Спираль для инфракрасного обогревателя

Радость от покупки такого классного и, главное, дешевого ИК-обогревателя как Scarlett SC-250 длилась недолго. Все дело в том, что ровно через 3 месяца у него неожиданно для меня (пока я спал) потухла одна из ламп. Или один из нагревательных элементов, кому как больше нравится.
Ну, думаю, приехали. К счастью зима уже близилась к завершению, так что я не стал впадать в тоску и уныние. К тому же оставшаяся лампа хоть и не сильно, но все-таки грела.

Но каково же было мое негодование, когда примерно через пару недель обогреватель затух окончательно. Тихо так, незаметно. И, что характерно, тоже глубокой ночью.

После этих печальных событий мне ничего не оставалось, кроме как разобрать все на запчасти. Ну и заодно посмотреть изнутри, как это чудо устроено.

Как и ожидалось за эти деньги, внутреннее устройство ИК-обогревателя абсолютно примитивно. Входное напряжение просто тупо запитывает два нагревательных элемента через соответствующие выключатели каждый.

Заодно разрешился, не дававший мне покоя, вопрос: никакой защиты от перегрева внутри, конечно же, не обнаружилось (не смотря на то, что указано в руководстве пользователя).

Слегка порадовало то, что защитная сетка и алюминиевый экран-рефлектор были надежно подключены к желто-зеленому заземляющему проводу. Так что, если такой обогреватель включен в нормальную евророзетку с заземлением — получить ободряющий удар эл. током вам не грозит.

Копнув чуть глубже, стало понятно, что является причиной столь непродолжительного срока службы нашего пациента. Оказывается, столь загадочные нагревательные элементы-лампы — вовсе никакой тайны собой не представляют и устроены невероятно примитивно:

Как видите, это те же самые спиральные нагревательные элементы из нихрома (или подобного сплава), которые использовались еще сто веков назад (вспомните хотя бы старинные электрические плиты). Только теперь их пропустили через стеклянную трубку подходящего диаметра, чтобы придать супер-пупер-высокотехнологичный вид. А чтобы никто не догадался, что там внутри — стекло сделали матовым.

И при этом никакой герметичности, т.е. кислород воздуха вполне себе спокойно окисляет проволоку. Неудивительно, что спиральки перегорают так быстро.

Но зато дешево. Приятная новость: если ваши руки растут из правильного места — есть возможность самостоятельного ремонта обогревателя. Надо только надыбать спиральку нужной длины и диаметра, или намотать ее самому. В моем устройстве применялась нихромовая проволока диаметром 0.3 мм (диаметр оправки — 6 мм) и подходящей длины. Как вы уже, наверное, догадались, регулируя длину проволоки можно в некоторых пределах менять мощность обогревателя. В моем случае, видимо, проволоки было многовато — мощность обогревателя составляла всего 720 Вт, вместо обещанных 900.

Однако я бы не советовал значительно повышать мощность, так как это неизбежно приведет к сокращению срока жизни проволочной спирали. К тому же, кто их знает, из какого стекла изготовлены эти трубки. Если одна из них лопнет, раскаленная спираль, несомненно, упадет на алюминиевый отражатель (который, как мы уже знаем, заземлен) и это неизбежно приведет к короткому замыканию (ну или, по крайней мере, к значительному повышению потребляемого тока). А так как никаких защитных устройств внутри обогревателя не предусмотрено, то вся нагрузка ляжет на электрическую сеть вашей квартиры. А вы абсолютно убеждены в ее исправности? Я тоже не очень.

С приходом холодов часто оказывается так, что централизованное отопление не справляется с обогревом квартиры, температура в помещениях оказывается чересчур низкой, жильцы страдают от холода, рискую подхватить простуду. Неудивительно, что многие отправляются на рынок или магазин, чтобы приобрести спиральный обогреватель. Данное устройство широко известно еще с советских времен, зарекомендовало себя достаточно эффективным и удобным в эксплуатации. Но актуально ли оно в современном мире, среди множества конкурентов?

