Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельная печь с водяным контуром


Печь с водяным контуром своими руками на дровах и отработке

Суть печного отопления заключается в прямом нагреве помещений источником тепла за счет конвекции и инфракрасного излучения, исходящего от горячих стенок. Важное условие, оно же — главный недостаток: отопитель должен находиться в обогреваемой комнате. Вот почему у домовладельцев нередко возникает желание сделать печь с водяным контуром, соединенным с удаленными радиаторами, чтобы равномерно отапливать весь дом. Стоит отметить, что данный вопрос — непростой и не всегда решаемый. Так что давайте рассмотрим разные варианты реализации этой идеи на практике.

Способы решения задачи

Очевидно, что для подогрева теплоносителя и подачи его в радиаторную систему дровяную печку нужно снабдить дополнительным теплообменником. Есть два пути: приобрести для дома готовую металлическую либо чугунную печь длительного горения со встроенным водяным контуром, либо изготовить ее своими руками. Мы изначально идем по второму пути — прикладываем труд, но экономим средства.

Примечание. Отдельная проблема — организация подогрева воды в кирпичной печи, работающей на дровах и угле. Если она уже построена, то переделать конструкцию бывает довольно трудно, а то и невозможно.

Существует несколько разновидностей самодельных теплообменников и вариантов их монтажа:

  1. Бак – котел, встраиваемый прямо в топливник или в один из дымоходных каналов.
  2. Регистр, сваренный из труб, иногда – в виде змеевика. Тоже ставится внутрь камеры сгорания либо в газоход.
  3. Теплообменник самоварного типа (техническое название – экономайзер). Устанавливается сугубо на дымоход для отбора теплоты у отходящих газов.
  4. Полноценная водяная рубашка. В упрощенном исполнении подобная печь-камин с водяным контуром показана выше на схеме.

Бак-котел для нагрева теплоносителя

Справка. Простейшее, но не самое эффективное решение, которое вы можете взять на вооружение, реализовано в некоторых дровяных печках для бани. Металлический бак с водой монтируется сверху корпуса либо подвешивается сбоку, если топливник имеет прямоугольную форму.

Водяной контур можно изготовить из таких материалов:

  • черная или нержавеющая сталь;
  • чугун;
  • медь.

Стальные теплообменники практичны и недороги, а потому наиболее популярны. Цена меди слишком велика, а вот температура плавления – низкая, отчего при горении угля подобная конструкция может «поплыть». Что же касается чугуна, то самостоятельно отлить из него регистр не получится, разве что вмонтировать в газоход старую отопительную «гармошку» МС-140, как показано на фото. Но помните: батарея моментально лопнет при подаче холодного теплоносителя в раскаленную печку либо в результате замерзания воды во время длительного простоя.

Плюсы и минусы различных теплообменников

Установка бака внутрь кирпичной печи практикуется мастерами десятками лет. Это проверенный и надежный способ, позволяющий постоянно нагревать воду и даже организовать ее естественную циркуляцию, только потребуется проложить трубы большого диаметра (около 50 мм) с соблюдением уклонов. Правильно сделанный бак-котел очень редко прогорает, потому что вмещает большой объем теплоносителя, который его охлаждает.

Недостаток варианта – значительные размеры емкости. Она влезет лишь в отопитель, сложенный из кирпича, а в металлических буржуйках слишком мало места. В отличие от бака, размеры и форму регистра из стальных труб можно менять и встраивать в любую печку, но тут возникают другие проблемы:

