Электрообогреватель своими руками — как сделать из чугунной батареи и подручных материалов

Среди всех видов энергоносителей электричество стоит дороже всего, но, несмотря на это, электрообогреватели остаются довольно востребованными. Приборы эти могут быть очень разными, так что неподготовленный покупатель легко может запутаться. Мы расскажем не только о том, какими бывают электрообогреватели, но и о том, как такое устройство изготовить своими руками.

Назначение электрообогревателя

Высокие цены на электричество не позволяют большей части населения применять электроотопление в качестве основного. Но вот как дополнительное отопление электроприборы для жителей многоквартирных домов просто незаменимы: они помогают создать комфортный микроклимат в межсезонье, когда централизованное отопление ещё не работает, а также при аномальных морозах, если оно со своими обязанностями не справляется.

Может пригодиться электрообогреватель и владельцу жилища с автономным отоплением. После длительного простоя система по причине инерционности выходит на рабочий режим далеко не сразу, так что электрическая «грелка» в это время окажется очень кстати.

В сельской местности электрообогреватель может пригодиться для создания комфортного микроклимата в неотапливаемом сарае на время выращивания птенцов.

Разновидности устройств

Сегодня в продаже можно встретить такие приборы:

• прямой теплопередачи;
• конвекционные;
• инфракрасные.

Электрообогреватели прямой теплопередачи

К данному типу обогревательных приборов относятся:

• масляные;
• парокапельные;
• керамические;
• кварцевые;
• модульные.

Масляные радиаторы

Прибор состоит из ребристого полого корпуса, заполненного маслом, и размещённого внутри него трубчатого электронагревателя (ТЭНа). ТЭН представляет собой изогнутую трубку, полость которой заполнена песком и в которую помещена нагревательная спираль. Масло распределяет полученное от ТЭНа тепло по всей поверхности корпуса, благодаря чему увеличивается площадь контакта прибора с воздухом. Обогреватель оснащён термостатом, который отключает ТЭН при достижении критической температуры.

Внутри полого ребристого корпуса установлен ТЭН

Достоинства у масляного обогревателя следующие:

• работает бесшумно;
• может устанавливаться на полу, поэтому обычно снабжается колёсиками, которые делают прибор мобильным;
• обеспечивает равномерное распределение тепла по всему помещению;
• поскольку температура корпуса из соображения безопасности не превышает 600С, попавшая на такой прибор пыль не сгорает, соответственно, нет характерного неприятного запаха.

Таким образом, масляный радиатор можно рассматривать как аналог обычной батареи водяного отопления: греет мягко, абсолютно не причиняя каких-либо неудобств.

Парокапельные

Устроены абсолютно идентично предыдущей разновидности, только вместо масла заполнены небольшим количеством воды. Нагретая ТЭНом, она вскипает и в виде пара распределяется по всему объёму корпуса обогревателя, нагревая его стенки. Отдав тепло, пар конденсируется, стекает вниз и снова попадает в контейнер, где установлен ТЭН.

В отличие от масляного, парокапельный нагреватель заполнен водой (в небольшом количестве)

Парокапельные радиаторы превосходят масляные в следующем:

• замена масла небольшим объёмом воды приводит к удешевлению прибора;
• при замерзании прибор не лопнет, так как он практически пуст.

Модульные обогреватели

По принципу действия эти приборы похожи на масляные обогреватели, только они собираются из нескольких секций, количество которых, как и мощность ТЭНа, определяет заказчик. Ещё одно отличие — модульный электрообогреватель оборудован электронным блоком управления с дисплеем и сенсорной панелью, который контролирует температуру не только самого прибора, но и воздуха в помещении, обеспечивая рациональное использование электроэнергии.

Количество секций может быть разным — в зависимости от желания заказчика

Выпускаются модульные электрообогреватели как заполненные маслом, так и парокапельные.

Кварцевые и керамические

Вместо жидкой среды для распределения тепла от греющей спирали используется твёрдая — кварцевый или керамический блок.

Керамические и кварцевые обогреватели не содержат жидкого теплоносителя

Такие приборы хороши не только невосприимчивостью к низким температурам, но и тем, что при сильных повреждениях из них ничего не вытечет.

