Кузнечные горны использовались мастерами по металлу на протяжении тысячелетий. Кузнецы используют горн для нагрева и придания формы металлу. Кузница оставалась одинаковой по конструкции и назначению на протяжении тысячелетий, и современная кузница, какой мы ее знаем, работает по существу так же, как и ее предшественники. Здесь мы объясним, как работает каждый тип кузницы, как построить свою кузнечную кузницу и что именно вам нужно, чтобы начать кузнечное дело дома.
Что такое кузнечный горн?
Кузнечный горн — это тип очага, который кузнец использует для нагревания металлов и превращения их в предметы, инструменты и многое другое. Обычно это бассейн, состоящий из источника тепла и подачи кислорода, чтобы довести металлы до температуры, при которой их можно легко обрабатывать и формировать.
Как работает кузница?
Традиционная кузница использует комбинацию огня, топлива и движущегося воздуха. Пока горн работает, кузнец поджигает твердое топливо внутри очага. Источник движущегося воздуха вводит в огонь дополнительный кислород. Традиционно это делалось с помощью больших мехов. Современные кузницы используют вентиляторы. Кислород поступает в горн через фурму, которая представляет собой трубу на горне. Кислород повышает температуру огня и позволяет горну гореть горячее. Он должен достичь температуры, при которой металлу становится легче придавать форму, или температуры, при которой затвердевание больше не происходит. В современных крытых кузницах обычно используется дымоход и вентиляционное отверстие для фильтрации дыма из кузницы. Кузнец должен постоянно балансировать топливо и воздух в традиционной кузне во время работы.
В чем разница между кузницей, печью и литейным цехом?
Хотя иногда эти термины используются взаимозаменяемо, каждый из них выполняет очень разные функции при нагревании металлов. Литейный завод плавит металлы в специальных печах для отливки в формы. Кузница — это печь или очаг, в котором металлы нагреваются перед тем, как придать им форму. Процесс ковки заключается в нагреве металла и придании ему формы.
Как сделать кузницу в домашних условиях
Многие кузнецы и любители строят свои собственные кузницы дома. В следующем пошаговом руководстве показано, как сделать кузницу на твердом топливе, которая работает на горячем угле и идеально подходит для ковки небольших предметов. Эта кузница может достигать температур, достаточных для кузнечной сварки, недорога в строительстве и является отличной начальной кузницей для использования.
Материалы, необходимые для создания собственной кузницы
Контейнер из нержавеющей стали — от тормозного барабана до угольного гриля-барбекю.
Электродрель и сверло 6 мм
Шаг 1. Создайте безопасную рабочую среду
Всегда надевайте защитное снаряжение при работе с кузницей и рядом с ней. Как минимум, вы должны носить защитные очки и одежду из натуральных волокон, например, рабочую рубашку из хлопчатобумажной ткани с длинными рукавами и брюки, чтобы защитить кожу. Установите свою кузницу на открытом пространстве. Крайне важно работать в хорошо проветриваемом помещении на открытом воздухе, когда вы строите кузницу дома. Хорошо проветриваемое рабочее место предотвращает накопление угарного газа. Если вы работаете в гараже, откройте дверь гаража и установите датчик угарного газа. Если вы строите профессиональную кузницу в помещении, изучите возможность установки вытяжного шкафа.
Шаг 2: Проделайте отверстие
С помощью стамески или пробойника сделайте центральные отверстия в каждом углу стального лотка. Затем с помощью электродрели и 6-миллиметрового сверла просверлите каждое отмеченное отверстие.
Шаг 3: Добавьте ноги
Через каждое отверстие вставьте болт М6 и наденьте шайбу и гайку. Это поднимает вашу кузницу над землей и помогает с изоляцией.
Шаг 4: Добавьте отверстие для подключения подачи воздуха
Просверлите отверстие в одной стороне металлического бассейна, чтобы соединить подачу воздуха со стальной трубой. Вставьте трубу так, чтобы длина около 6 дюймов выступала из отверстия. Это ваша фурма, где источник воздуха будет добавлять кислород в вашу кузницу. Размещение источника воздуха сбоку от кузницы делает вашу кузницу простой и практичной в использовании. Если бы фурма находилась внизу, она заполнялась бы золой. Также в ваших интересах иметь локальный нагрев с одной стороны кузницы и охлаждающий уголь с другой. Когда вы работаете в горне, вы можете подталкивать уголь к более прохладной стороне, когда он остывает, и иметь запас тепла на стороне вашей фурмы.
