تُعدّ أجهزة التسخين المصنوعة من الأنابيب الفولاذية نوعاً شائعاً من أجهزة التسخين. يتم لحامها أو تجميعها من أنابيب موضوعة أفقياً، وتُربط بواسطة وصلات عرضية للسماح بمرور سائل نقل الحرارة.
عدد المشعات المستخدمة هائل، لكن أجهزة التدفئة لا تزال ذات أهمية حتى يومنا هذا. تُصنع هذه الأجهزة باستخدام مجموعة متنوعة من المواد، لكل منها مزاياها وعيوبها.
على سبيل المثال، تُستخدم أنابيب النحاس في أنظمة توزيع الأنابيب النحاسية. يتميز النحاس بمعدلات نقل حرارة عالية، تفوق معدلات نقل الحرارة في الفولاذ بأربعة أضعاف. لذلك، يكون طول وحجم أنابيب النحاس أقل من أنابيب الفولاذ المستخدمة في خطوط الأنابيب المماثلة.
كما أن منتجات النحاس تُصدر الكثير من الحرارة إذا لم تكن مخبأة في الجداركما أنها مرنة، مما يسمح بثنيها دون بذل جهد كبير.
تُعوّض المزايا العديدة في هذه الحالة العيوب الكبيرة لارتفاع سعر النحاس وعدم استقراره في ظروف التشغيل. وغالبًا ما تُستخدم أنظمة التسخين المصنوعة من الحديد الزهر.
هذه الأجهزة ضخمة الحجم، ويتطلب وزنها الثقيل تركيب قواعد متينة. ومن الجدير بالذكر أن الحديد الزهر مادة هشة.
لذا، يجب تركيب أنظمة التدفئة المصنوعة من الحديد الزهر مع أغلفة واقية. علاوة على ذلك، فإن عملية التركيب نفسها تتطلب جهدًا كبيرًا. كما ترون، كلا الخيارين المطروحين معقدان للغاية، لذا فإن الحل الأمثل في هذه الحالة هو أنظمة التدفئة المصنوعة من الفولاذ. ولأسباب واضحة، أصبحت هذه الأنظمة الأكثر شيوعًا.
يتم تعويض انخفاض إنتاج الحرارة لأجهزة التسخين الفولاذية بانخفاض تكلفتها وسهولة معالجتها وتوفر مجموعة واسعة منها للشراء.
من النادر جداً العثور على مسجلات من الفولاذ المقاوم للصدأ، ولكن لتحقيق خرج طاقة لائق، يلزم الكثير من المواد، وتكون منتجات الفولاذ المقاوم للصدأ هذه باهظة الثمن.
تنقسم أجهزة التدفئة إلى الأنواع التالية:
- هياكل الأنابيب الملساء. يمكن أن تتخذ هذه الهياكل بدورها أشكالاً متعرجة أو متداخلة. ويمكن أن تكون وصلاتها إما من نوع "الخيوط" أو "الأعمدة".
- سخانات الأنابيب المربعة. توفر هذه الخيارات حرارة أعلى لأنها تزيد من مساحة التلامس بين المعدن والهواء. ورغم أنها قد لا تبدو جذابة، إلا أنها توفر تدفئة ممتازة للغرفة.
مزايا وعيوب أجهزة التدفئة المصنوعة من الفولاذ
تتمتع أنظمة تسخين الفولاذ بعدد من المزايا:
- أثناء العمل، يمكن تنفيذ أي تصميم فردي.
- لا يقتصر الأمر على الماء فحسب، بل يمكن للبخار الساخن أيضاً أن يكون بمثابة ناقل للحرارة.
- سهل الاتصال بالنظام.
- إن إنتاج الحرارة العالي يجعله خيارًا ممتازًا للتركيب في المباني الكبيرة.
- تكلفة منخفضة.
- معدلات انتقال حرارة منخفضة.
- الخوف من التآكل.
- مظهر غير لائق.
- تتطلب هذه المنتجات طلاءً منتظماً.
الخوارزمية المستخدمة في الإنشاء
- أولاً، يتم تحضير الأنابيب ذات الحجم المطلوب وتقطيعها إلى قطع بالطول المطلوب.
- بعد ذلك، يتم إجراء التنظيف الداخلي للمنتجات الأنبوبية الملفوفة. وهذا يقلل من مقاومة حركة سائل التبريد.
- يتم لحام أغطية طرفية على الأطراف. بعضها مزود بفتحات.
- بعد ذلك، يتم تثبيت الأنابيب التي سيتم وضعها أفقيًا بالأنابيب الرأسية ذات القطر الأصغر.
- حان الآن وقت تركيب الصمامات. ستكون هناك حاجة إليها لتفريغ أي هواء متراكم في خط الأنابيب.
- في المرحلة النهائية، يتم تنظيف جميع اللحامات ودهان الأسطح.
مسجلات فولاذية ذات أضلاع
قبل تركيب فتحات تهوية الأنابيب الفولاذية ذات الزعانف، يُنصح بإيلاء اهتمام خاص لحجم الأنابيب. بالنسبة للمنازل الخاصة، يوصي الخبراء بتركيبات ذات حجم معين. بمقدار 3 أو 4 سنتيمترات.
