صمام رادياتير حراري: أنواعه، وطرق تركيبه، وضبطه، وكيفية اختياره

يوفر صمام الرادياتير الحراري وفورات كبيرة في تكاليف التدفئة خلال موسم التدفئة.

تُستخدم الصمامات الأوتوماتيكية بنجاح لتنظيم درجة تسخين البطاريات، سواء في أنظمة مستقلة للمنازل الخاصةوكذلك في الشقق المزودة بنظام تدفئة مركزية.

تصميم الصمام، ومبدأ تشغيله، واختلافات الجهاز، بالإضافة إلى تعقيدات تركيب منظم الحرارة وضبطه - سيتعرف القارئ على كل هذا في هذه المقالة.

الغرض ونطاق التطبيق

صُمم صمام رادياتير حراري لتنظيم تسخين مشعاع التدفئة. يتحكم جهاز الإغلاق تلقائيًا في الخلوص الموجود في الأنبوب الذي يتدفق عبره سائل التبريد إلى المشعاع. يُعرف هذا الجهاز أيضًا باسم رأس الصمام الحراري.

كما ذُكر سابقاً، صُمم الصمام لتنظيم درجة حرارة الغرفة، ويُوفر فوائد كبيرة في أنظمة التدفئة المركزية والمستقلة على حد سواء. يُركّب الصمام ليس فقط أمام المشعات، بل أيضاً في المناطق التي لا تتحمل فيها الأنابيب البلاستيكية درجات حرارة الماء الساخن العالية.

يُعدّ منظم الحرارة ضروريًا أيضًا عندما يغادر السكان شققهم أو منازلهم لفترة طويلة. خلال هذه الفترة، يكفي الحفاظ على درجة الحرارة في المنزل أو الشقة عند 15-16 درجة مئوية. يساعد هذا الإجراء على توفير تكاليف التدفئة.

ومع ذلك، يجب التذكر أن منظم الحرارة قادر على خفض مستوى تسخين البطارية، لكنه لا يستطيع تجاوز درجة الحرارة الأولية لسائل التبريد.

فوائد استخدام

لا يمكن تحقيق الفوائد الاقتصادية لاستخدام رؤوس العدادات الحرارية إلا عند قياس تكاليف التدفئة على أساس كل شقة على حدة. أي أن كل عداد يسجل استهلاك التدفئة لشقة واحدة.

عند تركيب عداد حرارة للمبنى بأكمله أو مدخله، تُقسّم التكاليف على جميع الشقق بناءً على مساحة كل شقة. لذا، لا جدوى من تزويد المشعات بمنظمات حرارة في الشقق الفردية.

في المنازل الخاصة، يحافظ صمام إغلاق تلقائي، متزامن مع المرجل، على درجة حرارة المشعات المضبوطة مسبقًا باستمرار. وهذا يمنع استهلاك الحرارة الزائد، ويضمن استهلاك المرجل للوقود بالمستوى الأمثل.

تتجلى فوائد استخدام صمام حراري في فواتير الكهرباء أو الغاز. عند استخدام الوقود السائل أو الصلب، تنعكس الوفورات في انخفاض استهلاك الوقود.

مبدأ التشغيل

يعتمد مبدأ عمل صمام التحكم الحراري على ظاهرة التمدد الحراري للأجسام عند تسخينها. ويحتوي رأس منظم الحرارة على سائل يتمدد حرارياً.

أي تقلب في درجة الحرارة المحيطة في الغرفة يتسبب في تغيير في حجم السائل، والذي بدوره يؤثر على الساق كعوامة.

مع ارتفاع درجة حرارة الماء الساخن، يتحرك قضيب المكبس إلى الأسفل، مما يقلل الخلوص في رأس منظم الحرارة، وبالتالي يقلل تدفق سائل التبريد إلى المبرد في وحدة الزمن. ويقل تسخين عنصر التسخين.

