أرضيات مُدفأة كهربائيا لم تعد تُعتبر شيئاً غير عادي، بل أصبحت شائعة في المنازل الخاصة والشقق السكنية في الأبراج العالية. مع ذلك، فإن ارتفاع أسعار الكهرباء يجعلها باهظة الثمن بالنسبة للكثيرين.
لكن هناك حل: استخدام كابل تسخين ذاتي التنظيم للتدفئة تحت الأرضية، مما يسمح بتوفير الطاقة.
- ما هو نظام التدفئة الأرضية ذاتي التنظيم؟
- كابلات التسخين للتدفئة الأرضية - أنواعها وخصائصها
- كابل تسخين مقاوم
- حصائر التدفئة
- كابل ذاتي التنظيم
- هل يمكن استخدام الكابلات ذاتية التنظيم للتدفئة الأرضية؟
- ميزات التطبيق
- مزايا وعيوب الكابلات ذاتية التنظيم
- أي كابل يجب أن أختار؟
- كيفية حساب الطاقة وكمية الكابلات اللازمة لتدفئة غرفة
- حساب الطاقة
- تحديد طول خط الكنتور
- تركيب نظام تدفئة أرضية كهربائي مزود بكابل ذاتي التنظيم
- دروس فيديو
ما هو نظام التدفئة الأرضية ذاتي التنظيم؟
في مجال تسخين ذاتي التنظيم، يشبه الكابل كابلًا بسيطًا معزولًا ثنائي الأسلاك، حيث يشكل السلكان المتوازيان دائرة مغلقة. وهو مزود بقضبان توصيل تساعد على توزيع الجهد على طوله بالكامل.
تحمي الخصائص الهيكلية للأرضية من ارتفاع درجة الحرارة. كما أن وجود مصفوفة موصلة يسمح بتوجيه الكابلات بطريقة تمنع وجود مناطق باردة.
إذا ارتفعت درجة حرارة المادة الأساسية، يقل عدد الوصلات الموصلة، مما يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي. وعندما تبرد الأرضية، يعود التيار الكهربائي.
من السمات المميزة للأرضية ذاتية التنظيم أنها تستطيع تنظيم مصدر الطاقة بنفسها بناءً على مستوى التدفئة.
اكتشف كيف اتصل أو أصلح نظام التدفئة الأرضية الكهربائية بنفسك.
كابلات التسخين للتدفئة الأرضية - أنواعها وخصائصها
اليوم، تتنوع منتجات الكابلات بشكل كبير. وهي مقسمة إلى مجموعات بناءً على استخدامها المقصود، وقدرتها على تحمل الطاقة، والمادة المصنوعة منها.
كابل تسخين مقاوم
يتميز كابل التسخين هذا بحمل نشط وشكل طولي. يتمتع الموصل بمقاومة ثابتة أعلى من مقاومة أسلاك الطاقة والتركيب. يتم التسخين بواسطة موصلات تسخين معزولة من النحاس أو سبيكة خاصة. بالإضافة إلى ذلك، المنتج مزود بغطاء واقٍ من النحاس أو رقائق معدنية مع موصل تصريف.
وظائف الشاشة:
- يقلل من الإشعاع الكهرومغناطيسي، الموجود بالضرورة في الموصل الذي يحمل التيار الكهربائي.
- يقوم هذا الجهاز بتأريض الدائرة الكهربائية، وفي حال حدوث خلل في العزل، يتم تمرير التيار الكهربائي عبر الغلاف الواقي إلى الأرض، مما يحمي الأشخاص من الصدمات الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، يتم فصل قواطع الدائرة الكهربائية وأجهزة الحماية من التسرب الأرضي.
منتجات الكابلات المقاومة هي:
- أحادي النواة – يحتوي على نواة واحدة فقط تحمل التيار. يُعد هذا النوع من أرخص الأنواع، لكن تركيبه معقد نوعًا ما، إذ يجب توصيل طرفيه بنقطة واحدة ثم توصيلهما بمنظم الحرارة.
