ماذا يحدث للماء عندما يسخن داخل الخزان؟
خزانات المياه هي أحدى الوسائل المهمة التي تساعد في حفظ وتخزين المياه لفترات طويلة حتى يتسنى لنا استخدامها في أوقات الحاجة ويوجد نوعان من خزانات المياه نوع عادي لا يحتفظ بدرجة حرارة المياه ونوع أخر يقوم برفع درجة حرارة المياه وتسخينها ويُطلق عليه صهريج أو خزان حراري ويستخدم هذا النوع من الخزانات في التدفئة الفراغية والاستخدام المنزلي في أغراض الغسيل والاستحمام وغيرها من الأمور التي تحتاج إلى مياه ساخنة وخاصة في فصل الشتاء، وسوف نتعرف على كيفية عمل هذه الخزانات في السطور الآتية فأبقوا معنا.
ماذا يحدث للماء عندما يسخن داخل الخزان؟
عندما يسخن الماء داخل الخزان تحدث تعديلات عديدة في خواصه الفيزيائية والكيميائية ومن المهم فهم هذه التغيرات حتى نتمكن من استخدام الماء الساخن بأمان وفعالية في حياتنا اليومية، و فيما يلي قائمة بما يحدث للماء عندما يسخن داخل الخزان:
-
ارتفاع درجة حرارة الماء
- عندما يسخن الماء داخل الخزان فإن درجة حرارته ترتفع بشكل كبير وقد يصل إلى الغليان مما يستوجب تبريده قليلاً قبل الاستخدام المنزلي إذا تم استخدامه مباشره بعد انتهاء الغليان.
-
زيادة ضغط الماء
- أثناء عملية التسخين يتمدد الماء ويزداد حجمه مما يُسبب ضغط مائي أكبر داخل الخزان هذا الضغط الزائد يؤدي إلى احتمال حدوث تسرب أو تلف في الأنابيب أو في جدران الخزان نفسه.
-
تغير في الكثافة
- عندما يسخن الماء يحدث تغير في كثافته ويتميز الماء الساخن بكونه أقل كثافة مقارنةً بالماء البارد، ويعتبر هذا التغير في الكثافة السبب وراء ظاهرة تيارات الماء الساخن التي تحدث داخل الخزانات.
-
تأثير على المكونات الكيميائية
- عندما ترتفع درجة حرارة الماء داخل الخزان فإن هذا يؤثر على المكونات الكيميائية الموجودة في الماء وقد يتسبب ذلك في تفاعلات كيميائية غير مرغوبة وبالتالي قد تحتاج إلى إجراء معالجة إضافية للماء لضمان جودته وصحته.
-
تشكل البخار والتكثف
- درجة حرارة الماء قابلة للزيادة حتى انتهاء مرحلة الغليان وعندما يسخن الماء داخل الخزان فإنه يتحول إلى بخار ماء وتقل حرارته مع الوقت وعندما يتم تبريده يتكثف ليعود إلى حالته السائلة.
-
ترسيب المعادن
يحدث ترسيب للمعادن الموجودة في الماء عند تسخينه وهذه المعادن تتجمع في قاع الخزان وتؤثر بشكل سلبي على جودة الخزان وتعمل على تآكل المادة العازلة وجسم الخزان.
ما هو الخزان الحراري؟
- الخزان الحراري هو عبارة عن جهاز يستخدم لتخزين وتسخين الماء والسوائل الأخرى بشكل فعال لاستخدامها في الكثير من الأغراض.
- يتكون الخزان الحراري من صهريج يحتوي على مادة عازلة حرارية تمنع الحرارة من الهروب وتحافظ على حرارة السوائل الموجودة داخل الخزان.
- يتم توصيل الخزان الحراري بمصدر طاقة حراري مثل الشمس أو الغاز أو الكهرباء لتسخين الماء الذي يتم تخزينه داخل الصهريج.
مما يتكون خزان الماء الحراري؟
سنوضح مكونات خزان الماء الحراري من الداخل والخارج فيما يلي:
-
الخزان الرئيسي
- هو الجزء الداخلي لخزان المياه الساخنة ويستطيع الخزان الأساسي استيعاب 100 جالون من المياه الساخنة تحت ضغط يصل إلى 100 رطل للمتر المربع ويجب تغطية الجزء الخارجي للخزان بطبقة عازلة.