يمكن استخدام أنابيب ذات قطر أكبر، ولكن يجب ألا يتجاوز قطرها 8 سنتيمترات. والسبب الرئيسي يكمن في سخان المياه. فالجهاز المستخدم في المنازل لا يستطيع توليد طاقة حرارية كافية لتدفئة مساحات واسعة.
عند إجراء الحسابات، من المهم مراعاة طول زعنفة واحدة من زعانف التسخين ومقدار الحرارة الناتج لكل متر مربع. على سبيل المثال، أنبوب طوله متر واحد وقطره الداخلي 60 مم يسخن مساحة متر مربع واحد تقريبًا.
بعد حساب عدد السجلات المطلوبة، يتم التقريب لأعلى. ومع ذلك، توجد شروط معينة يتم بموجبها زيادة الأرقام الناتجة بنسبة 20%، أو حتى 50%. وتشمل هذه الشروط ما يلي:
- وجود عدد كبير من الفتحات للنوافذ والأبواب في الغرفة.
- سماكة جدار صغيرة.
- عزل المبنى بجودة رديئة، أو انعدامه تماماً.
تتميز أجهزة التدفئة البسيطة بقدرة حرارية أقل من الوحدات المزودة بزعانف. ولا تقتصر فائدة الوحدات المزودة بزعانف على زيادة القدرة الحرارية فحسب، بل إنها تحوّل جهاز التدفئة إلى عنصر تصميمي - مشع حراري - يمكن أن يلعب دورًا هامًا في جماليات الديكور الداخلي.
الآلات الموسيقية المركبة
يمكن تزويد أي جهاز بعنصر تسخين، مما يُنشئ جهاز تسخين مُدمج. ويمكن أن يكون مستقلاً عن النظام ويُستخدم بشكل مستقل.
إذا كانت فتحة التهوية معزولة ويتم تسخينها فقط بواسطة عنصر التسخين، فيجب تركيب خزان تمدد في الجزء العلوي منها. يجب ألا تقل سعته عن 10% من سعة عنصر التسخين. أما بالنسبة لفتحات التهوية المصنوعة من الفولاذ، فيجب تركيب خزانات مغلقة.
تُعدّ هذه الهياكل الفولاذية مفيدة للغاية خلال الطقس شديد البرودة، عندما تكون قدرة التدفئة في الغلاية غير كافية. كما يُعدّ هذا الخيار عمليًا جدًا خلال غير موسم الذروة، عندما لا يكون من العملي استخدام نظام التدفئة بكامل طاقته. ففي النهاية، لا تحتاج الغرفة إلا إلى تدفئة طفيفة خلال هذه الفترة.
تبديد الحرارة من أجهزة التسجيل
يُعدّ انتقال الحرارة من خلال أنابيب الصلب عملية نقل الطاقة الحرارية بين المشع والبيئة المحيطة. أما أجهزة التدفئة المصنوعة من أنابيب ملساء فهي أقل فعالية من حيث التكلفة.
تبلغ الطاقة الحرارية الناتجة عن متر واحد من هذه الهياكل حوالي 550 واط، وذلك لأقطار تتراوح من 3.2 إلى 21.9 سم. يُنصح بإجراء عملية اللحام أثناء التركيب بطريقة تمنع التسخين المتبادل بين العناصر.
في ظل هذه الظروف، يزداد معدل انتقال الحرارة. إذا تم تركيب جهاز التسخين بشكل صحيح، فإنه يصبح جهاز تسخين فولاذيًا موثوقًا به ومتينًا. يتم تحديد تحسين انتقال الحرارة في خط أنابيب فولاذي في مرحلة التصميم. وتُستخدم الطرق التالية لهذا الغرض.
- تغيير اتجاه الإشعاع تحت الأحمر نحو الزيادة. ويمكن تحقيق ذلك باستخدام الطلاء.
- يتم تركيب الأضلاع، مما يحسن أيضاً الأداء المطلوب للهيكل.
مع ذلك، توجد حالات تستدعي خفض هذه الأرقام. وتُعدّ هذه الإجراءات ضرورية لأجزاء خطوط الأنابيب التي تمر خارج المناطق السكنية. في هذه الحالات، يتم تنفيذ العزل الحراري للخط الرئيسي..
تُجرى الحسابات كما يلي: Q = K*F*dT. في هذه الصيغة، يرمز Q إلى معامل انتقال الحرارة، وK إلى الموصلية الحرارية لمواد الفولاذ، وF إلى طول الأنبوب المستخدم في الحسابات. أما dT في هذه الصيغة فهو مجموع درجتي الحرارة الابتدائية والمتبقية، مع الأخذ في الاعتبار درجة حرارة الغرفة.
إذا كان أنبوب التسخين الفولاذي معزولاً، فيجب ضرب القيمة الناتجة بكفاءة مادة العزل. وهذا يشير إلى النسبة المئوية للطاقة الحرارية المنبعثة من نظام التسخين عبر تدفق سائل التبريد.
