ما هو نظام التدفئة مشع - التكاليف والفوائد والعيوب
عندما يكون الطقس باردًا ، تكون الحرارة عبارة عن حساب غير قابل للتفاوض ، بغض النظر عن نوع النظام لديك. ومع ذلك ، هناك العديد من الطرق لتقليل فواتير التدفئة ، مثل تثبيت ترموستات قابل للبرمجة أو زيادة عزل منزلك..
إذا كنت راغبًا وقادرًا على تحمل تكلفة مبدئية كبيرة ، فإن أحد أفضل الطرق لتقليل نفقات التدفئة الخاصة بك (وبصمة الكربون) هو استبدال نظام قديم غير فعال بنظام أحدث وأكثر اخضرارًا. مالكي المنازل وأصحاب العقارات الذين يتطلعون إلى تحسين الكفاءة وخفض التكاليف غالباً ما يتحولون إلى حرارة مشعة ، وهي طريقة قديمة للتدفئة الداخلية تحظى بتأييد أصحاب العقارات ذوي التكلفة والتكاليف البيئية.
ما هو نظام التدفئة مشع?
معظم أنظمة توزيع الحرارة الحديثة ، مثل المشعات وقنوات الهواء القسري الحمل الحراري - عن طريق تعميم الهواء الساخن عبر مساحة محدودة ، يتم تسخين كامل الحجم إلى درجة الحرارة المطلوبة. تعمل أفران الطبخ على هذا المبدأ الأساسي أيضًا.
على النقيض من ذلك ، توفر أنظمة التدفئة المشعة الحرارة من خلال أرضيات أو جدران المبنى ، مما يؤدي إلى تسخين الهواء المجاور بشكل غير مباشر فقط. عند تركيبها فقط في الأرضيات ، يمكن ببساطة الإشارة إلى أنظمة التدفئة "الأرضية" أو "الأرضية".
أنظمة التدفئة المشعة هي الأكثر فعالية كمصادر للحرارة في الأماكن المغلقة ، سواء في منطقة محلية (مثل الحمام) أو في مسكن كامل. ومع ذلك ، تستخدم بعض الشركات (غالبًا المطاعم أو أماكن الترفيه) والمنازل الراقية الحرارة المشعة لتدفئة الباحات وغيرها من الأماكن الخارجية.
لقد فهم البشر ووظفوا مبدأ الحرارة المشعة لآلاف السنين. استخدم الرومان شكلاً مبكرًا من الحرارة المشعة في المباني العامة منذ القرن الأول قبل الميلاد ، على الرغم من مقاربتهم (المعروفة باسم hypocaust) كانت باهظة الثمن باهظة بالنسبة لأصحاب الملكية الخاصة. تشير الدلائل الأثرية إلى أنه تم اختراع أنظمة مماثلة بشكل مستقل في باكستان والقوقاز منذ القرن الرابع قبل الميلاد..
اليوم ، أنظمة التدفئة مشع يأتي في شكلين أساسيين.
الحرارة الإشعاعية الكهربائية
تتميز أنظمة التدفئة المشعة الكهربائية بحلقات من الكابلات المشحونة (سلك المقاومة) التي تولد الحرارة إما بشكل مستمر أو أثناء المساء وساعات الليل. تعمل بعض الأنظمة على توصيل الكابلات مباشرة إلى طبقة من المواد ، مثل الخرسانة أو الجبس ، بين الطابق الفرعي وطبقة الأرضية المرئية. يقوم آخرون بربط الكابلات بألواح موصلة للحرارة ، مصنوعة عادة من البلاستيك أو المعدن ، في جيب هوائي بين طبقات الأرضية. تعكس شحنة الشحنة (والحرارة الناتجة) إعداد الترموستات.
في كلتا الحالتين ، يكون التدفئة الكهربائية أكثر منطقية من خلال أغطية الأرضيات الصلبة ، مثل البلاط والخرسانة. نظرًا لأن الحرارة المتولدة تنتشر بشكل أسرع في الأسطح الأقل ليونة ، فهي ليست مثالية للغرف المفروشة بالسجاد.
تعتمد تكلفة الحرارة المشعة الكهربائية على معدلات الكهرباء المحلية وعبء عمل النظام. بالنسبة لأنظمة الهواء القسري وأنظمة اللوح ، فإنه عادةً ما يكون غير فعال من حيث التكلفة للتدفئة المنزلية بالكامل في المناخات الباردة أو المناطق التي ترتفع فيها تكاليف الكهرباء.
