Defletor para chaminé de caldeira a gás: requisitos de instalação e regras de montagem

Independentemente do tipo de combustível, a chaminé é uma parte obrigatória do sistema de aquecimento. Do seu bom projeto depende o quão quente a casa será.

O gás é um tipo especial de combustível, pois não é seguro, por isso muitos se preocupam: é necessário um defletor na chaminé da caldeira a gás e será essa a solução correta? Vamos tentar entender essa questão complexa em nosso material.

Tipos populares de intensificadores de tiragem

Em versões modernas, existem defletores de diferentes tipos, portanto, é possível escolher um modelo para uma casa em qualquer estilo arquitetônico.

Estruturalmente, esses dispositivos diferem:

• topo plano;
• duas inclinações;
• tampa semicircular;
• topo articulado.

Cada uma tem certas vantagens: a tampa articulada no defletor permite controlar o processo de remoção dos produtos de combustão.

Como elemento decorativo para um telhado em estilo modernista, o topo plano é excelente, e a melhor proteção contra intempéries é um mini-telhado de duas águas. Como material de fabricação, utiliza-se principalmente metal galvanizado, mas às vezes é revestido com plástico ou esmaltado.

O que é um defletor?

Ventos fortes podem interromper o funcionamento estável da caldeira a gás. Nessas condições, a automação geralmente é acionada e a caldeira desliga. Os produtos de combustão da caldeira a gás, quando não são removidos de forma eficiente, representam uma ameaça não apenas à saúde, mas também à vida das pessoas.

Para aumentar a tiragem otimizando os fluxos de ar, usam-se estabilizadores de tiragem ou defletores. Em tradução, seu nome significa refletor, dispositivo de desvio. Em seu funcionamento, é aplicado o efeito Bernoulli, baseado na redução da pressão durante o fluxo de ar ao redor de um obstáculo. Ele desvia as massas de ar, aumentando a força do fluxo principal da chaminé.

A chaminé da caldeira a gás equipada com um defletor não se apagará durante fortes rajadas de vento. A estrutura se torna mais eficiente, pois a força de tiragem aumenta em até 20%

O amplificador de tiragem funciona eficazmente em qualquer força do vento e mesmo durante rajadas fortes; com ele, não ocorrerá tombamento da tiragem. Mas na ausência total de vento, este dispositivo aerodinâmico atua como um guarda-chuva e fica praticamente inativo, e às vezes até reduz a tiragem. Por esse motivo, muitos especialistas não recomendam instalar defletores em chaminés de gás.

Apesar dos requisitos elevados para o defletor instalado na chaminé da caldeira a gás, em alguns casos esta é a única solução para o problema. Se este dispositivo não estiver previsto no projeto, é necessário obrigatoriamente aprovar sua instalação com os técnicos de gás. Somente cumprindo esta condição é possível proceder com a montagem do defletor.

De acordo com a especificidade do dispositivo e o princípio de funcionamento associado, os defletores são divididos nos seguintes tipos:

Design do defletor

O defletor impede a entrada de fluxo de ar direto na chaminé.

Em sua configuração padrão, ele consiste em 3 partes:

1. Cilindro superior (difusor), alargado na parte inferior. Ele é fixado à parte inferior usando suportes especiais.
2. Copo inferior de metal, cerâmica ou cimento-amianto.
3. Tampa em forma de guarda-chuva cônico.

A parte superior e o cilindro inferior são equipados com defletores anulares que desviam o fluxo de ar. Em alguns modelos, o elemento superior está ausente. Então, o cilindro inferior é instalado no tubo, seguido pelo difusor e tampas — direta e reversa.

O dispositivo funciona com um princípio simples:

• as paredes do cilindro localizado na parte superior absorvem o impacto do vento e direcionam o fluxo de ar para contornar;
• devido ao deslizamento de correntes de ar individuais ao longo da superfície e sua elevação para cima, ocorre a sucção dos gases provenientes da chaminé.

A tiragem é intensificada em qualquer direção do vento, exceto na horizontal. Neste último caso, ocorre a formação de turbilhões de ar dentro do dispositivo, bloqueando as saídas de fumaça. Esta deficiência significativa é corrigida adicionando um elemento adicional — um cone invertido.

Estruturalmente, o defletor consiste em um difusor (2) com moldura (3), montado em um tubo (1). Esses elementos estão localizados em um invólucro (4). Acima do difusor há um guarda-chuva (5) com isolamento térmico (6) e tela (7). Um filtro substituível (10) é instalado em suportes (9) e fixado com parafusos (11).

