Мы продолжаем рассказывать о , и наш новый мастер класс коснулся электрообогревателей – очень полезных в быту вещей, которые не раз спасали многих в зимнее время. На самом деле собрать простой нагревательный элемент в домашних условиях не составит труда даже неопытному электрику. Необходимо всего лишь иметь при себе некоторые подручные средства, доступные каждому, и схему, по которой должна выполняться сборка. Далее представлено несколько интересных идей с фото и видео примерами, по которым вы сможете сделать обогреватель своими руками для дома, гаража и даже машины!
Предупреждение
Прежде чем собирать самодельные обогреватели нужно понимать, что данные приборы являются источниками повышенной опасности, при неправильной сборке и эксплуатации они могут привести к возгоранию и пожару. Поэтому их ни в коем случае нельзя оставлять без присмотра, а использование должно проводиться с осторожностью. Особое внимание следует обратить на испытания прибора: проводить их нужно вдали от легковоспламеняемых предметов.
Идея №1 – Компактная модель для локального обогрева
Самым простым способом, который позволит сделать электрообогреватель является именно этот. Для начала подготовьте следующие материалы:
- 2 одинаковых прямоугольных кусочка стекла, площадью около 25 см 2 каждое (к примеру, размерами 4*6 см);
- кусок алюминиевой фольги, ширина которой не больше ширины стекол;
- кабель для подключения электрического обогревателя (медный, двухжильный, с вилкой);
- парафиновая свеча;
- эпоксидный клей;
- острые ножницы;
- плоскогубцы;
- деревянный брусок;
- герметик;
- несколько ушных палочек;
- чистая тряпочка.
Как Вы видите, материалы для сборки самодельного электрического обогревателя вовсе не дефицитные и могут находиться под рукой у каждого. Итак, сделать маленький электрообогреватель своими руками можно по следующей пошаговой инструкции:
Вот по такой технологии можно сделать электрический мини обогреватель своими руками. Максимальная температура нагрева составит около 40 о, чего будет вполне достаточно для локального обогрева. Однако для отопления комнаты такой самоделки будет, конечно же, мало, поэтому ниже мы предоставим более мощные варианты самодельных электрообогревателей.
Идея №2 – Мини-обогреватель из банки
Еще одна оригинальная модель самодельного электрообогревателя, которая подойдет для локального обогрева в гараже либо комнате. Все, что нужно для сборки это:
- банка из-под кофе;
- трансформатор 220/12 Вольт;
- кулер;
- нихромовая проволока;
- текстолит квадратной формы со стороной, равной диаметру банки;
- дрель с тонким сверлом;
- паяльник;
- шнур для подключения к сети;
- кнопочный переключатель.
Эта инструкция еще проще и сделать электрический обогреватель из банки своими руками можно за 1-2 часа. Для начала с текстолита нужно снять фольгу и вырезать в нем середину, как показано на фото ниже:
После этого с помощью дрели необходимо сделать по диагонали отверстия. В отверстия закрепляем нихромовую проволоку определенного диаметра и длинны (отдельно расчет длины мы предоставили в статье: ). Эти параметры рассчитываем по (U=R*I). После чего прикручиваем провода.
Соединяем в одну цепь трансформатор, диодный мост, кулер, нихромовую проволоку и переключатель. Диодный мост нам необходим для питания кулера, так как он требует постоянное напряжение.
Монтируем вентилятор в банку, используя клей, после чего крепим текстолит так, как показано на фото:
Помещаем в банку все элементы самодельного электрического обогревателя, сверлим в крышке отверстия и проверяем работоспособность устройства!
Если Вы хотите сделать более мощное устройство со спиралью, рекомендуем просмотреть видео урок ниже:
Обзор самодельного электрообогревателя, мощностью менее 2 кВт
Идея №3 — Экономичный инфракрасный обогреватель
Вот мы и переходим к более мощным электрообогревателям, которые можно запросто сделать самостоятельно в домашних условиях. Для изготовления инфракрасного обогревателя нам понадобятся следующие материалы:
- 2 листа пластика, площадь каждого 1 м 2 ;
- графитовый порошок, измельченный до фракции муки;
- эпоксидный клей;
- две медных клеммы;
- шнур с вилкой для подключения к сети 220 Вольт.
