Jak zrobić grzejnik własnoręcznie: instruktaż wykonania domowego urządzenia

W zimnej porze roku potrzeba ciepła szczególnie wzrasta. Nie każdy jednak ma możliwość zakupu fabrycznego grzejnika. W złożeniu grzejnika własnoręcznie nie ma nic trudnego.

Przedstawiamy Państwu cztery warianty wykonania urządzenia grzewczego z przedmiotów codziennego użytku, które doskonale poradzi sobie ze swoim zadaniem. Opisaliśmy szczegółowo proces wykonania samodzielnych urządzeń. Opisaliśmy zasadę działania oraz cechy eksploatacji.

Do poradników krok po kroku dołączyliśmy schematy, zestawy zdjęć i instrukcje wideo.

Urządzenia do lokalnego ogrzewania

Najprostsze modele domowych grzejników przeznaczone są do lokalnego ogrzewania. Ich maksymalna temperatura nagrzewania wynosi około 40°C.

W większości przypadków domowe urządzenia grzewcze należą do urządzeń emitujących, działających na zasadzie grzejników na podczerwień i grzejników elektrycznych. Podłącza się je do sieci jednofazowej z tradycyjnym dla obiektów domowych napięciem 220 V. Osoby pragnące zająć się samodzielnym wykonaniem urządzeń potrzebują wiedzy z zakresu elektrotechniki i instalacji elektrycznych.

Wariant #1. Domowa kompaktowa termofolia

Podstawę grzejnika będą stanowić dwa kawałki szkła. Są to identyczne prostokąty o wymiarach 4x6 cm.

Długość i szerokość powierzchni roboczej grzejnika mogą się różnić. Ważne, aby pole powierzchni każdego szkła wynosiło około 25 centymetrów kwadratowych.

Do wykonania takiego domowego grzejnika będą również potrzebne:

• miedziany kabel dwużyłowy;
• multimetr;
• świeca parafinowa;
• drewniany klocek;
• szczypce;
• uszczelniacz; klej epoksydowy;
• bawełniana serwetka;
• patyczki higieniczne.

Przed rozpoczęciem prac kabel należy wyposażyć we wtyczkę.

Elementem grzewczym będzie kawałek folii aluminiowej, używanej przez gospodynie do pieczenia, o grubości 0,1 mm

Najpierw czyści się szklane elementy, usuwając za pomocą chusteczki kurz i resztki brudu, odtłuszcza się je i dokładnie suszy. Oczyszczone elementy schładza się. Jest to konieczne, aby podczas późniejszego wypalania sadza lepiej osiadała na powierzchni.

Zapala się świecę umieszczoną w świeczniku. Następnie kolejno chwyta się szczypcami za róg każdy szklany element i delikatnie porusza się nim nad świecą, aby szkło pokryło się sadzą. Należy uzyskać równomierne osadzenie sadzy na całej powierzchni szkła; wypalona część będzie pełnić rolę elementu przewodzącego.

Manipulacje ze świecą trzeba będzie okresowo przerywać, aby dać rozgrzanemu szkłu nieco ostygnąć.

Główną zaletą takiego urządzenia jest to, że znaczna część energii cieplnej jest emitowana przez materiał nagrzany do określonej temperatury w postaci promieniowania podczerwonego

Po ostygnięciu elementów czyści się ich krawędzie. W tym celu za pomocą pałeczek higienicznych wzdłuż konturu na obwodzie usuwa się po 5 milimetrów od krawędzi.

Na wypaloną część, która będzie pełnić rolę elementu przewodzącego, równomiernie nakłada się klej, na który przykłada się wcześniej przygotowany kawałek folii. Paski będą pełnić funkcję zacisków niezbędnych do podłączenia przewodów.

Te same czynności wykonuje się z drugą połową. Obie części łączy się. Aby zapewnić szczelność urządzenia, miejsca połączeń pokrywa się uszczelniaczem, pokrywając czoło na całym obwodzie.

Aby wykonać elementy grzewcze, z folii wycina się dwa paski, których szerokość odpowiada rozmiarowi okopconego obszaru na szklanych elementach.

Aby obliczyć moc urządzenia, należy za pomocą testera zmierzyć oporność powłoki węglowej. Sondy multimetru przykłada się do zwisających „ogonek” folii aluminiowej. Uzyskane dane wykorzystuje się w obliczeniach za pomocą wzoru:

N=I² × R,

gdzie «N» – moc, «I» – natężenie prądu, a «R» – opór.

Moc nie może przekraczać dopuszczalnych wartości 1,2 W. Jeśli opór przekracza wartość 120 Ω, aby go zmniejszyć, należy warstwę sadzy zrobić nieco grubszą. Tutaj obowiązuje taka zasada: im więcej sadzy, tym mniejszy opór elektryczny.

