Calentador de agua de titanio o de leña con sus propias manos

El contenido del artículo

• De qué acero estaba hecho el calentador
• Cómo funciona el «Titán» de leña
• Fabricación y revestimiento de hornos
• Cenicero y ajuste de tiro
• Chaqueta de agua de chimenea
• Posibles métodos de refinamiento
• Reglas de instalación y uso

Incluso las habilidades básicas de trabajar con soldadura por arco son suficientes para fabricar usted mismo equipos de calefacción para su hogar. Proponemos considerar aspectos del desarrollo de fabricación propia de un calentador de agua de leña: los materiales utilizados, la técnica de montaje y la escala de la instalación para adaptarse a sus necesidades..

De qué acero estaba hecho el calentador

La autoproducción de una columna de calentamiento de agua ahorrará al menos el 50% de los fondos que podrían gastarse en la compra de un calentador ensamblado en fábrica. Sin embargo, el diseño de tal dispositivo es bastante complicado, además, se requerirá una cantidad significativa de metal laminado para su fabricación..

Un horno de leña o carbón actúa como fuente de calor. Se puede lograr el menor consumo de materiales con indicadores de resistencia óptimos al fabricar una cámara de combustión en forma de cilindro con un diámetro de 50 cm y una altura correspondiente al volumen del tanque de calentamiento. Para la fabricación del bloque del horno, se utilizan aceros aleados de bajo y medio carbono con una temperatura de escalado de al menos 400 ° C. Las temperaturas de funcionamiento en el horno no son particularmente altas, sin embargo, el uso de acero estructural convencional está plagado de quemaduras rápidas del carbón..

La resistencia al calor del acero aumenta con el contenido de níquel y cromo en él, al mismo tiempo, aumenta la dificultad de soldar. Los aceros con un alto contenido de aditivos de aleación pertenecen a la clase de acero inoxidable, su soldadura se realiza principalmente en un entorno de gas de protección. La media dorada en este sentido son los aceros austeníticos del tipo AISI 304 (08X18H10), que se sueldan con electrodos 308L / MVR en modos de corriente suave a alta velocidad, así como el acero más común de grado 20, que está bien soldado con una amplia gama de electrodos de bajo carbono, por ejemplo, E50A UONI 13 / 55. En ambos casos, el espesor de la hoja se selecciona en el rango de 4 a 8 mm..

Para un tanque de agua, la resistencia al calor no es tan importante, pero la estanqueidad es importante, por lo que se deben elegir aleaciones con buena soldabilidad. Aquí, se recomienda el uso de aceros de carbono medio sin alear, pero la protección anticorrosión obligatoria de las superficies internas. El grosor de las paredes del tanque es de aproximadamente 2 a 2,5 mm; será demasiado difícil que un metal más grueso dé la forma deseada en casa. El uso de acero inoxidable en la construcción del tanque está excluido solo por el motivo de que sea necesario soldar la tapa y el fondo con el tubo de la chimenea, que generalmente está hecho de acero «negro» ordinario..

Cómo funciona el «Titán» de leña

No hay nada complicado en el Titán. Se trata de una estufa de leña ordinaria, cuya tapa y chimenea tienen una chaqueta de agua. Para facilitar el mantenimiento y montaje de una estructura casera, se recomienda realizar un producto modular.

Dispositivo calentador de agua de leña: 1 – cámara de combustión; 2 – puerta del cenicero; 3 – puerta del horno; 4 – tubería de suministro de agua fría; 5 – tanque de agua; 6 – tubo de entrada de agua caliente; 7 – chimenea

El bloque de combustión es un cilindro sin tapa, dividido en una cámara de combustión y un cenicero por una rejilla maciza. Para reducir la pérdida de calor inútil y prolongar la vida útil del metal, la cámara de combustión está forrada con ladrillos de arcilla refractaria desde el interior. Además de las puertas del cenicero y la cámara de combustión con una forma especial del vestíbulo, no hay nada destacable en la estructura del bloque de combustión..

