آبگرمکن غوطه ور چگونه کار می کند؟

آیا تا به حال در موقعیتی قرار گرفته اید که به سرعت به آب گرم نیاز داشته باشید، اما آبگرمکن معمولی شما در حالت فریتز قرار دارد یا در سفر هستید و با شیرهای آب سرد گیر کرده اید؟ اینجاست که یک آبگرمکن غوطه وری به کار می آید. این دستگاه های قابل حمل مانند عصای جادویی برای گرم کردن آب در صورت تقاضا هستند و در نحوه عملکردشان به طرز شگفت آوری ساده هستند. در این مقاله، اصول اولیه نحوه عملکرد یک آبگرمکن غوطه‌وری را از اجزای اصلی آن گرفته تا علم پشت گرما را بیان می‌کنیم. چه یک صاحب خانه کنجکاو باشید و چه فقط کسی که از دوش آب سرد متنفر است، راحت تر از آن چیزی است که فکر می کنید-.

آبگرمکن غوطه ور دقیقاً چیست؟

قبل از غواصی در مکانیک، اجازه دهید توضیح دهیم که در مورد چه چیزی صحبت می کنیم. آبگرمکن غوطه‌وری، که اغلب «کویل‌گرمکن» یا «میله غوطه‌وری» نامیده می‌شود، یک دستگاه الکتریکی فشرده{1}}میله‌ای است که برای فرو بردن مستقیم در ظرف آب طراحی شده است. آن را به عنوان یک دیگ بخار کوچک در نظر بگیرید که می توانید آن را به هر پریز برق وصل کنید. آن‌ها در مکان‌هایی مانند هند، اروپا و بخش‌هایی از آسیا برای کارهای سریع مانند جوشاندن آب برای چای، گرم کردن آب حمام در یک سطل یا حتی گرم کردن استخرهای کوچک در یک سطل محبوب هستند.

برخلاف آبگرمکن‌های داخلی{0} که حجم زیادی را ذخیره و گرم می‌کنند، آبگرمکن‌های غوطه‌وری همه چیز قابل حمل و کارایی هستند. آنها مقرون به صرفه هستند، به راحتی ذخیره می شوند و می توانند آب را در چند دقیقه گرم کنند. اما چگونه آنها این ترفند را بدون تبدیل شدن به یک خطر آتش سوزی انجام می دهند؟ همه چیز به اصول اولیه برق و مهندسی هوشمندانه برمی گردد.

اجزای اصلی یک هیتر غوطه وری

در نگاه اول، یک بخاری غوطه وری بسیار ساده به نظر می رسد-فقط یک میله فلزی با یک دسته و یک سیم برق. اما در داخل، کمی بیشتر در جریان است. در اینجا خلاصه ای سریع از بخش های اصلی آورده شده است:

عنصر گرمایش: این قلب دستگاه است. معمولاً از یک سیم پیچ‌دار از مواد با مقاومت بالا مانند نیکروم (آلیاژ نیکل-کروم) ساخته می‌شود، در داخل یک لوله فلزی محافظ، اغلب مس یا فولاد ضد زنگ، مهر و موم می‌شود. این لوله از تماس مستقیم بین سیم و آب جلوگیری می کند و از اتصال کوتاه یا خوردگی جلوگیری می کند.

عایق و غلاف: کویل گرمایش با موادی مانند اکسید منیزیم عایق بندی شده است تا الکتریسیته را در خود نگه دارد و گرما را به طور موثر به غلاف بیرونی منتقل کند. این غلاف چیزی است که آب را لمس می کند و فوق العاده داغ می شود.

سیم برق و دوشاخه: یک سیم برق استاندارد به پریز دیواری شما متصل می شود که معمولاً 1000-1500 وات دارد. برخی از مدل ها دارای یک ترموستات یا چراغ نشانگر هستند که زمان گرم شدن آن را نشان می دهد.

دسته و قلاب: دستگیره‌های پلاستیکی یا لاستیکی غیر رسانا نگه‌داشتن آن را ایمن می‌کنند و یک قلاب یا گیره به شما امکان می‌دهد آن را روی کناره سطل یا گلدان آویزان کنید.

نسخه‌های مدرن ممکن است دارای ویژگی‌های ایمنی مانند ترموستات‌های قطع‌کننده خودکار- باشند که در صورت گرم شدن بیش از حد آب یا اگر دستگاه در حین اتصال به برق از آب خارج شود، برق را قطع می‌کند.

