Главная / Обои

Ветрозащитный колпак на дымоход. Выбираем и устанавливаем дефлектор (оголовок) на дымовую трубу Ветрозащита трубы

Труба для удаления дыма из печи или котла частного дома нуждается в специальном устройстве, устанавливаемом на самой её верхушке. Без этого приспособления дымоход плохо работает. Речь идёт о дефлекторе. Оказывается, его легко соорудить самостоятельно. Разберём принцип действия этого изделия, его виды и способы изготовления своими руками.

Для чего нужен дефлектор

Предназначение устройства очевидно - изделие увеличивает тягу печи и одновременно защищает отопительную установку от попадания снега, дождя и грязи. Без дефлектора ветер задувает струю выходящего дыма, из-за чего возникает препятствие или даже противодействие. Тяга теплогенератора падает.

Опытные данные подсказывают, что наличие описываемого устройства на трубе частного дома обеспечивает повышение коэффициента полезного действия отопительной установки. Величина такого выигрыша составляет до 20%.

Как работает дефлектор

Принцип функционирования описываемой конструкции рассмотрим на простейшем примере. У данного дефлектора имеются внешний (верхний) цилиндр и зонт.

Самый простой дефлектор состоит из корпуса (дефлектора) и зонта

При его эксплуатации происходят следующие процессы:

Ветер несёт воздушные массы. Они ударяются о внешний цилиндр.
Далее потоки закручиваются по его поверхности.
Часть из них, поднимаясь после завихрения над внешним цилиндром, подхватывает дым из печки. Тяга увеличивается.
Зонт, в свою очередь, препятствует проникновению в теплогенератор осадков и грязи.

Такую компоновку люди придумали очень давно, так что её эффективность проверена годами.

У данной конструкции с зонтом есть один недостаток. Если ветер задувает снизу, он попадает на внутренние поверхности зонта. Отражаясь, воздушные массы препятствуют выходу дыма. Но подобное явление возможно лишь при редком низовом ветре. Хотя есть решение и для устранения этого недостатка. Оно таково - применяют вторичный зонт с обратными поверхностями, то есть не выпуклый, а вогнутый.

Типы дефлекторов

Основных вариантов не так уж и много.

Флюгер

Это изделие представляет собой несколько соединённых между собой козырьков, которые вращаются по ветру. Для такого их движения на самой верхушке конструкции расположен флюгер. Благодаря плоской поверхности, использующей эффект паруса, он реагирует на потоки воздушных масс и поворачивает за собой всю конструкцию.

Современный дефлектор с флюгером включает несколько козырьков и вращается под действием ветра

Во многих изделиях направление ветра указывает специальный штырёк в виде стрелки.

Козырьки увеличивают тягу дыма из тепловой установки. Это связано с их расположением - они препятствуют ветру, как бы рассекают его. Одновременно они защищают отопительный агрегат от проникновения осадков и грязи. Преимущество этой конструкции заключается в том, что она всегда устанавливается в нужное положение - именно там, где дует ветер. Но у данного вида дефлектора есть недостаток. Вращение козырьков обеспечивается подшипником, а он недолговечен и требует периодической смазки. Да и в морозы механизм может заклинить.

Следующая конструкция основана на применении дополнительных отрезков труб.

Применение H-образных дефлекторов оправдано только в регионах с сильной ветровой нагрузкой

Эти элементы расположены в виде буквы «Н». Отсюда и название: «Н-образный». Понятно, что попадание осадков в дымоход в этом случае невозможно из-за горизонтально расположенного патрубка. Два вертикальных элемента по бокам конструкции обеспечивают увеличение тяги дыма из теплогенератора. Газы от продуктов сгорания подхватываются воздушными массами и выдуваются одновременно в нескольких направлениях. Описанная конструкция часто применяется в регионах с постоянными сильными ветрами. Однако при умеренном климате эффективность подобного аппарата невелика.

