عناصر التسخين للتدفئة: الأنواع ومبدأ التشغيل وقواعد اختيار المعدات

لم تغير عناصر التسخين الكهربائي تصميمها لعقود من الزمن ولا تزال مطلوبة في معدات التدفئة.ويتغير شكل هذه الأجهزة ومواد البناء، لكن مبدأ التشغيل والكفاءة يظل دون تغيير. للحصول على اختيار مختص، ستكون المعلومات حول الاختلافات والخصائص مفيدة. هل توافق؟

سوف تتعلم ما هي عناصر التسخين للتدفئة وكيف تعمل. لقد وصفنا بالتفصيل أنواع عناصر التسخين وقدمنا ​​حججًا لا جدال فيها لاختيار مستنير للنوع الأمثل. مع الأخذ في الاعتبار توصياتنا، ستشتري الجهاز المطلوب دون أخطاء.

الغرض من تسخين عناصر التسخين

اكتسبت عناصر التسخين الكهربائي شعبية بسبب تنوعها وكفاءتها العالية. يتم استخدام كل الكهرباء التي يستهلكونها للغرض المقصود منها - وهو تدفئة المساحة المحيطة.

أجهزة التسخين الرئيسية التي تستخدم فيها عناصر التسخين هي:

1. سخانات الزيت الكهربائية المحمولة والثابتة.
2. مشعات تسخين المياه.
3. قضبان مناشف ساخنة للحمام.
4. المواقد الكهربائية.
5. المسخنات الكهربائية.
6. غلايات كهربائية.

يمكن استخدام المعدات المحددة كمصدر تسخين رئيسي أو إضافي.إنها غير مكلفة وسهلة التركيب ولا تتطلب مهارات خاصة للتشغيل.

يمكنك توصيل عنصر التسخين بمشعاع التدفئة المركزية المصنوع من الحديد الزهر بعد فصل الناهض المشترك. يمكن استخدام هذا الجهاز للتدفئة الرئيسية والإضافية

الهيكل الداخلي للسخانات الكهربائية

من الملائم النظر في الجهاز باستخدام مثال النموذج الأنبوبي. السخان الكهربائي عبارة عن أنبوب من السيراميك أو المعدن مملوء بموصل حراري مع وجود حلزوني بداخله. في المكان الذي يتم فيه تثبيت الأنبوب على الحافة توجد البطانات العازلة التي تجعل من المستحيل على اللولب الموصل الاتصال بجسم عنصر التسخين.

تستخدم معظم نماذج عناصر التسخين مكونات مماثلة، لكن متانتها قد تختلف حسب جودة البناء

يتم تركيب السخان الكهربائي بشكل أساسي مع وصلة شفة، مما يسمح بعزل البيئة الداخلية لجهاز التسخين عن المساحة الخارجية. عيب هذا التصميم هو استحالة استبدال اللولب إذا احترق داخليًا.

مبدأ تشغيل عناصر التسخين

يعمل عنصر التسخين وفقًا للمبدأ التالي. عند الاتصال بالشبكة، يتم تسخين اللولب الداخلي ويتم نقل الطاقة إلى الموصل الحراري والغلاف الخارجي. يتم بعد ذلك نقل الحرارة إلى السائل أو الهواء أو المواد الصلبة المحيطة.

عند تسخين عنصر تسخين مغمور في الزيت أو الماء، يتم إنشاء تيارات الحمل الحراري حول الأنبوب، والتي تختلط مع المبرد وتساهم في تسخينه بشكل موحد.

الغلايات الكهربائية معروفة بموثوقيتها وقابلية صيانتها. لا تحتوي على العديد من الأجزاء المعقدة، لذلك فهي سهلة التشغيل والصيانة.

في أجهزة التسخين الخالية من السوائل، عادة ما تكون درجة حرارة التسخين محدودة حتى لا تتلف الأجزاء المحيطة أو تتسبب في نشوب حريق.

لتسريع نقل الحرارة، غالبًا ما يستخدمون مروحة تعمل على تدوير الهواء داخل الجهاز وفي الغرفة المحيطة به.

أنواع عناصر التسخين لأجهزة التسخين

لا تُترجم بساطة تصنيع عناصر التسخين دائمًا إلى راحة المستخدمين. تنتج العديد من الشركات المصنعة سخانات كهربائية ذات شكل وتركيب محدد. إذا انكسرت، فمن الصعب جدًا شراؤها من المتجر. ولذلك، لاتخاذ القرار الصحيح، فمن الضروري دراسة جميع خيارات التصميم الممكنة.