- يتكون الكابل ثنائي الأسلاك من سلكين متوازيين مغلفين بغلاف واقٍ. يمكن أن تكون الأسلاك من أنواع مختلفة، بما في ذلك سلكان للتسخين أو سلك تسخين وسلك تغذية. في نهاية الكابل، يربط غلاف السلكين ويعزلهما. تتميز هذه الطريقة بسهولة التوصيل، حيث يكفي مدّ الكابل وفقًا للتصميم المطلوب، دون الحاجة إلى توصيل الطرف الآخر بمنظم الحرارة. علاوة على ذلك، يُصدر الكابل ثنائي الأسلاك موجات كهرومغناطيسية ضئيلة. وبطبيعة الحال، يكون سعر منتجات الكابلات أعلى بكثير.
يتم إنتاج الكابلات المقاومة على شكل أقسام جاهزة.تتميز هذه الكابلات بحجم ثابت لا يمكن تغييره. وتتمثل الخاصية الرئيسية لأي كابل في قدرته النوعية للمتر الواحد، والتي يجب أن تتراوح بين 10 و20 واط/متر. ويُعدّ تجاوز هذه القيمة غير مقبول، إذ قد يؤدي إلى تلف عناصر التسخين.
يُحدد طول الجزء المطلوب بناءً على الحسابات المُجراة. ولأن الكابل متوفر بأطوال مختلفة، من 10 إلى 110 أمتار، فإن اختيار الطول المناسب أمرٌ سهل. يُباع المنتج أحيانًا ملفوفًا على بكرات، يُمكن قص أي طول من السلك منها.
مزايا هذا النموذج:
- سعر معقول.
- ثبات الخصائص الرئيسية.
- لا يوجد تيار بدء التشغيل، لذلك لا حاجة لتركيب قواطع دوائر خاصة.
لكن للكابلات المقاومة عيوبها أيضاً:
- إذا لم يتم التثبيت بشكل صحيح، فهناك خطر ارتفاع درجة الحرارة، مما قد يتسبب في تعطل النظام.
- لا يمكن تغيير طول السلك دون تعديل خصائصه.
- من الضروري ضمان مؤشرات نقل الحرارة المطلوبة.
كابل المنطقة المقاومة
مع تطور صناعة الكابلات، تم ابتكار نموذج كابل مقاوم مقطعي - النوع المناطقي. يوجد موصلان معزولان في المركز، ملفوفان بسلك حلزوني عالي الجهد. يتصل هذا السلك بأحد الموصلين المركزيين بدوره كل متر. جميع المقاطع مستقلة.
من بين الجوانب الإيجابية للكابلات الموزعة، يمكن ملاحظة ما يلي:
- نفس القدرة النوعية على طول كامل طولها؛
- لا يتطلب بدء التشغيل تيارات كبيرة؛
- ثبات الخصائص.
عيوب هذا النوع:
- من الممكن حدوث ارتفاع موضعي في درجة الحرارة؛
- متطلبات نقل الحرارة؛
- التكلفة هي الأعلى، على عكس السلك المقاوم المعتاد.
حصائر التدفئة
الحصائر الحرارية عبارة عن هيكل يتكون من كابل مثبت على شبكة خاصة بمسافة محددة. يُسهّل استخدام هذه الحصائر تركيب التدفئة الأرضية؛ ببساطة، تُفرد على سطح مستوٍ. ويمكن وضعها في طبقة من مادة لاصقة للبلاط. كما يمكن استخدام أنواع مختلفة من الكابلات في هذه الحصائر.
هام! عند تثبيتها في طبقة من المادة اللاصقة، تجنب تكوين فقاعات الهواء، لأن ذلك قد يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة الموضعية.
تتمثل العيوب الرئيسية لحصائر التدفئة في صعوبة تركيبها في الغرف ذات التصميمات غير القياسية والمعقدة هندسيًا.
