الأساطير والواقع: ما مدى اقتصادية غلايات الحث لتدفئة منزل خاص؟
لا تحظى الغلايات الكهربائية المستخدمة في أنظمة التدفئة بشعبية كبيرة بين المستهلكين وذلك للسبب التالي: ارتفاع تكلفة الكهرباء. ولكن يتم شراؤها لأن ليس كل القرى والمدن لديها حلول بديلة.
لا تختلف الغلايات الكهربائية في التنوع؛ إذ يوجد عدد قليل منها في السوق هناك نوعان: عناصر التسخين وعناصر الحث.
تُستخدم الأخيرة في الصناعة. عُرضت الغلايات المنزلية في التسعينيات، وخلال فترة وجودهم عشرين عامًا من العمل لقد طرأت على الأجهزة العديد من التغييرات، إلا أن مبدأ التشغيل بقي كما هو.
ما هو المرجل الكهربائي الحثي؟
يتكون تصميم الغلاية الحثية من:
- من غلاف على شكل أسطوانة مغلقة من كلا الجانبين، مصنوعة من مادة محمية ومعزولة؛
- خراطيش، يتم إدخالها في الغلاف وهي مصنوعة من مادة عازلة؛
- الأنابيب، يتم إدخالها في غلاف ومصنوعة من سبيكة خاصة (يمكن استخدام الفولاذ)؛
- يتم لف قضيب ناقل نحاسي على غلاف حلزوني الشكل، والتي يتم توصيلها بمصدر الطاقة.
لقد تم صنعه في هذه الحالة فتحتين، والتي يتم لحام الأنابيب بها: السفلية لدخول الماء البارد، والعلوية لخروج الماء الساخن.
مبدأ التشغيل
مبدأ الحث الكهرومغناطيسي في عام 1831 وقد أشار الفيزيائي الإنجليزي مايكل فاراداي. في بداية القرن العشرين، طُرح هذا المبدأ في الإنتاج على شكل عنصر تسخين لصهر المعادن. وتبين أن غلايات الحث معروفة منذ زمن طويل، وأنها استُخدمت، ولكن على مستوى الإنتاج فقط.
يعتمد مبدأ الحث الكهرومغناطيسي على حول تكوين المجال الكهرومغناطيسي، الذي يُسخّن أي مادة مغناطيسية حديدية (يلتصق بها مغناطيس) إذا وُضعت في مركز هذا المجال. ليس من الصعب إنشاء مجال كهرومغناطيسي. للقيام بذلك، تحتاج إلى ملف، ويفضل أن يكون مصنوعًا من سلك نحاسي، الذي يُطبَّق عليه الجهد. يتشكل المجال المغناطيسي داخل الملف.
تم تثبيته بالداخل أنبوب عازل (عدم السماح بمرور التيار الكهربائي) يتم لف الملف حول يتم تركيب قضيب فولاذي بالداخل.
إذا قمت بتثبيته، على سبيل المثال، قضيب فولاذي، فسيرتفع بالضرورة إلى درجات حرارة عالية. بناءً على هذا المبدأ، بُني تصميم غلاية التسخين الحثي.
ومن خلال التجويف الداخلي للأنبوب، يتدفق سائل التبريد (الماء أو مانع التجمد) عبر القضيب. ينقل القضيب، المُسخّن بالمجال الكهرومغناطيسي، الحرارة إلى سائل التبريد.
هناك نقطة دقيقة واحدة في تشغيل الغلايات الحثية مرتبطة بـ قانون جول-لينز. بزيادة مقاومة القضيب، يُمكن زيادة تسخينه. ويتم ذلك بطريقتين:
- زيادة الطول وتقليل المقطع العرضي؛
- اصنعها من معدن ذو مقاومة عالية، على سبيل المثال، من النيكروم.
مرجع! تُستخدم هذه الطرق إما بشكل منفصل أو مجتمعة. هذه هي الطريقة يتم التحكم في الطاقة غلاية.
معايير اختيار الغلاية الكهربائية لتدفئة منزل خاص
هناك كمية كبيرة من المعلومات المختلفة التي تسلط الضوء على الغلايات الكهربائية الحثية باعتبارها الأفضل في فئة عناصر التسخين الكهربائية. ولكن ليس كل ما فيه صحيحا.