نماذج أنبوبية للتدفئة المنزلية

التصميم الأنبوبي للسخانات الكهربائية هو الأكثر شيوعًا في الأجهزة المحمولة سخانات الزيت، محمولة ومثبتة على الحائط مشعات كهربائية. يمكن أن يحدث نقل الحرارة فيها باستخدام: الحمل الحراري أو الأشعة تحت الحمراء أو التوصيل الحراري.

لا يمكن شراء عناصر التسخين الجاهزة المزودة بمنظم وسلك الطاقة الخاص بها إلا إذا كنت متأكدًا من أن طول السلك سيكون كافيًا

يمكن أن يكون شكل وطول الأنبوب في مثل هذه الأجهزة موجودًا ولا تمليه إلا ميزات التصميم. على سبيل المثال، عنصر التدفئة سخان ماي كاترميك هو ملف يقع خلف الصفيحة المعدنية. عند تسخينها، تنبعث اللوحة من حرارة الأشعة تحت الحمراء.

خصائصه الأكثر شيوعا هي:

• القطر – 5-18 ملم؛
• الطول – 200-6000 مم;
• مادة الغلاف - الفولاذ، الفولاذ المقاوم للصدأ، السيراميك، النحاس؛
• الطاقة – 0.3-2.5 كيلو واط.

لا يتم استخدام عناصر التسخين التي تزيد قوتها عن 2.5 كيلو واط في أجهزة التدفئة المنزلية، لأن أسلاك الشقة ببساطة لا يمكنها تحمل الحمل الأكبر.

نسخة زعانف من السخانات الكهربائية

الأجهزة ذات الزعانف هي تعديل لعنصر التسخين الأنبوبي. وتتمثل ميزتها في وجود العديد من الألواح الفولاذية الرفيعة الموجودة على طول الجهاز بالكامل. يعمل هذا التصميم على زيادة مساحة التلامس مع البيئة بشكل كبير، مما يضمن معدل تسخين مرتفع.

تعد عناصر التسخين ذات الزعانف أكثر تكلفة وتتطلب مساحة عمل أكبر، ولكنها توفر خصائص استهلاكية أعلى لمعدات التسخين

تستخدم النماذج ذات الزعانف بشكل رئيسي في السخانات تسخين الهواء. أنها توفر زيادة سريعة في درجة حرارة الغرفة، وخاصة مع وجود مروحة مدمجة.

تصاميم كتلة من عناصر التدفئة

يتكون إصدار الكتلة من عدة سخانات أنبوبية مدمجة على أساس تركيب واحد.

عند اختيار عناصر تسخين الكتلة، يجب إيلاء اهتمام خاص لقوتها وقدرة المرجل المزود بمضخة على توفير إزالة الحرارة

يتم استخدام هذا التصميم من خلال مزيج من عاملين:

1. الحاجة إلى زيادة قوة الجهاز وارتفاع معدل تسخين بيئة العمل.
2. استحالة النقل السريع للطاقة الحرارية من الحلزون إلى البيئة بسبب صغر مساحة الغلاف الخارجي.

في الواقع، في عنصر تسخين الكتلة، يتم تقليل الحمل على كل أنبوب تسخين ويزداد معدل نقل الحرارة. يتم تضمين هذه الأجهزة في مراجل التدفئة المنزلية ومنشآت التدفئة الكهربائية الصناعية.

يمكن أن تتراوح قوة نماذج الكتل من 5 إلى 10 كيلووات، لذلك عند وضعها في شقة، من الضروري تمديد كابل كهربائي إضافي إلى الغرفة.

أجهزة من نوع الخرطوشة

عناصر تسخين الخرطوشة لها شكل أنبوب ذو نهاية حرة واحدة، وذلك بسبب خصوصية تركيبها. عادة ما يكون الغلاف الخارجي مصنوعًا من الفولاذ المصقول لتوفير أقصى قدر من الاتصال مع المواد المحيطة. يتم إدخال هذه الأنابيب بإحكام في الفتحة المقابلة في جهاز التسخين.

العيب الرئيسي لعناصر تسخين الخرطوشة هو صغر مساحة سطح نقل الحرارة، الأمر الذي يتطلب استخدام طرق محددة لإزالة الطاقة الحرارية

يتم تثبيت نماذج الخرطوشة بشكل أساسي باستخدام وصلة الحافة. يتم استخدامها عادة في الصناعة لتسخين الأجزاء العاملة من الطارد.

هناك أنواع هيكلية أخرى من عناصر التسخين، ولكنها تستخدم بشكل رئيسي في الإنتاج الصناعي ولا تؤثر على الموضوع قيد النظر.

