يُعدّ التدفئة مشكلة ملحة في معظم مدن بلادنا. فالتدفئة المركزية لا توفر دائمًا الراحة الكافية، لذا يفكر الكثيرون في تركيب نظام تدفئة مستقل.
أحد الخيارات المتاحة لهذا النوع من التدفئة هو تركيب نظام تدفئة تحت الأرضية باستخدام سخان مياه.
هل من الممكن توصيل نظام التدفئة الأرضية بالغلاية أم لا؟
عند تركيب أرضيات مُدفأة بالماء، ينبغي على مالكي الشقق أو المنازل الخاصة ما يلي:
- قم بإنشاء هيكل يقوم بتسخين الهواء في الغرفة إلى المستوى المطلوب؛
- اختر خيارًا فعالًا من حيث التكلفة من حيث التركيب والتشغيل، والذي لن يكلف الكثير.
ننصحك بالتحقق من ذلك مسبقاً هيكل ومبدأ تشغيل الأرضية المُدفأة بالماء وإمكانية دمج النظام مع أجهزة مختلفة (المشعات، والصمامات ثلاثية الاتجاه وثنائية الاتجاه، وما إلى ذلك).
تُستخدم الغلايات التي تعمل بالغاز أو الكهرباء لتسخين سائل التبريد. تُركّب غلايات الغاز في أغلب الأحيان في المنازل الخاصة، ولا يُمكن تركيبها في الشقق المزودة بنظام تدفئة مركزية.
علاوة على ذلك، يتطلب توصيل النظام بنظام التدفئة الرئيسي تصريحًا خاصًا. لذلك، ثمة حاجة إلى حل بديل، وهو تركيب غلاية كهربائية.
الغلاية جهاز يُستخدم لتسخين المياه بالكهرباء للأغراض المنزلية. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنها لم تُصمم أصلاً لتسخين المياه لأنظمة التدفئة الأرضية. لذا، فإن استخدامها لهذا الغرض سيُعرّضها لضغط إضافي، ما قد يؤدي إلى تعطلها.
مع أنه لا يزال من الممكن تشغيل نظام التدفئة الأرضية باستخدام سخان مياه، إلا أنه لن يُدفئ مساحات واسعة. هذا الخيار مثالي فقط للحمامات أو المراحيض.
يرجى الملاحظة! من الضروري حساب الحمل على السخان الكهربائي بشكل صحيح.
أنواع الغلايات
سخان الماء عبارة عن غلاية كهربائية مزودة بخزان لتخزين الماء الساخن. تُستخدم التصاميم التي تصل سعتها إلى 100 لتر للأغراض المنزلية، بينما تُستخدم التصاميم التي تصل سعتها إلى 300 لتر للأغراض الصناعية. يُنصح باستخدام النوع الصناعي لأنظمة التدفئة الأرضية.
بحسب تصميمها، يمكن أن تكون الغلايات فورية أو تخزينية.
التدفق
سخان الماء ذو التدفق المستمر عبارة عن خزان صغير مزود بعنصر تسخين مربع الشكل يتصل بمصدر الماء البارد. عند تشغيله، يسخن الماء على الفور تقريبًا. تبلغ قدرة هذه السخانات من 6 إلى 10 كيلوواط، لذا فهي تشكل حملاً كبيرًا على النظام الكهربائي.
سخان المياه ذو التدفق المستمر غير مناسب للتدفئة تحت الأرضية.
التراكمي
سخان التخزين عبارة عن حاوية ذات غلافين، بينهما طبقة واقية من مادة عازلة للحرارة (رغوة البولي يوريثان). الغلاف الخارجي مصنوع من الفولاذ المطلي بالمينا.
يُطلى السطح الداخلي للقارورة بمينا زجاجي، يتم رشه بتقنية الرش، مما ينتج عنه سطح أملس مقاوم للترسبات الكلسية. علاوة على ذلك، لا يتأثر المينا بالأملاح الموجودة في الماء ولا يتعرض للتآكل.
تحتوي بعض الطرازات على طبقة داخلية مصنوعة من الخزف الزجاجي بدلاً من المينا الزجاجية. يتميز السطح بجودة عالية، لكن قد تظهر عليه تشققات عند تعرضه لدرجات حرارة عالية لفترات طويلة. مع ذلك، يضمن المصنعون أن الجهاز سيعمل بكفاءة لمدة لا تقل عن عشر سنوات.
يُستخدم نوع آخر من الطلاء في الغلايات، وهو الفولاذ المقاوم للصدأ المطلي بالتيتانيوم، والذي يتحمل درجات الحرارة العالية. ويدوم سخان الماء المطلي بهذا النوع من الطلاء لسنوات عديدة.
