Можно ли загибать сух тэны. Проточный водонагреватель своими руками: расчеты и чертежи

Соорудить отопительный котел в загородных домах, которые не подключены к центральному газопроводу вполне возможно даже своими силами. В данном материале речь пойдет о том, как сделать электрический котел отопления своими руками. Мы рассмотрим 3 доступных варианта электрокотлов – ТЭНовые, электродные и индукционные.

Какие понадобятся инструменты

Чтобы собрать самодельное электрическое отопление и столкнуться при этом с минимумом затруднений, в вашем распоряжении должны быть качественные инструменты.

Для работы понадобится:

• сварочный аппарат – удобнее всего работать с инверторной моделью;
• резак – если не умеете пользоваться газовым резаком, лучше используйте плазменный;
• болгарка – понадобится даже 2 модели – большая под диск сечением 230 мм и маленькая под диск сечением 125 мм;
• электрическая дрель;
• молоток;
• керн;
• рулетка и циркуль.

Электрокотел на ТЭНах

Схема электрического котла с теном своими руками является наиболее простой для исполнения и известна уже достаточно давно.

Принцип работы ТЭНового котла

Устройство всех бытовых приборов, в которых установлены нагревательные элементы (ТЭНы), одинаково. При включении питания напряжение подается на ТЭН, который постепенно нагревается и передает тепловую энергию расположенной вокруг него жидкости.

Преимущества таких приборов:

• большой ассортимент нагревательных элементов различной формы и мощности;
• возможность использования в любой отопительной системе с жидкими теплоносителями;
• на корпусе котла установлена изоляция, так что напряжение подается исключительно на ТЭН;
• не требуют сложного обслуживания;
• уровень нагрева очень просто контролировать, даже с минимальным набором автоматических элементов управления.

Среди недостатков самодельного электрического котла данного типа можно назвать:

• «прожорливость» в потреблении электроэнергии, поскольку для обогрева 10 м 2 площади требуется 1 кВт мощности;
• примеси в теплоносителе накапливаются на нагревательном элементе в виде накипи, поэтому его нужно чистить примерно 1 раз в год;
• ТЭН может функционировать только при наличии жидкости, с ним рекомендуется установка датчика холостого хода.

Порядок сборки котла с ТЭНами своими реками

Перед тем, как сделать электрический котел своими руками, стоит позаботиться о наличии надежной линии электропитания. К обычным сетям с напряжением в 220 V и частотой в 50 Гц можно подключать лишь оборудование мощностью не более 6 кВт. Если требуется более мощный котел, для него нужно сделать трехфазную разводку и отдельный ввод.

Итак, начинаем сборку самодельного электрического котла отопления из трубы сечением 159 мм с толщиной стенки в 10 мм. Эта труба послужит корпусом котла. Для него понадобится либо изготовленная в заводских условиях полусфера сечением 159 мм и толщиной 10 мм, либо листовой металл с толщиной от 8 мм аналогичного сечения.

Свод котла, в который впоследствии будут врезаны нагревательные элементы, можно изготовить из швеллера толщиной 8 мм.

В купол котла врезаем муфту сечением ¾ дюйма. В эту муфту мы будем вкручивать сливной вентиль. Кроме того, понадобится 2 патрубка сечением 1 дюйм для притока и обратки. Резьбу на патрубках можно делать как внутреннюю, так и внешнюю. Все зависит от того, с какой вам удобнее работать.

Для сброса излишнего давления нужно подготовить патрубок под врезку перепускного канала. Также вам понадобится 3 переходника, в каждый из которых будет вкручен ТЭН для электрокотла. Еще один переходник нужен будет для термодатчика. Кроме того, понадобятся держатели для автоматики.

Обратите внимание, что резьбу на патрубках и переходниках желательно нарезать сразу.

Подготовленные патрубки с резьбой, такой же, как и на ТЭНах, нужно сразу вкрутить в переходники. Это нужно, чтобы резьба во время приваривания к своду не повредилась. Для разметки мест врезки нагревательных элементов внешний диаметр трубы нужно разбить на 6 равных секторов по размеру радиуса. Затем чертим три одинаковых сектора строго под углом 120°.

На следующем этапе приступаем к резке. Закончив с разметкой, с помощью плазменного резака вырезаем отверстия под патрубки для ТЭНов. Их резку следует выполнять только по внешнему контуру. Со всеми остальными патрубками это не имеет принципиального значения.

