تدفئة الأرضية بالأشعة تحت الحمراء هي واحدة من العديد من أنظمة التدفئة الكهربائية التي تعمل فيها الأرضية نفسها كمدفأة. بالمقارنة مع الموصلات الكهربائية وخيارات الكابلات ، فإن النظام ، الذي يعتمد على استخدام فيلم التسخين بالأشعة تحت الحمراء ، له مزايا لا يمكن إنكارها ، بسبب زيادة الطلب عليها.
مبدأ التشغيل
يعتمد مبدأ تشغيل مسخن فيلم الأشعة تحت الحمراء على تحويل الطاقة الكهربائية إلى أشعة تحت الحمراء. على عكس السخانات التقليدية ، التي تسخن الهواء المحيط بسبب التبادل الحراري بالحمل الحراري ، فإن الأشعة تحت الحمراء ، عندما تنبعث ، لا تسخن الهواء المحيط ، ولكن الأجسام وجسم الإنسان. يسخن الهواء عن طريق تلقي الحرارة من الأجسام التي تتلامس مع موجات الأشعة تحت الحمراء.
الأشعة تحت الحمراء هي جزء من طيف الضوء الذي لا يمكن للعين البشرية الوصول إليه. تتراوح أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من 5 إلى 20 ميكرون. الأشعة تحت الحمراء غير ضارة للبشر ، مما يسمح باستخدامها ليس فقط في الصناعة والطب ، ولكن أيضًا في الحياة اليومية.
تصميم النظام وخوارزمية العمل
من الناحية الهيكلية ، الأرضية الدافئة بالأشعة تحت الحمراء عبارة عن لوح تسخين مصنوع من فيلم بوليمر مرن بسمك لا يزيد عن 400 ميكرون ، على أحد جوانبها يتم تطبيق أنحف مسارات الكربون (الكربون). وهي مصنوعة في شكل خطوط عرضية أو أقراص العسل. عندما يمر تيار كهربائي ، تسخن هذه المسارات وتبدأ في توليد موجات الأشعة تحت الحمراء. يولد هذا حرارة تنتقل إلى غطاء الأرضية و / أو الأشياء المحيطة.
قد يصادف المستهلك فيلمًا يعمل بالأشعة تحت الحمراء بطبقة متصلة من الكربون المترسب. مثل هذا الفيلم أكثر موثوقية ومتانة ، لكن تكلفته أعلى بكثير.
يتم توفير مصدر الطاقة للمسارات الموصلة من خلال الموصلات الموجودة على حواف نسيج الأشعة تحت الحمراء. إنها مصنوعة من النحاس المطلي بالفضة.
الموصلات الحية محمية من الرطوبة والأضرار الأخرى بطبقة مقاومة للماء لا تتداخل مع مرور الأشعة تحت الحمراء.
السمات الإلزامية لأرضية الأشعة تحت الحمراء هي أيضًا:
- منظم الحراره؛
- جهاز استشعار درجة الحرارة.
تم تصميم المنظم بالاشتراك مع المستشعر للتحكم في أداء النظام بأكمله وتحسينه. تعتمد كفاءة واقتصاد عملها على ذلك. النظام ، اعتمادًا على الإصدار ، مكتمل بأجهزة ذات قدرات وظيفية مختلفة - من أبسطها ، قادرة على حماية الأجزاء الحية من الحرارة الزائدة ، إلى أحدث مبرمج ، حيث يمكن للمالك ضبط وضع درجة حرارة التسخين ، وهو صالح طوال الوقت موسم التدفئة بأكمله.
تعمل أرضية الأشعة تحت الحمراء وفقًا للخوارزمية التالية:
- يؤدي استخدام الطاقة على الرقاقة إلى تسخين الأرضية.
- بعد أن تصل درجة الحرارة في منطقة مستشعر درجة الحرارة إلى المستوى المحدد مسبقًا ، سوف يعطي الأخير أمرًا إلى منظم الحرارة لإيقاف تشغيل مصدر الطاقة.
- يقطع جهاز التحكم في درجة الحرارة مصدر الطاقة ويبرد عنصر التسخين إلى درجة الحرارة المحددة مسبقًا من قبل المالك.
بعد أن يبرد السخان ، سيقوم منظم الحرارة بتشغيل مصدر الطاقة وستتكرر دورة التشغيل.
