Дров'яної титан або водонагрівач на дровах своїми руками

1. З якої стали варити нагрівач
2. Як влаштований дров'яний «Титан»
3. Виготовлення та футерування топки
4. Зольник і регулювання тяги
5. Водяна сорочка димоходу
6. Можливі методи доопрацювання
7. Правила установки і використання

Навіть базових навичок роботи з дугового зварювання досить, щоб самому виготовити теплотехнічне обладнання для будинку. Пропонуємо розглянути аспекти власноручного розробки дров'яного водонагрівача: використовувані матеріали, техніка складання і масштабування установки під свої потреби.

З якої стали варити нагрівач

Самостійне виробництво водонагрівальної колони дозволить заощадити не менше 50% коштів, які могли б бути витрачені на покупку нагрівача фабричної збірки. Однак конструкція такого пристрою досить складна, крім того, для виготовлення знадобиться істотний обсяг металопрокату.

Як джерело нагріву виступає дров'яна або вугільна топка. Найменшого витрати матеріалів при оптимальних показниках міцності можна досягти при виготовленні топки в формі циліндра діаметром від 50 см і заввишки, що відповідає обсягу нагрівального бака. Для виготовлення топкового блоку використовують низько- і середньовуглецеві леговані стали з температурою окалинообразования не нижче 400 ° С. Експлуатаційні температури в топці не особливо високі, проте використання звичайної конструкційної сталі загрожує швидким вигорянням вуглецю.

Жаростійкість стали зростає з вмістом в ній нікелю і хрому, разом з тим зростає складність зварювання. Стали з високим вмістом легуючих добавок відносяться до класу нержавіючих, їх зварювання здійснюється переважно в середовищі захисного газу. Золота середина в цьому плані - аустенітні стали типу AISI 304 (08Х18Н10), які зварюються електродами 308L / MVR в м'яких режимах струму з високою швидкістю, а також більш поширена сталь марки 20, яка добре зварюється широким спектром низьковуглецевих електродів, наприклад, Е50А УОНИ 13 / 55. В обох випадках товщина листа вибирається в діапазоні від 4 до 8 мм.

Для водяного бака термостійкість не так важлива, зате важлива герметичність, тому вибирати слід сплави з хорошою зварюваністю. Тут вітається використання середньовуглецевих сталей без легування, але обов'язкова антикорозійний захист внутрішніх поверхонь. Товщина стінок бака складається близько 2-2,5 мм, більш товстому металу в домашніх умовах буде занадто важко надати потрібну форму. Використання нержавіючої сталі в конструкції бака виключається лише з тієї причини, що виникає необхідність виконати зварене з'єднання кришки і дна з трубою димоходного каналу, яка зазвичай виконується зі звичайної «чорної» стали.

Як влаштований дров'яний «Титан»

В принципі роботи «Титана» немає нічого хитрого. це звичайна дров'яна буржуйка , Кришка і димар якої мають водяну сорочку. Щоб полегшити обслуговування і складання саморобної конструкції, рекомендується виконати виріб модульного типу.

Пристрій дров'яного водонагрівача: 1 - топка; 2 - дверцята зольника; 3 - топкова дверцята; 4 - патрубок подачі холодної води; 5 - водяний бак; 6 - патрубок забору гарячої води; 7 - димохід

Топковий блок - це циліндр без кришки, розділений на камеру згоряння і зольник масивним колосником. Щоб знизити непотрібні втрати тепла і продовжити термін служби металу, топка зсередини футерують шамотною цеглою. Крім дверцят зольника і топки зі спеціальною формою притвору, нічого примітного в пристрої топкового блоку немає.

Гарячі гази, піднімаючись по димоходу, віддають тепло воді всередині бака, при цьому нагрів відбувається переважно в нижній зоні, що змушує рідину циркулювати і перемішуватися. Щоб теплопередача була максимально ефективною, димохідну трубу оснащують радіаторними ребрами. Також важливо зберегти герметичність бака, що не уповільнивши при цьому передачу тепла від топкової камери. З цієї причини бак зварюється як цілісна ємність, яка «надівається» зверху на склянку топки з утворенням подвійного притвору по периметру.

Виготовлення та футерування топки

Найскладніше завдання у виробництві саморобного «Титана» - згорнути сталевий лист в циліндр. При значній товщині металу це зробити не так-то просто, зварюватись деталі повинні без напруги, адже під дією високих температур міцності зварювального шва сильно знижуються.

Спочатку слід вибрати передбачуваний внутрішній діаметр топки в діапазоні 50-70 см і вирізати з цього розміру два диска. Згідно діаметру обчислюється довжина кола, по ній з листа вирізають смугу, з якої будуть сформовані стінки топкового блоку. Висота топки, як уже говорилося, вибирається за обсягом бака: на нагрів кожних 50 літрів води витрачається близько 5 кВт теплоти, що відповідає приблизно 1 кг сухих дров. Таким чином, для нагрівача на 200 літрів топка повинна вільно вміщати 4 кг дров без обліку обсягу зольника. Чим вище і вже нагрівальна колона, тим ефективніше відбувається передача тепла, але знижується стійкість «Титана».