  1. При установке внутрь топливника змеевик постоянно подвергается воздействию высоких температур (в пике до 1000 °С) и конденсата с сажей, а потому прослужит 4—6 лет, после чего прогорит. Нержавеющие либо жаропрочные трубы продержатся дольше – до 10 лет.
  2. Более надежный способ — вмонтировать водяной контур внутрь дымоходного канала, где температура ниже. Но тогда упадет интенсивность нагрева и для организации нормального отопления теплообменник придется увеличить в размерах. Получается замкнутый круг.
  3. Циркуляция теплоносителя внутри регистра должна быть безостановочной. Иначе вода закипит, превратится в пар, а он своим давлением разорвет трубопровод в слабом месте – где-нибудь на стыке. Значит, организовать самотек нереально, а работу циркуляционного насоса придется подстраховать блоком бесперебойного питания на случай отключения электроэнергии.
  4. Вместительность металлических отопителей сильно ограничена, так что вставить туда добротный теплообменник не получится. Практика показывает, что стальная заводская печь с водяным контуром может обслужить не больше 2 радиаторов общей мощностью до 4 кВт.

Разновидности сварных регистров

Важный момент. Любые теплообменники, монтируемые внутрь топливника, забирают приличную часть выделяющегося тепла. Это снижает и без того невысокую теплоотдачу печки плюс уменьшает длительность горения с одной закладки дров или угля.

Экономайзер (слева) и обычный бачок для монтажа на дымоход (справа)

Самоварный теплообменник (экономайзер) лишен всех перечисленных недостатков. Он представляет собой водяную рубашку для дымоходной трубы и отнимает теплоту отходящих газов. А их температура в печах, функционирующих на дровах или отработке, достигает 300 °С. Такое решение зачастую используется в банных отопителях, чтобы греть воду для помывки. Комбинированный вариант – бак, сквозь который пропущена дымоходная труба.

Идею с экономайзером по понятным причинам нельзя реализовать на кирпичной печке. Но для Булерьяна, Бренерана или другой стальной буржуйки независимо от ее размеров такой вариант хорошо подойдет. И последний, самый эффективный метод – устройство водяной рубашки вокруг корпуса обогревателя. По сути, она превращает любую металлическую печь или камин в отопительный котел. Одна беда – вариант довольно сложен в исполнении.

Железная печка конструкции Бутакова с конвекционным кожухом и водяным контуром на задней стенке топливника

Вывод. Лучший способ получить горячую воду от стального отопителя на дровах или отработке (такие применяются в гаражах) – сделать теплообменник самоварного типа или емкость на дымоходной трубе. Для кирпичной печи вариантов немного – встраивание емкости либо регистра.

Оригинальная конструкция наружного теплообменника с импровизированным экономайзером продемонстрирована на видео:

Расчет размеров регистра

Чтобы своими руками сделать для печки водяной контур, нужно определить его размеры, а точнее, — площадь теплообменной поверхности. Для этого воспользуйтесь следующим алгоритмом:

  1. Выясните, какова площадь отапливаемых комнат и умножьте ее на 0,1 кВт. Если вы проживаете в одном из холодных северных регионов, умножайте квадратуру помещений на 0,2 кВт. Для дома 100 м² понадобится соответственно 10 и 20 кВт тепловой энергии.
  2. Из практических наблюдений следует, что регистр, установленный прямо в топливник, способен передать теплоносителю до 10 кВт теплоты с каждого квадратного метра своей поверхности. Поделите значение потребности в тепле на эту цифру и получите площадь радиатора.
  3. Для экономайзера и бака, вмонтированного в дымоходный канал, где температура ниже, принимайте значение удельной теплоотдачи не 10, а 6 кВт с 1 м² поверхности.
  4. Зная площадь, размеры прямоугольной емкости рассчитать нетрудно. А вот длина труб, из которых варится регистр, вычисляется по формуле: L = S / πD (S – площадь, D – диаметр трубы).

Схема кирпичной печи с водогрейным котлом, размещенным в топке

Примечание. При расчете отапливаемой площади не нужно брать все 100 или 200 квадратных метров дома, отнимите от них помещения, которые печь обогревает напрямую.

Если в качестве примера взять комнаты дачи с квадратурой 100 м², то теплообменная поверхность встроенного в топку радиатора должна составлять не меньше 1 м². При монтаже в газоход эта площадь увеличится до 10 / 6 = 1,67 м².