إذا انخفضت درجة حرارة البطارية بشكل مفرط، ينعكس عمل منظم الحرارة. وتُحدد درجة حرارة التسخين المثلى للبطارية على المقياس بواسطة علامة على الغطاء الدوار لمنظم الحرارة.

على سبيل المثال، تم ضبط درجة حرارة رأس المدفأة على 22 درجة مئوية. إذا ارتفعت درجة حرارة الهواء إلى 23 درجة مئوية، فسيقوم منظم الحرارة بإيقاف تدفق سائل التبريد إلى المشعاع. سيبرد المشعاع إلى درجة حرارة معينة، وعندها سيفتح صمام المشعاع الفتحة، وسيعود الماء الساخن إلى الدوران في الوحدة.

جهاز صمام حراري

يتكون الجهاز الهيدروليكي من عنصرين رئيسيين: صمام ورأس حراري. الصمام عبارة عن قضيب معدني (ساق) مزود بكأس إغلاق مخروطي الشكل في نهايته السفلية.

يُركّب الجزء العلوي من القضيب الزنبركي داخل المنفاخ (كبسولة مموجة تحتوي على مادة سائلة أو غازية) لرأس منظم الحرارة. يُثبّت غطاء منظم الحرارة في الأعلى بواسطة برغي، ويُستخدم أيضًا كمقبض لضبط درجة الحرارة.

يؤدي تدوير المقبض إلى توليد قوة معينة في زنبرك الإرجاع. يتدلى كوب قفل ساق الصمام على مسافة محددة من مقعد الصمام (فتحة الصمام). يغير الموسع الموجود في المنفاخ حجمه تبعًا لتغيرات درجة حرارة الغرفة، مما يضغط على ساق الصمام في اتجاه معين.

وبهذه الطريقة، تعمل آلية ضبط الصمام، وتبقى درجة حرارة تسخين المشعاع مستقرة عند مستوى معين.

الأنواع

تتوفر صمامات مشعات حرارية بتصاميم متنوعة في سوق أدوات السباكة. ويمكن تصنيف منظمات الحرارة حسب الغرض والتصميم ونظام التدفئة ونوع المادة المستخدمة في المنفاخ ونوع التحكم والمادة.

غاية

الأجهزة هي:

1. الخلط – خلط تيارين من سائل التبريد بدرجات حرارة مختلفة؛
2. الفصل – توجيه سائل التبريد على طول مسارات تدفق مختلفة؛
3. التحويل – يغير اتجاه التدفقات.

نوع التنفيذ

يتوافق تصميم رأس التسخين الحراري مع كل نوع من أنواع التركيب. تُصنف الأجهزة وفقًا لهذه الخاصية على النحو التالي:

• صمامات مستقيمة للتركيب على الأنابيب الموازية للأرضية؛

• يتم تركيب منظمات الحرارة المحورية على الأنابيب الخارجة من الجدار؛

• يتم تركيب أجهزة الزاوية على أنابيب عمودية على الأرض؛

• تُستخدم رؤوس حرارية ثلاثية الاتجاهات لخلط الماء الساخن مع التدفق الرئيسي لسائل التبريد؛

نظام التدفئة

تتوفر منظمات الحرارة بنماذج تناسب نوعين من أنظمة توصيل المشعات: نظام الأنبوب الواحد ونظام الأنبوبين. نظام الأنبوب الواحد هو عبارة عن توصيل متسلسل لأجهزة التدفئة.

في نظام الأنابيب المزدوجة، يكون كل مشعاع مستقلاً، وله مسار إمداد وعودة سائل التبريد الخاص به. سيتم شرح كيفية تركيب منظمات الحرارة على كلا النظامين لاحقًا.

نوع المادة الموجودة في المنفاخ

تُصنع منظمات الحرارة بثلاثة أنواع من صمامات التمدد. وبناءً على هذه الخاصية، تُصنف الأجهزة على النحو التالي:

1. غاز؛
2. سائل؛
3. البارافين.

