سخان تخزين

تُعدّ سخانات التخزين ذات الاحتفاظ العالي بالحرارة (HHRSH) أحدث وأكثر سخانات التخزين تطورًا في السوق. تتميز هذه السخانات بقدرتها على الاحتفاظ بكمية أكبر من الحرارة مقارنةً بسخانات التخزين التقليدية، حيث تصل نسبة الاحتفاظ بالحرارة إلى 45% على الأقل بعد 24 ساعة من الشحن الكامل. ^{[ 2 ]} يُقلل هذا بشكل ملحوظ من الحرارة المهدرة خلال النهار، ويتحقق ذلك من خلال تحسين العزل. كما تتضمن سخانات التخزين ذات الاحتفاظ العالي بالحرارة أنظمة تحكم ذكية، وتراقب الظروف المناخية لتقدير الطلب المستقبلي على الحرارة، مما يجعلها أكثر استجابةً للتغيرات البيئية من سخانات التخزين التقليدية. وتتوافق جميع سخانات التخزين ذات الاحتفاظ العالي بالحرارة مع معيار Lot 20 ^{[ 3 ]} ، بما يتماشى مع لوائح التصميم البيئي التي دخلت حيز التنفيذ في 1 يناير 2018.

• على الرغم من أن سخانات التخزين غالباً ما تكون أغلى من أنظمة التدفئة المكافئة التي تعمل بالغاز أو النفط، إلا أنها أرخص من تشغيل نفس الكمية من التدفئة الكهربائية باستخدام الكهرباء بالأسعار العادية خلال النهار. ^{[ 5 ]}
• غالباً ما يقوم مستخدمو التدفئة المركزية بالغاز وبعض الأنظمة الأخرى بإيقاف تشغيل التدفئة أثناء الليل كإجراء اقتصادي، مما يؤدي إلى أن يكون المنزل بارداً في الليل وفي الصباح الباكر؛ ولكن نظراً لأن سخانات التخزين الليلية تعمل في الليل، فإن المنزل يظل دافئاً في تلك الأوقات.
• يسمح استخدام سخانات التخزين بوضع المنازل في مناطق لا تتوفر فيها أنظمة توزيع الغاز الطبيعي، دون مطالبة أصحاب المنازل بدفع فواتير تدفئة كهربائية أعلى خلال النهار.
• تُعدّ التكلفة الرأسمالية لأنظمة التدفئة الليلية بالتخزين منخفضة نسبيًا، كما أن تركيبها أسهل بكثير من تركيب الغلايات التي تعمل بالغاز، والأنابيب، والمشعات، أو المضخات الحرارية الكهربائية. وهذه ميزة مهمة عند تجديد المباني القديمة التي لا تحتوي على نظام تدفئة مركزية.
• بالمقارنة مع أنظمة التدفئة المركزية بالغاز، فإن سخانات التخزين الليلية لا تتطلب أي تكاليف صيانة تقريبًا.