Конвекционные электрообогреватели

В группу приборов конвекционного типа входят конвекторы и тепловые вентиляторы. Все перечисленные устройства являются обогревателями конвекционного типа: они греют воздух, при этом распространение тепла в помещении осуществляется за счёт конвекции — стремлении тёплого воздуха «всплывать» вверх и холодного опускаться вниз. К этой группе можно отнести и электрический «тёплый пол».

Конвекторы

Конвектор можно представить следующим образом:

• берём масляный обогреватель и выливаем из него масло;
• срезаем верхнюю и нижнюю части корпуса так, чтобы он превратился в прямоугольную трубу;
• устанавливаем ТЭН с длиной, равной ширине корпуса.

Получается, что теперь воздух нагревается не от корпуса, а от ТЭНа. А поскольку ТЭН находится внутри корпуса и к нему нельзя прикоснуться, ничто не мешает нагреть его до высокой температуры. Такой принцип обеспечивает форсированный прогрев: из конвектора дует вверх мощный поток горячего воздуха, как будто там установлен вентилятор.

Воздух, нагреваемый при соприкосновении с ТЭНом, поднимается вверх, а на его место снизу прибывает холодный

Выгоды от такого решения:

• один прибор способен обогреть довольно большое помещение (масляных радиаторов с их мягким обогревом понадобилось бы несколько);
• температура становится комфортной довольно быстро.

Недостатки:

1. На горячем ТЭНе сгорает пыль, что сопровождается появлением неприятного запаха. Правда, обычно он слышится только при включении.
2. Конвектор нельзя ставить на пол, так как в этом случае он будет тянуть в себя много пыли. Его приходится прикручивать к стене на некоторой высоте, соответственно, этот прибор, в отличие от масляного обогревателя, уже не является мобильным.

У некоторых моделей конвекторов корпус является керамическим.

Тепловентилятор

От всех предыдущих этот прибор отличается тем, что воздух в нём прогоняется через нагревательные спирали принудительно, то есть при помощи вентилятора. Такое усовершенствование позволило получить несколько преимуществ:

• тепловентилятор является более компактным, чем прочие приборы;
• прогрев помещения даже при небольшой мощности осуществляется очень быстро (конвектор на малой мощности обеспечить форсированный прогрев не в состоянии);
• на выходе из обогревателя тёплый воздух движется горизонтально, так что можно погреться, направив его на себя.

  Внутри корпуса монтируется нагревательная спираль, через которую вентилятор пренуллительно прогоняет воздух

Картину омрачает важный недостаток: тепловентилятор шумит, что даже днём может доставлять дискомфорт, не говоря уже о ночи, когда домочадцы спят. Кроме того, как и в случае с конвектором, ощущается запах горелой пыли. Правда, есть тепловентиляторы, у которых вместо спиралей установлены ТЭНы. Они греются не так сильно, соответственно, пыль на них не горит.

Электрический «тёплый пол»

Очень популярная сегодня разновидность электрообогревателя. Система состоит из длинных греющих кабелей, которые змейкой укладываются в конструкцию пола. Роль распределителя тепла играет стяжка или алюминиевые пластины, если пол деревянный. Недостатки — сложный монтаж и отсутствие мобильности, но зато:

1. Пол является тёплым, так что по нему комфортно ходить босиком.
2. Нагревательные элементы полностью скрыты, а потому не уродуют интерьер.
3. Нагретый воздух, поднимаясь, согревает жильцов и предметы, а не «убегает» сразу под потолок, как в случае с конвектором, масляным радиатором и прочими подобными электрообогревателями.

   Греющий кабель прогревает конструкцию пола, которая, в свою очередь, передает тепло воздуху

Инфракрасные (ИК) обогреватели

Приборы, принципиально отличающиеся от всех остальных. Если от масляного обогревателя или конвектора мы получаем тепло через посредника — воздух, то ИК-обогреватель поставляет его нам напрямую. Установленная в нём спираль (или кварцевая трубка) раскаляется докрасна, а в таком состоянии тела начинают интенсивно излучать электромагнитные волны в ИК-диапазоне, передающие тепло всему, чего они достигнут. Бояться этого излучения не стоит — оно абсолютно идентично солнечному.

