Обогреватель из греющего кабеля своими руками

Для большинства самодельщиков попытка сделать обогреватель из греющего кабеля собственными руками — это не только интересный опыт, но и еще возможность относительно недорого собрать устройство, с помощью которого вполне реально обогреть небольшое помещение. Конструкция получается простой, и главное — достаточно надежной и безопасной, для того чтобы ее можно было оставлять включенной на длительный период времени.

Самодельная плитка с греющим кабелем

Как работает греющий кабель

Сделать обогреватель из обычного медного или алюминиевого провода явно не получится. Стандартный кабель из двух–пяти жил имеет мизерное электрическое сопротивление, поэтому даже при очень сильном электротоке оболочка нагревается, далее следует оплавление изоляции и пожар.

Как вариант, можно сделать своими руками обогреватель из нагревательного кабеля. Это разновидность подогревающего устройства, выполненного в виде длинного гибкого шнура. В этом случае тепло выделяется на поверхности за счет рассеивания энергии электрического тока на проводнике высокого сопротивления или на графитовой матрице, впечатанной между двумя медными или алюминиевыми жилами.

Многие модели могут напрямую подключаться в розетку

У таких кабельных обогревателей есть несколько существенных отличий:

Наличие мягкой термостойкой оболочки, обычно проводниковый обогреватель из термокабеля выдерживает нагрев до 200оС;
В комплекте используется датчик температуры и регулятор тока или количества выделяемого тепла;
Внутри греющего проводника-обогревателя имеется дополнительная изоляция, защищающая от влаги, армирующая сетка или слой, воспринимающий механическую нагрузку.

Важно! Как и в любом нагревательном приборе, в регуляторе для кабельного обогревателя имеется система контактов для подачи напряжения, заземления и контроля температуры. Это обязательные атрибуты безопасной работы кабельного нагревателя.

Можно, конечно, сделать самодельный обогреватель из греющего кабеля, что называется, «на глаз», без расчета и подключить к сети без автоматики. В теории опытный электрик вполне сможет сделать подобную самоделку, но на практике такой вариант либо быстро сгорает от перегрузки, либо греет из рук вон плохо.

В любом случае использование греющего кабеля для домашнего нагревателя — это уже современный подход к проблеме. Эффективность и безопасность такого устройства на порядок выше, чем у нихромовой спирали или у дорогущих и небезопасных галогеновых ламп. Поэтому сделать домашнюю самоделку — обогреватель из греющего кабеля будет наиболее дешевым и безопасным вариантом.

Масляная система

Самодельные масляные агрегаты характеризуются надежностью и безопасностью. Кроме того, можно сделать своими руками обогреватель из батареи. Подобными конструкциями допустимо пользоваться как для обогрева жилых, так и каких-то технических помещений. В состав изделия входит корпус из металла, который впоследствии заполняют теплоносителем (вода, техническое масло).

Для изготовления мощного масляного обогревателя своими руками потребуются определенные материалы. Среди них:

трубчатый нагреватель;
электропомпа мощностью 2,5 кВт;
температурный регулятор;
трубки, которые могут выдержать температурные показатели в 160 °C;
использованная батарея (при наличии), если таковая отсутствует, можно самостоятельно при помощи сварочного аппарата изготовить основу из труб;
техническое масло;
токопроводящий шнур с вилкой;
уголки из металла.

Все манипуляции осуществляются при помощи электродрели и сварочного аппарата. Пошаговое руководство по изготовлению масляного обогревателя:

1. Сначала делается прямоугольная рама нужного размера для установки агрегата. Для этого уголки разрезают на отрезки требуемой длины и сваривают между собой, чтобы получилась прямоугольная конструкция. В нижней части каждого угла привариваются ножки.
2. В подготовленной заранее емкости проделывают отверстие для монтажа ТЭНов. Их располагают в нижней части изделия. Дополнительно понадобится отверстие вверху для заливки масла. Для работы используется болгарка.
3. Затем на металлических пластинах осуществляется монтаж электропомпы.
4. Для крепления последней используют жаростойкие трубы, которые при помощи сварки фиксируют на корпусе и подсоединяют к помпе запорной арматурой.
5. Далее устанавливают нагревательные элементы в сделанные отверстия. Крепление осуществляется при помощи болтов.
6. На входное отверстие приваривают резьбовой наружный штуцер для монтажа защитной крышки. Простейшую конструкцию можно сделать из отрезка трубы с внутренней резьбой, которую затем накручивают на штуцер. На второй конец трубки наваривают прямоугольную заглушку из металла для предотвращения выливания теплоносителя.
7. На завершающем этапе устанавливают и подключают терморегулятор и токопроводящий кабель. Далее монтируют емкость на подготовленный каркас и заливают теплоноситель.

