Характерной чертой современных обогревателей, выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью, является эффектный дизайн.
Но стоит ли тратиться на такую красоту, если нужно обогреть, к примеру, гараж зимой или дачный домик в ненастную погоду?
В столь непритязательной обстановке можно воспользоваться и самодельным устройством, которое при всей своей неказистости отлично справится с поставленной задачей.
Тем более что изготовить обогреватель своими руками в силу простоты его конструкции совсем несложно. Давайте познакомимся с некоторыми разновидностями этих приборов и узнаем, как и из чего можно сделать обогреватель своими руками в домашних условиях.
Домашнему умельцу, желающему обзавестись самодельной «грелкой», можно предложить на выбор несколько вариантов:
Масляный
Представляет собой емкость, оснащенную трубчатым электронагревателем (ТЭН) и заполненную маслом.
Главным элементом ТЭНа является спираль из нихрома или другого материала с высоким электросопротивлением, которая при пропускании через нее электрического тока начинает греться. Спираль помещена в медную трубку, заполненную песком.
Масло отводит тепло от ТЭНа, распределяет его по поверхности корпуса и вдобавок служит теплоаккумулятором (после отключения электричества прибор некоторое время продолжает греть окружающий воздух).
Парокапельный
По своему устройству парокапельный обогреватель очень похож на масляный, только в качестве среды, распределяющей тепло, используется водяной пар. Он образуется из небольшого количества воды, которое заливается в корпус.
Такое решение дает два существенных преимущества:
- При замерзании парокапельный обогреватель не лопнет, так как вода занимает лишь незначительную часть его объема.
- Пар является чрезвычайно емким теплоаккумулятором. Точнее, не столько пар, сколько процесс испарения: именно при переходе из жидкого состояния в газообразное вода накапливает большой объем тепловой энергии, который возвращается при конденсации пара на стенках обогревателя.
Отдав тепло корпусу прибора, сконденсированный пар в виде воды стекает в нижнюю часть, где установлен ТЭН. Мощность ТЭНа и объем воды подбирается таким образом, чтобы разрыв обогревателя давлением пара был исключен.
Благодаря тому, что корпус прибора герметично закрыт, его стенки изнутри от высокой влажности не ржавеют.
Свечной
Пламя свечи, как известно, выделяет не только свет, но и некоторое количество тепла.
Только оно обычно улетучивается под потолок в виде конвективных потоков воздуха и там «размазывается» по всей площади помещения.
Почему бы не установить над свечой «ловушку» для тепла? О том, что она из себя представляет, мы расскажем в следующем разделе.
Инфракрасный (ИК)
Любое вещество с отличной от абсолютного нуля температурой излучает «тепловые» электромагнитные волны, которые называются инфракрасными.
Интенсивность этого излучения находится в прямой зависимости от температуры вещества. Водяные и масляные радиаторы также распространяют ИК-волны, но в очень малом количестве, поскольку их поверхность является относительно холодной.
Чтобы превратить металлический предмет в ИК-излучатель, достаточно нагреть его до температуры красного свечения. Если же использовать особые материалы, например, графит, то достаточно ощутимых «тепловых» волн можно будет добиться и при сравнительно низких температурах.
Знание этих тонкостей поможет нам изготовить своими руками ИК-обогреватель, который будет отдавать нам тепло напрямую, то есть без участия воздуха в качестве посредника.
Другие виды
Поскольку электричество есть не везде, имеют право на жизнь конструкции, работающие на газу или твердом топливе. К последним можно отнести буржуйки.
Требования к обогревательному прибору
Разрабатывая конструкцию обогревателя того или иного типа, будем придерживаться следующих правил:
- Прибор должен быть абсолютно безопасным.
- Конструкция должна быть достаточно простой, чтобы ее можно было собрать собственными руками.
- Детали и материалы будем использовать только такие, которые можно раздобыть без малейших затруднений.
Итоговая стоимость самоделки должна составлять не более 30% от стоимости обогревателя заводского изготовления тех же вида и мощности. В противном случае изготовление прибора своими руками теряет смысл.
Сборка обогревателя
Как собрать самодельные обогреватели для дома? Рассмотрим поэтапно технологию изготовления обогревателей перечисленных видов:
Масляный обогреватель
Итак, рассмотрим, как соорудить масляный обогреватель своими руками. Такой обогреватель проще всего сделать из радиатора водяного отопления, уже имеющем готовые отверстия с резьбой. Чтобы он мог занимать вертикальное положение, радиатор нужно прикрепить к сваренной из стального уголка раме с «лыжами» или ножками.
ТЭН можно купить в магазине. Он должен обязательно иметь регулятор температуры.
Изготовление масляного обогревателя из радиатора
Резьба в радиаторе вряд ли будет соответствовать резьбе ТЭНа. Чтобы последний можно было установить, нужно изготовить адаптер в виде втулки с нарезанной снаружи и внутри резьбой. Наружная должна соответствовать резьбе радиатора, внутренняя – резьбе ТЭНа.
Перед ввинчиванием адаптера в радиатор на его наружную резьбу следует намотать уплотнительный материал. Наилучшим образом для этой цели подходит фторопластовая лента (более распространенное название – ФУМ-лента), которая выдерживает очень высокие температуры.
При необходимости самодельный масляный обогреватель можно оснастить двумя ТЭНами. В этом случае их нужно подключить параллельно.
Нагретое масло за счет конвекции поднимается вверх, поэтому ТЭНы обязательно должны быть расположены в самом низу прибора.
Парокапельный обогреватель своими руками
Обогреватель этого типа собирается подобно масляному. За исключением нескольких отличий:
- ТЭН должен быть маломощным;
- корпус должен быть нержавеющим, в противном случае самодельный парокапельный обогреватель долго не прослужит;
- вместо трансформаторного масла нужно залить небольшое количество воды.
Корпус можно сварить самостоятельно в виде трубчатого радиатора, используя трубы из нержавеющей стали.
Чтобы избежать разрыва корпуса паром, установите на нем предохранительный клапан.
Свечной
«Ловушка» для тепла, которую нужно разместить над свечой, представляет собой набор керамических цветочных горшков разного размера, вложенных один в другой. Достаточно будет 3-х штук диаметром, к примеру, 15, 10 и 5 см. Устанавливаются горшки в перевернутом виде.
Для сборки «ловушки» понадобится шпилька (стержень с резьбой) диаметром от 6 до 12 мм, гайки в количестве 8 штук и примерно 20 шайб.
Вот что нужно сделать:
- На шпильку с одной стороны навинчивается гайка, а с другой – надевается самый большой горшок, так чтобы донышком он стоял на навинченной гайке. Чтобы донышки горшков не пришлось сверлить, желательно покупать изделия с уже готовыми отверстиями.
- Надетый горшок изнутри нужно зафиксировать гайкой, после чего в него вставляется второй горшок.
- Аналогично устанавливается третий горшок, после чего внутри него на шпильке набирается сердечник из оставшихся гаек и шайб.
Самодельный свечной обогреватель
Опору для конструкции можно соорудить из кирпичей – это самый простой вариант. Несколько изящнее будет смотреться подставка, сваренная из металлопрофиля.
Мощность свечного обогревателя в зависимости от размеров свечи может варьироваться в пределах от 15 до 42 Вт. Пойманное тепло накапливается в керамике и по мере ее нагрева начинает излучаться в виде ИК-волн.
Как обогреть помещение, если стандартные 220 вольт напряжения отсутствуют? – настоящее спасение в такой ситуации. Три варианта изготовления прибора рассмотрены на сайте.
О преимуществах и недостатках газовых обогревателей для гаража читайте .
При выборе обогревателя существенную роль играет его экономичность. Здесь рассмотрим виды обогревателей и их энергоэффективность.
ИК-обогреватель
Проще всего своими руками сделать так называемый пленочный ИК-обогреватель. Действовать нужно так:
- Приготовьте смесь из эпоксидного клея и графитового порошка. Наилучшим источником графита являются отработанные щетки токосъемников электротранспорта – троллейбуса или трамвая. Основу смеси должен составлять именно графит, клей используется только в качестве связующего.
- Далее нужно взять лист слоистого бумажного пластика площадью около 1 кв. м и нанести на него (на сторону с наибольшей шероховатостью) приготовленную смесь в виде длинной полосы, извивающейся «змейкой».