Искрогаситель

Существуют и такие типы устройств, с помощью которых избавляются от оставшихся в дыме продуктов горения. Обычно для этого классический дефлектор с цилиндром и зонтом оснащают сеткой. Она и гасит искры.

Сетка с мелкими ячейками препятствует вылету горячих искр за пределы дефлектора-искрогасителя

Это происходит так: продукты горения ударяются о грани ячеек. При столкновении с таким препятствием искры сразу затухают. Описанное достоинство привлекает хозяев, у которых дымоход расположен рядом с деревьями или иными легковоспламеняющимися предметами. Сетчатая поверхность этого дефлектора может быть единым целым со стенками цилиндра, а может и являться горизонтальной преградой внутри трубы на пути дыма.

Недостаток у искрогасителя один: при неправильном изготовлении данная конструкция может вопреки своему назначению снижать тягу.

Это один из самых распространённых вариантов. Его разработали в Центральном Аэрогидродинамическом институте. Аббревиатура этого заведения - в названии изделия. Данный дефлектор состоит из основного патрубка, присоединяемого к дымоходу, а также из диффузора, широкого кольца и зонта.

Преимуществом дефлектора ЦАГИ является низкое расположение зонта: тёплый воздух беспепятственно выходит из канала дымохода, что сильно увеличивает тягу

Принцип работы здесь прост. Ветер, разбиваясь о поверхность кольца, подхватывает дым и сверху, и снизу. А зонт, расположенный внутри этого внешнего цилиндра, защищает от осадков. Преимущество описанного типа дефлектора как раз в том, что зонт находится ниже верхней точки кольца. Следовательно, дым, выходящий из-под указанного элемента, вообще не испытывает никаких препятствий в виде ветра. К недостаткам конструкции можно отнести сложность изготовления.

Это самый простой вариант, который легко воссоздать собственными руками. Узел включает в себя зонт, диффузор и патрубок.

Дефлектор Григоровича можно легко изготовить собственными руками

Ветер ударяется о поверхность диффузора (часть канала, в котором из-за изменения диаметра повышается скорость потока). При этом внешние воздушные массы сверху подхватывают дым. Достоинство конструкции в её простоте. Недостаток изделия - зонт расположен высоко над диффузором, и частично ветер всё-таки задувает дым сбоку. Цилиндрический корпус может быть и прямолинейным при отсутствии диффузора. Из-за простоты конструкции устройство Григоровича не очень эффективно повышает тягу, но хорошо защищает от осадков.

Что лучше: дефлектор или просто зонт

Некоторые хозяева предпочитают не утруждаться. Они просто оснащают конец дымохода зонтом на держателе. Последний выполняют в виде цилиндра такого же диаметра, что и у дымохода. По сути, получается тот же дефлектор Григоровича, но с прямым корпусом, без диффузора. Такое устройство не увеличивает тягу. Но оно оправдывает себя на летней даче, где частный дом не используется как постоянное жильё. Если хозяева топят печь лишь несколько раз весной и осенью, то их вполне устроит и вариант с зонтом на держателе.

При постоянном проживании в загородном доме увеличение тяги за счёт дефлектора категорически необходимо. Иначе примерно пятая часть топлива для обогрева просто будет расходоваться впустую. Поэтому в данном случае лучше добавить в конструкцию хотя бы кольцо, разбивающее ветер, и получить полноценный дефлектор.

Изготовление и установка дефлектора своими руками

Примем в качестве образца классическую конструкцию Григоровича. Технология её создания проста.

Прорисовка деталей дефлектора

Для начала сделаем чертёж.

Эскиз дефлектора можно нарисовать карандашом, но важно перенести на него все размеры устройства

Размеры назначаем пропорционально диаметру дымохода D:

высоту всего изделия принимаем равной примерно 1,7 х D;
диаметр колпака в основании считаем равным 2 х D;
высоту колпака делаем около 5 - 7 см;
больший диаметр диффузора тоже принимаем равным 2 х D;
меньший диаметр считаем равным диаметру дымохода;
высоту диффузора берём равной 1,3 х D.

