Обогреватель своими руками — как сделать самодельный прибор

 

Службы ЖКХ не спешат начинать отопительный сезон и в квартирах холодно, нужно обогреть гараж или теплицу, да мало ли причин может быть для того, чтобы понадобился обогреватель. В продаже можно найти устройства на любой вкус и кошелек. И все-таки многие предпочитают собрать обогреватель своими руками, экономя при этом существенные средства.

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 г. (с изменениями от 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.

Требования к самодельному прибору

Большинство из тех, кто хочет попробовать свои силы в самостоятельном изготовлении обогревателя, вряд ли стремятся к слишком сложной работе.

Да и покупка большого количества различных технических элементов и узлов, чья стоимость вполне сопоставима с ценой готового изделия, вряд ли экономически оправдана. Таким образом, будущий прибор должен быть:

• простым в монтаже;
• продуктивным;
• экономичным в потреблении электроэнергии;
• безопасным;
• выгодным, то есть затраты на его производство должны быть минимальными;
• удобным;
• компактным.

Рассматривая существующие обогреватели, выпускающиеся промышленостью, можно сделать вывод, что всем этим требованиям соответствуют приборы, работающие по принципу инфракрасного излучения. Точнее, так называемые термопленки. Материал генерирует тепловую энергию, передающуюся предметам, которые, в свою очередь, разогревают окружающую среду. Такой способ обогрева считается наиболее эффективным, поскольку выработанное тепло не растрачивается впустую. Соответственно и кпд такого устройства очень высок.

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 м2  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 м2 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 м2 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:

Маломощные приборы для локального обогрева

Самые простые модели самодельных обогревателей предназначены для локального обогрева. Их максимальная температура нагрева составляет порядка 40°С.

Самодельная компактная термопленка

Основу обогревателя будут составлять два отреза стекла. Это одинаковые прямоугольники размерами 4х6 см. Длина и ширина рабочей площади обогревателя может варьироваться. Главное – чтобы площадь каждого стекла составляла порядка 25 квадратных сантиметров.

В роли нагревательного элемента будет выступать отрез алюминиевой фольги, используемой хозяйками для запекания, толщина которой составляет 0,1 мм

Для создания такого самодельного обогревателя также потребуются:

• медный двухжильный кабель;
• мультиметр;
• парафиновая свеча;
• деревянный брусок;
• плоскогубцы;
• герметик; эпоксидный клей;
• хлопчатобумажная салфетка;
• гигиенические палочки.

Перед началом работ кабель необходимо оборудовать вилкой.

Хорошие термоэлементы можно получить из нихрома. Но если такового нет под рукой, можно применить прием с использованием обычной сажи. Она является проводником с высоким сопротивлением. Единственный недостаток пленки из сажи – она быстро осыпается сама по себе.

Главное достоинство такого прибора в том, что значительная часть тепловой энергии выделяется нагретым до определенной температуры материалом в виде инфракрасного излучения

Первым делом прочищают стеклянные заготовки, удаляя с помощью салфетки пыль и остатки грязи, обезжиривают и тщательно просушивают. Очищенные заготовки охлаждают. Это необходимо для того, чтобы при последующем обжиге нагар лучше оседал на поверхности.

Подпаливают установленную в подсвечник свечу. А затем поочередно захватывают плоскогубцами за уголок каждую стеклянную заготовку и аккуратно двигают над свечой, чтобы стекло покрылось сажей. Необходимо добиться равномерного оседания нагара на всей поверхности стекла; обожженная часть и будет выступать токопроводящим элементом.

Манипуляции со свечой придется периодически прерывать с тем, чтобы дать разогретому стеклу немного остынуть.

После остывания заготовок у каждой из них прочищают края. Для этого с помощью гигиенических палочек вдоль контура по периметру снимают по 5 миллиметров от края.

Чтобы сделать нагревательные элементы, из фольги вырезают две полосы, ширина которых соответствует размеру закопченной области на стеклянных заготовках

На обожженную часть, которая будет выступать в роли токопроводящего элемента, равномерно наносят клей, сверху которого прикладывают заранее подготовленный отрез фольги. Полоски будут выполнять функцию клемм, необходимых для подключения проводов.

Такие же действия выполняют со второй половинкой. Обе детали соединяют. Чтобы обеспечить герметичность устройства, места соединений обрабатывают герметиком, покрывая торец по всему периметру.

Для того чтобы рассчитать мощность прибора, необходимо с помощью тестера измерить сопротивление углеродистого покрытия. Щупы мультиметра прикладывают к свисающим «хвостикам» алюминиевой фольги. Полученные данные используют при расчете с помощью формулы: N=I2 х R. Где «N» – мощность, «I» — сила тока, а «R» — сопротивление.