Los gases calientes, que ascienden por la chimenea, emiten calor al agua dentro del tanque, mientras que el calentamiento ocurre principalmente en la zona inferior, lo que obliga al líquido a circular y mezclarse. Para que la transferencia de calor sea lo más eficiente posible, la chimenea está equipada con aletas de radiador. También es importante mantener la estanqueidad del tanque sin ralentizar la transferencia de calor desde la cámara de combustión. Por esta razón, el tanque se suelda como un contenedor de una pieza, que se «coloca» en la parte superior del vidrio de la cámara de combustión para formar un nártex doble alrededor.

Fabricación y revestimiento de hornos

El mayor desafío para hacer un Titán casero es enrollar una hoja de acero en un cilindro. Con un espesor de metal significativo, esto no es tan fácil de hacer, las piezas deben soldarse sin tensión, porque cuando se exponen a altas temperaturas, las características de resistencia de la soldadura se reducen en gran medida..

Inicialmente, debe seleccionar el diámetro interno estimado del horno en el rango de 50 a 70 cm y cortar dos discos de este tamaño. Según el diámetro, se calcula la circunferencia, a lo largo de la cual se corta una tira de la hoja, a partir de la cual se formarán las paredes del bloque de combustión. La altura de la cámara de combustión, como ya se mencionó, se selecciona de acuerdo con el volumen del tanque: se consumen alrededor de 5 kW de calor para calentar cada 50 litros de agua, lo que corresponde a aproximadamente 1 kg de leña seca. Por lo tanto, para un calentador de 200 litros, la cámara de combustión debe acomodar libremente 4 kg de leña, excluyendo el volumen del cenicero. Cuanto más alta y estrecha es la columna de calentamiento, más eficiente es la transferencia de calor, pero la estabilidad del Titán disminuye..

La chapa de acero cortada se coloca horizontalmente con dos discos colocados verticalmente en su borde corto. Uno se coloca paralelo al borde largo con una ligera hendidura; este disco forma la parte inferior del bloque de combustión. El segundo disco se instala paralelo al primero con una distancia de 20 a 25 cm desde él; así es como se forma una partición entre la cámara de combustión y el cenicero. Puede cortar inmediatamente una abertura en la partición, cuyo tamaño es 40-50 mm más pequeño que la rejilla disponible.

Los dos discos actúan como un mandril rígido para hacer rodar el cilindro. Primero, se sueldan a la tira en ambos lados con tachuelas de 10 a 15 mm de largo con un cuidadoso control de la perpendicularidad de la instalación. Además, el metal se recupera a lo largo de los discos con un mazo, con un espesor de metal de más de 5 mm, puede ser necesario calentar con un soplete de propano. Cuando las dos partes a soldar se presionan firmemente, se verifica la perpendicularidad de la posición de los discos, después de lo cual la costura de soldadura continúa durante otros 10-15 mm y así sucesivamente hasta que se elude por completo. Cuando se completa la costura en toda la longitud, se cubre con otra: el electrodo se conduce sin separación con calentamiento y superficie de una zona amplia, el baño de soldadura se desplaza en zigzag. Después de soldar los discos a la pared, se suelda una costura longitudinal desde el exterior.

Cuando se ensambla el cuerpo del horno, se reviste con ladrillos de arcilla refractaria desde el interior sin un aglutinante en las costuras, el grosor del revestimiento es de unos 50-70 mm. Para ajustar con precisión las piedras al tamaño del horno, primero se colocan verticalmente sobre una superficie plana en un pozo cilíndrico, cuyo diámetro interior es aproximadamente igual al diámetro del bloque del horno. En este caso, los ladrillos están ubicados cerca del lado interior y con la muesca más uniforme entre sí a lo largo de los rayos divergentes exteriores. La distancia entre piedras adyacentes en los puntos más extremos debe dividirse por la mitad y los biseles del tamaño resultante deben eliminarse con una rueda de diamante, logrando una forma en forma de cuña. Después de eso, los ladrillos se instalan en las paredes de la cámara de combustión desde el interior, si es necesario, se ajustan entre sí con amoladoras angulares. Para garantizar la estabilidad del revestimiento, puede usar una tira de acero enrollada en un anillo e instalada desde el interior con un agarre. Después de cubrir las paredes, la rejilla se inserta en el interior..