Шаг 5: Добавьте подачу воздуха
Прикрепите к трубе источник воздуха, чтобы поддерживать подачу кислорода. Воздушные компрессоры, ручные воздуходувки или сильфоны работают хорошо. Некоторые домашние кузнецы даже используют фены, но ограниченные настройки могут затруднить контроль количества кислорода, подаваемого в кузницу. Если ширина выбранной вами подачи воздуха отличается от ширины фурмы, вам, возможно, придется сделать переходник, чтобы подогнать трубу под нужную ширину.
Шаг 6: Изолируйте кузницу
Используйте комбинацию 50/50 гипса и песка, чтобы изолировать основание подноса с помощью огнеупорного покрытия. Смешайте два ингредиента вместе в сухом виде и добавьте небольшое количество воды до консистенции, похожей на глину. Вы стремитесь к 1 см покрытия вокруг внутренней части лотка. Дайте ему высохнуть в течение нескольких часов.
Шаг 7: Топите свою кузницу
Это кузница, работающая на древесном угле, и ее очень легко разжечь. Просто зажгите его, как угольный гриль, и включите подачу воздуха.
Распространенные типы кузниц
На выбор есть три типа горнов: твердотопливные, газовые и электроиндукционные. Кузница выше — одна из самых дешевых и простых кузниц, но опытные изготовители могут построить кузницы, которые будут более энергоэффективными, большими и/или более мощными. Тип кузницы, в которой вы решите работать, будет зависеть от вашего рабочего места, бюджета и проектов. В каждой кузнице должен быть какой-либо очаг, в котором кузнец нагревает металл для ковки.
Газовые кузницы
Основным преимуществом газовой кузницы является простота использования, особенно для начинающего кузнеца, поскольку производимый огонь чистый, постоянный и легко контролируемый. Некоторые недостатки использования газовой кузницы заключаются в том, что ее нельзя легко реформировать для проектов разного размера, и трудно нагреть небольшую часть проекта. Газовую кузницу легко построить, а материалы легко доступны. Вы можете построить его с помощью пропановой паяльной лампы и конструкции из огнеупорного кирпича.
Индукционные кузницы
В индукционных горнах для нагрева металла используется индукционная катушка, а не твердое топливо или газ. Преимущество использования индукционной горни для кузнечного дела заключается в том, что это энергосберегающий и легко контролируемый процесс нагрева по сравнению с большинством других способов плавки металла. Их установка может быть дороже, в зависимости от вашего доступа к электроэнергии дома. Частота источников питания может варьироваться от 50 Гц до 200 кГц, что превышает обычную бытовую электрическую мощность и потенциально требует от кузнеца установки нового автоматического выключателя и / или трансформатора. Этот тип кузницы может хорошо работать для небольших проектов и для кузнецов с надлежащей электрической настройкой дома.
Кузницы на твердом топливе
Угольная кузница подойдет, если у вас большой магазин и вы не планируете перемещать свою кузницу после того, как она будет установлена. Угольная кузница имеет более крупный и более открытый подовой лоток, что дает вам больше места и стабильности для более крупных или более необычных по форме деталей. Поскольку угольная кузня не закрыта, как большинство газовых кузниц, может быть проще найти правильное положение для нагрева вашего металла. Уголь является предпочтительным источником тепла, потому что он горит медленно и эффективно, в то время как древесный уголь горит горячее и быстрее. Некоторые кузнецы предпочитают делать свой собственный уголь из дерева, разжигая горячий костер и заливая его водой. Как только он полностью высохнет, у вас останется идеальный уголь для горна.
Часто задаваемые вопросы о кузнице
Какой тип кузницы мне нужен?
Выбор типа кузнечного горна, который вам нужен, зависит от проектов, которые вы хотите создать, и ваших возможностей построить кузницу дома. Индукционные горны лучше всего подходят для небольших проектов и объектов с большой электрической мощностью. Газовые горны идеально подходят для начинающих кузнецов, заинтересованных в работе над небольшими проектами и на портативном уровне. Наконец, твердотопливные или угольные горны хорошо подходят для крупных проектов и недорогих установок. Вы можете построить свою собственную простую кузницу на твердом топливе, выполнив шаги, которые мы изложили в семи шагах выше.
Можно ли построить кузницу дома?
Да, вы можете построить кузнечный горн дома! Кузницы на твердом топливе недороги в установке и могут использовать в качестве очага что угодно, от банки для супа до гриля для барбекю. Кузницы, работающие на пропане, — отличный вариант для начинающих кузнецов, которые только начинают работать и могут быть портативными.
Сколько стоят кузницы?