Вирізаний сталевий лист вкладається горизонтально, на його короткий край вертикально встановлюються два диска. Один ставиться паралельно довгому краю з невеликим відступом - цей диск формує дно топкового блоку. Другий диск встановлюється паралельно першому з відступом від нього в 20-25 см - так формується перегородка між топкою і зольником. У перегородці можна відразу вирізати отвір, розмір якого на 40-50 мм менше наявного колосника.

Два диска виступають в ролі жорсткої оправки для згортання циліндра. Спочатку вони приварюються до смуги з двох сторін прихватками довжиною по 10-15 мм з ретельним контролем перпендикулярності установки. Далі метал оговтується по дискам кувалдою, при товщині металу більше 5 мм може знадобитися підігрів пропановим пальником. Коли дві зварювані частини щільно притиснуті, перевіряється перпендикулярність розташування дисків, після чого зварювальний шов триває ще на 10-15 мм і так до повного обходу по колу. Коли шов буде завершений на всю довжину, його накривають ще одним: електрод ведеться без відриву з прогріванням і наплавленням широкої зони, зміщення зварювальної ванни відбувається по зигзагу. Після зварювання дисків зі стінкою, з зовнішньої сторони заварюється поздовжній шов.

Коли корпус топки зібраний, його зсередини обкладають шамотною цеглою без сполучного в швах, товщина футерування становить близько 50-70 мм. Щоб точно підігнати камені за розміром топки, їх спочатку виставляють вертикально на рівній поверхні в циліндричний колодязь, внутрішній діаметр якого приблизно дорівнює діаметру топкового блоку. Цеглини при цьому розташовуються впритул по внутрішній стороні і з максимально рівномірним відступом один від одного по зовнішній, розходячись променями. Відстань між сусідніми каменями в самих крайніх точках потрібно розділити навпіл і зняти алмазним кругом скоси отриманого розміру, домагаючись клиноподібної форми. Після цього цеглини встановлюють біля стін топки зсередини, при необхідності їх підганяють один до одного за допомогою УШМ . Забезпечити стійкість футеровки можна за допомогою сталевої штаби, згорнутої в кільце і встановленої зсередини враспор. Після обкладання стін всередину вкладається колосник.

Зольник і регулювання тяги

Для завершення топкового блоку залишається вирізати двоє дверцят - для завантаження палива і очищення зольника. Спершу із сталевого листа товщиною 3-4 мм потрібно вирізати дві прямокутних деталі, розміри яких на 20-25 мм більше передбачуваних розмірів дверцят. Для зольника ляда повинна бути невеликою (під розмір вигрібних совка) і розташовуватися впритул до дна. Для топки ширину дверцята вибирають приблизно рівною радіусу або трохи менше, висота - близько 25-30 см.

Коли отвори дверцят розмічені на зовнішній поверхні топки, в кутах потрібно просвердлити чотири отвори. Вирізані з листа деталі накладають на місце майбутніх дверцят і облямовують киянкою, домагаючись максимально щільного прилягання. Коли вигин сформований, в накладках свердлять отвори в шаховому порядку діаметром в 8-10 мм, потім стінки топкового блоку вирізують. Вирізані ділянки приставляють зсередини накладок з рівномірними відступами по краях і зварюють разом через перфорацію.

Навіси дверцят зробити простіше простого: коли вони встановлені на свої місця, до краю зігнутих пластин приварюють по гайці М10, до корпусу топки - ще по 2 гайки. Досить вставити штифт, наприклад, з обточеної шпильки, і дверцята надійно закріплені. Для замикання може використовуватися звичайна клямка або гак, ручка якого виготовлена ​​у вигляді дротяної спіралі, за яку можна братися голими руками навіть при розігрітій топці.

Залишилося тільки зробити регулювання тяги, без якої ефективної роботи нагрівача не добитися. По центру дверцята зольника сверлится отвір під різьбу на 8-10 мм. Навколо нього «ромашкою» сверлится дюжина наскрізних отворів на 10-12 мм. Далі центральна частина утвореної решітки трохи утапливается всередину парою несильних ударів, нарізається різьба в центральному отворі. У неї вкручується звичайний болт, протягнуто в широку шайбу, поля якої перекривають отвори в дверцятах на 15-20 мм. Шайба приварюється до стрижня болта, а на капелюшку зварюванням фіксується короткий пруток, який виступає в ролі маховика. Коли болт повністю затиснутий, мінімального зазору від кривизни дверцята буде досить для підтримки горіння, але вкоротив заслінку трохи сильніше, можна зробити полум'я більш інтенсивним.

Водяна сорочка димоходу

Друга частина саморобного дров'яного «Титана» представляється собою теплообмінник складної форми. Його виготовлення починається з вирізки диска з того ж металу, який використовувався для виготовлення топки. Слід укласти лист на топковий блок і обвести його знизу по всьому периметру. Диск в результаті повинен точно відповідати розміру верхнього кільця склянки топки. Спочатку не буде зайвим перевірити геометрію окружності топкового блоку і виправити її кувалдою при необхідності.