وظائف إضافية للسخانات الكهربائية

ناقشنا أعلاه أبسط تصميمات الأجهزة التي لا تحتوي على أي آليات ضبط مدمجة.

يمكن أن تحتوي وحدة التنظيم الحراري على أتمتة ميكانيكية أو إلكترونية. هذا الأخير أكثر دقة، ولكنه يتطلب معلمات الشبكة الكهربائية المنزلية

لكن سخانات المياه الكهربائية يمكن تجهيزه بأتمتة بسيطة توفر للجهاز وظائف إضافية.

وتشمل هذه:

1. التنظيم الحراري. تحتوي عناصر التسخين المزودة بمنظم حرارة مدمج للتدفئة على مستشعر درجة الحرارة الذي يتم تشغيله عند تسخين بيئة العمل إلى مستوى معين. يتم ضبط السخان الكهربائي من الخارج للشفة.
2. مضاد للتجمد. يتم توفير هذه الوظيفة من خلال منظم حرارة مبسط، والذي يعمل فقط عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 0-2 درجة مئوية.يمنع الماء من التجمد في أنابيب التدفئة، ويستهلك الحد الأدنى من الكهرباء.
3. تسخين توربو، والذي يوفر التدفئة القسرية لبيئة العمل أثناء بدء التشغيل الأولي للمعدات. يجب أن نتذكر أن الأسلاك الكهربائية للغرفة يجب أن تتحمل زيادة الطاقة على المدى القصير.

لا يوجد الكثير من الأجهزة التي تدعم وظائف إضافية، لأن تشغيل أجهزة التدفئة ككل يتم تنظيمه غالبًا باستخدام وحدة أتمتة منفصلة.

كيفية اختيار عنصر التدفئة لمعدات التدفئة؟

الاختيار عنصر التسخين للاستبدال في سخان الماء أو في المبرد، عليك الانتباه إلى قوتها وتصميمها وطول الأنبوب ووجود ميزات إضافية. لذلك، قبل الشراء، تحتاج إلى معرفة أكبر قدر ممكن عن جميع خصائصه.

حساب قوة الجهاز

القوة العالية لعنصر التسخين ليست دائمًا ذات جودة إيجابية.

عند الاختيار، من المهم مراعاة عدة عوامل تتعلق بمستوى استهلاك الطاقة:

• أقصى قوة لنقل الحرارة لجهاز التدفئة ككل؛
• خيارات الأسلاك الكهربائية
• حجم الغرفة.

لا يمكنك شراء جهاز بقدرة تزيد عن 75% من الحد الأقصى لمستوى نقل الحرارة لمعدات التدفئة.

على سبيل المثال، يوجد مشعاع مكون من 10 أقسام، كل منها يطلق 150 واط من الحرارة إلى الهواء، أي ما مجموعه 1.5 كيلو واط. عند تركيب سخان كهربائي بقوة 2 كيلو واط، لن يتمكن سطح البطارية من إطلاق كل الطاقة المتولدة بسرعة. ونتيجة لذلك، سيتم إيقاف تشغيل عنصر التسخين باستمرار بسبب ارتفاع درجة الحرارة.

قد يكون سبب الانهيار السريع لعنصر التسخين هو الاختيار غير الصحيح لقوة الجهاز. نتيجة لارتفاع درجة حرارة النظام، يحترق الملف مع مرور الوقت.

في الشقق ذات الأسلاك البالية، يجب ألا يتجاوز الحمل المستمر على المخرج 1.5-2 كيلو واط، وإلا فقد تشتعل فيه النيران وتؤدي إلى عواقب وخيمة. لذلك، قبل شراء عنصر التسخين، تحتاج إلى التحقق من حالة الأسلاك، وإذا لزم الأمر، تفكيك القديم و وضع شبكة كهربائية جديدة.

عندما يتم حل مشكلة المعدات الكهربائية وقدراتها، يمكنك البدء في حساب الطاقة المطلوبة للحفاظ على درجة حرارة مريحة في الغرفة.

في المنازل والشقق المعزولة جيدًا، سيكون مستوى 40 واط / م كافيًا³. وفي حالة وجود شقوق في النوافذ، يجب زيادة قوة التدفئة إلى 60-80 واط / م³. لا يمكنك شراء طراز معين إلا بعد مراعاة جميع عوامل الطاقة الموضحة أعلاه.

