Chauffe-eau au bois en titane ou au bois de vos propres mains

Points d’article



Même les compétences de base du soudage à l’arc sont suffisantes pour fabriquer vous-même des équipements de chauffage pour votre maison. Nous vous proposons de prendre en compte les aspects du développement self-made d’un chauffe-eau à bois: les matériaux utilisés, la technique d’assemblage et la mise à l’échelle de l’installation en fonction de vos besoins.

Chauffe-eau au bois en titane ou au bois de vos propres mains

De quel acier le radiateur était fait

L’autoproduction d’une colonne de chauffe-eau permettra d’économiser au moins 50% des fonds qui pourraient être dépensés pour l’achat d’un appareil de chauffage assemblé en usine. Cependant, la conception d’un tel dispositif est assez compliquée, de plus, une quantité importante de métal laminé sera nécessaire pour sa fabrication.

Un four à bois ou à charbon agit comme une source de chaleur. La consommation la plus faible de matériaux avec des indicateurs de résistance optimaux peut être obtenue lors de la fabrication d’une chambre de combustion sous la forme d’un cylindre d’un diamètre de 50 cm et d’une hauteur correspondant au volume du réservoir de chauffage. Pour la fabrication du bloc de four, des aciers alliés à faible et moyenne teneur en carbone avec une température de détartrage d’au moins 400 ° C sont utilisés. Les températures de fonctionnement dans le four ne sont pas particulièrement élevées, cependant, l’utilisation d’acier de construction conventionnel se heurte à une combustion rapide du carbone..

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La résistance thermique de l’acier augmente avec la teneur en nickel et en chrome, dans le même temps, la difficulté de soudage augmente. Les aciers à haute teneur en additifs d’alliage appartiennent à la classe des aciers inoxydables, leur soudage est effectué principalement dans un environnement de gaz de protection. Le moyen d’or à cet égard est les aciers austénitiques de type AISI 304 (08X18H10), qui sont soudés avec des électrodes 308L / MVR en mode courant doux à grande vitesse, ainsi que l’acier de grade 20 plus courant, bien soudé avec une large gamme d’électrodes à faible teneur en carbone, par exemple E50A UONI 13 / 55. Dans les deux cas, l’épaisseur de la tôle est choisie dans la plage de 4 à 8 mm.

Pour un réservoir d’eau, la résistance à la chaleur n’est pas si importante, mais l’étanchéité est importante, il faut donc choisir des alliages avec une bonne soudabilité. Ici, l’utilisation d’aciers à carbone moyen sans alliages est encouragée, mais une protection anti-corrosion obligatoire des surfaces internes. L’épaisseur des parois du réservoir est d’environ 2 à 2,5 mm; il sera trop difficile pour un métal plus épais de donner la forme souhaitée à la maison. L’utilisation d’acier inoxydable dans la construction du réservoir est exclue uniquement pour la raison qu’il devient nécessaire de souder le couvercle et le fond avec le tuyau de cheminée, qui est généralement en acier «noir» ordinaire.

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Comment fonctionne le « Titan » à bois

Il n’y a rien de compliqué à propos du Titan. Il s’agit d’un poêle à bois ordinaire dont le couvercle et la cheminée ont une chemise d’eau. Pour faciliter l’entretien et l’assemblage d’une structure maison, il est recommandé de réaliser un produit modulaire.

Appareil de chauffe-eau au bois Appareil de chauffe-eau à bois: 1 – foyer; 2 – porte du bac à cendres; 3 – porte du four; 4 – tuyau d’alimentation en eau froide; 5 – réservoir d’eau; 6 – tuyau d’arrivée d’eau chaude; 7 – cheminée

Le bloc de combustion est un cylindre sans couvercle, divisé en une chambre de combustion et un cendrier par une grille massive. Pour réduire les pertes de chaleur inutiles et prolonger la durée de vie du métal, la chambre de combustion est recouverte de briques en argile réfractaire de l’intérieur. En plus des portes du cendrier et du foyer avec une forme particulière de vestibule, il n’y a rien de remarquable dans la structure du bloc de combustion..

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Les gaz chauds, montant à travers la cheminée, dégagent de la chaleur vers l’eau à l’intérieur du réservoir, tandis que le chauffage se produit principalement dans la zone inférieure, ce qui oblige le liquide à circuler et à se mélanger. Afin que le transfert de chaleur soit le plus efficace possible, la cheminée est équipée d’ailettes de radiateur. Il est également important de maintenir l’étanchéité du réservoir sans ralentir le transfert de chaleur depuis la chambre de combustion. Pour cette raison, le réservoir est soudé comme un conteneur d’une seule pièce, qui est « posé » sur le verre de la chambre de combustion avec la formation d’un double narthex autour du périmètre.