-
الأنبوب الغاطس
- هو الجزء المسؤول عن إمداد الخزان بالماء من الأعلى ويوجد منه أحجام مختلفة بحسب نوع ومقاس الخزان.
-
أنبوب الماء الحار الخارج
- هو الجزء المسئول عن نقل الماء بعد تسخينه من خزان الماء إلى أنابيب توصيل الماء في المنزل.
-
المنظم الحراري
- هو الجزء المسؤول عن ضبط درجة حرارة الماء عن طريق استخدام مستشعرات الحرارة.
-
المسخن
- هو الجزء المسؤول عن زيادة درجة حرارة الماء للمستوى المطلوب وتختلف طريقة عمله وفقًا لمصدر الطاقة المستخدم في تشغيله.
-
صمام التصريف
- هذا الصمام موجود في الجزء السفلي للسخان ويقوم بتصريف الرواسب التي تتكون في الخزان الرئيسي وتجفيفه.
-
الصمام تخفيف الضغط
- يعتبر من الأجزاء الهامة في الخزان فهو المسؤول عن الحفاظ على السلامة حيث يقوم بتهوية الخزان وتقليل الضغط إلى مستوى آمن.
هل يوجد خزانات تعمل بالطاقة الشمسية؟
- هل يوجد خزانات تعمل بالطاقة الشمسية؟ نعم هناك خزانات تعمل بالطاقة الشمسية، وتعتبر الطاقة الشمسية واحدة من أنظف وأكثر مصادر الطاقة المتجددة فعالية.
- وتعمل الخزانات التي تعتمد على الطاقة الشمسية على تخزين الطاقة الحرارية التي تقوم بجمعها من أشعة الشمس واستخدامها في تسخين الماء.
- توفر هذه الخزانات العديد من المزايا مثل توفير الطاقة الكهربائية والغاز وخفض انبعاثات الكربون الضارة.
- كما أنها تعمل بشكل موثوق ومستدام على مدار السنة ويعتبر استخدام الهواء الساخن والطاقة الشمسية في تسخين المياه حلاً بيئياً واقتصادياً في العديد من الدول.
كم مدة تسخين المياه داخل الخزان؟
لا يمكن تحديد مدة محددة لتسخين المياه داخل الخزانات حيث تعتمد مدة التسخين على عدة عوامل ومعظم الخزانات تستغرق بين 30 دقيقة إلى ساعة واحدة تقريبًا لتسخين المياه بالكامل، وإليكم العوامل التي يتعين عليها مدة تسخين المياه داخل الخزان كما يلي:
-
حجم الخزان
- أحد العوامل الهامة التي تؤثر على مدة تسخين المياه داخل الخزان هو حجم الخزان نفسه وعادةً ما تكون الخزانات الأكبر حجمًا تستغرق وقتًا أطول لتسخين المياه بالمقارنة مع الخزانات الصغيرة.
-
نوعية الوقود وطريقة التسخين
- طريقة التسخين أو نوعية الوقود التي يستخدمها الخزان ستؤثر على مدة التسخين وتستخدم بعض الخزانات الوقود الطبيعي مثل الغاز أو الكهرباء ومن المعروف أن الخزانات التي تستخدم الغاز الطبيعي تسخن المياه بسرعة أكبر.
-
درجة الحرارة المطلوبة
- درجة حرارة المياه تؤثر على مدة التسخين فوصول المياه لدرجة الغليان يستغرق وقتاً أطول من تسخينها لتصبح دافئة فقط.
-
كمية المياه
- كمية المياه التي يتم تسخينها في الخزان ستؤثر أيضًا على مدة التسخين فإذا كان الخزان ممتلئ على أخره بالمياه فسيحتاج إلى وقت أطول لتسخين الكمية بالكامل.
