Até mesmo as habilidades básicas de trabalho com soldagem a arco são suficientes para fazer você mesmo o equipamento de aquecimento de sua casa. Propomos considerar os aspectos do desenvolvimento feito por você mesmo de um aquecedor de água a lenha: os materiais usados, a técnica de montagem e o dimensionamento da instalação para atender às suas necessidades.
De que aço o aquecedor foi feito
A autoprodução de uma coluna de aquecimento de água economizará pelo menos 50% dos recursos que poderiam ser gastos na compra de um aquecedor montado na fábrica. No entanto, o projeto de tal dispositivo é bastante complexo, além disso, uma quantidade significativa de metal laminado será necessária para a fabricação..
Um forno a lenha ou carvão atua como uma fonte de aquecimento. O menor consumo de materiais com indicadores de resistência ideais pode ser alcançado ao fabricar uma fornalha em forma de cilindro com um diâmetro de 50 cm e uma altura correspondente ao volume do tanque de aquecimento. Para a fabricação do bloco do forno, são usados aços-liga de baixo e médio carbono com uma temperatura de descamação de pelo menos 400 ° C. As temperaturas de operação na fornalha não são particularmente altas, mas o uso de aço estrutural convencional está repleto de rápida queima de carbono.
A resistência ao calor do aço aumenta com o teor de níquel e cromo nele, ao mesmo tempo, aumenta a dificuldade de soldagem. Os aços com alto teor de adições de liga pertencem à classe dos aços inoxidáveis, sua soldagem é realizada principalmente em ambiente de gás de proteção. O meio dourado a este respeito são os aços austeníticos do tipo AISI 304 (08X18H10), que são soldados com eletrodos 308L / MVR em modos de corrente suave em alta velocidade, bem como o aço grau 20 mais comum, que é bem soldado com uma ampla gama de eletrodos de baixo carbono, por exemplo, E50A UONI 13 / 55. Em ambos os casos, a espessura da folha é selecionada na faixa de 4 a 8 mm.
Para um tanque de água, a resistência ao calor não é tão importante, mas a estanqueidade é importante, então ligas com boa soldabilidade devem ser escolhidas. Aqui, o uso de aços de médio carbono sem liga é encorajado, mas a proteção anticorrosiva obrigatória das superfícies internas. A espessura das paredes do tanque é de cerca de 2–2,5 mm; será muito difícil para um metal mais espesso dar a forma desejada em casa. O uso de aço inoxidável na construção do tanque é excluído apenas pelo motivo de ser necessário soldar a tampa e o fundo do tubo da chaminé, que geralmente é feito de aço “preto” comum.
Como funciona o “Titã” a lenha
Não há nada de complicado no Titã. Este é um fogão a lenha comum, cuja tampa e chaminé têm uma camisa de água. Para facilitar a manutenção e montagem de uma estrutura caseira, recomenda-se a confecção de um produto modular.
Dispositivo aquecedor de água a lenha: 1 – fornalha; 2 – porta do cinzeiro; 3 – porta do forno; 4 – tubulação de abastecimento de água fria; 5 – tanque de água; 6 – tubo de entrada de água quente; 7 – chaminé
O bloco de combustão é um cilindro sem tampa, dividido em uma câmara de combustão e um cinzeiro por uma grade maciça. Para reduzir a perda de calor inútil e estender a vida útil do metal, a fornalha é forrada com tijolos de argila refratária por dentro. Além das portas do cinzeiro e da fornalha com uma forma especial de vestíbulo, nada há de notável na estrutura do bloco de combustão..
Os gases quentes, subindo pela chaminé, liberam calor para a água do tanque, enquanto o aquecimento ocorre principalmente na zona inferior, o que obriga o líquido a circular e se misturar. Para que a transferência de calor seja o mais eficiente possível, a chaminé está equipada com aletas do radiador. Também é importante manter a estanqueidade do tanque sem desacelerar a transferência de calor da câmara de combustão. Por este motivo, o tanque é soldado como um recipiente de uma só peça, que é “colocado” em cima do vidro da fornalha com a formação de um nártex duplo ao longo do perímetro.
Fabricação e revestimento de fornos
O maior desafio em fazer um Titã caseiro é enrolar uma folha de aço em um cilindro. Com uma espessura de metal significativa, isso não é tão fácil de fazer, as peças devem ser soldadas sem tensões, pois quando expostas a altas temperaturas, as características de resistência da solda são bastante reduzidas.