Остальные размеры назначаем по собственному усмотрению - как удобнее.

Необходимые инструменты

Для работы нам понадобятся следующие инструменты:

ножницы по металлу;
молоток;
плоскогубцы;
заклёпочный пистолет;
рулетка;
карандаш;
картон;
циркуль.

В качестве материала используем оцинкованный лист толщиной 0,8 мм.

Пошаговое руководство по сборке дефлектора

Инструкция по изготовлению дефлектора Григоровича выглядит следующим образом:

На картоне прорисовываем в натуральную величину все развёртки трёх элементов изделия. Для этого берём чертёж и мысленно разворачиваем диффузор, патрубок и колпак на плоскости. Как это сделать? С патрубком всё и так понятно - получается прямоугольник, в котором одна из сторон равна длине окружности. А вот с конусами сложнее. Для них берут значение радиуса основания R и величину длины наклонной стороны L. Тогда угол развёртки равен 180 х (R/L).
Угол развёртки вычисляется по довольно простой формуле
Затем прочерчиваем эти три лекала и вырезаем их ножницами. Для верности, чтобы не ошибиться в развёртках, можно сначала собрать модель дефлектора из картона.
Для того чтобы проверить правильность раскроя, сначала модель можно собрать из картона
Раскраиваем оцинкованный лист по полученным контурам на картоне. Для этого лекала прикладываем к соответствующим заготовкам. Каждый раз оставляем по 10 мм на любую грань. Это запас для соединения узлов. Прочерчиваем контуры карандашом или маркером.
Вырезаем заготовки ножницами по металлу. Получаем в развёрнутом виде все элементы дефлектора - диффузор, цилиндр и колпак. Таким же образом подготавливаем держатели деталей. Для этого нарезаем из оцинкованного листа пять полос шириной по 20 мм. Три полосы делаем для фиксации зонта. Их длина равна высоте расположения этого элемента относительно диффузора. Плюс запас по сантиметру на кончик для закрепления. Две полосы нужны для скрепления сомкнувшихся граней развёрток зонта и диффузора.
Ножницами по металлу можно аккуратно разрезать оцинкованный лист по проведённой разметке

Сворачивая заготовки, придаём им задуманную форму. Скрепляем сомкнутые грани с помощью лент и заклёпок или болтов с гайками. Сомкнувшиеся грани патрубка просто совмещаем внахлёст. Далее фиксируем полученный узел выбранным крепежом.

Готовые детали скрепляются заклёпками или болтами

Три ленты на равных расстояниях устанавливаем вертикально на диффузоре. Закрепляем их заклёпками или болтами. В конце процесса так же соединяем эти три держателя с собранным ранее зонтом. Дефлектор готов.

Приведённая инструкция подойдёт и для процесса сооружения других типов установок. Только в этих случаях появятся дополнительные узлы, а значит, увеличится трудоёмкость.

Видео: как сделать дефлектор на дымоход своими руками

Закрепление дефлектора на дымоходе

Теперь рассмотрим непосредственно процесс монтажа изделия на дымоходе.

Есть и более простой способ. Можно «надеть» установку на дымоход и прикрутить её саморезами с помощью шуруповёрта. Но в этом случае часть дыма будет проникать через отверстия крепежа. Далее растапливаем теплогенератор и проверяем тягу, измеряя время прогорания топлива.

Выходит, что изготовить дефлектор для дымохода несложно. Достаточно лишь иметь навыки слесарных работ и чётко следовать приведённой инструкции. А при эксплуатации изделию не нужен никакой уход. Остаётся разве что проверять, не ослабло ли его крепление. Польза же от дефлектора очевидна - экономия топлива и тепло в доме.

Все замечали возвышающийся над дымоходной трубой колпак, но далеко не все знают, зачем он там установлен и какое его предназначение. Эта деталь называется дефлектором. На русский язык это переводится как «отражатель».

Он представляет собой небольшой навес над трубой и служит для ее защиты от агрессивного воздействия окружающей среды: ветра, осадков и для создания необходимой тяги.

