انواع وسایل الکتریکی گرمایشی

همه چیز درمورد ابگرمکن ها

وسیله متفاوتی را که برای کنترل دمای آبگرمکن‏های مخزن‏دار مورد استفاده قرار می‏گیرد، نشان می‏دهد. این وسیله در یک لوله محافظ و در جوار المنت گرمایی نصب شده و با آب گرم مستقیماً در تماس است. جزء‌ اساسی آن عبارت است از یک میله اینوار  که به یک لوله انبساط اتصال دارد. این لوله در اثر افزایش دما منبسط و طول آن زیاد می‏شود و انتهای آزاد میله را می‏پوشاند. جابجایی مزبور از طریق یک مکانیسم اهرمی به یک کلید لوله‏ای حاوی جیوه منتقل می‏شود. سطح جیوه که برای دمای معیّنی از پیش تنظیم شده است، در اثر انتقال نیرو و کج شدن لوله، جابجا می‏شود و جریان المنت گرمایی را قطع می‏کند.

همه چیز درمورد ابگرمکن ها

آبگرمکن‏های بدون مخزن

در آبگرمکن‏های بدون مخزن ، آب را تا زمانی که مورد نیاز نباشد گرم نمی‏کنند. چنین وسیله‏ای باید آب را به سرعت گرم کند و در نتیجه، ظرفیت گرمایی آن بالا باشد (ظرفیت گرمایی این نوع آبگرمکن تقریباً KW12 است در حالی که آبگرمکن‏های مخزن‏دار ظرفیتی معادل KW2 دارند).
تفاوت عمده دیگ الکتریکی با آبگرمکن‏های مخزن‏دار این است که دیگ الکتریکی دارای عایق‏بندی گرمایی نیست. در این وسیله نیز، آب در مدت زمانی بسیار کوتاه و درست قبل از اینکه مورد نیاز باشد، گرما می‏بیند و باید به سرعت مورد استفاده قرار گیرد، زیرا در غیر این صورت مقدار زیادی از گرما تلف خواهد شد. این وسایل نسبتاً اقتصادی هستند و بخصوص در مواردی که آب گرم در زمان‏های خاصی مورد نیاز است، مناسب به نظر می‏رسند.

آبگرمکن ها

پرتوهای گرمازا

وسایل الکتریکی بیشماری نیز برای گرم کردن اتاق ساخته شده است. بخاری‏های برقی تابشی، از نوع دیواری  و قابل حمل، پرتوهای گرمایی قوی خود را که تا فاصله محدودی اثر دارند به اطراف پخش می‏کنند. واحد پخش‏کننده گرما عبارت است از یک بازتابگر سهمی‏شکل که المنت گرمازا روی خط کانونی آن قرار می‏گیرد. این بازتابگر، بخصوص اگر از نوع قابل تنظیم باشد، پرتوهای گرمازا را در مسیرهای مورد نظر هدایت می‏کند. چنین بخاری‏ای می‏تواند فضای بزرگی را بطور مؤثر گرم کند و فاصله مفید آن فقط چند ده سانتیمتر است. به همین دلیل، غالباً از آن بعنوان یک وسیله گرمایی جنبی (در اماکنی مثل حمام، اتاق خواب و غیره) استفاده می‏شود. برای گرم کردن اتاق بطور مؤثرتر، وسیله‏ای بنام «بخاری پنکه‏دار» به کار می‏آید . در این وسیله، یک پنکه هوا را به درون می‏کشد و از روی سیستمی از سیم‏پیچ‏های گرمازا عبور می‏دهد و پس از گرم شدن، آن را با فشار به داخل اتاق می‏راند. برای حفاظت در مقابل گرمای بیش از حد، بخصوص در مواقعی که پنکه درست کار نمی‏کند و یا جلوی خروج هوا به طریقی گرفته می‏شود، یک قطع و وصل‏کننده دوفلزی در این دستگاه تعبیه شده است.

ساخت پتو های برقی

در گرمکن غوطه‏ور، قوری برقی، و اجاق برقی، انتقال گرما عمدتاً ازطریق هدایت و همرفت (کنوکسیون) صورت می‏گیرد. در توستر برقی  گرما در اثر تابش منتقل می‏شود. برش‏های نان داخل دو شکاف که در طرفین آنها المنت‏های گرمازا وجود دارد، قرار داده می‏شوند. با برشته شدنِ نان، یک وسیله دوفلزی، فنری را آزاد می‏کند و قطعات نان از دستگاه بیرون می‏پرند.