يوجد عنصر تسخين (سخان أنبوبي) داخل الخزان، يقوم بتسخين سائل التبريد. ويُحاط عنصر التسخين بأنبوب معدني، مما يمنع تراكم الترسبات الكلسية عليه. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي الخزان على مصعد مغناطيسي - وهو عبارة عن قضيب يحتوي على جسيمات موجبة الشحنة تعمل على معادلة الشحنة السالبة.
يساعد ذلك على تقليل التآكل. يتطلب القضيب استبدالاً دورياً، لأنه يتآكل بسرعة. سخان الماء مزود بأنابيب لتزويد الماء البارد وتصريف الماء الساخن.
يرجى الملاحظة! تتوفر الآن في الأسواق سخانات مياه كهربائية بسعات تتراوح بين 250 و300 لتر، مصممة خصيصًا للاستخدام في أنظمة التدفئة. وتختلف هذه السخانات في موقع وحجم فتحتي التغذية والرجوع.
تتراوح القدرة القياسية لنماذج التخزين بين 1.5 و 3 كيلوواط. يشبه الجهاز الترمس؛ حيث يتم تسخين الماء ثم تبريده ببطء، مما يحافظ على درجة حرارة عالية لفترة طويلة.
تتميز هذه الأنواع أيضاً بمنظم حرارة، مما يسمح لك بضبط درجة حرارة التدفئة المطلوبة للتدفئة الأرضية. وبمجرد الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة، يتوقف المرجل تلقائياً، مما يعزز كفاءة استهلاك الطاقة.
تتوفر الغلايات بتصميمات أفقية ورأسية. يُنصح باستخدام التصميم الرأسي لأنظمة التدفئة الأرضية.
من المهم معرفة ذلك! لتسخين 15 لترًا من الماء إلى 60 درجة مئوية، ستحتاج إلى عنصر تسخين بقدرة 1 كيلوواط، ويستغرق ذلك ساعة واحدة. أما خزان سعة 100 لتر، فسيصل إلى هذه الدرجة في غضون 3 ساعات باستخدام عنصر تسخين بقدرة 3 كيلوواط.
كيف يعمل سخان الماء
يعمل الغلاية الكهربائية عن طريق خلط سائل التبريد البارد والساخن. يرتفع الماء الساخن إلى الأعلى، بينما يبقى الماء البارد في الأسفل حيث يتم تسخينه.
تتم عملية تشغيل سخان المياه على النحو التالي:
- يُملأ خزان التخزين بالماء عبر وصلة خاصة. ويُجهز المدخل بصمام أمان يحجز السائل ويمنعه من التدفق العكسي.
- يتم ضبط درجة الحرارة المطلوبة على منظم الحرارة، ولكن ليس أكثر من 80 درجة.
- يتم تشغيل عنصر التسخين تلقائيًا ويبدأ تسخين الماء.
- يرتفع السائل الساخن إلى الأعلى ويتم إطلاقه من خلال أنبوب السحب الموجود في أعلى الخزان.
- ينتقل سائل التبريد عبر أنبوب السحب إلى خط أنابيب الأرضية.
أي نوع من الغلايات يجب أن أختار؟
سخان الماء الكهربائي ذو التدفق المستمر غير مناسب عملياً لأنظمة التدفئة الأرضية. عيبه الرئيسي هو استهلاكه الكبير للطاقة.
الخيار الأمثل للتدفئة الأرضية هو سخان الماء ذو الخزان. عند اختيار نوع عنصر التسخين، انتبه إلى قدرة الجهاز، لأنها تحدد مدى سرعة وكثافة تسخين سائل التبريد، بالإضافة إلى حجمه.
يرجى الملاحظة! الأجهزة ذات القدرة الكهربائية من 6 إلى 10 كيلوواط مصممة خصيصًا للتركيب مع أنظمة التدفئة. عيبها الرئيسي هو استهلاكها العالي للطاقة.
عند حساب استهلاك الطاقة لأي جهاز كهربائي، تذكر أن تدفئة مساحة ١٠ أمتار مربعة تتطلب سخان مياه بقدرة ١ كيلوواط، لذا فإن سخان المياه المنزلي المخصص للتدفئة الأرضية غير مناسب. فهو مناسب فقط للمساحات الصغيرة، كالحمامات والمراحيض.
النقطة الثانيةمن أهم العوامل التي يجب مراعاتها عند شراء سخان مياه سعة الخزان. فكلما زادت كمية سائل التبريد الساخن، قلّت الحاجة إلى تشغيل السخان، مما يساهم في ترشيد استهلاك المياه.
