يُعدّ التدفئة في المنازل الخاصة أو الأكواخ أمرًا حيويًا لكل من السكان والمبنى نفسه، إذ يُطيل عمره. ولتحقيق هذا الغرض، يتم تركيب نظام تدفئة، غالبًا ما يكون مصنوعًا يدويًا، باستخدام نظام أنبوب واحد أو أنبوبين.
علاوة على ذلك، من الضروري تضمين تتوفر عدة أنواع من التدفئة، في حالة حدوث انقطاعات مع نوع أو آخر من أنواع الوقود أو عطل طارئ في النظام.
في هذه المقالة، غطينا جميع المواضيع ذات الصلة. ستجد هنا العديد من الرسوم البيانية والتعليمات، بالإضافة إلى دروس فيديو حول مكونات نظام التدفئة، وكيفية حسابه، ومعلومات مفيدة أخرى كثيرة.
- أنواع التدفئة في المنازل الخاصة
- اختيار طريقة التدفئة لمنزل خاص
- عناصر نظام التدفئة
- غلاية
- أنابيب التدفئة
- مشعات لأنظمة التدفئة
- مشعات مستقلة
- خزان التمدد
- مضخات الدوران
- معدات الإيقاف والتحكم
- أجهزة الحماية
- أي سخان يجب أن أختار؟
- حسابات نظام التدفئة
- أنظمة التدفئة – أنظمة الأنبوب الواحد وأنظمة الأنبوبين، أيهما أفضل، وما الذي يحدد اختيار النظام
- أي نوع من الدورة الدموية هو الأمثل ولماذا – الدورة القسرية أم الطبيعية؟
- تركيب نظام تدفئة في منزل خاص بنفسك
- أي الأنابيب وما هو قطرها الذي يجب أن أختاره؟
- توصيل الغلاية بنفسك
- اختبار ضغط نظام التدفئة بنفسك
- أخطاء التثبيت الشائعة
أنواع التدفئة في المنازل الخاصة
يتم تدفئة منزل ريفي بعدة طرق:
- تقليدياً، يُستخدم نظام تدفئة يعتمد على الموقد، باستخدام موقد يعمل بالوقود الصلب كالخشب والفحم والخث ومواد أخرى قابلة للاحتراق. كما يُستخدم روث الحيوانات المجفف، الذي يُعد المصدر الرئيسي للحرارة في مناطق السهوب، حتى اليوم.
تتنوع تصاميم المواقد تبعًا لتقاليد الثقافات المختلفة. في أوروبا، تنتشر المواقد المفتوحة على نطاق واسع، حيث تُشعل بالحطب، وينتشر الدفء في أرجاء المبنى عن طريق الحمل الحراري. ولتوفير الطاقة، غالبًا ما لا تُدفأ جميع الغرف، بل فقط تلك الضرورية.
في جنوب أوروبا، لم تكن أنظمة التدفئة المخصصة تُركّب في كثير من الأحيان على الإطلاق. وكان مصدر التدفئة خلال فصل الشتاء هو موقد المطبخ المستخدم للطهي، وكانت أماكن المعيشة تقع في الطوابق العليا.
ظهرت أجهزة التدفئة لاحقًا، عندما بدأ توزيع الحرارة بالتساوي في جميع أنحاء المنزل باستخدام الأنابيب. كان السبب الرئيسي هو الدخان الناتج عن نواتج الاحتراق، والذي غالبًا ما كانت له عواقب وخيمة. لذلك، ظهرت فكرة فصل مصدر الحرارة عن مساحة المعيشة وتركيب قناة خاصة - مدخنة - للسماح للدخان بالخروج.
- يتم تسخين الهواء بواسطة مصدر يسخن الهواء عبر سطحه أو في قنوات مصممة خصيصًا. ينتشر الهواء الساخن عن طريق الحمل الحراري الطبيعي، حيث يُسحب الهواء من الأرضية ويرتفع وفقًا لقوانين الفيزياء. ومن الأمثلة على هذه الطريقة موقد بوليريان، الذي اكتسب شعبية واسعة لكفاءته وفعاليته. جدير بالذكر أن كفاءة هذه الوحدات تصل إلى 90%، وهي نسبة لا تضاهيها العديد من الأجهزة الأخرى. تُستخدم مواقد تسخين الهواء غالبًا لتدفئة المساحات الخدمية، مثل البيوت الزجاجية. وفي بعض الحالات، تُركّب كوحدة وقود احتياطية في المنازل.
يمكن أيضاً استخدام أنظمة الأنابيب لتوزيع الحرارة في جميع أنحاء مبنى سكني كبير. ومع ذلك، فإن قطر الأنابيب الكبير المطلوب لمثل هذه المشعات يجعل تشغيلها صعباً.
- تتلاشى تدريجياً أيام حرق المنتجات البترولية لتوليد الطاقة. وتُعدّ الأجهزة الكهربائية للمنازل أولى طرق الاستبدال. لم تنتشر بعدُ المزايا العملية الواضحة للطاقة النظيفة على نطاق واسع، وهو ما يُعزى إلى ارتفاع تكلفتها مقارنةً بأنظمة الغاز. ومن أهم طرق استخدام الكهرباء لتوليد الحرارة ما يلي:
- تقوم الغلايات الكهربائية المركزية بتسخين سائل التبريد، الذي يدور عبر خط أنابيب النظام، ويقوم بتدفئة المبنى بواسطة المشعات.
