Дровяной титан или водонагреватель на дровах своими руками — ВикиСтрой

Из какой стали варить нагреватель

Самостоятельное производство водонагревательной колонны позволит сэкономить не менее 50% средств, которые могли бы быть затрачены на покупку нагревателя фабричной сборки. Однако конструкция такого устройства достаточно сложна, кроме того, для изготовления понадобится существенный объём металлопроката.

В качестве источника нагрева выступает дровяная или угольная топка. Наименьшего расхода материалов при оптимальных показателях прочности можно достичь при изготовлении топки в форме цилиндра диаметром от 50 см и высотой, соответствующей объёму нагревательного бака. Для изготовления топочного блока используют низко- и среднеуглеродистые легированные стали с температурой окалинообразования не ниже 400 °С. Эксплуатационные температуры в топке не особо высоки, однако использование обычной конструкционной стали чревато быстрым выгоранием углерода.

Жаростойкость стали возрастает с содержанием в ней никеля и хрома, вместе с тем возрастает сложность сваривания. Стали с высоким содержанием легирующих добавок относятся к классу нержавеющих, их сварка осуществляется преимущественно в среде защитного газа. Золотая середина в этом плане — аустенитные стали типа AISI 304 (08Х18Н10), которые свариваются электродами 308L/MVR в мягких режимах тока с высокой скоростью, а также более распространённая сталь марки 20, которая хорошо сваривается широким спектром низкоуглеродистых электродов, например, Э50А УОНИ 13/55. В обоих случаях толщина листа выбирается в диапазоне от 4 до 8 мм.

Для водяного бака термостойкость не так важна, зато важна герметичность, поэтому выбирать следует сплавы с хорошей свариваемостью. Здесь приветствуется использование среднеуглеродистых сталей без легирования, но обязательная антикоррозионная защита внутренних поверхностей. Толщина стенок бака составляется порядка 2–2,5 мм, более толстому металлу в домашних условиях будет слишком трудно придать нужную форму.

Изготовление и футеровка топки

на нагрев каждых 50 литров воды расходуется порядка 5 кВт теплоты, что соответствует примерно 1 кг сухих дров. Таким образом, для нагревателя на 200 литров топка должна свободно вмещать 4 кг дров без учёта объёма зольника. Чем выше и уже нагревательная колонна, тем эффективнее происходит передача тепла, но снижается устойчивость «Титана».

Вырезанный стальной лист укладывается горизонтально, на его короткий край вертикально устанавливаются два диска. Один ставится параллельно длинному краю с небольшим отступом — этот диск формирует дно топочного блока. Второй диск устанавливается параллельно первому с отступом от него в 20–25 см — так формируется перегородка между топкой и зольником. В перегородке можно сразу вырезать проём, размер которого на 40–50 мм меньше имеющегося в наличии колосника.

Два диска выступают в роли жёсткой оправки для сворачивания цилиндра. Сначала они привариваются к полосе с двух сторон прихватками длиной по 10–15 мм с тщательным контролем перпендикулярности установки. Далее металл оправляется по дискам кувалдой, при толщине металла более 5 мм может потребоваться подогрев пропановой горелкой.

Когда две свариваемые части плотно прижаты, проверяется перпендикулярность расположения дисков, после чего сварочный шов продолжается ещё на 10–15 мм и так до полного обхода по окружности. Когда шов будет завершён на всю длину, его накрывают ещё одним: электрод ведётся без отрыва с прогревом и наплавкой широкой зоны, смещение сварочной ванны происходит по зигзагу. После сваривания дисков со стенкой, с внешней стороны заваривается продольный шов.

Когда корпус топки собран, его изнутри обкладывают шамотным кирпичом без связующего в швах, толщина футеровки составляет порядка 50–70 мм. Чтобы точно подогнать камни по размеру топки, их сначала выставляют вертикально на ровной поверхности в цилиндрический колодец, внутренний диаметр которого примерно равен диаметру топочного блока.

Кирпичи при этом располагаются вплотную по внутренней стороне и с максимально равномерным отступом друг от друга по наружной, расходясь лучами. Расстояние между соседними камнями в самых крайних точках нужно разделить пополам и снять алмазным кругом скосы полученного размера, добиваясь клиновидной формы.