Итак, сделать комнатный инфракрасный обогреватель своими руками можно по следующей инструкции:
Кстати, для того, чтобы конструкция была более прочной, рекомендуется поместить инфракрасный обогреватель в деревянную рамку, которую также можно сделать своими руками. Не забудьте перед подключением проверить сопротивление прибора и рассчитать мощность, иначе пластик может начать дымить и даже загореться! Поэтому во время испытаний внимательно следите за нагревом.
Идея №4 – Масляный прибор
Еще одна модель устройства, которую рекомендуется собрать для либо других хозяйственных построек на даче. Все, что Вам нужно – старая батарея, трубчатый нагреватель, масло и пробка. Также потребуется сварочный аппарат, навыки работы со сваркой и немного свободного времени. На фото ниже представлен один из вариантов самодельного масляного обогревателя.
Внизу слева установлен трубчатый нагреватель, вверху пробка для слива/залива масла. Несложная конструкция электрообогревателя, которой будет достаточно для отопления небольшого помещения.
На видео ниже наглядно показывается, как сделать масляный обогреватель своими руками:
Обзор масляного радиатора, изготовленного из подручных средств
Идея №5 – Автомобильная электропечь
Ну и последний вариант самодельного обогревателя – устройство, работающее от 12 Вольт от бортовой сети автомобиля, которое можно использовать для обогрева салона собственного авто. Для сборки Вам нужны будут следующие материалы:
- корпус от старого блока питания от компьютера;
- нихромовая проволока;
- остатки от напольной керамической плитки;
- крепежные детали: болты, уголки, пластины.
Самому сделать электрический обогреватель для машины не так уж и сложно. Процесс сборки рекомендуется просмотреть на мастер-классе в фото примерах:
Недостаток такого обогревателя – повышенная опасность возгорания в машине, т.к. нихромовая проволока практически не защищена. Помимо этого нужно правильно рассчитать мощность устройства, чтобы не вывести из строя проводку автомобиля. В этом вам поможет закон Ома.
Вот и все идеи по сборке самодельного электрообогревателя. Как Вы видите, простой электрический прибор можно запросто изготовить из различных подручных материалов, было бы желание. Если Вам понравились мастер-классы, поделитесь записью с друзьями, чтобы и они знали, как сделать обогреватель своими руками для дома, гаража либо машины!
Решили собрать самодельный обогреватель для дома или гаража, но не знаете, как? Предлагаю вашему вниманию 4 простые идеи по изготовлению электрического камина, тепловой пушки, печки на свече и инфракрасной горелки. Я расскажу, как собрать такой обогреватель за 1 час.
Что можно сделать из подручных материалов
Сделать электрический обогреватель своими руками сможет каждый, даже не будучи профессиональным электромонтажником. Рассмотрим две пошаговые инструкции сборки тепловой пушки и спирального камина.
Идея первая - сборка электрического спирального камина
Такой камин станет неплохим решением для обогрева помещений с небольшой площадью. Например, изготовив электрообогреватель своими руками, можно будет отапливать домашнюю мастерскую или рабочий кабинет.
| Иллюстрация | Материалы и инструменты, и их описание |
 |
Кирпич полнотелый печной . Один керамический кирпич будет использоваться как диэлектрический корпус для намотки спирали. Два кирпича будут применены как рассеиватели тепла. |
 |
Вольфрамовая или нихромовая проволока
. Проволока из тугоплавких сплавов нужна для намотки спирали. Для нормального обогрева применяем проволоку с диаметром не меньше 0,5 мм.
|
 |
Металлическая полоса . Полоса стали шириной 20-30 мм и толщиной 3 мм нужна для того, чтобы сделать усиливающий каркас конструкции. |
 |
Болгарка с отрезным диском по бетону . Болгарку будем использовать для резки кирпича, а потому обычный диск по металлу не подойдёт. |
 |
Сварочный аппарат . В ходе монтажа придётся варить металлическую полосу. Если опыта работы со сваркой нет, можно применить болтовое соединение. |
| Иллюстрации | Описание действий |
 |
Делаем насечки.
|
 |
Изготовление нагревательного элемента . Ранее подготовленная нихромовая или вольфрамовая проволока наматывается поверх кирпича, удерживаясь в насечках. |
 |
Изготовление теплонакопительных поверхностей
.
|
 |
Установка ножек
.
|
 |
Изготовление защитного корпуса
. Нагреватель уже практически готов, но, чтобы его было безопасно использовать, из жести собираем трубу с прямоугольным сечением. Собранная труба должна быть шире на 2-3 см, чем конструкция из кирпичей.
|
 |
Установка защитного корпуса . Защитный кожух устанавливаем поверх кирпичей, так, чтобы между ними и жестью со всех сторон был выдержан одинаковый зазор. Возможно для этого придётся из металлической полосы наварить дополнительные распорки. |
 |
Подключение проводки и пробный запуск
. К двум концам спирали, через соединительные клеммы или посредством скрутки, подключается провод с вилкой.