Приступаем к сварочным работам. Патрубки сперва перехватываем в нескольких точках, чтобы их не повело. Затем проверяем точность расположения, при необходимости слегка простукиваем молотком, а затем выполняем сплошной шов. Важно, чтобы переходники для ТЭНов в электрокотле для отопления своими руками выступали над поверхностью свода котла на 1 см.

Приступаем к вырезанию свода из швеллера. В его центре делаем отверстие для патрубка воздушного клапана, после чего привариваем сам патрубок. Сбоку делаем отверстие для термодатчика и также привариваем патрубок под него.

Все выступы, заусенцы и остатки сварочных работ необходимо тщательно зачистить с помощью болгарки. Внутренняя поверхность площадки свода должна быть идеально ровной. Патрубки для установки ТЭНов будут выступать лишь с внешней стороны на 1 см.

У нас получился довольно мощный электрокотел своими руками с 3 ТЭНами. Если вам нужен агрегат попроще, по такому же принципу его можно собрать на 1 или 2 ТЭНа.

Сборка котла отопления на электродах

Устройства данного типа стали активно использоваться лишь в последние 10-15 лет. Это более технологичные приспособления, по сравнению с ТЭНовыми.

Конструкция

В электронных электрических котлах жидкость играет роль нагревательного элемента. Собранный своими руками электрический котел данного типа представляет собой корпус из металла, внутри которого расположен изолированный стальной электрод.

На корпус подается 0, а на электрод – фаза. Во время подачи напряжения начинается колебание ионов воды с частотой в 50 герц. При этом жидкость постепенно нагревается. Благодаря такому свойству подобные котлы еще называют ионными.

Размеры электродных котлов невелики. Их можно сделать из трубы сечением до 320 мм и длиной до 60 см. Однако электрокотел для отопления дома своими руками можно сделать и намного меньше.

Преимущества:

• небольшие размеры, благодаря которым ионный котел можно разместить даже в небольшой квартире;
• отсутствие, так называемого, «сухого хода», что гарантирует исправность котла, поскольку без жидкости внутри он не будет работать;
• устойчивость к перепадам напряжения;
• высокая скорость нагрева и остывания, что означает легкость регулировки;
• экономичность в потреблении электроэнергии по сравнению с приборами на ТЭНах.

Среди недостатков таких котлов можно назвать следующие моменты:

• важным условием эффективного функционирования электродного котла является уровень теплопроводности и качество теплоносителя;
• прибор необходимо надежно заземлить, поскольку велик риск поражения электрическим током;
• важно исключить возможность попадания внутрь системы воздуха, иначе, электроды придут в негодность из-за коррозии.

Инструкция по сборке самодельного электродного котла

В качестве корпуса для электрического котла отопления своими руками используем трубу с внутренним сечением около 50 мм и длиной в 40 см. Кроме того, понадобится цельный стержень диаметром 20 мм и длиной 30 см, а также два переходника с нарезанной внутренней резьбой. В торце стержня высверливаем глухое отверстие с резьбой под болт Ø10 мм.

Подготавливаем патрубки. 1 мы будем приваривать в торцевой части трубы, а другой – сбоку. Чтобы боковой патрубок идеально прилегал к трубе, его подрезают болгаркой, а затем дошлифовывают круглым напильником.

Прорезаем отверстия для патрубков. Если нет резака, то по окружности можно просверлить много мелких отверстий. До идеала работы доводят надфилем и круглым напильником. Отверстие для бокового патрубка необходимо расположить в 10-15 мм от края трубы.

На следующем этапе необходимо приварить патрубки к трубе. Чтобы их не повело, сначала делают точечную сварку в нескольких местах, а затем – накладывают сплошной шов.

Подготавливаем платформу для электрокотла. Для этого можно взять лист стеклотекстолита толщиной 2 см и вырезать кусок 120×120 мм с помощью ножовки по металлу. Затем в этой платформе необходимо просверлить одно отверстие по центру, и четыре – по периметру. Сечение отверстий должно составлять 10-12 мм.

Сквозь дырки по периметру будут пропущены крепления корпуса котла, а центральное отверстие предназначено для фиксации стального электрода.

Приступаем к фиксации корпуса для котла на платформу. Чтобы обеспечить надежное прилегание, на корпусе с 4 сторон можно приварить четыре гайки Ø12 мм. Сквозь них легко пройдут болты Ø10 мм.

