ما هي عناصر التسخين الخاصة بالمشعات وكيفية تركيبها؟

صُممت عناصر التسخين الخاصة بالمشعات لتكملة نظام التدفئة في الغرفة. أما بالنسبة للمنازل الريفية أو بيوت الصيف، فيمكن أن تصبح هذه الأجهزة المصدر الرئيسي للتدفئة.

لاختيار النموذج الأمثل، تحتاج إلى فهم هيكله ومعايير اختياره.

لماذا هناك حاجة إلى عنصر تسخين في المشعات؟

يقوم الجهاز بتسخين سائل التبريد في البطاريات ويحافظ على درجة حرارة تشغيلها (ماذا درجة حرارة الماء في مشعات التدفئة هل يُعتبر هذا طبيعيًا؟ يمكن تركيبه ليس فقط في المشعات، بل أيضًا في أي أجهزة تدفئة ذات تجاويف مملوءة بسائل. لهذا السبب، تتمتع عناصر تسخين المشعات بنطاق واسع من التطبيقات.

يُستخدم هذا الجهاز بشكل أساسي في المساحات الصغيرة مثل المرائب وغرف المرافق وما إلى ذلك.

أنبوب TEN عبارة عن أنبوب معدني مزود بعازل كهربائي موصل للحرارة وخيط موصل.

مميزات المشعات المزودة بعنصر تسخين مدمج:

1. من حيث المظهر، لا يمكن تمييزها تقريبًا عن المشعات التقليدية. ومع ذلك، على عكس الأخيرة، فهي غير متصلة بنظام التدفئة.
2. تُملأ هذه الأجهزة بسائل تبريد يدور عبر البطارية.
3. أفضل سائل تبريد هو الزيت ذو اللزوجة المنخفضة. هذا يمنع تجمد الرادياتير عند إيقاف تشغيله.

تصميم عنصر تسخين المشعاع

من الناحية الهيكلية، لا يختلف الجهاز كثيرًا عن أنواع عناصر التسخين الأخرى. ميزات التصميم:

• يتكون الهيكل من أنابيب معدنية موصلة للحرارة بشكل جيد. وعادةً ما يُصنع من الفولاذ الكربوني أو الفولاذ المقاوم للصدأ. ويُختار الفولاذ المقاوم للصدأ إذا كان المعدن سيُسخّن إلى درجات حرارة تتجاوز 45 درجة مئوية.
• يتم طلاء الأنبوب الفولاذي - الجسم - بالكروم أو النيكل لحمايته من التآكل.
• عنصر التسخين عبارة عن ملف من النيكروم. يسخن هذا المكون إلى درجات حرارة عالية عند مرور تيار كهربائي فيه. يقع الملف داخل الغلاف، ويشغل الحشو المساحة المتبقية.
• يتم ملء الجسم برمل الكوارتز أو البيريكلاس، ثم يتم ضغطه ويتم إعطاء المنتج الشكل المطلوب.

يمكن تركيب أنبوب مزود بملف موصل داخل أي مشعاع - نحاسي، حديدي، ثنائي المعدن، إلخ. تبلغ قدرة الجهاز 2.5 كيلوواط. أما الأجهزة الصناعية فهي أقوى، وتصل قدرتها إلى 6 كيلوواط.

إن تشغيل عنصر التسخين في المشعاع بسيط للغاية:

1. بفضل التصميم المدروس جيداً، يتم تحويل جميع الطاقة الكهربائية الواردة إلى حرارة داخل الجهاز، مع عدم وجود خسائر تقريباً.
2. عند تشغيله، يسخن الملف بسرعة، ويتم تسخين الزيت/الماء بواسطته.
3. يرتفع السائل الساخن، وفقًا لقوانين الفيزياء، إلى الأعلى، ويحل محله السائل البارد.
4. يرتفع السائل الساخن، ويطلق حرارته، ثم يبرد وينزل إلى الجزء السفلي من المبرد.
5. يُحدث الجهاز الكهربائي حركة للسائل داخل المبرد.

