Дефлектор на трубу дымохода: обзор популярных конструкций и их особенностей

Печное дело – одно из самых сложных в строительстве. Ведь важно не только добиться того, чтобы дом или баня были равномерно и качественно согреты, но и обеспечить горению хорошую и безопасную тягу. Вот почему современные дымоходы зачастую заканчиваются зонтиками или специальными приспособлениями, защищающими их от мусора, птиц и осадков. Такие кровельные элементы, завершающие дымоходную трубу, всегда расположены ниже конька примерно на метр.

В холодную пору через любой колпак дым из трубы выходит свободно, за счет естественной тяги, но сильные порывы ветра способны заталкивать клубы назад.

А соорудить более высокий дымоход не всегда технически возможно, поэтому лучше отдельно поработать над самой тягой. Для чего и был в свое время разработан д ефлектор на трубу дымохода – специальное устройство, которое задействует силу ветра для создания разницы давлений и буквально высасывает дым из дома. Как это происходит? Это интересно!

Содержание

Для чего дымовой трубе нужен дефлектор?

Чем плоха обратная тяга? Дело в том, что разница в температуре воздуха в доме и на улице иногда играет негативную роль. При недостаточной тяге не только плохо горят дрова, но и дым вместе с сажей попадают внутрь помещения. Особенно, когда погода переменчива. Кроме неприятного запаха, это чревато опасными соединениями воздухе для живущих внутри дома людей.

Именно для того, чтобы решить проблему с задуванием воздуха, и были созданы специальные дефлекторы для дымоходной трубы. И абсолютно все виды дефлекторов имеют всего один принцип действия: усиливают тягу в дымоходе на канале путем отклонения потоков воздуха.

Весь секрет в том, что воздушные потоки, когда натыкаются на препятствие в виде дефлекторов, образуют зону с низким давлением, и в канале увеличивается разность давления. Благодаря этому воздушная тяга в дымоходе становится эффектнее на 20%.

Сегодня для обеспечения принудительной тяги во всем мире устанавливают вот такие дефлекторы:

Состоит стандартный дефлектор на трубу дымохода из таких основных частей:

• внешний цилиндр, в качестве которого используется керамическая, металлическая, асбестоцементная труба;
• верхний стакан или диффузор. Его форма расширяется к низу, как раз для того, чтобы удобно прицепить к нижнему цилиндру при помощи специальных скоб;
• зонт – специальный конусообразный колпак, который устанавливается сверху диффузора;
• нижний стакан, на котором как раз все и держится.

К слову, у некоторых дефлекторов в конструкции есть небольшой недочет. Так, если ветер прямо в колпаке создаст вихрь, тот будет мешать выходу дыма из трубы. Вот для этого в зонтике специально устанавливают дополнительный обратный конус, который отражает такие воздушные потоки и рассекает их на этапе выхода наружу.

Устанавливают этот кровельный элемент так, чтобы ветер не смог препятствовать выходу из трубы продуктов сгорания топлива, а, наоборот, как бы вытягивал их из дымохода, одновременно поддерживая качественное горение дров в камине или печи. Дефлекторы, как правило, ставят на дымоходы отопительных котлов, которые работают на твердом топливе.

На газовые котлы их монтировать не нужно, соответственно СНиПам «Устройство дымовых и вентиляционных каналов». Единственное, в качестве исключения на газовые трубы ставят турбодефлектор, если температура выходящих газов не превышает максимум (200-500 градусов по Цельсию). При этом ради безопасности желательно использовать специальные высокотемпературные насадки.

Принцип действия дымовых дефлекторов

Ошибочно полагать, что все эти понятия, как зонт, дефлектор, дымник, флюгарка или колпак на трубу – это одно и тоже. На самом деле, действительно, подобные названия больше условные, без четкой границы, но разница между ними – существенна, особенно в историческом плане.

