Eigenaars van privéwoningen die besluiten om een verwarmingsketel op vaste brandstof te installeren, houden zich voornamelijk bezig met 3 parameters: het thermische vermogen van de unit, de prijs en de brandduur vanaf 1 lading. Deze parameters hangen met elkaar samen, hoe groter het vermogen en de duur, hoe hoger de kosten van de warmtegenerator. De enige manier om de kosten te verlagen, is door met uw eigen handen een lang brandende ketel te maken of het werk aan de vakmensen toe te vertrouwen. Introductie van 2 ontwerpen van TT-ketels, gedetailleerde tekeningen en productieprocedures voor kachels.
Hoe neemt de duur van het verbranden van vaste brandstof toe
De droom van veel huiseigenaren is om een verwarmingsketel op vaste brandstof te plaatsen, die niet elke 4-6 uur met brandhout hoeft rond te rennen. Hiermee gebruiken fabrikanten en verkopers van verwarmingsapparatuur het voorvoegsel "verbrandingsduur" op alle warmtegeneratoren achter elkaar, inclusief pelletgeneratoren, die tot 7 dagen onafhankelijk werken.
Het is gebruikelijk om de duur van het verbrandingsproces te rechtvaardigen met een smeulregime met beperkte luchttoevoer. Maar op deze manier hout en kolen verbranden is inefficiënt, en dit is waarom:
- Hout- en kolenketels bereiken hun rendement van 70-75% bij maximale verbranding. Bij smeulen neemt het rendement van het aggregaat af tot 40-50% (zoals bij een gewone potkachel).
- Smeulend brandhout produceert weinig thermische energie. Wie heeft er een “lang spelende” warmtegenerator nodig die het huis niet volledig verwarmt?
- Vers gezaagd hout van bepaalde soorten (bijvoorbeeld populier, wilg) en caloriearme brandstof kunnen niet normaal worden verbrand in de smeulmodus.
In feite zijn ketels met vaste brandstoffen die lang branden, die met een vergrote brandstofkamer, alleen de grootte ervan beïnvloedt de duur van het proces, ceteris paribus. Het principe is simpel: hoe meer brandhout er in de oven zit, hoe langer ze branden en warmte afgeven.
Huishoudelijke boilers die 8-12 uur op hout en tot 24 uur op kolen kunnen werken, zijn van de volgende typen:
- klassiek, met geforceerde luchttoevoer;
- volgens het principe van de bovenste verbranding (zoals de Baltische "Stropuva").
Het is vrij realistisch om deze ontwerpen van TT-ketels thuis te maken met de nodige gereedschappen en oefenen met lassen. Zelfs op internet kun je tekeningen vinden van mijnketels voor vaste brandstof en zaagsel, maar dergelijke kachels zijn behoorlijk omvangrijk en moeilijk te vervaardigen en verdienen daarom een apart onderwerp.
Klassieke continu brandende ketel
Betrouwbaarheid en efficiëntie van ketels is al door de tijd getest bij verschillende installaties. De technische kenmerken van het gepresenteerde model van de unit zijn als volgt:
- vermogen - 22-24 kW;
- de brandtijd (gemiddeld) op hout is 10-12 uur, minimaal 8 uur;
- hetzelfde, op kolen - tot 1 dag;
- Efficiëntie - 75-77%;
- maximale werkdruk in het verwarmingssysteem - 3 Bar, nominaal - 1,5 Bar;
- de hoeveelheid water in de keteltank - 50 l;
- productgewicht - 150 kg;
- afmetingen laadopening (breedte x hoogte) 360 x 250 mm;
- het totale volume van de oven is 112 l, handig (voor het laden van brandstof) - 83 l;
- de diepte van de oven is 46 cm, de optimale houtlengte is 40 cm.
Als referentie. De meester maakt ketels met lange verbranding van verschillende vermogens, de lijn bevat units voor 16, 24, 36 en 130 kW. De prijs van het eindproduct voor 24 kW bij bestelling bij de meester is ongeveer 450 u. e.Alle vragen en verduidelijkingen met betrekking tot het ontwerp van een ketel op vaste brandstof en de fabricage ervan kunnen persoonlijk worden besproken met Vitaly, wiens contacten staan vermeld op de pagina "Onze experts".