Fabrication et revêtement de four

Le plus grand défi dans la fabrication d’un Titan fait maison est de rouler une feuille d’acier dans un cylindre. Avec une épaisseur de métal importante, ce n’est pas si facile à faire, les pièces doivent être soudées sans contrainte, car lorsqu’elles sont exposées à des températures élevées, les caractéristiques de résistance de la soudure sont considérablement réduites.

Au départ, vous devez sélectionner le diamètre interne estimé du four dans la plage de 50 à 70 cm et couper deux disques à cette taille. En fonction du diamètre, la circonférence est calculée, le long de laquelle une bande est découpée dans la feuille, à partir de laquelle les parois du bloc de combustion seront formées. La hauteur du four, comme déjà mentionné, est choisie en fonction du volume de la cuve: environ 5 kW de chaleur sont consommés pour chauffer tous les 50 litres d’eau, ce qui correspond à environ 1 kg de bois de chauffage sec. Ainsi, pour un appareil de chauffage de 200 litres, la chambre de combustion doit accueillir librement 4 kg de bois de chauffage, hors volume du cendrier. Plus la colonne de chauffage est haute et étroite, plus le transfert de chaleur est efficace, mais la stabilité du Titan diminue.

La tôle d’acier coupée est posée horizontalement avec deux disques positionnés verticalement sur son bord court. L’un est placé parallèlement au bord long avec une légère indentation – ce disque forme le fond du bloc de combustion. Le deuxième disque est installé parallèlement au premier à une distance de 20 à 25 cm de celui-ci – c’est ainsi qu’une cloison se forme entre la chambre de combustion et le cendrier. Vous pouvez immédiatement couper une ouverture dans la cloison, dont la taille est de 40 à 50 mm plus petite que la grille disponible.

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Les deux disques agissent comme un mandrin rigide pour faire rouler le cylindre. Tout d’abord, ils sont soudés à la bande des deux côtés avec des punaises de 10 à 15 mm de long avec un contrôle minutieux de la perpendicularité de l’installation. De plus, le métal est récupéré le long des disques avec une masse, avec une épaisseur de métal de plus de 5 mm, un chauffage avec une torche au propane peut être nécessaire. Lorsque les deux pièces à souder sont étroitement pressées, la perpendicularité de la position des disques est vérifiée, après quoi le cordon de soudure continue pendant 10-15 mm supplémentaires et ainsi de suite jusqu’à ce qu’il soit complètement contourné. Lorsque le joint est terminé sur toute la longueur, il est recouvert d’un autre: l’électrode est conduite sans séparation avec chauffage et surfaçage d’une large zone, le bain de fusion est déplacé le long d’un zigzag. Après avoir soudé les disques au mur, un joint longitudinal est soudé de l’extérieur.

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Lorsque le corps du four est assemblé, il est revêtu de briques réfractaires de l’intérieur sans liant dans les coutures, l’épaisseur du revêtement est d’environ 50 à 70 mm. Afin d’adapter précisément les pierres à la taille du four, elles sont d’abord placées verticalement sur une surface plane dans un puits cylindrique dont le diamètre intérieur est approximativement égal au diamètre du bloc four. Dans ce cas, les briques sont situées à proximité du côté intérieur et avec l’indentation la plus uniforme l’une de l’autre le long des rayons externes divergents. La distance entre les pierres adjacentes aux points les plus extrêmes doit être divisée en deux et les biseaux de la taille résultante doivent être supprimés avec une meule diamantée, obtenant une forme en forme de coin. Après cela, les briques sont installées sur les murs de la chambre de combustion de l’intérieur, si nécessaire, elles sont ajustées les unes aux autres à l’aide de meuleuses d’angle. Pour assurer la stabilité de la doublure, vous pouvez utiliser une bande d’acier enroulée dans un anneau et installée de l’intérieur avec une poignée. Après avoir recouvert les murs, la grille est insérée à l’intérieur.

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Cendrier et réglage du tirage

Pour compléter le bloc de combustion, il reste à découper deux portes – pour le chargement du carburant et le nettoyage du cendrier. Tout d’abord, vous devez découper deux pièces rectangulaires dans une tôle d’acier de 3 à 4 mm d’épaisseur, dont les dimensions sont de 20 à 25 mm plus grandes que les dimensions attendues des portes. Pour le bac à cendres, le lada doit être petit (sous la taille de la cuillère) et être situé près du fond. Pour le foyer, la largeur de la porte est choisie approximativement égale au rayon ou légèrement inférieure, la hauteur est d’environ 25-30 cm.