Иногда его называют –дымник, а выполненный в какой-либо стильной форме – флюгаркой. Дефлектор установленный на трубу дымохода – это пришедший к нам со старины архитектурный элемент, и сегодня он может также приукрасить крышу любого здания. К тому же он выполняет кроме декоративной роли, еще и важную практическую функцию – усиливает движение воздуха в трубе.

Что это такое и зачем он нужен?

Независимо от того, какое в доме используется отопительное оборудование и какой применяется теплоноситель, любая отопительная система обустраивается дымоходом. Благодаря ему обеспечивается вытяжка продуктов горения. От того как он будет функционировать напрямую зависит каким будет качество работы всей системы.

Но не всегда красивый и установленный по всем правилам дымоход идеально функционирует. Особенно это заметно при сильном ветре, когда на газы в трубе оказывается сильное давление. Чтобы ничто не могло препятствовать правильномуфункционированию всей отопительной системы используетсядефлектор, одеваемый на трубу дымохода.

Его основное назначение – повышать тягу, препятствуя воздушным потокам. Ветер, огибая препятствие, приводит к образованию вокруг трубы зоны низкого давления. В результате происходит усиление тяги. Независимо от конструкции дефлекторов, все они задействованы в одном и том же процессе – возникновении зоны пониженного давления при обтекании воздухом препятствия. Благодаря устройству ветер не уменьшает, а наоборот, усиливает тягу.

Воздушные потоки, соприкасаясь с поверхностью дефлектора, огибают его и начинают двигаться быстрее, создавая область разрежения. В физике такое явление называют эффектом Бернулли. Именно благодаря ему и увеличивается тяга в трубе.

Проведенные исследования свидетельствуют о том, что при использовании дефлектора, даже самого обычного, КПД дымохода возрастает на 20 %. Его полезность состоит еще и в том, что он защищает трубу от переносимого ветром мусора и осадков, в виде дождя, града или снега. Дымник одинаково функционирует при любых условиях, независимо от особенностей погодных условий на улице.

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.):

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

безветрие;
слабый/средний (умеренный) – до 6 баллов по метеошкале;
сильный – 6-8 баллов;
очень сильный – свыше 8 баллов;
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:

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

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.
Достаточно сложен конструктивно и технологически.
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.

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:

Размечают и вырезают развертку;
Сверлят отверстия под заклепку;
Отгибают внутрь под 90 градусов борта (крылья) припуска;
Заклепывают край;
Через деревянные подкладные бруски струбцинами сжимают борта;
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.

Дефлекторы для труб – флюгеры

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:

В трубу вставляют прочную гильзу (стакан; переходник квадрат-круг) С;
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;
На стакан надевают диффузор/юбку Д с карнизом (отливом) К. Обязательно для дефлектора любой схемы, в т.ч. несовершенного!
Диффузор крепят только к кладке мелкими анкерными болтами. Не саморезами в пластиковых дюбелях! К стакану юбку/диффузор не крепят!
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.

Обустройство верхней части дымоходов и вентиляционных каналов должно обеспечивать защиту канала от попадания в него мусора и препятствовать подавлению тяги за счет сильного влияния ветра. Самый простой вариант – это устройство колпака в виде конуса, который закрывает устье дымохода. Однако это не всегда спасает от негативного влияния ветра. Чтобы решить эту проблему, устанавливается дефлектор на дымоход.

Для чего нужен

Главным при расчете параметров дымохода является создание достаточной тяги, способной вывести продукты горения от камеры сгорания печи на твердом топливе за счет существенного перепада давления. Для этого подбирается необходимый диаметр канала, материал, форма сечения и, высота трубы.

Сильный ветер способен задувать воздух в устье канала, тем самым препятствуя выходу отработанных газов. Крайним случаем является эффект подавления тяги, когда выхлоп котла не способен преодолеть сопротивление и поступает обратно в помещение, что в принципе не допустимо.