Грамотный подход

В магазинах и на рынке представлены различные устройства данной группы, различающиеся и по техническим параметрам, и по стоимости, и по внешнему виду. К сожалению, популярность техники объясняет большое количество подделок и изделий невысокого качества, эксплуатация которых не только малоэффективна, но и опасна. Вследствие этого, в процессе покупки обязательно нужно убедиться в наличии сертификатов качества, подлинности изделия. Не лишним будет провести тестовый запуск обогревателя, обогревателей.

Во время работы должны отсутствовать посторонние шумы, треск и запах. Корпусные детали и кабель не должны нагреваться даже при работе на максимальной мощности, если нагрев имеет место, вполне вероятно, что проблема касается электрической части, а это чревато опасностью возгорания.

Особенности конструкции: внутренние модули

Итак, современное устройство состоит из следующих деталей:

• Спираль. Металлическая спираль находится внутри прочной трубки из кварца. Если устройство запускается на максимальную мощность, спираль не должна нагреваться чересчур быстро, так как это отражается на долговечности. Чем медленнее происходит нагрев, тем дольше служит техника.
• Вентилятор способствует равномерному распределению воздуха по помещению, а также увеличивает скорость прогрева. Основное требование – тишина работы, при этом даже на повышенных оборотах этот параметр должен оставаться неизменным. Если говорить о переносных моделях, то они должны работать одинаково тихо вне зависимости от угла наклона. Обязательное условие – полное отсутствие вибраций.
• Система увлажнения. Исследования показывают, что даже наиболее современные модификации несколько снижают содержание кислорода в воздухе и провоцируют падение влажности, в помещении становится несколько душно и некомфортно. Чтобы компенсировать данное явление, на устройства ставят запчасти, искусственно повышающие содержание влаги. Увлажнение происходит и методом ультразвука, и испарением. Чаще используется второй метод. В условиях магазина точно определить эффективность модуля достаточно сложно, можно лишь визуально оценить, насколько быстро и значительно падает уровень воды в резервуаре. Конечно, важна не только эффективность дополнения, но и удобство пользования. Оцените, насколько легко заливать воду в резервуар. Наиболее современные модели нагревателей автоматически блокируют работу основного элемента при открытой горловине, комплектуются специальной воронкой, предотвращающей разбрызгивание, попадание капель жидкости на раскаленную спираль.

Особенности конструкции: внешние модули

Снаружи находятся следующие элементы:

• Непосредственно корпус. Не стоит руководствоваться исключительно внешними данными, хотя и об этом забывать не стоит. Дизайн модели легко оценить по фото. Обогреватель должен дополнять существующий интерьер помещения, выглядеть в нем органично и естественно. С точки зрения конструкции, важнейшее требование – наличие на корпусе защитной решетки, исключающей прямой доступ к спирали. Размер ячеек должен быть около 5 миллиметров. Материалами для изготовления корпусов выступают пластмассы и металлы. Пластик обязательно должен быть негорючим, но проверить это достаточно сложно, некоторые производители обманывают покупателя, используют стандартный пластик, который очень быстро деформируется под воздействием высокой температуры. Таким образом, лучше сделать выбор в пользу металлического аналога, ему никакие дополнительные проверки не нужны.
• Тумблеры и переключатели. Если говорить о бюджетных моделях, то на них установлены переключатели механического типа. Проверьте, насколько плавно вращаются ручки, насколько легко ходят переключатели, насколько четко они отзываются на ваши действия. Если во время запуска устройство создает помехи для бытовой техники (телевизор или радио), покупать ее не стоит, вполне вероятно, что уже через месяц использования придется приобретать новый экземпляр. Более того, создание помех говорит о серьезных конструктивных проблемах, способных спровоцировать возгорание.
• Кабель. Основной параметр – длина, которой должно хватать для свободного подключения в розетку. К сожалению, на многих моделях длина ограничена, а потому схема подключения современного спирального обогревателя нередко не обходится без дополнительного использования удлинителя. Впрочем, бытует мнение, что короткий шнур – признак низкого качества изделия, так что лучше выбирать модели, кабель в которых имеет длину около 180 сантиметров.