O cone invertido é instalado abaixo da tampa. A função do defletor é garantir a exaustão dos fluxos de ar para o exterior, fragmentando-os.

Características dos modelos populares

Os modelos de defletores diferem tanto em tamanho quanto em sensibilidade ao vento. Os modelos mais populares são: TSAGI, Khanzhenkova, Volpert-Grigorovich, 'Dente de Fumaça', 'Capuz' também conhecido como 'Sachok', 'Shenard'. O primeiro desses modelos foi desenvolvido no Instituto Aerodinâmico Zhukovsky.

Mais frequentemente, o TSAGI é usado em sistemas de ventilação devido às dificuldades que surgem ao limpar a fuligem. O segundo modelo é essencialmente o mesmo TSAGI, mas ligeiramente aperfeiçoado pelo inventor. Na prática, é um cilindro adicional ao redor do tubo com uma tampa-guarda-chuva inserida dentro do cilindro a uma certa distância.

O defletor TSAGI é o mais escolhido pelos proprietários de casas. Ele tem formato cilíndrico. O dispositivo é fabricado em aço galvanizado ou inoxidável.

O defletor Volpert-Grigorovich tem se mostrado eficaz como intensificador de tiragem em chaminés. Ele funciona bem em áreas com ventos predominantes de baixa altitude. A construção inclui 2 cilindros — o inferior com dois dutos de saída e o superior com uma tampa.

O 'Dente de Fumaça' é montado em uma porta especialmente prevista na chaminé. Devido ao fato de a construção incluir 2 alças, é possível regular o fluxo de ar.

As tampas para defletores de chaminé são feitas em diversos formatos. Às vezes são revestidas com esmalte resistente ao calor. Alguns exemplares parecem muito decorativos.

O defletor 'Capuz' possui uma construção giratória. Consiste em um captador de ar semicircular em forma de calha, montado em uma haste giratória inserida dentro do tubo. O aumento da potência de tiragem por meio da instalação de um defletor-cata-vento ocorre devido à turbulência gerada pela carga do vento.

Como calcular um defletor estático?

Ao fabricar um defletor por conta própria, é necessário realizar cálculos e esboçar o futuro produto. Deve-se partir do diâmetro interno do tubo de exaustão.

A foto mostra a dependência das dimensões do defletor em relação ao diâmetro do duto de fumaça. Para determinar o diâmetro inferior do difusor, multiplica-se o parâmetro base por 2; o superior, por 1,5; a altura do difusor, também por 1,5; a altura do cone, incluindo o inverso, e a altura do próprio guarda-chuva, por 0,25; a penetração do tubo no difusor, por 0,15.

Para um dispositivo padrão, os parâmetros podem ser selecionados conforme a tabela:

A tabela permitirá selecionar as dimensões do defletor sem realizar cálculos. Mas se não houver dimensões adequadas, será necessário recorrer a uma calculadora ou encontrar um programa correspondente na internet.

Ao fabricar um defletor com parâmetros individuais, estas fórmulas especiais também são usadas para determinar as dimensões:
• D difusor = 1,2 x d interno do tubo;
• H = 1,6 x d interno do tubo;
• Largura da tampa = 1,7 x d interno do tubo.

Conhecendo todas as dimensões, é possível calcular o desenvolvimento do cone do guarda-chuva. Se o diâmetro e a altura são conhecidos, o diâmetro da peça circular pode ser facilmente calculado usando o teorema de Pitágoras:

R = √(D/2)² + H²

Agora, é necessário determinar os parâmetros do setor que será posteriormente cortado da peça.

O comprimento do círculo completo de 360⁰ L é igual a 2πR. O comprimento da circunferência na base do cone acabado Lm será menor que L. A partir da diferença desses comprimentos, determina-se o comprimento do arco do segmento (X). Para isso, monta-se uma proporção:

L/360⁰ = Lm/X

Com ela, calcula-se o tamanho desejado: X = 360 x Lm / L. O valor obtido de X é subtraído de 360⁰ — este será o tamanho do setor a ser cortado.

Assim, se a altura do defletor deve ser 168 mm e o diâmetro 280 mm, então o raio da peça é 219 mm, e seu comprimento circunferencial Lm = 218,7 x 2 x 3,14 = 1373 mm. O cone necessário terá um comprimento circunferencial de 280 x 3,14 = 879 mm. Assim, 879/1373 x 360⁰ = 230⁰. O setor a ser cortado deve ter um ângulo de 360 – 230 = 130⁰.

