Низкая температура окружающей среды в значительной мере снижает производительность труда и комфорт проживания. Поэтому обогрев бытовых и производственных помещений выполняют важную функцию, требующую существенных финансовых затрат на приобретение специального оборудования. Чтобы сэкономить средства на приборах отопления вы можете собрать обогреватель своими руками. Что особенно актуально для тех помещений и локаций, где нет необходимости заботиться о его эстетичном виде и дизайне.
Идея N1: Изготовление локального мини-обогревателя
Для такой конструкции вам потребуется два кусочка стекла прямоугольной формы, металлическая фольга, парафиновая или стеариновая свеча, деревянный брусок (или брусок из другого диэлектрического материала), электрический шнур с вилкой, листовой металл для контактов.
Порядок изготовления такого мини обогревателя следующий:
- Возьмите два одинаковых кусочка стекла прямоугольной формы, в данном примере используются размеры 4×6 см, но это не критично, можно брать и другое соотношение, главное, чтобы площадь была около 25 см2. Очистите и обезжирьте их поверхность.
- При помощи зажженной свечи аккуратно нанесите слой копоти на одну поверхность стекла. Следите за равномерным покрытием и распределением сажи, так как она будет выступать в роли токопроводящего материала.
Рисунок 1: элементы для изготовления обогревателя - При помощи ватки или ушной палочки очистите край закопченного стекла, приблизительно на 5 мм.
- Отрежьте кусочек фольги такой же ширины, как поверхность стекла, покрытая копотью. По длине она должна выступать на 3 – 4 см за край стекла. Положите фольгу на стекло.
- Намажьте край стекла герметиком и совместите две половинки вместе с фольгой между ними.
Рис. 2: совместите два стекла
Края фольги загните под стекло на одну сторону.
- На деревянном бруске закрепите металлические контакты и припаяйте к ним концы электрических проводов с вилкой. Установите стекла на брусок – отопительный прибор готов.
Рис. 3: закрепите контакты на деревянном бруске
Следует отметить, что максимальная температура такого обогревателя должна составлять около 40ºС. Естественно, отапливать дом, дачу, гараж таким самодельным обогревателем не получится, он подойдет для обогрева палаток, рабочей области перед верстаком или другого пространства непосредственно перед рабочей поверхностью. Если устройство греется слишком сильно, вам потребуется уменьшить сопротивление токопроводящих элементов, для этого можно использовать более толстую фольгу или увеличить толщину сажи.
Принцип работы греющего кабеля
Принцип работы заключается в том, что электрическая энергия превращается в тепловую. Особенность такой нагревательной системы состоит в том, что она, без применения окислителя и топлива, принимает энергию и преобразует её в тепло. Система обогрева нагревается от проходящего по ней электричества и предотвращает промерзание коммуникаций. Поэтому для водопровода обязательно нужно приобрести греющий кабель, он поможет избежать сбоя в работе водопроводных сетей в холодное время года.
Для обогрева внешнего трубопровода применяют провода с бесшовной, герметичной и стойкой к повреждениям оболочкой, которая не боится перепадов температуры. Нагревательный элемент находится внутри внешнего слоя. При понижении температуры воздуха греющий кабель подключается к электричеству. Начинает работать нагревательный элемент и обогревает всю систему. Если температура воздуха повышается, то провод отключается от электросети и работа трубопровода осуществляется в обычном режиме.
Идея N2: Инфракрасный обогреватель
Для изготовления инфракрасного обогревателя своими руками можно использовать несколько вариантов устройств. Рассмотрим два наиболее простых в реализации, для одного из них будет использоваться ИК пленка, применяемая в системе теплого пола, а для второго нагревательную панель изготовим из подручных средств. Если у вас остался пленочный ИК нагреватель от пола или есть возможность его достать, то это значительно упростит вам задачу.