Такие гайки нужно приваривать с небольшим отступом от платформы. Чтобы его обеспечить, необходимо накрутить на болты подходящие им по размеру гайки, продеть их в широкие гайки, и снизу еще раз зафиксировать более мелкими. Таким образом, будет легче выполнить сварочные работы.

На последнем этапе выполняем окончательную сборку котла. Для этого вырезаем резиновую прокладку сечением слегка больше внешнего диаметра котла. В ее центральной части выполняем отверстие и продеваем сквозь него электрод. Затем корпус устанавливаем на платформу и прикручиваем.

Котлы индукционного типа

Среди всех вариантов сборки отопления с электрическим котлом своими руками изготовление модели индукционного типа является самым инновационным.

Принцип работы электрического индукционного котла

Если опустить детали, то работа индукционного котла основана на нагреве теплоносителя посредством магнитного поля.

Среди преимуществ таких агрегатов:

• высокая эффективность;
• безопасность;
• возможность использования любого теплоносителя;
• отсутствие накипи.

• высокую стоимость фабричных котлов;
• сложность строения автоматического блока управления. Без подготовки собрать его будет трудно.

Инструкция по сборке самодельного индукционного котла

Стоит отметить, что нередко инструкция, как сделать электрокотел индукционного типа, настолько сложна и содержит такие трудоемкие чертежи, что самостоятельная сборка оборудования выглядит довольно сомнительной. Однако мы нашли нестандартное решение.

Перед тем как самому сделать электрокотел для отопления, нужно будет приобрести индукционную печь мощностью 2,4 кВт и 3 метра профилированных труб Ø25×50 мм со стенками, толщиной в 2,5 мм.

Если рассмотреть, как будет работать эта конструкция, то сначала собираем плоскую емкость из профиля – по ней будет двигаться жидкость. А затем к трубе фиксируем индукционную печку и подключаем ее к сети. Все вместе будет выглядеть примерно как кастрюлька на печке.

Нарезку трубы нужно выполнить максимально точно. Понадобится несколько кусков по 400 мм, тщательно зачищенных от заусенцев на торцах.

Поскольку жидкость внутри такого котла будет двигаться змейкой, то желательно взять четное количество кусков трубы, чтобы входное и выходное отверстие располагались с одной стороны – так их удобнее подключать к отопительному контуру.

Поскольку профильные трубы не идеально ровные, их нужно сначала состыковать тупыми краями с острыми и пронумеровать, чтобы потом не перепутать.

На следующем этапе стыки между трубами нужно проварить. Укладываем конструкцию на ровную поверхность, стягиваем струбциной и свариваем. Сначала делаем точечную сварку, чтобы конструкцию не повело, а затем выполняем капитальные швы.

Теперь нужно закрыть торцевую часть нашей емкости. Используем для этого стальную полосу, вырезанную из профилированных труб. Сварку выполняем аналогичным методом – сначала точечно, а затем капитально.

С противоположной стороны также привариваем полосу, не забывая об установке входного и обратного патрубков на крайних трубах. Чтобы обеспечить максимальную площадь контакта емкости с печкой, все швы нужно тщательно зачистить.

Чтобы наш котел можно было повесить на стенку, на его задней части нужно приварить 2 уголка, в которые будет помещена индукционная печка, а также петли для навешивания.

Последний этап работы – покраска. Можно использовать термостойкую краску. На этом сборочные работы завершены. Можно вешать котел и подключать его к отоплению и электросети.

При покупке индукционной печи обратите внимание, чтобы она была рассчитана на беспрерывную работу. В противном случае потребуется перезапуск системы через каждые 2 часа.

Итоги

Каждая из перечисленных моделей является полностью функциональной и надежной. Выбор в пользу какой-либо из них каждый сделает самостоятельно. Главное, внимательно отнестись к работе и в случае затруднений проконсультироваться со знающими людьми.

ТЭН — электронагреватель жидкости в виде металлической трубки, внутри которой находится спираль. Конструкций, разновидностей множество. Нагреватели изготовляют и на крупный и на малых производствах.

Эти нагреватели массово устанавливаются, например, в электрических бойлерах и электрокотлах, поэтому производятся также известными производителями.

Но на любом рынке можно встретить ТЭНы предназначаются для установки в радиаторы отопления. Эти устройства изготовлены чаще в Польше, Украине, Китае. Они могут снабжаться встроенными термодатчиками, т.е. работать в полуавтоматическом режиме, отслеживая степень нагрева.