ИК-обогреватель незаменим, если помещение часто проветривается либо оно оборудовано высокопроизводительной вентиляционной системой (например, химическая лаборатория или сварочный пост). В таких условиях электрообогреватель конвекционного типа или тепловентилятор оказались бы бесполезными. В лучах же ИК-обогревателя пользователю всё время будет тепло, причём не только в помещении, но и на улице.

ИК-обогреватель может помочь сэкономить электроэнергию. Предположим, пользователь сидит в просторной комнате на одном месте — работает за столом или смотрит телевизор. Чтобы обогреть помещение масляным радиатором, нужно регулятор мощности поворачивать на 1–2 кВт, ведь волей-неволей приходится прогревать весь объём воздуха.

Если же установить сбоку от себя ИК-обогреватель, то для комфортного ощущения достаточно будет включить один излучатель мощностью 0,45 кВт. То есть данный прибор позволяет обогреть малыми затратами небольшую зону при любых объёмах помещения или даже полном отсутствии ограждающих конструкций (открытая площадка). Причём тепло ощущается уже через 0,5 мин. после включения.

Инфракрасные лучи греют лишь предметы, на поверхность которых они попадают: воздух в помещении нагревается косвенно

Понятно, что в детской, к примеру, этот фокус не сработает: дети на месте не сидят, поэтому здесь ИК-обогреватель придётся включить на те же 1–2 кВт. Он нагреет попавшие в поле излучения предметы и людей, а от них уже нагреется воздух, так что тепло станет во всём помещении. Но при таком применении прибор менее удобен, чем масляный обогреватель, поскольку в обслуживаемой им зоне тепло распространяется неравномерно: вблизи ИК-обогревателя может быть жарко.

Подводя итоги, кратко перечислим достоинства ИК-обогревателей:

• бесшумны;
• эффективно работают при значительном воздухообмене и на открытых площадках;
• позволяют создать комфортные условия в небольшой зоне просторного помещения, обходясь при этом малыми затратами электричества.

И недостатки:

• свечение спирали ночью может мешать спать;
• обогрев осуществляется неравномерно: при малой мощности пользователь может ощущать холод с той стороны, которая обогревателем не освещается; при большой — вблизи прибора может быть жарко.

ИК-обогреватели выпускаются в двух исполнениях:

1. Ламповые. Это приборы с той самой спиралью, о которой мы уже говорили. Чтобы исключить появление неприятного запаха от горения пыли, она заключена в трубку из кварцевого стекла.
2. Плёночные. Излучатель выполнен в виде графитовых дорожек, заключённых между двумя слоями полимерной плёнки. Некоторые ИК-плёнки предназначены для укладки под напольное покрытие (ещё один вариант электрического тёплого пола), другие — для навешивания на стену (на них наносится изображение). Графит, разумеется, до красного свечения не нагревается, но всё равно он является достаточно горячим, так что при навешивании плёнки на стену нужно позаботиться о том, чтобы дети случайно не обожглись.

Ещё об электрообогревателях

Отдельно стоит рассказать ещё о двух разновидностях:

1. Обычный кондиционер в реверсном режиме. Как известно, современные кондиционеры могут работать в режиме отопления, то есть их тоже можно причислить к электрообогревателям. Но есть важный момент: кондиционер не преобразует электроэнергию в тепло в соотношении 1:1, как другие обогреватели. Он использует электричество для питания компрессора, а тепло — просто «перекачивает» с улицы. Как это ни парадоксально звучит, но даже морозный воздух может выступать источником тепла — такое становится возможным благодаря принципу теплового насоса, основанному на попеременном сжатии-расширении газа (цикл Карно). Самое примечательное в том, что на 1 кВт потраченного электричества данный прибор выдаёт 3–5 кВт тепла, поэтому греться с его помощью гораздо выгоднее, чем любым другим электрообогревателем. Жалко только, что делать это можно только при температуре на улице не ниже -50С.
2. Компьютер-обогреватель. Те, кому приходилось бывать в серверных, знает, что мощная вычислительная техника также может выступать в роли очень действенного электрообогревателя. Понимая это, компания Smart Heat выпустила мощные компьютеры с несколькими процессорами, снабжённые вентиляторами и даже теплообменниками для подключения к водяной системе отопления (получается компьютер-котёл). Идея состоит в следующем: пользователь устанавливает у себя такой компьютер, подключает его к интернету, после чего эти огромные вычислительные мощности будет использовать какая-нибудь сторонняя компания. Пользователь же будет этим компьютером попросту греться, причём компания будет ему за предоставление вычислительных мощностей платить, так что электроотопление в итоге получится очень дешёвым. Правда, стоят такие компьютеры-обогреватели непомерно дорого, и судя по тому, как редко они упоминаются сегодня в интернете, идея особо популярной не стала.