Подробнее о дровяных водогреях

На первый взгляд такие устройства выглядят как пережитки прошлого, шутка ли – во время повальной электро- и газификации, предлагается использовать дрова для топки. Но популярность дровяной титан не теряет, так что стоит разобраться, в чем кроется причина этого

Можно выделить несколько причин популярности дровяных водогреев:

  • универсальность – в качестве топлива можно использовать буквально любые горючие вещества за исключением угля. В ход могут идти не только дрова, но и опилки, стружка, горючие отходы с дачного участка и даже бумага;
  • экономичность – для подогрева воды в баке достаточно буквально 5-7 поленьев средней величины. По времени нагрева водогрей хоть и уступает электрическим аналогам, но все равно процесс идет быстро;
  • простота установки;
  • невысокая стоимость. Цена современной водогрейной колонки составляет около 15000 рублей. За эти деньги покупатель получает стальной бак на 86 литров, чугунную топку с зольником, а также смеситель и душевую лейку, то есть полный комплект, докупить придется разве что дымоход. До 80ᵒС полный объем бака гарантированно нагревается в течение 45 минут;
Ориентировочные размеры водонагревателя

Ориентировочные размеры водонагревателя

  • некоторые предприимчивые дачники используют старые водогреи как комнатные отопители. Вместо воды в бак засыпается песок и обогреватель готов к работе, небольшой домик на даче он вполне сможет обогреть.

Есть, конечно, и небольшие недостатки. Например, при жесткой эксплуатации бак может дать течь по шву, причина этого кроется в том, что он не предназначен для восприятия существенного давления. Также отметить можно небольшую толщину металла бака – порядка 3 мм.

Любой дровяной водогрей действует по одному и тому же принципу – в топке сжигается топливо, а получаемая энергия идет на подогрев воды в баке. Топка и бак могут быть разделены (это ведет к некоторому замедлению процесса нагревания воды) или размещаться в одном корпусе цилиндрической формы.

Предлагаем ознакомиться  Почему течет стиральная машинка: снизу, сверху, при отжиме, из дверцы?

Для того, чтобы выработанное при сгорании топлива тепло использовалось максимально эффективно, труба для отвода газов проходит через весь титан. За счет этого вода нагревается быстрее.

Принцип действия титана

Что касается дымохода, то его диаметр превышает 100 мм (часто производители делают выходное отверстие 115 мм). За счет этого можно использовать обычные сэндвич-дымоходы. Для того, чтобы не возиться с прокладкой его через перекрытие и крышу, можно просто вывести трубу через стену и поднять для обеспечения хорошей тяги.

В этом случае дымоход выведен через стену

В этом случае дымоход выведен через стену

Дровяные водогрейные колонки душ титаны обладают еще одной интересной особенностью – смеситель, который поставляется в комплекте, имеет только 1 вход – для холодной воды. А вот горячая вода подается уже из бака водонагревателя.

Ключевая особенность дровяного дачного водонагревателя заключается в том, что он не предназначен для восприятия существенного давления. Производитель исходит из того, что вода будет заливаться в бак вручную, максимум – необходимое давление будет создавать емкость, поднятая на крышу, или дачный водопровод, но давление в нем невелико.

Можно воспользоваться обычным вариантом подключения устройства

Можно воспользоваться обычным вариантом подключения устройства

Отдельно стоит остановиться на модернизации конструкции, небольшое усовершенствование своими руками и обычный титан может использоваться, например, для водяного отопления дачного домика. Причем это не приведет к значительным затратам.

Смысл модернизации заключается в том, что из обычной схемы убирается смеситель, а циркуляция воды организовывается как и в обычных электроустройствах:

  • холодная вода в бак будет поступать с нижней части, в точке, где ранее был установлен смеситель;
  • для того, чтобы воду можно было без проблем слить около верхнего штуцера понадобится врезать воздухозаборный клапан. Если попытаться спустить воду без него, то воздух просто не будет замещать спускаемую воду и всю ее слить не удастся;
  • предохранительный клапан (для стравливания избыточного давления) устанавливается опционально. Дело в том, что если в качестве источника воды используется бак, поднятый на чердак, то он будет играть роль расширительного бачка в отопительной системе и давление в баке водогрея не превысит норму;
  • также можно посоветовать дополнительно теплоизолировать бак титана, но это уже по желанию владельца.