ما هي أنواع الخزان الحراري؟
يوجد ثلاثة أنواع من الخزان الحراري وكل منهم يعمل بمصدر طاقة مختلف وفيما يلي نذكر لكم هذه الخزانات وطريقة عملها:
-
خزان حراري يعمل بالغاز الطبيعي
من الخزانات الجيدة التي تقوم بتسخين المياه سريعاً ويستغرق لتسخين 300 لتر من الماء ساعة واحدة تقريباً، يحتوي على منظم حرارة وهو المسئول عن تسخين المياه وإيقاف عملية التسخين عند انخفاض منسوب الماء.
-
خزان حراري يعمل بالكهرباء
هذا السخان عملي ومناسب لتسخين كميات صغيرة من المياه كما أنه يحتفظ بالماء ساخناً لمدة لا تقل عن 120 دقيقة وأكثر ما يميز الخزان الكهربائي أنه يعمل مع ضغط الماء المنخفض.
-
خزان حراري ديناميكي
يعمل هذا الخزان بنفس طريقة عمل مضخة الحرارة الهوائية حيث يقوم بتسخين المياه عن طريق استخدام الحرارة المتوفرة في الهواء وتقوم الوحدات الحرارية للجهاز بتسخين الماء الذي بدوره ينقل حرارته للخزان بالكامل ويستغرق حوالي 8 ساعات كاملة لتسخين 250 لتر من الماء.
قدمنا لكم اليوم إجابة كاملة عن سؤال موضوع اليوم ماذا يحدث للماء عندما يسخن داخل الخزان كما تعرفنا على الخزان الحراري ومكوناته وأنواعه وطريقة عمله، نتمنى أن نكون قدمنا لكم معلومات مفيدة وأن ينال هذا المقال إعجابكم.
أقرأ أيضًا:
الاسئلة الشائعة
تواصل معنا
-
ماذا يحدث للماء عندما يسخن داخل الخزان؟
عندما يسخن الماء داخل الخزان تحدث تعديلات عديدة في خواصه الفيزيائية والكيميائية ومن المهم فهم هذه التغيرات حتى نتمكن من استخدام الماء الساخن بأمان وفعالية في حياتنا اليومية، و فيما يلي قائمة بما يحدث للماء عندما يسخن داخل الخزان: 1. ارتفاع درجة حرارة الماء • عندما يسخن الماء داخل الخزان فإن درجة حرارته ترتفع بشكل كبير وقد يصل إلى الغليان مما يستوجب تبريده قليلاً قبل الاستخدام المنزلي إذا تم استخدامه مباشره بعد انتهاء الغليان. 2. زيادة ضغط الماء • أثناء عملية التسخين يتمدد الماء ويزداد حجمه مما يُسبب ضغط مائي أكبر داخل الخزان هذا الضغط الزائد يؤدي إلى احتمال حدوث تسرب أو تلف في الأنابيب أو في جدران الخزان نفسه. 3. تغير في الكثافة • عندما يسخن الماء يحدث تغير في كثافته ويتميز الماء الساخن بكونه أقل كثافة مقارنةً بالماء البارد، ويعتبر هذا التغير في الكثافة السبب وراء
-
ظاهرة تيارات الماء الساخن التي تحدث داخل الخزانات.
4. تأثير على المكونات الكيميائية • عندما ترتفع درجة حرارة الماء داخل الخزان فإن هذا يؤثر على المكونات الكيميائية الموجودة في الماء وقد يتسبب ذلك في تفاعلات كيميائية غير مرغوبة وبالتالي قد تحتاج إلى إجراء معالجة إضافية للماء لضمان جودته وصحته. 5. تشكل البخار والتكثف • درجة حرارة الماء قابلة للزيادة حتى انتهاء مرحلة الغليان وعندما يسخن الماء داخل الخزان فإنه يتحول إلى بخار ماء وتقل حرارته مع الوقت وعندما يتم تبريده يتكثف ليعود إلى حالته السائلة. 6. ترسيب المعادن يحدث ترسيب للمعادن الموجودة في الماء عند تسخينه وهذه المعادن تتجمع في قاع الخزان وتؤثر بشكل سلبي على جودة الخزان وتعمل على تآكل المادة العازلة وجسم الخزان. ما هو الخزان الحراري؟ • الخزان الحراري هو عبارة عن جهاز يستخدم لتخزين وتسخين الماء والسوائل الأخرى بشكل فعال لاستخدامها في الكثير من الأغراض. • يتكون الخزان الحراري من صهريج يحتوي على مادة عازلة حرارية تمنع الحرارة من الهروب وتحافظ على حرارة السوائل الموجودة داخل الخزان. • يتم توصيل الخزان الحراري بمصدر طاقة حراري مثل الشمس أو الغاز أو الكهرباء لتسخين الماء الذي يتم تخزينه داخل الصهريج.
