Проточный водонагреватель своими руками

Недавно на глаза попалось видео, где мастер мотал спираль из медной трубки для домашнего холодильника с мудреным названием. Вот и подумали, а почему бы и проточный водонагреватель своими очумелыми руками не сварганить. А что? Вот как раз этим и займемся. Гнется трубка превосходно, но не собираемся испытывать материал на излом или минимальный радиус изгиба, наоборот… Да тут вот недавно еще мысль посетила, что если длину нихромовой спирали уменьшить вдвое. Ток же возрастет, следовательно, и мощность выделится больше в два раза. Парадокс? Вовсе нет! Читайте дальше…

Конструкция проточного водонагревателя

Как ведет себя нихром, и как из него сделать проточный водонагреватель

Казалось бы, парадокс – то, что если сократить длину спирали, то выделится больше мощности. Присутствует же в голове идея, – маленькое сильным не бывает. Ан нет! Давайте смотреть. Тепловой эффект, по закону Джоуля-Ленца, равен произведению напряжения на ток. Первая величина постоянная (это идеальный случай, но для квартир приближенно верен), регулируется второй параметр. Повышаем в два раза ток, получаем удвоенную мощность. На деле так и есть. Например, попытайтесь вспомнить, когда перегорают пробки. Когда включаем длинную спираль? Да мощность 2 кВт. Здесь уже интуитивно понятно, что мало.

Разработчики высчитывают тепловой режим эксплуатации нихромовой проволоки и берут то количество, которое способно работать долгие годы. А для этого нужно удовлетворить условиям рассеяния энергии через поверхность, ограничивающую спираль.

Сокращаем число витков в 2 раза, получаем 4 кВт, щиток разрывается, «жучки» вылетают, свет гаснет. Эврика. Но почему же «глупые» конструкторы иногда делают две спирали по 2 кВт вместо того, чтобы просто уменьшить число витков. Давайте смотреть! Теплопотери зависят от перепадов температур между поверхностью и средой. Повышение мощности в два раза эквивалентно двойному возрастанию температуры. Но и поверхность рассеяния стала меньше вдвое, получается уже 4 раза. Если до того было 200 градусов Цельсия, то станет 800. При этой температуре алюминий уже становится понемногу жидкостью.

Устройство водонагревателя проточного типа

Вот из-за температурного режима и не рекомендуется делать слишком мощные спирали. Нихром будет выгорать на воздухе (хотя температуру держит хорошо). Не будем отклоняться от дорог заезженных. Возьмем нихромовой проволоки и сделаем проточный водонагреватель на 6 кВт, но с тремя спиралями, чтобы пожара не вышло, а прибор работал исправно. Попутно посчитаем ориентировочно, какими размерами наделить прибор. А теперь о том, почему взята медная трубка в качестве сердечника. Из-за высокой теплопроводности материала. А значит, львиная часть энергии будет уходить в воду, а не в воздух.

Расчет проточного водонагревателя

Пропустим теоретические выкладки с расчетом мощности проточного водонагревателя, потому что и так известно, что 4 кВт хватает на скорость подачи воды 5 литров в минуту, причем даже нельзя назвать струю горячей. А значит, 6 кВт хватит для нормального принятия душа. Сразу хотим довести до сведения людей, живущих в старых домах, что 6 кВт это много, не каждый электрический щиток такое потянет. Подробнее по этому вопросу каждый проконсультируется с местными электриками. Но сразу скажем, что для зданий ниже 9 этажей действует ограничение в 5 кВт. Что касается хрущевок, то, учитывая старую проводку, дело окажется еще хуже.

Использование проточного водонагревателя

В этом плане решайте сами, какой мощности нужен проточный обогреватель, но сразу говорим, что 4 кВт для такого прибора показатель скромный. Для сравнения 2 кВт используется под рукомойник, где сравнительно бедной струйкой течет вода. Для мытья ориентируйтесь как раз на те 5 кВт, которые служат ограничением щитка типичной квартиры. Какую брать медную трубку. Ответим на этот вопрос в последнюю очередь, когда будет понятно, сколько витков наматывать, какова суммарная длина проволоки из нихрома. А вообще предлагается сделать вот что:

  1. Совьем кольцо из четырех витков медной трубки. Причем в сечении расположатся квадратом. Не важно, где делать отводы, монтируйте по месту. Вертикально ли, горизонтально ли крепить – разницы нет.
  2. Поверх трубок наматываем спирали, их три. Виток к витку, пошагово и плотно. Не пользуйтесь клеем на всем протяжении, однако по краям стоит прихватить жаростойким составом. Это обеспечит фиксацию. Просто найдите в сети клей (например, для печей), который годится для металла.
  3. Поверх спирали лучше проложить жаростойкую ткань. Сложно найти ее, в случае невозможности просто ведите монтаж так, чтобы на спираль не попали никакие горючие материалы. Это достаточно просто сделать.
  4. Питание спиралей ведется параллельно, именно так, а не иначе. В противном случае мощность прибора будет низкой. Для каждой спирали поставьте индивидуальный выключатель, чтобы регулировать мощность должным образом.