Inicialmente, você deve selecionar o diâmetro interno assumido do forno na faixa de 50–70 cm e cortar dois discos com este tamanho. De acordo com o diâmetro, é calculada a circunferência, ao longo da qual é cortada uma tira da folha, a partir da qual serão formadas as paredes do bloco de combustão. A altura do forno, como já foi mencionado, é selecionada de acordo com o volume do tanque: cerca de 5 kW de calor são consumidos para aquecimento a cada 50 litros de água, o que corresponde a cerca de 1 kg de lenha seca. Assim, para um aquecedor de 200 litros, a fornalha deve acomodar livremente 4 kg de lenha sem levar em conta o volume do cinzeiro. Quanto mais alta e estreita a coluna de aquecimento, mais eficiente é a transferência de calor, mas a estabilidade do Titã diminui.
A chapa de aço cortada é colocada horizontalmente, com dois discos montados verticalmente em sua borda curta. Um é colocado paralelo à borda longa com um leve recuo – este disco forma a parte inferior do bloco de combustão. O segundo disco é instalado paralelo ao primeiro com uma distância de 20–25 cm dele – é assim que uma partição é formada entre a fornalha e o cinzeiro. Você pode cortar imediatamente uma abertura na partição, cujo tamanho é 40-50 mm menor que a grade disponível.
Os dois discos atuam como um mandril rígido para rolar o cilindro. Primeiro, eles são soldados à tira em ambos os lados com tachas de 10–15 mm de comprimento, com controle cuidadoso da perpendicularidade da instalação. Além disso, o metal é recuperado ao longo dos discos com uma marreta, com espessura de metal de mais de 5 mm, podendo ser necessário aquecimento com maçarico de propano. Quando as duas partes a serem soldadas são pressionadas firmemente, a perpendicularidade da posição dos discos é verificada, após o que a costura de soldagem continua por mais 10-15 mm e assim por diante até que seja completamente contornada. Quando a costura é completada em todo o comprimento, é recoberta com outra: o eletrodo é conduzido sem separação com aquecimento e revestimento de uma zona ampla, a poça de fusão é deslocada ao longo de um zigue-zague. Depois de soldar os discos à parede, uma costura longitudinal é soldada do lado de fora.
Quando o corpo do forno é montado, ele é revestido por dentro com tijolos de argila refratária sem aglutinante nas costuras, a espessura do revestimento é de cerca de 50–70 mm. A fim de ajustar com precisão as pedras ao tamanho do forno, elas são primeiro colocadas verticalmente em uma superfície plana em um poço cilíndrico, cujo diâmetro interno é aproximadamente igual ao diâmetro do bloco do forno. Nesse caso, os tijolos estão localizados próximos ao lado interno e com as indentações mais uniformes entre si ao longo dos raios externos divergentes. A distância entre as pedras adjacentes nos pontos mais extremos deve ser dividida ao meio e os chanfros do tamanho resultante devem ser removidos com uma roda diamantada, obtendo-se a forma de cunha. Em seguida, os tijolos são instalados nas paredes da fornalha por dentro, se necessário, eles são ajustados entre si por meio de esmerilhadeiras. A estabilidade do forro pode ser garantida usando uma tira de aço enrolada em um anel e instalada por dentro com uma braçadeira. Depois de cobrir as paredes, a grade é inserida dentro.
Assadeira e ajuste de calado
Para completar o bloco de combustão, resta cortar duas portas – para carregar o combustível e limpar o cinzeiro. Primeiro, você precisa cortar duas partes retangulares de uma folha de aço de 3-4 mm de espessura, cujas dimensões são 20-25 mm maiores do que as dimensões esperadas das portas. Para o cinzeiro, a lada deve ser pequena (menor que o tamanho da concha) e posicionada próxima ao fundo. Para a fornalha, a largura da porta é escolhida aproximadamente igual ao raio ou um pouco menos, a altura é cerca de 25-30 cm.
Quando as aberturas das portas são marcadas na superfície externa da fornalha, quatro orifícios precisam ser perfurados nos cantos. As peças cortadas da folha são colocadas no lugar das futuras portas e endireitadas com um macete, obtendo o encaixe mais confortável. Quando a curva é formada, os orifícios são feitos nas lonas em um padrão quadriculado com um diâmetro de 8 a 10 mm, então as paredes do bloco de combustão são cortadas. As seções de corte são inseridas de dentro das sobreposições com indentações uniformes ao longo das bordas e soldadas através das perfurações.