كابل ذاتي التنظيم
يُعدّ كابل التسخين ذاتي التنظيم النوع الأكثر تطوراً من الناحية التكنولوجية لأنظمة التدفئة الأرضية، حيث يمكنه ضبط درجة الحرارة بناءً على درجة حرارة الغرفة.
يتكون النموذج المعروض من موصلين بينهما مادة بوليمرية تعمل كشبه موصل. وهو يشبه الكابل التقليدي، ولكنه مسطح وليس دائريًا، ويمكن أن يكون بأطوال مختلفة.
يؤدي انخفاض درجة الحرارة إلى انكماش المادة الأساسية، مما يخلق مسارات توصيل حراري ذات مقاومة متزايدة. ويؤدي التيار المتدفق إلى تسخين المادة الأساسية والكابل.
عندما ترتفع درجة حرارة التدفئة فوق المستوى المطلوب، يتمدد البوليمر ويقل عدد مسارات التيار، حتى يصبح قليلاً جداً، ويتوقف التدفئة الأرضية. تعمل جميع الأجزاء بشكل مستقل.
تُحمى أشباه الموصلات بطبقة عازلة مقاومة للحرارة. ثم يأتي غلاف من النحاس أو الفولاذ، مغطى بطبقة عازلة إضافية. يجب اختيار كل كابل بناءً على خصائصه التشغيلية.
هل يمكن استخدام الكابلات ذاتية التنظيم للتدفئة الأرضية؟
تتمثل الوظيفة الرئيسية لكابل التسخين ذاتي التنظيم في تقليل الطاقة المُزوَّدة عند الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة، دون المساس بجودة أو انتظام التسخين السطحي. هذه الميزة تجعله مثاليًا لأنظمة التدفئة الأرضية في أي غرفة، من غرف المعيشة إلى الحمامات والمراحيض.
علاوة على ذلك، إذا كان لديك نظام تدفئة أرضية مزود بكابل ذاتي التنظيم، يمكنك إعادة ترتيب الأثاث في شقتك، حيث يُمكنه تنظيم مستوى التدفئة، على عكس الكابل المقاوم. هذا يعني أن التدفئة قد تنخفض تحت الأثاث الثقيل. مع الكابل المقاوم، لا يمكنك ضبط كمية الحرارة المنبعثة، مما قد يتسبب في ارتفاع درجة حرارة السطح بشكل مفرط، وبالتالي تعطل النظام.
ومن الجدير بالذكر أيضاً سهولة تركيب الأرضيات ذاتية التسوية، حيث يمكن قطع السلك الكهربائي في أي مكان وإحكام إغلاق طرفه يدوياً. علاوة على ذلك، فإن جميع التوصيلات، إذا تم تركيبها بشكل صحيح، يمكن أن تدوم لسنوات.
بطبيعة الحال، وكأي نظام أرضي كهربائي، يجب توصيل النظام ذاتي التنظيم بمصدر الطاقة وفقًا لجميع معايير الحماية القياسية. وهذا يعني أن النظام يجب أن يحتوي على قاطع دارة كهربائية وقاطع تيار تفاضلي (RCD) بتيار تسريب لا يتجاوز 30 مللي أمبير. يجب أن يكون كابل النظام ذاتي التنظيم محميًا ومصنفًا بقدرة 30-40 واط. يجب تركيب عنصر التسخين على مسافة 15-20 سم.
ملاحظة: من الإنجازات الكبيرة استخدام خصائص التنظيم الذاتي للمادة في أرضيات الأغشية.
في السابق، كانت هذه الميزة مستحيلة بسبب صغر حجم الفيلم. أما اليوم، فيتم إنتاج أفلام الأشعة تحت الحمراء بقدرة تنظيم ذاتي بنسبة 30% في كوريا.