سلامة المعدات
أي غلاية كهربائية حثية تستخدم لتسخين السوائل، أمر خطير. لأن تسربات المياه، والتي لا يمكن تجنبها أثناء الاستخدام المكثف والطويل الأمد للغلايات الحثية أو سخانات المياه، سيؤدي إلى حدوث ماس كهربائي.
يتعلق هذا بالتيار الكهربائي مباشرةً. بالإضافة إلى ذلك، التسرب هو سبب شائع للصدمة الكهربائية الأشخاص الذين، بسبب الجهل، كانوا على اتصال بجسم المرجل.
الصورة ١. غلاية كهربائية حثية مثبتة على الحائط من طراز Ineri SAV، مُركّبة داخل المنزل. تشغل مساحة صغيرة.
وحدات التسخين ووحدات الحث متساوية في مكانها هنا. يسعى مصنعو الغلايات الكهربائية لأنظمة التدفئة إلى تحسين جودة التجميع، وزيادة إحكام الوصلات، وتقليل احتمالية تسرب سائل التبريد. لهذا السبب وينصح الخبراء بعدم شراء المنتجات المصنوعة منزليا غلايات الحث ولا تحاول صنعها بنفسك.
كما هو الحال مع جميع وحدات التدفئة الحثية الكهربائية عالية الطاقة، يجب توصيل غلايات التدفئة الحثية بشبكة إمداد الطاقة فقط من خلال عناصر الأمان: الآلات الأوتوماتيكية، جهاز التيار المتبقي. من المهم جدًا الحفاظ على نسبة دقيقة بين المقطع العرضي للأسلاك وقوة الغلاية.
إذا كانت الأسلاك الكهربائية في منزل خاص لا تتوافق مع الجهاز الذي يتم تركيبه وفقًا لهذه المعلمة، فمن الأفضل توصيلها إليه فصل الدائرة الكهربائية عن لوحة التوزيع.
انتباه! اليوم، لا تُعدّ طفرات التيار الكهربائي نادرة في المنازل الخاصة. غلاية الحث، مثل غلاية عنصر التسخين، تتفاعل بشكل حاد مع طفرات التيار الكهربائي، مما يُقلل من جودة العمل. لذلك، يُنصح بتركيب مثبت الجهد أو للمنزل بأكمله، وهو أمر مكلف للغاية، أو على الأقل للغلاية نفسها.
الحل الأمثل هو شراء غلاية حثية من شركة معروفة. العلامة التجارية نفسها ضمان للجودة. من الأفضل أن تتوفر في المنطقة التي تُستخدم فيها غلاية الحث. الوكيل ومركز الخدمة. لأن أي قضايا مثيرة للجدل، وخاصة قضايا الضمان، من الأسهل حلها في مكان إقامتك.
الكفاءة 220 فولت
بائعو أي منتج يحلون مشكلة واحدة - وهي المبيعات. لذلك، غالبًا ما تسمع أن التسخين الحثي الأجهزة في 220 فولت يملك كفاءة أعلى، من عناصر التسخين.
هذا غير صحيح. أي طاقة لا تختفي في أي مكان - هذا ما ينص عليه قانون الفيزياء. لذلك، فإن كفاءة جميع الغلايات الكهربائية دون استثناء هي 100%. وهذا يعني بالنسبة للمواد الاستهلاكية 1 كيلوواط من الكهرباء سيتم حلها 1 كيلوواط من الطاقة الحرارية.
هناك شكوك في ذلك حجميمكن أن يؤثر الترسب، الذي يتشكل على الأسطح المعدنية لعناصر التسخين، على الكفاءة. هذه الشكوك غير ضرورية، لأن الترسبات عبارة عن رواسب من الكالسيوم، وهو موصل ممتاز للتيار والحرارة. وبالطبع، يمكن أن يؤثر سمك الطبقة أثناء وقت التسخينولكن هذا لا يؤثر على الكفاءة.
للعلم، نضيف أن فقدان الحرارة من غلايات الغاز أو الوقود الصلب أو السائل يحدث بسبب تطاير جزء كبير منها إلى المدخنة. أما غلايات الحث الكهربائية فلا تحتوي على مدخنة، وبالتالي تنتقل جميع الحرارة إلى سائل التبريد.
اقتصاد
بناءً على الحقائق والحسابات الواردة في القسم السابق، يمكننا أن نستنتج أن سخانات المياه الحثية من TEN لا يختلفان من حيث كفاءة الطاقة.