Lorsque les ouvertures de porte sont marquées sur la surface extérieure de la chambre de combustion, quatre trous doivent être percés dans les coins. Les pièces découpées dans la feuille sont placées à la place des futures portes et redressées avec un maillet, ce qui permet un ajustement optimal. Lorsque le coude est formé, des trous sont percés dans les garnitures selon un motif en damier d’un diamètre de 8 à 10 mm, puis les parois du bloc de combustion sont découpées. Les sections coupées sont placées de l’intérieur des superpositions avec des empreintes régulières le long des bords et soudées ensemble à travers les perforations.

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Les auvents de porte sont aussi faciles que le décorticage des poires: lorsqu’ils sont en place, ils sont soudés au bord des plaques pliées avec un écrou M10, et 2 autres écrous sont ajoutés au corps de la chambre de combustion. Il suffit d’insérer une goupille, par exemple, à partir d’une goupille tournée, et les portes sont solidement fixées. Pour le verrouillage, un loquet ordinaire ou un crochet peut être utilisé, dont la poignée est réalisée sous la forme d’une spirale métallique, qui peut être saisie à mains nues même avec une chambre de combustion chauffée.

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Il ne reste plus qu’à régler le tirage, sans lequel le fonctionnement efficace de l’appareil de chauffage ne peut être obtenu. Un trou est percé au centre de la porte du bac à cendres pour un filetage de 8 à 10 mm. Autour de lui, une dizaine de trous traversants de 10 à 12 mm sont percés avec une « camomille ». En outre, la partie centrale du treillis formé est légèrement en retrait vers l’intérieur avec quelques légers coups, un fil est coupé dans le trou central. Un boulon ordinaire y est vissé, vissé dans une large rondelle, dont les champs chevauchent les trous de la porte de 15 à 20 mm. La rondelle est soudée à la tige du boulon et une barre courte est soudée sur la tête, qui agit comme un volant. Lorsque le boulon est complètement serré, le dégagement minimum de la courbure de la porte sera suffisant pour maintenir la combustion, mais en dévissant un peu plus l’amortisseur, vous pouvez rendre la flamme plus intense..

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Chemise d’eau de cheminée

La deuxième partie du « Titan » au feu de bois fait maison est un échangeur de chaleur de forme complexe. Sa fabrication commence par la découpe d’un disque dans le même métal que celui utilisé pour fabriquer la chambre de combustion. Posez la feuille sur le bloc de combustion et encerclez-la par le bas sur tout le périmètre. En conséquence, le disque doit correspondre exactement à la taille de l’anneau supérieur de la vitre du foyer. Dans un premier temps, il ne sera pas superflu de vérifier la géométrie de la circonférence du bloc de combustion et de le redresser avec une masse si nécessaire.

À la fin du disque, vous devez chanfreiner des deux côtés avec une largeur de 4 à 5 mm. Ensuite, une bande de 3 à 4 mm d’épaisseur et de 50 mm de largeur avec une saillie d’environ 15 mm dans une direction est soudée au bord. Le cordon de soudure doit être étanche à l’air, donc d’abord une pénétration profonde est faite, puis le coin est nettoyé avec un disque à lamelles et un joint cosmétique est appliqué en chauffant une large zone. La pénétration de la bande est effectuée des deux côtés du disque.

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Le côté du disque, sur lequel la bande a une saillie plus large, est destiné à joindre le réservoir avec la chambre de combustion. Pour assurer une feuillure étanche, un anneau de renfort lisse est soudé au disque de l’intérieur. Dans ce cas, l’espace entre l’anneau et la bande doit être supérieur de 1 à 1,5 mm à l’épaisseur de la paroi du four.

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Au centre du disque, vous devez percer un trou et y insérer un tuyau de cheminée d’un diamètre d’environ 120 mm, en le plaçant sur le côté de la courte saillie de l’anneau d’encadrement. La longueur du tuyau doit être de 20 à 30 cm plus longue que la hauteur du réservoir prévue. À l’extérieur, des plaques de 40×300 mm d’une épaisseur de 3-4 mm sont soudées sur le tuyau de manière chaotique. Une couche de chaleur plus efficace est possible si vous faites des fentes dans le tuyau et insérez des nervures avec une saillie d’environ 10 à 15 mm vers l’intérieur, mais l’étanchéité des soudures doit être garantie. Le tuyau est soudé au disque strictement perpendiculairement et étroitement, la pénétration est effectuée des deux côtés.