Перед пробным включением осмотрите всю конструкцию и убедитесь в том, что витки самодельной спирали не соприкасаются. После этого конструкцию можно включить в сеть и опробовать в работе. |
Идея вторая - сборка тепловой пушки из ведра и витой спирали
Для изготовления такого обогревателя потребуется металлическое ведро, большой встраиваемый вентилятор и спираль от старой электрической плиты. Для сборки будет достаточно обычных инструментов, которые наверняка найдутся в любой домашней мастерской.
В таблице предложена простая инструкция монтажа.
| Иллюстрация | Описание действий |
 |
Отделяем дно . От заготовленного ведра отделяем дно так, чтобы получился цилиндр без дна и без верха. |
 |
Подготавливаем спираль . По размеру ведра обрезаем квадратную решетку из металла. Спираль укладываем по решетке так, чтобы диаметр ее раскладки был несколько меньше внутреннего диаметра ведра. |
 |
Установка спирали . В подготовленном ведре делаем прорези, в которые вставляем углы решетки. В итоге, решетка со спиралью должна располагаться с отступом в 30 мм от края ведра. |
 |
Подключение проводки и установка выключателя . Выводим наружу провода от спирали. Для безопасности выводим проводку через изоляторы. Тут же, на боковине ведра устанавливаем изолированный блок автоматов. |
 |
Установка вентилятора . С противоположной стороны от решётки со спиралью, устанавливаем вентилятор. Вентилятор крепим к стенкам ведра саморезами и подключаем к автоматам. |
 |
Монтаж опор . Как показано на фото, по краям ведра сверлим сквозные отверстия. Через отверстия продеваем шпильки, которые фиксируем гайками. В итоге конструкция не должна раскачиваться и должна быть устойчивой. |
 |
Пробный запуск . Включаем пушку в сеть и сначала запускаем вентилятор. После включаем питание на спираль. |
Идея третья - изготовление микропечки на спиртовке или свече
Да, это не опечатка - такая печка занимает мало места, а в качестве топлива для интенсивного обогрева применяется обычная свечка или спиртовка!
Для изготовления отопительного прибора потребуется два глиняных горшка разного размера и спиртовка. Из инструментов потребуется дрель с победитовым сверлом, карандаш и линейка. Итак, приступим к работе.
| Иллюстрация | Описание действий |
 |
Делаем разметку на маленьком горшке
. От центра донышка горшка размечаем линию, которая поделит дно напополам. Теперь, относительно той линии, что уже нанесена, чертим поперечную линию, чтобы получился крест.
От этих линий переходим на стенки и, как показано на фото, отмечаем с каждой стороны по точке. Каждая из точек должна отступать от донышка на 20 мм. |
 |
Сверлим отверстия
. По сделанной разметке, с каждой стороны горшка нужно высверлить по одному отверстию. То есть, должно получиться четыре отверстия.
|
 |
Подготавливаем большой горшок . Аналогичным образом сверлим два отверстия в большом горшке. Но отверстия в большом горшке должны располагаться не рядом с донышком, а по краю. |
 |
Зажигаем топливо
. Заполняем спиртовку спиртом или аналогичным жидким топливом. Укладываем спиртовку на подставку и зажигаем.
|
 |
Устанавливаем первый горшок
. После того, как спиртовка разгорится, устанавливаем поверх нее большой горшок. Делаем это так, чтобы пламя от спиртовки выбивалось из отверстия для стока воды.
Ждем 5 минут, пока влага, набранная керамикой во время сверления, не выпарится полностью. |
 |
Устанавливаем второй горшок . На уже просохший большой горшок укладываем маленький горшок. Расположение отверстий относительно друг друга не принципиально, так как они нужны для тяги и обеспечивают ее, даже если не совпадают. |
Ответы на вопросы по применению обогревателя
Как сильно и как долго греет? Если печка собрана правильно, тепла, полученного из спиртовки или из свечи, достаточно для обогрева небольшой комнаты в течении получаса. Топливо в спиртовке сгорает в течении 15-20 минут, нагревая керамические горшки и воздух под ними до высокой и температуры.