Так, по принципу действия современные дымовые дымоходы бывают такими:

По своему устройству и принципу действия их делят на такие виды:

1. Аэродинамический несовершенный дефлектор имеет внутренний карман – область, в которой иногда может скапливаться воздух или дым.
2. Полный совершенный открытого кармана не имеет, но для ветра всегда открыт доступ в рабочее пространство дефлектора.
3. Совершенный закрытый не имеет кармана и доступа для ветра. Из недостатков только выделим то, что трубы под такие дефлекторы желательно усилить. А вот как-то украсить или модифицировать закрытый дефлектор не получится, так как любые внешние приспособления будут влиять на его аэродинамику.

У каждого из этих видов – есть свои преимущества. Например, совершенные закрытые дефлекторы обеспечивают более стабильную тягу при разных атмосферных условиях, которой достаточно для всех печей и котлов. Такие хорошо гасят динамическую нагрузку от ветра. Про вентиляционные дефлекторы существует такой миф: чем проще устройство, тем более оно надежно. Но просто – не всегда хорошо.

Например, при некоторых конструкциях под колпаком дефлектора иногда собирается застоявшийся воздух, и он мешает общее тяге, почему и приходится все усложнять. А еще «простые» дефлекторы неэффективны в безветренную погоду, если только не подключены к электрической сети.

Все эти виды реализованы в популярных конструкциях дефлекторов, которые мы сейчас рассмотрим внимательнее.

Дымники, или обычные колпаки

Классический дымник – это строгая по своей геометрической форме металлическая крышка, которую надевают прямо на дымоходную трубу. Но это не дефлектор, хотя с ним его часто путают! Хотя зачем нужен дефлектор, и почему вместо него не может стоять самый обычный колпак?

Дело в том, что, если в доме растопить печь или камин, а потом погасить огонь и лечь спать, и за ночь колпак может занести снегом, и жильцы отравятся продуктами горения. Поэтому в местности с сильными снегопадами к этому вопросу подходят по-другому.

Чаще всего дымник применяют для широкого кирпичного дымохода. Дымник защищает трубу сверху, но при этом все его четыре стороны по бокам остаются открытыми. Т.е. для самого дыма здесь преград нет, а вот дождь или снег прямо в трубу уже попадать не будет. Но, к сожалению, дымник редко делают декоративным.

Флюгарки во всех их проявлениях

А вот у флюгарки уже куда сложнее строение. По сути, это вращающаяся часть флюгера. Ее главная задача – обеспечить бесперебойный выход дыма из трубы в местности, где часто бывает сильный ветер.

Иногда флюгарку еще называют «флюгарок». Конструкция ее подвижная, а декоративная крышка открыта только с одной стороны. При помощи своего хвоста она поворачивается на ветру. Получается, она как бы закрывает собой дымоход от ветра и не позволяет ему попадать в середину дома, в чем и заключается ее уникальность.

Простые конструкции: модели Григоровича и Вольперта

Дефлектор Григоровича – самый простой по устройству. Его устанавливают на трубу, на специально клиновидную насадку. К слову, такую конструкцию вы вполне можете изготовить самостоятельно:

Турбодефлектор для газовых котлов

Ротационные турбины – это специальные механические устройства, которые наиболее эффективно задействуют энергию ветра для повышения тяги в трубе. Независимо от того, с какой стороны дует ветер, любая насадка вращается всегда только в одном направлении и представляет собой шар с вертикальными полосами-лопастями.

Состоит такой дефлектор из двух таких частей: верхняя вращается, а нижняя – стационарна. Именно нижнюю часть дефлектора крепят к вентиляционной трубе. А во внутренней оси установлен специальный подшипник, который и позволяет совершать обороты:

Вот этот турбодефлектор в работе:

Дефлектор ЦАГИ, тщательно разработанный инженерами

У дефлектора ЦАГИ также есть свои плюсы и минусы. Например, он хорошо защищен от проникновения внутрь насекомых, мелких птиц и пыли, а потому служит долго.

Особенно хорош ЦАГИ тем, что противостоит обратной тяге даже при полном штиле и затягивание дыма назад здесь исключено даже для воздушных отводов большого сечения. Выглядит его конструкция вот как:

Дефлекторы-дымососы для тихой погоды

Дефлектор-дымосос – это электрический вентилятор, который термоустойчив и устанавливается прямо в дымоход. Его не стоит путать с каменными вентиляторами, это немного другое.