Jeśli parametry są w normie, przystępuje się do końcowego etapu montażu. W tym celu oczyszczone krawędzie elementów smaruje się klejem, a wolne końce odcinków folii zagina się i przykleja do jednej ze stron.

Z drewnianego klocka robi się podstawkę i montuje na niej podłączone do przewodu elektrycznego płytki stykowe.

Na drewnianą podstawkę instaluje się złożoną ze szkła i folii konstrukcję, a urządzenie podłącza się do źródła 12-woltowego.

Wariant #2. Panel grzewczy z resztek podłogi na podczerwień

Jeśli po ułożeniu ogrzewania podłogowego na podczerwień pozostały kawałki folii, warto je śmiało wykorzystać do wykonania grzejnika ściennego, na przykład do domku letniskowego lub garażu.

Z kawałków folii na podczerwień, pozostałych po ułożeniu ogrzewania podłogowego w domu, można zbudować panel ścienny, a w razie chęci ozdobić go laminowanym wielkoformatowym zdjęciem.

Folia na podczerwień zużywa mniej energii niż inne elektryczne urządzenia grzewcze. Dla małego pomieszczenia około 2×2 m wystarczy 1 m foliowego systemu węglowego.

Teraz należy wszystko dokładnie zaizolować, aby folia nie iskrzyła na stykach i nie stwarzała żadnych zagrożeń podczas własnej pracy.

Wariant #3. Termowentylator z dostępnych materiałów

Proponujemy kolejny dostępny sposób wykonania domowego urządzenia do lokalnego ogrzewania, którego podstawą jest zasada działania nagrzewnicy. Na jego wykonanie potrzeba nie więcej niż dwóch godzin. Główną zaletą takiego urządzenia jest prostota wykonania i dostępność niezbędnych materiałów.

Do wad konstrukcji należy zaliczyć fakt, że podczas nagrzewania będzie spalać tlen, a w niektórych przypadkach nawet pachnieć spalenizną.

Obudowa urządzenia będzie wykonana z blaszanej puszki o wysokości 20 cm i średnicy 10 cm, a listwy do nawijania spirali z nichromu – z niefoliowanego tekstolitu.

Oprócz blaszanej puszki do montażu konstrukcji grzewczej należy przygotować:

• transformator 12 V;
• mostek diodowy;
• drut nichromowy o przekroju 1 mm²;
• wentylator;
• wiertarka udarowa z cienkim wiertłem;
• lutownica;
• wentylator komputerowy.

Z tekstolitu należy wcześniej wyciąć dwa elementy, których rozmiar odpowiada wymiarom wybranej puszki. Do podłączenia urządzenia do sieci i przełączania trybów potrzebny będzie również przewód elektryczny i przełącznik przyciskowy.

Na początku z odciętego kawałka tekstolitu usuwa się folię i wycina wewnętrzną część tak, aby powstał rodzaj ramki.

W półfabrykacie z tekstolitu za pomocą cienkiego wiertła wykonuje się otwory, umieszczając je z niewielkim przesunięciem względem siebie.

W wykonane otwory zagłębia się końce drutu nichromowego. Do wolnych końców drutu poprowadzonego pod ramą przylutowuje się pozbawione izolacji „ogony” przewodów elektrycznych.

Gęstość prądu w stykających się z powietrzem nichromowych spiralach elektrycznych wynosi około 12–18 A/mm². W zależności od stopnia nagrzania ich nasycenie barwy będzie się zmieniać od ciemnobordowej do jaskrawoczerwonej. Temperatura zewnętrznej powierzchni grzejnika nie przekracza przy tym 70 stopni.

Bierze się transformator, mostek diodowy i cooler i zamyka je z zamocowanym drutem nichromowym w jeden obwód, nie zapominając przy tym o podłączeniu przełącznika.

Prostownik diodowy i małogabarytowy transformator 12 V są niezbędne do zasilania coolera.

Aby mieć możliwość regulacji temperatury, warto rozważyć opcję zamontowania co najmniej dwóch oddzielnych spiral. Co więcej, łącząc spirale równolegle, w przypadku przepalenia się jednej, inne nie ulegną uszkodzeniu.

Najważniejsze przy montażu konstrukcji – aby nawinięte spirale nie dotykały żadnych elementów poza ramą z tekstolitu.

Wentylator montuje się w puszce za pomocą wspornika w postaci metalowej części w kształcie litery U, zamocowanego śrubą. Prąd będzie nagrzewać zwoje drutu, a wentylator będzie nawiewać na konstrukcję ciepły strumień powietrza.

Do zmontowanej konstrukcji mocuje się tekstolit, po czym połączone w jeden obwód elementy urządzenia elektrycznego umieszcza się w puszce.