ومع ذلك ، حتى في المناطق ذات التكلفة المرتفعة والطلب الكبير ، من المفيد في كثير من الأحيان تقديم حرارة إضافية في تطبيقات محددة - على سبيل المثال ، تدفئة أرضيات الحمام طوال الليل وفي الصباح. يمكن أن يكون ذلك أيضًا فعالًا من حيث التكلفة حيث تفرض المرافق المحلية أسعارًا أقل على الطاقة المستهلكة خلال ساعات الدوام ، وعادة ما يكون ذلك خلال الليل وفي الصباح الباكر.
هيدرونيك (الماء) مشع الحرارة
الحرارة المشعة الهيدرونية هي الشكل الأكثر كفاءة وشعبية للحرارة المشعة في الاستخدام الواسع النطاق. تتميز أنظمة Hydronic بأنابيب البولي إيثيلين المقاومة للتآكل والتي تجتمع في غلاية المنزل وتدور الماء الساخن في جميع أنحاء الهيكل. يتم التحكم في الغلاية نفسها من خلال ترموستات المنزل ، لكن الأنظمة الأحدث تحتوي عادة على صمامات تقسيم المناطق التي تتحكم في تدفق المياه إلى كل غرفة ، مما يسمح بتقليل الحرارة أو إيقافها في الأماكن التي نادراً ما تستخدم دون التأثير على الأجزاء الأخرى من المنزل.
كما هو الحال مع أنظمة التدفئة الكهربائية ، يمكن أن تعمل الأنظمة الهيدرومونية إما مباشرة من خلال مواد الأرضيات (النظم الرطبة) أو تسخين طبقة الهواء المعزولة أسفل الأرضية (الأنظمة الجافة). يمكن تشغيل أنظمة hydronic الرطبة عند درجات حرارة منخفضة للمياه (غالبًا ما تكون فقط من 75 إلى 100 درجة ، مقارنة بـ 120 درجة أو أعلى للأنظمة الجافة) ، مما قد يقلل تكاليف التدفئة. ومع ذلك ، عادة ما تكون الأنظمة الجافة أرخص وأسرع في التثبيت.
تجدر الإشارة إلى أن بعض أنظمة التدفئة المشعة تستخدم الهواء بدلاً من الألواح التي يتم تسخينها كهربائيًا أو الأنابيب الهيدرونية. ومع ذلك ، فإن الأرضيات والجدران التي يتم تسخينها بالهواء تكون أقل فاعلية في جوهرها من الأنظمة الكهربائية أو الأنظمة الهيدرونية ، لذلك نادراً ما تستخدم هذه الأنظمة في التطبيقات السكنية.
مزايا أنظمة التدفئة المشعة
1. المحتملة لفواتير المساعدة أقل
غالبًا ما تخفض أنظمة التدفئة المشعة - خاصة الأنظمة الهيدرونية - فواتير الخدمات المتعلقة بمصادر الحرارة ، مثل الهواء القسري والبخار. وفقًا لما ذكره بوب فيلا ، فإن أنظمة تسخين الأرضيات الهيدروجينية أكثر كفاءة بنسبة 30٪ من أنظمة الهواء القسري.
يقوم الماء بتوصيل الحرارة بشكل أكثر فعالية من الهواء ، الذي يفقد الحرارة بسرعة دون مصدر ثابت. وهذا يعني طاقة أقل مطلوبة للحفاظ على المياه في درجة حرارة معينة مع مرور الوقت.
توفر أنظمة Hydronic أيضًا الحرارة مباشرة إلى الأسطح الصلبة التي تكون أفضل من الماء في توصيل الحرارة ، مثل الأرضيات الخشبية أو البلاط وألواح الجدران. نظرًا لأن نقل الحرارة بين الماء الساخن والأسطح الصلبة أكثر فعالية من نقل الحرارة بين البخار والهواء أو المبرد الكهربائي والهواء ، فيمكن الحفاظ على إمدادات المياه لنظام هيدروني عند درجة حرارة أقل من وسائط توزيع الحرارة الأخرى.