Для дымососов подходит электропитание от 10 до 220 вольт, смотря какую модель вы решили приобрести. Например, одна из самых популярных новинок рынка – гибрид Турбовента и вентилятора, который способен работать сразу в двух режимах: когда есть ветер – вращается самостоятельно, без подключения энергии, а когда тяги недостаточно – запускается двигатель. Просто и эффективно.

Открытый тарельчатый дефлектор

Тарельчатый дефлектор – это конструкция в виде тарелки, которая работает только при отсутствии достаточной силы ветра на электродвигателе. Такие дефлекторы по типу Астата придумали для вентиляции, но именно на их основе сегодня разрабатываются дымовые дефлекторы.

Рассмотрим также еще несколько видов дефлекторов:

• Н-образная конструкция отлично подходит для местности с порывистым ветрами.
• Еще один вид дефлектор «Шенард» – конструкция в виде звезды.
• Отдельного внимания требует многоярусный дефлектор, главное преимущество которого в том, что он может задействовать ветровой поток, который идет снизу вверх.

Помните также о таком моменте, что все эти флюгарки и дефлекторы отлично ведут себя на вентиляционных трубах, но в случае с дымоходами – немного другая история. Каждый отдельный случай с такими приборами рассматривается всегда индивидуально, а именно тип печи и противопожарные требования.

Поэтому не ленитесь изучать техническую информацию, консультироваться с печниками и перестраховываться. Тогда все получится, и дрова в печи будут гореть ярко, а о токсичном дыме вообще не нужно будет задумываться.

А какой из самых популярных дымовых дефлекторов вы считаете наиболее практичным?

Вентиляционный дефлектор на вытяжную трубу – конструкция и принцип работы

В отличие от дымоходов, оголовки вертикальных шахт вытяжной вентиляции всегда накрываются зонтами. Попадание осадков внутрь воздуховода нежелательно – воде некуда деваться. Суть проблемы: защитный колпак создает дополнительное аэродинамическое сопротивление воздушному потоку. Работа естественной вытяжки ухудшается, а при недостатке тяги прекращается вовсе.

Вопрос решается так: на конец трубы вместо традиционного «грибка» монтируется вентиляционный дефлектор. Установка выполняется своими руками, но сначала нужно подобрать конструкцию вытяжного устройства.

Зачем нужен дефлектор

Для лучшего понимания вопроса приведем данные из справочной литературы. Величина местного сопротивления потоку воздуха в системах вентиляции характеризуется безразмерным коэффициентом ξ. Чем больше его значение, тем сильнее фасонный элемент – зонт, колено, шибер — замедляет движение газов по трубопроводу.

Применительно к нашим случаям коэффициент составляет:

• на выходе воздушного потока из открытой трубы любого диаметра ξ = 1;
• если канал накрыт классическим колпаком, ξ = 1.3—1.5;
• на трубе установлен зонт Григоровича с диффузором (расширение сечения), ξ = 0.8;
• насадка Волпера цилиндрическая либо звездообразная «Шенард», ξ = 1;
• дефлектор типа ЦАГИ, ξ = 0.6.

Примечание. Здесь нет ошибки – даже при свободном выбросе из шахты воздушная струя преодолевает местное сопротивление от внезапного расширения. Источник: «Справочник по теплоснабжению и вентиляции», издание 1976 г.

Итак, дефлектор — это насадка, которая под действием ветра создает разрежение на выходе из вертикального вентканала и таким образом уменьшает аэродинамическое сопротивление потоку. То есть, выступает усилителем тяги.

Вдобавок вытяжное устройство решает такие задачи:

• защищает воздуховод от осадков;
• не позволяет ветру задувать внутрь трубы;
• препятствует возникновению обратной тяги (опрокидывания).

Принцип работы любого дефлектора основан на двух эффектах: разрежение от ветровой нагрузки и эжекция (увлечение) медленного потока газов более быстрым. Хотя некоторые зарубежные производители реализуют механическое побуждение – попросту оснащают зонт электрическим вентилятором. Рассмотрим устройство каждой конструкции по отдельности.