- Поверх «змейки» нужно наклеить еще один лист пластика, прихватив его для надежности все тем же эпоксидным клеем.
- С разных сторон к графитовой «змейке» нужно посредством клемм подсоединить жилы провода с вилкой на конце. При желании в цепь можно включить какой-нибудь примитивный терморегулятор.
- Чтобы самодельным пленочным ИК-обогревателем было удобнее пользоваться, его, словно картину, следует закрепить на деревянной рамке.
Сборка инфракрасного обогревателя
Перед включением обязательно проверьте сопротивление графитового излучателя и рассчитайте силу тока, который будет протекать в цепи. Она должна соответствовать возможностям электропроводки.
Газовый обогреватель своими руками
Данный прибор будет отапливать помещение и за счет конвекции, и за счет ИК-излучения.Вот что понадобится для его изготовления:
- газовые горелка и вентиль;
- хозяйственное сито полусферической формы;
- лист оцинкованной стали;
- стальная сетка.
Прибор делается по следующей схеме:
- Из листа оцинкованной стали посредством ножниц по металлу надо вырезать две заготовки, имеющие вид круга (диаметр должен соответствовать диаметру хозяйственного сита) с «ушками».
- К одной из заготовок нужно с одной стороны прикрутить болтами газовую горелку. Далее нужно отогнуть «ушки» этой заготовки в противоположную от горелки сторону и прикрутить к ним полусферическое сито так, чтобы горелка оказалась внутри него. Сито играет ту же роль, что и «ловушка» для тепла в свечном обогревателе.
- Теперь нужно взять металлическую сетку и прикрепить ее в виде цилиндра к тем же «ушкам», так чтобы сито с горелкой оказалось внутри. В качестве крепежных деталей следует использовать заклепки. Теперь сетка с прикрепленной к ней круглой заготовкой напоминает кастрюлю, в которую уложены горелка и накрывшее ее полусферическое сито.
- Накрываем «кастрюлю» второй заготовкой, отогнув ее «ушки» вверх. К этим «ушкам» приклепываем верхнюю часть сеточного цилиндра.
Обогреватель готов. Остается подсоединить к горелке шланг от линии газоснабжения.
Видео на тему
Радиаторный обогреватель является одной из наиболее популярных разновидностей устройств, которые используются для отопления помещения. В этом сегменте представлена самая разная техника, причем отличается она не только функциональными параметрами (мощность, теплоотдача и т.д.), но и принципом действия.
В нашей статье мы расскажем, какие радиаторы можно использовать для обогрева, как их правильно подбирать и устанавливать.
Описание изделий
Принцип работы
Для отопления помещений применяются приборы двух типов – конвекторы и радиаторы.
Их отличия заключаются в принципах перераспределения тепла, и потому стоит проанализировать особенности работы устройств обоих видов.
- Конвектор – это отопительный прибор, который работает, как следует из названия, за счет конвекции. При этом в нижнюю часть обогревателя поступает холодный воздух, который затем проходит между нагревательными элементами, увеличивается в объеме и выходит в верхней части прибора. Конвекция осуществляется без дополнительных затрат энергии на перемещение воздушных масс, а ее интенсивность зависит от количества теплообменных панелей.
- Радиатор работает несколько иначе. Внутри отопительного прибора находится теплоноситель – горячая вода, высокотемпературный пар, антифриз, минеральное масло. Тепло от содержимого радиатора передается к стенкам прибора, а они, в свою очередь, излучают его в окружающую среду.
Обратите внимание!
Многие обогреватели работают по смешанному принципу, совмещая конвекцию с излучением тепла в разных пропорциях.
Такой подход позволяет комбинировать процессы для повышения энергоэффективности.
Если говорить о популярности и востребованности на рынке, то радиаторы все же превосходят устройства, использующие конвекторный принцип переноса тепла. Это во многом объясняется простотой конструкции, которая приводит к удешевлению производства. Кроме того, у традиционных радиаторов несколько выше уровень теплоотдачи на единицу площади, но это отличие является несущественным.
Если же упоминать о неоспоримых плюсах, то здесь в пользу радиаторов говорит отсутствие сквозняка. Активно работающий конвектор способствует интенсивному перемешиванию воздуха, и потому при низкой температуре на улице в помещении с большой площадью остекления могут формироваться достаточно холодные потоки.
Исходя из этих соображений, для установки в жилых помещениях специалисты все же рекомендуют выбирать именно радиаторы. А вот какими они могут быть – разберемся в следующем разделе.
Вода или электричество?
Батареи отопления, используемые в быту, бывают либо водяными, либо электрическими. Для сравнения основные свойства таких изделий мы описали в таблице ниже:
| Тип радиатора | Особенности |
| Водяной |
|
| Электрический |
|
Отдельно стоит упомянуть самодельные устройства. Так, например, для гаража можно сделать эл обогреватель из радиатора для автомобиля. При этом внутрь радиатора устанавливаются ТЭНы мощностью до 1 кВт, а эффективный теплообмен обеспечивается за счет работы электродвигателя.
Впрочем, на сегодняшний день необходимость в таких изобретениях практически отсутствует. На рынке представлены обогреватели самых разных моделей, и потому подобрать фабричную модель, подходящую для решения той или иной задачи, не составит труда.
Материал изготовления
Одним из важнейших параметров, определяющих особенности использования радиатора-обогревателя, является материал корпуса.
Этот аспект подбора изделий описан достаточно подробно (в том числе и в статьях на данном сайте), так что здесь мы приведем лишь общие характеристики радиаторов из разных материалов:
- Чугунные батареи – прочные, надежные, но при этом тяжелые и достаточно хрупкие (да, чугун плохо переносит ударные воздействия). К минусам можно также отнести медленный нагрев, к плюсам – длительное сохранение тепла и хорошую стойкость по давлению.
Обратите внимание!
Чугунные радиаторы вполне можно устанавливать в многоквартирных домах, поскольку они хорошо выдерживают перепады напора воды при опрессовке системы.
- Стальные радиаторы имеют большую, по сравнению с чугунными, теплоотдачу. Они легче и более устойчивы к ударам, кроме того, быстрее прогреваются. Если же говорить о недостатках, то сюда следует отнести активную коррозию, а также быстрое остывание при прекращении поступления теплоносителя.
- Алюминиевые модели появились на рынке сравнительно недавно, однако их отличная теплоотдача быстро сделала такие конструкции весьма популярными. Впрочем, минусы у алюминиевых изделий тоже есть: это высокая цена, низкая устойчивость к давлению и склонность к внутренней коррозии при контакте со щелочной водой.
- Чтобы компенсировать недостатки алюминиевых систем, но при этом обеспечить высокую эффективность теплопередачи, были разработаны биметаллические батареи. Они сочетают в себе стальные резервуары с алюминиевыми радиаторными пластинами, и потому очень хорошо обогревают помещение при относительно небольших затратах энергии. Правда, стоят они довольно дорого, потому устанавливать их советуют только там, где нужен запас прочности, который не могут обеспечить модели из алюминия.
- В отдельную группу изделий стоит выделить радиаторы из . Для меди характерна высокая теплопроводность и хорошая устойчивость к коррозии, потому работает такой радиатор выше всяческих похвал. Впрочем, высокая стоимость ограничивает применение медных моделей,потому большинство из них представлено именно в премиум-сегменте.
Использование радиаторов
Подбор по теплоотдаче
Чтобы радиаторы справлялись со своей задачей, т.е. обеспечивали комфортный микроклимат, нам необходимо приобрести достаточное количество таких устройств на одно помещение.
И здесь не обойтись без расчетов, инструкция к которым приводится ниже:
- Потребляемая мощность зависит от того, какой объем нужно обогреть. Следовательно, нам необходимо умножить площадь помещения на его высоту (в метрах). Так, для комнаты площадью 25 м 2 с потолками 3м искомая величина составит 75 м 3 .
- Далее объем умножаем на нормативный показатель в 41 Вт/м 3 . Эта величина определяет потребление тепла одним кубометром жилого пространства для средней полосы России. В нашем случае суммарный объем тепла будет равен 75*41= 3075 Вт.
Обратите внимание!
Для северных и южных территорий действуют другие нормативы, которые вы можете найти в справочной литературе.