2. لا مجاري الهواء
لا تتطلب أنظمة التدفئة المشعة مجاري هواء تعمل بشكل صحيح. وإذا لم يكن في منزلك نظام تكييف مركزي ، فلن يحتاج إلى قنوات على الإطلاق.
يمتلك ملاك المنازل الذين ليس لديهم قنوات بنية تحتية واحدة يمكن صيانتها - بالإضافة إلى بند أقل في الميزانية يدعو للقلق. وفقًا لقائمة Angie's ، قد تتكلف خدمات تنظيف مجاري الهواء عالية الجودة من 300 إلى 500 دولار ، ويُوصى بها مرة كل عام للمنازل التي تستخدم أنظمة HVAC شديدة الاستخدام.
حتى لو كان لديك نظام تكييف مركزي ، فربما لن تحتاج إلى استخدامه طوال العام. يتم إبطاء القنوات التي لا تُستخدم في معظم العام ببطء أكثر ولا تتطلب صيانة مكثفة.
3. المزيد من مساحة الأرض / لا سجلات أو فتحات
بصرف النظر عن المرجل وصمامات تقسيم المناطق ، فإن أنظمة التدفئة المشعة لا تحتوي على أي مكونات مرئية. تحتوي معظم أنظمة توزيع الحرارة الأخرى الشائعة الاستخدام على سجلات أو فتحات تهوية أو الألواح أو مشعات أو مكونات مرئية أخرى تشغل مساحة أرضية في مساحة المعيشة بالمنزل وتقلل من مساحة لقطات المساحة المتاحة للزينة والأثاث والتخزين والاستخدامات الأخرى.
تتطلب مكونات النظام هذه أيضًا درجات متفاوتة من الصيانة والتنظيف - لا سيما السجلات ولوح الأساس ، والتي هي مغناطيس للغبار وشعر الحيوانات الأليفة.
4. أفضل جودة الهواء الداخلي
تقوم أنظمة التسخين بالهواء القسري بتدوير الهواء بشكل مستمر عبر قنوات المنزل وسجلاته ، مما يؤدي إلى توزيع وبر الحيوانات الأليفة والغبار وجراثيم العفن وغيرها من المواد المثيرة للحساسية في جميع أنحاء الهيكل. على النقيض من ذلك ، لا تقوم أنظمة التدفئة المشعة بتدوير الهواء على الإطلاق ، وبالتالي لا تبقي المواد المسببة للحساسية المحمولة بالهواء طالما أنظمة الهواء القسري. وهذا يعني تحسين جودة الهواء الداخلي - وهو اعتبار مهم بشكل خاص للبالغين والأطفال المصابين بالحساسية والربو وحالات أخرى يمكن أن تتفاقم بسبب التلوث الداخلي.
5. موحدة توزيع الحرارة العمودي
تقوم معظم أنظمة التدفئة بتوصيل الحرارة إلى غرفة من نقطة مركزية ، مثل فتحة تهوية أو مشعاع بخار ، أو جانب واحد ، مثل المبرد اللوح. المنطقة المجاورة عادة ما تكون أحر مكان في الغرفة.
ومع ذلك ، عندما يدخل الهواء الساخن أو البخار إلى الغرفة ، يبدأ على الفور في الارتفاع نحو السقف ، ولا يسقط إلا بعد فقدان قدر كبير من الحرارة. وهذا يجعل الهواء بالقرب من الأرض أكثر برودة بشكل ملحوظ - 20 درجة أو أكثر - من الهواء على مستوى الرأس ، خمسة أو ستة أقدام فوق الأرض. النتيجة: أقدام باردة ورؤوس ساخنة. هذا التأثير أكثر وضوحًا في المنازل دون عزل ممتاز وعندما يكون الجو باردًا للغاية في الخارج.
على النقيض من ذلك ، تقوم أنظمة التدفئة المشعة بتسخين الغرف ببطء من الأرضيات إلى الأعلى ، أو من الجدران في الداخل أو في كليهما. تسخن الأسطح المُدفأة الهواء المجاور عند درجة حرارة منخفضة نسبيًا ، حيث تنقل الحرارة إلى أجزاء أخرى من الغرفة بمعدل موحد. وهذا يعني تباين درجات الحرارة أقل بشكل ملحوظ داخل الغرف ، وتقسيم درجات الحرارة الرأسية قليلاً أو معدومة ، وغرف أكثر راحة بشكل عام.
