Как сделать инфракрасный обогреватель своими руками

Чтобы комфортно работать в гараже или мастерской в холодное время года, не нужно покупать дорогие масляные или инфракрасные обогреватели.

Вы можете легко обойтись и заменить их обычными лампами накаливания или галогенными лампами. Кроме того, при использовании простых ламп в качестве бонуса вы получите еще и лампу.

Принцип действия и основные элементы инфракрасного обогревателя

Чтобы сделать из подручных материалов инфракрасный обогреватель, принцип действия изучать обязательно. Как можно делать то, о чем ничего не знаешь?

Все нагретые тела излучают тепло, как это делает Солнце. Исходящие от теплового источника лучи – это электромагнитные волны, которые греют тела, встречающиеся на их пути: предметы мебели и люди. Нагрев воздуха при этом не происходит: воздух получает только часть тепла при теплопередаче от уже нагретых тел. На принципе теплового излучения и работают инфракрасные обогреватели, которые включают в себя два основных элемента:

Источник излучения. В обогревателях промышленного производства это тонкие металлические нити, нагревающиеся при прохождении по ним электрического тока, или лампы (накаливая, галогенные, кварцевые и другие);
Рефлектор. Это тело с высокой отражающей способностью, функция которого – отражать инфракрасные лучи для рассеивания тепла по квартире или формирования отдельных обогреваемых зон.

Совет! Чтобы проверить эффект, который достигается рефлектором, возьмите пищевую фольгу и подержите ее некоторое время возле руки. Вы почувствуете тепло, которое представляет собой отраженные и направленные в вашу сторону лучи.

Еще одной важной частью в промышленных инфракрасных каминах является контроллер, который регулирует степень нагрева излучателя. В самодельных конструкциях его может не быть. Но его установка дает преимущество в возможности устанавливать желаемый диапазон температур. Контроллер автоматически заставляет устройство нагреваться, если температура падает ниже нормы, и охлаждаться, если температура превысила ее.

Если изучить инфракрасный обогреватель потолочный, принцип работы окажется тем же, что и у напольной/настенной конструкции. Отличие заключается только в способе монтажа ИК-камина. Но именно от него зависит, какие зоны в помещении окажутся более комфортными.

На рисунке видно преимущество инфракрасных обогревателей: тепло достигает физических тел и поглощается ими, оставаясь там. Поэтому на полу может быть теплее, чем под потолком. А при обогреве дома методом конвекции на полу всегда холодно: само покрытие не получает тепла. Тепло переносит воздух, который при нагревании устремляется вверх, а вниз опускается новая порция холодного.

Система отопления с водяным теплоносителем

Принцип работы любого водяного контура основан на передаче тепловой энергии от котла или печи к радиаторам отопления. Жидкость перемещается при помощи насоса или конвекционным способом.

Она состоит из таких элементов:

теплообменник для нагрева воды;
магистральные трубы;
циркуляционные насосы;
металлические батареи или регистры;
расширительный бак;
клапан давления, краны слива и фильтр.

В качестве теплоносителя используют умягченную воду или антифризы на основе этиленгликоля.

Как сделать быстро и дешево?

Сделать своими руками водяную систему отопления для гаража несложно. Для этого потребуется рассчитать требуемую мощность батарей для гаража и теплоотдачу нагревательного элемента. Для водогрейной установки используют:

электрические ТЭНы;
электрокотел или твердотопливный котел;
буржуйку с теплообменником в топке;
печь на отработанном масле;
экономайзер на дымоходе печи.

Фото 1. Печь на отработанном масле хорошо подходит для водяной системы отопления гаража.

Простейший электрический котел для гаража легко, дешево и быстро изготовить из трубы диаметром 100–150 мм, поставленной вертикально. Внутрь устанавливают ТЭН и два патрубка для воды.

Выбрав место для котла или печи в гараже, приступают к прокладке труб к радиаторам. Трубы лучше взять из полипропилена (металлопластика) — они не ржавеют, просты в установке и соединении. Батареи отопления в гараже размещают на стенах, оставив небольшой зазор для циркуляции воздуха. В самой верхней точке врезают клапан для стравливания воздуха.

Одноконтурная система будет работать без дополнительного насоса, за счет тепловой конвекции. Более сложная схема потребует циркуляционного насоса. Расширительный бачок не даст попасть воздуху в систему при падении уровня жидкости по причине естественного испарения.

Внимание! В гараже не рекомендуется применять открытые системы с антифризом из-за вредных испарений этиленгликоля

Преимущества и недостатки

Плюсы водяного обогрева гаража:

комфортная постоянная температура;
долго сохраняет тепло после выключения;
отсутствие золы, пыли и грязи;
удобство использования и возможность автоматического включения;
применение антифриза делает систему круглогодичной.

