Обогреватель из тэна своими руками. Самодельные обогреватели

05.07.2023

Мы продолжаем рассказывать о самодельных электроприборах и наши новые мастер классы коснулись электрообогревателей. На самом деле собрать простой нагревательный элемент в домашних условиях не составит труда даже неопытному электрику. Необходимо всего лишь иметь при себе доступные подручные средства и схему, по которой должна выполняться сборка. Далее мы предоставим к Вашему вниманию несколько интересных идей с фото и видео примерами, которые доступно покажут, как сделать обогреватель своими руками для дома, гаража и даже машины!

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 стекла, площадью около 25 см2 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;
нескольких ушных палочек;
чистая тряпочка.

Как Вы видите, материалы для сборки самодельного электрического обогревателя вовсе не дефицитные, а главное – все могут находиться под рукой. 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 40о, чего будет вполне достаточно для локального обогрева. Однако для отопления комнаты такой самоделки будет, конечно же, мало, поэтому ниже мы предоставим более эффективные 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;
диодный мостик;
кулер;
нихромовая проволока;
текстолит, площадью примерно как диаметр 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. Кстати, для этого можно и изготовить самодельную мини дрель по нашей инструкции. В отверстия закрепляем нихромовую проволоку, после чего припаиваем провода.

Соединяем в одну цепь трансформатор, диодный мостик, кулер, нихромовую проволоку и переключатель.

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!

Идея №3 - Экономичное инфракрасное устройство

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 м2;
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!

Идея №4 – Масляный прибор

Еще одна модель устройства, которую рекомендуется собрать для отопления гаража 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.

Идея №5 – Автомобильная электропечь

Ну и последний вариант самодельного обогревателя – устройство, работающее от 12 Вольт, которое можно использовать для обогрева салона собственного авто. Для сборки Вам нужны будут следующие материалы:

старый блок 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.

Одно из преимуществ электрического обогревателя перед другими источниками тепла, сжигающими углеводородное топливо, - простота конструкции. Благодаря этому любой мастеровитый хозяин, немного разбирающийся в электротехнике, способен изготовить отопительный прибор простой конструкции своими руками. Нужно лишь выбрать подходящий вариант электрообогревателя, правильно рассчитать тепловую мощность и подготовить требуемые материалы.

Назначение бытовых приборов явствует из названия - обогрев жилых и других хозяйственных помещений с использованием электроэнергии. Оборудование данного типа применяется для организации общего и местного отопления различных зданий и сооружений. Принцип работы одинаков для всех видов нагревателей - преобразование электрической энергии в тепловую с эффективностью (КПД) порядка 98-99%.

Местное отопление - это направленный обогрев части помещения на определённом участке. Пример: мастер автосервиса производит работы в смотровой канаве, расположенной в большом ангаре. Поднимать температуру до 20°С во всём здании неэкономично, для создания работнику нормальных условий достаточно поставить в яму электрообогреватель.

Инфракрасный обогрев используется на СТО для сушки автомобилей

Все отопители делятся на 2 группы по способу передачи тепла:

Конвекционные. Отдают тепло непосредственно воздуху комнаты, вызывая появление конвективных потоков. Более холодная и тяжёлая воздушная масса вытесняет вверх нагретый лёгкий воздух, отчего возникает круговая циркуляция от потолка к полу и обратно.
Инфракрасные. Тепловая энергия передаётся окружающим поверхностям посредством инфракрасного излучения. Воздух нагревается в последнюю очередь, получая тепло от предметов.

Из-за особенностей конструкции большинство обогревателей являются смешанными - отдают тепло конвективным и лучистым способом, но в разном соотношении. Инфракрасными считаются приборы, передающие 70-80% энергии излучением, остальные отопители - конвекционные.

Прямой нагрев воздуха бытовым прибором вызывает конвективную циркуляцию в комнате

Приборы инфракрасного обогрева

К группе инфракрасных обогревателей относятся следующие бытовые электроприборы:

с трубчатым нагревательным элементом, сделанным в виде лампы;
керамические панельные;
кварцевые;
длинноволновые настенные и потолочные;
микатермические.

