Пластиковый нагреватель для нано, Технология изготовления и методика расчета нагревателя Опции

[yarishNEW]

И вот свершилось! Всё-таки решил создать новую тему несмотря на то, что уже описывал (Аквариумные полезняшки из пришлого , Обігрівач в мікро акваріум, як зробити? , Офисный миниобогреватель для нано ) приведенную далее технологию самостоятельного изготовления сверхбюджетного нагревателя для аквариума с использованием в качестве нагревателей резисторов и напряжения в розетке 220 Вольт.

А с чего всё началось? - Насмотревшись Произведений (не боюсь писать это с большой буквы) от гуру нано-аквариумистики arelav решил и себя попробывать на этом поприще. Склеил акву 20*20*25высота ~ 8 литров и начал подготовку к её запуску. Используя данную ёмкость как временное пристанище для растений столкнулся с отсутствием мелкого нагревателя для данной аквы который решил сам изготовить полагаясь на уже имеющийся опыт. Изготовление этого нагревателя занимает от силы 1 час времени и затрат бюджета (в моём случае 8 грн.45 коп.). Причем есть возможность изготовить нагреватель мощностью от нескольких Ватт (для наноаквы) до 150 Вт (просто большей мощности не делал).

Сначала определился с тем, что дополнительно делать терморегулятор я не буду (просто буду подогревать воду до необходимой температуры – здесь мне помогла вот эта страничка) - переношу её сюда, чтобы не потерялась во времени.

С помощью этой же странички определился с необходимой мощностью нагревателя исходя из того, что мне необходимо поднять температуру воды с 21 до 26 градусов и объём моей аквы 8 литров (получилось 8-11 Вт). Затем произвел расчет нагревателя по закону Ома, и так:
1. уже определились с мощностью нагревателя - 11 Ватт (8 Ватт);
2. теперь определяем протекающий ток - I=P/U - мощность делим на напряжение - 11 Ватт делим на 220 Вольт = 0,05 Ампера (для 8 Ватт – 0,0364 А);
3. считаем необходимое сопротивление нагревателя - R=U/I - напряжение делим на ток в цепи - 220 Вольт делим на 0,05 Ампера = 4400 Ом = 4,4кОм (для 8 Ватт – 6,04 кОм);

После этого пошел по магазинам где купил: - пробирочку (70 коп.) , 20мл шприц (80коп.) , 4 резистора мощностью 2 Вт каждый (в сумме 2 грн.) - на обратном пути из магазинов (после долгих поисков) нашел небольшую кучку песка откуда и взял пригоршню - после этого радостный прибыл домой .

4. Пробирка имела размеры - диаметр около 15 мм , длинна 150 мм - эти параметры можно корректировать по наличию необходимого типоразмера или даже формы нагревателя - данные размеры примерные т.е. не есть догмой. А зачем Вы спросите шприц? – решил попробывать сделать пластиковый нагреватель – дань современным тенденциям в аквариумистике.
5. Резисторы выбрал одной мощности (2 Вт) и одного номинала (1,5 кОм) - это даёт равномерный нагрев и надежность. Учтите, что предварительно определяемся с их количеством (чтобы влезли в пробирку + 5 мм песка внизу пробирки + 10 мм от верхнего резистора + 10-15мм на герметизацию выводов = 150 мм - значит в спаянном состоянии резисторы должны иметь не более 110-120 мм).
6. Резистор 2 Вт с "хвостами" для спайки имеет длинну 30мм => 120 мм : 30 мм = 4 штуки => больше этого кол-ва в пробирку не влезет – поэтому и взял 4 шт.;

Мокрый песочек кинул в сковородочку и просушил на мелком огоньке – чтобы хорошо засыпался и изолировал электрически. Пока сушил песочек принял решение - буду всё таки делать пластиковый нагреватель – надо идти в ногу со временем, отработать технологию и проверить живучесть данного метода. После этого шприц подогрел на огне (надо аккуратно – на фото видно, что чуть было не расплавил лишнего) и расплющил «хвостик» для односторонней герметизации.
Спаял 3 резистора (больше в шприц не влезло) подпаял гибкие провода с вилкой, вставил в шприц и засыпаем сухим кварцевым песком, утрясаем песок для плотности.