Этот этап также выполняется без помощи специалистов. Прежде всего следует позаботиться о пожарной безопасности, все-таки титан неплохо греется, да и уголек из топки всегда может выпасть.

Нужно соблюдать несколько правил:

  • дровяной водогрей устанавливается только на основание из негорючего материала. Можно участок пола обшить асбестовыми плитами или соорудить небольшой фундамент из кирпича или бетона;
Можно выложить небольшой фундамент из кирпича

Можно выложить небольшой фундамент из кирпича

  • стенки следует теплоизолировать, для этого подойдут любые негорючие материалы, в том числе и асбестовые плиты.

Инструкция по подключению может выглядеть так:

  • на крыше душа размещаются 2 бака – 1 с холодной водой, 2-й – с горячей (его можно обшить пенопластом);
  • насос подает холодную воду в оба бака из скважины, можно осуществить подачу и из дачного водопровода;
  • затем из утепленного бака вода поступает в титан, нагревается в нем, и возвращается в бак;
  • от обоих баков подающие трубы подведены к обычному смесителю в душе, также можно выполнить разводку труб для остальных потребителей.
Предложенная схема подключения

Предложенная схема подключения

В принципе работы «Титана» нет ничего хитрого. Это обычная дровяная буржуйка, крышка и дымоход которой имеют водяную рубашку. Чтобы облегчить обслуживание и сборку самодельной конструкции, рекомендуется выполнить изделие модульного типа.

Устройство дровяного водонагревателя: 1 — топка; 2 — дверца зольника; 3 — топочная дверца; 4 — патрубок подачи холодной воды; 5 — водяной бак; 6 — патрубок забора горячей воды;  7 — дымоход

Топочный блок — это цилиндр без крышки, разделённый на камеру сгорания и зольник массивным колосником. Чтобы снизить бесполезные потери тепла и продлить срок службы металла, топка изнутри футеруется шамотным кирпичом. Помимо дверец зольника и топки со специальной формой притвора, ничего примечательного в устройстве топочного блока нет.

Горячие газы, поднимаясь по дымоходу, отдают тепло воде внутри бака, при этом нагрев происходит преимущественно в нижней зоне, что вынуждает жидкость циркулировать и перемешиваться. Чтобы теплопередача была максимально эффективной, дымоходную трубу оснащают радиаторными рёбрами. Также важно сохранить герметичность бака, не замедлив при этом передачу тепла от топочной камеры. По этой причине бак сваривается как цельная ёмкость, которая «надевается» сверху на стакан топки с образованием двойного притвора по периметру.

Водогрейные котлы

Водогрейный двухконтурный дровяной котел

Кроме просто водонагревательных приборов, во многих случаях для дома требуется и котел для отопления, который можно установить в комплексе с титаном или приобрести котел со встроенным бойлером.

На данной схеме хорошо видно, как один котел может выполнить две функции и обеспечить дом теплом и подогретой водой.

Схема устройства и работы котла

Конструкция котла

В данном случае на схеме хорошо видно бойлер, встроенный в корпус котла. Этот отопительный прибор имеет лабиринтную систему для прохода согретого воздуха — это топка, куда закладывается топливо и три горизонтальные пластины, между которыми и проходит горячие газы. Дольше задерживаясь в котле, они значительнее отдают тепло и прежде, чем выйти в дымоход, успевают согреть воду для отопления и бойлер — для применения подогретой воды в бытовых целях.

Котел, работает на дровах, но есть модели, работающие на газе, пеллетах или на солярке. Последний вариант требует небольшой модернизации: в нижнюю дверцу устанавливают горелку. Прибор, функционирующий на дровах, может быть переделан под другое топливо даже после его установки, но для этого следует пригласить специалиста. На схеме хорошо видны изменения в конструкции после переделки котла.

Предлагаем ознакомиться  Как сдать старую стиральную машину

КПД котла, устроенного таким образом, достигает до 87—92%. Кроме самой конструкции, способствуют высокой теплоотдаче и достаточно толстые стенки топочной камеры — их толщина составляет полсантиметра. Такие модели оснащены термостатами включения насоса, охлаждающим контуром и термометром.