-
مما يتكون خزان الماء الحراري؟
سنوضح مكونات خزان الماء الحراري من الداخل والخارج فيما يلي: 1. الخزان الرئيسي • هو الجزء الداخلي لخزان المياه الساخنة ويستطيع الخزان الأساسي استيعاب 100 جالون من المياه الساخنة تحت ضغط يصل إلى 100 رطل للمتر المربع ويجب تغطية الجزء الخارجي للخزان بطبقة عازلة. 2. الأنبوب الغاطس • هو الجزء المسؤول عن إمداد الخزان بالماء من الأعلى ويوجد منه أحجام مختلفة بحسب نوع ومقاس الخزان. 3. أنبوب الماء الحار الخارج • هو الجزء المسئول عن نقل الماء بعد تسخينه من خزان الماء إلى أنابيب توصيل الماء في المنزل. 4. المنظم الحراري • هو الجزء المسؤول عن ضبط درجة حرارة الماء عن طريق استخدام مستشعرات الحرارة. 5. المسخن • هو الجزء المسؤول عن زيادة درجة حرارة الماء للمستوى المطلوب وتختلف طريقة عمله وفقًا لمصدر الطاقة المستخدم في تشغيله.
-
هل يوجد خزانات تعمل بالطاقة الشمسية؟
• هل يوجد خزانات تعمل بالطاقة الشمسية؟ نعم هناك خزانات تعمل بالطاقة الشمسية، وتعتبر الطاقة الشمسية واحدة من أنظف وأكثر مصادر الطاقة المتجددة فعالية. • وتعمل الخزانات التي تعتمد على الطاقة الشمسية على تخزين الطاقة الحرارية التي تقوم بجمعها من أشعة الشمس واستخدامها في تسخين الماء. • توفر هذه الخزانات العديد من المزايا مثل توفير الطاقة الكهربائية والغاز وخفض انبعاثات الكربون الضارة. • كما أنها تعمل بشكل موثوق ومستدام على مدار السنة ويعتبر استخدام الهواء الساخن والطاقة الشمسية في تسخين المياه حلاً بيئياً واقتصادياً في العديد من الدول.
-
كم مدة تسخين المياه داخل الخزان؟
لا يمكن تحديد مدة محددة لتسخين المياه داخل الخزانات حيث تعتمد مدة التسخين على عدة عوامل ومعظم الخزانات تستغرق بين 30 دقيقة إلى ساعة واحدة تقريبًا لتسخين المياه بالكامل، وإليكم العوامل التي يتعين عليها مدة تسخين المياه داخل الخزان كما يلي: 1. حجم الخزان • أحد العوامل الهامة التي تؤثر على مدة تسخين المياه داخل الخزان هو حجم الخزان نفسه وعادةً ما تكون الخزانات الأكبر حجمًا تستغرق وقتًا أطول لتسخين المياه بالمقارنة مع الخزانات الصغيرة. 2. نوعية الوقود وطريقة التسخين • طريقة التسخين أو نوعية الوقود التي يستخدمها الخزان ستؤثر على مدة التسخين وتستخدم بعض الخزانات الوقود الطبيعي مثل الغاز أو الكهرباء ومن المعروف أن الخزانات التي تستخدم الغاز الطبيعي تسخن المياه بسرعة أكبر. 3. درجة الحرارة المطلوبة • درجة حرارة المياه تؤثر على مدة التسخين فوصول المياه لدرجة الغليان يستغرق وقتاً أطول من تسخينها لتصبح دافئة فقط. 4. كمية المياه • كمية المياه التي يتم تسخينها في الخزان ستؤثر أيضًا على مدة التسخين فإذا كان الخزان ممتلئ على أخره بالمياه فسيحتاج إلى وقت أطول لتسخين الكمية بالكامل.