ميزات التطبيق
ومع ذلك، وعلى الرغم من سهولة تركيب نظام التدفئة الأرضية ذاتي التنظيم، إلا أنه ينبغي ملاحظة بعض خصائص بنائه:
- يجب إجراء عملية القطع أثناء تركيب نظام التدفئة الأرضية. يتراوح طول حلقة التحكم الذاتي من بضعة سنتيمترات إلى عدة عشرات من الأمتار. ويختلف الحد الأقصى للطول باختلاف أنواع الأسلاك، حيث يتراوح بين 70 و160 مترًا.
- عند تركيب أنظمة التدفئة الأرضية المزودة بكابلات ذاتية التنظيم، يجب مراعاة وجود فرق كبير في التيار بين القيم الاسمية وقيم بدء التشغيل، يتراوح بين ضعفين إلى أربعة أضعاف. ينبغي أخذ هذا الأمر في الحسبان عند اختيار أجهزة التحكم.
باتباع هذه النصائح من الخبراء، يمكنك تركيب نظام التدفئة الأرضية بنفسك بشكل صحيح.
مزايا وعيوب الكابلات ذاتية التنظيم
عند التخطيط لتركيب نظام تدفئة أرضية ذاتي التنظيم، ضع في اعتبارك أن تكلفة الموصل مرتفعة، أعلى بكثير من تكلفة الأسلاك العادية. مع ذلك، بتصميم مناسب، لن تتجاوز تكلفة هذا النظام 40% زيادة. على الرغم من ذلك، يُعتبر النظام فعالاً من حيث التكلفة، وستُسترد تكاليف التركيب بسرعة.
المزايا الرئيسية للأرضيات المدفأة ذاتية التنظيم:
- يتميز هذا السلك بموثوقية عالية، على عكس الأسلاك المقاومة. فهو لا يسخن، مما يقلل من خطر نشوب حريق أو حدوث عطل.
- لا تقتصر دائرة التسخين على طول محدد، مما يسمح بوضعها على أي مساحة، حتى لو كانت أقل من متر، وهو أمر غير ممكن مع الأسلاك التقليدية.
- سهولة التركيب باستخدام منظمات بسيطة.
- يمكن استخدامها في المناطق التي يُحظر فيها استخدام الأجهزة المتفجرة.
- توفير الطاقة حيث يتم تدفئة المناطق الباردة فقط.
- استقلال القدرة النوعية عن الطول.
- لا تؤثر الأخطاء أثناء التركيب على جودة الأرضية، وحتى التداخلات لا تؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة.
تجدر الإشارة إلى أن الأرضيات ذاتية التسوية لها عيوبها أيضاً:
- سعر مرتفع؛
- لا تستطيع تدفئة الغرفة بأكملها، بل سطح الأرضية فقط؛
- إمكانية التركيب فقط في طبقة تسوية لا تقل عن 35 مم؛
- التآكل الدوري للمادة المولدة للحرارة؛
- عمر الخدمة لا يتجاوز 10 سنوات؛
- تكون تيارات بدء تشغيل مثل هذا الكابل عالية، خاصة إذا كانت هناك أقسام باردة كبيرة، ولهذا السبب هناك حاجة إلى قواطع الدائرة من الفئة C.
هام! من المهم مراعاة قراءات وحدات الحماية في وحدة التغذية الكهربائية. إذا كانت درجة الحرارة المحيطة بالكابل منخفضة، فسيكون تيار البدء أعلى بمقدار 1.5 مرة من تيار التشغيل.
أي كابل يجب أن أختار؟
لا يتأثر اختيار منتج الكابلات بمواصفاته فحسب، بل أيضاً بسمعة الشركة المصنعة. لذا، يُنصح باختيار الشركات المصنعة ذات السمعة الطيبة التي تنتج منتجات عالية الجودة.