Quando é necessário cortar uma peça em forma de cone truncado, uma tarefa mais complexa deve ser resolvida, pois a grandeza conhecida será a altura da parte truncada, e não a do cone completo. Independentemente disso, o cálculo é realizado com base no mesmo teorema de Pitágoras. A altura total é encontrada a partir da proporção:

(D – Dm)/ 2H = D/2Hp

Do que se conclui que Hp = D x H / (D - Dm). Conhecendo esse valor, calculam-se os parâmetros da peça para o cone completo e subtrai-se a parte superior.

Com os parâmetros conhecidos: altura do cone — completo ou truncado — e raio da base, através de cálculos simples é fácil determinar o raio externo e interno (no caso de cone truncado) e, em seguida, o ângulo inicial e o comprimento da curva geratriz.

Suponha que é necessário um cone truncado, com H = 240 mm, diâmetro na base de 400 mm, e o círculo superior deve ter diâmetro de 300 mm.

• Altura total Hp = 400 x 240 / (400 – 300) = 960 mm.
• Raio externo da peça bruta Rz = √(400/2)² + 960² = 980.6 mm.
• Raio do furo menor Rm = √(960 – 240)² + (300|2)² = 239 mm.
• Ângulo do setor: 360/2 x 400/980.6 = 73.4⁰.

Resta desenhar um arco com raio de 980.6 mm e outro com raio de 239 mm a partir do mesmo ponto, e traçar raios com ângulo de 73.4⁰. Se for planejado unir as bordas com sobreposição, adicionam-se as folgas.

E mais detalhes sobre como construir um defletor para chaminé por conta própria, leia a seguir.

Montagem independente do dispositivo

Primeiro, preparam-se os moldes, depois são dispostos sobre uma chapa de metal e as peças são cortadas com tesouras especiais. O corpo é enrolado e as bordas são fixadas com rebites. Em seguida, os cones superior e inferior são fixados entre si, usando a borda do primeiro, pois é maior e nela podem ser cortados, em vários pontos, entalhes especiais de fixação com cerca de 1,5 cm de largura, e então são dobrados.

Montar um defletor simples não é difícil, mas se o dispositivo a ser instalado for do tipo rotativo, será necessário lidar com muitas peças.

Antes da montagem, no cone inferior são instalados 3 suportes, distribuídos uniformemente ao redor do perímetro, usando pinos roscados. Para conectar o guarda-chuva ao difusor, neste último são fixadas com rebites alças de tiras metálicas. Os suportes são aparafusados nas alças e, para maior segurança, são fixados com porcas.

Em seguida, realizam-se os trabalhos de instalação do defletor feito à mão na chaminé de uma caldeira a gás ou de outro tipo. O dispositivo montado é colocado no tubo e fixado com braçadeiras, sem deixar folgas. Às vezes, a junta é tratada com selante resistente ao calor.

Montagem de um modelo simples tipo prato

O projeto mais simples de executar é a fabricação do modelo de defletor em prato. Esse chapéu de chaminé pode ser feito facilmente com as próprias mãos. Seus parâmetros geométricos dependem do diâmetro do tubo:

Para não errar na fabricação e ajustar as peças ao tamanho necessário, é aconselhável fazer previamente um modelo do defletor em papelão. Nesta fase é mais fácil e simples fazer ajustes no design. Os blanks de papelão também servirão como moldes para o corte dos elementos do futuro defletor:

Características da instalação do defletor rotativo

Turbo-defletor, defletor rotativo, turbina rotativa, Turbovent — todos esses nomes se referem a um mesmo tipo de dispositivo mecânico para aumentar a tiragem. Consiste em uma parte estática conectada à chaminé e uma cabeça ativa com pás em forma de esfera.

O defletor rotativo é o único dispositivo que não é recomendado para instalação em chaminés de fogões a combustível sólido e lareiras a lenha. O Turbovent tem uma característica peculiar — retirar o ar do tubo mesmo quando o aquecimento não está funcionando.

A direção de rotação deste acessório não depende nem da força nem da direção do vento. Ela ocorre apenas em uma direção constante, criando um efeito de vácuo parcial. Como resultado, a potência da tiragem aumenta em condições de ar rarefeito, e o risco de reversão da tiragem é praticamente zero.