الحرارة المُولَّدة لا تتبخر في أي مكان، بل تبقى في الغرفة. ورغم الاعتقاد بوجود تكاليف جانبية للكهرباء، مثل تسخين اللولب النحاسي، إلا أن هذه العملية تؤثر على تسخين سائل التبريد.
بالمقارنة مع أنواع أخرى من معدات التدفئة، تكون الكفاءة أعلى. ولكن هنا، لا يجب مقارنة الكفاءة فحسب، بل أيضًا أسعار ناقلات الطاقة. وفي هذا الصدد، موديلات الغاز متفوقة على الجميع.
الصورة ٢. سخان مياه حثي مُركّب على جدار مُبلّط. يتميز بكفاءة عالية ويُحافظ على دفء الغرفة.
خصائص الأداء
جميع غلايات التدفئة الكهربائية تنتمي إلى الفئة صامت. ولكن كما تظهر الممارسة، لا يزال من الممكن أن يظهر الضوضاء إذا:
- ارتفعت درجة حرارة الغلاية لسبب ما؛
- يتم توصيله بخط أنابيب ذو قطر أصغر، أكثر مما تتطلبه معايير الهندسة الحرارية؛
- بسبب اهتزاز مضخة الدورة الدموية.
جميع الغلايات الكهربائية صغيرة الحجم والوزن. تزن نماذج الحث أكثر من عناصر التسخين ذات الخصائص التقنية نفسها. لذلك، يُنصح باستخدام مثبتات معززة.
كيفية تنظيم درجة الحرارة بشكل صحيح؟
لذلك، تبين أن الغلايات الحثية المستخدمة في شبكات التدفئة، لا تستهلك الكثير من الطاقة. وفي هذا المؤشر، لا تختلف هذه الأجهزة عن نظيراتها من أجهزة التسخين. ولكن لا يزال بإمكانك توفير استهلاك الكهرباء إذا تنظيم درجة حرارة سائل التبريد بشكل صحيح.
ومبدأ التوفير هو التالي: يجب تدفئة المكان بالكامل فقط عند وجود أشخاص فيه. أما في بقية الأوقات، فيجب خفض درجة الحرارة (لا تزيد عن +16 درجة مئويةمن الصعب القيام بذلك يدويًا، ولكن الأتمتة تحل هذه المشكلات بشكل جيد.
الصورة ٣. مستشعر درجة حرارة أوتوماتيكي مزود بشاشة، مُثبّت على جدار الغرفة. يُطفأ عند تجاوز الوضع المُحدّد.
وعادة ما يستخدمونه لهذا الغرض بطريقتين:
- تركيب أجهزة استشعار درجة الحرارة (ترموستات) على جدران الغرف؛
- استخدم منظمات الحرارة، والتي يتم تركيبها في نظام التدفئة، أي على المشعات.
الخيار الأول أفضل، لأنه من الأفضل التحكم في درجة حرارة الهواء، وليس درجة حرارة سائل التبريد. ولكن كلا الجهازين يعملان على نفس المبدأ: شغّل السخان الكهربائي، وهو في هذه الحالة ملف الحث، إذا انخفضت درجة الحرارة عن القيمة المُحددة. وبالعكس، افصله عندما تتجاوز درجة الحرارة القيمة المُحددة.
مميزات وعيوب سخانات المياه الكهربائية
تحتوي جميع الغلايات الكهربائية الحثية على عدد من المزايا والعيوب.
متانة
هناك عدة أسباب لتشغيل الغلايات على المدى الطويل:
- غياب تام لأي أجزاء متحركة أو دوارة؛
- تتمتع لفائف الأسلاك النحاسية بهامش أمان كبيرلا يتم وضع لفات اللف بالقرب من بعضها البعض، ولكن على مسافة، بحيث حتى انهيار العزل لن يؤدي إلى توقف الغلاية؛
- سوف يتدهور القضيب تدريجيًا تحت تأثير الدورات المستمرة التسخين والتبريد وتحت التأثير السلبي للأملاح الموجودة داخل المبرد، ولكن هذه العملية ممتدة إلى حد كبير في الوقت، لذلك سوف تستمر لعدة عقود؛
- نقطة الضعف هي الترانزستورات الموجودة في وحدة التحكمولكن اليوم يقوم المصنعون بتجهيز هذه الأخيرة بأجزاء حديثة عالية الجودة، والتي إذا تم استخدام الغلايات بشكل صحيح، فسوف تستمر لعدة عقود.