المواصفات والإيجابيات والسلبيات
بشكل عام ، تحتوي الأرضية الدافئة بالأشعة تحت الحمراء على المعلمات التقنية التالية:
- سمك الفيلم ، مم - 0.23 ... 0.47 ؛
- عرض الويب ، مم - 500 ... 1000 ؛
- طول اللفة ، م - حتى 50 ؛
- جهد إمداد الطاقة ، V - ~ 220 ؛
- درجة حرارة التسخين ، درجة مئوية - لا تزيد عن 55 ؛
- وقت تسخين الفيلم إلى أقصى درجة حرارة ، ثانية - 20 ... 30 ؛
- وقت تسخين الأرضيات إلى درجة الحرارة المحددة ، دقيقة - لا تزيد عن 40 ؛
- درجة حرارة انصهار القاعدة ، درجة مئوية - أكثر من 210 ؛
- استهلاك الطاقة ، وات / ساعة - 25 ... 35.
بمقارنة الخصائص التقنية والتشغيلية لأنظمة التدفئة الكهربائية ، يلاحظ الخبراء عددًا من المزايا التي تتمتع بها الأرضية الدافئة بالأشعة تحت الحمراء.
- يناسب الفيلم أي نوع من أغطية الأرضيات (صفح ، سجاد ، إلخ).
- تركيب النظام بسيط وسهل ، لأنه لا يتطلب أي أعمال مصاحبة أولية (صب ذراع التسوية ، والتشديد بالغراء ، وما إلى ذلك).
- لا يقلل عدم وجود ذراع التسوية وسماكة الفيلم المنخفضة من ارتفاع الغرفة الساخنة.
- تفكيك بسيط وسريع للنظام في حالة نقل أو إعادة تطوير المباني.
- تعدد الاستخدامات - يمكن تثبيت الفيلم ليس فقط على الأرض ، ولكن أيضًا على الجدران أو الأسقف. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدامه لتدفئة المباني الخارجية (المرآب ، الدفيئة ، إلخ) وحتى شرفة منزل خاص ، مما يمنع تجمدها في فصل الشتاء.
- موثوقية عالية - تصل فترة ضمان الشركة المصنعة إلى 10 سنوات أو أكثر.
- عملية هادئة.
- تقترب كفاءة النظام من 100 ٪ ، حيث لا توجد خسائر في الحرارة عمليًا ؛
- تسخين موحد لسطح الأرض في فترة زمنية قصيرة.
- بالمقارنة مع أنظمة التدفئة التقليدية ، فإن التأثير الاقتصادي لاستخدام تدفئة الأرضية بالأشعة تحت الحمراء يصل إلى 30 ... 35٪ ، وفي بعض الحالات ، على سبيل المثال ، عند تدفئة غرف ذات ارتفاع كبير ، يمكن أن تصل إلى 85٪.
- سلامة البيئة.
وتجدر الإشارة بشكل خاص إلى أن راحة إقامة الشخص في غرفة يتم تسخينها بأرضية دافئة من الفيلم أعلى من طرق التدفئة التقليدية.
تعمل أنظمة التدفئة التقليدية على مبدأ نقل الحرارة بالحمل الحراري. في هذه الحالة ، أولاً وقبل كل شيء ، يتم تسخين الهواء في منطقة السخان ، والذي ينتقل بعد ذلك ، بسبب تدفق الهواء المضطرب ، إلى السقف ، وينخفض الهواء البارد. وبالتالي ، يتم إنفاق الطاقة الحرارية الرئيسية لتدفئة المساحة الموجودة تحت السقف.
عندما يتم تسخين الغرفة بنظام "تدفئة الأرضية بالأشعة تحت الحمراء" ، يكون الوضع مختلفًا نوعًا ما. الحرارة التي يشعها المدفأة لا تسخن الهواء ، بل تنتقل على الفور إلى غطاء الأرضية والأشياء المحيطة به. في هذه المنطقة يوجد الناس. الأجسام الدافئة تسخن الهواء. على سطح الأرض ، تتوافق درجة حرارة الهواء مع درجة حرارة الأرضية المسخنة ، ويبدأ الهواء الدافئ في الارتفاع بشكل متساوٍ إلى أعلى ، مما يعطي الحرارة تدريجياً للأشياء الموجودة في الغرفة. وبالتالي ، تتركز كل الحرارة المفيدة في المنطقة التي يوجد بها الشخص (1.2 ... 2.0 م).