Het apparaat en de totale afmetingen van een lang brandende houtgestookte ketel voor doe-het-zelfproductie worden weergegeven in de tekening:
De warmtegenerator werkt zowel op hout als op kolenbrandstof. De nuttige capaciteit van de vuurhaard wordt berekend tot aan de onderkant van de laadopening, omdat het ongewenst is om de kamer helemaal naar boven te vullen. De ketel werkt in de volgende volgorde:
- Na het leggen en ontsteken van vaste brandstof sluiten de deuren hermetisch.
- Bij de elektronische regeleenheid wordt de gewenste koelmiddeltemperatuur ingesteld, deze wordt aanbevolen niet lager dan 50 ° C te zijn. Vervolgens wordt het apparaat ingeschakeld door op de juiste knop te drukken, de ventilator start.
- Bij verwarming tot de ingestelde temperatuur wordt de ventilator uitgeschakeld en stopt de lucht in de vuurkist. TT-ketel staat in stand-by, brandhout smeult zeer zwak en produceert praktisch geen warmte.
- Nadat de temperatuur in de keteltank is gedaald, geeft de controller het commando om de ventilator te starten en het verbrandingsproces in de oven wordt hervat.
De controller past de ventilatorprestaties naar eigen inzicht aan om de verbrandingsefficiëntie te maximaliseren. Deze zelfgemaakte ketel verbrandt niet door bederf, hij staat in de ruststand of verbrandt hout en kolen op intensieve wijze.
De interne structuur van de unit wordt weergegeven in de tekeningen van de ketel in het kader van:
Het verwarmingssysteem implementeert de klassieke methode om vaste brandstoffen te verbranden met directe warmteoverdracht naar de wanden van de watermantel en naar het dak, de onderkant van de keteltank. In deze tank wordt een warmtewisselaar met vuurbuis ondergedompeld, die de warmte van rookgassen opneemt. Verwarmde lucht in het kanaal wordt van onderaf via het rooster naar de oven gevoerd. De brandduur wordt bepaald door:
- Vuurkist met groot volume.
- Volledige blokkering van luchttoegang tot de oven in standby-modus. Nadat de ventilator is uitgeschakeld, sluit de zwaartekrachtdemper, waardoor het kanaal wordt gesloten en zo wordt voorkomen dat de schoorsteentrek de kolen opblaast.
Het apparaat van het achterste deel en de vuurbuiswarmtewisselaar wordt getoond in de volgende tekening:
Gereedschappen en materialen voor productie
Staalsoorten met een laag koolstofgehalte St 3, 10, 20 worden meestal gebruikt voor vormstukken voor het samenstellen van een lang brandende ketel op vaste brandstof De beste optie is St 20, de daaruit vervaardigde warmtegeneratoren gaan tot 15 jaar mee. Staal dat meer koolstof bevat (St 35, 45) heeft de neiging op hoge temperatuur op te warmen en is daarom ongeschikt voor het lassen van een warmtegenerator.
Als u voldoende laservaring heeft en metaal kunt kopen tegen een hogere prijs, dan kan de verbrandingskamer gemaakt zijn van hittebestendig staal gelegeerd met chroom en molybdeen (bijvoorbeeld 12XM, 12X1MF). Hoe u de staalkwaliteit onafhankelijk kunt bepalen met voldoende benadering, wordt beschreven in dit artikel.
De lijst met lege plekken waaruit u een ketel met vaste brandstof met uw eigen handen zult samenstellen, wordt gegeven in de vorm van een tabel:
Tip. Knuppels kunnen het beste worden gesneden met een guillotineschaar ergens in de werkplaats. U bespaart dus veel tijd op handmatig snijden en ontbramen.