ميزات تصميم نظام تدفئة أرضية متصل بغلاية
عند تصميم نظام تدفئة أرضية باستخدام غلاية، من الضروري مراعاة ما يلي:
- كلما زاد حجم خط الأنابيب وعدد الفروع، كلما طالت الدائرة، كلما تباطأت حركة السائل؛
- قدرة عنصر التسخين - إذا كانت درجة حرارة الغرفة المُدفأة تُعادل قدرة الغلاية، فقد تنخفض كفاءة تسخين سائل التبريد بعد فترة. الحل هو شراء سخان مزود باحتياطي طاقة بنسبة 20%.
علاوة على ذلك، يتطلب النظام صيانة دورية، تشمل إزالة الترسبات الكلسية من خزان التخزين وعنصر التسخين. ستساعد هذه العملية في الحفاظ على أنابيب التدفئة الأرضية في حالة جيدة وإطالة عمرها الافتراضي.
يوصى بتوصيل الغلاية في حمام أو غرفة تقع بالقرب من الغرفة المدفأة.
لزيادة أداء الجهاز، يجب تجهيز الهيكل بمضخة دوران.
باتباع جميع النقاط المذكورة أعلاه، يمكنك بناء نظام تدفئة أرضية مائية يمكنه توفير التدفئة لشقتك.
مخططات توصيل الأسلاك لأنظمة التدفئة الأرضية والغلايات
توجد عدة طرق لتوصيل التدفئة الأرضية بسخان مياه غير مباشر. دعونا نلقي نظرة على أبسطها:
- يُعدّ الصمام ثلاثي الاتجاهات أساسيًا لربط دائرتين: نظام التدفئة الأرضية وسخان المياه. يوزّع هذا الصمام سائل التبريد بينهما، ويتم التحكم به تلقائيًا بواسطة منظم حرارة على السخان. يُسهّل هذا النظام تسخين الماء في الغلاية بسرعة، مع إمكانية إيقاف إمداد الماء الساخن إلى خطوط الأرضية تمامًا. بمجرد الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة، يُفعّل الصمام ويُستأنف الإمداد. تُناسب هذه الطريقة في توصيل الأنابيب الاستخدام المستمر للغلاية.
- مع مضختين للدوران القسري - يُنصح بهذا الخيار للاستخدام المتقطع والموسمي. يتم تركيب إحداهما على أنبوب الإمداد قبل سخان الماء، والأخرى على دائرة الأرضية.
يُستخدم منظم حرارة لتشغيل مضخة الدوران، لذا فهي لا تعمل إلا عندما تنخفض درجة الحرارة عن المستوى الطبيعي. عندها يتسارع التسخين، ويتم تفعيل الدوران القسري. لا يحتوي هذا النظام على صمام ثلاثي الاتجاهات، ويتم التوصيل باستخدام وصلات على شكل حرف T.
- يُوصى باستخدام مشعب هيدروليكي للغلايات التي تبلغ سعتها 200 لتر أو أكثر، والتي تحتوي على دوائر تسخين متعددة. يُبسّط النظام المزود بمشعب هيدروليكي التصميم، ويُغني عن تركيب مضخات في كل دائرة طابقية. كما يضمن المشعب الهيدروليكي ضغطًا متساويًا لسائل التبريد في جميع الدوائر. مع ذلك، يُعدّ تركيب الأنابيب بهذه الطريقة صعبًا لمن لا يملك الخبرة الكافية.
تركيب وتوصيل الأرضيات المدفأة بالغلاية
ولتوضيح الأمر، دعونا نلقي نظرة على كيفية تركيب التدفئة تحت الأرضية من سخان المياه، باستخدام عنصر تسخين بقوة 3 كيلو وات لتسخين مساحة 30 مترًا مربعًا، مع تركيب صمام ثلاثي الاتجاهات.
سنحتاج إلى سخان مياه يعمل بنظام إعادة تدوير المياه، مزود بمنافذ لتوصيل خراطيم إمداد المياه الساخنة والباردة. القطر الموصى به لهذه المنافذ هو 2.6 سنتيمتر. بالإضافة إلى ذلك، ستحتاج إلى الأدوات اللازمة لتجنب أي تشتيت أثناء التركيب.
تكون عملية بناء الأرضيات المائية من سخان المياه على النحو التالي:
- تجهيز الأرضية الفرعية - يجب تسويتها وتنظيفها من الحطام.
- تركيب وحدة التجميع - يجب تثبيتها على الحائط أو تركيبها في صندوق معدني مجهز خصيصًا.
- سيساعد تغطية محيط الغرفة بشريط مانع للتسرب في الحفاظ على سلامة طبقة الخرسانة.