Nas chaminés de caldeiras a gás, o Turbovent cumpre perfeitamente suas funções e pode servir como adorno para qualquer fachada. Se comparado a outros tipos de defletores, ele os supera em eficiência em 2 vezes.

A base do defletor rotativo pode ser redonda, quadrada ou quadrada plana. As dimensões da cabeça variam entre 100 e 680 mm. Sua vida útil é de até 15 anos.

Apesar de todas as vantagens da turbina rotativa, há uma desvantagem significativa — em tempo calmo, o dispositivo para. Se nesse período houver precipitação com temperatura abaixo de 0, a cabeça pode congelar e será necessário tomar medidas para religá-la.

Apesar da relativa complexidade do design, instalar o defletor rotativo não é difícil. O dispositivo tem peso leve, portanto, para a instalação basta o esforço de uma pessoa e cerca de 2 horas. O local adequado é o ponto mais alto do telhado. Essa posição não permitirá que a neve entre no tubo se houver acúmulo de precipitação ao redor.

O movimento da cabeça da turbina rotativa é realizado com o auxílio de rolamentos. O dispositivo funciona de forma autônoma e é muito eficiente na tarefa de exaustão dos gases, mas em tempo sem vento é inútil.

Para diferentes modelos de turbinas rotativas, existe um requisito: a temperatura dos produtos de combustão acima do tubo não deve exceder 150-250⁰. As dimensões da base devem ser ajustadas exatamente à chaminé. O defletor turbinado deve corresponder às características da caldeira, e esse ponto deve ser considerado ao escolher o dispositivo.

No mercado existem turbodefletores de diferentes marcas. Entre as mais renomadas estão Turbovent, Turbomax, Rotowent. O primeiro fabricante produz itens com base de geometria variada.

Eles podem ser identificados pela marcação TA-315, TA-355, TA-500. Nela, o número indica o diâmetro no caso de seção circular ou as dimensões da base retangular.

O defletor Turbomax é fabricado por uma empresa bielorrussa. Os dispositivos são feitos de material de alta qualidade — aço inoxidável de um fornecedor europeu. O Rotowent também é feito de aço inoxidável fornecido pela Polônia. Fica harmonioso em qualquer tipo de telhado. É adequado tanto para chaminés quanto para tubos de ventilação. Suporta uma alta temperatura de trabalho — cerca de 500⁰.

Defletores cata-vento para chaminés

Estruturalmente, o cata-vento para chaminé é projetado de modo que os gases, saindo livremente pelo lado sotavento, aumentam a força de tiragem no tubo da chaminé. O dispositivo é feito de aço termorresistente, que se mostrou eficaz em condições de altas temperaturas e formação de condensado.

Abaixo da cobertura curva do cata-vento, encontra-se um conjunto de rolamentos que evita problemas de rotação. O conjunto de rolamentos é fixado ao tubo de fumaça com parafusos. A zona de depressão é criada quando o fluxo de ar passa pelo espaço sob as coberturas.

Durante a instalação, a base do dispositivo é colocada na chaminé circular até o batente e, em seguida, fixada com 3 parafusos. Os parafusos devem ser apertados com muito cuidado, pois podem danificar o tubo. A instalação é concluída com a verificação da verticalidade e rotação do corpo.

A desvantagem dos cata-ventos para chaminés é que, em ventos fortes, eles funcionam de forma instável. A parte móvel precisa ser limpa e lubrificada periodicamente. Dentro do dispositivo, geralmente se acumula umidade, e os gases de combustão deixam resíduos na forma de depósitos.

Os próprios fabricantes recomendam usar seus dispositivos quando a chaminé está localizada em um local desfavorável. Ele, na verdade, não aumenta a tiragem, apenas protege a chaminé.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vale a pena instalar um intensificador de tiragem tendo uma caldeira a gás? Você descobrirá assistindo a este vídeo:

Fazer um turbodefletor com as próprias mãos não é fácil, mas alguns artesãos ainda o fazem e o utilizam com sucesso. Assista a este vídeo sobre o assunto:

Existem muitos modelos de defletores, mas não se pode esquecer que se utiliza gás para aquecimento. Nem todos os modelos podem ser usados. Alguns deles não são adequados em princípio, pois são destinados para ventilação. Para não obstruir o sistema de exaustão de fumaça, é essencial consultar um especialista e obter autorização para instalar o defletor.

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