پتوهای برقی

در بعضی از پتوهای برقی (تشک‏های برقی) دما را می‏توان روی یکی از سه مقدار حداکثر (مثلاً 80، 70، یا 60 درجه سانتیگراد) تنظیم کرد. وقتی دما به این مقادیر حداکثر می‏رسد، جریان الکتریسیته بوسیله یک دستگاه دوفلزی بطور خودکار قطع و پس از پایین آمدن دما، دوباره برقرار می‏شود. تنظیم دماهای حداکثر با دادن تغییر در میزان پیش گرم کردنِ نوار دوفلزی انجام می‏گیرد . با پایین‏ترین تنظیم به هنگام پیش گرم کردن، بالاترین مرحله دما حاصل می‏شود. بعلاوه، یک دستگاه ایمنی دوفلزی نیز تعبیه می‏شود که در صورت بیش از حد بالا رفتن دما (تا حدود 85 درجه سانتیگراد) جریان را قطع می‏کند. وسایل الکتریکی تولید آب گرم (آبگرمکن‏های برقی) را می‏توان به سه گروه تقسیم کرد: آبگرمکن‏های مخزن‏دار، دیگ‏های برقی، و آبگرمکن‏های بدون مخزن. آبگرمکن مخزن‏دار دارای یک مخزن آب است که عایق‏بندی گرمایی شده و محتویات آن با نوعی المنت غوطه‏ور گرم می‏شود. در  الف آبگرمکن کوچکی از این نوع را می‏بینید. تغییرات دما محدود است و به کمک یک کنترل‏کننده دوفلزی که طرح خاصی دارد، انجام می‏گیرد . وقتی به نوار دوفلزی گرما داده می‏شود، به سمت بالا انحنا پیدا می‏کند و به یک اهرم فشار وارد می‏آورد. این اهرم که در ابتدا فشار یک فلز آن را پایین نگه می‏دارد، در اثر نیروی نوار دوفلزی بالا می‏رود و فنر را به عقب می‏راند و اتصال را قطع می‏کند. پس از قطع جریان المنت گرمازا و یا در اثر مصرف آب داغ ــ که در آن صورت آب سرد جای آن را می‏گیرد ــ نوار دوفلزی کم‏کم سرد می‏شود و اهرم، تحت فشار فنر، به حالت اولیه برمی گردد و اتصال مجدداً برقرار می‏شود. با چرخاندن دگمه تنظم دما، تنظیم مکانیسم اهرمی نسبت به نوار دوفلزی تغییر پیدا می‏کند و به این ترتیب، وسیله می‏تواند دمای آب را در یک محدوده نسبتاً وسیع (از 35 تا 85 درجه سانتیگراد) کنترل کند.

وسایل گرمایشی در خانه ها

در وسایل الکتریکی گرمایی خانگی از خاصیت تولید گرما بوسیله جریان الکتریسیته هنگام مواجهه با مقاومت استفاده می‏شود. جریان الکتریسیته را الکترون‏ها منتقل می‏کنند. این الکترون‏ها قسمتی از انرژی جنبشی خود را به اتم‏های رسانا (سیم مقاومت) می‏دهند و اتم‏های مزبور را بیش از آنچه در حالت تعادل ارتعاش دارند، به ارتعاش وامی‏دارند. همین اغتشاش اتم‏هاست که دما را بالا می‏برد. در یک ولتاژ ثابت، گرمای تولیدشده بوسیله جریان الکتریسیته، با حاصلضرب مجذور شدت جریان و مقاومت (FR) متناسب است (قانون ژول). بنابراین برای بدست آوردن گرمای قابل توجه لازم است از رساناهایی استفاده شود که مقاومت الکتریکی بالایی دارند. انواع گوناگون المنت‏های گرمازای لوله‏ای حاوی سیم‏های مقاومت مارپیچ در شکل یک نشان داده شده است.

ساده‏ترین دستگاه‏های گرمازای الکتریکی، گرمکن‏های غوطه‏ور هستند که آنها را یا به شکل لوله‏ای  و یا به شکل حلقوی  می‏سازند. گرمای ایجادشده در المنت، به مایعی که المنت در آن قرار دارد منتقل می‏شود. اتلاف گرما بسیار کم است، و در نتیجه این نوع گرمکن‏ها از توان مثبت بالایی برخوردارند و تقریباً تمام گرمای ایجادشده را به مایع منتقل می‏کنند.

وسایل گرمایشی

قسمت اصلی یک اجاق الکتریکی، صفحه گرمایی آن است . کنترل دما از طریق یک نوار دوفلزی  صورت می‏گیرد. نوار دوفلزی از دو نوار فلزی یا ضرایب انبساط گرمایی مختلف که روی هم قرار گرفته‏اند تشکیل شده است. این نوار تحت تأثیر گرما، منبسط می‏شود، ولی میزان انبساط دو فلز، به دلیل اختلاف ضریب انبساط آنها، مختلف است؛ بنابراین نوار انحنا، و انتهای آزاد آن انحراف پیدا می‏کند. با افزایش دما این انحنا بیشتر می‏شود و می‏توان از آن برای قطع و وصل کردن یک کلید استفاده کرد. اگر فاصله کلید تا محلی را که انتهای نوار در حالت «سرد» در آن قرار می‏گیرد متغیر انتخاب کنیم،‌ نوار دوفلزی قادر خواهد بود در تمام شرایط کلید را قطع و وصل کند. وسیله دیگری که با استفاده از اختلاف ضرایب انبساط گرمایی دوفلز دمای وسایل حرارتی خانگی را کنترل می‏کند، «میله اینوار» (Invard rod) است. میله اینوار آلیاژی است از آهن و نیکل که ضریب انبساط گرمایی آن بسیار کم است و در نتیجه تحت تأثیر گرما طول آن خیلی کم تغییر می‏کند. یک انتهای این میله را در داخل لوله‏ای از جنس برنج که اندکی کوتاهتر از میله است جوش می‏دهند. اگر لوله گرمتر شود، طول آن افزایش می‏یابد و انتهای دیگر میله را نیز می‏پوشاند. اما با خنک شدن لوله، انتهای آزاد میله دوباره ظاهر می‏شود. از حرکت لوله و میله در ارتباط با یکدیگر می‏توان برای قطع و وصل کردن یک کلید استفاده کرد (با به‏کارگیری سیستمی مناسب از اهرم ها). قوری برقی  را می‏توان به یک وسیله محافظ دما (اتصال گرمایی) مجهز کرد. این وسیله در صورت ایجاد گرمای بیش از حد، جریان الکتریسیته را بطور خودکار قطع می‏کند. پس از برگشت دما به حالت عادی، با فشار دادن یک دکمه می‏توان دستگاه را دوباره به کار انداخت. این نوع اتصال گرمایی، غالباً شامل یک اتصال دوفلزی است.

منبع: سندباد