После этого, в течении 10-15 минут, керамика будет медленно высвобождать тепло в окружающую среду, то есть, в помещение.
Насколько опасна печка? Как вы могли заметить, на фото температура нагрева воздуха на выходе из горшка, в самой верхней точке, очень высокая. Но в нижней части горшка эта температура не поднимается выше +30 °С.
То есть, вблизи от могут лежать ватные палочки или другие легковозгораемые предметы, и с ними ничего не произойдет. Но прикасаться к верхней части печки при эксплуатации не рекомендуется.
Можно ли покрасить печку? Хотя керамика сама по себе выглядит неплохо, горшки можно покрыть специальными термостойкими печными красками и лаками.
Можно ли использовать эпоксидный клей для склейки горшков? Нет, эпоксидный клей и аналогичные двухкомпонентные составы не являются термостойкими. Например, эпоксидный клей начинает разрушаться уже при температуре +60 °С.
Идея четвертая - изготовление инфракрасного обогревателя за 5 минут
Обогреватели, работающие по принципу инфракрасного излучения, чаще всего бывают электрическими. Я же покажу, как сделать инфракрасный обогреватель на газе. Устройство очень простое и для его сборки нужны: походная газовая горелка, кусок металлической сетки для просеивания песка и сантехнический хомут.
| Иллюстрация | Описание действий |
 |
Изготовление рассеивателя . Сворачиваем кусок сетки 20×30 см в трубку длиной 20 см. То есть, трубка должна быть намотана в 3 слоя. |
 |
Устанавливаем рассеиватель на горелку . На сопло горелки одеваем сетчатую трубку. Поверх трубки накидываем сантехнический хомут и затягиваем его с максимальным усилием. |
 |
Несмотря на то, что сегодняшний рынок предлагает потребителю бытовую отопительную технику множества видов, обогревательные приборы кустарного производства встречаются в быту достаточно часто.
В большинстве случаев причиной использования самодельных устройств является нежелание тратиться на покупку агрегата промышленного производства, стоимость которого, особенно от известного производителя, может быть значительной. Особенно это касается ситуаций, когда обогреватель приобретается не для квартиры, и в приоритете ошибочно оказывается эффективность устанавливаемого калорифера, а не его безопасность и эстетичность.
Изготовленные кустарным способом теплогенераторы
Не обсуждая степень уважительности подобных причин, рассмотрим, как из подручных средств собрать обогреватель своими руками, чтобы минимизировать риски эксплуатации такого оборудования.
Самодельные обогреватели – аргументы «за» и «против»
Как правило, изготовленные кустарным способом теплогенераторы являются копиями устройств, произведённых промышленным способом. Копии эти, за редким исключением, уступают оригиналам по многим параметрам, но в силу определённых обстоятельств потребитель часто выбирает именно самодельный агрегат.
«Плюсы» использования приборов кустарного производства:
- сравнительно низкая себестоимость (при изготовлении своими руками и использовании подручных средств);
- возможность сборки агрегата требуемых габаритов и изготовления корпуса с желаемыми прочностными характеристиками, вплоть до антивандального исполнения.
Основной аргумент «против» — неопределённая степень безопасности самодельных обогревательных устройств при эксплуатации, чреватая непредсказуемыми негативными последствиями не только для владельца агрегата, но и для окружающих.
Данный аргумент обусловлен многими факторами, и его обоснованность ежегодно подтверждается многочисленными пожарами, причиной которых становятся калориферы кустарного производства, используемые в нарушение Постановления Правительства Р.Ф. «О противопожарном режиме» No 390 от 25 апреля 2012 г. (с изменениями от 18.11.2017 г.)
Выдержка из Постановления по противопожарному режиму в Р.Ф. о запрете эксплуатации самодельных нагревателей Что же касается второстепенных аргументов «против», то они следующие:
- отсутствие легитимных гарантий изготовителя;
- неопределённость некоторых характеристик самодельных приборов;
- низкие эстетичность и степень автоматизации агрегатов кустарного изготовления.
Если ознакомление с данными аргументами всё же не подтолкнуло приобрести в магазине отопитель заводского выпуска, рассмотрим, как сделать обогреватель самостоятельно, чтобы вероятность несчастного случая при его применении была как можно меньше.
