سخانات المياة WATER HEATER
يُعد الاستعمال اليومي للماء الساخن، من أهم الضروريات التي نَحتاجُها في حياتنا، فقد جاء اختراعُ السخان الكهربائي لتوفير الوقت ،والجهد، للحصول على الماء الساخن، والحفاظ على الماء الساخن لأكبر مدة زمنية ممكنة
يتم تسخين المياة في المبانى حسب ظروف وحاجة الاستخدام باستخدام السخانات المنفصلة او المركزية كالتالى :
التسخين المنفصل (الموضعي) :
ويتم إستخدامه غالبا في الوحدات السكنية المنفصلة حيث يستخدم سخان لكل وحدة ويتم تغذية السخان من مصدر المياة الباردة بالوحدة ثم تؤخذ ماسورة المياة الساخنة من السخان الى الأجهزة . ويستعمل سخانات الغاز اوالزيت او السخانات الكهربائية
التسخين المركزي :
ويتم إستخدام غالبا في المستشفيات والفنادن والمجمعات السكنية والنوادى والقرى السياحية ويتم تسخين المياة بسخان مركزى ثم توزع المياة الساخنة الى الوحدات والأدوار وعلى الاجهزة باستخدام عمود صاعد (ريزر ) بجوار خط تغذية المياة الرئيسي
السخان الكهربائى Electrical Water Heater
يقوم السخان الكهربائي بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية، يتمُ الاستفادةُ منها في تسخين المياه، حيث يسري تيارٌ كهربائيٌ في مادة موصلة حرارية، ذات مقاومة عاليةٍ للكهرباء ،حيث تصطدم الالكترونات المتحركة فيها بجزيئات المادة، فينتج عن الاصطدام طاقة حرارية تنعكس على جزيئات المادة، حيث تنتقل هذه الحرارة للماء عن طريق تيارات الحَمِل، وعند الوصول لدرجة حرارة الماء المطلوبة، يتم فصل التيار الكهربائي عن ملف التسخين تلقائياً .
كيفية عمل سخان الماء الكهربائي السخان الكهربائي الحافظ للحرارة يُعد هذا النوع هو الأكثر انتشارا في الاستخدامات المنزلية، وهو عبارة عن خزان حافظٍ للحرارة ،وغالبا ما يكون اسطوانيُ الشكلِ ،يحتوي على مقاومة حرارية، تقوم بتسخين الماء، وهي عبارة عن ملف حراري معزول ،في أحد جوانب الخزان أو أسفله ،كما يحتوي على منظمٍ للحرارة، يتم من خلاله التحكم بحرارة التسخين، بحيث يقوم بفصل التيار الكهربائي، لإيقاف عملية التسخين ،ويحتوي السخان على عمود مغنيسيوم، للتعامل مع المياه الحمضية لحماية السخان من التآكل ،ويحتوي أيضا على صمامات للأمان، وللمحافظة على عدم اختلاط الماء الساخن بالبارد .
السخان الكهربائي المباشر أو الفوري )بدون خزان)Tankless Electrical Water Heater
يُعدُ هذا النوع موفراً للطاقة ،وسريعَ التسخينِ ،حيث يتم تشغيلهُ عند الحاجةِ للماء الساخن ،ويتم استهلاك كمية الماء الذي تم تسخينه كلياً، حيث يتم تركيب هذا النوع من السخانات على خطوط الماء الرئيسية لصنبور الماء المراد خدمته بالماء الساخن، حيث يتم تَدفقُ الماء الساخن مباشرةً منه .
يتكون السخان المباشر من ملف تسخين للماء معزول بمادة خزفية ،يتم إيصال الكهرباء إليه من خلال قاطع كهربائي، يعمل على ضغط وقوة الماء المتدفق من الصنبور، حيث يقوم بتسخين الماء حال فتح صنبور الماء ،وعند إغلاق الصنبور ،يتحرر القاطع الكهربائي ،قاطعا بذلك التيار الكهربائي عن ملف التسخين .