يكمن الخطر الرئيسي لعناصر التسخين في ترسبات الكلس. فهي تغطي عنصر التسخين تدريجياً، مما يؤدي في النهاية إلى تلفه.

يُعد زيت المحولات أحد أفضل خيارات سائل التبريد. فهو يسخن بسرعة ويحتفظ بالحرارة لفترة طويلة، ثم يطلقها تدريجياً داخل الغلاف.

مزايا وعيوب عنصر التسخين في المشعاع

تتيح لك السخانات الكهربائية الأنبوبية إنشاء نظام تدفئة عملي وعالي الكفاءة، سواءً كنظام تدفئة أساسي أو تكميلي. قبل شراء المعدات اللازمة، من المفيد تقييم جميع مزاياها وعيوبها.

الإيجابيات:

1. سهولة التركيب - حتى الحرفي عديم الخبرة يمكنه القيام بذلك.
2. سعر منخفض لعنصر التسخين (لا يشمل المعدات الأخرى).
3. تتميز المشعات المزودة بعناصر تسخين بموثوقية أعلى بكثير من المشعات المملوءة بالزيت، كما أنها قابلة للإصلاح. فعند تعطلها، يكفي استبدال عنصر التسخين فقط.
4. تتوفر وظائف إضافية.
5. من الممكن التحكم التلقائي في نظام التدفئة؛ ومع ذلك، سيتطلب ذلك شراء معدات إضافية مناسبة.

السلبيات:

1. ارتفاع تكاليف التشغيل - ويعود هذا العيب إلى ارتفاع تعريفات الكهرباء.
2. تأتي الأتمتة بتكلفة. إذا اشتريت عنصر تسخين مزودًا بنظام أتمتة، فسيكون سعر هذه المجموعة أعلى بكثير من سعر جهاز التسخين الكهربائي.
3. إنها أقل جودة من مشعات الزيت والمواقد الحرارية من حيث مستوى الراحة بسبب افتقارها إلى الحركة.
4. عناصر التسخين أجهزة كهربائية، وبالتالي تولد مجالات كهرومغناطيسية. لم تثبت الآثار الضارة لهذه الأجهزة، إلا أن توليد المجال يُعد عاملاً سلبياً نظراً لقرب المشعات من الأشخاص.
   بسبب السرعة العالية لحركة السائل، فإن الجهاز أقل كفاءة من الأنظمة التقليدية التي تستخدم المبردات السائلة.

سيتم تقليل التكاليف بتحويل نظام التدفئة إلى نظام تحكم آلي. مع هذا النظام، لن تبدأ عناصر التسخين بالعمل إلا عندما تنخفض درجة الحرارة إلى مستوى معين. وبمجرد وصول سائل التبريد إلى درجة الحرارة المطلوبة، سيتوقف الجهاز تلقائيًا.

أنواع عناصر التسخين للمشعات

على الرغم من بساطة تصميمها، تتوفر أنواع مختلفة من عناصر تسخين المشعات لدى متاجر التجزئة المتخصصة والمتاجر الإلكترونية. وتختلف هذه العناصر في تصميم الهيكل والمواد المستخدمة والطاقة وغيرها من الميزات.

كيف تختلف عناصر التسخين الخاصة بالمشعات؟

• بالقوة. تُصنف الطرازات منخفضة الطاقة بقدرة 0.3 كيلوواط. أما الأجهزة التي تصل قدرتها إلى 4 كيلوواط فتصنف على أنها منزلية، بينما تصنف الأجهزة التي تتراوح قدرتها من 4 إلى 6 كيلوواط على أنها صناعية.
• بشكل بنّاء. تُنتج الشركات المصنعة عناصر تسخين ذات خيوط يمين ويسار، أحادية وثنائية. وتُعتبر الأخيرة أكثر ملاءمة للاستخدام، إذ تزيد من سرعة تسخين سائل التبريد، ولكنها أغلى ثمناً.
• الأقطار. يعتمد ذلك على مساحة المقطع العرضي لأغطية المشعات التي تُركّب عليها الأجهزة. القيمة القياسية هي 40 مم.
• خيارات إضافية. يقدم المصنع وظيفتين:
  • تدفئة فائقة السرعة. يُتيح لك هذا الوضع رفع درجة حرارة سائل التبريد بسرعة لتدفئة الغرفة. وفي حال توفر هذه الميزة، يكون الجهاز مزودًا بمنظم حرارة، مما يسمح لك بتغيير وضع تدفئة الغرفة.
  • مضاد للتجمد. وضع يمنع تعطل النظام (إزالة الجليد) عند انخفاض درجات الحرارة. تحافظ عناصر التسخين المزودة بهذه الميزة تلقائيًا على درجة حرارة دنيا باستخدام الطاقة بكفاءة.