Электроотопитель из чугунного радиатора
Секционные сборные батареи из чугуна, традиционно применяемые в системах водяного или парового отопления, можно использовать и в качестве корпуса при изготовлении электрического — на базе ТЭНа обогревателя своими руками.
Электрообогреватели из чугунных радиаторов: слева – с расширительным бачком, справа – с герметичным корусом Подготовка корпуса теплогенератора
В зависимости от места размещения и площади комнаты подбирают чугунный радиатор с нужным количеством секций и визуально оценивают его состояние. Если прибор долго не использовался, придётся его разобрать, очистить резьбовые соединения, освободить секции от окалины и собрать устройство заново, используя новые уплотнения в местах резьбовых соединений. Сделать это необходимо, так как в ёмкость будет заливаться масло или раствор антифриза (жидкости высокой проницаемости), и велика вероятность протечки агрегата через старые рассохшиеся уплотнения резьбы.
Ревизия б/у чугунного радиатора Если навыков в этой работе нет, лучше обратиться за помощью к профессионалу – это избавит и от необходимости поиска специальных ключей.
Важно! После разборки и очистки резьбовых соединений, пока радиатор не собран, с его секций легче удалить старую краску – делается это с помощью болгарки или дрели со стальной щёткой-насадкой. Но эту операцию можно выполнить и позже – после сборки батареи.
После окончания сборки радиатора прежде всего определяют его ёмкость – временно вворачивают заглушки в три отверстия из четырёх, полностью заполняют агрегат водой, а затем сливают её в мерный сосуд. Это необходимо для определения потребности в масле или антифризе, а заодно для предварительного тестирования прибора на герметичность.
Удаление старой краски с чугунной батареи после проведения её разборки-сборки После очистки болгаркой изделие обрабатывают грубой наждачной бумагой, очищают от пыли и обезжиривают нитрорастворителем. Затем радиатор покрывают грунтовочным составом и, после его высыхания, одним слоем краски финишного покрытия. Окраску производят краскопультом или узкой кистью с длинной ручкой.
Предварительная покраска корпуса электрообогревателя из чугунной батареи Выбор ТЭНа и его установка
Для будущего электрообогревателя необходимо подобрать трубчатый электронагреватель потребной мощности и максимально безопасной для данного прибора конструкции.
Важно! Упрощённой базой расчёта необходимой потребляемой калорифером мощности является правило – для обогрева 1 м 2 помещения в средней полосе России основному отопительному агрегату требуется 100 Вт энергии, а дополнительному средству обогрева – в 2-4 раза меньше.
То есть, усреднённо для основного отопления помещения площадью 20 м 2 батарею необходимо укомплектовать ТЭНом в 2 кВт мощности потребляемой электроэнергии.
Мощность трубчатого нагревателя должна находиться в пределах 0,75% от величины теплоотдачи батареи, чтобы обогреватель не нагревался и не выключался слишком быстро — это снижает эффективность работы отопителя. Усреднённая величина теплоотдачи одной секции чугунной батареи составляет 140 Вт. Значит, теплоотдача радиатора из 10 секций будет равняться 1,4 кВт, а мощность ТЭНа не должна превышать ¾ от этой величины – 1,05 кВт. Таким образом, в помещение площадью 20 м 2 в качестве устройств основного обогрева необходимо установить 2 чугунных электрорадиатора по 10 секций, каждый из которых оснащён ТЭНом мощностью в 1 кВт.
При выборе трубчатого электронагревателя нужно иметь в виду, что в идеале его длина должна быть меньше ширины батареи на 10 см – так происходит равномерный нагрев и конвекция антифриза во всех секциях. Обязательно следует приобретать ТЭН с терморегулятором – такой агрегат повысит относительную безопасность обогревателя и обеспечит работу в сравнительно экономичном режиме.
Трубчатый электронагреватель с регулятором температуры Если отопитель планируется использовать для отопления нежилого помещения, то после установки на проектное место его можно оборудовать расширительным бачком – через футорку с одной из сторон в верхней части батареи, с противоположной стороны радиатора устанавливается заглушка. Это не пойдёт на пользу эстетичности прибора, но исключит фактор давления изнутри на радиатор расширяющегося при нагреве наполнителя.
Чугунная батарея с расширительным бачком Если же бачок не использовать, то в футорку вместо его подводящей трубы монтируется кран Маевского – для возможности экстренного сброса давления.
В нижнюю часть радиатора с одной стороны вкручивается ТЭН, а с противоположной – заглушка.
