Проточный водонагреватель своими руками

Недавно на глаза попалось видео, где мастер мотал спираль из медной трубки для какого-то холодильника с мудреным названием. Вот мы и подумали, а почему бы и проточный водонагреватель своими руками не собрать? А что? Сейчас как раз этим и займемся. Гнется трубка отлично, но мы не собираемся испытывать ее 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. Первое у нас постоянное (это идеальный случай, но для квартир он приближенно верен), регулируется лишь второй параметр. Повышаем в два раза ток, получаем удвоенную мощность. На самом деле так это и есть. Например, попытайтесь вспомнить, когда у нас перегорают пробки? Когда включаем длинную спираль? Да у ней мощность 2 кВт. Здесь уже интуитивно понятно, что мало.

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 повышению температуры. Но у нас еще и поверхность стала меньше вдвое, получается уже 4 раза. Если до того было примерно 200 градусов Цельсия, то станет примерно 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 он держит хорошо). Вот и мы не будем отклоняться от дорог заезженных. Возьмем нихромовой проволоки и сделаем проточный водонагреватель на 6 кВт, но обязательно с тремя спиралями, чтобы пожара не вышло, а прибор работал исправно. Попутно посчитаем ориентировочно, какими размерами должен обладать прибор. Почему взята именно медная трубка? Она хорошо проводит тепло. А значит, большая часть энергии будет уходить в воду, а не в воздух.

Расчет проточного водонагревателя

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

Читайте также:  Солнечный водонагреватель своими руками

Использование проточного водонагревателя

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

  1. Совьем кольцо из четырех витков медной трубки. Причем в сечении они расположатся квадратом. Не очень важно, где именно делать отводы, монтируйте по месту. Вертикально ли, горизонтально ли крепить – большой разницы нет.
  2. Поверх трубок наматываем спирали, их должно быть 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 всего проложить жаростойкую ткань. Очень 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 очень низкой. Для каждой спирали поставьте свой выключатель, чтобы регулировать мощность должным образом.

Питание и подключение водонгаревателя

Это, наверное, всё с общими рекомендациями, переходим к выбору материала. Начнем с медной трубки, хотя ее длину и будем выбирать в последнюю очередь. Удельное сопротивление нихрома составляет 1,1 Ом мм2 / м. Не ошибитесь при расчетах, а мы приведем пример. Например, в хозяйственном магазине завалялся приличный 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. То есть на каждую спираль необходимо отыскать 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. У нас получилось примерно 223 витка, что составит по внутренней длине окружности порядка 22,5 см. А значит, нам нужно свернуть трубки с длиной внутренней окружности порядка 80 см. Отсюда находим внутренний диаметр изгиба 26 см. А значит, нам нужно примерно метр двадцать трубки на все про все. В худшем случае это выйдет примерно 200 рублей.

Мы считаем, что в сварке нет необходимости, потому что у трубки нулевые шансы нагреться хотя бы до 150 градусов Цельсия. Однако, если горелка есть под рукой (например, как у холодильного мастера), пользуйтесь ею на здоровье. А идеально было бы вообще найти мастера по кондиционерам, который сможет развальцевать концы и на каждый надеть по гайке (в климатической технике широко 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 его температура. Не следует пугаться горячей воды, пытаться закрыть кран, это только усугубит дело. Наоборот, откройте вентиль, дайте кипятку стечь в канализацию, затем мойтесь. Устройство будет работать достаточно резво, поэтому какой-то контроль и можно поставить. Например, биметаллическую пластину от масляного обогревателя.

Читайте также:  Устройство водонагревателя

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

Плюс в том, что параметры самодельной конструкции можно варьировать 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 своей структуре может дать 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 безусловным лидером. Что касается газа, то у некоторых он бесплатный по той причине, что лимит выплачивается по тарифу без счетчика. При такой абонентской системе цена не меняется, тратишь ли ты куб или десять голубого топлива. В этом смысле электрический проточный водонагреватель уступает газовому.

Однако электрический проще настроить, он безопаснее. Просто заземлите свою 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 его на другой. Можно собрать проточный водонагреватель своими руками из биметаллической пластины утюга. Разница в том, что укрепить ее скорее всего 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.