- تُنتج المواقد الكهربائية الحرارية باستخدام سخانات كهربائية مباشرة عند نقطة الاستهلاك، ما يسمح بضبط مستوى التسخين. وتعتمد هذه الوحدات على دوران الهواء القسري، مما يُخفض درجة الحرارة ويمنع احتراق الأكسجين. وتُعدّ المواقد الكهربائية الحرارية أقل تكلفة تشغيلًا بكثير من الغلايات المركزية، إلا أن تكاليف التشغيل متقاربة.
- يتم تحقيق التسخين بالأشعة تحت الحمراء عن طريق وضع غشاء خاص على السقف. تعمل الموجات ذات النطاق الضيق التي ينتجها هذا الغشاء على تسخين الأجسام الموجودة في الغرفة، وليس الهواء. يستهلك الجهاز كمية صغيرة من الكهرباء وهي شكل اقتصادي من أشكال التدفئة. تعمل منظمات الحرارة المستخدمة على تحسين أداء النظام والمساعدة في خفض التكاليف. في الوقت نفسه، معدات نظام التدفئة بالأشعة تحت الحمراء إنه مكلف للغايةويتطلب تركيبها مساعدة متخصص. تُستخدم هذه البواعث أيضًا في التدفئة الأرضية، حيث يتم وضع الغشاء أسفل الطبقة النهائية.
- لا يزال استخدام التدفئة بمضخات الحرارة محدودًا. والسبب الرئيسي هو صعوبة التركيب وارتفاع تكلفة الجهاز. مبدأ التشغيل مشابه لمبدأ الثلاجة، لكنه يستخلص الحرارة بدلًا من البرودة. ورغم أن تكاليف التدفئة ضئيلة أثناء التشغيل، إلا أن التكلفة المرتفعة قد تكون سببًا رئيسيًا في فشل النظام.
- تقوم الغلايات الحثية بتسخين الماء بسرعة كبيرة. بسرعة وكفاءةمع ذلك، فإن تسمية هذا الجهاز بالغلاية قد تكون مبالغة. يتم تسخين الماء فيه بواسطة حشوة معدنية موضوعة داخل أنبوب، وذلك عند مرور تيار عالي التردد عبر ملف ملفوف حولها. تستخدم دائرة التحكم عاكسًا لتنظيم مستوى التسخين. يجب استخدام هذا الجهاز فقط مع نظام التدفئة ذي الدوران القسري. لذلك، يتضمن نظام التحكم فيه خاصية قفل تمنعه من التشغيل عند تعطل مضخة الدوران. ومن الميزات الجذابة لهذا الجهاز أنه لا يمكن أن يكون موضع اهتمام الهيئات التنظيمية.
يعتمد نظام التدفئة المائية على تبادل الحرارة عبر مشعات يمر عبرها الماء. تقليديًا، كان الماء هو المستخدم، ومن هنا جاءت التسمية. أما اليوم، فقد حلت محله سوائل مختلفة (مثل مانع التجمد) تقاوم التجمد ضمن نطاقات حرارية محددة. وهذا الأمر بالغ الأهمية عند تركيب أنظمة التدفئة في المنازل الخاصة التي تُستخدم بشكل دوري. وتُستخدم في هذا النظام مجموعة واسعة من أجهزة التدفئة.
تختلف أنواع التدفئة المستخدمة في المنازل الخاصة اختلافًا كبيرًا، ولكن تجدر الإشارة إلى أن أكثرها فعالية من حيث التكلفة هو استخدام غلايات الغاز المزودة بأنظمة تدوير المياه.
إذا لم يتم تحويل المنطقة إلى غاز، فإن مواقد الوقود الصلب تظل المصدر الرئيسي لتوليد الطاقة الحرارية.
اختيار طريقة التدفئة لمنزل خاص
في روسيا، تؤثر عوامل عديدة على الاختيار:
- الظروف المناخية لمنطقة البناء؛
- توافر نوع معين من الوقود؛
- توافر وحدات التدفئة من النوع المطلوب في السوق؛
- التفضيلات الشخصية للمطور.
إذا لم يكن هناك خط أنابيب غاز في منطقة البناء، يمكنك بناء خزان غاز وتركيب أجهزة تدفئة تعمل بالغاز. مع ذلك، يتطلب هذا شركةً لتركيب المعدات وتزويدها بالبروبان والبيوتان. تكلفة هذا النوع من إمدادات الغاز أقل من تكلفة استخدام شبكة الغاز الرئيسية.
عند اختيار نوع نظام التدفئة، يُفضّل عادةً اختيار أكثر من نوع. ورغم احتمال انقطاع إمدادات الوقود، إلا أن التدفئة لا ينبغي أن تُمثّل مشكلة. لذا، يتم تركيب مواقد الحطب أو وحدات الوقود السائل، مثل الديزل، بجانب غلاية تعمل بالغاز أو الكهرباء. وهذا يضمن استمرار التدفئة حتى في حال انقطاعها.
بالإضافة إلى ذلك، يستمتع العديد من المستخدمين بالجلوس بجانب نار مفتوحة، وإلى جانب الوحدات الرئيسية، يقومون بتركيب المواقد والأفران وغيرها من الأجهزة المماثلة.
ينطبق هذا على جهاز توليد الطاقة الحرارية. مع ذلك، يُعدّ التوزيع الفعال للحرارة داخل الغرفة أمرًا بالغ الأهمية أيضًا. في المنازل الخاصة، يُستخدم التدفئة بالماء الساخن عبر المشعات في أغلب الأحيان. ومؤخرًا، ازداد دمج أجهزة التدفئة الأرضية في هذه الأنظمة كعنصر مساعد.
يؤدي ذلك إلى زيادة كفاءة التدفئة وخفض درجة الحرارة في دوائر المشعات. ونتيجة لذلك، يقل استهلاك الأكسجين في الهواء، مما يحسن ظروف المعيشة في المنزل.