Cenicero y ajuste de tiro

Para completar el bloque de combustión, queda cortar dos puertas: para cargar combustible y limpiar el cenicero. Primero, debe cortar dos partes rectangulares de una hoja de acero de 3-4 mm de espesor, cuyas dimensiones son 20-25 mm más grandes que las dimensiones esperadas de las puertas. Para el cenicero, la lada debe ser pequeña (por debajo del tamaño de la cuchara) y estar ubicada cerca del fondo. Para la cámara de combustión, el ancho de la puerta se elige aproximadamente igual al radio o un poco menos, la altura es de aproximadamente 25-30 cm.

Cuando las aberturas de las puertas están marcadas en la superficie exterior de la cámara de combustión, es necesario perforar cuatro agujeros en las esquinas. Las partes cortadas de la hoja se colocan en lugar de futuras puertas y se enderezan con un mazo, logrando el ajuste más ceñido. Cuando se forma la curva, se perforan agujeros en las almohadillas en un patrón de tablero de ajedrez con un diámetro de 8-10 mm, luego se cortan las paredes del bloque de combustión. Las secciones cortadas se colocan desde el interior de las superposiciones con muescas uniformes a lo largo de los bordes y se sueldan entre sí a través de las perforaciones..

Los cobertizos de las puertas son tan fáciles como pelar peras de hacer: cuando están en su lugar, se sueldan al borde de las placas dobladas con una tuerca M10 y se agregan 2 tuercas más al cuerpo de la cámara de combustión. Es suficiente insertar un pasador, por ejemplo, de un pasador girado, y las puertas se sujetan de forma segura. Para el bloqueo, se puede usar un pestillo ordinario o un gancho, cuyo mango está hecho en forma de espiral de alambre, que se puede agarrar con las manos desnudas incluso con una cámara de combustión con calefacción.

Solo queda ajustar el tiro, sin el cual no se puede lograr el funcionamiento efectivo del calentador. Se perfora un orificio en el centro de la puerta del cenicero para una rosca de 8–10 mm. A su alrededor, se perforan una docena de orificios pasantes de 10-12 mm con una «manzanilla». Además, la parte central de la celosía formada se rebaja ligeramente hacia adentro con un par de golpes ligeros, se corta un hilo en el orificio central. Se atornilla un perno ordinario, se enrosca en una arandela ancha, cuyos campos se superponen con los orificios de la puerta entre 15 y 20 mm. La arandela está soldada a la varilla del perno y una barra corta está soldada a la cabeza, que actúa como volante. Cuando el cerrojo esté completamente apretado, el espacio mínimo de la curvatura de la puerta será suficiente para mantener la combustión, pero desenroscando un poco más el regulador, puede hacer que la llama sea más intensa..

Chaqueta de agua de chimenea

La segunda parte del «Titan» casero de leña es un intercambiador de calor de forma compleja. Su fabricación comienza cortando un disco del mismo metal que se utilizó para hacer la cámara de combustión. Coloque la hoja sobre el bloque de combustión y circule desde abajo a lo largo de todo el perímetro. Como resultado, el disco debe coincidir exactamente con el tamaño del anillo superior del vidrio de la cámara de combustión. Inicialmente, no será superfluo verificar la geometría de la circunferencia del bloque de combustión y enderezarla con un mazo si es necesario..

Al final del disco, debe biselar en ambos lados con un ancho de 4 a 5 mm. A continuación, se suelda al borde una tira de 3-4 mm de espesor y 50 mm de ancho con una proyección de unos 15 mm en una dirección. La costura de soldadura debe ser hermética, por lo que primero se hace una penetración profunda, luego se limpia la esquina con un disco de solapa y se aplica una costura cosmética calentando una zona amplia. La penetración de la tira se realiza en ambos lados del disco..

El lado del disco, en el que la tira tiene una proyección más ancha, está destinado a unir el tanque con la cámara de combustión. Para garantizar un rebaje ajustado, se suelda un anillo de refuerzo liso al disco desde el interior. En este caso, el espacio entre el anillo y la tira debe ser de 1 a 1,5 mm más que el grosor de la pared del horno..