В каждой разновидности реализовано лучистое выделение теплоты тем или иным способом - посредством раскалённой нихромовой нити, углеродного элемента, металлических пластин либо панелей из искусственного камня. В микатермических отопителях производители применяют слюду и окислы различных металлов, что существенно удорожает конструкцию.

Инфракрасный обогреватель передает тепло поверхностям предметов

Общепризнанная новинка, относительно недавно пополнившая ассортимент электрообогревателей, - инфракрасная плёнка разной ширины. Выделяет лучистое тепло с помощью тонких карбоновых элементов, нанесённых на полимерную основу. Применяется для устройства напольного, настенного и потолочного отопления.

В карбоновой пленке углеродные нагревательные элементы нанесены на гибкую полимерную основу

Конвекционные отопители

Для воздушного обогрева помещений используются бытовые приборы следующих типов:

настенные и напольные конвекторы;
переносные тепловентиляторы;
масляные радиаторы;
модульные обогреватели - так называемые электробатареи.

Тепловентилятор отличается простой конструкцией, малыми размерами и весом

Две первые разновидности являются чисто конвективными отопителями, отдающими примерно 80% теплоты напрямую воздуху. Принцип теплообмена прост: нагревательный элемент из хромоникелевой проволоки обдувается воздушным потоком, создаваемым крыльчаткой вентилятора либо за счёт естественной циркуляции.

Поверхность масляных радиаторов и электробатарей прилично нагревается (иногда - до 60 °С), поэтому значительная доля теплоты передаётся в комнату излучением - до 40%. Остальную энергию отнимает воздух, омывающий многочисленные теплообменные рёбра агрегата.

Внешне электробатареи похожи на водяные приборы отопления, только греются электрическим ТЭНом

Видео: разновидности электрообогревателей

При большом желании и наличии навыков домашний мастер-умелец может изготовить любой из перечисленных разновидностей нагревателей. Исключение - аппарат микатермического типа со слюдяными элементами. Вопрос заключается в стоимости подобного изделия: например, для лампового инфракрасного обогревателя нужно купить трубчатый нагревательный элемент, для конвектора - ТЭН и алюминиевый ребристый радиатор.

Когда речь идёт о сборке недорогого отопителя из подручных материалов, стоит рассмотреть такие варианты:

тепловентилятор;
электробатарея;
кварцевая панель.

Кварцевые панели делаются из обычного цементно-песчаного раствора

Последней разновидности обогревателей присвоили красивое название сами производители. В действительности это панель, сделанная из цементного раствора с кварцевым песком, нагревательный элемент замурован внутри плиты.

Греющий прибор простейшей конструкции состоит из таких элементов:

корпус;
нагревательный элемент - воздушный ТЭН либо спираль из хромоникелевого сплава;
осевой вентилятор обдува;
выключатель и регулятор мощности;
автоматика безопасности.

Электрическая тепловая пушка включает 2 основных элемента - нагреватель и вентилятор

Мощные версии данных обогревателей - тепловые пушки - применяются для отопления помещений большой площади. Вместо осевых вентиляторов в них используются центробежные (улитки), а корпус сделан в виде трубы.

Чтобы своими руками изготовить тепловентилятор, нужно приобрести либо найти в домашнем хозяйстве нагревательный элемент. Но вначале необходимо определить мощность будущего отопителя.

Расчёт нагревательного элемента

Учитывая высокий КПД преобразования электрической энергии в тепловую, следует приравнять потребляемую мощность прибора к теплоотдаче. Если нагреватель «тянет» из сети 1 кВт электричества, то в помещение он фактически передаст 990 Вт, разницу можно считать погрешностью.

Чтобы отмерить нихромовую нить, нужно рассчитать её сопротивление

Алгоритм расчёта выглядит так:

Существует более простой путь - вместо нихрома купить готовый воздушный ТЭН требуемой мощности. Но подобное решение обойдётся значительно дороже, а проволока может найтись в старых греющих аппаратах (фен, утюг и так далее).

Подготовка инструментария и материалов

Для сборки тепловентилятора понадобится стандартный набор домашнего инструмента:

пассатижи;
кусачки;
острый нож для зачистки проводников;
дрель со свёрлами Ø3-8 мм;
ножовка по металлу;
отвёртки различных типов - плоская и крестообразная.

