в нем наездами и при этом включаете систему отопления, то это как раз тот случай, когда угольная кислота может начать свою разрушительную работу.
С серной кислотой ситуация сложнее. В продуктах сгорания топлива содержится серный ангидрид SO
3(особенно это актуально для котлов, использующих дизельное топливо), который, вступая в реакцию с парами воды, образует серную кислоту:
SO
3+ H
2O <=> H
2SO
4.
Серная кислота обладает огромным разрушительным потенциалом. Она «съедает» практически все металлы (за исключением золота и платиновых, но эти металлы не используются при строительстве дымоходов), «разъедает» и кирпичную кладку, и бетонные трубы, да еще и устойчива к нагреву. Так что долгожительство дымохода можно обеспечить только одним способом: воспрепятствовать образованию агрессивного конденсата.
Помешать образованию конденсатов можно двумя способами: ускорить «вылетание в трубу» продуктов сгорания (чтобы они не успели охладиться до перехода в жидкую фазу – не стали конденсатом на стенках дымохода) и обеспечить быстрое преодоление порога конденсатообразования (если в дымоходе стабильно высокая температура, то конденсат не образуется – для его образования нужна холодная поверхность).
Проще всего с дымоходами для твердотопливных котлов, не имеющих такого сервиса, как автоматическое включение/отключение при достижении определенной температуры. Эти дымоходы могут выполняться из кирпича, в них постоянно поддерживается высокая температура (котел-то работает без перерыва), и конденсата образуется минимальное количество. Из кирпича также выполняются дымоходы для печей и каминов.
Другое дело – современные газовые и жидкотопливные котлы, а также некоторые модификации твердотопливных (из последних разработок). С ними возникает определенная проблема. С целью экономии топлива на современные котлы устанавливается автоматика, которая позволяет им работать в прерывистом режиме: когда температура теплоносителя достигает заданной, котел отключается; как только теплоноситель остывает (опять же – до предварительно заданной температуры), котел включается снова. Это приводит к тому, что труба дымохода, через которую то проходят горячие продукты сгорания, то не проходят, попеременно то разогревается, то охлаждается. К тому же температура продуктов сгорания в газовых и жидкотопливных котлах ниже, чем в твердотопливных, да еще в них содержится большое количество водяных паров (существенно больше, чем при сжигании твердого топлива, которое обычно является сухим). При использовании газовых и жидкотопливных котлов возникают особенно благоприятные условия для образования конденсата.
Решить эту проблему можно двумя способами: отказаться от дискретной работы котла или использовать для дымохода материалы, обладающие свойством быстро нагреваться под воздействием горячих газов и медленно охлаждаться при отсутствии такого воздействия. Первый вариант – отказ от дискретной работы котла – явно нерентабелен, так как ведет к перерасходу топлива, а также к определенной некомфортности проживания в доме (температура в помещениях при постоянно работающем в одном режиме отопительном котле может превысить комфортную, и в помещениях станет попросту жарко и душно). Зато выбрать для дымохода соответствующий материал ничто не мешает.
Можно использовать дымоходы, изготовленные из керамики, стойкой к кислотам (Рис. 3.36).
Но у таких дымоходов есть довольно существенный недостаток – большой вес, в «легких» домах их устанавливать затруднительно. Возникают также проблемы при установке керамических дымоходов в уже готовых домах, в которых не были предусмотрены подобные нагрузки на фундамент.
Свойством быстро нагреваться при соответствующем воздействии обладает сталь. Ну а если обеспечить стальной трубе надежную теплоизоляцию, то проблема оказывается решенной: труба дымохода, выполненная из нержавеющей стали и утепленная базальтовым волокном высокой плотности, отвечает всем заявленным требованиям – быстро нагревается и медленно охлаждается. Это позволяет быстро преодолевать порог конденсатообразования, а также поддерживать нужную температуру дымовой трубы во время отключений котельного оборудования таким образом, что конденсат практически не образуется. В такой трубе тяга стабильна, а проблем с сажей и конденсатом не возникает. К тому же в стальных дымоходах отсутствуют тепловые мостики (то есть нет холодных мест, где может происходить выпадение конденсата), они имеют круглое сечение и гладкие внутренние стенки, что облегчает удаление продуктов сгорания.
Рис. 3.36.Конструкция дымоходной трубы из керамики: 1 – дымоходная труба из керамики; 2 – изоляционные плиты; 3 – каменная оболочка дымоходной трубы
Дополнительным плюсом стальных дымоходов является их унификация: отдельные модули стандартизованы и совместимы друг с другом.
Но стандартизация элементов дымохода вовсе не означает, что можно приобрести первый попавшийся дымоход, который понравился внешне или по цене. Дымоход должен соответствовать котельному оборудованию как по виду топлива, так и по мощности.
Различные виды топлива имеют разный химический состав и, как следствие, дают различные смеси газообразных продуктов сгорания. Кроме того, температура продуктов сгорания тоже различается в зависимости от модификации отопительного котла. Поэтому сталь, из которой изготовлен дымоход, должна быть определенной марки, соответствующей кислотности (рН) продуктов сгорания (различные марки стали отличаются добавками, которые и определяют их кислотоустойчивость).