En el centro del disco, debe hacer un agujero e insertar un tubo de chimenea con un diámetro de aproximadamente 120 mm, colocándolo en el lado de la protuberancia corta del anillo de enmarcado. La longitud de la tubería debe ser 20-30 cm más larga que la altura prevista del tanque. En el exterior, placas de 40×300 mm con un espesor de 3-4 mm se sueldan a la tubería de manera caótica. Es posible obtener una capa de calor más eficaz si hace ranuras en la tubería e inserta nervaduras con una protuberancia de unos 10 a 15 mm hacia adentro, pero debe garantizarse la estanqueidad de las uniones soldadas. La tubería está soldada al disco estrictamente perpendicular y firmemente, la penetración se realiza en ambos lados.

A continuación, a partir de una hoja de acero delgada, debe enrollar la pared exterior del tanque e insertarla en el anillo de encuadre. Habiendo aflojado el interior, la hoja se adherirá firmemente al borde corto del disco, después de lo cual es posible superponerse con tachuelas cortas a lo largo de toda la longitud. Se aplica una conexión y luego una soldadura cosmética a la superposición longitudinal del cilindro resultante. El cilindro se instala en el fondo del tanque y se hierve afuera. La tapa del tanque está hecha con un disco regular cortado de una delgada hoja de acero..

En la parte inferior del tanque, debe soldar un orificio de aproximadamente 20 mm e insertar un tubo roscado en el extremo exterior. La tubería debe dirigirse exactamente al centro del tanque y no llegar a la chimenea alrededor de 15-20 mm, lo que asegura una dispersión y mezcla efectiva del agua entrante. En la parte superior del depósito se corta de la misma forma un corto ramal para la entrada de agua caliente con una sangría de unos 10 cm desde la tapa.

Posibles métodos de refinamiento

A pesar de la simplicidad del principio de funcionamiento, dicho calentador de agua es muy cómodo de usar, pero requiere una serie de mejoras. En primer lugar, en la salida de la chimenea del tanque, debe perforar un orificio pasante e insertar un perno con un disco amortiguador en él. Al mismo tiempo, el disco no tiene un acoplamiento rígido a la horquilla, porque el amortiguador debe desmontarse periódicamente para limpiar la chimenea..

Para el mantenimiento y reparación del calentador, será necesario desconectarlo de la tubería; por lo tanto, se recomienda instalar conexiones americanas de latón en los ramales roscados del tanque. El ramal inferior está conectado directamente al sistema de suministro de agua a través de una válvula de cierre. Además, en este lugar, puede hacer una salida de drenaje con un grifo y un accesorio para conectar una manguera flexible. En la tubería de derivación superior, es necesario proporcionar una salida libre con una válvula de bola para la succión de aire al drenar el agua del tanque. Un grupo de seguridad estándar está instalado detrás de la salida: una válvula de alivio de sobrepresión para calentadores de agua. Más atrás del grupo, la válvula de cierre está empaquetada.

Si el calentador de agua está ubicado al aire libre, no será superfluo proporcionar aislamiento térmico del tanque. Es bastante fácil hacerlo con lana de basalto común. Se requiere una pieza ancha de malla de refuerzo de acero, enrollada en un anillo con la formación de un espacio entre las paredes del tanque del orden de 50 a 70 mm. El aislamiento se une a la malla con un alambre delgado, luego la carcasa resultante se envuelve alrededor del calentador de agua y se junta con abrazaderas de alambre..

Reglas de instalación y uso

El calentador de agua de leña debe instalarse sobre una base sólida y no inflamable. El sustrato no combustible debe sobresalir 15 cm a cada lado del perfil de la columna y al menos 50 cm del lado de la puerta contra incendios. La columna debe instalarse a no menos de 15 cm de paredes con un revestimiento incombustible y a no menos de 50 cm de un acabado combustible..

La ignición del titanio solo es posible en un estado completamente lleno. En este caso, se forma una bolsa de aire en la parte del tanque ubicada encima del tubo de entrada de agua caliente, que actúa como un amortiguador en caso de ebullición del líquido. El procedimiento para preparar el tanque para el trabajo es el siguiente:

1. El horno se enciende.
2. La puerta del cenicero se mantiene abierta hasta que la llama cubra todo el volumen de combustible..
3. Después de la ignición del combustible, el cenicero se cierra. La compuerta regula el suministro de aire para que la chimenea de salida solo esté perceptiblemente caliente.
4. Si aparece un ruido característico de agua hirviendo en el tanque, la tapa del ventilador se cierra completamente.
5. Después de la combustión completa del combustible, la tapa de la chimenea se cierra.