Как сделать обогреватель из чугунной батареи своими руками

Виды греющих кабелей

Системы подогрева с использованием низкотемпературных обогревателей широко используются при обустройстве теплых полов, оборудования локального обогрева спутниковых тарелок, и конечно, для защищенных систем обогрева промышленного оборудования, желобов и водостоков, труб водоснабжения и канализации.

Различают четыре основных типа кабельных нагревателей:

Полупроводниковый саморегулирующийся кабель. Используется для обогрева водосточных труб и желобов любых конструкций, контактирующих с влагой;
Резистивные кабеля применяются для прямого обогрева, чаще всего в устройстве теплых полов, подогрева деталей, требующих большого количества тепла;
Индуктивные кабельные обогреватели, наиболее простые и эффективные, передача тепла в окружающую среду происходит за счет электромагнитных волн и полей промышленной частоты, КПД достаточно высокий, но для того, чтобы выделялось тепло, требуется проводящая среда, например, вода или металл;
Карбоновые кабельные обогреватели. Относительно новая технология, в которой используется графитовое и углеродное волокно, проводящее ток.

Для самодельного плиточного обогревателя можно использовать практически любой из перечисленных. Оптимальный вариант зависит от мощности будущего обогревателя, его месторасположения и способа использования.

Виды кабельного нагревателя

Греющий кабель бывает двух видов:

Резистивный. Обладает низкой стоимостью. Достаточно прост в монтаже. Обычно применяется в быту для обогрева труб диаметром до 40 мм и для оснащения системы тёплого пола. Принцип работы этого элемента заключается в укладке специальных датчиков и провода по всей длине трубопровода. Датчики реагируют на любые изменения температуры и периодически подключают и отключают систему обогрева.

Укладывать провод можно спиральным и ленточным способом. При помощи алюминиевой ленты он крепится к трубам. Во время монтажа ни в коем случае нельзя допускать его чрезмерного натяжения. Для равномерного распределения тепла можно обмотать провода и трубы алюминиевой фольгой. Также нужна надёжная система теплоизоляции. Для теплоизоляции подойдёт минеральная вата.

Саморегулирующийся. Используется для обогрева труб диаметром больше 40 мм, ёмкостей, кровли, электрощитов, водостоков и прочего. Этот греющий провод представляет собой 2 изолированных проводника находящихся в полимере, который, под воздействием перепада температуры, изменяет сопротивление. Это значит что при снижении температуры воздуха сопротивление полимера снижается и сила тока увеличивается, что приводит к увеличению производимого тепла. При этом не нужны никакие регуляторы температуры и электронные датчики.

Если температура воздуха поднимается, то этот процесс идёт в обратном направлении. Саморегулирующийся греющий кабель имеет длительный срок службы. Экономичность и безопасность кабеля обеспечивается надёжной изоляцией.

Преимущества саморегулирующихся кабелей

У саморегулирующегося кабеля более высокая устойчивость к скачкам напряжения. В случае если напряжение повышено длительное, время кабель не сгорит.
Саморегулирующийся кабель можно резать на куски нужного размера. А вот у резистивных фиксированная длина.

Устройство греющего кабеля

Сама керамическая плитка обогревателя нужна лишь для того, чтобы отводить и рассеивать тепло и защищать греющий контур от механических повреждений. Разумеется, не все перечисленные виды греющих кабелей одинаково удобны для изготовления самодельного обогревателя на основе керамической плитки. Прежде всего, из-за разной подводимой мощности и различного диапазона рабочих температур. Поэтому есть смысл более детально остановиться на том, как устроены кабельные обогреватели.