Bovendien zijn dergelijke materialen vereist:
- hoek met gelijke hoek 50 x 4 mm voor de vervaardiging van roosters;
- buis DN50 - naar de warmtewisselaar en buizen voor het aansluiten van het verwarmingssysteem;
- buis DN150 - naar de schoorsteenpijp;
- profielbuis 60 x 40 mm voor het luchtkanaal;
- stalen strip 20 x 3 mm;
- basaltisolatie met een dichtheid van 100 kg / m³ en een dikte van 2 cm;
- glad plaatstaal 0,3-0,5 mm met polymeerkleuring;
- kant-en-klare handgrepen aan de deur;
- koord, asbestkarton.
Van de gereedschappen is het vermeldenswaard de lasmachine, de slijpmachine en de boor; voor het lassen worden de elektroden ANO-21 of MR-3C gebruikt. De rest is een standaard set meetinstrumenten en gereedschappen die in elk huis beschikbaar is.
De automatiseringskit die wordt gebruikt in de TT-ketel, bestaande uit een regeleenheid, een ventilator en een temperatuursensor, is gemaakt in Polen (meng je niet met Chinees, het ziet er hetzelfde uit). De markering van de besturingseenheid is KG Elektronik SP-05, de ventilator is DP-02.
Montage van de verwarmingsunit
Eerste stap De fabricage van een lang brandende ketel bestaat uit het monteren van een vuurhaardkist van metaal met een dikte van 4 mm door lassen op kopspijkers. Het begint allemaal met de onderkant van de unit, waar de zijwanden, de dakbedekking en de deuropeningen aan vast zitten, zoals te zien is op de foto:
De onderste plaat wordt in elke richting geproduceerd volgens de tekening en dient tegelijkertijd als het onderste frame van de aspanklep. In de laskamer zijn planken uit hoeken bevestigd, waar het rooster wordt ondersteund. De gemonteerde vuurhaard wordt zorgvuldig gekookt op alle verbindingen en gecontroleerd op lekken.
Tweede fase - installatie van een watermantel van metaal 3 mm. De dikte aan de zijwanden is 2 cm, daarom moeten stukjes stalen strip op de vuurhaardbehuizing worden gelast, waarbij ze 20 mm worden losgelaten. Er worden staalplaten van bekleding aan vastgeklampt.
Aandacht! Het watershirt begint bij het roosterniveau en wast de askamer niet.
De zogenaamde clips zijn in het midden verspringend. Dit is een stalen cirkel, door gaten in de wand van de keteltank gestoken en aan de oven gelast. Het tweede uiteinde van de clip wordt rond het gat gebrand, zoals op de foto:
Een paar woorden over het maken van extra clips rond de randen van de watermantel van een zelfgemaakte vaste brandstofketel. Het is noodzakelijk om een strook van 20 mm te nemen en deze vanaf het uiteinde tussen de muren tot een diepte van 50-100 mm in te brengen en vervolgens aan beide zijden te lassen.
Derde fase - installatie van vlambuizen in het bovenste deel van de keteltank. Om dit te doen, worden in de achter- en voorwand volgens de tekening gaten gesneden waar buizen worden geplaatst. Hun uiteinden zijn hermetisch gekookt, zoals alle gewrichten van een watermantel.
Vierde fase - fabricage van deuren en roosters. Een strip in 2 rijen wordt van binnenuit aan de deuren gelast en daartussen wordt een asbestkoord gestoken, dit wordt de afdichting van de narthex. Rasterijzers zijn gemaakt van hoeken nr. 5, gelast met een buitenste hoek naar beneden. Ze dienen dus als luchtverspreiders die door de ventilator aan de aslade worden geleverd.
In de vijfde etappe Fittingen voor het aansluiten van de in de wanden van de keteltank gesneden toevoer- en retourleidingen, een schoorsteenpijp en een luchtkanaal van een 60 x 40 mm buis met een ventilator montageflens zijn geïnstalleerd. Het kanaal komt in de askamer in het midden van de achterwand, direct onder de watermantel.
Fase zes - lassen van deurscharnieren en ingebedde delen van 2 cm breed voor het bevestigen van de decoratieve bekleding van de ketel voor langdurig branden.
Zevende fase, laatste. De keteltank is aan de zijkanten gevoerd en aan de bovenzijde met basaltisolatie, deze laatste is vastgezet met een koord. Daarna blijft het om de vellen geverfd metaal met schroeven aan de ingebedde onderdelen te schroeven en de deuren te installeren.