Дополнительные элементы

Дополнительно на устройствах устанавливаются следующие запчасти:

• Концевые выключатели. Как правило, монтируются на ножках, экстренно отключают устройство при падениях или достижении неустойчивой опасной позиции.
• Воздушный фильтр нужен моделям с искусственным обдувом.
• Автоматическая защита от коротких замыканий и чрезмерного нагрева. Эту запасную деталь можно причислить к разряду необходимостей, но, как ни странно, нередко она отсутствует даже на дорогих элитных устройствах.
• Датчик температуры облегчает эксплуатацию, при достижении в помещении заданного микроклимата, прибор автоматически отключается.

Таким образом, выбор спирального обогревателя, который гарантированно окажется безопасным и эффективным – дело непростое. Тем не менее, не стоит жалеть времени на походы по магазинам и изучение специализированной информации. Грамотный подбор, правильная схема подключения – все это способствует тому, что даже в самый сильный мороз в вашем доме будет тепло, уютно и комфортно!

• 1 Устройство и принцип действия инфракрасного обогревателя
• 2 Виды ИК обогревателей
• 3 Расчёты

• 4 Изготовление ИК обогревателей своими руками
• 5 Правила эксплуатации и ухода за самодельными обогревателями

Устройство и принцип действия инфракрасного обогревателя

Во времена, когда Санкт-Петербург ещё был Ленинградом, о соляриях не слышали, а зарубежные курорты были доступны единицам, я нередко наблюдала любопытную картинку. С первыми лучами весеннего солнца на заснеженном пляже у Петропавловской крепости появлялись любители загара. Ловя солнечные лучи, они выстраивались вдоль гранитных стен в купальниках и зимней обуви, и умудрялись не простудиться.

Это не удивительно: нагретый солнцем гранит отдавал тепло выстроившимся вдоль стен телам. И неплохо, надо сказать, это делал. По такому принципу работает и инфракрасный обогреватель.

Любой предмет или вещество, нагретые до определённой температуры, начинают излучать тепловые волны в инфракрасном диапазоне. Лучи проходят сквозь воздух и попадают на поверхности, где происходит преобразование лучистой энергии в тепловую. А уже они обмениваются теплом с окружающим воздухом.

Инфракрасные обогреватели нагревают не воздух, а предметы и поверхности.

Преимущество такого способа обогрева в том, что лучи не поглощаются воздухом, а только слегка рассеиваются им. Это позволяет не тратить драгоценную энергию на обогрев неиспользуемого пространства, сделать воздействие направленным.

Инфракрасные лучи поглощаются поверхностями, которые затем отдают тепло окружающему воздуху

Такая особенность ИК отопительных приборов даёт простор для использования в качестве основного, дополнительного или локального обогрева. Область применения приборов:

• жилые помещения;
• рабочие помещения (мастерская, гараж);
• веранды, беседки;
• теплицы;
• просушка предметов и поверхностей;
• поддержание высокой температуры поверхностей.

В отличие от обогревателей других типов, ИК печки нагревают помещение очень быстро.

Основные элементы приборов — нагреватель он же излучатель, и рефлектор (отражатель). Нагревательный элемент испускает ИК волны, отражатель служит для концентрации излучения и придания ему нужного направления.

Излучатель и отражатель помещают в корпус, обычно из нержавеющей стали. Для защиты от перегрева приборы снабжаются термостатом.

Виды ИК обогревателей

ИК обогревателем можно считать любое нагретое тело, отдающее тепло при помощи излучения в ИК диапазоне, тогда как другие пути передачи сведены к минимуму. По источнику энергии обогреватели бывают:

Электрические различаются типом ТЭНа (теплоэлектронагревателя), ими служат галогеновые, кварцевые, карбоновые лампы, керамические пластины со встроенным кабелем. Знакомый нам рефлектор — «тарелка» со спиралью, намотанной на керамический цилиндр, тоже относится к ИК обогревателям.

Галогеновая лампа — трубка, наполненная буферным газом (парами галогена). Под воздействием электрического тока газ начинает светиться и излучать ИК волны.