Саморегулирующийся обогреватель можно легко узнать по плоской структуре

Термокабель с эффектом саморегуляции

Обогреватель представляет собой две медные или алюминиевые жилы с никелевым покрытием, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга. В промежутки между жилами и вокруг проводников запрессована проводящая масса.

Устройство саморегулирующегося провода

Важным преимуществом подобной схема является наличие эффекта саморегуляции, то есть, сопротивление наполнителя меняется в зависимости от температуры окружающей среды. Чем выше температура обогревателя, тем больше сопротивление матрицы и меньше сила тока.

В результате нагреватель выделяет много тепла при низких температурах в пределах от -10оС и до +5оС. Греющий кабель примерно вдвое снижает тепловыделение при температуре воздуха свыше 5 градусов, и практически не греет по достижению 60-80оС.

Устройство греющего кабеля разрабатывалось прежде всего для необслуживаемых конструкций, установленных на крыше, в желобах, трубах, закрытых боксах, подземных коммуникациях.

Подогрев канализации

Важно! В теории такой нагреватель можно выложить в любое не приспособленное место, подключить к регулятору и даже не интересоваться его состоянием, потери электроэнергии составят 100-150 Вт в сутки при положительной температуре воздуха.

С наступлением морозов тепловыделение нагревателя увеличится в несколько раз и составит не менее 30 Вт с метра длины. Если соблюдать правила укладки на кафельной плитке, то кабельный обогреватель получается достаточно долговечным и безопасным, риск короткого замыкания практически сведен к нулю.

Еще одним важным преимуществом матричного саморегулирующегося обогревателя является неограниченная длина кабеля. Напряжение питания подается на контакты каждой из жил. Поэтому можно отрезать необходимую длину провода, свернуть спиралью или волной и уложить на кафель или керамогранит.

Существенным недостатком саморегулирующихся греющих кабелей является их высокая стоимость. В среднем цена на метр провода в 3-4 раза выше, чем на остальные виды проводниковых обогревателей.

Кабельные обогреватели из сплавов

Конструктивно проводниковый нагреватель представляет собой две жилы, разделнные термостойкой вставкой и упакованные в одной силиконовой оболочке. Один провод выполнен из меди или алюминия, второй изготовлен из специального высокопрочного сплава по типу нихрома.

Структура резистивного греющего кабеля

Такая конструкция обеспечивает очень высокую надежность и работоспособность обогревателя, при этом не требуется протягивать дополнительные линии электропроводки для того, чтобы подключить контакт нихромовой жилы с противоположного конца.

Самые простые резистивные греющие кабеля — это просто тонкая нихромовая спираль, упакованная в силиконовую оболочку. Такой обогреватель укладывают стационарно на металлические и токопроводящие конструкции. В противном случае приходится прокладывать дополнительный кабель или жилу для подключения к сети. Несмотря на дешевизну и простоту устройства, это не самый лучший вариант для изготовления самодельного обогревателя из греющего кабеля и керамической плитки.

Индуктивные системы

Греющие системы, использующие переменное электромагнитное поле, изготовлены из тонкой медной проволоки, намотанной подобно трансформаторной катушке на эластичную и прочную сердцевину. При прохождении электрического тока вокруг обогревателя создается магнитное поле, которое легко разогревает контактирующие с оболочкой лед, воду, снег. Данная схема идеально подойдет для обустройства подогрева ступеней крыльца.

Чтобы изготовить обогреватель из греющего кабеля и керамогранита, потребуется покрыть поверхность плитки проводящим слоем лака, фольгой, гальваническим никелем. Нагреватель получится очень надежным и эффективным, но сам технологический процесс оказывается достаточно сложным для воспроизведения в домашних условиях.

Карбоновые кабель-нагреватели

Относительно новый тип греющего провода. По сути, это несколько проводящих карбоновых или углеволоконных жил, упакованных в оболочку из термостойкого силикона. Внутреннее содержимое такого устройства похоже на начинку саморегулирующегося кабеля, разница лишь в том, что внутри находится не пара металлических проводников, а углеродная основа.

Материал очень легкий, пластичный, по заверениям производителей, один провод способен выдержать 10000 изгибаний без обрыва изоляции и греющей жилы.