Минусы:

вода замерзает зимой и разрушает трубы и радиаторы;
вероятность протечки;
сложность установки и герметизации контура;

Дешево и сердито

Обычно в качестве излучателя используют устройства, нагревающиеся от электричества – нити накала или лампы. Но самый простой вариант излучателя – это радиатор отопления. Это такое же физическое тело, как и Солнце. И излучать тепло оно тоже может. Постойте у батареи и почувствуйте исходящее тепло – это излучение. Только распространяется оно во все стороны. А зачем греть стены, если можно направить лучи в сторону жилого помещения?

Возьмите фольгу, хорошо разгладьте ее для улучшения отражающего эффекта и наклейте на стену за батареями и радиаторами отопления. В результате тепло, которое могли получить стены, направятся в противоположную сторону – к вам. Такой способ помогает получить до 20% больше тепла без всяких ухищрений. Недостатком является только неприглядность отражающего экрана: он портит интерьер.

Внимание! Вместо фольги можно использовать теплоизоляторы с отражающим экраном. Ярким примером служит материал пенофол, одна или обе стороны которого фольгированы.

Водяное отопление

Принцип действия системы базируется на циркуляции подогретой воды по замкнутому контуру из котла, труб и отопительных батарей. Котел вырабатывает тепло, нагревает воду, она, обычно при помощи насоса, направляется по трубам к батареям, а те нагревают помещение.

Среди неоспоримых преимуществ водяного обогрева нужно отметить:

длительный срок службы. При условии качественного монтажа и бережной эксплуатации система будет исправно служить десятки лет;
надежность. В случае выхода труб или батарей из строя они безо всяких проблем заменяются своими руками;
экологическую чистоту и высокие показатели безопасности.

Несмотря на множество сильных качеств, водяной обогрев очень редко используется в гаражах. Оборудование такой системы требует серьезных финансовых затрат. Чаще всего подобный обогрев применяют в тех случаях, когда гараж расположен рядом с домом либо же в гаражных кооперативах, при условии подключения нескольких гаражей к котлу и прочим сопутствующим агрегатам.

Схема устройства системы водяного отопления

Водяное отопление лучше всего использовать в капитальных гаражах из полнотелых бетонных блоков и кирпича. От обустройства такой системе в строениях из металлопрофиля и прочих легких материалов рекомендуется воздерживаться.

Старый советский рефлектор – в дело!

Самодельный инфракрасный обогреватель можно изготовить из старого рефлектора советского производства. Кроме него вам понадобятся:

Нить из нихрома;
Стержень из стали;
Огнеупорный диэлектрик (подходит керамическая тарелка).

Чтобы сделать из этих вещей ИК камин, следуйте инструкции:

Удалите грязь с рефлектора;
Проверьте штепсель, шнур и клеммы для включения спирали (они должны быть целыми);
Измерьте длину спирали, которая навита на рефлекторный конус;
Отрежьте стержень из стали такой же длины, как спираль;
Навейте на стержень нить из нихрома так, чтобы на каждый сантиметр приходилось 5 витков;
Аккуратно выньте стержень из нихромовой намотки;
Положите спираль на тарелку (другой диэлектрик) так, чтобы витки не касались друг друга;
Подключите концы нихромовой спирали к электросети;
Теперь нагретая спираль легко уложится в канавки конуса от рефлектора;
Соедините концы спирали с контактами.

Нихромовая нить накаливается лучше, чем та спираль, что была в приборе до наших манипуляций. В результате мы получаем мощный излучатель, энергия которого отражается от стенок рефлектора и попадает на противоположные тела, которые начинают поглощать тепло.

Видеоматериал

Это — всего лишь четыре простейших способа создания инфракрасного обогревателя своими руками. На самом деле, их значительно больше. Невольно возникает вопрос: а оно вам надо? Возни много, и не факт, что все получится так, как надо. Но:

Во-первых, знания лишними не бывают.
Во-вторых, вы убиваете сразу двух зайцев. Получаете полезный прибор и избавляетесь от кучи ненужного хлама.

Может, стоит попробовать?

Обогреватель стекло + алюминиевая фольга

Вам понадобятся:

Фольга;
Два одинаковых по размеру стекла;
Свеча из парафина;
Герметик;
Провод со штепселем на конце;
Хлопчатобумажная салфетка;
Боксидка;
Палочки ватные;
Любое приспособление для удерживания свечи.