В народе ходят два мифа об электрообогревателях:

• у разных моделей может сильно отличаться КПД;
• некоторые модели выжигают кислород и сушат воздух.

Следует знать, что КПД подобных приборов приближен к 100%, то есть каждый оплаченный кВт*ч превратится в тепло, которое так или иначе останется в помещении (мизерные потери в проводах в расчёт можно не принимать).

Воздух же становится сухим (снижается относительная влажность) при нагреве любым прибором, а не только электрическим. Чтобы этого избежать, нужно установить в помещении ёмкость с водой или воспользоваться увлажнителем воздуха.

«Выжигание» кислорода возможно только в процессе горения какого-либо топлива, так что если ваш электрообогреватель работает не на дровах, можно быть спокойным.

Какой электрообогреватель можно изготовить своими руками

Из всех перечисленных видов обогревателей для самостоятельного изготовления доступны:

1. Масляный радиатор (понадобится чугунная батарея отопления).
2. Инфракрасный обогреватель (соберём плёночную версию из подручных материалов).
3. Тепловентилятор, правда, с весьма скромной мощностью.

Масляный радиатор из чугунной батареи

Изготовление любого самодельного прибора начинается с выполнения расчётных работ.

Расчёт

В идеале для определения мощности обогревателя нужно выполнить достаточно сложный расчёт теплопотерь через ограждающие конструкции помещения. Но в быту часто применяют его упрощённый вариант: считается, что для обогрева площади в 10 м2 при высоте потолка в 2,5 м требуется 1 кВт тепла. Конечно, полученный по такой методике результат окажется весьма приблизительным, но всё-таки он поможет хоть как-то сориентироваться.

Помимо мощности, понадобится рассчитать сечение проводов, которыми будет подключаться прибор. Известно, что через каждый 1 мм2 сечения медного провода можно пропускать ток силой в 17 А. Силу тока, потребляемого обогревателем, рассчитывают по формуле:

I = W / U, где W — мощность (Вт), U — напряжение.

Таким образом, для питания прибора мощностью, допустим, 2,2 кВт (может обогреть помещение площадью 22 м0) потребуется ток силой I = 2200/220 = 10 А. Следовательно, медный провод должен иметь сечение не менее S = 10 / 17 = 0.59 мм2.

Материалы и инструменты

Вот что нужно подготовить:

• чугунную батарею;
• ТЭН необходимой мощности со встроенной защитой от перегрева;
• минеральное масло, лучше трансформаторное (если не пугает стоимость);
• медный 2-жильный провод с расчётным сечением;
• электрическую вилку;
• паклю;
• стальную втулку;
• стальные уголки с полкой шириной 40 или 50 мм.

Инструменты нужны следующие:

• сварочный аппарат либо дрель со свёрлами по металлу — в зависимости от того, будет ли применяться сварная рама, либо собранная на болтах;
• паяльник;
• разводной гаечный ключ;
• набор плашек и метчиков для нарезания резьбы на втулке (также можно нарезать на токарном станке);
• плоскогубцы;
• отвёртка;
• нож.

Инструкция по изготовлению

Обогреватель изготавливается так:

1. Из стального уголка делаем раму с ножками или полозьями, в которую можно будет установить батарею в вертикальном положении. Если имеются навыки сварочных работ и соответствующее оборудование, делаем сварную раму; если нет — сверлим дрелью отверстия и собираем раму на болтах.
2. Из стальной втулки делаем переходник для установки ТЭНа в чугунный радиатор. Для этого нарезаем внутри неё и снаружи резьбу: наружная должна соответствовать резьбе в отверстии батареи, внутренняя — резьбе на хвостовике ТЭНа. Найти втулку с подходящими размерами — большая удача, чаще её приходится обтачивать. Поэтому такой переходник лучше заказать кому-нибудь из токарей.
3. С края переходника нужно будет снять напильником материал, чтобы получились плоские грани для захвата гаечным ключом.
4. Обмотав переходник паклей, ввинчиваем его в нижнее отверстие чугунной батареи. При отсутствии опыта подобрать оптимальное количество пакли бывает сложно, тогда вместо неё нужно использовать фторопластовый уплотнитель — ФУМ-ленту.
5. В переходник вводим и завинчиваем ТЭН, предварительно обмотав его хвостовик уплотнителем.
6. К контактам ТЭНа припаиваем жилы провода, а на другом его конце устанавливаем электровилку. В ней имеются винтовые зажимы, так что паять ничего не нужно — понадобится только отвёртка.
7. Все контакты должны быть надёжно изолированы.
8. Выкручиваем одну из верхних заглушек батареи и заливаем в неё трансформаторное или иное минеральное масло. Нужно учитывать, что при нагреве его объём увеличится, поэтому заполнять батарею нужно не более, чем на 80–85%.

Обогреватель готов, можно включать его в розетку. Если нужен более мощный прибор, во второе нижнее отверстие можно вкрутить ещё один ТЭН, который подключается параллельно с первым.

Видео: масляный электрообогреватель из чугунной батареи своими руками

ИК-обогреватель из подручных материалов

Рассчитать данную модель самодельного обогревателя не представляется возможным, так как основной элемент — углеродистый излучатель — наносится «на глазок». Вместо расчёта выполняют проверку сопротивления по факту и если оно окажется недостаточным, вносят коррективы.

Материалы и инструменты

Обогреватель будем делать из следующих подручных материалов:

• лист стекла;
• фольга;
• парафиновая свеча;
• провод с электровилкой;
• герметик;
• клей эпоксидный.

Инструменты нужны будут такие:

• мультиметр;
• ножницы;
• стеклорез.

Инструкция по изготовлению

Вот что нужно сделать:

1. При помощи стеклореза отрезаем два одинаковых прямоугольных куска стекла.
2. Очищаем стекло от пыли и обезжириваем.
3. Зажигаем свечу и, удерживая стекло над ней, покрываем его сажей (обе заготовки). Сажа, как известно, в основе своей состоит из углерода, то есть она является аналогом графитовых дорожек в плёночных ИК-обогревателях. Чтобы копчение стекла осуществлялось равномерно, его перед операцией целесообразно охладить.
4. Уложив одну из стеклянных заготовок копчёной стороной вверх, стираем ваткой (удобно пользоваться ватной палочкой) сажу с самого краешка по всему периметру, так чтобы получилась чистая окантовка шириной примерно в 5 мм.
5. Из фольги вырезаем две полосы, длина которых слегка превосходит ширину стеклянного прямоугольника.
6. На очищенную окантовку наносим эпоксидный клей, затем укладываем на противоположные края полосы из фольги. Их нужно располагать так, чтобы край свисал только с одной стороны.
7. Сверху кладём вторую прокопчённую стеклянную заготовку, так чтобы слои сажи соприкасались. С силой прижав стеклянные листы друг к другу, оставляем их в покое до затвердения клея.
8. При помощи мультиметра определяем сопротивление R слоя сажи, приложив щупы к выглядывающим из-под стекла краям фольги. Далее рассчитываем силу тока по формуле I = U / R, где U = 220 В — напряжение в электросети. Сила тока должна лежать в допустимых для сечения проводов пределах. К примеру, если для питания используется медны провод сечением 1 кв. мм, для которого максимальный ток составляет 17 А, то сопротивление самодельного обогревателя должно быть не меньше R = U / I = 220 / 17 = 12.94 Ом.

Если сопротивление окажется ниже положенного, ИК-обогреватель придётся делать заново. При этом ширину слоя копоти нужно будет уменьшить, что приведёт к увеличению сопротивления.

Мощность прибора рассчитывается по формуле W = U * I или, если через сопротивление, W = U^2 /R или W = I^2 * R.