Aan het einde wordt een ventilator aan de tegenflens van het kanaal bevestigd en de regeleenheid wordt van boven op de ketel gemonteerd. De temperatuursensor moet vanaf de achterkant van de unit onder de basaltisolatie worden geplaatst. Daarnaast kunnen er naar uw wens een aantal nuttige toevoegingen worden gedaan aan het ontwerp van een zelfgemaakte lang brandende ketel:
- om in de keteltank een watercircuit te integreren voor het verwarmen van water op de warmwatervoorziening;
- Voorzie een dompelhuls voor het installeren van de thermometer - in het geval van een stroomstoring wanneer het display van de controller uitgaat;
- hetzelfde voor het monteren van een beveiligingsgroep;
- installeer een elektrische kachel en verwarm de koelvloeistof na het verbranden van hout.
Een paar woorden over het circuleren van warm water in een ketel op vaste brandstof om het te verwarmen voor huishoudelijke behoeften. Het is noodzakelijk om 10 m van een koperen buis met een diameter van 8-12 mm te nemen en er een spiraal in de vorm van een spiraal uit te buigen. Deze laatste is in de keteltank rond de vlambuizen gewikkeld en de uiteinden komen uit de achterkant van de unit. We krijgen een dubbelcircuitketel met lange verbranding.
Notitie. De praktijk van het gebruik van deze warmtegeneratoren toonde aan dat de installatie van een elektrische kachel noodzakelijk is voor huiseigenaren die het huis 's nachts willen verwarmen.In andere gevallen is de brandtijd voldoende om niet midden in de nacht de stookruimte in te rennen om brandhout te gooien.
De poten van de unit kunnen in elk stadium worden bevestigd door geschikte metalen secties te kiezen. Voor details en geheimen van het monteren van een TT-ketel, zie de video van de auteur van de meester - maker van de verwarmingseenheid:
Top brandende ketel
In de post-Sovjetruimte zijn deze warmtegeneratoren bekend in twee varianten:
- Baltische eenheden van het bedrijf "Stropuva" (Stropuva) en hun derivaten van andere fabrikanten.
- Houtkachels zoals "Bubafonya".
Het is niet bekend welke van de kachels eerder verscheen, maar de Bubafonya-kachel werd erg populair als verwarming voor zomerhuisjes, garages en andere gebouwen met lage eisen aan productesthetiek. Dit kan niet worden gezegd over ketels met de hoogste verbranding, hoewel velen ze om de een of andere reden beschouwen als de enige mogelijke versie van warmtegeneratoren met vaste brandstof met continue verbranding. In feite is hun enige troef hetzelfde: een grote vuurkist.
Het principe van de werking van dergelijke ketels is het verbranden van brandstof, verpletterd door de lading, van boven naar beneden. Bovendien wordt lucht ook van bovenaf aan de verbrandingszone toegevoerd via een op de last aangesloten telescoopbuis. Het werkschema van de unit wordt weergegeven in de afbeelding:
Tijdens de werking van Stropuva-ketels waren er veel tekortkomingen, zoals blijkt uit de beoordelingen van de eigenaren op de forums:
- U kunt geen houtblokken in de oven gooien totdat het vorige tabblad is verbrand. Fysiek is dit mogelijk, maar dan wordt het principe van de bovenste verbranding geschonden, de vlam zal alle brandstoflagen bedekken.
- Bij het werken aan vers zaagsel en ander klein vuil "hangt" de resterende brandstof aan de muren.
- Het rendement van de TT-ketel is niet te hoog, omdat deze geen warmtewisselaar heeft. Door de luchtverwarmingskamer en de grote vuurkist is er geen ruimte meer voor de warmtewisselaar.