Перед монтажом ТЭНа в батарею заливают трансформаторное масло или антифриз в количестве 80-85% от его объёма. Наружная резьба ТЭНов (дюйм с четвертью) идентична внутренней на батарее, поэтому установка узла не сложна.
Идентичность резьбы нагревателя и радиатора Заполнение батареи
Определяется вид наполнителя (антифриз, трансформаторное масло или вода), и рассчитывается необходимое его количество – 80-85% от объёма воды, которая ранее была слита в мерную ёмкость из полностью заполненного радиатора.
Важно! Если температура в помещении при выключенном отопителе опускается ниже нуля, то использование воды в качестве наполнителя для батареи опасно – не слитая вовремя, она замёрзнет и разрушит агрегат.
Разрушенный замёрзшей водой чугунный радиатор в гараже Последовательность действий при заливке жидкости в батарею следующая:
- в нижнюю часть батареи с одной стороны вкручивается ТЭН, с другой – заглушка;
- в верхнюю часть радиатора с одной стороны устанавливается заглушка;
- обогреватель располагают вертикально – вверх оставшимся открытым отверстием, и через него в агрегат заливают наполнитель;
- участок стены за устанавливаемым электрообогревателем обустраивается теплоизоляцией из слоя фольгированного пенофола с превышением в размерах на 10-15 см в каждую сторону – это уменьшит потери тепла на нагрев ограждающей конструкции;
- отопитель располагают на проектном месте, после чего монтируют в верхнее свободное его гнездо футорку, к которой подключают кран Маевского или патрубок расширительного бачка.
Важно! Самодельный электрообогреватель из чугунной батареи необходимо оснастить отдельной питающей линией с индивидуальным устройством автоматического отключения.
Получить более наглядное представление об описанной выше технологии поможет просмотр этого видеоролика:
https://www.youtube.com/watch?time_continue=674&v=HOmXkuFKBUc
Нагреватель электрический спиральный
Небольшой самодельный обогреватель для гаража можно изготовить практически за пару часов.
Для этого понадобятся следующие материалы и инструмент:
- огнеупорный (шамотный) кирпич – 2 шт.;
- нихромовая спираль – 1,2-1,5 м;
- стальной или алюминиевый уголок 35х35 или 40х40 мм – 1,5 м;
- малая болгарка с дисками: по камню и отрезной по металлу;
- дрель со свёрлами: по металлу – Ø 3мм, победитовое – Ø 6-8 мм;
- узкое зубило с молотком;
- заклёпки вытяжные с ключом.
Устройство, которое предстоит изготовить, будет представлять собой основание-изолятор из двух кирпичей с утопленной в них спиралью, расположенное на станине из уголковой стали.
Самодельный электронагреватель на базе нихромовой спирали На листе бумаги чертится квадрат 250х250 мм (длина кирпича), в котором компонуют схему расположения спирали – лабиринт из полос шириной 1 см, направленный от краёв квадрата к центру.
Кирпичи, которые выбираются с хорошей геометрией и без сколов, чистят, моют, сушат и располагают на ровной поверхности рядом друг с другом, чтобы образовался квадрат. На этот квадрат переносят контур начерченного на листе лабиринта.
Пример разметки борозды под спираль Болгаркой с диском по камню (сухорезом) на кирпичах формируют борозду. По границам канавки делают ровные надрезы на глубину 1 см, а затем боковой кромкой того же диска выбирают сердцевину между ними – так дно канавки получается ровным.
Выполнение болгаркой прямолинейных участков канавки под спираль Если же вырубать середину между надрезами зубилом, то есть риск расколоть кирпич, к тому же, при удачном исходе всё равно придётся выравнивать дно борозды болгаркой.
Формируя на кирпичах диском прямые участки канавки, на поворотах не нужно выходить за границы контура, чтобы выполнить необходимую глубину канавки – это осторожно выполняется маленьким зубилом, которое можно сделать из метчика М10 или сверла Ø10 мм.
Доработка зубилом угловых участков борозды После окончания формирования канавки в неё укладывают спираль.
Важно! Чтобы на обогреватель можно было ставить ёмкости для разогрева содержимого, уложенная в борозду спираль должна находиться ниже плоскости кирпичей на 3-5 мм.
В канавках начала «лабиринта» сверлом с победитовым наконечником выполняют два сквозных отверстия диаметром 6-8 мм – для последующего подключения концов спирали к питающему кабелю.