Вы можете построить свою собственную кузницу для хобби на заднем дворе всего за 20 долларов в расходных материалах, следуя модели «сделай сам», которую мы описали выше. Если вы заинтересованы в создании более постоянного магазина, совершенно новая газовая кузница стоит от 500 до 800 долларов, а новая кузница на твердом топливе будет стоить от 800 до 1600 долларов. Centaur Forge — отличный ресурс для кузниц и кузнечных инструментов.
Как зажечь кузнечный горн?
В зависимости от типа кузницы, которую вы выбрали, ее освещение будет разным для каждой кузницы. Угольная кузница разжигается аналогично грилю для барбекю. Для газовых кузниц требуется осветительный механизм. В зависимости от того, к чему у вас есть доступ, вы можете использовать сварочную кремневую зажигалку или пропановую сантехнику.
Вентиляция всего дома
Энергоэффективные дома — как новые, так и существующие — требуют механической вентиляции для поддержания качества воздуха в помещении. Различают четыре основные механические системы общедомовой вентиляции — вытяжную, приточную, приточно-вытяжную и с рекуперацией энергии.
Сравнение систем вентиляции всего дома
Система вентиляции
Плюсы
Минусы
- Относительно недорогой и простой в установке
- Хорошо работают в холодном климате.
- Может втягивать загрязняющие вещества в жилое пространство
- Не подходит для жаркого влажного климата
- Частично полагаться на случайную утечку воздуха
- Может увеличить затраты на отопление и охлаждение
- Может потребоваться смешивание наружного и внутреннего воздуха, чтобы избежать сквозняков в холодную погоду.
- Может вызвать обратную тягу в приборах сгорания.
- Относительно недорогой и простой в установке
- Обеспечивают лучший контроль, чем выхлопные системы
- Свести к минимуму загрязняющие вещества извне жилого помещения
- Предотвратить обратную тягу дымовых газов от каминов и приборов
- Разрешить фильтрацию пыльцы и пыли в наружном воздухе
- Разрешить осушение наружного воздуха
- Хорошо работают в жарком или смешанном климате.
- Может вызвать проблемы с влажностью в холодном климате
- Не смягчает и не удаляет влагу из поступающего воздуха
- Может увеличить затраты на отопление и охлаждение
- Может потребоваться смешивание наружного и внутреннего воздуха, чтобы избежать сквозняков в холодную погоду.
- Подходит для любого климата
- Установка и эксплуатация могут стоить дороже, чем вытяжные или приточные системы
- Не смягчает и не удаляет влагу из поступающего воздуха
- Может увеличить затраты на отопление и охлаждение.
Вентиляторы с рекуперацией энергии и тепла
- Сокращение затрат на отопление и охлаждение
- Доступны как небольшие настенные или оконные модели, так и системы центральной вентиляции.
- Экономически эффективен в климатических условиях с суровыми зимами или летом и высокими затратами на топливо.
- Установка может стоить дороже, чем другие системы вентиляции
- Может быть нерентабельным в мягком климате
- Может быть трудно найти подрядчиков с опытом и знаниями для установки этих систем.
- Требуют защиты от замерзания и замерзания в холодном климате
- Требуют большего обслуживания, чем другие системы вентиляции.
Вытяжные системы вентиляции
Вытяжные системы вентиляции работают, разгерметизируя ваш дом. Система выпускает воздух из дома, в то время как добавочный воздух проникает через неплотности в оболочке здания и через преднамеренные пассивные вентиляционные отверстия.
Вытяжные системы вентиляции наиболее подходят для холодного климата. В климате с теплым влажным летом разгерметизация может привести к попаданию влажного воздуха в полости стен здания, где он может конденсироваться и вызывать повреждения от влаги.
Системы вытяжной вентиляции относительно просты и недороги в установке. Как правило, система вытяжной вентиляции состоит из одного вентилятора, подключенного к центральной точке вытяжки в доме. Лучшей конструкцией является подключение вентилятора к воздуховодам из нескольких комнат, предпочтительно комнат, где образуются загрязняющие вещества, например ванных комнат. Регулируемые пассивные вентиляционные отверстия через окна или стены могут быть установлены в других помещениях, чтобы подавать свежий воздух, а не полагаться на утечки в оболочке здания. Однако для правильной работы пассивных вентиляционных отверстий могут потребоваться большие перепады давления, чем те, которые создает вентилятор.
Одна из проблем с вытяжными вентиляционными системами заключается в том, что вместе со свежим воздухом они могут всасывать загрязняющие вещества, в том числе:
- Радон и плесень из подполья
- Пыль с чердака
- Дым из пристроенного гаража
- Дымовые газы от камина или водонагревателя и печи, работающей на ископаемом топливе.