Пошаговая инструкция:

Очистите стекло салфеткой от краски, пыли, жира;
Зажгите свечу. Установите ее в стаканчике, подсвечнике или просто капните парафином на ровную поверхность и быстро поставьте на лужицу свечу;
Закоптите стекла с одной стороны, с одинаковой скоростью проводя их над огнем. Копоть будет ложиться ровно, если перед процедурой стекла охладить. Темный слой в результате станет элементом, проводящим ток;
По периметру стеклянных кусков проведите ватными палочками так, чтобы получилась рамка из чистого стекла толщиной 0,5 сантиметров;
Измерьте линейкой ширину закопченных прямоугольников на стеклах;
Вырежьте из фольги два прямоугольника такой же ширины – это будут электродные полоски;
Возьмите одно стекло и положите его закопченной стороной кверху;
Нанесите на него боксидку и уложите на края прямоугольники из фольги так, чтобы они выходили за пределы стекла;
Поверх положите второе стекло закопченной стороной вниз и хорошо прижмите, чтобы конструкция хорошо склеилась;
По периметру «слоеного пирога» намажьте герметик в местах стыка стекол;
Проверьте мощность конструкции. Если она не выше 100 Вт на квадратный метр помещения, то обогреватель можно включать в сеть с помощью провода и штепселя;
Для включения в сеть используйте деревянный брусок с металлическими пластинами, укрепленными с двух концов. К одному контакту припаяйте вилку. Если установить стекло на брусок так, чтобы выходящая с боков фольга плотно прилегала к металлическим контактам, то получается полноценный обогреватель.

Внимание! Чтобы посчитать мощность конструкции, с помощью мультиметра измерьте сопротивление токопроводящего слоя. Поскольку сила тока в цепи зависит от нагрузки, мощность лучше считать по более стабильному параметру – это напряжение, которое в сети равно 220 Вольт. Для этого понадобится формула: N=U*U/R.

N – искомая мощность. U – напряжение (220В). R – замеренное сопротивление. Пример: при замере получили 24 Ома. Подставляем в формулу: N=220*220/24. Получаем 2016 Ватт. Этого достаточно для обогрева комнаты площадью 19-20 квадратов.

Если у вас мощность получилась более 100 Ватт на метр в квадрате, то ее нужно уменьшить путем увеличения сопротивления (напряжение в сети мы поменять не можем). Если мощность очень мала, то ее нужно увеличить.

Что делать, если мощность не подошла?

Теперь о том, как сделать инфракрасный обогреватель своими руками нужной мощности. Для этого нужно знать площадь комнаты, которую вы хотите обогревать. Например – 15 метров. Теперь нужно посчитать максимально допустимую мощность из расчета 100 Ватт на метр. Так как у нас их 15, то мощность будет 15*100=1500 Ватт (считать нужно именно в них, несмотря на то, что в паспортах электроприборов она указана в кВт).

Если напряжение постоянно (220 Вольт), то можно посчитать нужное сопротивление. Для этого выведем сопротивление из формулы, которая была дана выше: R=U*U/N. Подставляя в формулу расчетную мощность и напряжение, получим: R= 220*220/1500=32 Ома (приблизительно).

В примере выше у нас было 24 Ома. Значит, сопротивление нужно повысить. Для этого нужно уменьшить ширину закопченной полосы на стекле. Это выходит из формулы R=l*p/S. Где l – длина токопроводящего слоя (постоянная величина, потому что стекло резать мы не будем), р – удельное сопротивление (постоянное), S – площадь поперечного сечения токопроводящего слоя, которая зависит от его ширины. Чем шире слой – тем меньше сопротивление, чем уже – тем оно больше.

Вывод! Чтобы добиться нужного сопротивления, нужно опытным путем подобрать его, делая полоску копоти уже или шире в зависимости от того, увеличить или уменьшить нужно сопротивление. При этом каждый раз придется разбирать стеклянную конструкцию.

Оптимальная мощность для обогрева

Для сборки лампового обогревателя лучше использовать модели мощностью 150Вт. Обратите внимание, что после введения закона, запрещающего производство обычных ламп накаливания мощностью выше 100Вт, они стали продаваться под названием «излучатели тепла”.

При их последовательной схеме подключения даже двух экземпляров сразу чувствуется излучаемое тепло. При этом они не слепят глаза.

Сила тока в такой цепи при том же напряжении составит 420 мА. Это означает, что две лампы потребляют в сумме около 100 Вт, и большинство из них используется для обогрева.

вы можете сравнить мощность продаваемых инфракрасных обогревателей и площадь, для которой они рассчитаны. Коэффициент для обычных моделей составляет 100 Вт на 1 м2.

Маслоохладители имеют практически такую же производительность.