Очистка котла и обслуживание во время его эксплуатации предельно просты, в комплект с прибором обычно входит и аксессуар для его чистки.

Установка котла ничем не отличается от установки титана — это нужно делать, предусматривая соблюдение техники безопасности. Размер дымоотводной трубы будет зависеть от модели котла – ее диаметр можно определить по выходящему из котла патрубку. Дымоход выводится через кровлю и обязательно вокруг оголовка устраивается гидроизоляция. Подниматься над крышей оголовок должен по тому же принципу, о котором говорилось выше.

Нехитрая конструкция самого простого котла на двести литров может быть изготовлена самостоятельно. Для дачного домика он станет просто незаменимым для комфортного пребывания за городом, и все это можно сделать при минимальных затратах. Для изготовления водогрейного прибора понадобится:

  1. Металлическая бочка на 200 литров.
  2. Труба со стенками толщиной в три — четыре мм и диаметром, соразмерным диаметру бочки.
  3. Дымоходная труба, диаметром 1520 см, а ее длина будет зависеть от высоты дома.
  4. Отрезок трубы, называемый «колено» для устройства сбросного клапана.
  5. Топочная и поддувальная дверцы, колосник.
  6. Стальной лист в пять мм толщиной и размером в 3 кв.м. Он необходим для изготовления дна и перекрытия топочной и поддувальной камеры.
  7. Не обойтись и без качественных инструментов для резки и сварки металла.

Такой котел несложно изготовить самостоятельно

  1. Из стальных листов нужно вырезать два круга по диаметру трубы для дна и перегородки между поддувалом и топкой.
  2. В большой трубе, из которой будет изготовлена нижняя часть котла, вырезаются отверстия для топки и поддувала. Вырезанные и обваренные куски металла могут послужить дверцами, которые надеваются на приваренные петли.
  3. Металлический круг приваривается к отрезку трубы это будет дно поддувала.
  4. Во втором металлическом круге для дна топки вырезается прямоугольник или квадрат для вкладки колосника. Этот круг послужит разделением между топкой и поддувалом.
  5. Ровно посередине дна бочки и верхней ее плоскости вырезаются отверстия для дымоходной трубы, которая должна быть выше бочки на 1520 сантиметров.
  6. Затем вставляется труба и также приваривается в нижней и верхней части сплошным швом.
  7. В каждой бочке, в ее верхней плоскости есть небольшое круглое отверстие, в которое нужно вварить отрезок трубы в виде колена. Далее его второй конец соединяется с дымоходной трубой эта деталь будет исполнять роль сбросного клапана, который предотвратит перегревание котла, снимая давление.
  8. Затем с одной стороны бочки в нижней ее части врезается металлическая труба через нее будет производиться забор согретой воды. В верхней части бочки врезается труба, соединенная с водопроводом, и через нее вода будет поступать в емкость.
  9. Далее нижнюю часть котла, которая, по сути, является печкой, нужно установить на подготовленный фундамент-подиум, сложенный из двух рядов кирпича.
  10. Финальным этапом бочку устанавливают на трубу, стоящую на фундаменте и приваривают к ней сплошным сварочным швом.
  11. Последним устраивается дымоход. На патрубок плотно надевают трубу дымохода, закрепляют ее, и так, собирая ее по частям, выводят через кровлю.

Для дачного домика этот котел послужит источником тепла, и у хозяев всегда будет возможность получить горячую воду. А кроме этого, на верхней его плоскости, можно подогреть пищу.

Зольник и регулировка тяги

Для завершения топочного блока остаётся вырезать две дверцы — для загрузки топлива и очистки зольника. Сперва из стального листа толщиной 3–4 мм нужно вырезать две прямоугольных детали, размеры которых на 20–25 мм больше предполагаемых размеров дверец. Для зольника ляда должна быть небольшой (под размер выгребного совка) и располагаться вплотную ко дну. Для топки ширину дверцы выбирают примерно равной радиусу или немного меньше, высота — порядка 25–30 см.