سخان المياه الشمسي يُعتبر منظومة شمسية مُتكاملة تعتمد على طاقة الشمس في تسخين المياه لاستعمالها ضمن المنازل أو لتسخين المياه بالمشاريع التجارية وحتى يمكنك اعتماده كسخان مسبح بالطاقة الشمسية
اهم ما يميزها عدم اعتمادها على التيار الكهربائي وبالتالي تخفيض تكلفة الاستخدام
يتم تغذية هذا النوع بالمياه من مصدر خارجي، حيث تدخل المياه إلى المجمع الشمسي ومنه إلى الخزان الخاص ومن الخزان إلى المجمع الشمسي مرة أخرى
المُفيد في هذا النوع من دورات المياه أنها تمنح نظام الطاقة الشمسية لتسخين المياه القدرة على العمل لاطول فترة ممكنة عبر الحفاظ على نقاء المياه فيه وبعيداً عن الشوائب والماء المالحة التي تترسب وتقصِّر عمر مجموعة التسخين
يتم في هذا النوع من سخانات الطاقة الشمسية إدخال المياه من مصدر أو شبكة خارجية باتجاه المجمع الشمسي وتخرج منه ليدخل كمية مياه جديدة، وهذا يعني أن المياه بكل ما فيها من أملاح وشوائب تدخل وتترسّب ضمن المجمّع وبالتالي سيقصُر عمر عمَلِه الافتراضي ويتعرّض للترسّبات والأعطال الناتجة عنها
إن أفضل المواد التي يُصنع منها الخزانات الشمسية هي الستانلس ستيل، الحديد ثم الحديد المجلفن وبشكل عام تُعتبر مادة الستانلس ستيل هي الأفضل لأن عمرها طويل وعزلها الجيد للحرارة بينما يًعتبر الحديد المطلي (المجلفن) هو الأسوء لأنه يتعرض للصدأ
سخانات الغاز Gas Water Heater
سخان الماء الذي يعمل بالغاز عبارة عن خزان رأسي مغلق داخل غلاف معدني معزول، ويحتوي السخان على جهاز تسخين مسبق مثبت أسفل الخزان ويوجه لهب الغاز مباشرة نحو جهاز التسخين ويتم التحكم في الغاز أوتوماتيكيا بواسطة الترموستات المركب بالسخان الذي يتحكم في كمية الغاز الداخلة للسخان، وبالتالي يؤدي إلي خفض أو رفع اللهب داخل السخان. ... وتختلف سعة السخانات التي تعمل بالغاز حسب كمية المياه المخزنة داخلها وتقاس سعتها باللتر ، ويحتوي سخان الغاز على ثلاث فتحات الأولى لتوصيل الغاز والثانية لدخول الماء البارد والثالثة لخروج الماء الساخن.
سخان مياه يعمل بالغاز (بدون خزان) Gas Water Heater (tankless)
سخانات المياه بدون خزان لا تحتوي على خزان مياه مثل سخانات المياه التقليدية. يتم تسخين المياه في نظام بدون خزان أثناء تدفقه من خلال المبادل الحراري الذي يتم تسخينه من خلال الاحتراق ، ويكون أكثر كثافة من سخان الماء الساخن المعتاد.
في الاحتراق النموذجي ، نحرق محتوى الهيدروجين في الوقود أثناء إنتاج الغازات الساخنة. أحد هذه الغازات الساخنة هو بخار عندما يتم تبريد هذه الغازات البخارية ، فإنها تصبح ماءً التكثيف.
أنواع سخانات الغاز من حيث دائرة المبادل الحرارى مع عادم الاحتراق
سخان المياة الغير متكثف بدون خزان Non-Condensing Tankless Gas Water Heater
سوف يدفع سخان الماء الساخن غير المتكثف بدون خزان هذه الغازات الساخنة من خلال تنفيسه إلى الخارج (أو إلى الهواء إذا كان مثبتًا خارجيًا بالمنزل) ثم يبرد خارج النظام ، ويلزم تنفيسه من خلال عدم التآكل مواد تنفيس يمكن أن تصمد أمام الحرارة.