إذا كنت ترغب في تصميم نظام تدفئة ذكي، فإن اختيار أنابيب الصلب بالنظر ليس فكرة جيدة. فالحسابات الدقيقة في هذه الحالة لا تقلل تكاليف الإنشاء فحسب، بل تضمن أيضاً نظام تدفئة يعمل بكفاءة عالية لفترة طويلة.
تركيب فتحات تهوية فولاذية
توجد طريقتان لتركيب فتحات تهوية الأنابيب الفولاذية. الأولى هي التوصيلات الملولبة، والثانية هي اللحام. ويعتمد اختيار الحل على الوزن الإجمالي للهيكل وأبعاده وخصائصه.
تتشابه عملية التوصيل نفسها مع توصيل المشعات، والفرق الوحيد يكمن في الأبعاد الهندسية للهيكل. إذا تم توصيل وحدة التدفئة بشبكات الجاذبية، فيجب مراعاة معايير الميل المطلوبة.
يجب أن يكون ميل فتحة التهوية في اتجاه تدفق سائل التبريد. أما بالنسبة لشبكة التبريد الرئيسية ذات الدوران الطبيعي، فإن المعايير المذكورة ليست إلزامية.
فيما يلي القواعد المستخدمة للتوصيل الصحيح لهياكل الأنابيب الفولاذية:
- يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 20 سم من النوافذ والجدران. هذه المسافات ضرورية لتسهيل الصيانة.
- عند استخدام الوصلات الملولبة لتوصيل الجهاز، يوصى باستخدام الحشيات المصنوعة من البارونيت أو الكتان فقط، والتي تستخدم في أعمال السباكة.
- يجب طلاء جميع الأجهزة المصنوعة من الفولاذ بعد تركيبها، وإلا سيتكون الصدأ بسرعة على سطحها. هذا يقلل قليلاً من توصيلها الحراري، ولكنه يطيل عمرها الافتراضي دون الحاجة إلى صيانة.
- لا تُجدول جميع أعمال التركيب خلال موسم التدفئة. بعد تجربة تشغيل الجهاز ومقارنة إنتاجه المُقدّر، قد يكون من الضروري إجراء تعديلات سريعة على التصميم.
أصبحت طريقة التثبيت المدمجة للهيكل شائعة بشكل متزايد. تتضمن هذه الطريقة أولاً تجهيز الأعمدة ثم تثبيتها على الجدران.
هذه الطريقة مناسبة حتى لوحدات التدفئة الثقيلة جدًا، وتضمن مستوى عالٍ من الأمان. لا تنسَ فتحات التهوية، الموجودة في كل وحدة تدفئة، والتي تعمل على تصريف الهواء المتراكم في الأنابيب.
تفكيك السجلات
يتطلب تركيب وإزالة فتحات أنابيب الصلب مهارات وقدرات محددة. ويشترط إتقان استخدام معدات اللحام، وأدوات قطع المعادن، وتشغيل الآلات.
إذا لم تكن لديك هذه المعرفة، فلا جدوى من اكتسابها أثناء تركيب نظام التدفئة. الحل الأمثل هو طلب المساعدة من متخصص.
يُفضّل تفكيك وتركيب أنظمة التدفئة التالفة خارج موسم التدفئة. عند القيام بأي عمل، يجب تفريغ النظام وإيقاف تشغيل الغلاية.
إذا كان نظام التدفئة موصولاً باللحام، فسيلزم قطع الوحدة باستخدام آلة تجليخ. أما إذا كان التوصيل ملولباً، فيمكن فكه باستخدام مفتاح ربط. في كلتا الحالتين، لا يُنصح بمحاولة القيام بهذا العمل دون خبرة كافية.
أحدثت أجهزة التدفئة المصنوعة من الأنابيب الفولاذية منافسة قوية للمشعات التقليدية، حيث توفر هذه الأنظمة وفورات كبيرة.
تتمثل الميزة الرئيسية في هذه الحالة في قدرة جهاز التدفئة على العمل حتى في البيئات القاسية. ومع ذلك، فإن هذه الهياكل الفولاذية ليست شائعة في المنازل الخاصة، حيث توجد خيارات أخرى متنوعة.
يتسع نطاق الأسعار في هذه الحالة أيضاً. غالباً ما يتم تركيب الأنابيب الملساء والمضلعة في أماكن الإنتاج والمرافق والمستودعات والمرائب والبيوت الزجاجية وما شابهها - أي في الأماكن التي لا يكون فيها المظهر الجمالي مهماً.
مساء الخير. هل يُمكنكم تقديم المشورة؟ يحتوي المعبد على فتحات تهوية ملحومة من أنابيب فولاذية ومطلية باللون الأبيض. قرأتُ مقالاً يقول إن طلاءها بلون داكن سيُغيّر الإشعاع ويُحسّن كفاءة نظام التدفئة. هل هذا صحيح؟ ما اللون المُناسب لطلاءها؟ هل أحتاج إلى إزالة الطلاء القديم؟ وهل يستحق الأمر كل هذا العناء؟ مع خالص التحيات.
مرحباً. تمت تغطية هذا السؤال بالتفصيل في هذه المقالة - هل من الممكن طلاء المشعات الساخنة؟