Если в обогревателе планируется устанавливать вентилятор с постоянным напряжением питания 12В, придётся собрать выпрямительную схему и поставить понижающий трансформатор. Для сборки электрической схемы понадобится паяльник с флюсом, припоем и канифолью в комплекте. Измерения напряжения и сопротивления производятся мультиметром.

Помимо перечисленного инструмента, при изготовлении тепловой пушки понадобится мультиметр

Конвективный обогреватель можно изготовить из таких деталей:

Чтобы использовать низковольтные типы вентиляторов постоянного тока, например, кулер от ПК, нужно понизить и выпрямить напряжение с помощью трансформатора и диодной схемы. Добавьте к ней конденсатор номиналом 100-200 мкФ для сглаживания пульсаций тока и продления срока службы кулера. Если в вашем распоряжении имеется рабочий блок питания компьютера, то схему собирать не потребуется.

Чтобы подать на вентилятор 12 вольт, нужно собрать примитивный блок питания по схеме

Инструкция по изготовлению

Первым делом необходимо подготовить к монтажу нагревательный элемент. Если вам досталась готовая хромоникелевая спираль, разбейте её по длине на участки, равные внутреннему диаметру асбестовой трубы, затем согните в найденных точках. Прямую проволоку нужно навить вокруг любого круглого предмета Ø0,5-1 см.

Помните, что после навивки спираль раскрутится и немного увеличится в диаметре за счёт упругости.

Готовую спираль нужно перегнуть, поделив на равные участки

Пошагово технология сборки выглядит так:

Просверлите в асбестовой трубе отверстия диаметром 4-5 мм для крепления участков спирали. Располагайте отверстия таким образом, чтобы витки нагреватели пересекали внутренний проход трубы под разными углами.
Используя винты с гайками и шайбами, закрепите хромоникелевую спираль внутри трубы. Концы проволоки выведите на край изолятора и просверлите отверстия для соединения с проводниками.
Хромоникелевая нить крепится к трубе в нескольких точках винтами
Установите асбестовую трубу внутрь корпуса на металлических кронштейнах, позади неё расположите вентилятор.
Смонтируйте на стенке обогревателя автоматические выключатели.
Подсоедините к нихрому медные провода, надёжно скрутив их винтами, пропущенными сквозь отверстия. Паять соединение бессмысленно - спираль нагреется и расплавит олово.
Подключите провода к автоматам и вентилятору, выведите наружу питающий кабель с вилкой. Питание к нагревателю и двигателю электровентилятора подавайте через отдельные выключатели.
Крыльчатка вентилятора размещается четко напротив трубы с нагревательной спиралью
В целях безопасности закройте фронтальную часть прибора металлической решёткой.

Для запитки низковольтного вентилятора соберите диодную схему с понижающим трансформатором. На выходе диодного моста поставьте электролитический конденсатор. По окончании монтажа проверьте правильность соединений и приступайте к испытанию обогревателя, включив его в сеть. Если при работе вентилятора спираль накаляется докрасна, придётся найти более производительный нагнетатель, иначе проволока быстро перегорит.

Некоторые умельцы подают питание 12 В на вентилятор без понижающего трансформатора, снимая напряжение с определённого участка проволоки и подавая его на диодный мост. Метод не слишком безопасен - искать нужную точку придётся вольтметром на включённом в сеть нагревателе.

Видео: устройство самодельного тепловентилятора

Источник тепла представляет собой чугунный радиатор устаревшей конструкции, куда вместо нижней боковой заглушки вкручивается трубчатый электронагреватель - ТЭН. Батарея заполняется водой, образующиеся излишки воздуха удаляются через автоматический воздухоотводчик либо ручной кран Маевского.

Чугунный радиатор старого типа выбран для изготовления электрообогревателя неслучайно - в каждую секцию батареи помещается минимум 1,5 л воды. Современные биметаллические и алюминиевые радиаторы менее вместительны - внутренний объём секции не превышает 0,5 л. Чтобы нагреватель работал эффективно, придётся наращивать количество секций, что увеличит стоимость изделия.