• يفقد المدفأة بعض الحرارة أثناء شحنها طوال الليل. الغرفة دافئة في الصباح، ولكن هذا بسبب تسخينها طوال الليل دون جدوى.
• ستُطلق الحرارة المخزنة خلال الليل إلى منطقة المعيشة في اليوم التالي، بغض النظر عن الحاجة إليها (بسبب انتقال الحرارة الحتمي عبر عازل سخان التخزين). وبالتالي، إذا كان صاحب المنزل غائبًا بشكل غير متوقع في ذلك اليوم (وبالتالي لا يحتاج إلى تدفئة المنزل) أو كان موجودًا في المنزل لجزء قصير من اليوم فقط، فإن الحرارة قد تم شراؤها بالفعل وهي موجودة، وستُطلق في النهاية.
• لا يمكن لسخان التخزين التسخين إلا باستخدام الطاقة المخزنة من الليلة السابقة. لذا، إذا تم إيقاف تشغيل النظام أو إذا تم ضبط منظم الشحن على مستوى منخفض جدًا، فقد لا تكون هناك طاقة كافية لتدفئة الغرف، ولا يمكن تصحيح ذلك إلا في اليوم التالي. تُعد هذه مشكلة، على سبيل المثال، عندما يبرد الطقس فجأة، أو عند العودة من إجازة في وقت متأخر من الليل، أو عندما لا يفكر المستخدمون ببساطة في تغيير الإعدادات لأنهم يشعرون براحة في درجة الحرارة. تُخفف بعض السخانات من هذه المشكلة من خلال السماح بالتدفئة خلال النهار أيضًا، ولكن هذا عادةً ما يكون مكلفًا (لأن الكهرباء تُحاسب بالسعر الكامل). حتى في أفضل الظروف، قد يكون من الصعب تحديد كيفية ضبط منظمات الحرارة بدقة، حيث أن ضبطها على مستوى منخفض جدًا طوال الليل قد يجعل السخان غير فعال، بينما سيؤدي ضبطها على أعلى مستوى إلى زيادة تكلفة تشغيلها. وبالمثل، في الأنظمة التي يجب فيها ضبط كل سخان على حدة، فإن ضبط سخان غرفة واحدة بشكل غير صحيح قد يجعل المنزل بأكمله باردًا جدًا.
• قد لا يفهم العديد من المستخدمين أدوات التحكم بشكل كامل. ومن الأخطاء الشائعة ترك مفتاح التحكم في الإخراج (أو التعزيز) مفتوحًا ليلًا، مما يؤدي إلى تبديد السخانات للحرارة بدلًا من تخزينها، وبالتالي زيادة استهلاك الكهرباء وتكلفتها. أو قد يضبطون مفتاح التحكم في الإدخال على الحد الأدنى ليلًا بدلًا من الإخراج، مما قد يعني عدم وجود حرارة على الإطلاق في اليوم التالي.
• يُعدّ اختيار حجم سخان التخزين حلاً وسطاً بين أقصى شدة ومدة متوقعة لموجة البرد، وتكلفة السخان ومساحته. فإذا كان السخان كبيراً جداً، ستكون تكلفته باهظة وسيؤثر على المساحة المتاحة في المبنى؛ أما إذا كان صغيراً جداً، فستكون تكلفة التدفئة الكهربائية الإضافية (خلال النهار) باهظة أيضاً.
• تتميز سخانات التخزين بوزنها الثقيل وحجمها الكبير نسبياً، وذلك بسبب المادة المستخدمة لتخزين الحرارة. وعادةً ما تشغل مساحة أرضية أكبر من المشعات المستخدمة في معظم أنظمة التدفئة الأخرى.
• في معظم البلدان، تكلف الكهرباء من 2 إلى 3 أضعاف تكلفة الغاز أو النفط لكل وحدة حرارة (جول أو كيلوواط ساعة)، ولا تتغلب التعريفات المخفضة خارج أوقات الذروة وكفاءة التوصيل الأعلى على هذا الفرق بشكل كامل.
• عند استخدام المروحة (إن وُجدت) لتسريع انتقال الحرارة، ستزيد حركة الهواء من كمية الغبار العالق في الغرفة المُدفأة، مما قد يُسبب مشكلة للأشخاص الذين يُعانون من الحساسية. لذا، يُعد التدفئة المركزية مصدرًا أفضل للحرارة لمرضى الحساسية. ^{[ 6 ]} يُمكن تجنب ذلك بعدم استخدام المروحة، ولكن حينها سيصعب تنظيم انتقال الحرارة، الذي يتم بالإشعاع والحمل الحراري الطبيعي كما هو الحال مع مشعات التدفئة المركزية العادية.

تتطلب سخانات التخزين عادةً دائرتين كهربائيتين، إحداهما للكهرباء في أوقات الذروة والأخرى للكهرباء في أوقات انخفاض الطلب، ومفتاحين كهربائيين يُطفآن خلال فصل الصيف عند عدم الحاجة إلى التدفئة. أما في باقي الأشهر، فيمكن ترك مفتاح الكهرباء في أوقات انخفاض الطلب مُفعلاً باستمرار، بينما يُستخدم مفتاح الكهرباء في أوقات الذروة عند عدم كفاية الطاقة المخزنة خلال هذه الأوقات. ويمكن تعديل كمية الحرارة المخزنة باستخدام أدوات التحكم الموجودة على وحدة سخان التخزين. عادةً ما تحتوي دائرة الكهرباء في أوقات الذروة على مصهر لأنها جزء من دائرة كهربائية أخرى، بينما تحتوي دائرة الكهرباء في أوقات انخفاض الطلب على مفتاح فقط لأنها دائرة كهربائية مستقلة. بعض التركيبات تعمل فقط على الكهرباء في أوقات انخفاض الطلب ولا يمكن تشغيلها خلال النهار.

تحتوي سخانات التخزين الأساسية على مفتاح إدخال، ومفتاح إخراج، يسمى تعزيز الحرارة في بعض الطرازات.