W celu zapewnienia swobodnego dostępu powietrza w pokrywie i ściankach puszki wierci się 20–30 otworów o średnicy 1,5–2 mm. Zmontowane urządzenie podłącza się bezpośrednio do sieci 220 V i sprawdza jego działanie. Ze względów bezpieczeństwa powierzchnię grzejną można przykryć siatką ochronną.

Taki termowentylator nadaje się do ogrzewania niewielkiego pomieszczenia. Podobnie jak przemysłowe modele termowentylatorów, w ciągu kilku minut ogrzeje środek pomieszczenia, nie marnując cennego ciepła na straty ciepła, które przenikają przez ściany.

Osoby chcące samodzielnie zrobić nagrzewnicę do garażu z dostępnych materiałów znajdą wiele przydatnych informacji w kolejnym popularnym artykule naszej strony.

Domowe urządzenia małej mocy

Opisane powyżej modele nadają się jedynie do lokalnego ogrzewania. Aby ogrzać pomieszczenie, należy skonstruować mocniejszą nagrzewnicę, której technologię wykonania omówimy poniżej.

Wariant #1. Wykonanie grzejnika olejowego

Wykonany własnoręcznie grzejnik olejowy charakteryzuje się wysoką sprawnością, a ponadto jest wystarczająco funkcjonalny i bezpieczny. Zasada działania urządzenia opiera się na tym, że umieszczony wewnątrz obudowy element grzejny podgrzewa znajdujący się przy nim olej, w wyniku czego aktywowany jest ruch konwekcyjny przepływów.

Obudowę urządzenia można wykonać z sekcyjnego grzejnika systemu centralnego ogrzewania, chłodnicy samochodowej lub też zespawać ze stalowych rur

Aby zapewnić płynną regulację mocy, urządzenie wyposaża się w reostat lub przełączniki dyskretne. Aby zautomatyzować proces, dodatkowo instaluje się termostat i czujnik przewrócenia.

Aby zrobić olejowy grzejnik, należy wcześniej przygotować:

• Element grzejny o mocy 1 kW (dla pomieszczenia o powierzchni 10 m²);
• wytrzymała i szczelna obudowa, której konstrukcja całkowicie wyklucza wyciek płynu;
• czysty i termoodporny olej techniczny, przyjmuje się w ilości 85% całkowitej objętości obudowy;
• urządzenia sterowania i automatyki – dobiera się je zgodnie z całkowitym obciążeniem mocowym urządzenia.

Ważna kwestia: kupując grzejnik nabojowy, nie zapomnij sprawdzić, czy w zestawie znajdują się silikonowe uszczelki lub ich odpowiedniki wykonane z gumy odpornej na olej, temperaturę i benzynę.

Aby nie zajmować się spawaniem, jako obudowy można użyć zdemontowany rejestr ogrzewania, zdemontowany z powodu modernizacji systemu budynku użyteczności publicznej.

Konstrukcja o imponujących rozmiarach będzie wymagać zbudowania platformy. Można ją wykonać z ceowników lub stalowych kątowników. Przy sporządzaniu schematu ramy bierze się pod uwagę pojemność zbiornika i wysokość urządzenia.

Schemat podłączenia urządzenia oraz kolejność montażu jego elementów konstrukcyjnych są przedstawione na rysunku

Trudności mogą pojawić się na etapie spawania elementów. Aby wykonać prace, konieczne jest posiadanie odpowiednich umiejętności. Najpierw tnie się rurę profilową na odcinki o zadanej długości. Z nich składa się prostokątne ramy.

W narożniku konstrukcji wycina się otwór do umieszczenia elementu grzejnego. W najwyższym punkcie grzejnika wycina się otwór umożliwiający zalanie oleju i wyposaża się go w złączkę z gwintem zewnętrznym, na którą zakłada się pokrywę.

Przed oddaniem urządzenia grzewczego do użytku należy przetestować jego szczelność, wytwarzając wysokie ciśnienie wewnątrz urządzenia.

Podczas montażu konstrukcji należy zwrócić uwagę na kilka kwestii:

1. Element grzejny najlepiej umieścić w bocznej lub dolnej części konstrukcji, mocując go za pomocą połączeń śrubowych. Takie rozwiązanie zapewni lepszą cyrkulację oleju. W żadnym wypadku nie powinien on dotykać obudowy.
2. Aby zintensyfikować proces naturalnej konwekcji cieczy, należy uzupełnić konstrukcję o pompę i napęd elektryczny. Do zamocowania pompy do zbiornika trzeba przyspawać małe metalowe płytki.
3. Należy nie zapomnieć o przewidzeniu otworów wyposażonych w zawory umożliwiające awaryjne spuszczanie oleju w celu redukcji ciśnienia. Pompy umieszcza się w dolnej części grzejnika, w narożnikach.
4. Aby zapewnić trwałość konstrukcji i zapobiec rozwojowi elektrokorozji, należy uwzględnić zgodność metali obudowy i elementu grzejnego. Ze względu na różnicę potencjałów metali nie należy łączyć zwykłej stali lub aluminium z miedzią.
5. Obowiązkowo należy uziemić urządzenie grzewcze.