ومن بين هؤلاء المصنّعين، يمكن الإشارة إلى الشركات التالية:
- تُنتج شركة ديفي (الدنمارك) كابلات التسخين المقاومة ديفيفليكس 18T، المصممة لأنظمة التدفئة الأرضية الأساسية أو الثانوية. يبلغ طول الكابل المرفق 105 أمتار، وقدرته 1880 واط. تتميز منتجات الشركة بالموثوقية والجودة، مع ضمان يصل إلى 20 عامًا.
- تُنتج شركة سيل هيت (إسبانيا) أجهزةً فعّالة وبأسعار معقولة تُوفّر بيئة داخلية مريحة. المنتج الرئيسي للشركة هو كابل ثنائي الأسلاك مُغطّى بطبقة واقية، بقدرة خرج تتراوح بين 220 و230 واط. ويُقدّم المُصنّع ضمانًا على هذا المنتج لمدة 16 عامًا.
- مجموعة الأنظمة الحرارية (روسيا) شركة موثوقة متخصصة في إنتاج كابلات التدفئة للأرضيات، بما في ذلك الكابلات ذاتية التنظيم والمقاومة. تُصنع منتجاتنا باستخدام أحدث المعدات والتقنيات المتطورة، كما تتميز بأسعارها التنافسية.
كيفية حساب الطاقة وكمية الكابلات اللازمة لتدفئة غرفة
قبل تركيب نظام تدفئة أرضية ذاتي التنظيم، يجب حساب الطاقة وطول الدائرة الكهربائية. كما نقترح معرفة كم يستهلك نظام التدفئة الأرضية من الكهرباء لكل متر مربع؟ في الساعة، في الشهر.
حساب الطاقة
عند حساب الناتج الحراري لنظام تدفئة ذاتي التنظيم، من المهم مراعاة متطلبات التدفئة المحددة. وهذا يعني أن التدفئة الأرضية ستكون المصدر الرئيسي أو الإضافي للحرارة.
مع ذلك، وكما ذُكر سابقاً، يقوم سلك التسخين ذاتي التنظيم بتفريغ الجهد الكهربائي دورياً للحفاظ على سطح أرضية مريح. لذا، لن تكون الحرارة الناتجة كافية لتدفئة الغرفة، ولا يُنصح باستخدام أرضية التسخين ذاتي التنظيم كعنصر تسخين رئيسي.
للحصول على تدفئة إضافية، يُنصح باستخدام كابل بقدرة لا تقل عن 110-140 واط لكل متر مربع لهذا النوع من الأرضيات. علاوة على ذلك، ولضمان التدفئة الكافية، يلزم وجود عزل حراري.
يُعدّ حجم الغرفة التي سيتم تركيب عنصر التسخين فيها عاملاً مهماً أيضاً. لا يُنصح بوضع عنصر التسخين تحت قطع الأثاث الثقيلة أو تجهيزات السباكة، لأن ذلك سيؤدي إلى هدر الطاقة.
وبناءً على ذلك، تبدو عملية حساب الحمل كالتالي: يتم ضرب مساحة الغرفة المدفأة بالمعيار لكل متر مربع.
تحديد طول خط الكنتور
لحساب حجم القناة المطلوبة، يُرجى الرجوع إلى ورقة بيانات المنتج الخاصة بالكابل. تُحدد هذه الورقة قدرة التيار لكل متر من السلك، والتي تتراوح بين 5 و150 واط. ويعود هذا النطاق الواسع في قدرة الجهد للكابلات ذاتية التنظيم إلى تنوع استخداماتها.
لنستعرض كيفية تحديد طول دائرة التدفئة باستخدام مثال. لتسخين سلك كهربائي إلى 28 درجة مئوية وأسفل غطاء الأرضية إلى 25 درجة مئوية، يلزم سلك طاقة بقدرة 17 واط. وبالتالي، لمساحة 10 أمتار مربعة، يلزم 70 مترًا من دائرة التدفئة.
تركيب نظام تدفئة أرضية كهربائي مزود بكابل ذاتي التنظيم
يجب أن تبدأ عملية تركيب أي أرضية مُدفأة بشراء المواد اللازمة، وفقًا للحسابات التي تم إجراؤها.