Важно!
Как правило, производители указывают, для какой температуры теплоносителя рассчитывается теплоотдача секции радиатора.
Чтобы внести необходимые поправки, стоит заранее узнать параметры теплоснабжения сети вашего дома – возможно, придется приобретать радиатор с запасом по производительности.
Монтаж системы
Установка радиаторов для обогрева своими руками представляет собой достаточно сложный процесс, однако эта задача все же является посильной для большинства мастеров.
Описание алгоритмов начнем с инструкции по установке электрических моделей:
- Как правило, стационарные электрообогреватели крепятся на стену. При этом для подключения используется либо розетка, расположенная в непосредственной близости от устройства, либо скрытая проводка для стационарного присоединения.
Обратите внимание!
В любом случае контур, к которому будет подключаться электрорадиатор, нужно присоединять к распределительному щитку через УЗО.
- Чтобы тепловые потоки распределялись в помещении равномерно, батарею нужно располагать по определённым правилам. Крайне важным является соблюдение величины зазоров: от пола — около 100 мм, от подоконника – 80 – 100 мм, от стены до задней поверхности батареи – 30 – 60 мм.
- Если радиатор полностью перекрывается подоконной доской, то в ней желательно проделать отверстия для выхода теплого воздуха, закрытые пластиковыми решетками. В противном случае нижняя часть оконного стекла будет постоянно накапливать конденсат как самая холодная область в помещении.
- Сама установка электрического радиатора сложностей не представляет. Нам достаточно установить на стену крепежные кронштейны и навесить на них батарею.
С водяным обогревом куда сложнее:
- Вначале необходимо выбрать схему подключения. От этого зависит, насколько эффективно будет проходить перераспределение тепла. Возможные схемы представлены на изображениях в нашей статье, потому при монтаже нужно обязательно иметь в виду эту информацию.
- Во-вторых, нам необходимо проложить трубы отопления. Как правило, для этой цели используются стальные или полимерные изделия с хорошей термостойкостью.
- После этого осуществляем сам монтаж радиатора на настенные или напольные кронштейны. Самыми тяжелыми являются батареи из чугуна, потому для их закрепления используется наиболее мощный крепеж.
- Наконец, нужно присоединить радиатор к трубам. Чаще всего здесь используются резьбовые соединения, которые должны быть максимально надежными и герметичными.
После завершения установочных работ стоит протестировать систему. Если вы этого не сделали, то важно следить за объявлениями о начале отопительного сезона: только первый пуск пробной порции теплоносителя окончательно продемонстрирует, насколько качественной была установка.
Заключение
И водяной, и радиаторный масляный обогреватель, и все остальные устройства из данной категории могут эффективно применяться при создании системы отопления помещения. Итоговый результат напрямую зависит от того, правильно ли мы выберем и смонтируем аппаратуру, потому начинающим мастерам стоит внимательно изучить приведенные выше рекомендации и просмотреть видео в этой статье.
Желающих сделать обогреватель своими руками не убывает: цены на фабричные приборы автономного обогрева не радуют, а их заявленные характеристики нередко оказываются завышенными сравнительно с реальными. Предъявлять претензии бесполезно: у производителей всегда есть «железная отмазка» – эффективность обогрева помещения сильно зависит от его теплотехнических свойств. Случаи, когда из производителя удавалось «выдавить» компенсацию за последствия несчастья, произошедшего по вине их изделия, также единичны. Правда, хотя бытовые обогреватели самостоятельно делать законом не запрещено, беда по вине самоделки будет серьезным отягчающим обстоятельством для ее изготовителя и владельца. Поэтому в данной статье далее описано, как правильно сконструировать и изготовить безопасные бытовые обогреватели нескольких систем, по тепловой эффективности не уступающие лучшим промышленным образцам.
Конструкции
Любители-мастеровые городят обогреватели нередко весьма замысловатой конструкции, см. фото на рис. Порой они сделаны аккуратно. Но подавляющее большинство описанных в рунете самодельных отопительных приборов объединяет одно: высокая степень создаваемой ими опасности, гармонично сочетающаяся с полным несоответствием ожидаемых технических характеристик действительным. В первую очередь это относится к надежности, долговечности и транспортабельности.
Сделать обогреватель для дома, хоз. помещений или походный автономный для дачи, туризма и рыбалки возможно следующих систем (слева направо на рис.):
- С непосредственным подогревом воздуха на естественной конвекции – электрокамин.
- С принудительным обдувом нагревателя – тепловентилятор.
- С косвенным подогревом воздуха, на естественной конвекции или с принудительным обдувом – масляный или водо-воздушный обогреватель.
- В виде излучающей тепловые (инфракрасные, ИК) лучи поверхности – термопанель.
- Пламенный автономный.
Последний от печи, плиты или водогрейного котла отличается тем, что чаще всего не имеет встроенной горелки/топки, а использует бросовое тепло отопительно-варочных приборов. Впрочем, грань тут весьма размыта: обогреватели на газе со встроенной горелкой есть в продаже и делаются самостоятельно. На многих из них можно готовить или разогревать пищу. Здесь в конце также будет описан пламенный обогреватель, который не на дровах, не на жидком топливе, не на газу и совсем уж точно не печка. А прочие рассматриваются в порядке убывания степени их безопасности и надежности. Которые тем не менее при надлежащем исполнении и у «худших» образцов вполне соответствуют требованиям в бытовым автономным отопительным приборам.
Термопанель
Это достаточно сложный и трудоемкий, но наиболее безопасный и эффективный тип бытового электрического обогревателя: термопанель двустороннего излучения на 400 Вт комнату 12 кв. м в бетонном доме нагревает с +15 до +18 градусов. Потребная мощность электрокамина в таком случае – 1200-1300 Вт. Расход денежных средств на самостоятельное изготовление термопанели невелик. Работают термопанели в т. наз. дальнем (более удаленном от красной области видимого спектра) или длинноволновом ИК, поэтому тепло дают мягкое, не жгучее. Вследствие относительно слабого нагрева теплоизлучающих элементов, если они выполнены правильно (см. ниже), эксплуатационный износ термопанелей практически отсутствует, а долговечность и надежность их ограничены непредусмотренными внешними воздействиями.
Теплоизлучащий элемент (излучатель) термопанели состоит из тонкого плоского проводника из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением, зажатого между 2-мя обкладками – пластинами из диэлектрика, прозрачного для ИК. Нагреватели термопанелей делаются по тонкопленочной технологии, а обкладки – из специального пластикового композита. То и другое в домашних условиях недоступно, поэтому многие любители пытаются делать излучатели тепла на основе углеродного покрытия, зажатого между 2-мя стеклами (поз. 1 на рис. ниже); обычное силикатное стекло почти прозрачно для ИК.
Такое техническое решение – типичный суррогат, ненадежный и недолговечный. Проводящую пленку получают либо из свечной сажи, либо намазывая на стекло эпоксидный компаунд с наполнителем из молотого графита или электротехнического угля. Главный порок обоих способов – неравномерная толщина пленки. Углерод в аморфной (уголь) или графитовой аллотропной модификации – полупроводник с высокой для данного класса веществ собственной проводимостью. Характерные для полупроводников эффекты проявляются в нем слабо, почти неуловимо. Но с повышением температуры проводящего слоя удельное электрическое сопротивление углеродной пленки не растет линейно, как у металлов. Следствие – тонкие места греются сильнее, выгорают. Плотность тока в более толстых растет, греются и они, тоже выгорают, и скоро выгорает вся пленка. Это т. наз. лавинообразное выгорание.
Кроме того, пленка из сажи очень нестойка, быстро осыпается сама по себе. В эпоксидный клей для получение нужной мощности обогревателя нужно вводить до 2-х объемов углеродного наполнителя. Вообще-то можно и до 3-х, а если в смолу перед введением отвердителя добавить 5-10% по объему пластификатора – дибутилфталата – то и до 5 объемов наполнителя. Но готовый к работе (не затвердевший) компаунд получается густым и вязким, как пластилин или жирная глина, и нанести его тонкой пленкой нереально – эпоксидка липнет ко всему на свете, кроме парафиновых углеводородов и фторопласта. Шпатель из последнего сделать можно, но компаунд за ним потянется грядочками и комками.