تحتوي الأنظمة الحديثة عادةً على دوائر متعددة، مع وجود أجهزة تحكم منفصلة في درجة الحرارة لكل دائرة. ويتم التحكم في تدفق العودة عادةً بشكل تلقائي، حيث يُضاف الماء الساخن من الغلاية أو الماء البارد من خزان التمدد للوصول إلى درجة حرارة النظام المطلوبة.
تتميز أنظمة التدفئة للمنازل المكونة من طابقين بمزايا عديدة. فالارتفاع الكبير في درجة حرارة سائل التبريد يضمن دورانًا طبيعيًا تلقائيًا، مما يُغني عن الحاجة إلى مضخة دوران في الأنابيب، كما يُمكن تركيب خزان التمدد مباشرةً في غرفة الغلاية بدلًا من العلية.
تُملأ هذه الأجهزة بكمية كبيرة من الماء، لذا فهي تسخن ببطء. وللتغلب على هذا العيب، يُنصح باستخدام وحدة تدوير المياه. فهي تستهلك طاقة منخفضة، لا تتجاوز عادةً 90 واط، ويمكن تشغيلها بشكل متقطع.
عناصر نظام التدفئة
يتكون نظام التدفئة من عدة مكونات، وبدونها يستحيل إنشاؤه.
شاهد الفيديو
في هذا القسم، سنقوم بفحص عناصر التسخين بالتفصيل، بما في ذلك الغرض منها ومواصفاتها الفنية والميزات الوظيفية التي توفرها.
غلاية
توجد عدة أنواع حسب نوع مصدر الطاقة المستخدم:
-
- على الغاز - تتميز هذه الأجهزة بإنتاجيتها وكفاءتها العالية. ويوصى باستخدامها في حال توفر إمكانية الوصول إلى شبكة الغاز الرئيسية.
-
- ديزل تعمل هذه المواقد بوقود الديزل الرخيص المصنوع من مشتقات البترول، ويُسمح باستخدام زيوت النفايات. وهذا ما يجعلها عالية الكفاءة. أما عيبها فهو ضرورة وضعها في مبنى خارجي منفصل جيد التهوية. وإلا، فستنتشر رائحة الوقود أو نواتج الاحتراق في المنزل أثناء عملية الاحتراق.
-
- كهربائي ستكون هذه الطريقة الأنظف من حيث توليد الحرارة. مع ذلك، فهي غير اقتصادية وعرضة لعدم استقرار إمدادات الطاقة. ويُبرر استخدامها عند الاعتماد على طاقة احتياطية تعمل بوقود بديل.
- الوقود الصلب يمكنها العمل بأي نوع من أنواع الوقود، بما في ذلك الفحم والخشب والحبيبات الخشبية والخث وأنواع الوقود المماثلة الأخرى. وهي اقتصادية لجميع أنواع الوقود، وتتميز بإنتاج حراري كبير وأسعار منخفضة.
- مجموع يمكنها استخدام مصادر طاقة متنوعة - الغاز، والوقود الصلب أو السائل، والكهرباء. وهي مناسبة بشكل خاص للمناطق المعرضة لانقطاع التيار الكهربائي.
أنابيب التدفئة
يتم توزيع الحرارة في المنزل من خلال خط أنابيب داخلي ينقل سائل التبريد إلى البطاريات على شكل مشعات.
في أنظمة المياه، تؤدي الأنابيب هذا الدور. ويمكن صنع الأنابيب من مواد مختلفة:
- تُصنع الأنابيب المعدنية من الفولاذ منخفض الكربون أو النحاس. ومن عيوبها الرئيسية قصر عمرها الافتراضي (بالنسبة للفولاذ) وارتفاع تكلفة النحاس.
- تُعزز الأنابيب البلاستيكية بطرق متنوعة، ويُعدّ البولي بروبيلين أو البولي إيثيلين المتشابك الأكثر شيوعًا. مع ذلك، تُقدّم الأنابيب المُعززة بالألمنيوم الصلب أفضل أداء، إذ يصل عمرها الافتراضي، وفقًا للمصنّعين، إلى 50 عامًا. علاوة على ذلك، يُساهم استخدام التمعدن في زيادة عمر مكونات التسخين الفولاذية الأخرى، وذلك بمنع دخول الأكسجين الجوي إلى سائل التبريد.
في أنظمة التدفئة الأرضية الرائجة حاليًا، تُستخدم أنابيب بلاستيكية ملفوفة، مما يسمح بوصلات سلسة. يتطلب إصلاح أنبوب مخفي في الأرضية أعمال بناء كبيرة عند استبدال أو إصلاح نظام التدفئة الأرضية.
يتم دمج الدوائر الفردية لنظام التدفئة في مركز تحكم وتنظيم واحد يسمى المجمع.
مشعات لأنظمة التدفئة
بطبيعة الحال، ينصب التركيز الأساسي على المشعات التي تنقل الحرارة إلى الحيز المحيط. ولذلك، فإن الاعتبار الأساسي هو الموصلية الحرارية للمادة ومساحة سطح التبادل الحراري. تُصنف المشعات إلى:
-
- الخيار الكلاسيكي هو – مشعات من الحديد الزهرمعروفة منذ الحقبة السوفيتية. تتميز هذه المشعات بمتانتها وعدم حاجتها لنوعية معينة من سائل التبريد. إلا أن عيبها يكمن في انخفاض موصليتها الحرارية، حيث لا تتجاوز درجة حرارة سطحها الخارجي 40 درجة مئوية إلا إذا كانت درجة حرارة الماء 70 درجة مئوية على الأقل.