За торця диска потрібно з обох сторін зняти фаску шириною в 4-5 мм. Далі до краю приварюється смуга завтовшки 3-4 мм шириною в 50 мм з виступом в одну сторону близько 15 мм. Зварений шов повинен бути герметичним, тому спочатку робиться глибокий проварена, далі кут підчищається пелюстковим диском і накладається косметичний шов з прогріванням широкої зони. Провар смуги виконується з обох сторін диска.

Та сторона диска, на якій смуга має більш широкий виступ, призначена для стикування бака з топкою. Щоб забезпечити щільний притвор, зсередини до диска приварюється кільце з гладкої арматури. При цьому зазор між кільцем і смугою повинен бути на 1-1,5 мм більше товщини стінки топки.

У центрі диска потрібно вирізати отвір і вставити в нього трубу димоходу діаметром близько 120 мм, розташувавши її в бік короткого виступу обрамляє кільця. Довжина труби повинна бути на 20-30 см більше планованої висоти бака. Зовні на трубу навариваются пластини 40х300 мм завтовшки по 3-4 мм в хаотичному порядку. Більш ефективний шар теплоти можливий, якщо зробити в трубі прорізи і вставити в них ребра з виступом всередину близько 10-15 мм, однак при цьому слід гарантувати герметичність зварних швів. Труба приварюється до диску строго перпендикулярно і герметично, проварена виконується з обох сторін.

Далі з тонкого сталевого листа потрібно згорнути зовнішню стінку бака і вставити її в обрамляє кільце. Розтиснути всередині, лист щільно приєднається до короткого бортику диска, після чого можна з'єднати нахлест короткими прихватками по всій довжині. На поздовжній нахлест отриманого циліндра накладається сполучний, а потім косметичний зварений шов. Циліндр встановлюється на дно бака і проваривается зовні. Кришка бака виконана звичайним диском, вирізаним з тонкого сталевого листа.

У нижній частині бака потрібно пропалити зварюванням отвір близько 20 мм і вставити в нього трубку з різьбленням на зовнішньому кінці. Трубка повинна бути спрямована точно до центру бака і не діставати до димоходу близько 15-20 мм, чим забезпечується ефективне розсіювання і перемішування води, що поступає. У верхній частині бака таким же чином врізається короткий патрубок для забору гарячої води з відступом близько 10 см від кришки.

Можливі методи доопрацювання

Незважаючи на простоту принципу дії, такий водонагрівач дуже зручний у використанні, але вимагає ряду доробок. Перш за все, на виході димоходу з бака потрібно просвердлити наскрізний отвір і вставити в нього шпильку з диском-заслінкою. При цьому диск не має жорсткого кріплення до шпильці, адже заслінку потрібно періодично розбирати для чищення димоходу.

Для обслуговування і ремонту нагрівача його потрібно відключити від обв'язки, тому рекомендується встановити на різьбові патрубки бака з'єднання типу «американка» з латуні. Нижній патрубок підключається безпосередньо до системи водопроводу через запірний кран. Також в цьому місці можна зробити зливний відведення з краном і штуцером для підключення гнучкого шланга. На верхньому патрубку необхідно передбачити вільний відведення з кульовим краном для підсосу повітря при зливі води з бака. За відведенням встановлюється стандартна група безпеки - клапан скидання надлишкового тиску для водяних нагрівачів. Далі за групою упаковується запірний кран.

Якщо водонагрівач розташовується на вулиці, не буде зайвим забезпечити теплоізоляцію бака. Її досить легко виконати звичайної базальтової ватою. Буде потрібно широкий відріз сталевий армуючої сітки, згорнутої в кільце з утворенням зазору від стінок бака порядку 50-70 мм. До сітці тонким дротом кріпиться утеплювач, потім отриманий кожух обертається навколо водонагрівача і стягується дротяними хомутами.

Правила установки і використання

Дров'яної водонагрівач повинен встановлюватися на міцному негорючій основі. Згорає підкладка повинна виступати за 15 см в кожну сторону від профілю колони і не менше 50 см з боку топкових дверцят. Встановлювати колону слід не ближче 15 см до стін з негорючих покриттям і не ближче 50 см до горючої обробці.

Розпал титану можливий тільки в повністю заповненому стані. При цьому в частині бака, розташованої вище патрубка забору гарячої води, утворюється повітряна кишеня, який виступає демпфером на випадок закипання рідини. Порядок підготовки бака до роботи такий:

1. Проводиться розпал топки.
2. Дверцята зольника підтримується відкритою, поки полум'я не охопить весь обсяг палива.
3. Після займання палива зольник закривається. Заслінкою регулюється така подача повітря, щоб димохід на виході був лише відчутно теплим.
4. Якщо в баку з'явився характерний шум закипає води, заслінка поддува перекривається повністю.
5. Після повного згоряння палива перекривається засувка димаря.

рмнт.ру

06.06.17