В колбе кварцевых и карбоновых создаётся вакуум и помещается нить из вольфрама или особого углеволокна. При прохождении тока нить нагревается и лампа испускает тепловые лучи.

Газовые в 5—7 раз эффективнее электрических, работают на природном, сжиженном или коксовом газе. Такие приборы используют для отопления гаражей, мастерских, производственных помещений или под открытым небом, на верандах, террасах, в беседках.

К жидкотопливным относятся приборы, работающие на дизельном топливе, горячей воде. Пример первых — тепловые пушки, позволяющие обогреть большие помещения в короткий срок. Ко вторым можно отнести батарею центрального отопления, если поместить между ней и стеной алюминиевую фольгу.

Различают отопительные приборы и по месту установки. Выделяют несколько групп:

Потолочные экономят полезное пространство в помещении, распространению лучей ничто не мешает. Этим они выгодно отличаются от настенных и напольных, радиус действия которых ограничен из-за мебели и других преград на пути распространения тепловых волн.

Есть также компактные модели. Предназначены для локального обогрева, мощность их невелика. Такие приборы можно взять с собой в путешествие, на рыбалку, пикник, или обогреться в автомобиле.

Ещё одно различие — длина волны излучения, определяющая сферу применения отопительных приборов.

Длинноволновые имеют небольшой радиус действия, используются в помещениях с высотой потолков не выше трёх метров.

Средневолновые подходят для помещений с высотой от трёх до шести метров.

Коротковолновые используются при высоте свыше шести метров и на открытом воздухе, радиус действия у них самый большой.

Простые варианты ИК обогревателей несложно изготовить самостоятельно. Но для начала необходимо рассчитать необходимое количество приборов для отопления помещения.

Количество обогревателей определяется исходя из мощности приборов и площади помещения. В среднем для обогрева 1 м2 площади требуется мощность 100 Вт. Это означает, что для помещения площадью 10 м2 понадобится обогреватель мощностью 1 кВт, а для площади 20 м2 таких приборов потребуется два.

Изготовление ИК обогревателей своими руками

Любая лампа накаливания может послужить ТЭНом для ИК отопительного прибора. Рассмотрим, как изготовить такую печку.

Из ламп накаливания

В качестве источника теплового излучения, КПД ламп накаливания составляет 97 процентов, и только оставшиеся 2—3 процента тратятся на освещение.

В лампе накаливания только 3 процента энергии идёт на освещение, и 97 на обогрев

При последовательном соединении двух ламп напряжение на них упадёт в два раза, соответственно уменьшится светоотдача. При этом уменьшится количество потребляемой энергии, и она почти полностью будет преобразовываться в тепловую. Чтобы обогреть рабочую зону в 3 кв.м., понадобится изготовить печку мощностью в 300 Вт.

Для этого потребуется 3 пары лампочек по 150 Вт. При последовательном соединении мощность пары составит 100 Вт, это легко измерить мультиметром. Между собой пары соединяются параллельно, что увеличивает мощность прибора в три раза, до 300 Вт.

Лучи от параболического рефлектора частично отражаются обратно в лампу, в бипараболе этого не происходит

Важна также форма рефлектора. Парабола отражает часть лучей обратно в лампу, бипарабола лишена этого недостатка.

Для работы подготовьте необходимые материалы и инструменты:

• лампочки накаливания по 150 Вт — 6 шт;
• патроны — 6 шт;
• алюминиевый уголок;
• алюминиевая полоса;
• угольник;
• болты;
• шуруповёрт;
• заклёпки;
• алюминиевые банки;
• ножовка по металлу;
• мультиметр.

Теперь определитесь с габаритами прибора — они рассчитываются исходя из размеров ламп. Колбы не должны соприкасаться, оставьте между ними зазор в 1 см. Предусмотрите некоторое расстояние между лампами и бортиком корпуса.

Между лампами в корпусе оставьте расстояние в 1 см

После расчётов можно приступать к изготовлению.

Алюминиевый уголок распилите на 2 отрезка по 33 см и 2 по 29 см.

Соберите из заготовок рамку, временно скрепив болтами.