Встраиваем бак в кирпичную печь

Первое и важное правило: планировать монтаж водяного контура необходимо еще до постройки отопителя из кирпича. Переделать готовую конструкцию практически невозможно, придется ее снова разобрать как минимум наполовину. Это касается всех чисто отопительных печек – русской, голландки и шведки, не имеющих варочной поверхности.

В этом случае регистр монтируется в дымооборот печки, а не в топливник

Справка. Если у вас дома или на даче выложена отопительно-варочная плита, то переделать ее иногда возможно. Поднимите чугунную поверхность с конфорками и оцените, можно ли под нее поставить котел и какую форму ему придать. Обязательно посоветуйтесь с мастером – печником.

Предлагаем вариант простой плиты с нагревательным котлом, установленным на пути продуктов горения, но за пределами топливника. Благодаря этому бак изготавливается из металла толщиной 3 мм, чего достаточно для долгой и надежной работы. Схематично агрегат выглядит так:

Совет. Если вы подобрали другую конструкцию, где емкость монтируется в топливник, то ее стенки, обращенные к пламени, делайте из металла толщиной 5 мм, остальные – 3 мм. Для изготовления регистра используйте трубы с толщиной стенки 3,5 мм, а при установке не связывайте его со стенками печки, поскольку у металла и кирпича разные коэффициенты расширения.

Порядок кладки варочной плиты

При монтаже оберните бак асбестовым шнуром и зафиксируйте его на нужном ряду кладки. Такая же изоляция асбестом делается на патрубках подачи и возврата теплоносителя, проходящих сквозь стену печи. Как правильно выполняется кладка в соответствии с порядовками, подробно описывается в другом материале.

Кладка печи с водяным контуром, находящимся в камере сгорания, описывается в следующем видеоролике:

Делаем контур для стальной печки

Чтобы изготовить теплообменник самоварного типа на дымоход, подберите 2 трубы: одна по диаметру должна равняться размеру патрубка печки, а вторая – на 3—4 см больше (например, 102 и 133 мм).

Самодельный теплообменник самоварного типа

Дальше действуйте в таком порядке:

  1. Определите теплообменную площадь, как описано в предыдущем разделе, после чего отрежьте обе трубы по расчетному размеру.
  2. В кожухе водяной рубашки проделайте 2 отверстия 20—30 мм и приварите к ним патрубки подачи и обратки с резьбами.
  3. Вставьте одну трубу в другую и сварите между собой, сделав перемычки из стальной полосы. Из нее же изготовьте верхнюю и нижнюю крышку для самодельного водяного контура.
  4. Проверьте агрегат на герметичность и установите на дымоход как можно ближе к масляной или дровяной печи. Больше подробностей об изготовлении показано на видео.

В отличие от внутренних водяных контуров, экономайзер без проблем подключается к различным системам отопления – с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя. Во втором случае важно выполнить уклон магистралей 2 мм на 1 м. п. трубы и поставить в верхней точке открытый расширительный бак.

Заключение

О том, насколько полезна в эксплуатации самодельная печь с водяным контуром, судить нелегко. По отзывам пользователей, в небольших дачных домиках и гаражах такие агрегаты работают безукоризненно. Надо учитывать и тот факт, что мастер, изготовивший отопитель своими руками, не станет его критиковать, а постарается найти позитивные стороны. Ясно одно: налицо экономия средств при равномерном обогреве всех комнат здания. А вот в домах площадью свыше 100 м² стоит задуматься об установке твердотопливного котла.

Простые схемы указателя уровня воды (с изображениями)

Указатель уровня воды - это электронная схема, которая показывает различные уровни воды внутри резервуара. Это происходит, когда повышающийся или понижающийся уровень воды входит в контакт с соответствующими датчиками воды, расположенными ступенчато внутри резервуара для воды на разной глубине.