Наконец, графитовая и угольная пыль – очень вредные для здоровья (о силикозе у шахтеров слыхали?) и чрезвычайно пачкающиеся вещества. Снять или отстирать их следы невозможно, запачканные вещи приходится выбрасывать, они пачкают другие. Кто хоть раз имел дело с графитовой смазкой (это тот же мелко дробленый графит) – как говорится, жив я буду, не забуду. Т.е., самодельные излучатели для термопанели нужно делать каким-то другим способом. К счастью, расчет показывает, что для этого пригодна «старая добрая», проверенная многими десятилетиями и недорогая нихромовая проволока.
Расчет
Сквозь 3-мм оконнон стекло без опасности его перегрева растрескивания проходит ок. 8,5 Вт/кв. дм ИК. Из «пирога» излучателя термопанели в обе стороны уйдет 17 Вт. Зададимся размерами излучателя 10х7 см (0,7 кв. дм), таких кусков можно нарезать из боя и отходов порезки практически в неограниченном количестве. Тогда один излучатель отдаст нам комнату 11,9 Вт.
Примем мощность обогревателя в 500 Вт (см. выше). Тогда понадобится 500/11,9 = 42,01 или 42 излучателя. Конструктивно панель будет представлять матрицу 6х7 излучателей размерами без обрамления 600х490 мм. Накинем на обрамление до 750х550 мм – по эргономике проходит, достаточно компактно.
Потребляемый от сети ток – 500 Вт/220 В = 2,27 А. Электрическое сопротивление всего обогревателя – 220 В/2,27 А = 96,97 или 97 Ом (закон Ома). Сопротивление одного излучателя – 97 Ом/42 = 2,31 Ом. Удельное сопротивление нихрома почти точно 1,0 (Ом*кв. мм)/м, но какого сечения и длины нужна проволока для одного излучателя? Поместится ли нихромовая «змея» (поз. 2 на рис.) между стеклами 10х7 см?
Плотность тока в открытых, т.е. контактирующих с воздухом, нихромовых электроспиралях – 12-18 А/кв. мм. Светятся они при этом от темно- до светло красного (600-800 градусов Цельсия). Примем 700 градусов при плотности тока 16 А/кв. мм. При условии свободного излучения ИК температура нихрома от плотности тока зависит примерно по корню квадратному. Уменьшим ее вдвое, до 8 А/кв. мм, получим рабочую температуру нихрома в 700/(2^2) = 175 градусов, для силикатного стекла безопасно. Температура наружной поверхности излучателя при этом (без учета теплоотвода за счет конвекции) не превысит 70 градусов при наружной в 20 градусов – годится и по теплопередаче «мягким» ИК, и по безопасности, если прикрыть излучающие поверхности защитной сеткой (см. далее).
Номинальный рабочий ток в 2,27 А даст сечение нихрома 2,27/8 = 0,28375 кв. мм. По школьной формуле площади окружности находим диаметр проволоки – 0,601 или 0,6 мм. С запасом примем его 0,7 мм, тогда мощность обогревателя будет 460 Вт, т.к. она зависит от его рабочего тока по квадрату. 460 Вт для обогрева хватит, достаточно было бы и 400 Вт, а долговечность прибора возрастет в несколько раз.
1 м нихромовой проволоки диаметром 0,7 мм имеет сопротивление 2,041 Ом (0,7 в квадрате = 0,49; 1/0,49 = 2,0408…). Для получения сопротивления одного излучателя 2,31 Ом понадобится 2,31/2,041 = 1,132… или 1,13 м проволоки. Примем ширину нихромовой «змейки» в 5 см (по 1 см запаса с краев). На обворот 1-мм гвоздей (см. ниже) прибавим по 2,5 мм, итого 5,25 см на ветвь змейки. Ветвей понадобится 113 см/5,25 см = 21,52…, примем 21,5 ветви. Их общая ширина 22х0,07 см (диаметр проволоки) = 1,54 см. Примем длину змейки в 8 см (по 1 см запаса с коротких краев), тогда коэффициент укладки проволоки 1,54/8 = 0,1925. В паршивейших китайских маломощных силовых трансформаторах он ок. 0,25, т.е. нам на изгибы и промежутки между ветвями змейки места хватает с избытком. Уф-ф, принципиальные вопросы решены, можно переходить к ОКР (опытно-конструкторские работы) и техническому проектированию.
ОКР
Теплопроводность и прозрачность для ИК силикатного стекла сильно меняются от марки к марке и от партии к партии. Поэтому сначала нужно будет сделать 1 (один) излучатель, см. ниже, и провести его испытания. В зависимости от их результата, возможно, придется изменить диаметр проволоки, так что не закупайте нихрома сразу много. При этом изменятся номинальный ток и мощность обогревателя:
- Проволока 0,5 мм – 1,6 А, 350 Вт.
- Проволока 0,6 мм – 1,9 А, 420 Вт.
- Проволока 0,7 мм – 2,27 А, 500 Вт.
- Проволока 0,8 мм – 2,4 А, 530 Вт.
- Проволока 0,9 мм – 2,6 А, 570 Вт.
Примечание: кто грамотный в электричестве – номинальный ток, как видите, меняется не по квадрату диаметра провода. Почему? С одной стороны, у тонких проводов относительно большая излучающая поверхность. С другой – при толстом проводе нельзя превышать допустимую пропускаемую стеклом мощность ИК.
Для испытаний готовый образец устанавливают вертикально, подперев чем-то негорючим и термостойким, на несгораемую поверхность. Затем подают в него номинальный ток от регулируемого источника питания (ИП) на 3 А и более или ЛАТРа. В последнем случае оставлять образец без присмотра нельзя все время испытаний! Ток контролируется цифровым тестером, щупы которого должны быть плотно сжаты с токоведущими проводами винтом с гайкой и шайбами. Если опытный образец запитан от ЛАТРа, тестер должен измерять силу переменного тока (предел AC 3А или AC 5А).
Прежде всего нужно проверить, как ведет себя стекло. Если оно в течение 20-30 мин перегревается и трескается, то, возможно, непригодна вся партия. Напр., в стекла б/у со временем въедается пыль и грязь. Резать их – сущая мука и гибель алмазного стеклореза. А трескаются такие стекла при значительно более слабом нагреве, чем новые того же сорта.
Далее спустя 1-1,5 часа проверяется сила излучения ИК. Температура стекла тут не показатель, т.к. основную часть ИК излучает нихром. Поскольку фотометра с ИК фильтром у вас скорее всего не найдется, придется проверять ладонями: их держат параллельно излучающим поверхностям на расстоянии ок. 15 см от них не менее 3-х мин. Затем в течение 5-10 мин должно чувствоваться ровное мягкое тепло. Если ИК от излучателя начинает жечь кожу сразу, диаметр нихрома уменьшаем. Если спустя 15-20 мин легкого жжения (как на солнечном пригреве в середине лета) не чувствуется, нихром нужно взять толще.
Как согнуть змею
Устройство излучателя самодельного панельного обогревателя дано на поз. 2 рис. выше; нихромовая змейка показана условно. Нарезанные в размер стеклянные обкладки очищаются от загрязнений и моются щеткой в воде с добавкой любого моющего для посуды, затем также со щеткой промываются под струей чистой воды. «Уши» – контактные ламели размером 25х50 мм из медной фольги – приклеиваются к одной из обкладок эпоксидным клеем или мгновенным цианоакрилатным (суперклеем). Заход «уха» на обкладку – 5 мм; наружу торчит 20 мм. Чтобы ламель не отвалилась, пока клей не схватился, под нее подкладывают что-нибудь толщиной 3 мм (толщина стекла обкладки).
Далее нужно сформировать самую змейку из нихромовой проволоки. Делается это на шаблоне-оправке, схема которой дана на поз. 3, а подробный чертеж – на рис. здесь. «Хвостики» для отжига змейки (см. ниже) нужно дать от 5 см. Обкусанные концы гвоздей зашлифовываются до округлости на наждачном камне, иначе готовую змейку снять, не смяв, будет невозможно.
Нихром довольно упруг, потому навитую на шаблон проволоку нужно отжечь, чтобы змейка держала форму. Делать это следует в полутьме или при слабом освещении. На змейку подают напряжение 5-6 В от ИП не менее чем на 3 А (вот для чего на дереве нужна огнеупорная накладка). Когда нихром засветится вишневым, ток выключают, дают нити полностью остыть, и повторяют эту процедуру 3-4 раза.