- أصبحت المشعات نوعًا شائعًا مصنوع من الألومنيومتتميز هذه المادة بموصلية حرارية جيدة، والمنتجات المصنوعة منها عالية الكفاءة. من عيوب مشعات الألمنيوم الحاجة الماسة إلى نقاء سائل التبريد، إذ يؤدي التلوث إلى تعطلها بسرعة. لذلك، تتطلب أنظمة التدفئة استخدام مرشحات متعددة، مما يزيد التكاليف بشكل ملحوظ. لا تتحمل هذه المشعات الضغط العالي، لذا لا تُستخدم في التطبيقات الصناعية.
- يستخدم على نطاق واسع مشعات فولاذية نظراً لكفاءتها العالية، تتوفر مشعات التدفئة بنوعين: ألواح وأنابيب. تُعدّ مشعات الصلب من بين الخيارات الأكثر اقتصادية، كما أنها تتميز بمظهرها الجذاب، مما يجعلها متوفرة على نطاق واسع. يبلغ عمرها الافتراضي حوالي 25 عاماً، وهو ما يُعتبر قيمة جيدة. في المقابل، تُعتبر مشعات الصلب الأنبوبية منتجاً فاخراً.
- مشعات التدفئة ثنائي المعدن تتميز هذه الأجهزة بكفاءة عالية جدًا، وذلك بفضل استخدام الألومنيوم في تصنيعها إلى جانب الفولاذ. ورغم كل مزاياها، فإن ارتفاع تكلفتها يحد من استخدامها.
- نحاس من حيث الخصائص الوظيفية، تُعدّ المشعات من أكثرها كفاءة. فهي لا تُعيق تدفق سائل التبريد، بفضل الموصلية الحرارية العالية للنحاس، مما يزيد من انتقال الحرارة إلى الغلاف الجوي. كما أنها تقاوم الصدمات الهيدروليكية بفعالية. أما عيبها الرئيسي فهو ارتفاع تكلفتها.
- تماشياً مع متطلبات العصر، يتم أيضاً إنتاج المشعات من البلاستيكهذه منتجات جذابة وفعالة للغاية وبسعر مناسب، كما أنها متينة. لكن، ونظرًا لخصائص المادة، هناك قيد هام: يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الماء 80 درجة.
مشعات مستقلة
تُشغَّل هذه المشعات بالكهرباء وتُستخدم للحفاظ على مناخ دقيق في غرف الفنادق. يمكن تركيبها على الحائط أو وضعها على الأرض. ويُملأ جسم هذه المشعات بالزيت.
من الإضافات الحديثة إلى مجموعة أجهزة التدفئة سخانات الكوارتز. وهي مصنوعة من سبيكة النيكل والكروم (النيكروم)، التي تتميز بمقاومة عالية، وبالتالي تسخن عند مرور التيار الكهربائي فيها. ويُحكم إغلاق عنصر التسخين داخل غلاف مصنوع من رمل الكوارتز المتلبد.
خزان التمدد
هو خزان قياسي، يجب أن يكون حجمه حوالي 10% من إجمالي حجم الماء في الأنابيب. عند تشغيل الغلاية، يسخن السائل، مما يؤدي إلى زيادة حجمه. لذلك، يُستخدم خزان يستوعب هذه الزيادة.
يمكن أن تكون أنظمة التدفئة مفتوحة أو مغلقة. في الحالة المفتوحة، لا يحتوي الخزان على غطاء، مما يسمح لمستوى السائل بالتذبذب بحرية. من المنطقي تركيبه في أعلى نقطة في نظام التدفئة، وموقعه المعتاد هو في العلية.
إضافةً إلى تعويض حجم سائل التبريد، يعمل خزان التمدد المفتوح أيضًا على تصريف الهواء من خط الأنابيب. مع هذا الترتيب، يصبح ارتفاع درجة حرارة سائل التبريد في الخزان أمرًا لا مفر منه، مما يؤدي إلى تبخر شديد. في هذه الحالة، سيكون هذا الجهاز هو المكان الوحيد لإضافة سائل التبريد.
في الدوائر المغلقة، يكون خزان التمدد محكم الإغلاق ويمكن تركيبه في أي مكان ضمن شبكة التدفئة. ومن الأفضل وضعه في غرفة الغلاية، حيث توجد جميع المعدات الأخرى. وتُستخدم هنا خزانات غشائية محكمة الإغلاق.
لكن في الآونة الأخيرة، أصبح من الشائع تركيب خزانات تمدد إضافية. فعلى سبيل المثال، يعمل النظام بكفاءة أكبر إذا تم تركيب مثل هذا الجهاز على المرجل.
يُقلل هذا من الحمل الإجمالي على شبكة التدفئة. كما يتم تركيب خزان إضافي بالقرب من مصدر الحرارة، والذي يكون في بعض الحالات في المطبخ. في هذا الموقع، يُثبّت الخزان أسفل السقف. قد لا يكون هذا التصميم جذابًا من الناحية الجمالية، ولكنه موثوق.
مضخات الدوران
تُستخدم هذه الوحدات لإنشاء دوران قسري لسائل التبريد عبر أنابيب نظام التدفئة. والغرض منها هو تسريع تدفقه، مما يعزز نقل الحرارة بشكل أكبر.
يؤدي استخدام محطات ضخ الدوران إلى تبسيط عملية التنظيم في شبكة التدفئة، كما أنه يلغي الحاجة إلى وضع غلاية الوقود في أدنى نقطة من نظام التوزيع.
يجب أن يكون للضغط المتولد قوة كافية للتغلب على المقاومة الهيدروليكية لعناصر التسخين - الأنابيب والمشعات وغيرها من العوائق.