Недостаточно закрыть устье дымохода от внешних потоков воздуха, однако нет оптимальных конструкций для этого. Лучше использовать силу самого ветра, чтобы избежать негативных последствий и даже дополнительно усилить тягу, с чем отлично справляется именно дефлектор.

Принцип работы и устройство

В основе работы лежит закон Бернулли верный для жидкостей и для газов. При движении газов в канале с уменьшающимся поперечным сечением их скорость возрастает, а давление, оказываемое на границы канала, снижается, возникает разряжение. Если есть связь между окружающим пространством и зоной разряжения, то быстрый поток увлекает за собой, вещество извне.

Дефлектор – это устройство, которое обеспечивает обтекание воздухом или прохождение его через сужающийся канал, при котором появляется зона разреженности непосредственно возле устья дымохода. В область разряженного газа начинают всасываться газы, выходящие из дымохода. В результате ветер, который мог бы вызвать подавление тяги, наоборот начинает ее увеличивать.

Можно добиться 20% прироста тяги даже с самым простым по конструкции дефлектором. Для печей и котлов на твердом топливе это означает лучшее прогорание угля, дров или брикетов, лучшую отдачу теплоты и в результате повышенное КПД установки. Устраняются проблемы, связанные с затуханием пламени или возвратом отработанных газов внутрь помещения.

Устройство дополнительно препятствует попаданию мусора, снега и дождя в канал. Частично это обусловлено наличием корпуса дефлектора, частично тем, что поддерживаемая тяга противодействует засорению.

Виды

Конструкция никак не регламентируется. Любая конструкция, которая не вызывает дополнительного сопротивления и создает разряжение в устье дымохода, повышает тягу оправдывает свою эксплуатацию. Существует несколько типов дефлекторов, которые получили распространение за счет своей практичности и надежности:

Дефлектор ЦАГИ
Тарельчатый дефлектор, Astato
Круглый «Волпер»
Дефлектор Григоровича
Н-образный дефлектор

Каждый из перечисленных типов отлично справляется с поставленными задачами. Отличиями являются габаритные размеры и восприимчивость к ветру различных направлений. Недостаток практически всех видов – в отсутствии ветра они сами оказывают сопротивление тяге.

Подобным образом действуют еще несколько устройств: турбовинтовой оголовок (вращающийся дефлектор) и флюгер с экраном.

Изготавливается дефлектор из оцинкованной стали, меди и нержавейки. Главное требование – это высокая стойкость к коррозии, ведь устройство будет устанавливаться на дымоход, где проводить ремонтные работы будет чрезвычайно сложно, особенно при работающем котле отопления или печи.

Для вентиляционных каналов, где исключены высокие температуры, могут использоваться полимерные материалы, или полимерные покрытия для металлических конструкций.

Дефлектор ЦАГИ

Наиболее распространенный вариант дефлектора. Поверх устья дымохода закрепляется короткий канал большего диаметра, который сформирует диффузор. Ветер обтекает его со всех сторон. По бокам возникают зоны повышенного давления. В передней точке и в задней в нижнем и верхнем сечении возникает разряжение, которое способствует повышению тяги.

По верхнему краю диффузора возникают завихрения, которые могут создать препятствие выходу газов. Кроме этого нет защиты устья дымохода от попадания мусора и атмосферных осадков. В качестве решения выше устья закрепляется защитный колпак в виде конуса.

Тарельчатый

Простой в исполнении дефлектор, который обеспечивает необходимый эффект самым наглядным образом. Две основные части устройства – это козырек для дымохода, нижняя часть, которого закрыта конусом, обращенным в сторону дымохода и кольцо, из которого формируется усеченный конус и одевается непосредственно на сам край дымохода.

В результате образуется простая и эффективная конструкция. Вне зависимости от того, с какой стороны света дует ветер, он попадает в точку над устьем, где конусы формируют сужающийся канал, чем и вызывается разряжение и подкачка газов из дымохода.

Круглый «Волпер»

Принципиально конструкция идентична дефлектору ЦАГИ, только крышка для защиты от мусора и атмосферных осадков располагается выше диффузора. Крышка в виде конус, который дополнительно создает разряжение в верхней части.