На основе таких электрических нагревателей, можно легко создать отопительный прибор своими руками. Чем и пользуются домашние мастера, конструируя простейший обогрев и «экономя» при этом, как они, думают, изрядные суммы денег.

Но так ли выгодно использовать ТЭНы?
Где обычно, в каких ситуациях, применяют эти электронагреватели воды? Как нужно устанавливать и применять ТЭНы…

Насколько большая выгода от ТЭНов

Если имеется старая батарея, то почему бы ее не превратить с помощью ТЭНа в систему отопления для небольшого подсобного помещения, — курятника, мастерской, гаража…

Существуют даже мифы, что тенами отапливать выгодно. Но «мечты разбиваются о суровую реальность», — электричеством отапливать дороже всего. Так как используется самый дорогой энергоноситель.

Неважно, имеется ли фирменный программируемый электрокотел, или установлена бочка с опущенным в нее на проволоке ТЭНом, — КПД подобных электронагревателей около 97%. А дальше платим по счетчику…

Обогреваться ночью

Но есть лазейка, — ночной дешевый тариф на электроэнергию. Узнать точно, о действующих тарифах и возможности подключения ночного, можно в местной электросети.

Правда и ночное электричество нельзя назвать дешевым, но в совокупности с показателем «Комфортность», ночное отопления становится весьма привлекательным для пользователя.

Но цена на саму систему отопления с электрическим нагревом может значительно варьироваться.

Нагреватели в батареях

Когда в квартирах с центральным отоплением холодно, то отапливают дополнительно электричеством, а также газовой кухонной плитой или колонкой.

Вот тут и применяется парочка тяжелых чугунных батарей с ТЭНами. По сравнению с фирменными электроконвекторами они обладают гораздо большей теплоемкостью, поэтому их можно отключать на дольше и не следить за их работой. Но и нагрев соответственно продолжительнее.

Такие радиаторы умельцы устанавливают в основном в гаражах, где любят проводить время. Или, например, для обогрева животных в морозы на небольших фермах.

Оборудование систем отопления

Бывает, что на дачке, в гараже и т.п. имеются остатки былой системы отопления, например, пару батарей со стальными трубами. Вернуть систему к жизни проще всего, вставив в нее электрические нагреватели….

Но ТЭНы могут создавать и вспомогательный подогрев в домашней системе отопления. Электрический обогрев отлично дополняет твердотопливный котел. Особенно ночью, с дешевым тарифом. И здесь «самодельное производство» также востребовано.

Если в достаточно большой металлической трубе закрепить пару тенов по 2 кВт, то получится 4-киловаттный электрокотел. Нюанс в том, что ночью его можно включать в маломощную сеть 220 В, так как другие потребители «спят», кроме холодильника, например.

Такое «творение», на практике, может стать основным отоплением в течении сезона в утепленном доме, если, конечно, применяется буферная емкость — теплоаккумулятор.

Какая мощность понадобится

В системе отопления целого дома лучше использовать 2-киловатные образцы электронагревателей.

Но в отдельных радиаторах самодельных регистрах, обрезках отопления в гаражах… применять слишком мощные ТЭНы нельзя.

Следовательно, мощность тена не должна быть больше, чем тепловая мощность, отдаваемая прибором при +70 градусах. Это примерно 75% от паспортной мощности радиатора.

Одна секция и чугунного и алюминиевого радиаторов (500 мм между трубами) обладает мощностью теплоотдачи 170 Вт при 90 град жидкости и 20 град воздуха. При +70 град. нагрева — одна секция — 140 Вт, 7 секций — 1080 Вт, 10 секц. — 1400 Вт.
Таким образом, для радиатора из 7 секций мощность ТэНа не должна быт больше чем 1 кВт. А для радиатора из 10 секций — не больше 1,4 кВт.

Труднее обстоит дело с самодельными регистрами, — неизвестна их теплоотдача. Остается лишь начинать использовать наименее мощные нагреватели.

Какие тены для радиатора выбрать

ТЭНы для радиаторов сделаны на основе заглушки (основания) со стандартным диаметром резьбы 40 мм. Остается из радиатора выкрутить нижнюю пробку, на ее место вкрутить нагреватель.

О подборе этих нагревателей по мощности для радиаторов было сказано выше. Не стоит брать более мощный приборы, во избежание аварийных ситуаций. Не нужно перегревать радиатор, добиваясь большей теплоотдачи.

Но эти нагреватели различаются и по длине. Для отдельно стоящего радиатора, без движения жидкости, предпочтительней тены подлиннее. Тогда и прогрев будет более равномерным.