Для изготовления обогревателя лучше всего подойдёт радиатор МС-140 из чугуна

Расчёт потребной тепловой мощности производится по алгоритму, приведённому выше. Затем по расчётным данным подбирается водяной ТЭН с учётом следующих рекомендаций:

мощность ТЭНа принимайте с коэффициентом запаса 1,2-1,3 и округлением в большую сторону;
форма нагревателя - в виде латинской буквы U;
если для обеспечения нужной теплоотдачи одного нагревателя недостаточно, берите два ТЭНа одинаковой мощности;
трубчатые нагреватели лучше покупать со встроенным термостатом;
количество секций чугунной батареи определяется длиной нагревательных элементов - они должны поместиться внутрь с небольшим запасом.

Пример расчёта количества секций. U-образный ТЭН мощностью 2 кВт имеет длину трубок 26 см, ширина чугунной секции составляет 90 мм. Чтобы поставить 2 нагревателя, общей длиной 54 см, понадобится минимум 7 секций, с учётом запаса - 8 шт.

В расчёте на 1 нагреватель допускается ставить большее число радиаторных секций, но тогда увеличится общее количество воды и длительность прогрева, а следом - энергозатраты.

В чугунный радиатор на 7 секций ставится 1 стандартный ТЭН

Подготовительный этап

Для сборки обогревателя понадобятся такие изделия и материалы:

Если вы планируете организовать регулирование температуры воздуха в помещении, дополнительно купите комнатный термостат со встроенным либо выносным датчиком температуры. При монтаже электрообогревателя в жилом помещении используйте пластиковые кабель-каналы или прокладывайте проводку скрыто в бороздах стен, надевая защитный гофрированный рукав.

Подготовленный радиатор нужно установить на кронштейны крепления

Для установки батареи на стену предусмотрите стальные крюки либо кронштейны. Перед монтажом внешний вид радиатора стоит привести в порядок - понадобится термостойкая эмаль желаемого цвета.

Порядок сборки обогревателя

Перед изготовлением электробатареи радиатор следует подготовить - тщательно промыть с использованием чистящих средств, проверить на герметичность, высушить и окрасить снаружи. Дальнейшие работы выполняйте в такой последовательности:

Заранее установите батарею на стеновые кронштейны - после наполнения водой монтировать прибор будет тяжелее.
Для надёжности резьбу ТЭНа намажьте герметиком перед вкручиванием
Вместо одной нижней пробки вкрутите в крайнюю секцию ТЭН с водяным терморегулятором, используя паронитовую прокладку и герметик.
В верхнем противоположном углу радиатора вкрутите футорку с отверстием под воздухоотводчик.
Футорка и кран Маевского ставится вместо верхней пробки
Остальные отверстия закройте штатными заглушками, уплотнив резьбу ФУМ-лентой.
Подключите к ТЭНу провод ПВС, проложенный от автоматического выключателя. Последний необязательно ставить прямо в комнате, можно поместить его в общем электрощите.
Датчик и термостат вставляются в специальную трубку ТЭНа

По окончании сборки заполните батарею водой через отверстие под кран Маевского, причём вверху должна оставаться воздушная прослойка, компенсирующая расширение воды. Вкрутите на место воздухоотводчик и запускайте обогреватель в работу. В процессе первичного нагрева нужно несколько раз стравить воздух через кран Маевского. Чтобы вода в батарее не закипала, настройте терморегулятор ТЭНа на максимальную температуру 80 °С.

При использовании обогревателя в помещениях с периодическим отоплением вместо воды залейте в батарею незамерзающий теплоноситель.

Автоматическое поддержание температуры воздуха в помещении достигается с помощью комнатного термостата, расположенного в удобном месте. В данном случае электрообогреватель подключается к сети не напрямую, а через указанный терморегулятор.