То есть в любом случае ватты превращаются в тепло. Только специализированные инфракрасные модели будут иметь более прямое излучение в определенную точку или область, а ваше самодельное изделие будет иметь более широкий угол.

Кстати, эти 100 Вт / м2 приняты СНиП для утепленных помещений по всем нормам. Это оптимальная мощность для всех обогревателей средней полосы России. Для северных широт, включая холодные неизолированные гаражи, значения уже будут выше. Если, например, теплопотери в гараже составляют 1000 Вт / ч, а вы его нагреете на 300 Вт, температура никогда не повысится.

Но если идеальные теплопотери близки к нулю, то 100 Вт будет достаточно для создания ванной внутри.

Кроме того, эта мощность зависит от высоты потолков (расчетная средняя — до 3 м).

Обогреватель на основе слоистого пластика

Для сборки самодельного инфракрасного камина понадобятся:

Слоистый бумажный пластик – 2 штуки площадью по 1 квадратному метру;
Боксидка;
Графит (можно купить порошок или достать из старых батареек, из карандаша – но придется истолочь его);
Медные пластинки;
Древесина;
Штепсель со шнуром.

Если все есть, приступайте к сборке:

Смешайте графитовый порошок с боксидкой, чтобы получилась густая масса, обладающая высоким сопротивлением;
Положите пластиковый лист шероховатой поверхностью к столу;
Нанесите на пластик боксидку, смешанную с графитом, мазками в форме зигзага;
Точно также подготовьте второй лист пластика;
Склейте оба пластиковых листа, плотно прижимая их друг к другу;
На противоположных сторонах пластин укрепите медные пластинки, которые будут играть роль клемм;
Соорудите рамку из дерева, в которую нужно будет вставить полученную конструкцию;
Позвольте будущему обогревателю высохнуть;
Замерьте сопротивление проводника и посчитайте мощность.

Внимание! Здесь расчет мощности и сопротивления производится тем же методом, что и в предыдущем случае. Только сопротивление будет зависеть не от ширины токопроводящего слоя, а от содержания графита в боксидке. Чем порошка больше – тем выше сопротивление, и наоборот.

Придется несколько раз разобрать и снова собрать конструкция до того, как опытным путем вы добьетесь нужной мощности. Только после этого можно соединить устройство со штепселем и подключить его в сеть для эксплуатации.

Требования к самодельному прибору

Большинство из тех, кто хочет попробовать свои силы в самостоятельном изготовлении обогревателя, вряд ли стремятся к слишком сложной работе.

Да и покупка большого количества различных технических элементов и узлов, чья стоимость вполне сопоставима с ценой готового изделия, вряд ли экономически оправдана. Таким образом, будущий прибор должен быть:

простым в монтаже;
продуктивным;
экономичным в потреблении электроэнергии;
безопасным;
выгодным, то есть затраты на его производство должны быть минимальными;
удобным;
компактным.

Рассматривая существующие обогреватели, выпускающиеся промышленостью, можно сделать вывод, что всем этим требованиям соответствуют приборы, работающие по принципу инфракрасного излучения. Точнее, так называемые термопленки. Материал генерирует тепловую энергию, передающуюся предметам, которые, в свою очередь, разогревают окружающую среду. Такой способ обогрева считается наиболее эффективным, поскольку выработанное тепло не растрачивается впустую. Соответственно и кпд такого устройства очень высок.

Мини-обогреватель из банки от крема для обуви

Подготовьте материалы:

Плоская коробка от крема для обуви;
Два проводника;
Жестяная банка;
Графит в порошке;
Песок;
Штепсель.

Пошаговая инструкция:

Помойте коробочку;
Смешайте песок с графитовым порошком, взяв их в равном количестве;
Засыпьте смесь в коробку, заполнив ее до половины;
Из жести вырежьте круг;
Прикрепите к нему провод;
Положите круг поверх графит-песчаной смеси;
Насыпьте песка с графитом еще столько, чтобы баночка стала полной;
Закройте баночку крышкой, чтобы внутри появилось давление;
Второй провод соедините с корпусом банки и подведите его к сети, подключив с помощью штепселя (можно использовать автомобильный аккумулятор).

Чтобы регулировать степенью нагрева, крышку банки закручивайте слабее или сильнее, чтобы менялось давление внутри. Чем сильнее закручена банка – тем сильнее нагрев, и наоборот. Но не допускайте перегрева, при котором банка начинает испускать световые лучи – желтые или оранжевые. При этом содержимое внутри банки спекается, отчего эффективность обогревателя снижается в разы. Чтобы улучшить работу после спекания, нужно сильно потрясти банку – тогда графит-песчаная смесь снова станет рыхлой и пригодной для работы.