Следующий шаг – змейку прижимают пальцами через наложенную на нее фанерную полоску и аккуратно разматывают навитые на 2-мм гвозди хвостики. Каждый хвостик выпрямляют и формуют: на 2-мм гвозде остается четверть витка, а остальное обрезают вровень в краем шаблона. Остаток «хвостика» в 5 мм зачищают острым ножом.
Теперь змейку нужно снять с оправки, не покорежив, и закрепить на подложке, обеспечив надежный электрический контакт выводов с ламелями. Снимают парой ножей: их лезвия подсовывают снаружи под изгибы ветвей на 1-мм гвоздях, аккуратно поддевают и поднимают извитую нить нагревателя. Затем змейку кладут на подложку и немного подгибают, если требуется, выводы, чтобы легли прим. посередине ламелей.
Металлическими припоями с неактивным флюсом нихром не паяется, а остатки активного флюса со временем могут разъесть контакт. Поэтому нихром к меди «паяют» т. наз. жидким припоем – токопроводящей пастой; продается она в радиомагазинах. На контакт зачищенного нихрома с медью выдавливают капельку жидкого припоя и через кусочек полиэтиленовой пленки придавливают пальцем, чтобы паста не выпирала вверх от проволоки. Можно сразу вместо пальца придавить каким-то плоским грузиком. Снимают пригруз и пленку после отвердевания пасты, от часа до суток (время указывается на тюбике).
Застыл «припой» – пришло время собирать излучатель. Вдоль посередине выдавливаем на змейку тонкую, не толще 1,5 мм, «колбаску» обычного строительного силиконового герметика, это предотвратит сползание и замыкание изгибов проволоки. После этого тот же герметик выдавливаем валиком уже потолще, 3-4 мм, по контуру подложки, отступив от края прим. на 5 мм. Накладываем покровное стекло и очень аккуратно, чтобы не сползло вбок и не потянуло за собой змейку, придавливаем, пока не ляжет плотно, и откладываем излучатель на сушку.
Скорость высыхания силикона – 2 мм в сутки, но спустя 3-4 дня, как может показаться, брать излучатель дальше в работу еще нельзя, нужно дать высохнуть внутреннему валику, фиксирующему изгибы. Понадобится на это прим. неделя. Если делается много излучателей уже для рабочего обогревателя, их можно сушить штабелем. Нижний слой раскладывают на полиэтиленовой пленке, ею же застилают сверху. Элементы след. слоя укладывают поперек нижележащих, и т.д., разделяя слои пленкой. Штабель, для гарантии, сушится 2 недели. После сушки выступившие излишки силикона срезают лезвием безопасной бритвы или острым монтажным ножом. С контактных ламелей силиконовые наплывы также нужно полностью удалить, см. ниже!
Монтаж
Пока излучатели сохнут, делаем из реек твердого дерева (дуб, бук, граб) 2 одинаковые рамки (поз. 4 на рис. со схемой панельного обогревателя). Соединения выполняются врезкой вполдерева и скрепляются мелкими саморезами. МФД, фанера и древесные материалы на синтетических связующих (ДСП, OSB) не годятся, т.к. длительный нагрев, пусть и не сильный, им категорически противопоказан. Если у вас есть возможность вырезать детали рамок из текстолита или стеклотекстолита – вообще отлично, но эбонит, бакелит, текстолит, карболит и термопластичные пластики непригодны. Деревянные детали перед сборкой дважды пропитываются водно-полимерной эмульсией или разбавленным вдвое акриловым лаком на водной основе.
В одну из рамок укладываются готовые излучатели (поз. 5). Перекрывающиеся ламели электрически соединяются каплями жидкого припоя, как и перемычки на боковинах, образующие последовательное соединение всех излучателей. Подводящие провода (от 0,75 кв. мм) лучше припаять обычным легкоплавким припоем (напр. ПОС-61) с неактивной флюс-пастой (состав: канифоль, этиловый спирт, ланолин, см. на пузырьке или тюбике). Паяльник – 60-80 Вт, но паять нужно быстро, чтобы излучатель не расклеился.
Следующий шаг на этом этапе – накладываем вторую рамку и отмечаем на ней, где пришлись подводящие провода, под них нужно будет вырезать канавки. После этого раму с излучателями собираем на мелких саморезах, поз. 6. Приглядитесь внимательнее к расположению точек крепления: они не должны прийтись на токоведущие детали, иначе головки крепежа окажутся под напряжением! Также, чтобы исключить случайное прикосновение к краям ламелей, все торцы панели оклеиваются негорючим пластиком толщиной от 1 мм, напр. ПВХ с наполнителем из мела от кабельных каналов (коробов для проводки). С этой же целью, и для большей прочности конструкции, на все стыки стекла с деталями рамы наносится силиконовый герметик.
Завершающие шаги, во-первых, установка ножек высотой от 100 мм. Эскиз деревянной ножки панельного обогревателя дан на поз. 7. Второе – наложение на боковины панели защитной стальной сетки из тонкой проволоки с ячеей 3-5 мм. Третье – оформление кабельного ввода пластиковой коробокой: в ней размещаются контактные клеммы, световой индикатор. Возможно – тиристорный регулятор напряжения и защитное термореле. Все, можно включать и греться.
Термокартина
Если мощность описанной термопанели не превышает 350 Вт, из нее можно сделать обогреватель-картину. Для этого на тыльную сторону накладывают фольгоизол, то самый, который используется для теплоизоляции. Фольгированная его сторона должна быть обращена к панели, а пористая пластиковая наружу. Лицевую сторону обогревателя оформляют фрагментом фотообоев на пластике; тонкий пластик – не ахти какое препятствие для ИК. Чтобы картина-обогреватель лучше грела, вешать ее на стену нужно под углом ок. 20 градусов.
А фольга?
Как видим, самодельный панельный обогреватель дело достаточно трудоемкое. Нельзя ли упростить работу, применив вместо нихрома, скажем, алюминиевую фольгу? Толщина фольги рукава для запекания ок. 0,1 мм, вроде бы уже тонкая пленка. Нет, дело тут не в толщине пленки, а в удельном сопротивлении ее материала. У алюминия оно низкое, 0,028 (Ом*кв. мм)/м. Не приводя подробных (и очень скучных) расчетов, укажем их результат: площадь термопанели на мощность 500 Вт на алюминиевой пленке толщиной 0,1 мм оказывается почти 4 кв. м. Толстовата все же пленочка оказалась.
12 В
Самодельный тепловентилятор может быть достаточно безопасным в низковольтном, на 12 В, исполнении. Мощности свыше 150-200 Вт от него не добиться, слишком большой, тяжелый и дорогой понадобится понижающий трансформатор или ИП. Однако 100-120 Вт как раз хватит, чтобы держать в подвале или погребе небольшой плюс всю зиму, что гарантирует от промерзших овощей и полопавшихся от мороза банок с домашними заготовками, а 12 В – напряжение, допустимое в помещениях с любой степенью опасности поражения электротоком. Большее в подвал/погреб и подавать нельзя, т.к. они по электротехнической классификации особо опасные.
Основа обогревателя-тепловентилятора на 12 В – обычный красный рабочий пустотный (пустотелый) кирпич. Лучше всего подойдет полуторный толщиной 88 мм (вверху слева на рис.), но сгодится и двойной толщиной в 125 мм (там же внизу). Главное – чтобы пустоты были сквозными и одинаковыми.
Устройство «кирпичного» тепловентилятора на 12 В для подвала дано там же на рис. Посчитаем нихромовые спирали-нагреватели для него. Берем мощность 120 Вт, это с некоторым запасом. Ток, соотв., 10 А, сопротивление нагревателя 1,2 Ом. С одной стороны, спирали продуваются. С другой – этот обогреватель должен долгое время работать без присмотра в довольно тяжелых условиях. Поэтому все спирали лучше включить параллельно: перегорит одна, остальные вытянут. И мощность регулировать удобно – достаточно отключить 1-2-несколько спиралей.