Далее решил проверить работоспособность методом включения – результат меня удовлетворил (в течении около двух минут шприц в руках нагрелся до температуры около 38 градусов – далее я уже всё отключил т.к. греть это будет воду, а не руки).

По окончании всех этих операций залил шприц сверху аквариумным герметиком, сформировал мокрыми мыльными руками верхний край и поставил сохнуть.

Как поведет себя изготовленный пластиковый нагреватель? – это уже следующее сообщение через несколько дней, а пока обсуждаем и пользуемся методом расчета и технологией изготовления (только используя стеклянную пробирку – это уже отработанная, надежная, почти классическая технология).
На сегодня всё, пошел


Довесок от 4-03-2010 года - 22.35

Нервы не выдержали - прекрасно зная, что силикон сохнет со скоростью около 2 мм в сутки, несмотря на то, что верхний слой герметизации ещё под пальцем мягенький - решил уже провести гидроиспытания с нагревом воды с использованием изготовленной мною грелки.

Периодически вытаскивая грелку производил контроль нагрева пластмассы корпуса, как на воздухе так и в воде. В воде пластик наощупь имеет температуру воды, на воздухе - после того как руке становилось тепло (38-39градусов) помещал нагреватель обратно в воду (ведь расплавление пластика - это не моя цель). Эксплуатация в течении 4-х часов казусов не выявила. На ночь оставлять его без присмотра не рискую - в выходные поставлю уже на суточный прогон с постоянным визуальным контролем процесса , а пока вытаскиваю из воды и даю спокойно засохнуть силикону.

Сообщение отредактировал yarishNEW - 4.10.2014, 20:08

Эскизы прикрепленных изображений

 

[yarishNEW]

Получил сообщение от Sphinx с расчетами нагревателя - посчитал, что лишним пример расчета не будет и перенес переписку в тему.
Sphinx - " Помогите подобрать резисторы на обогреватель для нано аквариума.
Аквариум 3 л. температуру нужно поднять на 5 градусов. Я посчитал Р=3*5*0,3=4,5 Вт.
При U=220 В, I=P/U=4.5/220=0.0205 A, R=U/I=220/0,0205=10,732 кОм.
При U=12 В, I=P/U=4.5/12=0.375 A, R=U/I=12/0,375=32 Ом.
Я правильно посчитал?
Помогите подобрать резисторы для 12 В и 220 В обогревателя!"

Расчеты верные - да ведь и формулы простые.
Хочу предупредить, что использование нагревателя без терморегулятора может привести к несанкционированному повышению температуры до недопустимых пределов (впрочем как и к понижению). Был случай, что увеличилась температура в квартире из-за повышения температуры теплоносителя в батареях - как результат была температура в акве 29-30 градусов, пока не заметил и не отключил грелку. Кроме этого я сталкивался с тем, что открытая форточка дающая небольшой сквозняк в сторону аквы может привести к снижению температуры на 2-3 градуса.
Для выбора резисторов можно использовать нижеприведенную таблицу стандартных номиналов резисторов. Чаще всего в магазинах имеется номинальный ряд Е12. Исходя из него и выбираем резисторы.

На 220 Вольт необходимо сопротивление 10,7 кОм - берём 3 резистора (мощность каждого 1 Ватт) на 3,3кОм каждый = 9,9кОм - в данном случае мощность грелки будет немного больше 4,5Вт
На 12 Вольт необходимо сопротивление 32 Ома - берём 3 резистора (мощность каждого 1 Ватт) 10 Ом каждый = 30 Ом - опять небольшое превышение необходимой мощности, но это несмертельно. Успехов.

[yarishNEW]

Собственно крэш-тест своего пластикового нанонагревателя так и не произвел (думал летом созрею, но ведь летом думаем об охлаждении, а не о нагреве).

Могу сказать другое - пластиковый нагреватель до настоящего времени работает.
Из неприятного за этот период - кажется силикон которым я герметизировал вывод 220 Вольт немного отслоился и пропускает воду - был небольшой конденсат под "пробочкой" несколько раз. Собственно для эксперимента нагреватель я полностью в воду не погружал - может конденсат, а может немного пропускает.

