Почему зимой тяга в камине больше чем летом, причины появления обратной тяги

Каждый из нас не один раз слышал предупреждения о том, что самостоятельное строительство каминов и печей может потерпеть фиаско по причине отсутствия нормального вывода дыма из помещения. Для работы печи, камина, колонки или котла необходима хорошая тяга в дымоходе или вентиляционном канале. Ошибки при строительстве могут напрямую повлиять на тягу, что приведет к нарушению в нормальном режиме работы устройства.

Много вопросов возникает относительно тяги. Оказывается, что в ряде нештатных случаев мы в состоянии оперативно повлиять на процесс горения, но чтобы наши манипуляции не были хаотичными, рассмотрим причины возникновения тяги с той точки зрения, которую описывает нам такая наука, как физика.

Спокойно сгорающие дрова в топке
Степенно горящие дрова

Причины возникновения тяги

Мы давно подметили, что теплый воздух поднимается вверх, а холодный считается более тяжелым, этому нас научили еще в начальных классах. В памяти надолго остался опыт с тремя свечами, которые расположили на разной высоте от приоткрытой двери в комнате. Пламя верхней свечи отклонялось из комнаты, а нижней – в комнату. Этот опыт доказал, что снизу поступает поток холодного воздуха.

Но назвать причину того, почему теплый воздух поднимается вверх, сможет не каждый. Часто можно услышать фразу: «теплый воздух легче холодного». Как ее понять? Ведь воздух можно рассматривать в разных объемах. Более корректно следует говорить, что плотность теплого воздуха больше, чем холодного. В этом и кроется причина возникновения тяги.

Не стоит забывать, что распространенное явление выталкивающей силы (Архимедовой силы) наблюдается в газе, а те только в жидкой субстанции. Физика этого явления обусловлена разностью давлений вверху и внизу. Величина силы зависит от плотности выталкиваемого тела.

Дымоход от камина
Труба дымохода от камина

В данном случае воздух как раз является этим телом. Нагретый в топке камина, он расширяется, уменьшая свою плотность. На него начинает действовать выталкивающая сила, линейно зависящая от температуры. Отсюда и берет начало известное утверждение о поведении теплого воздуха.

Дополнительные факторы

При строительстве камина или печи не стоит полагаться только на физическое явление, так как существует множество факторов, способных в значительной степени усилить его проявления или свести его к минимуму. Задача грамотного мастера заключается в том, чтобы предусмотреть возможность влияния на тягу в процессе работы камина различными средствами. Но для этого он должен знать, от чего она зависит.

  • Замечали ли вы такую закономерность, что зимой камин легче разжечь без дыма, чем летом? Отвечая на вопрос, почему тяга в камине зимой больше чем летом, придется вернуться к теории. Выталкивающая сила зависит не столько от самой плотности, сколько от разности этой величины в верхних и нижних слоях. Летом температура изменяется не так критично при увеличении высоты. Зимой разность температур и, следовательно, плотности сказывается в большей степени. Поэтому величина силы зимой значительно больше.
  • Тяга в дымоходе зависит от длины его канала. Чем выше дымоход, тем больше будет разность температур. Но слишком высокая труба приведет к тому, что интенсивность горения будет чрезмерно высокой. Тогда резко увеличится расход твердого топлива без увеличения теплоотдачи. Плохая же тяга может быть причиной слишком низкой трубы. Считается, что высота дымохода, отсчитанная от колосниковой решетки, должна составлять немногим больше 5 метров. Но, возводя дымоход в каждом конкретном случае, мастер обращает внимание на его ориентирование относительно конька крыши, высоких сооружений, находящихся поблизости, учитывает направление завихренных потоков, которое бывает постоянным за счет особенности расположения построек.
Допустимая высота дымохода
Допустимые возвышения дымоходов над строениями
  • Площадь дымового отверстия напрямую влияет на тягу. Даже при высокой разности давлений малая площадь может повысить сопротивление движению воздуха. Для нормальной работы камина важно не только количество потребляемого воздуха, но и скорость его течения. Поэтому дымоходы строят строго в соответствии с разработанными схемами, в которых указаны все параметры, в том числе и площадь отверстия. Чрезмерно великий по площади канал способствует выходу полезной энергии с продуктами горения.

Выведенные через дымоход продукты горения и теплый воздух неуклонно ведут к разрежению в комнате. Если она герметично закрыта, то через некоторое время давление внутри станет меньше, чем снаружи и холодный воздух с улицы вместе с дымом устремится обратно по дымоходу в комнату. Это явление называют обратной тягой. Чтобы такого не наблюдалось, требуется обеспечить вентиляцию в помещении, поступление порции свежего воздуха.

Как предотвратить обратную тягу

Если наблюдается обратная тяга в камине, то необходимо срочно предпринимать все меры для ее устранения. Движение воздуха снаружи через дымоход приводит к тому, что комната наполняется холодом, а при работающем камине еще и дымом. Нередко отсутствие тяги чревато отравлением угарным газом.

Если используется топочная камера закрытого типа, то определить обратную тягу можно по быстрому покрытию стекла копотью.

Разделяют два вида причин возникновения обратной тяги. Это кратковременные, не зависящие от конструкции причины. Они вызваны климатическими переменами или неверными манипуляциями с заслонками шибера и поддувала. Здесь важно помнить одну идею – полностью открытые заслонки ведут к увеличению тяги. Закрываем мы их только для экономии топлива, препятствия утечки тепла и уменьшения интенсивности горения.

Нормальная и обратная тяга
Разные виды тяги в каминной системе

Сильный ветер может влиять на тягу как положительном, так и в отрицательном ключе. Направление ветра может так случайно совпасть, что потоки станут давить на поднимающиеся массы и «загонять» их обратно в топку. Будет наблюдаться принудительная обратная тяга. От нее может спасти только защитный колпак на торце трубы. Но если направление ветра перпендикулярно трубе, то, согласно известному неравенству Бернулли, увеличение скорости приведет к снижению давления. Это будет служить дополнительным фактором для увеличения тяги. От такого явления часто страдают владельцы газового оборудования. Слишком большая тяга «отрывает» пламя и горелка гаснет.

В коттеджах, где имеются лестничные марши, открытые окна, расположенные выше камина, могут стать причиной обратной тяги. Нагретый воздух будет покидать помещение таким способом, в котором меньше сопротивление, то есть, через окно.

Даже если строительные работы по монтажу камина выполнены верно, все равно необходимо держать уровень тяги под постоянным контролем. Но как проверить тягу в дымоходе?

Профессиональные мастера используют прибор анемометр. В повседневной жизни его вряд ли используют, поэтому приходится довольствоваться народными методами. Цвет пламени и характер горения о многом могут сказать.

  • Если пламя золотистого отлива, спокойно играющее языками, то можно констатировать нормальную тягу.
  • Белый цвет наряду с гудом, сопровождающим горение, указывает на слишком большой перепад давления.
  • Оранжевый цвет говорит о низкой скорости движения теплого воздуха.

Конструктивные ошибки, влияющие на тягу, можно частично компенсировать, установив регулятор тяги. Он представлен стабилизатором или дефлектором или обычным вентилятором, которые принудительно заставляют продукты сгорания двигаться в нужном направлении.