Эти загрязняющие вещества вызывают особую озабоченность, когда вентиляторы для ванных комнат, вытяжные вентиляторы и сушилки для белья (которые также разгерметизируют дом во время их работы) работают, когда также работает система вытяжной вентиляции.
Системы вытяжной вентиляции также могут способствовать более высоким затратам на отопление и охлаждение по сравнению с системами вентиляции с рекуперацией энергии, поскольку вытяжные системы не охлаждают и не удаляют влагу из свежего воздуха до того, как он попадет в дом.
Поставка вентиляционных систем
Системы приточной вентиляции используют вентилятор для создания давления в вашем доме, нагнетая наружный воздух в здание, в то время как воздух выходит из здания через отверстия в кожухе, ванне и каналах вентилятора плиты, а также преднамеренные вентиляционные отверстия (если таковые имеются).
Как и системы вытяжной вентиляции, системы приточной вентиляции относительно просты и недороги в установке. Типичная система приточной вентиляции состоит из вентилятора и системы воздуховодов, которая подает свежий воздух обычно в одну, а лучше в несколько комнат, в которых проживают больше всего жильцы (например, спальни, гостиная). Эта система может включать в себя регулируемые оконные или настенные форточки в других комнатах.
Приточные вентиляционные системы позволяют лучше контролировать воздух, поступающий в дом, чем вытяжные вентиляционные системы. Создавая давление в доме, приточные вентиляционные системы минимизируют внешние загрязнители в жилых помещениях и предотвращают обратную тягу дымовых газов от каминов и приборов. Приточная вентиляция также позволяет фильтровать наружный воздух, поступающий в дом, для удаления пыльцы и пыли или осушать его для контроля влажности.
Системы приточной вентиляции лучше всего работают в жарком или смешанном климате. Поскольку они создают давление в доме, эти системы могут вызвать проблемы с влажностью в холодном климате. Зимой система приточной вентиляции приводит к утечке теплого внутреннего воздуха через случайные отверстия в наружной стене и потолке. Если воздух в помещении достаточно влажный, влага может конденсироваться на чердаке или в холодных внешних частях наружной стены, что приводит к образованию плесени, грибка и гниения.
Как и системы вытяжной вентиляции, системы приточной вентиляции не охлаждают и не удаляют влагу из приточного воздуха до того, как он попадет в дом. Таким образом, они могут привести к более высоким затратам на отопление и охлаждение по сравнению с системами вентиляции с рекуперацией энергии. Поскольку воздух поступает в птичник в отдельных местах, может потребоваться смешивание наружного воздуха с воздухом в помещении перед доставкой, чтобы избежать сквозняков холодного воздуха зимой. Еще одним вариантом является встроенный канальный нагреватель, но он увеличивает эксплуатационные расходы.
Сбалансированные системы вентиляции
Сбалансированные вентиляционные системы, если они правильно спроектированы и установлены, не создают и не разгерметизируют ваш дом. Скорее, они вводят и выбрасывают примерно равные количества свежего наружного воздуха и загрязненного внутреннего воздуха.
Сбалансированная система вентиляции обычно имеет два вентилятора и две системы воздуховодов. Вентиляционные отверстия для подачи и вытяжки свежего воздуха могут быть установлены в каждой комнате, но типичная приточно-вытяжная система вентиляции предназначена для подачи свежего воздуха в спальни и гостиные, где жильцы проводят больше всего времени. Он также вытягивает воздух из помещений, где чаще всего образуются влага и загрязняющие вещества (кухни, ванные комнаты и, возможно, прачечная).
В некоторых конструкциях используется одноточечный выхлоп. Поскольку они напрямую подают наружный воздух, сбалансированные системы позволяют использовать фильтры для удаления пыли и пыльцы из наружного воздуха перед его подачей в дом.
Сбалансированные системы вентиляции подходят для всех климатических условий. Однако, поскольку для них требуются две системы воздуховодов и вентиляторов, системы сбалансированной вентиляции обычно дороже в установке и эксплуатации, чем приточные или вытяжные системы.
Как и приточные, и вытяжные системы, приточно-вытяжные системы не охлаждают и не удаляют влагу из приточного воздуха до того, как он попадет в дом. Следовательно, они могут способствовать более высоким затратам на отопление и охлаждение, в отличие от систем вентиляции с рекуперацией энергии. Кроме того, как и в системах приточной вентиляции, может потребоваться смешивание наружного воздуха с воздухом в помещении перед доставкой, чтобы избежать сквозняков холодного воздуха зимой.