مزايا أخرى
تشمل المزايا ما يلي: حجم صغير للوحداتلذا، لا حاجة لتخصيص مساحة كبيرة لها على الأرض أو الحائط. في جوهرها، غلاية الحث عبارة عن أنبوب قصير. لديها تصميم أبسط بالمقارنة مع نماذج عناصر التسخين، فإن النماذج الحثية تكون أكثر تكلفة أرخص.
انتباه! بالنسبة لمراجل التدفئة الحثية، لا تلعب جودة المياه المستخدمة دورًا كبيرًا. في هذا الصدد، تتفاعل غلايات عناصر التسخين بشدة مع هذا المعيار، لأن حجم، تترسب في طبقات كبيرة على أسطح عناصر التسخين، يجعل نقل الحرارة صعبًا.
عيوب
أما بالنسبة للنقائص فيجب الإشارة إليها هنا اثنان رئيسيان وواحد مشكوك فيه.
- غلاية الحث هو مصدر قوي للإشعاع الكهرومغناطيسي. ويؤدي هذا الأخير إلى حدوث تداخل في تشغيل الأجهزة التي تستقبل الموجات الأثيرية والراديوية.
على سبيل المثال، الهواتف المحمولة، ومودمات Wi-Fi، والهواتف اللاسلكية، وغيرها.
- يكون المجال الكهرومغناطيسي على اتصال وثيق مع سائل التبريد. لذلك، عند تسخين الأخير إلى درجات حرارة عالية، قد يحدث غليان طفيف للماء، مما يؤدي إلى تكوّن حواجز هوائية. الحل لهذه المشكلة هو تركيب فتحات تهوية.
- ويعتقد بعض الخبراء أن سوف تحمل المياه مجالًا كهرومغناطيسيًا طوال مرورها عبر شبكة التدفئةمما سيؤثر سلبًا على صحة الناس. تحذير مشكوك فيه.
أنواع الغلايات الحثية
يتم استخدام مبدأ تشغيل معدات التدفئة الموصوف أعلاه في النماذج ذات علامة SAVهذه غلايات حثية تقليدية. يقدم المصنعون نوعًا ثانيًا، يُسمى الدوامة، ويُصنف على أنه رقم تعريف المركبة (VIN).
يتميز الأخير بالمادة التي صُنع منها جسم الجهاز، وهي مغناطيسية حديدية.
يؤثر المجال الكهرومغناطيسي على كل من القضيب داخل غلاية الحث والجسم، والذي يتم غسله من الداخل بواسطة سائل التبريد. يتم تسخين كلا الجزئين، مما يؤدي إلى تسخين الماء بشكل أكثر كثافة وسرعة.
تختلف طرازات VIN وSAV في طريقة استخدامها المعدن في إنتاج الجسم. نتيجةً لذلك، يزداد وزن الجهاز بشكل ملحوظ. ولكن بفضل التسخين المكثف لسائل التبريد، يمكن تقليل أبعاد الغلاية، مما يُحسّن ظروف التركيب.
فيديو مفيد
يقدم الفيديو تحليلًا مقارنًا بين غلاية كهربائية حثية وغلاية عنصر التسخين.
الأجهزة محلية الصنع
بفضل بساطة التصميم وسهولة استخدام العناصر، يُمكن صنع غلاية حثية يدويًا. وهذا ما تستخدمه أجهزة كوليبين الحديثة. ولكن دعونا نتناول تصنيع الجهاز من وجهة نظر: تشغيلها بشكل آمن.
يمكن تحقيق ذلك فقط في ظروف المصنعحيث يتم استخدام مواد عالية الجودة، ويتم إجراء اللحام بالمعايير المطلوبة باستخدام المواد الاستهلاكية التي تتوافق مع معايير العملية التكنولوجية.
في ظروف المصنع غلاية الحث يخضع لرقابة المختبرحيث يتم فحص الوصلات الملحومة، ومتانة الوصلات الملولبة، وأدوات التثبيت الأخرى، والمستويات. يجب إصدار شهادة لكل جهاز. شهادة الجودة، كتأكيد على الضمانات الصادرة عن الشركة المصنعة.
هذه هي الوثيقة التي يجب طلبها لتقديمها عند ظهور مهمة الاختيار. من الواضح أن الوحدات محلية الصنع لا تحتوي على مثل هذه الوثيقة، وبالتالي، لا أحد يعطي ضمانات لهمهذا هو العيب الكبير في التصاميم المصنوعة منزليا.