Отрежьте 2 алюминиевые полоски по 29 см.

Прикрепите заклёпками к рамке для придания ей жёсткости.

Поперёк рамки прикрепите две алюминиевые полоски для жёсткости конструкции

Болты в углах замените на заклёпки.

Отражатель сделайте из алюминиевых банок. Для этого с них нужно срезать крышку и дно.

У банок обрежьте крышку и дно

Разрежьте получившиеся цилиндры вдоль и согните посередине. Сделайте 4 заготовки.

Соедините заготовки при помощи заклёпок.

Соедините заготовки для рефлектора заклёпками

Готовый отражатель укрепите в рамке заклёпками сначала посередине, потом по краям.

Прикрепите рефлектор к раме сначала по центру, затем по краям

Для крепления патронов отрежьте от алюминиевой полосы 6 заготовок по 9 см.

Разметьте на отрезках места крепления патронов и просверлите отверстия.

Прикрепите полоски к рамке напротив рёбер рефлектора.

Прикрепите к рамке алюминиевые полоски для крепления патронов

Прикрутите к ним патроны. Не затягивайте болты, иначе впоследствии от нагрева крепление может треснуть.

Вкрутите лампочки.

Вкрутите лампочки в готовую конструкцию

К патронам подсоедините провода, они должны быть в двойной изоляции.

Подсоедините к патронам провода

Прикрутите к рамке отрезок фанеры и установите на нём выключатель.

Подсоедините к выключателю провода и шнур с вилкой.

Обогреватель готов, можно включать.

Обогреватель можно подключать и пользоваться

Видео: инфракрасный обогреватель из ламп накаливания своими руками

Из старого рефлектора

Другой вариант — печка с открытой спиралью из нихрома. Для него можно использовать вышедший из строя прибор.

Кроме самого рефлектора, для работы вам понадобится:

• огнеупорный диэлектрик (подойдёт тарелка из глазурованной керамики);
• стальной стержень;
• нихромовая нить.

Нихром — сплав никеля и хрома с различными добавками, не плавится и не окисляется при высоких температурах.

Очистите рефлектор от пыли и грязи, проверьте целостность электрического шнура, вилки и клемм соединения со спиралью. После этого можно приступать к работе.

Изготовьте новую спираль. Для этого замерьте длину старой и подберите металлический стержень такой же длины.

Равномерно навейте на стержень нихромовую нить так, чтобы расстояние между витками составляло 2 мм.

Снимите готовую спираль со стержня и уложите на диэлектрик. Следите, чтобы соседние витки не соприкасались.

Подсоедините концы спирали к питанию и проверьте её работоспособность.

Теперь осталось заменить старую спираль рефлектора на новую, намотав её на керамический конус.

Замените старую спираль на изготовленную своими руками

Подсоедините концы спирали к клеммам.

Включайте в розетку и грейтесь.

Газовый ИК обогреватель

Следующий вариант подойдёт для обогрева гаража или мастерской, в жилых помещениях его использовать нельзя из-за высокой пожароопасности и образующегося угарного газа.

Преимущество прибора в том, что для него не требуется электричество. Можно использовать даже на открытом воздухе, вдали от цивилизации.

Для работы понадобится:

• газовый цанговый баллон;
• патрубок с фланцем;
• горелка;
• скобы для крепления на баллоне;
• отрезок оцинкованной жести;
• чайное ситечко;
• металлическая сетка с мелкими ячейками;
• заклёпки;
• молоток;
• плоскогубцы;
• ножницы по металлу;
• отвёртка;
• дрель со свёрлами по металлу;
• хомуты.

Газовые горелки есть в продаже, но предназначены они для подогрева пищи, а тепла от них немного. Чтобы заставить прибор давать тепло, необходимо изготовить рассеиватель.

Приложите ситечко к листу жести, обведите маркером и дорисуйте 4 прямоугольных выступа.

Вырежьте крепления с припуском по 1—2 мм ножницами по металлу. Таких деталей вам понадобится две.

Установите одно крепление на горелку и закрепите ситечко «ушками».

Во втором просверлите отверстия для улучшения тяги.