سخان الماء المتكثف بدون خزان Condensing Tankless Hot Water Heater
تسحب سخانات المياه المتكثفة الحرارة الإضافية من غازات العادم من خلال العديد من الطرق ولهذا السبب فإن غازات العادم يتم الاستفادة منها لرفع درجة حراره المياة المراد تسخينها قبل ان يتم طرد العادم والذي يكون قد تم تبريدة جزئيا داخل السخان ويتنج عن ذلك التكثيف.
فوائد سخانات الغاز
يعمل سخان المياه بالغاز بشكل جيد في المنازل أو المباني التي تستخدم الغاز الطبيعي لتشغيل سخانات المياه الخاصة بهم ، وقد تتطلب سخانات المياه الساخنة التي تعمل بالغاز والتي تعمل بالكهرباء زيادة السعة الكهربائية ، وهو ما قد يكون مكلفًا.
سخان الماء غير المباشر باستخدام الغلايات والمبادلات الحرارية
Indirect heater and boilers system (storage tank)
سخان الماء غير المباشر هو خزان تخزين عالي الجودة وفعال حراريًا يحتوي على مبادل حراري داخلي يقوم بتسخين الماء في الخزان عن طريق الماء الساخن من الغلايات و لا يحتوي الخزان على مواقد احتراق خاصة به أو مدخنة ،مع عدم وجود أنبوب مداخن وقيم عزل عالية ، يكون فقد الحرارة أقل بكثير من سخان المياه التقليدي و يتم تلبية الطلب على الماء الساخن بسرعة.
نظام التسخين باستخدام الغلايات مع المبادل الحرارى (بدون خزان )
Central boiler and heat exchanger with booster pump (without storage tank)
يكون نظام التسخين مركزى ويستخدم هذا النظام في المبانى ذات الاستهلاك العالى للمياة الساخنة مثل المستشفيات الكبرى حيث ان النظام يحتوى على غلايات تقوم بتغذية المبادلات الحرارية لمنظومة المياة الساخنة ثم يتم توزيع المياة الساخنة على ادوار المبنى من خلال مضخات BOOSTER PUMP مع استخدام محابس اتزان حرارية يتم تركيبة على خط الراجع للمياة مباشرة قبل نقطة التغذية للقطع الصحية مثل المغاسل (دائرة المياة الساخنة مغلقة وتتكون من شبكة مياة التغذية وشبكة مياه الراجع )
ملاحظة : فى هذا النظام يتم الاستفادة من الغلايات وضغط البخار في أنظمة وشبكات اخرى للمبنى مثل امدادات المياة الساخنة بشبكة التكييف المركزى او الاستفادة من البخار لمعدات المطابخ والاستخدامات الاخرى حسب طبيعة واحتياج المبنى ولذلك فهو يعتبر عملى وموفر للطاقة في حالة المبانى ذات الاستهلاك العالى للطاقة الحرارية
سخان مياه بمضخة حرارية (سخان مياه هجين) Heat Pump Water Heater (Hybrid Water Heater)
يمكن أن يساعد هذا الهجين لسخان المياه في توفير استهلاك الكهرباء لأنه لا يولد الحرارة بشكل مباشر ويتميز هذا النمط من سخانات المياه بأنه فريد من نوعه حيث يستخدم الحرارة في الهواء وفي الأرض لتسخين المياه. هذا يعني أن الكهرباء تستخدم فقط لنقل الحرارة من الأرض أو الهواء إلى الماء ، بدلاً من استخدام الكهرباء لتوليد الحرارة.
يعتبر سخان المياه هذا موفرًا للطاقة وبالتالي يمكن أن يكون فعالًا من حيث التكلفة على المدى الطويل ولكنه لن يعمل بشكل جيد في الأماكن الباردة مثل أو في المناخات حيث يكون الجو شديد البرودة لفترات طويلة على مدار العام.