Места выполнения в кирпиче отверстий для вывода спирали вниз Затем приступают к изготовлению из уголковой стали штатива для установки в него кирпичей.
Болгаркой с отрезным диском по металлу нарезают уголок по размерам – 4 элемента для рамки и 4 опорные ножки. Куски уголка можно соединить двумя способами:
- электросваркой, предварительно выполнив рез концов фрагментов для рамки под углом в 45 о;
- вытяжными заклёпками, выполняя сверление отверстий в элементах, наложенных друг на друга внакладку.
Собранная металлическая подставка под кирпичный изолятор Толщина кирпича составляет 5,5-6,5 см, поэтому на обоих концах спирали распрямляем несколько витков до ровных участков длиной приблизительно по 10 см. Выпрямленные концы спирали проводятся через отверстия в кирпиче вниз и соединяются с концами питающего электрокабеля.
Подключение спирали к электрокабелю после вывода вниз через отверстия в кирпиче Нагреватель устанавливают в рабочее положение, спираль распределяют в канавке до равномерного небольшого её натяжения по всей длине.
Выполняют пробное включение прибора в сеть. Электропроводка и автомат автоматического отключения линии должны быть рассчитаны на мощность не менее 3 кВт.
После выхода устройства в рабочий режим его спираль должна быть не ярко-красного, а буро-малинового цвета.
При излишнем накале спирали необходимо уменьшить силу тока, что делается путём добавки в схему диода на 20-40 А.
Схема параллельного включения двух понижающих накал диодов и нормальный цвет спирали в рабочем режиме Расход электроэнергии таким самодельным обогревателем нельзя назвать экономным, но он вполне приемлем при непродолжительных включениях – мелкий ремонт автомобиля в гараже, для теплицы малой площади в качестве аварийного средства обогрева, разогрев пищи и т.д.
Заключение
Сделать самодельный обогреватель можно и многими другими способами – с использованием солнечных лучей, автомобильного аккумулятора, жидких энергоносителей, но выбранная технология должна сочетать продуманную степень безопасности, необходимую эффективность агрегата и достаточную компетентность изготовителя. Описанные выше теплогенераторы таким сочетанием критериев обладают.
Основная суть статьи
- Обогреватели кустарного производства не изжили себя и в условиях насыщенности современного рынка отопительным оборудованием промышленного производства.
- Использование самодельных калориферов запрещено действующими Правилами пожарной безопасности, поэтому ответственность за последствия от их применения полностью ложится на потребителя.
- Электроотопитель из секционного чугунного радиатора на базе ТЭНа – агрегат долговечный, эффективный, но из-за повышенного потребления электроэнергии не экономичный. Однако, учитывая его относительную по сравнению с жидкотопливными устройствами безопасность, прибор изготавливается умельцами и применяется в быту достаточно часто.
- Электрический обогреватель из нихромовой спирали на керамической станине из кирпича – устройство, возможное к самостоятельному изготовлению за пару часов без наличия особых профессиональных навыков. Эффективность прибора при его компактности зависит от используемой спирали, не подразумевает экономичность агрегата, но сочетается со сравнительно невысокой степенью риска эксплуатации.
- Выбор обогревателя для самодельного изготовления должен основываться на удачном сочетании трёх характеристик — продуманная степень безопасности, необходимая эффективность и достаточная для сборки компетентность изготовителя.
В холодное время года потребность в тепле особо возрастает. Но далеко не каждый хозяин имеет возможность приобрести обогреватель заводского образца. В том, чтобы собрать обогреватель своими руками, нет ничего сложного.
Предлагаем вашему вниманию четыре варианта создания обогревательного прибора из подручных средств, который будет прекрасно справляться с возложенной на него задачей. Мы подробно описали процесс изготовления самоделок. Описали принцип действия и особенности эксплуатации.
К пошаговым руководствам мы приложили схемы, фото-подборки и видео-инструкции.
Самые простые модели самодельных обогревателей предназначены для локального обогрева. Их максимальная температура нагрева составляет порядка 40°С.
В большинстве своем обогревающие самоделки относятся к излучающим устройствам, действующим по принципу и электрических радиаторов. Подключают их к однофазной сети с традиционными для бытовых объектов 220 В. Желающим заняться самостоятельным изготовлением приборов нужны знания в области электротехники и электромонтажа.
Галерея изображений
Галерея изображений
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.