К сведению! Метр погонный карбонового обогревателя имеет сопротивление, равное 33 Ом. Это позволяет очень легко рассчитать требуемую длину термокабеля для проектирования нагревателя конкретной мощности.

Карбоновый подогрев стен

Принцип работы самодельного обогревателя из греющего кабеля

В общих чертах самодельный обогреватель будет работать точно так, как и любое другое подобное устройство: включили в розетку – начался обогрев, выключили из электросети – устройство остыло.

Если глубже вдаваться в подробности, то здесь нужно разобраться с работой самого греющего кабеля, узнать его разновидности, технологию монтажа. Работает он по принципу ТЭНа: преобразует электрическую энергию в тепловую. Однако устройство здесь совсем другое.

Греющий кабель состоит из внутренней нагревательной жилы и защитных оболочек

В общих чертах кабель состоит из трех элементов:

Греющая одна или две жилы расположены внутри. Материалом ее изготовления выступает специальный сплав металлов, обладающий определенным сопротивлением, что зависит от модели изделия.
Заключена греющая жила внутрь защитной оболочки, а сверху идет экран. Он тоже бывает разный, что зависит от модели. Например, экран бывает из сплошного слоя алюминия или сетчатой оплетки медной проволоки.
Основная оболочка выполнена из поливинилхлорида. Она защищает внутренние элементы от влаги, контакта с обогреваемой поверхностью, например, водопроводными трубами.

Важно! Греющий кабель от обычного ТЭНа отличается гибкостью. Его можно намотать вокруг трубы, сделать змейку, придать другую форму, но без резких перегибов. Внешне кабельный нагреватель похож на намотанный в бухту обычный провод
Гибкость позволяет создать даже обогреватель из греющего кабеля и керамической плитки, намотав его на элемент отделочного материала слоями. Однако не каждый вид нагревателя подойдет для такой самоделки. Существуют кабели, которые можно и нельзя резать на короткие куски. От этого зависит размер каркаса обогревателя. Например, 10 м провода, который нельзя укоротить, невозможно намотать на маленькую керамическую плитку. Здесь для обогревателя потребуется большое основание.

Греющие кабели разделяются на два основных вида: резистивные и саморегулирующиеся. Самым дешевым является первый вид. Предназначен он для обогрева трубопровода сечением до 40 мм, широко используется при обустройстве электрического теплого пола. Греющий резистивный провод можно укладывать спиралью, змейкой, ленточным методом, но без резких перегибов. Нельзя сильно натягивать. Особенностью изделия является постоянный нагрев на всем протяжении, пока подается ток. Для таких систем оптимально наличие датчиков. Они реагируют на температуру, управляют включением и отключением, чтобы избежать перегрева.

Греющие резистивные кабели бывают трех видов:

У одножильного кабеля внутри только одна греющая жила. Она покрыта внутренней изоляцией, следующим слоем идет медная оплетка и наружная изоляция. Допускается максимальный нагрев до температуры + 65 оС. Резать на куски нельзя, так как с уменьшением длины увеличивается сопротивление. Следовательно, усиливается нагрев, начинает плавиться изоляция. Для самодельного обогревателя не лучший выбор. Придется наматывать всю длину, например 10 или 15 м, предусмотренных заводом изготовителем. Обогреватель получится огромных размеров. Одножильный греющий провод нельзя резать кусками
Греющий двухжильный провод устроен по аналогичной схеме. Отличие только в том, что есть две нагревательные жилы, каждая из которых имеет свой изоляционный слой. Поверху проходит третья оголенная дренажная жила. Все элементы оплетены алюминиевым экраном, покрыты внешней изоляцией. На куски аналогично резать нельзя. От одножильного собрата двухжильный греющий провод отличается только количеством жил
Зональный резистивный провод внутри имеет две изолированные токопроводящие жилы. Поверх изоляции намотана греющая спираль. Чрез каждые 2 м она соединяется с токоведущими жилами. В этом месте можно делать надрез. Двухметровый кусок идеально подойдет для небольшого обогревателя. У греющего зонального кабеля длина каждой секции 2 м

Из всех трех видов для обогревателя оптимально выбрать зональный резистивный кабель.