В этом ракурсе хорошо видно, что сечение нижнего патрубка насадки не уменьшается, значит, скорость и давление газов не изменяется

Замечание. В интернете работу подобных колпаков часто объясняют действием закона Бернулли либо эффекта Вентури. Оба физических явления предполагают сужение воздуховода, ускорение потока и падение давления. В действительности дефлекторы не уменьшают сечение канала (смотрите выше на фото) — разрежение создается исключительно силой ветра.

Разновидности насадок

Сейчас можно приобрести в готовом виде либо сделать самостоятельно следующие виды колпаков – усилителей тяги:

• дефлектор ЦАГИ с расширением вентканала — диффузором;
• цилиндрический «грибок» Волпера;
• Н-образный коллектор из труб;
• колпак – флюгер (в народе — «подхалим»);
• сферическая ротационная насадка – так называемый турбодефлектор;
• статодинамическое открытое устройство типа «Astato».

Включать в список и рассматривать обычные зонтики бессмысленно – подобные изделия не улучшают тягу, лишь прикрывают срез трубы от дождя.

Устройство колпаков типа ЦАГИ

Данная конструкция разработана в период СССР профильным НИИ (научным институтом). Дефлектор состоит из таких деталей (показаны на чертеже):

• нижний стакан с диффузором (расширением) на конце;
• внешний корпус – обечайка из кровельной стали цилиндрической формы;
• крышка в виде зонта;
• стойки крепления крышки из металлических полос.

Схема работы изделия проста: ветровой обдув корпуса с любой стороны создает зону разрежения над открытым сверху диффузором. Поступающие из шахты отработанные газы увлекаются этим разрежением, выходят наружу и подхватываются ветром – срабатывает принцип эжекции.

Ниже в таблице представлены характеристики типовых дефлекторов ЦАГИ – размеры, производительность в зависимости от скорости ветрового потока.

Замечание. Производительность указана без учета сопротивления системы воздуховодов, пересекающих крышу. Реальный объем вытяжки зависит от высоты подъема трубы и перепада температур внутреннего/наружного воздуха.

Из всех статичных усилителей тяги колпак ЦАГИ признан наиболее эффективным, невзирая на почтенный возраст разработки. Плюсы конструкции:

• простота в изготовлении, установке;
• максимальная защита от попадания дождя и снега, опрокидывания тяги;
• надежность, отсутствие вращающихся деталей;
• направление ветровых потоков не играет роли;
• наименьший коэффициент сопротивления (ξ = 0.6).

Недостаток дефлектора – зависимость от скорости ветра. Если потоки движутся медленнее 2 м/с, эффективность устройства стремится к нулю. Впрочем, штиль оказывает негативное влияние на работу любой насадки, призванной усиливать естественную тягу в вентканале.

Колпак работает благодаря ветровому подпору — над срезом воздуховода возникает разрежение

Обратите внимание: в современных версиях ЦАГИ заводского изготовления предусматривается утепление нижнего стакана, если колпак крепится к крышной сэндвич-трубе. Под «грибком» мы видим юбку, хотя проходное сечение канала не уменьшается.

Статический зонт Волпера

Этот дефлектор скорее является ветрозащитным устройством, нежели усилителем природной тяги. Хотя потери давления на выходе потока насадка успешно компенсирует. Конструкция включает следующие элементы:

• нижний патрубок (стакан);
• верхний цилиндрический стакан с вогнутыми стенками;
• конусный зонт;
• соединительные полосы.

Колпак устанавливается на воздуховод круглого сечения либо прямоугольную шахту через переходник. Как работает дефлектор вентиляции Волпера:

1. Прямые ветровые потоки отражаются вверх и вниз вогнутой поверхностью верхней обечайки.
2. Струя, проходящая между зонтом и срезом стакана, создает область пониженного давления внутри корпуса.
3. Вытяжной воздух меняет направление движения – вытекает сквозь зазор под «юбкой».