As coberturas das portas são tão fáceis de fazer quanto descascar peras: quando estão no lugar, são soldadas à borda das placas dobradas com uma porca M10 e mais 2 porcas são adicionadas ao corpo da fornalha. Basta inserir um pino, por exemplo, de um pino torneado, e as portas ficam bem fechadas. Para travar, pode-se usar um trinco ou gancho comum, cujo cabo é feito em forma de espiral de arame, que pode ser agarrado com as mãos nuas, mesmo com uma fornalha aquecida.
Resta apenas ajustar a tiragem, sem a qual o funcionamento eficaz do aquecedor não pode ser alcançado. Um orifício é feito no centro da porta do cinzeiro para um fio de 8–10 mm. Uma dúzia de orifícios de 10-12 mm são perfurados ao redor com uma “camomila”. Além disso, a parte central da rede formada é ligeiramente recuada para dentro com alguns golpes leves, um fio é cortado no orifício central. Um parafuso comum é aparafusado nele, rosqueado em uma arruela larga, cujos campos se sobrepõem aos orifícios da porta em 15–20 mm. A arruela é soldada à haste do parafuso e uma barra curta é soldada à cabeça, que atua como um volante. Quando o ferrolho está totalmente preso, a folga mínima da curvatura da porta será suficiente para manter a combustão, mas desparafusando um pouco mais o amortecedor, você pode tornar a chama mais intensa..
Jaqueta de água de chaminé
A segunda parte do “Titan” a lenha feito em casa é um trocador de calor de formato complexo. Sua fabricação começa com o corte de um disco do mesmo metal que foi usado para fazer a fornalha. Coloque a folha no bloco de combustão e circule-a por baixo ao longo de todo o perímetro. Como resultado, o disco deve corresponder exatamente ao tamanho do anel superior do vidro da fornalha. Inicialmente, não será supérfluo verificar a geometria da circunferência do bloco de combustão e endireitá-la com uma marreta se necessário.
No final do disco, você precisa chanfrar em ambos os lados com uma largura de 4–5 mm. Em seguida, uma tira de 3–4 mm de espessura e 50 mm de largura com uma projeção de cerca de 15 mm em uma direção é soldada à borda. A costura de solda deve ser hermética, então primeiro é feita uma penetração profunda, depois o canto é limpo com um disco de aba e é aplicada uma costura cosmética com uma ampla zona de aquecimento. A penetração da tira é realizada em ambos os lados do disco.
A lateral do disco, em que a tira tem uma projeção mais ampla, é destinada à união do tanque com a fornalha. Para garantir um desconto justo, um anel de reforço liso é soldado ao disco por dentro. Neste caso, a folga entre o anel e a tira deve ser 1–1,5 mm maior do que a espessura da parede do forno.
No centro do disco, é necessário fazer um furo e inserir nele um tubo de chaminé com um diâmetro de cerca de 120 mm, colocando-o na lateral da saliência curta do anel de enquadramento. O comprimento do tubo deve ser 20-30 cm maior do que a altura planejada do tanque. No exterior, placas de 40×300 mm com espessura de 3-4 mm são soldadas ao tubo de forma caótica. Uma camada de calor mais eficaz é possível se você fizer fendas no tubo e inserir nervuras com uma saliência de cerca de 10–15 mm para dentro, mas o aperto das costuras soldadas deve ser garantido. O tubo é soldado ao disco estritamente perpendicular e firmemente, a penetração é realizada em ambos os lados.
Em seguida, a partir de uma folha de aço fina, você precisa enrolar a parede externa do tanque e inseri-la no anel de enquadramento. Tendo aberto o botão interno, a folha irá aderir firmemente à borda curta do disco, após o que você pode sobrepor com pequenas tachas ao longo de todo o comprimento. Na sobreposição longitudinal do cilindro resultante, uma conexão e, em seguida, uma solda cosmética é aplicada. O cilindro é instalado no fundo do tanque e fervido do lado de fora. A tampa do tanque é feita com um disco convencional cortado de uma fina chapa de aço.
Na parte inferior do tanque, você precisa soldar um orifício de cerca de 20 mm e inserir nele um tubo com rosca na extremidade externa. O tubo deve ser direcionado exatamente para o centro do tanque e não atingir a chaminé cerca de 15–20 mm, o que garante uma dispersão e mistura eficazes da água que entra. Na parte superior do tanque, um tubo curto de ramal para entrada de água quente é cortado da mesma forma com um recuo de cerca de 10 cm da tampa.