Питание и подключение водонгаревателя

Это, наверное, все с общими рекомендациями, переходим к выбору материала. Начнем с медной трубки, хотя длину и будем выбирать в последнюю очередь. Удельное сопротивление нихрома составляет 1,1 Ом мм2 / м. Не ошибитесь при расчетах, а пока приведем пример. Например, в хозяйственном магазине завалялся отрез проволоки нихрома диаметром 1 мм. Нет ничего сложного в том, чтобы подсчитать площадь по известной формуле. Возводим в квадрат радиус, получаем 0,25. Умножаем на число Пи, выходит приближенно 0,8 мм2. Делим исходное сопротивление на это число, получается 1,4 Ом/м. На каждую спираль отыщите 25 / 1,4 = 17,84 метра.

Таким образом, устройство проточного водонагревателя состоит из трех спиралей, каждая по 17,84 метра. Трубку выберем диаметром 10 мм и с толщиной стенки 1 мм. Тогда квадрат из таких трубок будет иметь периметр приближенно 8 см. Делим метры на один виток, чтобы выяснить длину намотки. Получилось 223 витка, что составит по внутренней длине окружности 22,5 см. А значит, нужно свернуть трубки с длиной внутренней окружности 80 см. Отсюда находим внутренний диаметр изгиба 26 см. А значит, на конструкцию уйдет метр двадцать трубки. В худшем случае это выйдет 200 рублей.

Считаем, что в сварке нет необходимости, потому что у трубки нулевые шансы нагреться хотя бы до 150 градусов Цельсия. Однако, если горелка под рукой (например, как у холодильного мастера), пользуйтесь ею на здоровье. А идеально было бы найти мастера по кондиционерам, который развальцует концы и на каждый наденем по гайке (в климатической технике используется нечто наподобие американки). Такое соединение легко собирается и стыкуется с прочей сантехникой. Например, при помощи ниппеля.

Итак, принцип действия проточного водонагревателя основан на законе Джоуля-Ленца. Добавим к этому, что никаких предохранительных элементов в конструкции не имеется. Поэтому пользуйтесь изделием осторожно.

Сначала необходимо открыть воду, затем только включать подогрев. Температура регулируется силой струи и количеством включенных спиралей. Обратите, внимание, что чем сильнее поток воды, тем меньше и температура. Не пугайтесь горячей воды, пытаться закрыть кран, это только усугубит дело. Наоборот, откройте вентиль, дайте кипятку стечь в канализацию, затем мойтесь. Устройство будет работать резво, поэтому понадобятся приборы контроля. Например, биметаллическая пластина от масляного обогревателя.

Там еще и ручка регулятора, которой температуру выключения спиралей можно менять. И это здорово! Подсоедините фазы спиралей через биметаллическую пластину, либо только две из них, чтобы получить отличный результат. Что касается настроек, то их можно и нужно подобрать. Если не получается выставить правильные параметры, прикрепив биметаллическую пластину к трубке, сделайте то же через жаропрочную керамику, которая понизит температуру на поверхности. Таким методом подберете требуемые параметры. Так, что даже не придется вручную следить за тем, что вытворяет самодельный проточный водонагреватель. А это уже комфорт.

Плюс в том, что параметры самодельной конструкции варьируются в широких пределах. А это значит, что для начала следует опробовать две спирали, быть может, этого хватит. А теперь пара слов об энергоносителях. Газовый проточный водонагреватель по структуре даст больше тепла. Мы рассказывали в свое время про дровяной водонагреватель для бассейна, который развивал мощность 20 кВт, одновременно показали, что каменный уголь выгоднее газа. Разумеется, древесина и вовсе является бесспорным лидером. Что касается газа, то у некоторых бесплатный по той причине, что лимит выплачивается по тарифу без счетчика. При такой абонентской системе цена не меняется, тратишь ли куб или десять голубого топлива. В этом смысле электрический проточный водонагреватель уступает газовому.

Однако электрический проще настроить, так безопаснее. Просто заземлите медную трубку как можно надежнее и проточный водонагреватель, своими руками сделанный из подручных материалов, послужит долго и верно, давая теплую струю, когда это необходимо. Что касается регулятора температуры замените на другой. Соберите проточный водонагреватель своими руками из биметаллической пластины утюга. Разница в том, что укрепить ее скорее придется вплотную к нихрому (либо через огнеупорную ткань). Мы показали, как сделать проточный водонагреватель, но не забывайте, что официально ни одна служба не даст добро ставить такое в жилых помещениях. И, кстати, наш самодельный прибор должен находиться за пределами досягаемости воды. Например, в сенях.

Читайте также:  Установка водонагревателя своими руками