تُعدّ الصمامات المزودة بمنفاخ غاز الأكثر موثوقية ومتانة. أما الأجهزة المزودة بعناصر تسخين البارافين فتأتي في أسفل سلم الجودة. وتحتل صمامات السوائل مرتبة متوسطة في هذا التصنيف.

يتحكم

وفقًا لطريقة التحكم، تُقسم رؤوس التسخين الحراري إلى أجهزة:

• ميكانيكي؛
• تلقائي؛
• إلكتروني؛
• مزود بمستشعر حرارة عن بعد.

ميكانيكياً

يمكن تسمية هذا النوع من الأجهزة بمنظم حرارة، وإن كان ذلك مجازاً. مبدأ عمل منظم الحرارة اليدوي مشابه لمبدأ عمل الصنبور العادي؛ حيث يدور رأسه على طول لولب الصمام، مما يحرك ساق الصمام لأعلى أو لأسفل.

يُتيح ذلك ضبط معدل تدفق سائل التبريد الداخل إلى المبرد يدويًا. وعلى عكس الصمام، يقوم رأس الصمام الحراري بضبط فتحة الصمام بسلاسة، مما يسمح بإجراء تعديلات دقيقة للغاية.

معادلة

هذا هو النوع الأكثر شيوعًا وانتشارًا من رؤوس الصمامات الحرارية؛ وقد تم شرح مبدأ تشغيله وتصميمه أعلاه. يتم التحكم في درجة الحرارة عن طريق تغيير حجم المنفاخ، بالتزامن مع حركة ساق الصمام.

فيما يلي خصائص رؤوس التسخين الحرارية الأوتوماتيكية المزودة بمنفاخ مملوءة بالغاز والسائل والبارافين.

إلكتروني

بسبب تصميمها الخاص، فإن رؤوس منظمات الحرارة الإلكترونية أكبر حجماً بكثير من نظيراتها. ويعمل الجهاز الإلكتروني ببطاريتين.

يتحكم معالج دقيق في حركة ساق الصمام، ويرسل أوامر إلى محرك دقيق. وتحتوي علبة رأس منظم الحرارة على شاشة عرض بلورية سائلة (LCD) لعرض معلومات إضافية وافرة.

يعمل الجهاز أيضاً كمبرمج. باستخدام البرنامج، يمكنك ضبط إعدادات درجة حرارة أجهزة التدفئة حسب الساعة، ووقت اليوم، ويوم الأسبوع، والشهر.

فعلى سبيل المثال، عندما يكون المنزل خالياً خلال النهار، يكون من الموفر خفض درجة الحرارة الداخلية، وكذلك في الليل. وينطبق الأمر نفسه عندما يكون السكان مسافرين في إجازة لعدة أيام.

مزود بمستشعر درجة حرارة عن بعد

يُعدّ الصمام الحراري المزود بمستشعر حرارة عن بُعد مفيدًا عند الحاجة إلى تسجيل درجة حرارة الهواء في منطقة محددة من الغرفة، على سبيل المثال، لأحواض زراعية معينة في دفيئة أو غرفة تجفيف في ورشة عمل. ويتكون المستشعر نفسه من كبسولة مملوءة بسائل ذي تمدد حراري عالٍ.

يتصل الحساس برأس حراري عبر أنبوب شعري. عند تسخينه، يضغط السائل الموجود في الأنبوب على ساق الصمام، مما يقطع تدفق سائل التبريد إلى المبرد. وعند تبريده، يُسحب السائل، ويرتفع ساق الصمام.

مادة التصنيع

صمامات التحكم في المشعات مصنوعة من معادن مقاومة للتآكل. أما منظمات الحرارة فهي مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والبرونز والنحاس الأصفر مع طلاء من الكروم والنيكل المجلفن.

تُعدّ الصمامات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أغلى المنتجات. أما الصمامات المصنوعة من النحاس الأصفر والبرونز فهي الأكثر شيوعاً في السوق.