- العزل المائي والحراري - يمكن استخدام غشاء البولي إيثيلين كمادة عازلة للماء. وتتوفر خيارات واسعة من مواد العزل الحراري، بدءًا من البلاستيك الرغوي القياسي وصولًا إلى حصائر رغوة البوليسترين المزودة بنتوءات.
- يمكن تركيب دائرة المياه باستخدام أنابيب نحاسية أو بولي إيثيلين أو أنابيب بلاستيكية مقاومة للحرارة. تُركّب عناصر التسخين وفقًا للتصميم المخطط له وبالمسافات المحددة. يمكن تثبيت الأنابيب على شبكة التقوية الموضوعة على العازل الحراري باستخدام مشابك بلاستيكية، أو تثبيتها بين أخاديد ألواح البوليسترين.
- قم بتوصيل الدائرة الكهربائية بمجمع التوزيع - أحد طرفيها بصنبور الماء البارد، والآخر بصنبور الماء الساخن.
- يتم توصيل الغلاية بوحدة التوزيع باستخدام أنابيب معدنية.
- تركيب صمام ثلاثي الاتجاهات مزود برأس حراري على المجمع لتنظيم مستوى درجة حرارة أرضية الماء الدافئ.
- يضمن توصيل مضخة الدوران بالأرضية المدفأة تدفق الماء والضغط المطلوب في أنابيب الأرضية.
- يُعدّ تركيب خزان التمدد ضروريًا لتصريف المياه الزائدة من نظام التدفئة. يجب تركيبه على الأنبوب المعدني البارد بالقرب من مخرج الغلاية. كما يجب تركيب أنبوب تهوية قبل الخزان.
- يتم إجراء فحص لأداء النظام لتحديد التسريبات والأعطال المحتملة. ويتم إجراء اختبار الضغط لمدة 24 ساعة تحت ضغط التشغيل.
- صبّ طبقة التسوية - يتم ملء محيط الأرضية بالخرسانة. تتم هذه العملية تحت ضغط داخل الأنابيب. يجب ترك طبقة الخرسانة لتجف تمامًا، وهو ما يستغرق حوالي شهر.
- وضع الطبقة النهائية - يتم وضعها فقط على قاعدة خرسانية جافة تمامًا.
لا يُشغّل نظام المياه إلا بعد جفاف طبقة التسوية، وكذلك مادة لاصقة البلاط في حال استخدام بلاط السيراميك كغطاء للأرضية. ويجب رفع درجة الحرارة تدريجياً إلى درجة حرارة التشغيل على مدى عدة أيام.
يعمل هذا النظام عن طريق تسخين الماء في خزان، ثم يُصرّف عبر مشعب إلى دائرة الأرضية. ويُعاد سائل التبريد المستخدم عبر وحدة توزيع إلى خط الإرجاع.
إذا تجاوزت درجة حرارة الماء المستوى المطلوب، يقوم الصمام ثلاثي الاتجاهات تلقائيًا بإيقاف إمداد الماء الساخن وفتح إمداد الماء البارد. تتم عملية الخلط في حجرة خاصة. وعندما يصل وسيط التسخين إلى درجة الحرارة المطلوبة، يقوم الصمام الحراري بإغلاق إمداد الماء البارد.
تم تجهيز السخان والمجمع بأجهزة تحكم أوتوماتيكية منفصلة في درجة الحرارة. يتحكم الجهاز الموجود على المجمع في تدفق سائل التبريد في نظام التدفئة الأرضية، بينما يتحكم الجهاز الموجود على عنصر التسخين في درجة حرارة الماء.
يمكنك تركيب نظام تدفئة أرضية باستخدام سخان مياه في المنازل والشقق على حد سواء. عملية التركيب بسيطة، والأهم هو اتباع التعليمات والخطوات. علاوة على ذلك، يُعد انخفاض تكلفة التركيب عاملاً مهماً، حيث أن سخان المياه أقل تكلفة من الغلاية الكهربائية.
مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن تشغيل نظام التدفئة هذا يتطلب استهلاكًا كبيرًا للطاقة. لذا، فإن اختيار تدفئة منزلك باستخدام مشعاع تقليدي أو تدفئة أرضية من غلاية يعود إليك تمامًا.
في رأيي، يُعدّ نظام التدفئة الأرضية المائية الحل الأمثل والأكثر اقتصادية وكفاءة لتدفئة المنزل بجودة عالية. إذا كان بإمكانك تركيب غلاية غاز، فهذا ممتاز. لكن الغلاية الكهربائية لن تُسبب أي مشاكل أيضاً. مضخة الدوران وصمام ثلاثي الاتجاهات ضروريان! أولاً، سيُسرّعان عملية التدفئة بشكل ملحوظ، وثانياً، سيُوفّران الطاقة.