Насадка уступает конструкции ЦАГИ в эффективности, зато лучше защищает воздуховод от порывов ветра. Сделать изогнутый стакан сложнее, потому домашние умельцы попросту изготавливают конус. Для повышения производительности под зонтом ставится аналогичная тарелка в зеркальном отражении, как показано на видео:

Н-образная насадка

Эта оригинальная конструкция представляет собой узел из труб в виде русской буквы «Н», вытяжка подключена к середине воображаемой перекладины. С какой бы стороны ветер ни задул в открытые трубы – сверху или снизу – более быстрый поток станет эжектировать (увлекать за собой) воздушную струю из вентиляционного стояка.

Преимущество Н-образного дефлектора – почти стопроцентная защита от задувания ветра, обратной тяги, попадания влаги и обмерзания. Указанные плюсы перечеркиваются не менее существенными минусами:

1. Проблемы с аэродинамикой — чтобы выйти на улицу, воздух преодолевает 2 поворота 90°. Потери компенсирует поток ветра, но сила тяги возрастает минимально. Отсюда низкая производительность вытяжной насадки.
2. Приспособление довольно громоздкое, поэтому крепеж на трубе затруднен.
3. Н-дефлектор не слишком красиво выглядит. Представьте ситуацию, когда на кровлю выведены 2—3 вентканала с подобными колпаками.

Колпак максимально предохраняет от задувания и опрокидывания тяги, но сам создает немалое сопротивление вытекающим газам

Дополнение. Мы пропустили 1 преимущество насадки – ее несложно собрать своими руками из готовых тройников. Применить изделие можно для вентиляции подсобных строений, например, бани или теплого сарая.

Турбодефлекторы и флюгеры

Мы объединили эти 2 разновидности насадок в один раздел из-за схожести принципа действия:

1. Сферический ротационный дефлектор с множественными полукруглыми лопастями вращается силой ветра. Над оголовком трубы (внутри шара) образуется разрежение, эффективность вытяжки возрастает.
2. Флюгер с крылом всегда поворачивается «спиной» к ветру, предотвращая задувание внутрь ствола. За корпусом насадки образуется зона пониженного давления (аэродинамическая тень), воздушная струя охотнее покидает вертикальный канал.

Опорный элемент колпака-флюгера частично перекрывает проходное сечение вентканала

По эффективности динамические колпаки выигрывают у статических, но имеют ряд особенностей эксплуатации:

• в безветренную погоду турбодефлекторы и «подхалимы» не крутятся, соответственно, тягу не улучшают;
• узел вращения – подшипник либо втулка – требует обслуживания (смазки), зимой рискует обмерзнуть;
• заклинивший флюгер может заломить резким порывом ветра;
• насадки слабо защищают от косого дождя либо снега.

Справка. Цены флюгеров и ротационных дефлекторов выше, чем статических насадок. Пример: заводской зонт ЦАГИ, сделанный по серии 5.904.51, стоит от 23 у. е., турбодефлектор – 38 у. е. Вывод: за эффективность придется доплачивать, плюс ежегодно забираться на крышу и обслуживать вентиляционный девайс.

Как работает флюгер сравнительно с открытой трубой, смотрите на видео:

Колпак принудительного действия Astato

Это единственный тип дефлектора, функционирующий при любой погоде, включая полный штиль. Насадка выполнена из двух усеченных конусов, повернутых вершинами друг к другу. Верхняя часть снабжена зонтом и осевым электровентилятором. Сбоку проем закрыт алюминиевой сеткой от птиц.

Как работает дефлектор французского бренда Astato:

1. В ветреную погоду колпак действует как статичный усилитель – проходящий между конусами поток подхватывает воздух, поднимающийся по вытяжному стволу. Вентилятор отключен.
2. Когда ветер затихает, срабатывает датчик давления – прессостат. Он подает сигнал блоку управления EOL.
3. Контроллер запускает вентилятор на нужную скорость (всего их две). Начинается принудительная вытяжка из канала.

Примечание. Порог срабатывания датчика настраивается пользователем. Cтатодинамическое устройство может работать без дорогой автоматики – от реле температуры либо включаться ручным способом.