تتوفر المضخات بنوعين: جافة ورطبة. تُستخدم المضخات الرطبة في الإنشاءات السكنية، وهي تعمل بهدوء تام تقريبًا، مما يسمح بتركيبها مباشرة داخل المنزل.
عند تصميم أنظمة التدفئة متعددة الدوائر، يتم توفير استخدام مضخة في كل فرع على حدة.
في حال استدعت الحاجة إجراء إصلاحات، يتم توفير مسار جانبي يسمح بتدوير سائل التبريد دون الحاجة إلى محطة ضخ. وهذا يتيح استبدال الوحدة المعطلة بسرعة.
إن العمر الافتراضي لأنظمة الدوران الحديثة مماثل للعمر الافتراضي لنظام التدفئة.
معدات الإيقاف والتحكم
تُستخدم الأمور التالية على هذا النحو:
- تُستخدم صمامات الكرة لإيقاف تدفق سائل التبريد عبر الأنابيب. وهي تُستخدم في وضعين - مغلق ومفتوح - ولا تُستخدم لتنظيم التدفق.
- تتحكم صمامات التنظيم في معدل التدفق داخل الأنابيب، وعادةً ما تُركّب على أنبوب الإرجاع. ويمكن تشغيلها يدويًا أو تلقائيًا بواسطة مستشعر درجة الحرارة. وتُستخدم الصمامات الكهربائية لهذا الغرض.
- صمامات مصممة خصيصاً لتفريغ الهواء المتجمع في أنظمة التدفئة. يمكنها العمل بشكل مستقل، حيث تقوم بتحرير الهواء المتجمع فور تشكله.
أجهزة الحماية
في دوائر أنظمة التدفئة، يتم تمثيلها بصمامات الضغط ومستشعرات درجة الحرارة. تعمل صمامات الضغط ميكانيكياً ولا تتطلب أي طاقة.
يتم تشغيلها عندما يتم تجاوز الضغط (في الغلاية)، مما يؤدي إلى فتح منفذ التصريف عند تجاوزه.
يتم تشغيل أجهزة استشعار درجة الحرارة وأجهزة تنظيم الحرارة عندما ترتفع درجة الحرارة إلى مستوى حرج، مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل جهاز التدفئة أو إرسال إشارة إلى نظام التحكم الآلي لتشغيل إمدادات المياه الباردة.
أي سخان يجب أن أختار؟
كيفية اختيار سخان مياه لنظام التدفئة المنزلية لضمان الدفء والتشغيل الموثوق. لقد تناولنا سابقًا الأنواع الرئيسية لسخانات المياه، ومزاياها وعيوبها. ما هي المعايير الأخرى التي قد تؤثر على اختيار النوع والتصميم؟
- يعتمد نوع الوقود المستخدم على مدى توفره. فلا جدوى من شراء سخان غاز إذا لم يكن هناك خط غاز قريب. يُعدّ التدفئة بالحطب الخيار الأرخص والأكثر موثوقية، ولكنه يُحوّل صاحب المنزل إلى رجل إطفاء. كما يُنصح بالنظر في استخدام وحدات الديزل أو الكهرباء.
- خيارات تركيب سخان المياه في المنزل. تتوفر خيارات التركيب على الحائط أو على الأرض.
- تصميم الغلاية - يمكن أن تكون ذات دائرة واحدة أو دائرة مزدوجة.
يزخر سوق البناء بمعدات الغلايات المستوردة والمحلية. وتحتل الشركات المصنعة من ألمانيا وسلوفاكيا وفرنسا وإيطاليا وجمهورية التشيك تقليدياً مراكز رائدة.
بعض هذه الشركات موجودة في سوق معدات الغلايات منذ أكثر من قرن. ومع ذلك، يجدر النظر في المعدات المصنعة محلياً، والتي تكون في بعض الحالات أكثر موثوقية من المعدات المستوردة وأسهل في الصيانة.
عند شراء غلاية، انتبه جيداً لحالة الوثائق الفنية المصاحبة لها، والتي تشمل ما يلي:
- كتيب الضمان؛
- شهادة المطابقة؛
- تقرير التفتيش الصحي؛
- رخصة التشغيل.
من المهم إدراك وجود العديد من المنتجات المقلدة في السوق، وخاصةً تلك التي تحمل علامات تجارية معروفة. عند شراء سخان مياه، يُنصح باستشارة متخصص ذي خبرة.
لا تقتصر على استخدام غلاية واحدة فقط. في حال تعطل إحدى الغلايات أو حدوث نقص في الوقود، يجب استخدام غلاية احتياطية ثانية تعمل بالوقود الصلب كبديل مؤقت لتدفئة المنزل.
يجب أن توفر وحدة التدفئة درجة حرارة مريحة. كما يتطلب الحفاظ على درجة حرارة ثابتة تكاليف معينة، تعتمد على مستوى العزل في المنزل. لقد ولّى زمن رخص مواد التبريد وعدم وجود مشكلة في استهلاكها المرتفع.
اليوم، يعتبر العزل من الخارج والداخل، واستخدام النوافذ ذات الزجاج المزدوج المحكم الإغلاق والأبواب التي تغلق بإحكام أمراً إلزامياً.
تُؤخذ قيمة فقدان الحرارة للمباني المختلفة على النحو التالي:
- بكمية تتراوح بين 130 و200 واط/متر مربع للمنازل غير المعزولة؛
- 90-110 واط/م، إذا تم بناء المبنى في الثمانينيات أو التسعينيات من القرن الماضي مع عزل وفقًا لمعايير تلك الفترة؛
- 50-70 واط/متر مربع للمنازل ذات النوافذ الزجاجية المزدوجة الجيدة، والمعزولة بعناية، والتي تم بناؤها منذ أواخر التسعينيات.