عيوب أنظمة التدفئة المشعة
1. تكلفة كبيرة مقدما
على الرغم من أنها غالبًا ما تكون أكثر فاعلية من حيث التكلفة على المدى الطويل وقد تدفع في النهاية نفقاتها من خلال فواتير خدمات أقل ، فإن أنظمة التدفئة المشعة تكلف الكثير لتثبيتها.
وفقًا لهذا البيت القديم ، يتكلف نظام التدفئة بالأرضيات المائية من 6 دولارات إلى 15 دولارًا للقدم المربع للتثبيت ، اعتمادًا على الموقع ونوع النظام وتخطيط المنزل. لتدفئة منزل مساحته 1500 قدم مربع ، أي ما يعادل استثمار ما بين 9000 دولار إلى 22500 دولار. هذا هو حوالي 50 ٪ أعلى من تكلفة نظام الهواء القسري لمنزل مماثل الحجم.
2. خطر تسرب في أنظمة Hydronic
تستخدم أنظمة التسخين بالهيدروجين أنابيب بولي إيثيلين مرنة ومقاومة للتآكل تدوم أطول من الأنابيب النحاسية (التي تتآكل بمرور الوقت) في الظروف العادية. أنظمة Hydronic مغلقة أيضًا تمامًا ، وهذا يعني أنك لا تحتاج إلى إضافة أو إزالة المياه - وهي عملية يمكن أن تقدم الأكسجين في صورة غازية تآكلية.
ومع ذلك ، لا يزال هناك خطر بسيط للتسرب في أي نظام تسخين هيدروني. كما في أنظمة السباكة التقليدية ، حتى التسرب الصغير يمكن أن يكون له تأثيرات كبيرة ، خاصة إذا لم يتم اكتشافه لبعض الوقت. من المحتمل أن تغطي بوليصة تأمين ملاك المنازل تكاليف التنظيف والإصلاح المبدئي ، ولكن ربما لا تشمل المشكلات الثانوية ، مثل نمو العفن.
3. خطر الحريق في الأنظمة الكهربائية
جميع مصادر الحرارة الكهربائية ، بما في ذلك سخان الفضاء ولوح الأساس ، تشكل مستوى من خطر الحريق. أنظمة التدفئة الأرضية المشعة الكهربائية لا تختلف. في الواقع ، قد يكون خطر نشوب حريق أكبر مع هذه الأنظمة ، لا سيما عندما لا تكون الأسلاك في الطابق السفلي معزولة بشكل صحيح أو تتلامس الألواح الموصلة مع الحطام القابل للاشتعال ، مثل قصاصات الخشب أو الغبار.
على الرغم من أن بوليصة تأمين ملاك المنازل قد تغطي بعض أو كل تكاليف التنظيف والإصلاح والاستبدال المرتبطة بحريق نظام التدفئة ، فقد يؤدي حريق خطير إلى جعل منزلك غير صالح للسكن مؤقتًا أو حتى يؤدي إلى خسارة كاملة. إذا كان لديك نظام تدفئة كهربائي مشع في أي مكان في منزلك ، فتأكد من أن لديك مطفأة حريق عاملة.
4. من الصعب الوصول إلى الإصلاحات
نظرًا لوجود الجزء الأكبر من نظام التدفئة المشع النموذجي في الجدران أو تحت الأرضيات ، يمكن أن تكون أعمال التشخيص أو الإصلاح الأساسية مكلفة وغير مريحة. يسهل الوصول إلى بعض مصادر الحرارة الأخرى ، مثل أنظمة مجاري الهواء القسري ولوحات الألواح الكهربائية.
ما يجب مراعاته قبل شراء نظام التدفئة مشع
يمثل نظام التدفئة المشع استثمارًا كبيرًا في مستقبل منزلك. قم بتقييم هذه العوامل عندما تفكر في ما إذا كان الأمر منطقيًا وعمليًا بالنسبة لك.
1. نوع النظام الحالي
بعض أنظمة التدفئة مكلفة أو غير مريحة لإزالة. على سبيل المثال ، إذا كان منزلك يحتوي على نظام تدفئة مركزي يستخدم نفس القنوات مثل وحدة التكييف المركزية الخاصة بك ، فقد يكون من الأسهل متابعة استخدام هذا النظام (واستبدال وحدة التدفئة المركزية عندما يحين الوقت).