في مثل هذه الغرفة ، يتنفس الشخص هواءً منعشًا ورطبًا بدرجة كافية. في الواقع ، الأشعة تحت الحمراء ، على عكس أنواع التدفئة الأخرى ، لا تحرق الأكسجين ، مما يعني عدم وجود منتجات احتراق ورائحة كريهة في الغرفة. أثناء تشغيل النظام ، لا توجد تدفقات مضطربة للهواء ، مما يمنع في حد ذاته انتشار الغبار.
مثل أي نظام آخر ، فإن تدفئة الأرضية بالأشعة تحت الحمراء لا تخلو من عيوبها:
- إمكانية حدوث ضرر ميكانيكي لفيلم رقيق أثناء أعمال التركيب غير المبالية ؛
- يمكن أن يؤدي التثبيت غير السليم وانتهاك قواعد التشغيل إلى نشوب حريق في الفيلم ؛
- بعد إيقاف تشغيل النظام ، تبرد الغرفة بسرعة ؛
- التكلفة العالية للنظام.
يجب عدم تثبيت رقائق الأشعة تحت الحمراء تحت أثاث كبير مثبت بشكل دائم. يمكن أن يؤدي انتهاك هذه القاعدة إلى ارتفاع درجة الحرارة وفشل عناصر التسخين.
اختيار تدفئة الأرضية بالأشعة تحت الحمراء
عند اختيار نظام "الأرضية الدافئة بالأشعة تحت الحمراء" ، يجب أولاً وقبل كل شيء أن تنطلق من الغرض المقصود ومكان التثبيت.
- في المباني السكنية ذات الرطوبة العادية ، يوصى باستخدام فيلم بقوة تصل إلى 220 واط / متر مربع. م.
- بالنسبة للغرف ذات الرطوبة العالية (الحمام ، الساونا ، إلخ) ، تحتاج إلى اختيار فيلم بقدرة أكبر (تصل إلى 450 واط / م 2) وعزل محسّن.
عند استخدام الأرضيات الخشبية أو السجاد أو الباركيه أو نظائرها كأرضية ، يُنصح باستخدام فيلم بقوة 160 وات / م 2. هذه القوة كافية لتوفير درجة حرارة مريحة للأرض وتدفئة الغرفة ككل. من الأفضل وضع فيلم بقوة 200 وات / م 2 تحت البلاط أو الخزف الحجري.
سيساعد الجدول أدناه في حساب سعة النظام المطلوبة:
لا تقل أهمية عند اختيار الفيلم عن جودته ، والتي تعتمد إلى حد كبير على عرض شرائط الجرافيت وأشرطة التوصيل ، والتي يجب ألا تقل عن 13 ... 15 ملم. سمك الفيلم مهم أيضًا ، والذي يعتمد على سمك طبقات البوليمر والكربون. الحد الأدنى المسموح به لسمك فيلم الأشعة تحت الحمراء هو 0.3 مم ، ولكن كلما زادت هذه القيمة ، زادت قوة الغلاف الواقي. من المستحسن وجود طبقات إضافية من العزل واستخدام المواد غير القابلة للاحتراق.
لتدفئة الغرف ذات الرطوبة العالية (حمامات البخار ، إلخ) ، من الأفضل استخدام فيلم بطبقة متصلة من الكربون. يتميز بقوة أكبر ، مما سيسمح لك بتدفئة الغرفة بأكملها بسرعة ، كما أن وجود طلاء مقاوم للماء سيجنب الصدمات الكهربائية.
تركيب تدفئة أرضية بالأشعة تحت الحمراء
قبل الشروع في تثبيت أرضية دافئة بالأشعة تحت الحمراء ، من الضروري إجراء عدد من العمليات الحسابية وتطوير مشروع تخطيطي. في هذه الحالة ، يجب على المستخدم أن يضع في اعتباره أنه يمكن تقديم خيارين له في السوق المحلية:
- كامل - صندوق واحد يحتوي على كل ما تحتاجه للتثبيت: الفيلم ، وأسلاك الطاقة ، والثرموستات ، ومستشعر درجة الحرارة ، وملحقات التثبيت ، وما إلى ذلك ؛
- قطع - يتم قطع فيلم بعرض 50 أو 80 أو 100 سم من البكرة بمضاعفات عداد تشغيل واحد ، ويتم الحصول على جميع المعدات اللازمة من قبل المستخدم بشكل مستقل.