Когда проёмы дверец размечены на внешней поверхности топки, в углах нужно просверлить четыре отверстия. Вырезанные из листа детали накладывают на место будущих дверец и оправляют киянкой, добиваясь максимально плотного прилегания. Когда изгиб сформирован, в накладках сверлят отверстия в шахматном порядке диаметром в 8–10 мм, затем стенки топочного блока вырезают. Вырезанные участки приставляют изнутри накладок с равномерными отступами по краям и сваривают вместе через перфорацию.

Навесы дверец сделать проще простого: когда они установлены на свои места, к краю согнутых пластин приваривают по гайке М10, к корпусу топки — еще по 2 гайки. Достаточно вставить штифт, например, из обточенной шпильки, и дверцы надёжно закреплены. Для запирания может использоваться обычная щеколда или крюк, ручка которого изготовлена в виде проволочной спирали, за которую можно браться голыми руками даже при разогретой топке.

Осталось только сделать регулировку тяги, без которой эффективной работы нагревателя не добиться. По центру дверцы зольника сверлится отверстие под резьбу на 8–10 мм. Вокруг него «ромашкой» сверлится дюжина сквозных отверстий на 10–12 мм. Далее центральная часть образованной решётки немного утапливается вовнутрь парой несильных ударов, нарезается резьба в центральном отверстии.

В неё вкручивается обычный болт, продетый в широкую шайбу, поля которой перекрывают отверстия в дверце на 15–20 мм. Шайба приваривается к стержню болта, а на шляпке сваркой фиксируется короткий пруток, выступающий в роли маховика. Когда болт полностью зажат, минимального зазора от кривизны дверцы будет достаточно для поддержания горения, но выкрутив заслонку чуть сильнее, можно сделать пламя более интенсивным.

Предлагаем ознакомиться  Как покрасить ванну эмалью в домашних условиях

Различия в конструкции водогреев

За такими устройствами в народе закрепилось название «Титан», хотя производителей дровяных колонок существует несколько.

В принципе титаны имеют схожую конструкцию, но ряд различий все-таки есть, на основании этого и приведем классификацию:

  • в разных моделях топка может быть либо отдельной, либо совмещенной с баком для воды;
Видно, что топка и бак разделены

Видно, что топка и бак разделены

  • по типу материала бака можно упомянуть изделия из чугуна, обычной стали, нержавейки, положительные отзывы заслужили и эмалированные водогреи. Топка изготавливается из стали либо из чугуна;
На фото – топка и зольник

На фото – топка и зольник

  • в более современных моделях может быть предусмотрено посадочное место под установку ТЭНа. Если на даче есть электричество, то титан сможет работать как от сжигания твердого топлива, так и от сети. При оборудовании конструкции ТЭНом производитель чаще всего оснащает ее и терморегулятором, он позволит в автоматическом режиме поддерживать температуру воды в баке;
Мощность ТЭНа обычно не превышает 2-3 кВт

Мощность ТЭНа обычно не превышает 2-3 кВт

  • также большинство производителей учитывают особенности эксплуатации изделий и дают возможность залить воду сверху. Так что если водопровод на даче отсутствует, то бак можно заполнить простой водой;
  • встречаются и газифицированные титаны, но этот вариант с точки зрения автономности – не лучший вариант.

Распознать, какое именно устройство перед вами можно по маркировке:

  • обозначение КВЛ НЧ обозначает модель бойлера с возможностью использования ТЭНов. Скорее всего, в такой модели есть и терморегулятор для поддержания постоянной температуры;
  • КВС – в такой модели титана топка и бак для воды объединены;
Топка и бак расположены в одном корпусе

Топка и бак расположены в одном корпусе

  • буквы КВЛ говорят о раздельной топке и баке для воды.

Водяная рубашка дымохода

Вторая часть самодельного дровяного «Титана» представляется собой теплообменник сложной формы. Его изготовление начинается с вырезки диска из того же металла, который использовался для изготовления топки. Следует уложить лист на топочный блок и обвести его снизу по всему периметру. Диск в итоге должен точно соответствовать размеру верхнего кольца стакана топки. Изначально не будет лишним проверить геометрию окружности топочного блока и выправить её кувалдой при необходимости.