تركيب صمام حراري لنظام أنبوب واحد

يمكن تشبيه نظام التدفئة أحادي الأنبوب بسلسلة من الأشياء المتصلة ببعضها. يتدفق سائل التبريد من مشعاع إلى آخر عبر أنبوب واحد. يدخل الماء الساخن إلى المشعاع من الفتحة العلوية ويخرج من المخرج السفلي.

يمكن افتراض أن درجة حرارة التسخين في آخر جهاز تدفئة ستكون أقل بكثير من درجة حرارة أول مشعاع في سلسلة التدفئة. ولتجنب فقدان الحرارة بشكل ملحوظ في كل جهاز تدفئة لاحق، يتم توصيل أنبوب التغذية وأنبوب الإرجاع قبل المشعاع بوصلة جانبية تعمل كخط جانبي.

عندما يسد الصمام الحراري تدفق سائل التبريد تمامًا، يبدأ الماء الساخن في الدوران عبر وصلة التوصيل دون فقدان الطاقة الحرارية.

تركيب صمام حراري في نظام أنبوب واحد

يحدث هذا على النحو التالي:

1. يتم تصريف المياه من النظام.
2. يتم قطع أنبوب الإمداد العلوي باستخدام شعلة أوكسي أسيتيلين أو جلاخة زاوية إلى حجم الوحدة الحرارية المدمجة.
3. يتم قطع سن لولبي على الأنبوب المتبقي من الرادياتير ويتم تثبيت منظم الحرارة باستخدام شريط دخان أو ألياف الكتان كمادة مانعة للتسرب.
4. من الجانب الآخر، يتم تثبيت "أمريكي" (تركيبة مزودة بوصلة وصامولة ربط) على الخيط المقطوع، مما يؤدي إلى إحكام إغلاق الوصلات بلفافة من الكتان.
5. يتم تثبيت صامولة الوصلة على مخرج الصمام الحراري.
6. إذا لم يكن هناك وصلة، يتم قطعها بين الأنابيب باستخدام شعلة أوكسي أسيتيلين، باستخدام قسم أنبوب صغير القطر لهذا الغرض.
7. افتح الصنبور الموجود على أنبوب الرفع وتحقق من إحكام توصيلات وحدة الرادياتير.

تركيب صمام حراري في نظام ذي أنبوبين

في أنظمة الأنابيب المزدوجة، يتم توصيل كل مشعاع بشكل مستقل بالأنبوب الصاعد. أما أجهزة التدفئة فتتصل بأنابيب الإمداد والعودة.

تُركّب الصمامات الحرارية بنفس طريقة تركيبها في أنظمة التدفئة أحادية الأنبوب، والفرق الوحيد هو عدم وجود وصلات. تركيب وصلة جانبية أمرٌ غير مجدٍ ومستحيل.

تعديل

هناك طريقة بسيطة لضبط صمام منظم حرارة الرادياتير باستخدام مقياس حرارة الغرفة. قبل ضبط الجهاز، عليك معرفة درجة حرارة الغرفة المريحة بدقة. لنفترض أنها ٢٢ درجة. اتبع الخطوات التالية:

• مع فتح الصمام، سجل القراءات على مقياس حرارة الغرفة؛
• تم إغلاق منظم الحرارة بالكامل، ومن المتوقع أن تصل درجة الحرارة على مقياس الحرارة إلى 22 درجة؛
• يتم إزالة غطاء المقبض من الصمام وإعادته بحيث تتوافق العلامة مع وضع الفتح الكامل لمنظم الحرارة؛
• عن طريق فتح فتحة المرور في الصمام تدريجياً، يتم إدخال سائل التبريد إلى الرادياتير، ويصبح غلاف منظم الحرارة دافئًا.

بهذا يكتمل إعداد منظم الحرارة.