Дефлектор Григоровича

Является дальнейшим развитием ЦАГИ и лучше подходит для установки в местах, где преобладают восходящие потоки воздуха. Кроме того обеспечивает оптимальную работу даже в отсутствие ветра, не создавая ощутимого сопротивления. В нижней части дефлектор представляет собой высокий усеченный конус с расширением в нижней части. Он заводится на устье дымохода с перехлестом до трети своей высоты.

Газы из самой трубы попадают в сужающийся канал диффузора, и тем самым вызывают разряжение. Восходящие потоки внешнего воздуха дополнительно усиливают эффект, повышая тягу.

Н-образный

Нетривиальная конструкция, которая хорошо зарекомендовала себя в работе на промышленных объектах и мощных котельных. На устье дымохода закрепляется поперечный патрубок, идентичного диаметра. Для сопряжения в центре патрубка имеется врезка, обеспечивающая плотное соединение.

По краям поперечной горизонтальной трубы закрепляются еще два отрезка, образуя в результате конструкцию в форме буквы «Н». Использовать защитные колпаки уже ненужно, ведь устье дымохода надежно закрыто горизонтальным элементом, а боковые трубки сквозные и не препятствуют прохождению осадков.

Такая конструкция при любом направлении ветра обеспечивает равномерное течение воздуха непосредственно возле устья или по боковым каналам, что уже создает дополнительную тягу.

Установка

Установка дефлектора предполагается на дымоходы печей и котлов, работающих на твердом топливе, в некотором случае и на жидком. Однако его нельзя устанавливать на газовые котлы. Связано это с непостоянством создаваемой тяги, ведь она напрямую зависит от силы ветра. При слишком большой тяге огонь на выходе форсунок в камере сгорания может погаснуть. Все это указано в нормативных документах СНиП 2.04.05-91, СП 7.13130.2009.

Для эффективной работы дефлектор должен устанавливаться только в том случае, если устье дымохода расположено выше конструктивных элементов крыши. Для скатных крыш допускается более низкое расположение. Так на расстоянии 1,5-3 метра от конька возможна установка в уровень с ним. При расположении далее трех метров угол между плоскостью конька и условной прямой между коньком и устьем дымохода не должен превышать 10 градусов. Для плоских кровель достаточно выхода за пределы основных ограждающих конструкций.

Можно самостоятельно изготовить дефлектор. Проще всего изготовить вариант ЦАГИ или «Волпер». Расчет размеров каждого из элементов выполняется, отталкиваясь от внутреннего диаметра дымохода. Если его обозначить как d, то получается:

диаметр диффузора – 1,2-1,3d;
высота дефлектора 1,6-1,7d;
ширина защитного колпака – 1,7-1,9d;

Высота диффузора берется равной половине высоты всего дефлектора. В нижней его части оборудуется хомут, который будет монтироваться на устье дымохода. К нему с помощью 4-6 полосок оцинкованной стали закрепляется диффузор. К последнему с помощью таких же полосок крепится защитный колпак. Зазор между диффузором и колпаком – 0,2-0,3d.

Чтобы повысить эффективность можно соорудить на устье дымохода, а лучше на крепежном кольце дефлектора, сопло с внешним раскрывом. Высота сопла может равняться 0,1-0,2d, примерно настолько же должен увеличиться и внешний диаметр (1,1-1,2d)

Это самая простая в заготовлении конструкция. Все элементы легко вырезаются из листовой стали с небольшим количеством обрезков.

Чтобы не ошибиться с разметкой, лучше вначале вырезать форму заготовок из картона, а после по контуру перенести их на лист металла.

Все элементы дефлектора соединяются фальцеванием, заклепками или сваркой. После этого готовую конструкцию можно закреплять на устье дымохода и проверять ее в работе. Чтобы быть уверенным в надежной и эффективной работе дефлектора, лучше приобрести готовую конструкцию с идеально рассчитанными параметрами и размерами.