Мощность не должна превышать допустимые значения в 1,2 Вт. Если сопротивление превышает значение в 120 ОМ, чтобы уменьшить его, необходимо слой нагара сделать чуть толще. Здесь действует такое правило: чем больше копоти, тем меньше электрическое сопротивление.

Если параметры в пределах нормы – приступают к финальной стадии сборки. Для этого зачищенные края заготовок смазывают клеем, а свободные концы отрезов фольги загибают и приклеивают к одной из сторон.

Из деревянного бруска делают подставку и монтируют на нее подключенные к электрическому шнуру контактные площадки

На деревянную площадку устанавливают собранную из стекла и фольги конструкцию и устройство подключают к 12-вольтному источнику.

Тепловентилятор из подручных средств

Предлагаем еще один доступный способ изготовления самодельного устройства для локального обогрева. На его изготовление уйдет не более двух часов. Главным достоинством такого устройства является простота изготовления и доступность необходимых материалов. К числу недостатков конструкции стоит отнести то, что в процессе нагрева она будет сжигать кислород, а в некоторых случаях даже пахнуть паленым.

Корпус прибора будет выполнен из жестяной банки высотой в 20 см при диаметре в 10 см., а планки для намотки спирали из нихрома – из нефольгированного текстолита

Помимо жестяной банки для сборки нагревательной конструкции необходимо подготовить:

• трансформатор на 12 Вольт;
• диодный мостик;
• нихромовая проволока сечением 1 мм2;
• вентилятор;
• перфоратор с тонким сверлом;
• паяльник;
• компьютерный вентилятор.

Из текстолита необходимо заранее вырезать две заготовки, размер которых соответствует габаритам выбранной банки. Для подключения устройства к сети и переключения режимов потребуется также электрический шнур и кнопочный переключатель.

Первым делом с отреза текстолита снимают фольгу и вырезают внутреннюю часть так, чтобы получилось подобие рамки.

В текстолитовой заготовке с помощью тонкого сверла проделывают отверстия, размещая их с небольшим смещением относительно друг друга

В проделанные отверстия заглубляют концы нихромовой проволоки. К свободным концам заведенной под раму проволоки припаивают очищенные от изоляции «хвосты» электрических проводов.

Плотность тока в контактирующих с воздухом нихромовых электрически спиралях составляет порядка 12-18А/мм2. В зависимости от степени нагрева их насыщенность цвета будет меняться от темно-бордового до ярко-красного. Температура наружной поверхности излучателя при этом не превышает и 70 градусов.

Берут трансформатор, диодный мостик и кулер и замыкают их с зафиксированной нихромовой проволокой в единую цепь, не забывая при этом подключить переключатель

Диодный выпрямитель и малогабаритный трансформатор на 12 В необходим для питания кулера.

Чтобы иметь возможность регулировать температуру, стоит рассмотреть вариант установки хотя бы двух разделенных спиралей. К тому же, подключив спирали параллельно, в случае перегорания одной, другие не пострадают.

Главное при сборке конструкции – чтобы намотанные спирали не касались каких-либо деталей помимо текстолитовой рамки.

Вентилятор монтируют в банку с помощью кронштейна в виде П-образной металлической детали, зафиксированного болтом. Ток будет прогревать витки проволоки, а вентилятор обдувать конструкцию теплым потоком воздуха.

К собранной конструкции прикрепляют текстолит, после чего соединенные в единую цепь элементы электрического устройства помещают в банку

Для обеспечения свободного доступа воздуха в крышке и стенках банки просверливают 20-30 отверстий диаметром по 1,5-2 мм. Собранное устройство непосредственно напрямую подключают к сети в 220В и проверяют его работоспособность. В целях безопасности излучающую поверхность можно прикрыть защитной сеткой.

Такой тепловентилятор подойдет для прогрева небольшого по площади помещения. Как и другие тепловентиляторов, он всего за несколько минут прогреет середину комнаты, не расходуя драгоценное тепло на теплопотери, которые ходят сквозь стены.

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 45о;
• 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.

Основная суть статьи

1. Обогреватели кустарного производства не изжили себя и в условиях насыщенности современного рынка отопительным оборудованием промышленного производства.
2. Использование самодельных калориферов запрещено действующими Правилами пожарной безопасности, поэтому ответственность за последствия от их применения полностью ложится на потребителя.
3. 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.
4. 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.
5. Выбор обогревателя для самодельного изготовления должен основываться на удачном сочетании трёх характеристик —  продуманная степень безопасности, необходимая эффективность и достаточная для сборки компетентность изготовителя.