В проточном электрокотле другой приоритет подбора — меньшее гидравлическое сопротивление. Минимизировать влияние нагревателей путем удачного подвода трубок и конфигурации их расположения для домашнего умельца не проблема.

Производитель, — «китайцев», по прежнему, ругают больше всего, лучшими ТЭНами считаются местного разлива — российско-украинские.

Как применяются

ТЭНы могут включаться комнатным термостатом. Тогда они управляются по заданной температуре воздуха.

Но в большинстве случаев используют нагреватели со встроенными температурным реле, — нагрев по температуре теплоносителя.

Жидкость при нагреве расширяется. Нельзя отдельные радиаторы, и другие замкнутые системы отопления, заполнять жидкостью полностью. В системах отопления для компенсации расширения используется расширительный бак.

В случае с отдельным радиатором достаточно оставить не менее 10% внутреннего объема не заполненным, — заливать радиатор по верхнюю пробку.

Установка ТЭНа следующая. Система сливается, выкручивается пробка радиатора, вкручивается тен. При этом обычно используется лен со смазкой в качестве уплотнителя (металл-по металлу).

Нагреватель подключается к электросети в соответствии с ПУЭ, с соответствующей изоляцией контактов.

Масло не допустимо

Можно встретить рекомендации залить радиатор маслом, — якобы получится аналог «масляного нагревателя». Прежде чем следовать подобным советам, рекомендуется изучить опыт «пиротехника», который налил масло на картон, поджег, а затем пробовал потушить.
Маслонаполненные промышленные электроагрегаты (например, высоковольтные маслянные разъединители) эксплуатируются с особыми мерами пожарной безопасности.

Если система замораживается, необходимо использовать незамерзающие жидкости, для одного радиатора можно использовать тот же автомобильный Тосол. Горючие жидкости недопустимы.

Встречаются и другие нарушения.

Конструирование своими руками — выгодно?

Самостоятельное конструирование электрообогревательных приборов не приветствуется по соображениям безопасности.

Гораздо целесообразнее приобрести готовый электрический обогреватель для помещений, например, электроконвектор, отвечающий требованиям… За его эксплуатационные качества несет ответственность производитель.

Экономическая целесообразность в ТЭНах может возникнут, как говорилось, когда в наличии имеется «заброшенная» и «бесплатная» оболочка для него.

Но вопросы безопасности, на самом деле, гораздо важнее, чем выгода, получаемая подобным образом.
Сейчас это понимают чаще, потому ТЭНами интересуются все меньше.

Изготовить проточный водонагреватель своими руками - отличная идея, если вы страдаете от отсутствия горячей воды в летний период или хотите организовать душ на даче. Проточник можно сделать самостоятельно, потому что он довольно просто устроен. Что нужно для работы и какие этапы предстоит пройти, вы узнаете в статье.

Подробно о том, как устроен бойлер, мы писали в статье « ».

Перечислим основные узлы и рассмотрим принцип работы. Корпус прибора оснащен проточным ТЭНом, который помещен в защитную колбу, поэтому практически не подвержен накипи. Вода проходит сквозь нагреватель, достигая оптимальной температуры. Преимущества такой работы в том, что вы в любое время можете получить горячую воду.

Чтобы создать электроводонагреватель, самое главное - приобрести ТЭН. У вас есть два варианта:

• Простой - купить новый элемент в магазине. Важно правильно подобрать мощность: обычная сеть не выдержит более 5 кВт, а для дачи лучше брать 3-4 кВт.
• Изготовить самодельный ТЭН.

Что понадобится для изготовления нагревателя:

• Спираль (ТЭН).
• Медная трубка для изготовления защитного корпуса.
• Две трубки из стали с резьбой диаметром ½.
• Лист стали толщиной 3 мм.
• Нихромовая проволока.
• Жаростойкий клей.
• Антикоррозийная краска.
• Газовая горелка.
• Аппарат для сварки.
• Болгарка.
• Дрель.
• Щетка по металлу.
• Острый керн.
• Электроды.
• Молоток.

Как сделать ТЭН самостоятельно:

• Закрутите спираль из медной трубки. Делайте не менее трех витков на расстоянии друг от друга.

При скручивании трубка может смяться на изгибах. Чтобы избежать этого, рекомендуем наполнить полость песком, а края закрыть заглушками.