[lavrin]

А зря летом не произвели... именно крэш могло получиться.
А силикон действительно не прилипает - нужно делать плотную пробку смазывать силиконом...
Полиэтилен это такая штука...
Я в детстве нагревателем без терморегулятора уху сварил... травма на всю жизнь...
Если будете делать крэш-тест обязательно проверьте на разгерметизацию.

[Hrenkok]

Физика это круто)

[7club]

Отличная тема.Спасибо

[паяльщик]

класно придумал

yarishNEW мне нужен такой обогреватель только помощней для травильного аквариума печатных плат

[yarishNEW]

паяльщик - приветствую Вас на нашем форуме
Пишите в личку - посчитаю и по возможности помогу в изготовлении.

[lerare]

Приветствую!
А чем вообще можно загерметизировать нагреватель из шприца?
Поксипол тоже не пойдет?
Термопистолет?

[yarishNEW]

Герметизировал аквасиликоном.

[lerare]

Собрал нагреватель на базе пробирки. Герметизацию выполнил термоклеем. Получилось с третьей попытки, но теперь "пробка" воду держит.
Работает грелка в 10-тилитровке. Мне нравится
Спасибо топикстартеру!

Вопрос, что будет, если пробирка лопнет или разгерметизируется?
Был у кого-то такой опыт?

[литовец]

Лучше чтоб этого не случилось.

[lerare]

Слюшай, сам не хачу, да!

Кабы все от нас зависело...

[yarishNEW]

С такими нагревателями эксцессов небыло - даже о протечках через пробку случаев непомню, а ведь герметизировали в своё время парафином растопленным с канифолью.
Соляные нагревателя - был грех, стреляли при перегреве, но я быстро научился делать из резисторов и всё было ОК!

[05772]

Герметизацию выполнил термоклеем

С ним сложно обращатьсяю Чтобы держал хорошо, надо "облудить" пробирку. Для стекла гораздо лучше силикон или цемент. Но разумнее использовать шланг, и наполнитель песок + масло. Тогда тепловое сопротивление меньше.

[yarishNEW]

наполнитель песок + масло. Тогда тепловое сопротивление меньше

А вот такое надо будет попробывать.

[lerare]

С ним сложно обращатьсяю Чтобы держал хорошо, надо "облудить" пробирку.

В конечном счете так и сделал - залил клеем внешний бортик пробирки. А потом еще и прогрел пробку по кругу горелкой, чтоб клей равномерно оплавить. Пока не жалуюсь.
Но опасаюсь

Что касается силикона. Я не клею аквариумы. И ничего такого не делаю, для чего мог бы понадобится аквариумный герметик. Не покупать же его ради герметизации пробирки. А вот про цемент, если возможно, поподробнее, пожалуйста. Обычный цемент?

Сообщение отредактировал lerare - 1.12.2011, 4:59

[yarishNEW]

а ведь герметизировали в своё время парафином растопленным с канифолью.

Цемент это долго по застыванию - лучше этот метод. Парафин - это свечки, канифоль - это смола пля пайки. Соотношение 5 парафина : 1 канифоли = пропорция вообще произвольная. Растопили в столовой ложке на малом огне (очень горюче - поэтому сверх осторожно!) и вылили в отверстие - готово!

[05772]

а ведь герметизировали в своё время парафином растопленным с канифолью.

Это слишком легкоплавко.

Цемент это долго по застыванию

А зачем быстрое застывание? Через сутки уже можно помещать под воду.

И ничего такого не делаю, для чего мог бы понадобится аквариумный герметик.

Можно любым. Недавно увидел в небольшой упаковке. Всего 50р.

[yarishNEW]

Это слишком легкоплавко

Не так уже это легкоплавко, возьмите попробуйте. Состав проверенный не одним годом эксплуатации, при штатной работе нагревателя (т.е. в аквариуме) состав даже не размягчается.

[05772]

состав даже не размягчается.

При нагреве аморфные тела размягчаются. Мало нагретой будет только обращенная к воде сторона. Поскольку обычно нагреватель делается с запасом по мощности, и есть большая задержка возрастания температуры от нагревателя к чувствительному элементу терморегулятора, то будет большой интервал работы нагревателя на полную мощность. И к этому присоединится подъем давления а пробирке из-за повышения температуры. Получится нештатная ситуация.