إن عملية تركيب هيكل التدفئة المزود بكابل ذاتي التنظيم تشبه عملية تركيب أي نظام تدفئة أرضية كهربائية:
- قم بتركيب منظم الحرارة. حدد موقعه على الحائط، على ارتفاع 30 سم على الأقل من الأرضية، ويفضل أن يكون بالقرب من مفتاح الإضاءة. اصنع تجويفًا في الحائط، ثم ثبّت منظم الحرارة فيه. اقطع قناة من التجويف إلى الأرضية، ثم أدخل خرطومًا مموجًا.
- تم تجهيز القاعدة، ويجب تسويتها وإزالة الأنقاض منها. إذا كانت الأرضية غير مستوية بشكل ملحوظ، فمن الأفضل صب طبقة رقيقة من مادة التسوية الخاصة بالأرضيات الفرعية.
- تُنفذ أعمال العزل المائي والحراري بوضع طبقتين من المواد. أولاً، تُوضع طبقة عازلة للماء، كغشاء البولي إيثيلين مثلاً، تليها طبقة عازلة للحرارة، يُفضل أن تكون ذات سطح معدني. قبل التركيب، يُغلق محيط الغرفة بشريط عازل لتعويض التمدد الحراري للخرسانة عند تسخينها.
- يُمدد الكابل ذاتي التنظيم وفقًا للنمط المُخطط له (على شكل ثعبان أو حلزون). يجب أن يكون الكابل متصلًا، بدءًا من منظم الحرارة. تُعد المسافة بين عناصر التسخين بالغة الأهمية؛ فكلما كانت المسافة أصغر، زادت سرعة تسخين الأرضية، بينما تؤدي المسافة الأكبر إلى ظهور مناطق باردة. المسافة المُوصى بها من الجدران هي 15 سم.
يتم تثبيت الكابل على شبكة التقوية، التي توضع على العزل الحراري، أو على الركيزة باستخدام شريط لاصق خاص.
- يتم تركيب حساس حرارة أرضية، ويجب توصيل سلكه الكهربائي بمنظم الحرارة عبر أنبوب مموج. يُركّب الحساس في منتصف الغرفة، بين السلكين.
- تُصبّ طبقة التسوية النهائية - يجب ألا يقل سمك طبقة الخرسانة عن 6 سم. تُصبّ الأرضية دفعة واحدة، وبعد تسوية الملاط، يُترك سطح الخرسانة لمدة 4 أسابيع حتى يتصلب تمامًا.
هام! لا تقم بتطبيق طبقة التسوية إلا بعد التأكد من سلامة عمل الكابل. يتم فحص مقاومة السلك باستخدام جهاز اختبار. يجب أن تتطابق القراءة مع المواصفات، مع السماح بانحراف بنسبة 10%.
- يتم توصيل عنصر التسخين بالثرموستات باستخدام مشابك خاصة.
- يتم وضع الغطاء النهائي - أي مادة (بلاط، أو أرضيات خشبية) يمكن أن تكون مجاورة للتدفئة.
يُعدّ استخدام الكابلات ذاتية التنظيم في أنظمة التدفئة الأرضية حلاً اقتصادياً ومريحاً. يمنع هذا التصميم خطر ارتفاع درجة حرارة عنصر التسخين، مما يجعله أكثر أماناً. كما أن إمكانية تنظيم درجة الحرارة بشكل مستقل تُسهّل خلق جو مريح في المنزل.
ما الغرض من منظم الحرارة إذا كان الكابل ذاتي التنظيم؟
مرحباً. لا ينقطع التيار الكهربائي تماماً عن الكابل ذاتي التنظيم عند ارتفاع درجة حرارته، بل يستمر في استهلاك الكهرباء. يعمل منظم الحرارة على توفير الطاقة وحماية الكابل من السخونة الزائدة.