• Вокруг трубки плотно наматывайте проволоку, чтобы между витками не оставалось зазоров. На концах закрепите жаростойким клеем.
• Для получения большей мощности спирали запитываются параллельно. При последовательном питании нагрев будет выполняться хуже.
• Затем элемент размещается в медной трубке и запаивается.

Чтобы точно изготовить электрический прибор, нужно произвести расчет материалов.

Расчет для изготовления прямоточного ТЭНа

Нужно вычислить размеры будущего нагревателя, сколько потребуется проволоки и трубы из меди.

Сколько проволоки может понадобиться? Для принятия душа с нормальным напором и нагревом воды мощность должна составлять не менее 5 кВт. Из расчетов ниже видно силу тока:

Р=IхU; I=P/U=5000 Вт/220В=23 А

Поэтому заранее позаботьтесь о нормальной проводке в помещении. Лучше используйте кабель толстого сечения. Теперь вычислите показатели по такой формуле:

R (максимальное сопротивление составляет 1,1 Ом х мм²/м) = р (сопротивление проволоки) х L/S (площадь сечения).

Как узнать площадь поперечного сечения? Только методом вычисления:

S= πr² = 3,14х0,5²=0,8 мм²

Длина проволоки:

L= 8,8/1,4=6,2 м

Поделите это число на количество витков ТЭНа.

Допустим, размеры трубки равны 10 мм, а толщина 1 мм. При параллельном наматывании проволоки расстояние между витками должно быть 2 мм.

Как самому собрать проточный нагреватель

Перед тем как начать сборку, подготовьте все детали. Металл нужно зачистить от ржавчина, для этого используется дрель с насадкой-щеткой. Учитывайте, что диаметр листа должен превышать размеры колбы ТЭНа.

Отметьте места на листе, где будет располагаться спираль. Используйте дрель с диаметром сверла больше, чем ножка нагревателя. Проделайте отверстия для крепления болтов. По торцу изделия проделайте отверстия керном. Они должны располагаться строго посередине.

Сделайте два эскиза с помощью болгарки. Следуйте схеме и разметке. На втором варианте отверстия не нужны. В итоге получится нижняя и верхняя часть прибора. Далее действуйте так:

• Соедините деталь с отверстиями и колбой ТЭНа. Следите, чтобы все соединения были герметичны, после чего приварите части друг к другу.
• Убедитесь, что длина колбы не превышает размер спирали более 1,5 см. Иначе нужно ее укоротить.
• В трубе изготовьте два отверстия для подвода воды, сверху и снизу.
• Приварите отрезки трубы так, чтобы сторона без резьбы обращалась к колбе.

Чтобы работал механический нагрев, нужно регулировать температуру. Поэтому установите рядом с ТЭНом терморегулятор. Кнопку запуска лучше установить на поверхности бака.

• Приварите два корпуса, которые были вырезаны из листа.
• Внутри камеры установите заземляющий болт.
• Подключите устройство к воде и запустите для проверки.
• Осмотрите, насколько герметично спаяны детали, нет ли протечки.
• Если все в порядке, следует отключить прибор, загрунтовать и покрасить поверхность антикоррозийной краской.

При желании можно организовать газовый или дровяной нагрев воды. Но тогда лучше сделать накопительно-проточный корпус.

Простой самодельный прибор не является безопасным, поэтому нужно постоянно следить за его работой, контролировать поступление воды, чтобы ТЭН не работал впустую. Ведь эта техника не имеет защитных датчиков.

Хотите сэкономить несколько тысяч рублей? И то правда, когда это умелый человек отказывался от такой возможности. В данном случае речь пойдет об изготовлении элементарного проточного водонагревателя. Наверняка летом многие страдают из-за отсутствия горячей воды на даче, а купить готовое изделие не позволяют финансы. Или просто жалко денег. Если вы обладаете необходимыми навыками и смекалкой, то предлагаем вам попробовать себя в роли местного Кулибина.

Как устроен проточный водонагреватель

Имея проточный водонагреватель, на даче даже можно принимать легкий душ

Конечно, максимально подробно о конструкции оборудования мы рассказывать не будем, так как его внутреннее устройство было рассмотрено в другой .

Однако, прежде чем приступать к работе, освежим в памяти основные элементы конструкции.

Как вы знаете, главной деталью «проточника» является ТЭН. Он представляет собой спираль (или прямую трубку), которая помещена в герметичную медную колбу. Далее эта колба помещается в корпус устройства и нагревает протекающую через нее воду. Поступающая жидкость нагревается мгновенно и вытекает из крана точки водозабора уже теплой.