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Ensuite, à partir d’une fine tôle d’acier, vous devez enrouler la paroi extérieure du réservoir et l’insérer dans l’anneau d’encadrement. Après avoir desserré l’intérieur, la feuille adhère étroitement au bord court du disque, après quoi il est possible de se chevaucher avec de courtes punaises sur toute la longueur. Une connexion puis une soudure cosmétique sont appliquées au recouvrement longitudinal du cylindre résultant. Le cylindre est installé au fond du réservoir et bouilli à l’extérieur. Le couvercle du réservoir est fait d’un disque régulier découpé dans une fine tôle d’acier.

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Dans la partie inférieure du réservoir, vous devez souder un trou d’environ 20 mm et y insérer un tube fileté à l’extrémité extérieure. Le tuyau doit être dirigé exactement vers le centre du réservoir et ne pas atteindre la cheminée à environ 15 à 20 mm, ce qui garantit une dispersion et un mélange efficaces de l’eau entrante. Dans la partie supérieure du réservoir, un court tuyau de dérivation pour l’arrivée d’eau chaude est coupé de la même manière avec un retrait d’environ 10 cm du couvercle.

Méthodes de raffinement possibles

Malgré la simplicité du principe de fonctionnement, un tel chauffe-eau est très pratique à utiliser, mais nécessite un certain nombre d’améliorations. Tout d’abord, à la sortie de la cheminée du réservoir, vous devez percer un trou traversant et y insérer un goujon avec un disque amortisseur. Dans le même temps, le disque n’a pas de fixation rigide à l’épingle à cheveux, car le registre doit être périodiquement démonté pour nettoyer la cheminée.

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Pour l’entretien et la réparation du réchauffeur, il devra être déconnecté de la tuyauterie; par conséquent, il est recommandé d’installer des raccords américains en laiton sur les tuyaux de dérivation filetés du réservoir. Le tuyau de dérivation inférieur est connecté directement au système d’alimentation en eau via un robinet d’arrêt. En outre, à cet endroit, vous pouvez créer une sortie de vidange avec un robinet et un raccord pour connecter un tuyau flexible. Sur le tuyau de dérivation supérieur, il est nécessaire de prévoir une sortie libre avec un robinet à bille pour l’aspiration d’air lors de la vidange de l’eau du réservoir. Un groupe de sécurité standard est installé derrière la sortie – une soupape de surpression pour chauffe-eau. Plus loin derrière le groupe, la vanne d’arrêt est emballée.

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Si le chauffe-eau est situé à l’extérieur, il ne sera pas superflu de fournir une isolation thermique du réservoir. Il est assez facile de le fabriquer avec de la laine de basalte ordinaire. Un large morceau de treillis d’armature en acier est nécessaire, enroulé en anneau avec la formation d’un espace entre les parois du réservoir de l’ordre de 50 à 70 mm. L’isolant est attaché au treillis avec un fil fin, puis le boîtier résultant est enroulé autour du chauffe-eau et tiré avec des pinces métalliques.

Règles d’installation et d’utilisation

Le chauffe-eau au bois doit être installé sur une base solide et ininflammable. Le substrat incombustible doit dépasser de 15 cm de chaque côté du profilé de colonne et d’au moins 50 cm du côté de la porte coupe-feu. La colonne doit être installée à moins de 15 cm des murs avec un revêtement incombustible et à moins de 50 cm d’une finition combustible.

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L’allumage du titane n’est possible qu’à l’état complètement rempli. Dans ce cas, une poche d’air est formée dans la partie du réservoir située au-dessus de la conduite d’admission d’eau chaude, qui fait office d’amortisseur en cas d’ébullition du liquide. La procédure de préparation du réservoir pour le travail est la suivante:

  1. Le four est allumé.
  2. La porte du cendrier reste ouverte jusqu’à ce que la flamme couvre tout le volume de combustible.
  3. Après l’allumage du carburant, le bac à cendres se ferme. Le registre régule l’arrivée d’air de sorte que la cheminée de sortie ne soit que perceptiblement chaude.
  4. Si un bruit caractéristique d’eau bouillante apparaît dans le réservoir, le volet du ventilateur est complètement fermé.
  5. Après la combustion complète du combustible, le volet de cheminée est fermé.
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