Видео: обзор электрообогревателя из чугунного радиатора

При пользовании самодельными обогревателями нужно учитывать некоторые особенности эксплуатации и соблюдать простые меры безопасности:

Тепловентилятор, сделанный из подручных материалов, нельзя оставлять включённым без присмотра. Если подобная необходимость всё же возникает, прибор следует оборудовать автоматикой аварийного отключения - купить термореле и поставить датчик опрокидывания.
Не увеличивайте температуру воды в электробатарее выше 80 °С, иначе образуется пар и внутри возрастёт давление, грозящее разрушить чугун. Если обогреватель выделяет мало тепла, добавьте несколько секций и установите дополнительный ТЭН.
Не подсоединяйте оборудование к электросети на скрутках.
Линия, которой подключён электрообогреватель, должна быть защищена автоматическим выключателем и УЗО.
Тепловентилятор нежелательно использовать в помещениях с повышенной влажностью.

Как и заводские нагреватели, самодельные приборы практически не нуждаются в обслуживании. Из конвективного отопителя периодически выдувайте пыль, иначе она горит на спирали и выделяет неприятный запах. В электробатарее 1 раз в год проверяйте состояние рабочей поверхности ТЭНа и при необходимости удаляйте накипь.

Изготовление простого электрообогревателя - удачный способ сэкономить средства на покупке заводского прибора. С точки зрения эффективности отопления, разницы между изделиями нет - в обоих случаях КПД достигает 99%. Разница во внешнем виде и функциональности компенсируется дешевизной самодельных аппаратов. При желании конструкцию можно усовершенствовать, добавив полезные элементы автоматики: датчики, термостаты и таймеры.

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.

Прежде чем проектировать и изготавливать масляный обогреватель своими руками, неплохо бы ознакомиться с заложенными в основу его работы принципами и разобраться с тем, что представляет собой промышленный вариант. Какие механизмы и процессы скрываются внутри корпуса этого прибора?

Схема масляного обогревателя проста, она включает:

ТЭН (один или несколько);
масло;

Работает система так: ТЭН прогревает масло вокруг себя, вследствие чего в объеме начинается конвекционное движение потоков. Циркулируя, таким образом, жидкость перераспределяет тепло внутри герметичного металлического корпуса равномерно. В результате этого процесса, последний, через свои поверхности отдает тепло в окружающее пространство.

В цепи питания ТЭНа обычно предусмотрен реостат, обеспечивающий плавную настройку мощности. Вместо него изделие может быть оборудовано дискретными переключателями. Из средств автоматики, как правило, присутствует термостат, иногда датчик опрокидывания. В передовых моделях можно встретить дополнительно цифровую панель управления с индикаторным табло и программатором, дистанционный пульт контроля и управления и т. п.

Основной вариант размещения масляного обогревателя – напольный. Зачастую для придания его массивной конструкции большей подвижности рама оснащается колесами. Возможна также установка на стену, для чего в комплектность некоторых моделей наряду с напольными подставками включают кронштейны и другие соответствующие элементы крепления.

Оригинальным решением является недавно изобретенный плинтусный вариант – разновидность настенного, имеющая отраженную в названии конструкцию (узкую и длинную) и предназначенная для применения в санузлах и прочих помещениях, где ограниченность пространства не позволяет разместить стандартный масляный прибор.

Чтобы изготовленный своими руками обогреватель приносил такую же пользу, как промышленный прототип, следует отметить особенности конструкции, которые потребуется в достаточной степени соблюсти:

Прочный и герметичный корпус, устойчивый к механическим воздействиям, полностью исключающий утечку жидкости;
Использование масла в качестве наполнителя. Оно выступает посредником между ТЭНом, разогреваемым до нескольких сот градусов, и поверхностями корпуса. Это предохраняет нагревательный элемент от коррозии, накипи, самовыгорания и сжигания воздуха. И, в конечном итоге, с учетом немалого внутреннего объема, обеспечивает пожаробезопасную температуру поверхности корпуса (несколько десятков градусов);
Существенная инерционность протекающих в изделии процессов, дополненная работой термостата, обеспечивает эффективное использование масляного прибора и добавочную экономию электроэнергии.

Остается выяснить, как можно сделать подобный обогреватель своими руками.

Подбор материалов

Как ясно из вышесказанного, для получения самодельного обогревателя потребуется где-то раздобыть следующие составные части:

корпус;
масло;
мобильную подставку;
устройства управления и автоматики.