Из сетки вырежьте полосу, равную длине окружности ситечка.

Сверните заготовку в трубочку, посадите жестяную крышку с отверстиями на один конец и закрепите ушки заклёпками.

Готовый цилиндр установите на горелку поверх ситечка, ушки также закрепите заклёпками.

Такой миниатюрный обогреватель удобно взять с собой в поездку

Импровизированная печка готова. Несмотря на миниатюрные размеры, она даёт достаточно тепла. Ёмкости пол-литрового баллона хватает на 3—4 часа непрерывной работы.

Видео: газовый инфракрасный обогреватель своими руками

В помещении с газовой печкой обязательно должна быть вентиляционная система для отвода продуктов горения.

Более простой вариант можно изготовить, свернув несколько слоёв сетки в рулон и прикрепив его хомутом непосредственно к горелке. Нагрев такой печки можно регулировать, уменьшая или увеличивая подачу газа.

Газовые ИК обогреватели используются в мастерской, гараже или на открытом воздухе

Видео: изготовление газового ИК обогревателя

Обогреватель на 12 вольт

Описанные варианты хороши, если есть электрическая розетка с напряжением 220 вольт или газовый баллончик. А что делать, если под рукой только источник питания с напряжением 12 вольт? Портативный обогреватель можно изготовить и в этом случае. Основой ему послужит самодельная термоплёнка.

Для его изготовления понадобится:

• две прямоугольные стеклянные пластины 30х70 мм;
• алюминиевая фольга;
• двужильный провод с вилкой;
• мультиметр;
• клей или герметик;
• паяльник;
• свеча;
• ватные палочки.

Для изготовления мини-обогревателя понадобятся стеклянные пластины, фольга и клей

Подготовив всё необходимое, приступаем к работе.

Тщательно промойте, обезжирьте и просушите стеклянные пластины.

Зажгите свечу и двигайте над ней стёкла так, чтобы они равномерно покрылись копотью с одной стороны.

Дайте пластинам остыть и повторите процедуру. Чем больше слой копоти, тем меньше будет электрическое сопротивление.

Из фольги вырежьте два прямоугольника с длиной, соответствующей ширине слоя копоти.

Положите полоски на стекло с двух сторон и прижмите вторым стеклом.

При помощи мультиметра замерьте сопротивление, приложив щупы к выступающим краям фольги. Оптимальное значение — 120 Ом, в этом случае мощность прибора будет 1,2 Вт.

Добиваемся нужного значения уменьшая или увеличивая слой копоти.

Достигнув нужных параметров, снимаем сажу по краям стёкол на ширину 5 мм ватной палочкой.

Наносим на очищенные края клей.

Полоски фольги подрезаем на 10 мм и укладываем на стекло.

Накрываем сверху вторым копотью внутрь, и прижимаем.

В качестве кортуса используйте деревянный брусок

Осталось только дождаться, когда клей высохнет и припаять контакты, смонтировать на деревянной подставке и подключить к источнику питания на 12 вольт.

По такому же принципу действует термоплёнка, выпускаемая промышленным способом.

Вместо стекла можно использовать слоистый пластик, тогда сажу заменяют смесью графита с эпоксидным клеем. В обоих случаях мы получаем углеродистый излучатель.

Правила эксплуатации и ухода за самодельными обогревателями

Они просты. Главное здесь — безопасность устройства для окружающих во время работы.

Уход заключается в поддержании приборов в чистоте. Время от времени освобождайте их от пыли.

Не оставляйте работающие обогреватели без присмотра.

Для газовых приборов необходима вентиляция помещения.

Следите за исправностью печки, вовремя производите ремонт.

Для безопасного и экономичного использования электрического обогревателя установите терморегулятор. Он предотвратит перегрев прибора.

Не оставляйте печку включённой надолго. Оптимальное время работы — 4 часа.

Самостоятельное изготовление ИК обогревателя — дело прибыльное. Ведь сэкономил, значит, заработал. Приложив немного усилий и минимум средств, вы получите эффективный и экономичный прибор, который согреет в холодное время года, где бы вы ни находились.