ТЭН проточного водонагревателя: купить или сделать

ТЭН проточного водонагревателя

Как вы уже поняли, самая главная задача, над которой придется поломать голову – где взять нагревательный элемент для нашего будущего «проточника». У нас есть 2 варианта:

1. Пойти в магазин и купить подходящий ТЭН – это обойдется вам рублей в 500-700. Этот вариант, конечно, более простой и подходит для людей, которые не хотят ломать голову над тем, как запаять баллон с элементом.

Прежде чем покупать ТЭН, определитесь с его допустимой мощностью, ведь проводка в квартире/доме может не выдержать, если вы пожадничаете и купите слишком мощный элемент. Максимум, на который рассчитана обычная квартира – 5 кВт, а «хрущевки» и того менее (3-4 кВт).

1. Сделать ТЭН самостоятельно . Конечно, это обойдется вам дешевле, ведь на покупку вы денег тратить точно не будете. Однако этот способ потребует от вас наличия следующего оборудования и материалов:

• Газовая горелка
• Аппарат для пайки медных труб
• Медные трубки
• Нихромовая проволока
• Жаростойкая ткань
• Жаростойкий клей

Шаг 1 . Закрутите в спираль медную трубку. В идеале спираль должна иметь 4 витка. Выбирайте любую удобную для вас форму витка – круг или квадрат. Если в дальнейшем будет удобнее работать с квадратом, то его и выбирайте. На работу устройства это никак не влияет, а работать будет не в пример сподручнее.

Располагайте витки не вплотную друг к другу, а на расстоянии.

Шаг 2 . Теперь начнем нихромовую проволоку наматывать на медную трубку. Наматывать нужно плотно, чтобы витки нихрома касались друг друга. Плотно намотанные витки будут держаться крепко, однако для подстраховки и более надежной фиксации советуем кончики спирали закрепить специальным жаростойким клеем. Такой используется при изготовлении печей.

Шаг 3 . Лучше всего будет, если спираль вы обмотаете жаропрочной тканью. Если же вы не сумели раздобыть этот материал, то ничего страшного. Тогда нужно будет просто следить, чтобы на саму спираль не попадали никакие горючие вещества. Уверены, это не составит труда при аккуратном обращении.

Шаг 4 . Каждую из спиралей запитайте по параллельной схеме. Это позволит получить бОльшую мощность прибора, нежели при последовательной схеме.

Шаг 5 . При желании вы можете поместить ТЭН в герметичную колбу, заварив ее горелкой, если таковая имеется под рукой.

Расчет ТЭНа водонагревателя

После описания общего порядка действий подробно разберем сколько конкретно метров проволоки нихрома и медной трубки нам понадобится, а также узнаем примерный диаметр витков ТЭНа.

Итак, сперва разберемся с расчетом нихромовой проволоки. Предположим, в магазине или по знакомству вам досталась проволока этого материала 1 мм в диаметре.

Сперва вспомним, что для того, чтобы можно было принять душ, используя наш новоявленный водонагреватель, его мощность должна быть не менее 5 кВт.

Р=I*U; I=P/U=5000 Вт/220В=23 А .

Такова должна быть сила тока. Конечно, обычная проводка в квартире такое вряд ли выдержит, даже если провода у вас медные. Поэтому заранее озаботимся проведением отдельной линии для нормальной работы «проточника».

Рассчитывается сопротивление по следующей формуле:

R=р*L/S, где

P – удельное сопротивление;

R – электрическое сопротивление нихрома;

S – площадь поперечного сечения.

Также вспомним другую базовую формулу, где R=U/I

Приравняем обе части и получим:

По умолчанию мы знаем, что удельное сопротивление нихрома составляет 1,1 Ом* кВ.мм./м.

Также рассчитаем площадь поперечного сечения: S= πr 2 =3.14*0,5 2 =0.8 кв.мм.

Так как водонагреватель мы планируем использовать в бытовых условиях, то

220/23=1,1*L/0,8

L= 8,8/1,4=6,2 м. – искомая общая длина проволоки.

Получается, что, поделив всю проволоку на 3 части, мы будем иметь примерно 6,2/3=2 метра нихромовой проволоки для каждого отрезка.

Расчет длины медной трубки

Намотка проволоки на медную трубку

В своих расчетах мы будем исходить из того, что медная трубка имеет 10 мм в диаметре с толщиной стенки 1 мм.