В этом посте мы обсуждаем 2 интересных способа сделать простые схемы индикатора уровня воды с использованием транзисторов, CMOS NOT Gates и некоторых светодиодов. В следующем разделе статей также обсуждается, как обновить схему с помощью реле.

Circuit Objective

В этом блоге есть много сообщений, которые по существу объясняют схемы контроллера уровня воды, с конкретными намерениями переключения задействованного мотопомпа при заполнении резервуара.

Однако есть люди, которым просто требуется указание различных уровней воды в резервуаре, а не устройство автоматического отключения.

Выключение двигателя предпочтительно производить вручную, что считается более надежным и безопасным.


Для беспроводного индикатора уровня воды вы можете обратиться к этой статье


1) Использование транзисторов

Мы знаем, что недистиллированная вода проводит электричество, хотя и с некоторым сопротивлением. Сопротивление может быть от 100 до 500 кОм, в зависимости от уровня чистоты воды. Это свойство можно эффективно использовать для включения / выключения транзисторов.

Мы используем эту характеристику воды для последовательного переключения базы серии BJT по мере того, как уровень воды поднимается и опускается на датчиках, прикрепленных к соответствующим базам транзисторов.

Простая схема для этого может быть визуализирована ниже:

Видеоиллюстрация

Идея настолько проста, насколько это возможно. Положительный вывод источника питания можно увидеть погруженным на самый нижний уровень бака, так что вода контактирует с этим плюсом даже на самом нижнем уровне. Базы соответствующих транзисторов расположены последовательно по глубине резервуара для воды, так что, когда вода заполняет резервуар, он последовательно подключает положительный источник питания к соответствующим базам BJT через повышающийся уровень воды.

Когда это происходит, транзисторы начинают смещаться один за другим, загорая светодиоды коллектора в той же последовательности. Когда вода достигает полного уровня, верхний BC547 немедленно подает звуковой сигнал.

Это помогает пользователю получить четкое представление об уровне воды, а также о том, когда вода достигла уровня перелива.

Список деталей

Все резисторы 1/4 Вт 5%

  • 1K = 3 шт.
  • 100 Ом = 3 шт.
  • BC547 = 3 шт.
  • Пьезозуммер = 1 шт.
  • КРАСНЫЕ светодиоды = 3 шт.

2) Использование CMOS NOT Gates

Предложенная идея схемы уровня воды специально подходит для считывателей вышеуказанного типа, которые удовлетворены только показаниями и хотят выполнить отключение двигателя вручную в соответствии с показаниями индикатора. и согласно желаемому уровню воды в резервуаре.

  1. Схема, представленная здесь, снова очень проста в сборке и включает только одну IC 4049 для предполагаемых приложений.
  2. IC, как мы все знаем, имеет шесть вентилей НЕ, эти вентили являются простыми инверторами, что означает, что они будут инвертировать любой уровень напряжения на своих входных контактах на прямо противоположный уровень на своем выходном контакте.
  3. Таким образом, если на вход подается положительный сигнал, на выходе мгновенно возникает отрицательное значение, и наоборот.
  4. Высокий входной импеданс ворот CMOS гарантирует, что потенциал даже при очень низких токах должным образом обнаружен и интерпретирован ими.
  5. Идея проста: земля или отрицательное напряжение (точка 0 на рисунке) удерживается в самой нижней части резервуара, так что вода достигает этой точки первой, когда она начинает заполняться.
  6. По мере того, как уровень воды поднимается выше, он впоследствии входит в контакт с входами НЕ-ворот, расположенных последовательно вверх.
  7. Отрицательное напряжение на дне резервуара протекает через воду и входит в контакт с соответствующими входами затворов.
  8. Этот отрицательный потенциал, приложенный к последующим входам ворот, означает создание противоположного напряжения, то есть положительного потенциала на их выходах, что и происходит.
  9. Возникающее таким образом положительное напряжение загорается соответствующими светодиодами, указывая, какой вход затвора на каком уровне вступил в контакт с повышающимся уровнем воды.
  10. Клеммы проводов датчика из схемы в виде точек от 0 до 6 могут быть расположены над непроводящей палкой, сделанной из пластика, с латунными головками винтов, установленными в качестве вывода датчика.
  11. Светодиодная подсветка дает прямую индикацию уровней воды, поскольку они размещены в калиброванных положениях в резервуаре (см. Принципиальную схему)