В пустотном кирпиче 24 канала. Ток спирали каждого канала 10/24 = 0,42 А. Мало, нихром нужен очень тонкий и, значит, ненадежный. Этот вариант сгодился бы для бытового тепловентилятора до 1 кВт и более. Тогда нагреватель нужно рассчитывать, как описано выше, на плотность тока в 12-15 А/кв. мм, и поделить получившуюся длину проволоки на 24. К каждому отрезку добавляется по 20 см на 10-см соединительные «хвостики», а середина свивается в спираль диаметром 15-25 мм. «Хвостиками» все спирали соединяются последовательно при помощи хомутиков из медной фольги: ее ленту шириной 30-35 мм навивают в 2-3 слоя на сложенные нихромовые проволоки и закручивают на 3-5 витков парой малых пассатижей. Для питания вентиляторов придется поставить маломощный трансформатор на 12 В. Такой обогреватель хорошо подойдет для гаража или прогрева автомобиля перед поездкой: как все тепловентиляторы, он быстро прогревает середину помещения, не тратя тепло на теплопотери сквозь стены.
Примечание: компьютерные вентиляторы часто называют кулерами (досл. – охладителями). На самом деле кулер это все охлаждающее устройство. Напр., кулер процессора – ребристый радиатор в блоке с вентилятором. А вентилятор сам по себе он и в Америке вентилятор.
Но вернемся в подвал. Посмотрим, сколько нихрома понадобится на уменьшенную до 10 А/кв. мм по соображениям надежности плотность тока. Сечение провода, ясно без расчетов – 1 кв. мм. Диаметр, см. расчеты выше – 1,3 мм. Такой нихром в продаже находится без затруднений. Необходимая длина на сопротивление 1,2 Ом – 1,2 м. А какова общая длина каналов в кирпиче? Толщину берем полуторную (меньше весит), 0,088 м. 0,088х24 = 2,188. Так нам достаточно просто продеть отрезок нихрома сквозь пустоты кирпича. Можно через одну, т.к. каналов по расчету нужно 1,2/0,088 = 13,(67), т.е. 14-ти хватит. Вот и обогрели подвал. И вполне надежно – такой толстый нихром и крепкая кислота не скоро разъест.
Примечание: кирпич в корпусе фиксируется мелкими стальными уголками на болтиках. В мощную цепь 12 В обязательно должно быть включено автоматическое защитное устройство, напр. пробка-автомат на 25 А. Недорого и вполне надежно.
ИП и ИБП
Трансформатор на железе для обогрева подвала лучше взять (сделать) с отводами мощной обмотки на 6, 9, 12, 15 и 18 В, это позволит регулировать мощность обогрева в широких пределах. 1,2 мм нихром с обдувом потянет и 25-30 А. Для питания вентиляторов тогда нужна отдельная обмотка на 12 В 0,5 А и тоже отдельный кабель с тонкими жилами. Для питания нагревателя нужны жилы от 3,5 кв. мм. Мощный кабель может быть самый дрянной – ПУНП, КГ, на 12 В утечек и пробоя можно не опасаться.
Может быть, у вас нет возможности применить понижающий трансформатор, но завалялся импульсный блок питания (ИБП) от негодного компьютера. Его 5 В канала по мощности хватит; стандарт – 5 В 20 А. Тогда, во-первых, нужно пересчитать нагреватель на 5 В и мощность 85-90 Вт, чтобы не перегружать ИБП (диаметр провода выходит 1,8 мм; длина та же). Во-вторых, для питания 5 В нужно соединить вместе все красные провода (+5 В) и столько же черных (общий провод GND). 12 В для вентиляторов берут с любого желтого провода (+12 В) и любого черного. В-третьих, нужно закоротить на общий провод цепь логического запуска PC-ON, иначе ИБП просто не включится. Обычно провод PC-ON зеленый, но нужно проверить: снять с ИБП кожух и посмотреть обозначения на плате, сверху или со стороны монтажа.
ТЭНы
Для обогревателей след. типов придется покупать ТЭН: электроприборы на 220 В с открытыми нагревателями чрезвычайно опасны. Тут, простите за выражение, нужно думать в первую очередь о собственной шкуре с имуществом, есть формальный запрет или нет. С 12-вольтовыми приборами легче: по статистике, степень опасности уменьшается пропорционально квадрату отношения напряжений питания.
Если у вас уже есть электрокамин, но греет плоховато, имеет смысл заменить в нем простой воздушный ТЭН с гладкой поверхностью (поз. 1 на рис.) на оребренный, поз. 2. Характер конвекции тогда существенно изменится (см. ниже) и обогрев улучшится при мощности оребренного ТЭНа в 80-85% от гладкого.
Патронный ТЭН в корпусе из нержавеющей стали (поз. 3) может греть и воду, и масло в баке из любого конструкционного материала. Будете брать такой – обязательно проверьте, чтобы в комплекте были прокладки из маслотермобензостойкой резины или силиконовые.
Медный водяной ТЭН для бойлера снабжается трубкой для термодатчика и магниевым протектором, поз. 4, что хорошо. Но греть им можно только воду и только в баке из нержавейки либо эмалированном. Теплоемкость масла много меньше, чем у воды, и в масле корпус медного ТЭНа скоро прогорит. Последствия – до тяжелейших и фатальных. Если бак из алюминия или обычной конструкционной стали, то электрокоррозия вследствие наличия контактной разности потенциалов металлов очень быстро съест протектор, а вслед за тем проест корпус ТЭНа.
Т. наз. сухие ТЭНы (поз. 5), как и патронные, способны греть и масло, и воду без дополнительных мер защиты. Кроме того, их нагревательный элемент можно менять, не вскрывая бака и не сливая оттуда жидкость. Недостаток один – очень дороги.
Камин
Усовершенствовать обычный электрокамин, или сделать себе свой эффективный на основе покупного ТЭНа можно с помощью дополнительного кожуха, создающего вторичный контур конвекции. Из обычного электрокамина, во-первых, воздух идет вверх довольно горячей, но слабой струей. Она быстро полнимается к потолку и греет через него более пол соседей, чердак или крышу, чем хозяйскую комнату. Во-вторых, идущее вниз от ТЭНа ИК таким же образом греет соседей снизу, подпол или подвал.
В конструкции, показанной на рис. справа, ИК, направленное вниз, отражается во внешний кожух и греет воздух в нем. Тягу еще более усиливает подсос горячим воздухом из внутреннего кожуха менее нагретого из внешнего в сужении последнего. В результате воздух из электрокамина с двойным контуром конвекции выходит широкой умеренно нагретой струей, расплывается в стороны, не доходя до потолка, и эффективно обогревает помещение.
Масло и вода
Описанный выше эффект дают также масляные и водо-воздушные обогреватели, благодаря чему и пользуются популярностью. Масляные обогреватели промышленного производства делаются герметичными с несменяемой заправкой, но повторять из самостоятельно ни в коем случае не рекомендуется. Без точного расчета объема корпуса, внутренней конвекции в нем и степени заполнения маслом возможен разрыв корпуса, авария электросети, вылив и загорание масла. Недолив так же опасен, как перезалив: в последнем случае масло просто рвет корпус давлением при нагреве, а в первом сначала закипает. Если же сделать корпус заведомо большего объема, то обогреватель греть будет несоразмерно слабо сравнительно с потреблением электроэнергии.
В любительских условиях возможно сооружение масляного или водо-воздушного обогревателя открытого типа с расширительным баком. Схема его устройства приведена на рис. Когда-то таких делали довольно много, для гаражей. Воздух от радиатора идет нагретым слабо, разность температур внутри и снаружи поддерживается минимальной, отчего и теплопотери уменьшаются. Но с появлением панельных обогревателей масляные самоделки сходят на нет: термопанели лучше во всех отношениях и вполне безопасны.
Если же вы все-таки решите делать себе масляный обогреватель, учтите – он должен быть надежно заземлен, а заполнять его нужно только и только очень дорогим трансформаторным маслом. Любое жидкое масло постепенно битуминизируется. Повышение температуры ускоряет этот процесс. Моторные масла разрабатываются с учетом того, что масло циркулирует среди движущихся деталей под воздействием вибраций. Битуминозные частицы в нем образуют взвесь, только загрязняющую масло, почему его и приходится время от времени менять. В обогревателе же им ничто не помешает оседать нагаром на ТЭНе и в трубках, отчего ТЭН перегревается. Если же он лопнет – последствия аварий масляных обогревателей почти всегда оказываются очень тяжелыми. Трансформаторное масло потому и дорого, что битуминозные частицы в нем не оседают в нагар. Источников сырья для минерального трансформаторного масла в мире мало, а себестоимость синтетического высока.