توصيات التشغيل

ينصح الخبراء بما يلي:

• يجب أن يتطابق اتجاه حركة الماء مع السهم الموجود على جسم الجهاز؛
• في حالة ظهور تسريبات في الوصلات، يتم تفكيك وحدة الرادياتير وإعادة تجميعها باستخدام مانع تسرب جديد؛
• بعد فترة زمنية معينة، تحقق من صحة إعدادات صمام التحكم الحراري؛
• يجب التأكد من أن رأس منظم الحرارة غير محجوب بالأثاث؛
• يجب عدم تعريض منظم الحرارة لأشعة الشمس المباشرة؛
• عند تهوية الغرفة، يتم إغلاق الصمام؛
• قبل موسم التدفئة، يجب أن تكون منظمات الحرارة في وضع الفتح لمنع التصاق كأس الجذع بمقعد الصمام؛
• يجب الحفاظ على رأس الجهاز الحراري نظيفًا وجافًا.

الأخطاء الشائعة

يجب أن يكون رأس منظم الحرارة على اتصال مباشر بهواء الغرفة وأن يستجيب بدقة لتغيرات درجة الحرارة. فيما يلي بعض الأخطاء الشائعة عند تركيب منظم الحرارة.

1. تم تركيب رأس صمام التحكم بشكل عمودي. سيؤدي ذلك إلى نفخ المنفاخ الحساس بواسطة هواء ساخن من أنبوب الإمداد، وهو ما لن يتوافق مع درجة الحرارة الفعلية في جميع أنحاء الغرفة.
2. يُركّب الجهاز على الجانب المقابل لاتجاه التدفق. ويشير سهم على جسم كل منظم حرارة إلى اتجاه تدفق سائل التبريد.
3. لا تسدّ صمام منظم الحرارة بالأثاث أو أي أجسام أخرى. يجب أن يكون للجهاز منفذ هواء حر.
4. يجب عدم تركيب الجهاز بحيث يكون تحت عتبة نافذة عريضة أو في أي تجويف.

تؤدي الأخطاء في تركيب صمام التحكم الحراري إلى تعرض الجهاز لارتفاع درجة حرارة الغرفة. وهذا بدوره يؤدي إلى خلل في عمل مستشعر درجة الحرارة، مما يسبب شعوراً بعدم الراحة في الغرفة.

ميزات الاختيار

عند اختيار نموذج صمام حراري لمشع التدفئة، يتم أخذ الخصائص التالية في الاعتبار.

مادة

تعتبر منظمات الحرارة ذات الهياكل المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ من أفضل الأجهزة، ولكنها أيضاً الأغلى ثمناً.

عند اختيار منتجات أرخص مصنوعة من النحاس الأصفر والبرونز المجلفن، يجب عليك الاختيار من الشركات المصنعة ذات السمعة الطيبة.

طريقة التنفيذ

بحسب طريقة توصيل المبرد، يتم اختيار جهاز توصيل مباشر أو محوري أو بزاوية. وقد تم شرح ذلك بالتفصيل أعلاه. أما بالنسبة لوصلات التوصيل المعقدة، فتُستخدم صمامات ثلاثية الاتجاهات.

عند شراء جهاز، يجب التأكد من أن الصمام الحراري مصمم للتوصيل بنظام تدفئة ذي أنبوب واحد أو أنبوبين.

نوع المستشعر

تُعد أجهزة استشعار الغاز الأكثر شيوعًا، تليها الأجهزة التي تعمل بالسوائل.

وتختتم القائمة بمجسات درجة حرارة البارافين.

خاتمة

سيؤدي تركيب صمامات حرارية بلا شك إلى توفير كبير في استهلاك الطاقة اللازمة لتدفئة منزلك. إضافةً إلى خفض نفقاتك، سيظل منزلك مريحًا دائمًا.

كلما زادت مساحة المنزل أو الشقة، زادت جدوى استخدام المعدات الحرارية لتدفئة المشعات.