Схема выводов IC

Моделирование: грубая симуляция Обсуждаемая схема указателя уровня воды показана ниже. Мы можем видеть, как светодиоды загораются последовательно в ответ на возрастающий уровень воды, соприкасающийся с соответствующими точками датчика внутри резервуара для воды

Список деталей.

  • Все светодиодные резисторы - 470 Ом,
  • Все входные резисторы затвора - 2M2
  • Все конденсаторы - керамические диски 0,1.
  • Все ворота CMOS НЕ Gates
  • Все светодиоды красные 5 мм или по желанию производителя.

Прототип, испытанный на практике

Вышеупомянутая схема была успешно построена и протестирована г-ном Э. Рама Мурти, который является одним из постоянных и преданных читателей этого блога. Следующие фотографии построенного прототипа были отправлены

.

Простой автоматический контур полива растений для мониторинга влажности почвы

Этот автоматический контур полива растений может использоваться для автоматического определения влажности почвы и включения водяного насоса, когда земля пересыхает ниже заданного уровня (регулируется).

Работа схемы

Схема довольно проста и использует одну микросхему IC 555 в качестве основного активного компонента. Ссылаясь на схему автоматического полива растений, показанную ниже, мы видим, что микросхема IC 555 подключена в совершенно уникальном и максимально быстром режиме. ,

Здесь он настроен как компаратор и работает лучше, чем операционный усилитель, потому что IC 555 имеет встроенные операционные усилители, которые сопоставимы с любым одиночным операционным усилителем, а также выход IC 555 может потреблять достаточный ток для управления реле без транзисторного задающего каскада.

Вышеупомянутые особенности, в частности, делают вышеуказанную конструкцию очень простой, недорогой и, тем не менее, слишком эффективной с ее функциями.

Вывод №2 здесь становится контактной точкой считывания ИС и удерживается на уровне земли через R2, который должен быть рассчитан в соответствии с желаемым порогом срабатывания влажности почвы.

Точки A и B можно увидеть закрепленными внутри почвы, которые необходимо контролировать на предмет предполагаемого автоматического полива от водяного насоса.

Пока точки A и B определяют некоторый уровень влажности, соответствующий значению сопротивления, которое может быть ниже R2, на выходе IC 555 поддерживается низкий уровень, что, в свою очередь, удерживает реле в отключенном состоянии.

Однако, поскольку почва имеет тенденцию к высыханию, сопротивление между датчиками начинает расти и в какой-то момент становится выше, чем R2, создавая потенциал ниже 1/3 напряжения питания на выводе № 2 IC555.

Вышеупомянутая ситуация немедленно указывает на то, что контакт № 3 ИС становится высоким, что приводит к срабатыванию подключенного реле.

Активация реле включает водяной насос, который начинает перекачивать воду в определенный участок почвы через распределительный канал для воды.

По мере того, как это происходит, почва постепенно становится более влажной, и, как только достигается заданный уровень, датчики немедленно определяют более низкое сопротивление и переводят выходной контакт № 3 интегральной схемы на низкое значение, снова выключают реле и водяной насос, соответственно.

C1 обеспечивает небольшой гистерезис в операциях, гарантируя, что срабатывание реле не будет внезапным или резким, а переключение происходит только после обнаружения реального отклика от условий почвы.

Принципиальная схема

Вышеописанный контур автоматического полива растений был успешно построен и испытан г-ном Аджаем Дусса.

На следующих изображениях показан прототип блока и конструкция печатной платы, созданная г-ном Аджаем.