حساب التخطيط وتطوير المشروع
يبدأون التصميم برسم مخطط الأرضية والإشارة إلى مناطق تركيب الأثاث الثابت عليها - في هذه الأماكن لا يتناسب الفيلم.
يوصي مصنعو الأفلام بوضعه على طول جدار الغرفة الطويل. سيؤدي ذلك إلى تقليل عدد التخفيضات.
في عملية التصميم ، يجب أيضًا مراعاة:
- يتم قطع النصل بحيث لا يتجاوز طول النصل الواحد 8 أمتار ؛
- يجب أن تكون المسافة من الجدار إلى فيلم الأشعة تحت الحمراء من 10 إلى 40 سم ؛
- يجب أن يكون الفيلم على بعد 10 سم على الأقل من الأثاث.
إعداد سطح الركيزة
قبل الشروع في تنفيذ المشروع المطور ، من الضروري تنفيذ عدد من التدابير لإعداد القاعدة التي سيتم وضع فيلم الأشعة تحت الحمراء عليها. قائمة هذه الأعمال تشمل:
- تقطيع الجدران لوضع الأسلاك وتركيب جهاز استشعار درجة الحرارة ؛
- القضاء على عدم استواء القاعدة بطبقة رقيقة من أرضية التسوية الذاتية. الانحراف الأفقي المسموح به - لا يزيد عن 3 مم ؛
- تنظيف وغسل وتجفيف القاعدة ؛
- وضع فيلم مانع لتسرب المياه يحمي فيلم الأشعة تحت الحمراء من الرطوبة من الأسفل ؛
- عزل القاعدة بعزل احباط (إذا لزم الأمر). ضعه مع الجانب المعدني لأسفل ؛
يُنصح بالتحقق من ضيق تقاطع الجدران مع الأرضية. يمكن أن تؤدي الشقوق الموجودة إلى فقدان كبير للحرارة. يجب "توسيع" الشقوق التي تم العثور عليها وتنظيفها من الغبار وإغلاقها برغوة البولي يوريثان.
تركيب فيلم IR
تم وضع فيلم الأشعة تحت الحمراء بالترتيب التالي:
- يتم تحديد الأرضية وفقًا للمشروع ، مع مراعاة عدم السماح بتداخل اللوحات. يجب ألا تقل المسافة الموصى بها بين حوافها عن 5 سم.
- يتم تثبيت مستشعر حراري في وسط السطح الساخن ، بعد أن عمقه مسبقًا في العزل. يجب ألا تقل المسافة من أقرب جدار إلى جهاز الاستشعار عن 50 سم.
- ضع القماش المقطوع مسبقًا بشرائط نحاسية لأسفل وفقًا للعلامات.
- ثبت الفيلم على القاعدة باستخدام قطع صغيرة من الشريط اللاصق.
لا يُسمح بالسير على فيلم IR أثناء العمل. أيضًا ، لا تضع أشياء ثقيلة عليها أو تسقط الأداة.
ربط عناصر النظام
قم بتوصيل عناصر النظام ببعضها البعض بالتسلسل التالي:
- يتم توصيل المشابك المتوفرة في مجموعة التثبيت بنهايات الناقل النحاسي.
- يتم تثبيت الأسلاك الكهربائية وتوصيلها بالقماش ، مع مراعاة حالة الاتصال المتوازي دون فشل. سيساعد استخدام الأسلاك الملونة في تبسيط هذه المهمة.
- اعزل أماكن جميع الوصلات. في هذه الحالة ، تتم حماية أطراف وأطراف قضبان التوصيل النحاسية الموجودة في الأجزاء المقطوعة من الويب باستخدام وسادات القطران.
- قم بتوصيل منظم الحرارة بالنظام ثم قم بتثبيته على الحائط في مكان يسهل الوصول إليه. ارتفاع التركيب الموصى به هو 1 متر.
- يتم إجراء مفتاح اختبار على النظام ، للتحقق من توحيد التسخين. في هذه الحالة ، يجب ألا يكون هناك شرارة أو ضوضاء غريبة. إذا تم تحديد أوجه القصور ، يتم القضاء عليها.
- فقط بعد التأكد من أن النظام يعمل بكامل طاقته وأنه لا توجد عيوب ، يمكنك البدء في وضع الأرضيات.
عند القيام بأعمال كهربائية ، يجب مراعاة متطلبات السلامة المنصوص عليها في دليل التشغيل لنظام "تدفئة الأرضية بالأشعة تحت الحمراء" بدقة.