وبالمثل ، قد تجعل القيود المفروضة على الفراغ من غير العملي أو المستحيل تركيب غلاية حديثة (للحرارة الهيدرونية) إلى جانب فرن قديم الطراز يوفر حرارة هواء قسري عبر القنوات والسجلات. قد تؤدي إزالة هذا الفرن القديم وختم النظام إلى إضافة الآلاف إلى تكلفة مشروعك ، إذا كان ذلك ممكنًا على الإطلاق.
2. عمر وحالة النظام الحالي
إذا قمت مؤخرًا بتثبيت نظام تدفئة جديد غير مشع في منزلك ، فإن تحمل تكلفة وإزعاج استبداله أمر غير منطقي. وبالمثل ، من النادر أن يقوم أصحاب المنازل بتخصيص ميزانية لاستبدال نظام التدفئة بعد الانتقال إلى المنزل (خاصة منزل إنشاء جديد) مع نظام تدفئة تم تحديثه مؤخرًا أو حتى يعمل بشكل مثالي.
إذا كانت فكرة الحرارة المشعة تروق لك بشدة ، فانتظر على الأقل حتى يكون لديك إحساس جيد بتكاليف التدفئة السنوية - ربما عدة فصول شتاء - لتحديد ما إذا كان استبدال نظام غير مشع يعمل بكامل طاقته منطقيًا من الناحية المالية.
3. تكاليف التدفئة الحالية
نظرًا لأن إحدى أهم مزايا نظام التدفئة المشع هي إمكانية خفض فواتير الخدمات بدرجة كبيرة ، يجب أن تكون تكاليف التدفئة الحالية مفتاحًا (ربما ال مفتاح) النظر.
إذا كنت تعيش في مناخ معتدل ولا تستخدم الحرارة طوال معظم العام ، فمن المحتمل ألا يدفع النظام بالكامل في المنزل بأكمله نفقات نفسه. ربما يكون كل ما تحتاجه هو النظام الكهربائي المترجم ، ربما في الحمام أو على الشرفة.
إذا كنت تعيش في مناخ بارد واستبعدت 300 دولار أو 400 دولار شهريًا في فصل الشتاء لتسخين الهواء القسري ، فإن النظام الهيدرولوجي الذي يقلل نفقات التدفئة بنسبة 30٪ يمكن أن يدفع لنفسه في غضون خمس إلى ثماني سنوات.
4. خطر الحريق أو تسرب
كل من أنظمة التدفئة الكهربائية والهيدرونية المشعة تأتي مع مخاطر السلامة - الحريق وتسرب المياه ، على التوالي. حتى التسريبات والحرائق المترجمة تهدد بنية منزلك ومحتوياته. بناءً على حجمها ، قد تكون هذه الأحداث غير مريحة للغاية ، حتى تجبرك على الانتقال إلى أن يتم إصلاح التلف.
إذا لم تعد تحمل رهنًا وسمحت لوثيقة تأمين ملاك المنازل الخاصة بك بالمرور ، فقد تكون أضرار الحرائق أو المياه كارثية من الناحية المالية أيضًا. قام صديق لعائلتنا مؤخراً بتسوية فاتورة إصلاح تزيد قيمتها عن 20.000 دولار - معظمها مشمول بالتأمين - بسبب حريق أضر بجزء من الطابق السفلي. بدون تأمين ، كان مشروع القانون هذا صعوبات كبيرة.
كلمة أخيرة
نظرًا لتكاليف التثبيت الضخمة ، غالبًا ما تكون أنظمة التدفئة المشعة في المنازل بأكملها أفضل لصاحب المنزل التالي - الشخص الذي يشتري من الشخص الذي قام بتثبيت النظام. يحصل المشتري على جميع فوائد الحرارة الإشعاعية - فواتير الخدمات العامة المنخفضة ، وجودة الهواء الداخلية الأفضل - دون تكلفة مقدمة (على الرغم من أن تكلفة النظام قد تنعكس في سعر بيع المنزل). إذا كنت في السوق للحصول على منزل جديد ، فاحرص جيدًا على الاهتمام بالأشياء الموجودة تحت الأرضية.
هل يوجد في منزلك نظام تدفئة مشع؟ هل شراء منزل مع واحد أو تثبيت واحد بنفسك?