За счет саморегулирующейся полупроводниковой матрицы кабель на разных участках способен иметь различную температуру

Греющий саморегулирующий кабель устроен и работает по другому принципу. Между двумя изолированными токопроводящими жилами расположена саморегулирующаяся полупроводниковая матрица. При изменении внешней температуры она меняет сопротивление. За счет этого на жилы подается меньший или больший ток, что способствует их остыванию или повышению нагрева.

Сборка обогревателя из саморегулирующего кабеля считается лучшим вариантом. Провод можно резать кусками. Система работает без температурных датчиков, так как сама регулирует нагрев.

Внимание! При укладке или намотке нельзя, чтобы резистивный кабель пересекался. В этих точках происходит перегрев, плавится изоляция, получается пробой. Саморегулирующийся провод не боится пересечений, что еще раз определяет его как лучший греющий элемент для самодельного обогревателя.

Преимущества использования кабельного нагревателя

На первый взгляд, самоделка из греющего кабеля и керамогранитной плитки выглядит достаточно примитивно и неубедительно. На самом деле подобное решение очень удобно для тех, кому важна в первую очередь надежность и эффективность обогрева. К плюсам самодельного кабельного нагревателя можно отнести следующее:

Простота изготовления, собрать простейшие нагреватели можно в домашних условиях, что называется, на коленке;
Высокая эффективность обогрева. Одна плитка в состоянии выдать не менее 200 Вт тепловой энергии, что сравнимо с теплоотдачей промышленных керамических, настенных и потолочных обогревателей;
Простой ремонт и обслуживание. Для того чтобы отремонтировать кабельный обогреватель, достаточно лишь определить место повреждения, обрезать и срастить контакты.

Но наиболее важным преимуществом можно считать очень высокую надежность греющего кабеля. Отсутствие контакта греющей поверхности с кислородом воздуха и водой обеспечивает высокий ресурс обогревателя. И даже в случае возникновения ЧП, например, уронили или разбили плитку, ничего катастрофического не произойдет.

Можно будет просто перенести греющий кабель на новую керамическую основу.

Экономный керамический обогреватель своими руками из греющего кабеля

Впереди сезон отопления для частных домов. В продаже все большую популярность набирают керамические настенные обогреватели. Особенно для отопления каркасных домов-термосов.

В наше время все более оптимальным становится отопление от электричества с минимальными вложениями в оборудование (котлы, трубы, радиаторы), т.к. срок окупаемости всего этого из-за стоимости пеллет, угля, газа все больше и больше увеличивается.

Обогреватель из саморегулирующего греющего кабеля своими руками

Проще всего изготовить самодельный керамический нагреватель из карбонового провода. Цена углеволоконного кабельного обогревателя составляет примерно 1,2-1,5 долл. за м. п., это намного дешевле саморегулирующихся кабельных “грелок”, цена которых за метр достигает 8-10 долл.

Кроме того, у карбонового обогревателя имеется огромное преимущество перед остальными видами — коэффициент теплового расширения в несколько раз ниже, чем у металлических обогревателей — термокабелей.

Это означает, что шнур диаметром 3 мм можно легко уложить змейкой на тыльной стороне керамической плитки и залить эпоксидным компаундом или даже обычным алебастром.

Вариант укладки карбонового шнура

Для того чтобы сделать самодельный обогреватель, в первую очередь необходимо знать напряжение сети, обычно оно составляет 220-230В. Соответственно, тепловыделение одного метра погонного составит 145-150 Вт. Для того, чтобы сделать плитку в 200 Вт, достаточно отрезать 140-150 см, что обойдется практически в копейки.

При низком напряжении сети теплоотдача падает

Для сравнения, метр саморегулирующегося термокабеля выделяет 25-30 Вт. Это значит, для плитки мощностью в 200 ватт потребуется не менее 8 9 м провода. Всю эту массу необходимо будет уложить с тыльной стороны керамики и зафиксировать с помощью термостойкого силикона. Такая керамическая плитка обойдется дороже, но главное — греть она будет менее эффективно, хотя и позволит сэкономить определенную часть электроэнергии. Особенно, если оставлять плитку – обогреватель включенным в течение длительного периода времени.