لتحديد القدرة التعويضية المطلوبة للوحدة، يجب ضرب المعايير المحددة في المساحة الإجمالية للمباني التي يتم تدفئتها.
يمكن تحديد طاقة الغلاية المطلوبة تقريبًا بناءً على 1 كيلوواط لكل 10 أمتار مكعبة من المساحة المسخنة.
باختيارك غلاية غاز مزدوجة الدائرة لنظام التدفئة الخاص بك، يمكنك حل مشكلة ليس فقط تدفئة منزلك، ولكن أيضًا إمدادات المياه الساخنة.
تعتبر غلايات الغاز الأكثر كفاءة اليوم، سواء من حيث التوفير أو السلامة التشغيلية.
قد يُفاجئ سخان الماء الكهربائي المستهلكين بفواتير كهرباء مرتفعة. علاوة على ذلك، لا توفر شبكة الكهرباء في القرية دائمًا الكمية المطلوبة من الطاقة نظرًا لسعتها وحالتها الفنية، مما قد يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي عن القرية بأكملها.
تُعدّ غلايات الديزل غير عملية للغاية، إذ تتطلب مبنىً منفصلاً نظراً للرائحة المنبعثة من وقود الديزل. كما أنها تتطلب عنايةً فائقةً نظراً لكميات السخام والرماد الكبيرة التي تُنتجها.
حسابات نظام التدفئة
كغيرها من الحسابات الحرارية، تُعدّ هذه العملية معقدة للغاية عند إجرائها بدقة. مع ذلك، سنقدم منهجية بسيطة للغاية تُمكّننا من تحديد المعايير اللازمة بدقة عالية.
فيديو
البيانات الأولية للحساب هي المعلمات التالية:
- المنطقة المُدفأة. يجب استخدام البيانات الخاصة بالغرف التي تم تركيب التدفئة فيها فقط، أي تلك التي تحتوي على جدار واحد أو جدارين يواجهان الخارج.
- القوة المناخية. يأخذ هذا المؤشر في الاعتبار موقع المنزل الخاص. على سبيل المثال، تتراوح قيمته في المناطق الجنوبية من 0.8 إلى 0.95، وفي المناطق الوسطى من 1.3 إلى 1.6، وفي المناطق الشمالية من 1.6 إلى 2.2.
تبدو عملية الحساب لغرفة مساحتها 130 مترًا مربعًا على النحو التالي:
ن = 130 × 1.2 / 10 = 15.6 (كيلوواط)
تتضمن عملية الحساب بالضرورة حساب عدد أقسام المبرد. وتُستخدم البيانات التالية لهذا الغرض:
- المنطقة - يتم أخذ الغرف التي تم تركيب البطاريات فيها فقط في الاعتبار.
- يتم تحديد الرقم 100 من متطلبات SNiP لقوة قسم واحد لكل متر مربع من المساحة.
- تبلغ مساحتها 30 متراً مربعاً.
- تبلغ قدرة قسم البطارية الواحد 180 واط.
عدد القطع = 30 × 100 / 180 = 16.7 = 17 (قطعة)
إن حساب نظام التدفئة باستخدام الطريقة المحددة موثوق به تمامًا ومناسب للاستخدام العملي.
أنظمة التدفئة – أنظمة الأنبوب الواحد وأنظمة الأنبوبين، أيهما أفضل، وما الذي يحدد اختيار النظام
يمكن تدفئة منزل خاص يدويًا باستخدام أنظمة مختلفة. هناك طريقتان رئيسيتان: نظام الأنبوب الواحد ونظام الأنبوبين.
يحظى نظام التدفئة ذو الأنبوب الواحد بشعبية كبيرة بين المطورين الأفراد للأسباب التالية:
- يُتيح سعر الجهاز المعقول نسبيًا وسهولة تركيبه إمكانية تركيبه بنفسك. كل ما تحتاجه هو لحام ذو مهارة متوسطة.
- مقاومة الماء، حيث لا يتغير ناتج الحرارة للأسلاك عند إيقاف تشغيل عنصر تسخين فردي.
- الاستخدام الاقتصادي للمادة الرئيسية - الأنابيب.
- يتميز النظام بانخفاض القصور الذاتي وسرعة تسخين الدائرة، وهو ما يفسر انخفاض كمية سائل التبريد في هذا التصميم.
- التصميم الخارجي الجمالي، خاصة عند تركيب الأنبوب الرئيسي في الجدار.
- إن استخدام معدات الإيقاف والتحكم الحديثة (أجهزة التحكم في درجة الحرارة الأوتوماتيكية واليدوية) يسمح بضبط النظام بدقة ويضمن استقراره.
- تحدد بساطة التصميم مدى موثوقيته.
- سهولة التركيب والصيانة والتشغيل.
يسمح استخدام معدات التشغيل الآلي بدمج نظام الأنابيب المفردة في نظام التحكم بالمنزل الذكي، مما ينظم تشغيله بناءً على الظروف الجوية، ووقت اليوم، والفصل، وعوامل أخرى.
تتمثل الشكاوى الرئيسية بشأن مخطط التوصيل هذا لمنزل خاص فيما يلي: تسخين غير متساوٍ للعناصر الفردية – كلما زادت المسافة من الغلاية، كلما كان تسخين البطاريات أبطأ، لأن سائل التبريد يبرد أثناء تحركه على طول الدائرة.
يمكن التخفيف من هذا التأثير جزئياً باستخدام مضخة دوران. كما يمكن زيادة عدد أقسام المشعات البعيدة، مما يساعد على توزيع الحرارة بشكل متساوٍ.