Системы вентиляции с рекуперацией энергии
Вентиляционные системы с рекуперацией энергии обеспечивают контролируемый способ вентиляции дома при минимальных потерях энергии. Они снижают затраты на нагрев вентилируемого воздуха зимой за счет передачи тепла от теплого внутреннего вытяжного воздуха свежему (но холодному) наружному приточному воздуху. Летом внутренний воздух охлаждает более теплый приточный воздух, что снижает затраты на охлаждение.
Существует два типа систем рекуперации энергии: вентиляторы с рекуперацией тепла (HRV) и вентиляторы с рекуперацией энергии (или рекуперации энтальпии) (ERV). Оба типа включают теплообменник, один или несколько вентиляторов для прокачки воздуха через машину и элементы управления. Есть несколько небольших настенных или оконных моделей, но большинство из них представляют собой центральные системы вентиляции всего дома с собственной системой воздуховодов или общими воздуховодами.
Основное различие между вентилятором с рекуперацией тепла и вентилятором с рекуперацией энергии заключается в том, как работает теплообменник. В случае проветривателя с рекуперацией теплообменник вместе с тепловой энергией переносит определенное количество водяного пара, в то время как проветриватель с рекуперацией тепла передает только тепло.
Поскольку вентилятор с рекуперацией энергии передает часть влаги из вытяжного воздуха обычно менее влажному поступающему зимнему воздуху, влажность воздуха в помещении остается более постоянной. Это также сохраняет тепло теплообменника, сводя к минимуму проблемы с замерзанием.
Летом вентилятор с рекуперацией энергии может помочь контролировать влажность в доме, перенося часть водяного пара из поступающего воздуха в теоретически более сухой воздух, выходящий из дома. Если вы используете кондиционер, вентилятор с рекуперацией энергии обычно обеспечивает лучший контроль влажности, чем система с рекуперацией тепла. Однако есть некоторые разногласия по поводу использования систем вентиляции вообще во влажную, но не слишком жаркую летнюю погоду. Некоторые эксперты считают, что лучше выключать систему в очень влажную погоду, чтобы поддерживать низкий уровень влажности в помещении. Вы также можете настроить систему так, чтобы она работала только при работающей системе кондиционирования воздуха, или использовать змеевики предварительного охлаждения.
Большинство вентиляционных систем с рекуперацией энергии могут рекуперировать от 70% до 80% энергии выходящего воздуха и передавать эту энергию поступающему воздуху. Однако они наиболее рентабельны в климатических условиях с суровыми зимами или летом, а также при высоких затратах на топливо. В мягком климате стоимость дополнительной электроэнергии, потребляемой системными вентиляторами, может превышать экономию энергии за счет отсутствия необходимости кондиционирования приточного воздуха.
Установка систем вентиляции с рекуперацией энергии обычно стоит дороже, чем установка других систем вентиляции. В общем, простота является ключом к рентабельной установке. Чтобы сэкономить на установке, многие системы используют существующие воздуховоды. Сложные системы не только дороже в установке, но и, как правило, более сложны в обслуживании и часто потребляют больше электроэнергии. Для большинства домов попытка восстановить всю энергию вытяжного воздуха, вероятно, не будет стоить дополнительных затрат. Также такие виды вентиляционных систем до сих пор не очень распространены. Только некоторые подрядчики HVAC обладают достаточными техническими знаниями и опытом для их установки.
В общем, вы хотите иметь приточный и обратный воздуховод для каждой спальни и для каждой общей жилой зоны. Участки воздуховодов должны быть максимально короткими и прямыми. Воздуховод правильного размера необходим для минимизации перепадов давления в системе и, таким образом, для повышения производительности. Изолируйте воздуховоды, расположенные в неотапливаемых помещениях, и герметизируйте все стыки клейкой мастикой (ни в коем случае не обычной клейкой лентой).
Кроме того, системы вентиляции с рекуперацией энергии, эксплуатируемые в холодном климате, должны иметь устройства, предотвращающие замерзание и образование инея. Очень холодный приточный воздух может вызвать образование инея в теплообменнике, что может привести к его повреждению. Накопление инея также снижает эффективность вентиляции.
Вентиляционные системы с рекуперацией энергии требуют большего обслуживания, чем другие вентиляционные системы. Их необходимо регулярно очищать, чтобы предотвратить ухудшение скорости вентиляции и рекуперации тепла, а также предотвратить появление плесени и бактерий на поверхностях теплообменника.