يمكن أن تختلف عناصر التسخين الخاصة بالمشعات أيضًا في الطول ولها خصائص تصميمية مختلفة ليست ضرورية لتحقيق النتيجة المرجوة.

كيف تُستخدم عناصر التسخين في مشعات التدفئة؟

تتمثل الوظيفة الأساسية لعناصر التسخين في المشعات في تسخين السوائل في أنظمة التدفئة المركزية أو المستقلة. ويمكن استخدام الجهاز كمصدر رئيسي أو ثانوي للحرارة.

خيارات استخدام عناصر التسخين في المشعات في أنظمة التدفئة:

• في مساكن مؤقتة. خلال فصل الشتاء، وقبل تشغيل التدفئة، توفر هذه المشعات الدفء للسكان. تُعدّ عناصر التدفئة في المشعات ملائمة في المنازل الصيفية التي لا تحتاج إلى التدفئة إلا في بعض الأحيان. في هذه الحالة، تُركّب عناصر التدفئة في مشعات موجودة في كل غرفة.
  في الغرف التي لا تتوفر فيها مصادر تدفئة أخرى، تُستخدم عناصر التسخين في المشعات بشكل مستقل كمصدر التدفئة الوحيد. في هذه الحالة، يُنصح بملء المشعات بزيت منخفض اللزوجة، نظرًا لانخفاض درجة تجمده.
• في مسكن دائم. تُملأ المشعات بالماء العادي (فهو أرخص)، لأن النظام لا يُتوقع أن يتجمد. مع ذلك، يُعد هذا الخيار مكلفًا لأنه يتطلب استهلاكًا مستمرًا للكهرباء.
  يمكن تركيب عناصر تسخين في المشعات في المباني متعددة الطوابق إذا لم يوفر نظام التدفئة الرئيسي ظروفًا مريحة. يساعد تركيب هذه الأجهزة في الحفاظ على درجة حرارة مثالية في أماكن المعيشة.
• إضافة. هذا هو الخيار الأكثر كفاءة وشيوعاً. عناصر التسخين مدمجة في المشعات وتُشغل عند إيقاف التدفئة لأي سبب كان.

يُعدّ تركيب عناصر تسخين المشعات في المباني متعددة الطوابق حلاً غير اقتصادي وغير عملي، إذ يُعيق تدفق المياه في نظام التدفئة. ونتيجةً لذلك، ستدفع مرتين: تكلفة تشغيل عنصر التسخين الكهربائي وتكلفة التدفئة المركزية.

كيف نختار؟

لا تتنوع عناصر التسخين في المشعات بشكل كبير لدرجة تُشكل صعوبة في الاختيار. أهم العوامل التي يجب مراعاتها عند شراء سخان هي القدرة الكهربائية وميزات التصميم.

صيغة حساب القدرة

لحساب السعة بدقة، يلزم وجود معايير الأداء الحراري المحلية (الخاصة بكل منطقة). ومع ذلك، من حيث المبدأ، يمكن استخدام المعيار المتوسط ​​المطبق على وسط روسيا.

اجعل المدفأة مصدر التدفئة الرئيسي في المنزل/الغرفة. في هذه الحالة، ستحتاج إلى مدفأة مزودة بمنظم حرارة. تذكر أن تدفئة 10 أمتار مربعة تتطلب 1 كيلوواط. أما أجهزة التدفئة المستخدمة في حالات الطوارئ فهي أصغر حجمًا بثلاث إلى أربع مرات.