Пленочный ИК нагреватель
Для изготовления такой инфракрасной модели вам понадобиться кусок рулонной фольгированной теплоизоляции, нагревательная пленка, питающий кабель для подключения в электрическую сеть, клеммы для подключения провода к пленке, терморегулятор или другие устройства для изменения температуры обогревателя.
Процесс изготовления состоит из таких этапов:
- Выберете место размещения, так как пленочный обогреватель не может самостоятельно стоять на полу или столе, его нужно крепить к стене, потолку, каркас или на другой жесткой поверхности.
- По размеру инфракрасной пленки вырежьте термоизоляцию и подготовьте фольгированную поверхность для наклеивания пленки.
Рис. 4: вырежьте термоизоляцию нужного размера - К подготовленному рулону приклейте пленку, обеспечьте плотное прилегание по всей длине. Для скрепления поверхностей можно использовать как клеящие составы, так и двухсторонний скотч. Но точки нанесения клеящего вещества должны располагаться не на инфракрасных излучателях.
Рис. 5: места для нанесения клеевого состава - По краям пленки закрепите клеммы, предварительно к клеммам припаяйте провод для подачи электрической энергии.
Рис. 6: припаяйте клемму к медной шине - Заизолируйте места электрических соединений при помощи изоленты, термоусадки или битумной ленты. Это нужно, чтобы при подключении нагревательного прибора в сеть исключить угрозу поражения электротоком от обогревателя и изолировать токоведущие части от стен и других конструктивных элементов зданий.
Рис. 7: заизолируйте места электрических контактов - В конструкцию электрообогревателя включите терморегулятор, наиболее удобной точкой включения является питающий провод. Так как элемент управления можно поместить в наиболее удобное и доступное место. Это позволит контролировать мощность теплоотдачи обогревателя для обогрева гаража.
- Закрепите ИК обогреватель на стене или другом конструктивном элементе. Если вы хотите установить его на полу, можно изготовить деревянный каркас.
Панельный ИК нагреватель
Рабочий элемент инфракрасного обогревателя можно изготовить и самостоятельно. За образец берем конструкцию керамического обогревателя, для него вам понадобится две одинаковые панели из термоупорного пластика (площадью около 1м2), графитовая мука, эпоксидный клей, шнур для питания электрического обогревателя. Графитовая мука будет выполнять роль токопроводящей среды, ее можно приобрести как отдельно, так и взять с отработанных электрических батареек или изготовить из строительного простого карандаша.
Весь процесс подразделяется на такие этапы:
- Подготовьте поверхность пластика, предварительно очистите и обезжирьте сторону, на которую будет наноситься токопроводящая смесь.
- Смешайте графитовый порошок с эпоксидным клеем в соотношении 1:1 или 1:1,5, следует отметить, что с увеличением количества эпоксидного клея сопротивление обогревателя будет увеличиваться, а мощность прибора уменьшаться. При большем количестве графита, увеличится проводимость цепи обогревателя, возрастет протекающий ток и мощность.
Рис. 8: изготовление токопроводящего состава - При помощи шпателя нанесите на очищенную пластиковую поверхность смесь графита и эпоксидного клея, как показано на схеме сборки ниже:
Рис. 9: схема нанесения графитной дорожки - Дождитесь высыхания графитно-эпоксидной смеси и приклейте сверху второй лист пластика. Установите клеммы в месте разрыва токопроводящей дорожки.
- К выводам клемм подсоедините электрический шнур для последующего подключения устройства к питающей сети.
Готовый обогреватель следует опробовать при помощи мультиметра – установите щупы на выводы вилки и замерьте электрическое сопротивление. После этого следует рассчитать выделяемую мощность по такой формуле: P = U2 / R
Где P – мощность устройства, U – питающее напряжение, R – сопротивление цепи обогревателя.
Преимуществом такого прибора отопления является инфракрасное излучение, которое будет нагревать все предметы, а от них уже происходит обогрев помещения. За счет чего сразу нагреваются конкретные предметы и люди, находящиеся в зоне излучения. Поэтому ИК обогреватель выгодно применять для отопления гаражей, террас, беседок, веранд и таких помещений, где нет необходимости затрачивать ресурсы на постоянное поддержание температуры воздуха.