В качестве корпуса можно заимствовать старый радиатор из системы центрального отопления, листовой или секционный. Вполне подойдет и автомобильный, или любое похожее изделие, конструкция которого позволит жидкости циркулировать внутри естественным или искусственным (при помощи электромотора) образом. Можно также изготовить своими руками замкнутый контур из стальных труб.

Главное – не забывать, что непременным условием нормального функционирования системы будет обеспечение герметичности корпуса. Если жидкость станет подтекать, то едва ли такой самодельный прибор принесет больше пользы, чем доставит хлопот.

Что касается масла, то, во-первых, его количество должно закладываться исходя из расчета ~85 % от объема корпуса. Остальная часть полости заполняется воздухом. Эта 15 % область сохраняется для того, чтобы во время работы масло вследствие температурного расширения не раздавило корпус.

Во-вторых, качественные характеристики жидкости должны удовлетворять как минимум двум критериям: чистота и термостойкость. Грязь и примеси будут сокращать срок службы нагревательного элемента, вызывая оседание на нем накипи. А приличная температура ТЭН говорит о том, что следует подбирать техническое масло соответствующей марки. Подходящим вариантом будет, например, трансформаторное.

Количество и характеристики ТЭН выбираются в зависимости от требуемой мощности обогревателя (и с учетом габаритных размеров корпуса). Условно можно считать, что для создания комфортной атмосферы в помещении с обычной высотой потолков требуется ~1 кВт на 10 кв. м. Для комнат с высокими потолками, плохо утепленных, расположенных в холодных районах и т. п. необходимы в несколько раз более мощные изделия.

Разумеется, должны учитываться и возможности питающей электросети в месте, где планируется использовать созданный своими руками прибор. В плане долговечности немаловажно также рассмотреть возможные сочетания металлов ТЭН и корпуса. Скажем, не рекомендуется применять нагреватели с магниевым анодом , комбинировать алюминий и обычную сталь (не нержавеющую) с медью.

Поскольку конструкция, по всей вероятности, будет иметь внушительную массу, то мобильная платформа на колесах, если таковая планируется к включению в состав самодельного прибора, должна выдерживать возложенную на нее нагрузку. Ее можно изготовить, например, из стального проката – уголков, швеллеров и т. п. материалов.

Переключатели или реостат подбираются в соответствии с общей мощностной нагрузкой прибора.

В качестве термостата следует применять пластину из биметалла (взятую, например, из старого утюга). Подбирая для него настройку с оптимальными температурными характеристиками, исходить нужно не только из соображений экономии электроэнергии, но и из того, что чрезмерный нагрев может спровоцировать повышение давления внутри корпуса до слишком высокого уровня.

Для лучшей гарантии безопасности дополнительно можно предусмотреть термопредохранитель. Или аналогичный выключатель, срабатывающий при определенном давлении.

Сборка своими руками

Итак, все исходные материалы заготовлены. Помимо них, потребуются кое-какие слесарные инструменты и оборудование, найти которые не составит труда. Например, за неимением своего, позаимствовать сварочный аппарат можно у соседа по гаражу (вы ведь все равно не планируете собирать и тестировать изделие в квартире, не так ли?).

Сборка своими руками будет вестись, преимущественно, по месту, необходимо лишь обратить внимание на такие отдельные моменты:

для лучшей циркуляции масла ТЭН размещаются в нижней части и по бокам, они не должны соприкасаться между собой и с корпусом;
если форма и объем корпуса не обеспечивают в достаточной мере естественную конвекцию жидкости, следует прибегнуть к оснащению конструкции помпой и электроприводом;
для экстренного слива масла и сброса давления рекомендуется предусмотреть соответствующие отверстия с клапанами;
корпус должен быть заземлен;
перед использованием рекомендуется основательно протестировать прибор на работоспособность.

Как видно, самостоятельно сконструировать масляный обогреватель не так уж и сложно. Если отнесетесь со всем тщанием к разработке и изготовлению, он ответит вам всей своей теплотой в ненастную погоду. Если же сборка прибора кажется чересчур сложной, всегда можно

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.