Пламенные
Мощные газовые обогреватели для больших помещений с каталитическим дожиганием дороги, но рекордно экономичны и эффективны. В любительских условиях их воспроизвести невозможно: нужна микроперфорированная керамическая пластина с платиновым напылением в порах и специальная горелка из деталей, выполненных с прецизионной точностью. В розницу то или другое обойдется дороже, чем новый обогреватель с гарантией.
Туристы, охотники и рыболовы давно придумали обогреватели-дожигатели малой мощности в виде приставки к походному примусу. Выпускаются такие и в промышленных масштабах, поз. 1 на рис. Эффективность их не ахти, но палатку обогреть до отбоя в спальные мешки хватает. Конструкция дожигателя довольно сложна (поз. 2), поэтому и стоят фабричные палаточные обогреватели недешево. Любители таких делают тоже немало, из консервных банок или, напр. из автомобильных масляных фильтров. В этом случае обогреватель может работать и от газового пламени, и от свечи, см. видео:
Видео: портативные обогреватели из масляного фильтра
С появлением в широком обиходе жаропрочных и жаростойких сталей любители побывать на природе все больше отдают предпочтение газовым походным обогревателям с дожиганием на сетке, поз. 3 и 4 – они экономичнее и греют лучше. И опять-таки, любительское творчество объединило тот и другой варианты в мини-обогреватель комбинированного типа, поз. 5., способный работать и от газовой горелки, и от свечи.
Чертеж самодельного мини-обогревателя на дожигании приведен на рис. справа. Если он используется эпизодически или временно, то может быть целиком выполнен из консервных банок. На увеличенный вариант для дачи пойдут банки от томатной пасты и т.п. Замена перфорированной крышки сетчатой существенно уменьшает время прогрева и расход топлива. Больший и очень долговечный вариант можно собрать из автомобильных дисков, см. след. ролик. Это уже считай что печка, т.к. на нем можно готовить.
Видео: обогреватель-печка из колесного диска
От свечи
Осветительная свеча, между прочим, довольно сильный источник тепла. Долгое время это ее свойство считалось помехой: в старину на балах дамы и кавалеры обливались потом, косметика текла, пудра сбивалась комьями. Как они после этого еще и амуры крутили, без горячего водопровода и душа, современному человеку понять трудно.
Тепло от свечи в холодном помещении пропадает зря по той же причине, по которой одноконтурный конвекционный обогреватель греет плоховато: горячие отходящие газы слишком быстро поднимаются вверх и остывают, давая копоть. Между тем заставить их догорать и давать тепло проще, чем газовое пламя, см. рис. В этой системе 3-контурный дожигатель собран из керамических цветочных горшков; обожженная глина – хороший ИК-излучатель. Предназначен обогреватель на свече для местного обогрева, скажем, чтобы не дрожать, сидя за компьютером, но тепла всего от одной свечки дает удивительно много. Нужно только, пользуясь им, приоткрывать форточку, а ложась спать обязательно гасить свечу: кислорода на горение она потребляет тоже много.
Самодельный обогреватель можно с успехом использовать в местах с пониженными требованиями к дизайну. Гараж, дача – самые подходящие для этого помещения. Рассмотрим, как изготовить своими руками.
Для поддержания комфортной температуры в гараже не трудно самому сделать обогреватель на отработанном масле . Одновременно будет решена проблема его утилизации, что также является актуальным вопросом для автовладельцев. Для его сборки почти все элементы и запчасти можно найти в своем же гараже.
При изготовлении обогревателя понадобятся:
- трубы металлические;
- ТЭН (теплонагревательный элемент);
- отработанное масло;
- провод с вилкой.
Конструктивно, корпус можно выполнить в любом виде, удобном для размещения в гараже. На фото показана одна из возможных схем прибора.
Схема самодельного обогревателя на масле
Металлические трубы используются любого диаметра. Необходимо учитывать, что чем они тоньше, тем больше их понадобится. От площади, отдающей тепло, будет зависеть температура помещения. Длина труб тоже произвольна, желательно, чтобы она была максимальной , но при этом идеально гармонировала с размерами стенки, у которой будет установлена. Металл, из которого изготовлены трубы, существенного значения не имеет. Толщина стенок трубы может быть любой.
ТЭН выбирается по мощности и напряжению. Практика показывает, что 1,5-5 кВт нагревателя вполне достаточно для обогрева. Здесь необходимо учесть, что комфортная температура гаража и квартиры существенно различаются. А такая широкая разбежка мощности дана исходя из размеров обогревателя. Напряжение для подключения ТЭНа берется стандартное – 220 В . (другие параметры здесь не рассматриваем).
При выборе ТЭНа нужно проконсультироваться по этому вопросу у специалиста-электрика.
Отработанное масло. Большинство автолюбителей практически 2 раза в год меняют масло в двигателях своих машин самостоятельно. Поэтому, отработка, как правило, имеется у каждого. Остается собрать нужное количество и приступать к изготовлению обогревателя.
Перед заливкой отработанного масла в систему его необходимо тщательно профильтровать.
Изготовление подставки
Подставка делается из металлического уголка или профиля. Размеры задаются, исходя из общего размера обогревателя. Для ее изготовления понадобится сварочный аппарат и электрическая шлифмашина – «болгарка». Из уголка или профиля нарезаем элементы будущей подставки. Ее форма также произвольна. Только необходимо учесть такой момент, как легкость ее разборки . Вполне возможно, что возникнет необходимость разобрать обогреватель. Например, весной, когда он уже не нужен.
Прежде, чем начать изготавливать подставку, необходимо нарисовать ее схему, определить размеры и подготовить заготовки.
Для этого болгаркой аккуратно нарезаем нужное количество уголков и зашлифовываем их края. Остается «сварить» нарезанные по схеме заготовки. После сварки швы зачищаются, и подставка готовится к покраске.
Работа с трубами
После того, как схема масляного обогревателя выбрана, необходимо изготовить его корпус. Делаем чертеж, определяем размеры и начинаем работать болгаркой. Трубы нарезаются по длине в нужном количестве. После зачистки торцов они аккуратно и тщательно завариваются. От качества сварки будет зависеть работа всего обогревателя в целом. Протекающий шов – не только неприятность, но и возможная причина пожара. Заваривая торцы труб, оставьте один (на самой нижней трубе) свободным. Впоследствии в него будет вставляться ТЭН. Это означает, что заглушка будет другой конфигурации.
Готовые трубы обвязываются между собой. Обвязка делается трубами, только меньшего диаметра. На самой верхней трубе необходимо предусмотреть место, где будет находиться заливная пробка. Конструктивно ее можно выполнить в виде приваренного короткого сгона с муфтой, одна сторона которой будет заварена. Используя свой слесарно-механический опыт, конфигурацию обогревателя можно сделать более эстетичной, в отличие от той, что на фото. Кстати, корпус может быть не только трубчатым . Для этой цели неплохо подойдут радиаторы от автомобилей, старые чугунные батареи отопления и другие замкнутые емкости.
Для повышения безопасности работы желательно установить на верхней трубе предохранительный клапан, реагирующий на давление.
Электрическая часть самодельного обогревателя довольно простая по конструкции. Нагреватель, соединительный провод с вилкой – вот и все, что понадобится для ее монтажа. Для начала болгаркой вырезается пластина из металла, к которой будет прикреплен ТЭН. В ней высверливается или вырезается электросваркой отверстие согласно посадочному месту и крепежу нагревателя. Когда эта часть работы выполнена, пластина приваривается к оставленному для этих целей торцу нижней трубы . После обработки сварочных швов ТЭН устанавливается на свое место.
Прокладка между нагревателем и корпусом обогревателя делается из термо-маслостойкого материала (специальной резины). Электрический соединительный провод вполне подойдет от старого электроутюга. На этом сборку обогревателя на отработанном масле своими руками можно считать законченной. Остается залить теплоноситель и включить прибор в сеть.
Масло в обогреватель заливается в количестве 85% от внутреннего объема обогревателя.