يمكن لهذه الإجراءات أن تقلل بشكل كبير من تأثير العوامل السلبية. ونتيجة لذلك، تُعتبر أنظمة التدفئة المائية المُنفذة باستخدام هذا التصميم الخيار الأمثل للمنازل الخاصة التي تصل مساحتها إلى 150 مترًا مكعبًا.
في نظام التدفئة ذي الأنبوبين، يتم ملء جميع المشعات في وقت واحد. وهذا يضمن تدفئة متساوية في جميع أنحاء الأنبوب بأكمله.
فيديو - نظام الأنبوب الواحد/الأنبوبين
وفي الوقت نفسه، يصبح من الممكن تنظيم كمية سائل التبريد الذي يمر عبر أي من مجمعات النظام.
يتميز هذا التصميم، عند تنفيذه يدوياً بشكل صحيح، بعدد من المزايا الواضحة:
- إمكانية التحكم التلقائي في درجة الحرارة في كل غرفة.
- تعمل كل دائرة بشكل مستقل؛ فتعطل إحداها لا يؤثر على عمل الدوائر الأخرى.
لكن هناك أيضاً بعض العيوب:
- زيادة تعقيد التصميم؛
- استهلاك المواد العالي في الأسلاك؛
- زيادة كثافة العمل في التنفيذ.
يُحدد اختيار تصميم نظام التدفئة للمنزل الريفي مدى استقرار النظام بأكمله. أما بالنسبة للمباني السكنية الدائمة، فيُعدّ نظام توصيل الأنابيب الأحادية مقبولاً.
يُعد نظام الأنابيب المزدوجة هو الأنسب للاستخدام في المنازل التي يتم سكنها بشكل متقطع، حيث يمكن تدفئة المنزل باستهلاك أقل للوقود.
يعتمد اختيار خيار الاتصال على رغبات المطور وهو أمر يخضع لتقديره بالكامل.
أي نوع من الدورة الدموية هو الأمثل ولماذا – الدورة القسرية أم الطبيعية؟
عند النظر في هذه المسألة، نلفت الانتباه إلى الظروف التالية:
- تُستخدم أنظمة التدفئة بالدوران الطبيعي في المباني الصغيرة. ويتم تركيب وحدات الضخ في هذه المباني عند الحاجة إلى التحكم في درجة الحرارة، سواء في النظام بأكمله أو في الدوائر الفردية.
- يتم استخدام التوزيع العشوائي بدافع الضرورة في حالة عدم وجود كهرباء أو انقطاعات طويلة في إمداداتها.
- عندما تتطلب ظروف التشغيل زيادة الضغط في نظام التدفئة، يتم استخدام مضخات الدوران في هذه الأنظمة.
تُستخدم المناشير الدائرية ذات الدوار الرطب حاليًا لهذه الأغراض. ويعتمد اختيارها على خصائص التركيب وظروف التشغيل.
تُستخدم مواد مختلفة كمبرد لنظام التدفئة في المنازل الخاصة. ويعتمد ذلك على ظروف تشغيل المبنى.
بالنسبة للمباني التي تخضع لزيارات دورية، يفضل استخدام السوائل غير المتجمدة (مضاد التجمد، زيت المحولات)، لأنها لا تؤدي إلى تمزق الأنابيب في البرد الشديد.
يمكن استخدام الماء في المساكن الدائمة.
تركيب نظام تدفئة في منزل خاص بنفسك
هذا مشروع بالغ الأهمية، يتطلب كوادر مؤهلة وأساساً نظرياً متيناً. ويمكن تنفيذ العمل بالترتيب التالي:
- قم بتطوير ورسم تصميم أولي لنظام التدفئة في مخطط (يتم عرض مثال أدناه).
- قم بشراء جميع المكونات اللازمة، بما في ذلك المشعات والأنابيب ومعدات الإغلاق والتحكم ومصدر الحرارة والوصلات والمثبتات وما إلى ذلك.
- قم بتركيب الغلاية في مكانها الدائم. عند استخدام نظام مفتوح مع دوران طبيعي، يجب تركيبها في أدنى نقطة في نظام التوزيع.
- قم بتركيب قناة لغازات الاحتراق.
- قم بتثبيت المشعات في موقع التركيب وفقًا للتصميم.
- تركيب الأنابيب في غرفة الغلايات في منزل خاص، بما في ذلك معدات الإغلاق والتحكم، والتحويلات، وصمامات الهواء، وغيرها من المعدات.
- توصيل الدوائر بالمجمع، وتركيب مضخات الدوران ومعدات التحكم.
- يُجرى اختبار تشغيل بارد لتحديد عيوب التركيب. ويتم ذلك عن طريق حقن الماء في كل دائرة على حدة، مع فحص بصري للوصلات واللحامات. في حال اكتشاف أي تسريبات، يجب إصلاحها فوراً، وبعد ذلك يستمر فحص الدوائر الأخرى.
فيديو
أي الأنابيب وما هو قطرها الذي يجب أن أختاره؟
تتوفر اليوم تشكيلة واسعة من الأنابيب. وهناك خياران للمواد:
- البلاستيك، ومن بين الخيارات الممكنة ما يلي: البولي بروبيلين، والبولي إيثيلين المتشابك، والمعزز بالألومنيوم أو الألياف الزجاجية؛
- المعادن - الفولاذ، الفولاذ المقاوم للصدأ، النحاس.
تُستخدم أنابيب البولي بروبيلين في أغلب الأحيان لتدفئة المنازل الخاصة.