Рис. 10: преимущества ИК обогревателя перед конвекционным
Если конструкция обогревателя вам покажется недостаточно прочной для использования в каком-то помещении, ее запросто можно усовершенствовать при помощи деревянной рамы по периметру.
Назначение и виды электрообогревателей
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
Идея N3: Масляный нагреватель
Так как техническое масло обладает хорошими теплопередающими функциями, его широко используют в обогревателях. Такой масляный обогреватель вы можете собрать самостоятельно на дому. Для этого вам понадобится старый радиатор отопления (чугунная или биметаллическая батарея, регистр или другая трубчатая конструкция), ТЭН трубчатого типа, непосредственно само масло в качестве теплоносителя, герметичные пробки для размещения ТЭНа.
Рис. 11: Пример использования БУ регистра
Чтобы максимально обезопасить работу масляного прибора, его можно дополнить датчиком нагрева, размыкающие контакты которого подключены в цепь питания.
Процесс изготовления масляного радиатора заключается в следующем:
- Возьмите старый радиатор, важно, чтобы он был заменен по причине модернизации системы, а не из-за нарушения целостности корпуса. Желательно самому убедиться в этом путем заливки жидкости или хотя бы посредством внешнего осмотра.
Рис. 12: Возьмите старый радиатор - Подготовьте в обогревателе два отверстия – под ТЭН и для заливки масла. Первое отверстие обязательно должно оснащаться резьбой и располагаться в нижней части, чтобы нагретые массы поднимались вверх. Второе отверстие удобнее располагать в верхней части, при вводе обогревателя в работу его также придется герметизировать. Помимо этого можно изготовить отверстия для слива масла и для клапана аварийного сброса давления.
Рис. 13. Подготовьте два отверстия - Закрутите нагревательный ТЭН в отверстие на радиаторе. При выборе конкретной модели ТЭНа важно убедиться, что диаметр резьбы подходит по диаметру отверстия, а в комплекте имеются прокладки из маслостойкой резины.
Рис. 14: закрутите ТЭН в нижнее отверстие
Еще один важный момент – диаметр ТЭНа должен быть таким, чтобы он ни в коем разе не касался стенок радиатора. Для герметизации используются подкладки, специальные составы и пакля.
- Если вы оставили горловины для сброса масла и под установку датчиков, установите в них соответствующее оборудование. Проведите герметизацию всех отверстий, которые не будут задействованы в дальнейшем, оставьте только горловину для заливки масла.
- Залейте в обогреватель техническое масло примерно 85% от общего объема. Запас в 15% необходим для свободного пространства, которое займет жидкость после нагревания и температурного расширения. Ни в коем разе не заливайте масла впритык. Закройте горловину для заливки масла.
Рис. 15: закройте горловину для заливки масла - Заземлите обогреватель на контур заземления.
Следует отметить, что для увеличения срока службы такого устройства следует подбирать тэн в соответствии с материалом корпуса. Иначе, из-за большой разности напряжения выхода частиц этих металлов будет происходить разрушение элементов. Также заметьте, что обогреватель будет иметь приличный вес, поэтому желательно обеспечить ему надежную фиксацию в пространстве или изготовить конструкцию для удобства перемещения.
Рис. 16: Конструкция для перемещения на колесиках
Почему следует использовать греющий кабель?
Основные плюсы использования кабельных нагревателей:
- Безопасность. Отличная система изоляции. Надёжная защита от внешних химических, механических и термических воздействий.
- Универсальность. Греющим кабелем можно оснастить трубопровод, расположенный как под землёй, так и снаружи.
- Простота в применении.
- Экономия. После подключения кабельного нагревателя есть возможность регулировать мощность обогрева при изменении температуры воздуха.