Усовершенствование самодельного обогревателя
Если подобную конструкцию масляного обогревателя планируется использовать в другом месте, например, на даче, то в нее придется внести некоторые изменения. Они коснутся только электрической части . Дело в том, что в гараже вы находитесь временно, а на даче, по сравнению с гаражом – постоянно. Поэтому к температуре помещения требования будут разными.
Чтобы достигнуть комфортных условий обогрева дачного домика, электросхема обогревателя должна быть немного изменена. Для этого в цепь ТЭНа вводится реле , которое будет управлять нагревом элемента, поддерживать заданную температуру теплоносителя. И снова свою положительную роль может сыграть старый электроутюг, точнее его биметаллическая пластинка. В утюге она служила регулятором его нагрева, здесь ее назначение будет таким же – поддерживать заданную температуру масла. Помимо прямого будет и дополнительный эффект – экономия электроэнергии. Зависимость прямая – чем ниже температура, тем меньше расходуется электроэнергии.
Если планируется большой объем обогрева (например, теплица), то в прибор можно вмонтировать несколько ТЭНов.
Самодельный сконструированный масляный обогреватель полностью заменяет покупной, а по некоторым параметрам даже превосходит его. Это, во-первых, изготовление по нужным размерам. Во-вторых, ощутимая экономия материальных средств. Немаловажное значение будет иметь тот факт, что гараж немного очистится от ненужного хлама (трубы, обрезки уголка, профиля), из которого будет сделана полезная и необходимая вещь.
На видео показано изготовление немного другой модели масляного обогревателя.
Несмотря на огромный выбор радиаторов в продаже, встречаются желающие заниматься изготовлением отопительных приборов своими руками. Самодельные радиаторы отопления из труб находят применение на дачах, в гаражах и в небольших загородных домиках. Если тщательно поработать над отделкой, получится красивый дизайнерский предмет, которым не стыдно украсить даже цивилизованное жилище. Что нужно для работы, как сварить качественную трубчатую батарею и стоит ли вообще этим заниматься?
Батареи своими руками: правда без прикрас
Современные радиаторы – сложные технические приборы, работающие одновременно по принципу излучения и конвекции. Производители учитывают при создании батарей множество факторов и используют в процессе производства новые технологии, повышающие КПД системы отопления и сокращающие объем и температуру теплоносителя. Безусловно, заводской прибор всегда будет работать эффективнее домашней самоделки и превзойдет ее в компактности и дизайне.
Простейший самодельный радиатор из двух труб
Самостоятельно мастерить приборы отопления целесообразно только в том случае, если в распоряжении имеются бесплатные или недорогие трубы, сварочный аппарат, инструмент для нарезки металла (болгарка) и навыки работы с техникой.
Важно! Малейшая ошибка чревата протечками и серьезными аварийными ситуациями. Не рекомендуется устанавливать приборы собственного производства в квартирах – они больше подходят для просторных помещений и хозяйственных построек.
Виды самодельных радиаторов отопления
В домашних условиях проще всего изготовить регистр отопления – прибор, состоящий из одной или нескольких труб, сваренных в единую конструкцию. Принцип работы устройства тот же, что и у чугунных батарей – циркулирующий внутри теплоноситель разогревает металл, а исходящее от него тепло нагревает воздух.
Регистры подходят для использования в однотрубных и двухтрубных системах, возможна настенная и напольная установка. Простейшие экземпляры этой группы отопительных приборов можно найти в ванных комнатах старых домов, где они выполняют функции обогревателей-полотенцесушителей.
Самодельные регистры подразделяют на два основных типа: секционные и змеевиковые. Секционные приборы представляют собой конструкцию из труб разного диаметра, в которой элементы большего диаметра расположены параллельно друг другу, имеют заглушки на торцах и соединяются между собой трубками с меньшим диаметром.
Соединительные патрубки желательно располагать как можно ближе к краям. Для прочности конструкции используют дополнительные перемычки – они повышают теплоотдачу прибора, так как увеличивают площадь нагрева.
Движение теплоносителя в такой конструкции всегда начинается с емкости, расположенной выше других, затем вода проходит через патрубок в нижний ряд, протекает по всей длине и поступает в следующий элемент. Важно обеспечить прочность сварных швов – они должны выдерживать давление не менее 13 атмосфер.
Змеевики имеют S-образную форму и собираются из сваренных последовательно элементов. Такая конструкция более эффективна, так как в теплообмене задействована вся поверхность трубы. В змеевике нет промежуточных сужений, поэтому гидравлическое сопротивление всегда меньше, чем в секционном регистре.
Как сделать радиатор из труб своими руками
Для изготовления самодельного радиатора нужно уметь работать со сварочным аппаратом и иметь навыки «обращения» с болгаркой. Важно правильно определить размер источника тепла – для этого нужно рассчитать необходимую мощность.
Расчет мощности батареи
Мощность радиатора для жидкостного отопления зависит от площади поверхности прибора и теплопроводности материала. Для расчета мощности используют специальные формулы, но неспециалисту непросто ориентироваться в сложных уравнениях. Если планируется отопление хозяйственных построек, где не нужны точные значения, можно взять за основу чугунную батарею.
К примеру, мощность одной секции чугунного радиатора составляет 160 Вт, а ее объем – 1,45 литра. Чтобы заменить стандартный чугунный прибор из 10 секций на обогреватель из труб, необходимо количество труб, вмещающих 14,5 литра жидкости.
Согласно нормам, в жилых зданиях на каждый квадратный метр помещения требуется 1 Квт мощности отопительного прибора. Это значение увеличить при расчете системы в домах с плохой теплоизоляцией.
Необходимые материалы
Чтобы не бегать в поисках недостающей мелочи, желательно сразу приготовить все необходимые материалы и инструменты. Для самодельного радиатора объемом 14,5 литра потребуются:
- труба из углеродистой стали длиной около 2 метров и диаметром 10-12 см с толщиной стенок 3,5 мм;
- стальной лист толщиной не менее 3,5 мм для торцевых заглушек;
- водопроводная труба для пропускных каналов;
- два сгона диаметром 2,5 см;
- арматура для усиления жесткости;
- резьбовые соединения для врезки в систему.
Дешевле приобретать материалы в пунктах приема металлолома, но для постоянного жилья лучше сделать выбор в пользу новых гладких стальных труб. Нет смысла брать для регистров трубы диаметром более 12 см – это увеличит объем теплоносителя, повысит нагрузку на котел и текущие расходы на отопление.
Технология изготовления
Двухметровую стальную трубу разрезают на три одинаковых части и в каждой из деталей вырезают по два отверстия для присоединения пропускных трубок. Отверстия должны находиться на расстоянии 5 см от торца и располагаться в разных концах под углом 180 градусов относительно друг друга.
На следующем этапе из листов стали вырезают круглые заготовки для закрытия торцов. Диаметр крышек должен соответствовать размеру трубных отверстий. Заглушки приваривают к торцам, закрывая элементы для регистров.
Трубки для подачи теплоносителя приваривают к отверстиям, получая конур для движения горячей воды. Чтобы придать конструкции прочность, трубы соединяют между собой арматурой. В больших регистрах предусматривают дополнительные страховочные перемычки. Важно, чтобы расстояние между секциями было на 0,5 см больше диаметра основной трубы.
После завершения сварочных работ, самодельные радиаторы из труб обязательно проверяют на прочность. Перед испытанием нижнее отверстие закрывают, а в верхнее подают воду под давлением, полностью наполняя прибор. Если протечек нет – батарею устанавливают в систему. Для напольного монтажа приваривают ножки или предусматривают кронштейны. В отопительных системах с естественной циркуляцией регистры устанавливают с небольшим уклоном по ходу движения теплоносителя.
Аналогично изготавливают радиатор для ванной комнаты в виде змеевика или лесенки. Для полотенцесушителя нет смысла брать трубы с большим диаметром – чем больше планируется перекладин, тем меньше должен быть обхват трубы. Если вместо стальных труб взять медные, получится долговечный и практичный прибор.
Если вы никогда не пользовались сварочным аппаратом, настоятельно не рекомендуем учиться этому непростому делу на отопительных устройствах. Даже если очень хочется установить дома самодельные радиаторы, лучше доверить их сварку специалисту.
Видео: отопление своими руками