По торцу диска нужно с обеих сторон снять фаску шириной в 4–5 мм. Далее к краю приваривается полоса толщиной 3–4 мм шириной в 50 мм с выступом в одну сторону около 15 мм. Сварной шов должен быть герметичным, поэтому сначала делается глубокий провар, далее угол подчищается лепестковым диском и накладывается косметический шов с прогревом широкой зоны. Провар полосы выполняется с обеих сторон диска.

Та сторона диска, на которой полоса имеет более широкий выступ, предназначена для стыковки бака с топкой. Чтобы обеспечить плотный притвор, изнутри к диску приваривается кольцо из гладкой арматуры. При этом зазор между кольцом и полосой должен быть на 1–1,5 мм больше толщины стенки топки.

В центре диска нужно вырезать отверстие и вставить в него трубу дымохода диаметром около 120 мм, расположив её в строну короткого выступа обрамляющего кольца. Длина трубы должна быть на 20–30 см больше планируемой высоты бака. Снаружи на трубу навариваются пластины 40х300 мм толщиной по 3–4 мм в хаотичном порядке.

Далее из тонкого стального листа нужно свернуть внешнюю стенку бака и вставить её в обрамляющее кольцо. Разжавшись внутри, лист плотно примкнёт к короткому бортику диска, после чего можно соединить нахлёст короткими прихватками по всей длине. На продольный нахлёст полученного цилиндра накладывается соединительный, а затем косметический сварной шов. Цилиндр устанавливается на дно бака и проваривается снаружи. Крышка бака выполнена обычным диском, вырезанным из тонкого стального листа.

В нижней части бака нужно прожечь сваркой отверстие порядка 20 мм и вставить в него трубку с резьбой на наружном конце. Трубка должна быть направлена точно к центру бака и не доставать до дымохода порядка 15–20 мм, чем обеспечивается эффективное рассеивание и перемешивание поступающей воды. В верхней части бака таким же образом врезается короткий патрубок для забора горячей воды с отступом около 10 см от крышки.

Возможные методы доработки

Несмотря на простоту принципа действия, такой водонагреватель очень удобен в использовании, но требует ряда доработок. Прежде всего, на выходе дымохода из бака нужно просверлить сквозное отверстие и вставить в него шпильку с диском-заслонкой. При этом диск не имеет жёсткого крепления к шпильке, ведь заслонку нужно периодически разбирать для чистки дымохода.

Для обслуживания и ремонта нагревателя его потребуется отключить от обвязки, поэтому рекомендуется установить на резьбовые патрубки бака соединения типа «американка» из латуни. Нижний патрубок подключается напрямую к системе водопровода через запорный кран. Также в этом месте можно сделать сливной отвод с краном и штуцером для подключения гибкого шланга.

Если водонагреватель располагается на улице, не будет лишним обеспечить теплоизоляцию бака. Её достаточно легко выполнить обычной базальтовой ватой. Потребуется широкий отрез стальной армирующей сетки, свёрнутой в кольцо с образованием зазора от стенок бака порядка 50–70 мм. К сетке тонкой проволокой крепится утеплитель, затем полученный кожух оборачивается вокруг водонагревателя и стягивается проволочными хомутами.

Правила установки и использования

Дровяной титан или водонагреватель на дровах своими руками — ВикиСтрой

Дровяной водонагреватель должен устанавливаться на прочном негорючем основании. Несгораемая подложка должна выступать по 15 см в каждую сторону от профиля колонны и не менее 50 см со стороны топочной дверцы. Устанавливать колонну следует не ближе 15 см к стенам с негорючим покрытием и не ближе 50 см к горючей отделке.

Розжиг титана возможен только в полностью наполненном состоянии. При этом в части бака, расположенной выше патрубка забора горячей воды, образуется воздушный карман, выступающий демпфером на случай закипания жидкости. Порядок подготовки бака к работе таков:

  • Проводится розжиг топки.
  • Дверца зольника поддерживается открытой, пока пламя не охватит весь объём топлива.
  • После воспламенения топлива зольник закрывается. Заслонкой регулируется такая подача воздуха, чтобы дымоход на выходе был лишь ощутимо тёплым.
  • Если в баке появился характерный шум закипающей воды, заслонка поддува перекрывается полностью.
  • После полного сгорания топлива перекрывается заслонка дымохода.

рмнт.ру

Загрузка ...
Adblock detector