يُحدد المصنّع قدرة المشعاع على توليد الحرارة. يبلغ متوسط ​​قدرة قسم واحد من مشعاع مصنوع من الحديد الزهر 140 واط، بينما يبلغ متوسط ​​قدرة قسم واحد من مشعاع مصنوع من الألومنيوم 180 واط.

صيغة حساب قدرة عنصر التسخين: Q = 0.0011*M (T1-T2)/t، حيث:

• M هي كتلة حامل الطاقة؛
• T1 — درجة الحرارة بعد التسخين؛
• T2 — درجة الحرارة قبل التسخين؛
• t هو الوقت اللازم لأقصى ارتفاع في درجة الحرارة.

ميزات التصميم

عند اختيار عنصر التسخين، ضع في اعتبارك حجمه واتجاه سنّه. يؤثر طول القضيب، على وجه الخصوص، بشكل مباشر على الكفاءة. إذا لم يكن عنصر التسخين طويلاً بما يكفي، فلن يتمكن الجهاز من توفير معدل تدفق السائل المطلوب، مما يؤدي إلى تسخين غير كافٍ وغير متساوٍ للمشع.

يُعتبر الطول الأمثل هو الذي يكون فيه قضيب الجهاز أقصر من الجدار الداخلي على الجانب المقابل للمشعاع بمقدار 6-10 سم. عند اختيار شكل ومادة القابس، يُرجى مراعاة توصيات الشركة المصنعة، حيث تُدرج عادةً خيارات مناسبة.

التحكم الآلي

عند شراء عنصر تسخين للمشعاع، انتبه إلى ما إذا كان يحتوي على التحكم الآليإذا كان الأمر كذلك، فستحصل على الجهاز الأكثر ملاءمة دون الحاجة إلى ملحقات إضافية.

يحتوي عنصر التسخين الأوتوماتيكي على منظم حرارة مدمج في أسفل غلافه. ويضم مستشعرًا خاصًا يقيس درجة حرارة السائل. وبناءً على هذه القراءة، يتم تشغيل عنصر التسخين وإيقافه تلقائيًا، مما يوفر الطاقة.

لا تحتوي عناصر التسخين غير المزودة بأنظمة تحكم آلية على منظم حرارة. في هذه الحالة، يُنصح بتركيب منظم حرارة عن طريق تركيب مستشعر درجة حرارة الغرفة. إلا أن هذا الخيار غير عملي وغير مريح حاليًا، إذ لا تُنتج الشركات الأوروبية مثل هذه الأجهزة.

تركيب عنصر التسخين

تركيب عناصر تسخين المشعات ليس بالأمر الصعب، لذا يمكن لأي شخص القيام بذلك بنفسه. لتجنب أي مشاكل أثناء التركيب، راجع محتويات العبوة قبل الشراء وتأكد من وجود جميع العناصر المطلوبة.

من الأفضل أن يحتوي صندوق عنصر التسخين على جميع المكونات اللازمة للتركيب. في حال وجود أي نقص في القطع، يجب شراؤها فوراً. تركيب عناصر التسخين المزودة بمنظمات حرارة لا يختلف كثيراً عن تركيب عناصر مماثلة بدون تحكم آلي.

قبل تركيب عنصر التسخين في المشعاع، تأكد من تفريغ الماء من نظام التدفئة. لهذا السبب، يُفضل في المباني السكنية تركيب الجهاز في فصل الصيف، عندما يكون نظام التدفئة المركزية مطفأً.

كيفية تركيب عنصر التسخين:

1. قم بإزالة السدادة الموجودة في أسفل الرادياتير.
2. قم بتركيب عنصر التسخين باستخدام مثبت ملولب وحشية مطاطية.
3. قم بإغلاق الوصلة بمادة مانعة للتسرب.