يمكن تغيير وضع مفتاح الإدخال ليعكس درجة الحرارة المتوقعة في اليوم التالي. عادةً ما يكون مفتاح الإدخال حراريًا ، حيث يفصل التيار الكهربائي عندما تصل درجة حرارة الغرفة إلى مستوى معين خلال الليل. ^{[ 7 ]} يعتمد الإعداد الأمثل على حجم سخان التخزين، ودرجة حرارة الغرفة المطلوبة خلال النهار، وعدد الساعات التي يجب الحفاظ على هذه الدرجة فيها، ومعدل فقدان الحرارة في الغرفة في ظل ظروف معينة. قد يتطلب الأمر بعض التجربة لتحديد العلاقة بين درجة الحرارة الخارجية المتوقعة وأفضل إعداد للإدخال لغرفة معينة. يتبع معظم مستخدمي سخانات التخزين إرشادات أبسط؛ على سبيل المثال، في منتصف الشتاء، غالبًا ما يكون من المناسب ضبط مفتاح الإدخال على أعلى مستوى. لا داعي لضبط مفتاح الإدخال يوميًا إذا استمر نفس نوع الطقس لأسابيع متتالية. كما لا داعي لضبطه خلال النهار، لأن سخانات التخزين لا تستهلك الكهرباء إلا ليلًا.

قد يتطلب مفتاح الإخراج ضبطًا دقيقًا خلال اليوم. قبل النوم، يُنصح بضبط الإخراج على أدنى مستوى ممكن. هذا يحافظ على أكبر قدر من الحرارة داخل الطوب، مع تسرب كمية كافية منها إلى الغرفة لتدفئتها صباحًا. في حالات البرد الشديد فقط، قد يحتاج المستخدم إلى تشغيل الإخراج ليلًا. يُنصح بزيادة الإخراج تدريجيًا خلال النهار للحفاظ على درجة حرارة المنزل، حيث تسمح هذه الزيادة بتسرب الحرارة من المدفأة. إذا كان المنزل خاليًا خلال النهار، يُفضل ترك الإخراج عند أدنى مستوى طوال اليوم، ثم رفعه عند العودة للسماح بتسرب المزيد من الحرارة.

تحتوي العديد من سخانات التخزين أيضًا على مفتاح إخراج أوتوماتيكي يتم التحكم فيه ميكانيكيًا. في هذه الحالة، إذا لم يتم ضبط مفتاح الإخراج اليدوي على الحد الأدنى طوال الليل، فسيُغلق الصمام تلقائيًا (كما لو كان مفتاح الإخراج مضبوطًا على الحد الأدنى)، ثم يُعاد فتحه بعد فترة تأخير زمنية؛ تُقاس هذه الفترة بانخفاض درجة حرارة قلب السخان تدريجيًا، وبالتالي تكون أطول إذا كانت درجة حرارة القلب مرتفعة في البداية بسبب زيادة الشحنة. يمكن أيضًا أن تتأثر فترة التأخير بإعداد مفتاح الإخراج. ^{[ 8 ]} بعض مفاتيح الإخراج المُجهزة بهذه الطريقة مُعلّمة بـ "مبكر" و"متأخر" بالإضافة إلى "مغلق" و"مفتوح"؛ يتوافق إعداد "مغلق" الأدنى مع "مبكر" ويتوافق إعداد "مفتوح" الأقصى مع "متأخر". يمكن التحكم في مفاتيح الإخراج هذه يدويًا عن طريق التأكد من إغلاقها ليلًا وفتحها عند الرغبة، أو يمكن تركها للتشغيل التلقائي بعدم إغلاقها ليلًا.

يقوم سخان التخزين الحراري بتنظيم درجة حرارة الغرفة تلقائيًا طوال اليوم. مع ذلك، قد يرغب المستخدم في ضبط منظم الحرارة على أدنى مستوى ليلًا لخفض درجة حرارة الغرفة. إذا كانت الغرفة فارغة خلال النهار، فمن الأفضل إبقاء منظم الحرارة على أدنى مستوى ثم رفعه عند وجود أشخاص في الغرفة مساءً. تستخدم بعض سخانات التخزين الحراري أيضًا الكهرباء في أوقات الذروة عندما لا يكون هناك ما يكفي من الحرارة المخزنة للحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة؛ لذا يُنصح المستخدم بالانتباه إلى ذلك وخفض الإعدادات. ^{[ 9 ]}

تستخدم سخانات التخزين المزودة بمروحة مروحة كهربائية لدفع الهواء عبر السخان بدلاً من الاعتماد على الحمل الحراري. عادةً ما يتم التحكم في المروحة بواسطة منظم حرارة يسمح للمستخدم بضبط درجة حرارة الغرفة المطلوبة. بفضل استخدام المروحة، يمكن عزل هذه السخانات بشكل أفضل من الأنواع الأخرى، وبالتالي تفقد حرارة أقل بسبب انتقال الحرارة في الأوقات التي لا تكون فيها الحاجة إلى التدفئة قائمة (مثل عندما تكون الغرفة خالية، أو في الليل).