يُعدّ القطر عاملاً مهماً أيضاً. فإذا كان القطر صغيراً جداً، فقد يتأثر تدفق سائل التبريد سلباً نتيجةً لزيادة المقاومة الهيدروليكية، مما يؤدي إلى تشغيل النظام بشكل صاخب.
إذا كان قطر الأنبوب أكبر من القطر الأمثل، فإن معدل تدفق الماء ينخفض، مما يُعيق انتقال الحرارة. ويمكن حساب قطر الأنبوب اللازم لتدفئة منزل خاص باستخدام الصيغة التالية:
x (0.86 x Q x dT) : V، حيث
Q – الحمل على قسم معين من النظام، بالكيلوواط؛
dT – الفرق في درجة الحرارة بين خطي أنابيب المدخل والعودة؛
V – سرعة تدفق سائل التبريد، م/ث.
علاوة على ذلك، تستخدم أنظمة التغذية بالجاذبية أنبوب مخرج بقطر أكبر لدائرة التوزيع مقارنةً بنظام التوزيع الرئيسي. ويُحسب قطره بناءً على تساوي معدل تدفق المخرج في الثانية مع إجمالي التدفق الموزع. وهذا يعني أن حجم أنبوب التغذية يعتمد على عدد المشعات ومعدل التدفق.
عند تركيب خط أنابيب كهذا، من الضروري الالتزام بقواعد تركيب المنحدر. يُركّب المنحدر بحيث يكون أنبوب التغذية متجهاً لأعلى باتجاه تدفق السائل، والعكس صحيح بالنسبة لأنبوب الإرجاع.
توصيل الغلاية بنفسك
قبل تركيب سخان الماء، يجب تجهيز الغرفة له. تنطبق المتطلبات التالية:
- يجب أن يكون مزوداً بنظام تهوية للتزويد والعادم.
- أثناء عملية البناء، يجب أن يكون أساس المرجل مصنوعًا من مواد غير قابلة للاحتراق، وأن يرتفع عن مستوى الأرضية بمقدار 20-25 سنتيمترًا. أما إذا كانت الأرضية مصنوعة من مواد قابلة للاحتراق، فيجب تغطيتها بألواح معدنية على مسافة متر تقريبًا.
- يجب إتمام توصيل المدخنة.
- عند استخدام سخان الماء على جدار المنزل، يجب تغطيته أيضاً بالمعدن.
يجب أن يتم التركيب وفقًا للتعليمات المرفقة مع وحدة التدفئة. يجب تركيب غلاية الغاز في المنزل بمساعدة فني متخصص من شركة الغاز، ولا يُسمح بتشغيلها إلا بموافقته.
عند توصيل نظام التدفئة، يتم استخدام جميع المكونات الموردة. ويتم تمديد الأنابيب من غرفة الغلاية وفقًا للتصميم.
اختبار ضغط نظام التدفئة بنفسك
يُعد اختبار الضغط، أو اختبار نظام الأنابيب تحت ضغط مرتفع، الخطوة الأخيرة في عملية بنائه. تتضمن هذه العملية ضخ الماء في النظام وزيادة الضغط تدريجياً.
في الوقت نفسه، يتم إجراء فحص بصري وآلي للأنابيب. في البداية، يرتفع الضغط إلى ضغط جويين، وبعد عدة ساعات، إلى 4-6 ضغط جوي.
تُجرى الملاحظات لمدة 3-4 ساعات؛ إذا لم تكن هناك تسريبات، يتم زيادة الضغط إلى 8-9 ضغط جوي، ويُترك هذا الضغط في النظام لمدة 24 ساعة.
تعتبر النتيجة إيجابية إذا لم ينخفض الضغط في النظام خلال هذا الوقت، وبالتالي، لا توجد تسريبات.
أخطاء التثبيت الشائعة
صُممت أنظمة التدفئة للاستخدام طويل الأمد، وقد تتسبب الأعطال المفاجئة خلال موسم التدفئة في الكثير من المشاكل. وتشمل الظروف التي قد تؤدي إلى ذلك ما يلي:
- ينبغي أن تكون غرفة الغلاية واسعة بما يكفي لتوفير مسافة لا تقل عن متر واحد بينها وبين الجدران. وهذا سيسهل الوصول إليها لفتحها وإصلاحها.
- من الأفضل وضع المعدات على طول جدار واحد، مما يترك مساحة للأنظمة الأخرى.
- يُعد تركيب خط الأنابيب بعناية أمرًا مهمًا؛ فهذا سيسهل الصيانة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
- من المشاكل الشائعة إهمال استخدام المرشح. يجب تركيبه على خط الإرجاع، مع توجيه حوض التجميع نحو الأسفل. يؤدي عدم القيام بذلك إلى انسداد خط الأنابيب وتراكم الطمي فيه بالكامل.
- تُركّب مضخة الدوران على خط الإرجاع، حيث يكون معدل تدفق سائل التبريد أقل. ويؤدي تجاوز السعة المطلوبة للوحدة إلى سرعة تدفق عالية في الأنابيب، وتشغيل صاخب، وضعف في نقل الحرارة.
- يجب أن تكون سعة خزان التمدد 10% على الأقل من حجم المياه في الشبكة، ويجب أن يكون موقع التركيب أمام مضخة الدوران.
في أغلب الأحيان، تؤدي الأخطاء في تصميم وتركيب أنظمة التدفئة إلى مواقف معقدة وخطيرة، لذلك من المهم استشارة متخصص ذي خبرة، حتى لو كنت تقوم بالعمل بنفسك.
أعتقد أن المشكلة الأكبر هنا هي الوقود واختيار نوع معين من الغلايات. لكن المشكلة الأكبر تكمن في نظام الأنابيب.