Единственный недостаток активного дефлектора Astato – космическая по нашим меркам цена. Чтобы купить насадку минимального диаметра 160 мм, придется уплатить 1395 евро. Хотите автоматизировать работу принудительной вытяжки — добавьте сюда стоимость блока EOL – еще 1520 евро.

Какой дефлектор выбрать

Если вы хотите установить колпак – усилитель тяги с минимальными затратами и не обслуживать изделие в процессе эксплуатации, рекомендуем остановиться на статичных моделях – дефлекторе Волпера либо ЦАГИ. Последний вариант предпочтительнее для собственноручного изготовления.

Совет. Размер насадки выбирайте по диаметру вытяжного ствола. Если из дома выведена прямоугольная шахта, подбор делается по эквивалентному круглому сечению. То есть, необходимо сделать расчет поперечника канала, потом взять круг аналогичной площади. При установке используется адаптер.

Рекомендации по выбору различных дефлекторов:

1. При недостатке либо отсутствии тяги лучше ставить динамические версии колпаков – ротационный или флюгер.
2. Покупая вращающуюся насадку, не гонитесь за дешевизной. В недорогих изделиях применен открытый шарнир – обычная втулка, которая замерзнет зимой. Подбирайте флюгер или турбодефлектор с закрытым подшипником.
3. Н-образный колпак пригодится в местности с постоянными сильными ветрами. В остальных случаях лучше брать ЦАГИ.

Дефлекторы Astato приобретайте по желанию – усилитель будет работать в любых условиях. Но помните: движущиеся части насадки нужно периодически обслуживать.

Изготовление своими силами

Технологию сборки колпака предлагаем пояснить на примере насадки типа ЦАГИ. Детали вырезаются из оцинкованной стали толщиной 0.5 мм, между собой скрепляются заклепками или болтами с гайками. Конструкция вытяжного элемента представлена на чертеже.

Для изготовления понадобится обычный слесарный инструмент:

• молоток, киянка;
• ножницы по металлу;
• дрель электрическая;
• тиски;
• приспособления для разметки – чертилка, рулетка, карандаш.

Ниже в таблице указаны размеры деталей дефлектора и окончательный вес изделия.

Справка. Наиболее «ходовые» диаметры вентиляционных каналов – 100 либо 110 мм, когда вытяжка сделана пластиковой канализационной трубой.

Алгоритм сборки следующий. По разверткам вырезаем ножницами заготовки зонта, диффузора и обечайки, скрепляем между собой заклепками. Раскрой обечайки не представляет сложности, развертки диффузора и зонта показаны на чертежах.

Раскрой нижнего стакана — расширяющегося диффузора

Готовый дефлектор насаживается на оголовок, нижний патрубок стягивается хомутом. На квадратную шахту придется сделать или купить переходник, чей фланец прикрепляется к торцу трубы.

Можно ли устанавливать на дымоход

Установкой дефлектора незадачливые домовладельцы пытаются решить проблему недостатка тяги. Такое случается, когда дымоходная труба сделана неправильно – оголовок попал в зону ветрового подпора крыши, поднят на малую высоту либо сосед построил рядом высокое здание.

Лучший решение при недостаточной тяге — поднять дымоотвод на нужную высоту. Почему на оголовок нежелательно нахлобучивать различные насадки:

1. Запрещается ставить зонты и прочие вытяжные устройства на трубы, отводящие продукты горения газовых котлов. Это требования правил безопасности.
2. Печки и твердотопливные котлы при горении выделяют сажу, оседающую на внутренних поверхностях дымоходов и колпаков. Дефлектор придется чистить, особенно крутящийся.
3. Внизу правильно построенного дымового канала предусмотрен карман для сбора конденсата и лишней влаги. Закрывать трубу от осадков бессмысленно, достаточно прикрепить на конце сопло, защищающее утеплитель сэндвича.

Оголовки печных газоходов допускается оснащать зонтиками, но турбодефлектор там точно не нужен. Тема монтажа колпаков на дымоотводные каналы подробно раскрыта в отдельном материале.