Métodos de refinamento possíveis
Apesar da simplicidade do princípio de operação, esse aquecedor de água é muito conveniente de usar, mas requer uma série de melhorias. Em primeiro lugar, na saída da chaminé do tanque, é necessário fazer um furo passante e inserir nele um pino com disco amortecedor. Ao mesmo tempo, o disco não possui uma fixação rígida no grampo, pois o amortecedor deve ser desmontado periodicamente para limpeza da chaminé.
Para manutenção e reparo do aquecedor, ele precisará ser desconectado da tubulação, portanto, é recomendável instalar conexões americanas de latão nos tubos ramificados roscados do tanque. O tubo do ramal inferior é conectado diretamente ao sistema de abastecimento de água por meio de uma torneira. Além disso, neste local, você pode fazer uma saída de drenagem com uma torneira e um encaixe para conectar uma mangueira flexível. Uma saída livre com uma válvula de esfera deve ser fornecida no tubo do ramal superior para sugar o ar ao drenar a água do tanque. Um grupo de segurança padrão é instalado atrás da saída – uma válvula de alívio de sobrepressão para aquecedores de água. Mais atrás do grupo, a válvula de corte é embalada.
Se o aquecedor de água estiver localizado do lado de fora, não será supérfluo fornecer isolamento térmico do tanque. É fácil fazê-lo com lã de basalto comum. É necessária uma grande peça de malha de reforço de aço, enrolada em um anel com a formação de uma fenda a partir das paredes do tanque da ordem de 50–70 mm. O isolamento é preso à malha com um fio fino, em seguida, o revestimento resultante é enrolado em torno do aquecedor de água e puxado junto com braçadeiras de fio.
Regras de instalação e uso
O aquecedor de água a lenha deve ser instalado em uma base sólida e não inflamável. O substrato não combustível deve se projetar 15 cm para cada lado do perfil da coluna e pelo menos 50 cm do lado da porta corta-fogo. A coluna não deve ser instalada a menos de 15 cm de paredes com revestimento não combustível e a não mais de 50 cm de acabamento combustível.
A ignição do titânio só é possível em um estado totalmente preenchido. Neste caso, é formada uma bolsa de ar na parte do tanque localizada acima do tubo de entrada de água quente, que atua como amortecedor em caso de ebulição do líquido. O procedimento para preparar o tanque para o trabalho é o seguinte:
- A fornalha está acesa.
- A porta do cinzeiro é mantida aberta até que a chama cubra todo o volume de combustível.
- Depois que o combustível se inflama, o cinzeiro fecha. O amortecedor regula o suprimento de ar de modo que a chaminé de saída fique apenas perceptivelmente quente.
- Se um ruído característico de água fervente aparecer no tanque, a tampa do soprador está completamente fechada.
- Após a combustão completa do combustível, a aba da chaminé é fechada.
Titânio a lenha ou aquecedor de água a lenha com suas próprias mãos
Parta para a aventura de se construir um titânio a lenha, ou aquecedor de água a lenha, com as suas próprias mãos! Um produto prático, econômico e sustentável, o titânio a lenha proporciona o conforto de disponibilizar água quente e economizar na conta de energia. Seu processo de montagem é extremamente simples, exigindo somente alguns materiais de baixo custo, os quais podem ser facilmente encontrados no mercado. Pode-se garantir a qualidade do titânio, pois não há movimentação mecânica para o seu funcionamento. Fácil, barato e eficiente, construa hoje mesmo o seu titânio a lenha!
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Qual seria a melhor opção para aquecimento de água: o sistema de titânio a lenha ou construir um aquecedor de água a lenha por conta própria? Quero entender qual é mais eficiente e econômico em termos de consumo de lenha e energia. Alguém tem experiência ou conhecimentos sobre essas opções? Agradeço desde já pela ajuda!
A melhor opção para aquecimento de água depende de vários fatores, como o tamanho do ambiente a ser aquecido, a disponibilidade de lenha, a eficiência energética desejada e o orçamento disponível. O sistema de titânio a lenha pode ser mais eficiente e econômico a longo prazo, pois é projetado com materiais de alta qualidade que garantem uma maior durabilidade e eficiência. Por outro lado, construir um aquecedor de água a lenha por conta própria pode ser mais econômico inicialmente, mas pode não ser tão eficiente ou durável quanto um sistema profissional. Recomendo pesquisar mais sobre cada opção e talvez consultar um especialista para ajudar na decisão. Boa sorte!