Konstrukcję napełnia się olejem nie w pełni, a jedynie w 85%. Jest to konieczne, aby pozostałe 15% przeznaczone na powietrze stanowiło strefę buforową przy rozszerzaniu się oleju wskutek wzrostu temperatury.

Po sprawdzeniu szczelności otworów pozostaje tylko podłączyć element grzejny, zamontować obudowę i zalać olej. Aby zwiększyć mobilność konstrukcji, można ją wyposażyć w koła i dodatkowe elementy mocujące.

Wariant #2. Wykonanie urządzenia na podczerwień

Niewątpliwą zaletą takiego urządzenia jest to, że wytworzona energia cieplna jest emitowana w postaci promieniowania podczerwonego. Dzięki temu grzejnik, wykonany w oparciu o element węglowy, ogrzewa nie tylko powietrze, ale także znajdujące się w strefie promieniowania IR osoby i przedmioty.

Podstawę takiego urządzenia, wykonanego według typu grzejników fabrycznych, będą stanowić dwa plastikowe półfabrykaty, z których każdy ma powierzchnię około 1 metra kwadratowego. Na nie będzie nanoszony drobnoziarnisty proszek grafitowy, swoją strukturą przypominający nieco mąkę.

Należy pamiętać, że proszek grafitowy, pełniący rolę mieszanki przewodzącej, jest niezwykle brudzącą substancją, a ponadto jest bardzo niebezpieczny dla zdrowia.

Aby wykonać skutecznie działający grzejnik na podczerwień własnymi rękami, należy również przygotować:

• dwie miedziane zaciski;
• klej epoksydowy;
• drewniane półfabrykaty do ramy.

Podobnie jak w poprzednich wariantach, potrzebny będzie przewód elektryczny wyposażony we wtyczkę.

Proszek grafitowy można „pozyskać” ze zużytych baterii. Aby uzyskać wymaganą moc grzejnika, doświadczeni rzemieślnicy zalecają dodawanie do dwóch objętości wypełniacza węglowego. Otrzymuje się gęstą i lepką mieszankę, którą dość trudno nanosić cienką warstwą. Aby ułatwić zadanie, używa się wąskiej szpachli.

Rozcieńczoną z klejem mieszankę grafitową nakłada się na plastikowe półfabrykaty, tworząc wijącą się ścieżkę, pamiętając przy tym o zachowaniu wyznaczonych odstępów.

Sekwencja wykonywanych czynności:

1. Grafit miesza się z klejem epoksydowym w proporcji 1:1,5 lub 1:2.
2. Na powierzchnię roboczą kładzie się plastikowy półfabrykat gładką stroną do dołu.
3. Gotową mieszankę nakłada się cienką warstwą na plastik, tworząc zygzakowaty wzór.
4. Na ułożony wzór kładzie się drugi arkusz plastiku.
5. Według tej samej technologii przygotowuje się drugą płytę. Oba półfabrykaty mocno ściska się i czeka, aż klej stwardnieje.
6. Na półfabrykaty z przeciwnych stron przewodnika grafitowego mocuje się zaciski, trzymając się powyższego schematu.
7. Do zacisków podłącza się obnażone końce kabla elektrycznego.
8. Podłącza się urządzenie do sieci i sprawdza działanie systemu.

Pomiar rezystancji przewodnika i obliczenie mocy zmontowanego urządzenia wykonuje się, stosując się do opisanej powyżej technologii.

Na parametr rezystancji wpływa ilość grafitu w masie. Aby zwiększyć rezystancję przewodnika, należy zwiększyć dawkę grafitu w składzie.

Aby zwiększyć sztywność konstrukcji, urządzenie można obramować drewnianą ramką. Aby ulepszyć konstrukcję, uzupełnij ją prostym termoregulatorem.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Video #1. Przegląd wariantów wykonania grzejnika spiralnego:

Video #2. Samodzielny podczerwony grzejnik o mocy 1 kW:

Przyjrzeliśmy się tylko kilku wariantom wykonania grzejników z materiałów dostępnych w domu. W rzeczywistości istnieje ich ogromna ilość. W razie potrzeby może Pan samodzielnie opracować i wykonać takie urządzenie. A nagrodą dla Pana będzie upragnione ciepło podczas niepogody.

Czy chciałby Pan zaproponować własny wariant wykonania grzejnika? Czy pojawiły się pytania lub ma Pan przydatne informacje dla nas i odwiedzających stronę? Prosimy zostawić komentarz w bloku poniżej.