Дизайн печатной платы


ДЛЯ ЦЕПИ НА ОСНОВЕ 741 OP AMP, ВЫ МОЖЕТЕ СМЕНИТЬСЯ НА ЭТА СТАТЬЯ .


Список деталей

Все резисторы 1/4 Вт 5% CFR

  • R1 = 10 кОм
  • R3 = 2M2
  • R4 = 100 кОм
  • R2 = 1 м предустановка или металлокерамика
  • C1 = 1 мкФ / 25 В опционально для создания эффекта задержки на реле
  • Реле = 12 В, 400 Ом SPDT
  • Вход питания = 12 В / 500 мА постоянного тока

Другой вариант конструкции печатной платы показан ниже. Его разработали при участии: Алиреза Гасеми

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Дешевый полуавтоматический контур контроллера расхода воды в резервуаре

Схема, представленная здесь, контролирует уровень воды, поднимающейся внутри резервуара, и автоматически выключает двигатель насоса, как только уровень воды достигает края резервуара.

Предлагаемая схема контроллера перелива воды в баке является полуавтоматическим устройством, поскольку она может только определять переполнение и выключать двигатель, но не может запустить двигатель при подаче воды.

Пользователь должен вручную включить мотопомпу, когда становится доступным водоснабжение или во время откачки воды из других источников, таких как скважина или река.

Контроль уровня воды с использованием транзисторов

В схеме используются только транзисторы, она очень проста и понятна при следующем описании:

ЦЕПНАЯ СХЕМА показывает конструкцию, включающую только транзисторы и несколько других пассивных компонентов.

Транзисторы T3 и T4 вместе с соответствующими деталями образуют простую схему защелки.

При кратковременном нажатии кнопки Т2 смещается вперед и обеспечивает необходимое смещение для Т4, которое также мгновенно проводит.

Когда T4 проводит, реле срабатывает, и моторный насос включается.

Напряжение обратной связи от коллектора T4, достигающее базы T3 через R4, гарантирует, что T3 останется зафиксированным и в проводящем режиме даже после отпускания кнопки.

Когда вода достигает порогового уровня резервуара, она вступает в контакт с парой контактов, расположенных на желаемой высоте внутри резервуара.

Вода соединяет две клеммы, и через них начинает течь напряжение утечки, которого становится достаточно для срабатывания пары Дарлингтона, состоящей из T1 и T2.

T1 / T2 проводит и немедленно заземляет сигнал обратной связи на базе T3.

T3 заблокирован из-за напряжения смещения, и защелка срабатывает, выключая реле и двигатель.

Контур остается в этом положении до тех пор, пока вода внутри резервуара не опустится ниже сенсорных клемм и кнопка снова не будет активирована.

ПОЖАЛУЙСТА, ПРОВЕРЬТЕ ЭТУ ЦЕПЬ, ПОДКЛЮЧАЯ ЛАМПУ НА МЕСТО ДВИГАТЕЛЯ.

ПИТАНИЕ ЦЕПИ ЧЕРЕЗ ИСТОЧНИК 12 В постоянного тока.

ЗАПУСКАТЬ НАЖАТИЕМ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ, ЛАМПА ДОЛЖНА ЗАГОРАТЬСЯ.

ТЕПЕРЬ ВРУЧНУЮ окуните ДВА КОНТАКТА ПРОВОДА В ВОДУ, ЭТО ДОЛЖНО МГНОВЕННО ВЫКЛЮЧИТЬ ЛАМПУ И ПЕРЕВОДИТ ЦЕПЬ В ПРЕДЫДУЩЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ.

Список деталей

R1 = 1K,

R2 = 470K,

R3 = 10K

R4 = 1M (расположен чуть ниже T3)

T1, T2, T3 = BC547,

T4 = BC557

C1 = 0,22 мкФ

C2 = 10 мкФ / 25 В

C3 = 100 мкФ / 25 В

D1 = 1N4148,

Реле = 12 В / SPDT

Кнопка = кнопка звонка

О Swagat

Я инженер-электроник (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Смотрите также