النظر في ميزات التصميم

تحتوي معظم عناصر التسخين على غلاف من سبائك الصلب، والذي يوفر القوة والمقاومة للتآكل. تستخدم الأجهزة النحاسية في المقام الأول في سخانات المياه، على الرغم من عدم وجود قيود على استخدامها في مشعات محلية الصنع.

في مشعات الحديد الزهر والصلب، فإن استخدام عناصر التسخين المصنوعة من المعادن غير الحديدية أمر غير مرغوب فيه. وهذا يمكن أن يؤدي إلى التآكل السريع للمواد والوصلات.

أيضًا، عند الاختيار، من الضروري مراعاة اتجاه خيط القابس، والذي يمكن أن يكون يمينًا أو يسارًا. تختلف نماذج مختلفة من السخانات الكهربائية أيضًا في قطر الحافة. يمكن أن يتراوح حجمها من 0.5 إلى 1.25 بوصة.

عادة، يأتي عنصر التسخين من شركة مصنعة جيدة مع دليل تعليمات موجز يصف معلمات التصميم الخاصة به. ستساعدك دراستها على شراء جهاز يناسب تمامًا معدات التدفئة الموجودة لديك.

طول أنبوب التدفئة

يعد طول الأنبوب أحد الخصائص الرئيسية التي تحدد كفاءة الجهاز.

طوله الكبير بنفس القوة يؤدي إلى زيادة مساحة سطح السخان الكهربائي وتسارع التبادل الحراري مع بيئة العمل. وهذا له تأثير إيجابي على متانة عنصر التسخين ومعدل دوران سائل التبريد.

تعتبر عناصر التسخين ذات الأنبوب الطويل مثالية للتركيب في سجلات محلية الصنع، وهي مناسبة لتدفئة الغرف الكبيرة والمباني الملحقة

من المرغوب فيه أن يمتد الأنبوب على طول منطقة عمل جهاز التسخين بالكامل، دون الوصول إلى الجدار المقابل بمقدار 6-10 سم، وستسمح لك هذه التوصية بتسخين سائل التبريد بسرعة وبشكل متساوٍ.

توافر وظائف إضافية

ليس من الضروري دائمًا دفع مبالغ زائدة مقابل الإمكانيات الإضافية لعناصر التسخين. إذا تم استخدام جهاز التسخين كجهاز مساعد ولم يكن لديه أتمتة مدمجة خاصة به، فمن المنطقي شراء نموذج مزود بمنظم حرارة.

ولكن إذا كان المبرد أو المسخن الكهربائي لديه أجهزة استشعار درجة الحرارة الخاصة به وآليات التحكم في درجة الحرارة، فستظل الوظائف الإضافية غير مطالب بها.

يجب أن تحتوي الأجهزة الإلكترونية المدمجة في قابس عنصر التسخين على آليات أمان بحيث لا يحدث حريق في حالة تعطل لوحة التحكم.

لذلك، يوصى بشراء سخانات كهربائية باهظة الثمن مع أتمتة مدمجة فقط إذا كانت هناك حاجة واضحة لمثل هذه المعدات. إذا كان من الضروري تحديد خلفية درجة الحرارة بشكل فردي، فمن الأفضل الشراء ترموستات في المقبسوالتي يمكن استخدامها بشكل دوري.

أما بالنسبة للشركات المصنعة لعناصر التدفئة، فإن اختيارهم ليس مهما. الموردون الرئيسيون هم شركات من روسيا وأوكرانيا وتركيا وإيطاليا.جودة منتجاتها هي نفسها تقريبًا، لذلك لا فائدة من دفع مبالغ زائدة مقابل العلامة التجارية.

استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع

الفيديو رقم 1. نظرة عامة عملية على عناصر التسخين بمختلف أنواعها:

الفيديو رقم 2. مراجعة عنصر التسخين مع منظم الحرارة:

الفيديو رقم 3. ميزات عنصر تسخين الكتلة المستخدم في مراجل التدفئة الكهربائية:

شراء عنصر تسخين لأجهزة التدفئة ليس بالمهمة السهلة. للقيام بذلك، تحتاج إلى معرفة خصائص المعدات التي تم بناء السخان الكهربائي فيها بوضوح. لذلك، لا تحتاج إلى اختيار نموذج معين إلا بعد إجراء تحليل شامل لمعلماته.

يرجى كتابة التعليقات وطرح الأسئلة ونشر الصور المتعلقة بموضوع المقالة في المربع أدناه. أخبرنا عن كيفية اختيار عنصر التسخين لاستبداله في غلاية كهربائية أو سخان متنقل. شارك ما كانت الحجة الحاسمة في اختيارك بالنسبة لك شخصيًا.