Получить графитовый излучатель ИК-волн можно и другим способом: нужно размолоть графит (из него делают, к примеру, щётки токосъёмников для электротранспорта) и смешать его с небольшим количеством эпоксидного клея. Тогда вместо стекла лучше использовать декоративный бумажный слоистый пластик (ДБСП), на шероховатую сторону которого полученная графитовая паста наносится в виде змейки. Пока паста не затвердела, в неё по краям вводят медные клеммы, после чего вся конструкция заклеивается сверху ещё одним фрагментом ДБСП (используем всё тот же эпоксидный клей).

После полного высыхания (!) проверяем сопротивление прибора и если оно лежит в допустимых пределах, крепим самодельную ИК-плёнку к деревянной раме и пользуемся.

Видео: инфракрасный обогреватель своими руками

Тепловентилятор на 12 В из блока питания

Этот 12-вольтовый тепловентилятор в первую очередь пригодится автолюбителям. Бывает, что штатная печка по каким-то причинам не работает или недостаточно эффективно функционирует обдув заднего стекла. В связи с этим сопротивление нагревательных элементов и схему подключения (параллельно или последовательно) нужно подбирать так, чтобы прибор потреблял ток силой не более 20% от той, на которую рассчитан автомобильный электрогенератор.

При таком соотношении удастся избежать перегрузки бортовой электросети. Таким образом, тепловентилятор для автомобиля марки, например, Daewoo Sens, генератор которого рассчитан на ток силой в 70 А, должен потреблять ток не более 14 А.

При последовательном соединении общее сопротивление нагревательных элементов будет равно сумме сопротивлений каждого из них (Rобщ = R1 + R2), а при параллельном общее сопротивление рассчитывается по формуле: Rобщ = (R1 * R2) / (R1 + R2).

Материалы и инструменты

Этот обогреватель будем собирать из таких компонентов:

• блок питания от стационарного компьютера;
• кафельная плитка;
• болты и гайки М5, 8 пар;
• провод с электровилкой;
• нихромовая проволока.

Нужны будут такие инструменты:

• ножовка;
• паяльник с припоем;
• дрель;
• гаечные ключи;
• крестовая отвёртка;
• плоскогубцы.

Инструкция по изготовлению

Порядок изготовления выглядит так:

1. Полностью разбираем блок питания: снимаем крышку, затем откручиваем плату, и кулер. Также нужно извлечь переключатели и разъёмы, иначе самодельный тепловентилятор во время работы будет издавать запах горелой пластмассы.
2. Наматываем нихромовую проволоку на любой цилиндрический предмет, чтобы получились нагревательные спирали. Длину спиралей нужно подбирать так, чтобы их сопротивление соответствовало принятому в схеме.
3. Ножовкой отрезаем от кафельной плитки фрагмент и просверливаем в нём отверстия для установки нагревательных спиралей.
4. Прикручиваем спирали к плитке и соединяем их проводами по параллельной или последовательной схеме.
5. Собираем тепловентилятор: устанавливаем на своё место в корпусе блока питания кулер и прикручиваем перед ним плитку с нихромовыми спиралями, подключаем провода. Желательно дополнить схему плавким предохранителем.

Во время работы тепловентилятор становится достаточно горячим, поэтому в случае применения в автомобиле его следует надёжно закрепить. Если этого не сделать, прибор во время движения автомобиля может упасть и травмировать при этом пользователя либо вызвать пожар.

Видео: тепловентилятор из хлама своими руками

Уход за самодельным электрообогревателем

Прибор следует очищать от пыли, которая значительно уменьшает теплопередачу. Масляный и инфракрасный обогреватели с этой целью нужно периодически протирать влажной салфеткой. Тепловентилятор нужно разбирать и продувать при помощи компрессора или пылесоса. Обратите внимание: пылесосить обычным способом нельзя, так как в шланг затянет провода и обогреватель будет повреждён. Нужно именно продуть прибор изнутри — некоторые модели пылесосов могут работать в таком режиме.

Также необходимо периодически осматривать изоляцию контактов и при необходимости восстанавливать её: оголённые контакты могут стать причиной электротравмы.

Электрообогреватели хороши не только тем, что они очень удобны в эксплуатации, но и возможностью изготовить подобный прибор своими руками. Нужно только соблюдать осторожность, ведь с электричеством шутки плохи. Если же всё сделать правильно, прибор получится безопасным и долгие годы будет дарить тепло и уют своему владельцу.