Идея N4: Обогреватель со спиралью
Классический вариант обогревателя спирального типа подразумевает включение нагревательных спиралей в сеть. В качестве основания для установки спирали в таких моделях использовались термоустойчивые диэлектрики. Но это довольно простые варианты, поэтому в рамках данной статьи мы рассмотрим принцип изготовления устройства, которое по своим характеристикам не уступает газовому обогревателю. В нем используется тот же принцип, что и в тепловой пушке, но с меньшей теплоотдачей.
Для изготовления вам понадобиться нагревательная спираль, электрический вентилятор, металлическая труба или коробка для корпуса, диэлектрический термостойкий каркас, шнур питания. Процесс изготовления обогревателя включает в себя такие этапы:
- Обрежьте асбоцементную трубу нужной длины (в данном примере она будет использоваться для изготовления несущего каркаса).
Рис. 17: обрежьте трубу нужной длины - Просверлите в трубе несколько отверстий с разных сторон, чтобы в них можно было просунуть нихромовую спираль.
- Заведите в отверстия спираль, в данном примере они выполнены в форме решетки, но это не принципиально, важно чтобы нагревательные элементы имели разный угол наклона.
Рис. 18: положение спирали в трубе
Если вы собираете несколько кусков спирали, соедините их между собой на внешней стороне трубы.
- С одной стороны трубы поместите вентилятор для нагнетания воздушного потока. Направление лопастей должно обеспечивать движение воздуха к спиралям, протянутым в трубе. Расстояние от вентилятора до нагревательного элемента должно обеспечивать безопасную работу, чтобы лопасти не расплавились. Для дополнительного охлаждения вентилятор и асбестовую трубу можно разделить в корпусе.
Рис. 19: разделение вентилятора и трубы с нагревателем - Заизолируйте места электрических соединений как от вентилятора к питающему шнуру, так и от нихромовой спирали. Для изоляции спиральных соединений можно использовать миканитовую ленту, которую наматывают прямо на асбестовую поверхность.
- Готовый обогреватель поместите в наиболее подходящий корпус. В данном примере для защиты от случайного прикосновения к спирали, перед трубой, устанавливается дополнительная решетка.
Следует отметить, что мощность вентилятора не должна быть слишком большой, чтобы спирали успевали разогреться. На практике вы должны добиться эффекта дуйчика, а производительность обогрева можно регулировать длиной спирали. Также асбестовую трубу внутри желательно покрыть термоустойчивым лаком, чтобы частицы асбеста не попадали в воздух. Корпус обогревателя не лишним будет заземлить на контур заземления.
Принцип работы греющего кабеля
Принцип работы заключается в том, что электрическая энергия превращается в тепловую. Особенность такой нагревательной системы состоит в том, что она, без применения окислителя и топлива, принимает энергию и преобразует её в тепло. Система обогрева нагревается от проходящего по ней электричества и предотвращает промерзание коммуникаций. Поэтому для водопровода обязательно нужно приобрести греющий кабель, он поможет избежать сбоя в работе водопроводных сетей в холодное время года.
Читать также: Лампочка подсветки номера октавия а5
Для обогрева внешнего трубопровода применяют провода с бесшовной, герметичной и стойкой к повреждениям оболочкой, которая не боится перепадов температуры. Нагревательный элемент находится внутри внешнего слоя. При понижении температуры воздуха греющий кабель подключается к электричеству. Начинает работать нагревательный элемент и обогревает всю систему. Если температура воздуха повышается, то провод отключается от электросети и работа трубопровода осуществляется в обычном режиме.
Почему следует использовать греющий кабель?
Основные плюсы использования кабельных нагревателей:
- Безопасность. Отличная система изоляции. Надёжная защита от внешних химических, механических и термических воздействий.
- Универсальность. Греющим кабелем можно оснастить трубопровод, расположенный как под землёй, так и снаружи.
- Простота в применении.
- Экономия. После подключения кабельного нагревателя есть возможность регулировать мощность обогрева при изменении температуры воздуха.