فيديو يوضح تركيب عنصر التسخين في الرادياتير:

ما يجب الانتباه إليه:

• يتم تركيب عنصر التسخين فقط في الجزء السفلي من المبرد - وهذا سيضمن دوران سائل التبريد دون عوائق.
• يتم إدخال الجهاز في المبرد بشكل موازٍ تمامًا للأرضية - وهذا ضروري للتشغيل دون عوائق.
• مع ارتفاع درجة حرارة سائل التبريد، يزداد الضغط داخل المبرد. وهذا يستلزم تركيب خزان تمدد صغير. كما يمكن تزويد المبرد بصمام لتنظيم الضغط في النظام.
• يجب توصيل عنصر التسخين بمأخذ كهربائي مؤرض فقط. كما يُنصح بتوصيل الجهاز بمثبت جهد لحمايته من ارتفاعات التيار الكهربائي المفاجئة.
• تُعدّ المثبتات التي تربط السخانات الكهربائية الأنبوبية حساسة للغاية. ولتجنب التلف، يجب تركيبها بعناية فائقة، دون استخدام قوة مفرطة.

قضايا السلامة والخصائص التشغيلية

يعمل السخان الكهربائي الأنبوبي من التيار الكهربائي الرئيسي، مما يعني أنه يشكل خطراً معيناً إذا لم يتم اتباع قواعد السلامة المحددة.

توصيات التشغيل ولوائح السلامة:

• سيعمل عنصر التسخين في المشعاع لفترة طويلة وبدون أعطال، وفقًا لمواصفاته الفنية، إذا تمت صيانته كل ثلاثة أشهر. يجب تنظيف الوحدة من أي ترسبات تتشكل على سطحها، وهذا ضروري لضمان نقل الحرارة بشكل صحيح.
  إذا لم تتم إزالة الترسبات الكلسية من السخان في الوقت المناسب، فقد يتعطل.
• لا تسمح للسخان الكهربائي بالارتفاع المفرط في درجة الحرارة. يجب عدم تجاوز درجة الحرارة القصوى البالغة 70 درجة مئوية.
• يجب استخدام عنصر التسخين فقط في مشعاع مملوء بسائل التبريد. في حال ملامسة الماء لعنصر التسخين الساخن، قد يحدث انفجار حراري. وهذا قد يُلحق الضرر ليس فقط بالمشعاع، بل بنظام التدفئة بأكمله.
• إذا ظهرت الكهرباء الساكنة على سطح السخانات الأنبوبية، فيجب فصل الجهاز فوراً عن مصدر الطاقة وفحص جميع التوصيلات بحثاً عن أي تسريبات.
• لا يمكن أن تتجاوز قدرة عنصر التسخين القدرة الحرارية المقدرة للمشع. ولا يمكن لمخرج واحد استيعاب أكثر من 3.5 كيلوواط.
• إذا تم تركيب عنصر تسخين في مشعاع، فمن الضروري توفير تأريض موثوق وسليم.

لتقليل كثافة تكوّن الترسبات على عنصر التسخين في المشعاع، يوصى باستخدام الماء المقطر كمبرد.

كيفية تقييم كفاءة عنصر التسخين في المشعاع؟

عنصر التسخين في المشعاع ليس جهاز تدفئة يمكنه توفير التدفئة الكاملة للغرفة، خاصة في شقة أو منزل كبير.

في حالة تركيب مشعات من الحديد الزهر، فإن عنصر التسخين بقدرة 100 واط/م2 المزود بتحكم آلي قادر على تسخين مساحة قصوى تبلغ 25 م2.

يستهلك عنصر التسخين المزود بمنظم حرارة 36 ​​كيلوواط/ساعة خلال اليوم. يُعدّ هذا استهلاكًا كبيرًا نسبيًا، إذ يبلغ متوسط ​​استهلاك الطاقة 1.5 كيلوواط/ساعة فقط. لذا، مع نظام تدفئة مصمم بشكل صحيح، يصبح استخدام السخانات الكهربائية الأنبوبية غير اقتصادي.

يُعدّ عنصر التسخين في المشعات خيارًا مثاليًا كجهاز طوارئ أو كمصدر تدفئة مؤقت للأماكن غير السكنية. سيحافظ هذا الجهاز على مستوى حرارة مريح في منزلك خلال موجات الصقيع الشديدة، ويمكنه، عند الحاجة، تدفئة المرائب والمنازل الريفية وغيرها من الأماكن غير المُدفأة.