Сперва рассчитаем длину окружности одного витка. Она будет составлять L=2πR= 2*3,14*5=31,4 мм.

Теперь поделим длину одного отрезка проволоки на полученное значение: 2000 мм/31,4 см=64 – это количество витков, которые вплотную можно намотать на медную трубку.

А так как диаметр проволоки составляет 1мм, то есть фактически это является шагом намотки, то длина проволоки в намотанном состоянии будет составлять 64*1мм=64 мм. Таким образом двух метровая проволока при плотном наматывании на медную трубку 1 см в диаметре займет всего 6,4 см. Для верности округлим до 7 см.

Мы привели примерную схему расчета для одной проволоки, однако для максимального КПД у нас их 3, и мы договорились наматывать их параллельно, а не последовательно. Это значит, что расстояние между витками первой намотанной проволоки должно составлять 2 мм.

Получается, что, намотав первую проволоку с шагом в 2мм, параллельно ей, вплотную , мы начинаем наматывать и вторую. Аналогично наматываем и 3ю: вплотную ко 2й.

По сути получается, что все три проволоки начинаются в одном месте, однако со сдвигом на 1 мм.

Таким образом получается, что длина медной трубки должна составить 7см*3=21 см.

Во время скрутки медной трубки в спираль она может сплющиться в местах изгиба, что негативно скажется на ее КПД, да и вообще работоспособности. Поэтому для удобства советуем вам набить трубку песком и закрыть ее с обеих концов заглушками (резиновыми вставками или нарезать плашкой/метчиком резьбу и вкрутить внутрь саморезы) .

Изготовление проточного водонагревателя

Итак, у нас имеется в наличии ТЭН (покупной или самодельный – на ваше усмотрение). Теперь осталось додумать дальнейшую конструкцию проточного водонагревателя.

Нам понадобится ведро (кастрюля) , дрель-шуруповерт , резиновые прокладки , штуцер (фитинг на ½ или ¾ «), шаровой кран. В дне проделываем несколько отверстий для наилучшей фиксации ТЭНа. Для этого нам также пригодятся резиновые прокладки, которые следует расположить внутри емкости.

Снаружи нагревательный элемент крепится гайками, болтами.

Простота конструкции заключается в том, что холодная вода должна сразу подаваться в спираль ТЭНа. Поэтому в днище бака проделываем отверстия для трубки, подключаем к нему сливной штуцер или фитинг. Размер его зависит от размера резьбы трубы системы водоснабжения.

К этому фитингу вы уже вполне можете подсоединить водный стояк. На выходе трубы советуем установить сливной кран. В дальнейшем к нему будет очень удобно подсоединять насадку для душа, к примеру.

Внутреннее устройство ТЭНа

Регулятор температуры нам также необходим. Его роль может играть любой, самый простенький термостат . Взять его можно у любого сломанного электрического чайника. В чайнике термостат сконструирован вместе со спиралью нагрева. Нагревательный элемент нам не нужен, его вы выкинем, а его часть в виде термостата и кнопки включения как раз нам и нужна.

Монтируется он рядом с ТЭНом, что позволяет максимально точно определять текущую температуру воды. А кнопку для его управления расположить удобнее будет на поверхности корпуса.

В итоге у нас получится небольшой накопительно-проточный водонагреватель, который 15 литров воды нагреет практически мгновенно.

Теплоизоляция корпуса также не будет лишней. Она не только поможет сохранить тепло горячей воды, но также обезопасит вас от случайного ожога. В качестве внешнего корпуса можно использовать емкость побольше, в которую сможет влезть этот бак. Или же вы можете соорудить из жести своеобразный поддон с краями, куда бак поместится. При этом ставить бак лучше на деревянные дощечки, а все пустоты заполнить монтажной пеной или эковатой.

Правила безопасности при использовании самодельного водонагревателя

Помните, что сооружено своими руками устройство тем не менее опасно в использовании, ведь оно имеет минимум защиты от перегрева, выкипания и поражения током. Поэтому нужно как можно более максимально себя обезопасить.

Обязательно заземлите свой водонагреватель! Так как такие изделия чаще всего необходимы на дачах, то заземлить бойлер лучше всего на земельный участок. Для этого вам понадобится железная рама: закопайте ее в огороде. От нее в дом пусть идет стальная лента.

Простейшая конструкция не имеет никаких защитных датчиков, предотвращающих перегрев. Поэтому при использовании самодельного водонагревателя будьте максимально аккуратны и следите за уровнем воды самостоятельно!