علم در پس فرآیند گرمایش

اکنون، بیایید به بخش سرگرم کننده آن بپردازیم: این که چگونه عمل می کند. همه اینها (جناسی در نظر گرفته شده) در اصل به نام گرمایش ژول خلاصه می شود که به نام فیزیکدان جیمز پرسکات ژول نامگذاری شده است. هنگامی که الکتریسیته از میان ماده ای با مقاومت بالا-مثل سیم پیچ نیکروم- جریان می یابد، در سطح اتمی با اصطکاک مواجه می شود. این اصطکاک باعث ایجاد گرما می شود، درست مانند گرم شدن دست های شما وقتی که آنها را به شدت به هم مالش دهید.

مراحل مرحله به مرحله--در اینجا آمده است:

اتصال به برق و غوطه ور شدن: ابتدا بخاری را به طور کامل در آب غوطه ور کنید (هرگز آن را به حالت خشک روشن نکنید-که ممکن است به آن آسیب برساند یا باعث آتش سوزی شود). آن را به یک پریز برق متصل کنید تا جریان برق شروع شود.

جریان های الکتریکی: جریان متناوب (AC) از منبع تغذیه خانه شما از طریق سیم به سیم پیچ گرمایش می رود. مقاومت سیم پیچ آن انرژی الکتریکی را به انرژی حرارتی تبدیل می کند. به عبارت ساده تر، الکترون هایی که در سیم به اطراف برخورد می کنند، گرما ایجاد می کنند.

انتقال حرارت به آب: گرمای حاصل از سیم پیچ، غلاف فلزی اطراف را گرم می کند، که سپس آن انرژی را مستقیماً به مولکول های آب منتقل می کند. این جریان‌های همرفتی را ایجاد می‌کند: آب گرم بالا می‌آید، آب خنک‌تر فرو می‌رود و کل ظرف به تدریج به طور یکنواخت گرم می‌شود.

رسیدن به دما: بسته به وات و حجم آب، ممکن است 5 تا 15 دقیقه جوشاندن یک سطل طول بکشد. اگر مدل شما دارای ترموستات باشد، دما را کنترل می کند و برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، برق را به طور خودکار قطع می کند.

راندمان در اینجا چشمگیر است-تقریباً تمام انرژی الکتریکی با حداقل تلفات به گرما تبدیل می‌شود. به همین دلیل است که بخاری های غوطه وری برای استفاده در مقیاس کوچک- عالی هستند، اگرچه به دلیل هزینه انرژی برای مخازن بزرگ ایده آل نیستند.

مزایا، معایب و نکات ایمنی

بخاری های غوطه وری در بسیاری از سناریوها نجات دهنده هستند، اما مانند هر وسیله برقی، فراز و نشیب های خود را دارند. از جنبه مثبت، ارزان هستند (اغلب کمتر از 20 دلار)، قابل حمل، و برای کارهای سریع{2}}در انرژی کارآمد هستند. بدون نیاز به نصب{4}}فقط وصل و پخش کنید.

با این حال، آنها بدون اشکال نیستند. در صورت استفاده نادرست از آن‌ها می‌توانند خطر شوک داشته باشند، و باقی ماندن آنها در طولانی مدت انرژی را هدر می‌دهد یا خطر خشک شدن را در پی دارد. به علاوه، آنها برای استفاده مداوم به اندازه بخاری های بدون مخزن یا ذخیره سازی ایمن نیستند.

ابتدا ایمنی: همیشه قبل از بیرون آوردن از آب، آن را از برق بکشید، در مکان‌های{0}}با تهویه مناسب برای جلوگیری از تجمع بخار استفاده کنید و هرگز میله داغ را لمس نکنید. اگر در یک محیط مرطوب هستید، مطمئن شوید که پریز برق شما دارای یک قطع کننده مدار خطای زمین (GFCI) برای جلوگیری از برق گرفتگی است. و نکته حرفه ای: میله را به طور منظم تمیز کنید تا تجمع مواد معدنی از بین برود، که می تواند در طول زمان کارایی را کاهش دهد.

بسته بندی آن

در دنیایی مملو از ابزارهای{0}فناوری پیشرفته، آبگرمکن غوطه وری به دلیل سادگی و قابلیت اطمینان خود متمایز است. با استفاده از فیزیک اولیه-تبدیل الکتریسیته به گرما از طریق مقاومت-آب گرم را در هر کجا که نیاز دارید، بدون سر و صدا فراهم می‌کند. دفعه بعد که قهوه صبح دم می‌کنید یا یک حمام آب گرم در یک روز سرد آماده می‌کنید، از مهندسی هوشمندانه در کار قدردانی خواهید کرد.

اگر در مورد انتخاب مدل مناسب یا عیب‌یابی سؤالی دارید، در زیر نظر دهید. آنجا گرم و ایمن بمانید!