Voorbereiding van materialen
Het ronde lichaam zorgt voor wat ongemak bij de fabricage, maar je maakt het ook niet vierkant - de brandstof zal in de hoeken blijven "hangen". Er is een probleem met de montage van een telescopische buis met een lading, dus dit onderdeel is beter om uit de Bubafoni-oven te halen. Een tekening van een lang brandende ketel, qua grootte vergelijkbaar met de klassieke versie, ziet er als volgt uit:
Voordat we een ketel maken, selecteren we materialen volgens de tekening:
- buis DN 400 met een muur van 5 mm - op de vuurhaard;
- hetzelfde, DN 50 - voor luchttoevoer en waterleidingen;
- hetzelfde, DN 100 - voor de schoorsteen;
- een plano van een vel van 10 mm dik rond met een diameter van 38 cm;
- strip 40 x 4 mm - voor luchtverdelers;
- wapening met een diameter van 16-20 mm van een periodiek profiel - op roosters;
- basalt watten met een dikte van 3 cm en een dichtheid van 100 kg / m³;
- plaatstaal met polymeercoating.
De materiaalkeuze voor de watermantel hangt af van de methode van installatie, omdat het onwaarschijnlijk is dat de thuisvakman rollen op voorraad heeft die het metaal een dikte van 3 mm cilindervorm kunnen geven. De opties zijn als volgt (hieronder weergegeven in het diagram):
- Schema nummer 1. Neem een dunwandige buis met een grotere diameter, hoewel het niet gemakkelijk is om er een te vinden, maar de gewone zal de ketel zwaar belasten.
- Schema nummer 2. Buig twee metalen platen op 2 plaatsen onder een hoek van 60 ° en las vervolgens twee helften aan elkaar. Je hebt een perslijst nodig.
- Schema nr. 2 in een ander ontwerp. Kook een shirt van 6 vellen - segmenten op clips.
- Schema nummer 3. Las een rechthoekige doos, die het volume van de keteltank zal vergroten.
Je hebt ook 3 mm plaatwerk nodig op het deurkozijn, de onderkant met een deksel en een luchtklep.
Productie van warmtegeneratoren
Het werk begint met het snijden van vormstukken en openingen in de buiswand volgens de afmetingen in de tekening. Deuren zijn gemaakt van gesneden delen, luifels en aangekochte handgrepen zijn erop gemonteerd. Vanaf de wapening wordt het rooster weergegeven, zoals op de foto:
Over het algemeen ziet het montage-algoritme van de bovenste verbrandingsketel er als volgt uit:
- Snijd een gat in het ronde werkstuk voor de lading, steek de buis erin en verbrand.
- Las 6 gebogen strips aan de onderkant van de lading, die zullen dienen als luchtverdelers.
- Bevestig de bodem aan de vuurkist, installeer in het rooster.
- Nadat u een gat in het midden van de afdekking voor de luchtpijp heeft gemaakt, past u deze in de vuurkist. Hiervoor moet u de buis plaatsen met de lading op zijn plaats.
- Las de rookgasafvoer.
- Monteer de watermantel volgens het geselecteerde schema, verbrand alle hermetische verbindingen.
- Bind koelmiddelnozzles vast.
- Voer isolatie en bekisting van de ketel uit, installeer deuren.
- Plaats een luik bovenop de luchtpijp.
Het is moeilijk om automatische apparatuur en drukregeling te installeren op een ketel met een lange bovenste verbranding, omdat de ventilator niet aan een bewegende pijp kan worden bevestigd. Het is noodzakelijk om een flexibele huls te maken en om een dompelhuls te voorzien voor de temperatuursensor. Het is onmogelijk om het onder de isolatie te plaatsen, omdat de verbrandingszone in dit type kachels constant naar beneden verschuift.
Conclusie
Beide doe-het-zelf ketels met vaste brandstoffen met lange verbranding hebben recht op leven. Maar een betrouwbare verwarmingseenheid maken is niet eenvoudig - metalen verbindingen moeten op een hoogwaardige en strakke manier worden gekookt. Men kan niet zonder de ervaring en kwalificaties van een lasser. Vandaar de conclusie: als je ziet dat je de zelfassemblage niet kunt overwinnen of als je hier geen tijd voor hebt, neem dan contact op met de meesters. U bespaart dus tot 50% van het geld in vergelijking met het kopen van een fabrieks TT-ketel.