वॉटर हीटर का हीटिंग तत्व बिजली को ऊष्मा में कैसे परिवर्तित करता है?

A वॉटर हीटर हीटिंग तत्वयह एक धातु की कुंडली के माध्यम से बिजली को धकेलकर काम करता है। यह कुंडली प्रवाह का प्रतिरोध करती है, इसलिए यह तेज़ी से गर्म होकर पानी को गर्म करती है। लगभग 40% अमेरिकी घरों में इसका उपयोग किया जाता है।विद्युत जल हीटरनीचे दी गई तालिका दर्शाती है कि एकगर्म पानी हीटिंग तत्वएक वर्ष में उपयोग कर सकते हैं:

चाबी छीनना

• वॉटर हीटर का हीटिंग तत्व, गर्मी पैदा करने के लिए धातु की कुंडली के माध्यम से प्रवाहित होने वाली बिजली का उपयोग करता है, जो पानी को कुशलतापूर्वक और सुरक्षित रूप से गर्म करता है।
• सही सामग्री का चयन औरहीटिंग तत्व को बनाए रखनाखनिज जमाव को रोकने और कनेक्शनों की जांच करने जैसे उपाय हीटर को लंबे समय तक चलने और बेहतर ढंग से काम करने में मदद करते हैं।
• नियमित रखरखाव औरसही तत्व प्रकार का उपयोग करनाऊर्जा बचाएँ, लागत कम करें, और अपने गर्म पानी को हर दिन विश्वसनीय बनाए रखें।

वॉटर हीटर हीटिंग एलिमेंट घटक

धातु का कुंडल या छड़

प्रत्येक वॉटर हीटर के हीटिंग तत्व का हृदय होता हैधातु का कुंडल या छड़यह हिस्सा आमतौर पर निकल-क्रोमियम मिश्र धातु से बना होता है, जो बिजली को तेज़ी से और समान रूप से ऊष्मा में बदलने में मदद करता है। कुंडली का डिज़ाइन, चाहे सीधा हो या सर्पिल, इस बात को प्रभावित करता है कि वह पानी को कितनी अच्छी तरह गर्म करती है। मोटी कुंडलियाँ ज़्यादा ऊष्मा प्रदान कर सकती हैं, लेकिन अगर उन्हें ठीक से ठंडा न किया जाए, तो वे जल्दी खराब हो सकती हैं। सामग्री का चुनाव भी मायने रखता है। यहाँ सामान्य सामग्रियों और उनके गुणों पर एक नज़र डाली गई है:

इंकोलॉय से बनी कॉइल कठोर पानी में सबसे अच्छा काम करती है क्योंकि यह जंग लगने से बचाती है। तांबा पानी को तेज़ी से गर्म करता है, लेकिन कठिन परिस्थितियों में ज़्यादा देर तक नहीं टिकता। स्टेनलेस स्टील टिकाऊपन और गर्म होने की गति के बीच अच्छा संतुलन प्रदान करता है।

विद्युत टर्मिनल

विद्युत टर्मिनल वॉटर हीटर के हीटिंग एलिमेंट को बिजली की आपूर्ति से जोड़ते हैं। ये छोटे धातु के खंभे टैंक से बाहर निकलते हैं और यह सुनिश्चित करते हैं कि बिजली कॉइल में सुरक्षित रूप से प्रवाहित हो। टर्मिनलों पर अच्छे कनेक्शन हीटर को अच्छी तरह से काम करते रखते हैं और विद्युत समस्याओं को रोकने में मदद करते हैं। यदि टर्मिनल ढीले हो जाते हैं या उनमें जंग लग जाती है, तो एलिमेंट काम करना बंद कर सकता है या असुरक्षित भी हो सकता है। टर्मिनल पानी या टैंक में बिजली के रिसाव को रोकने के लिए इंसुलेशन के साथ भी काम करते हैं।

इन्सुलेशन और म्यान

इन्सुलेशन और बाहरी आवरण हीटिंग एलिमेंट की सुरक्षा करते हैं और इसे लंबे समय तक चलने में मदद करते हैं। निर्माता कॉइल के चारों ओर मैग्नीशियम ऑक्साइड पाउडर को कसकर पैक करते हैं। यह पदार्थ कॉइल के अंदर बिजली बनाए रखता है और गर्मी को पानी में पहुँचाता है। तांबे, स्टेनलेस स्टील या इंकोलॉय जैसी धातुओं से बना आवरण, इन्सुलेशन और कॉइल को ढकता है। यह तत्व को पानी, रसायनों और झटकों से बचाता है। सही आवरण सामग्री, विशेष रूप से विभिन्न प्रकार के पानी में, तत्व के लंबे समय तक चलने में बहुत बड़ा अंतर ला सकती है।

टिप: अपने पानी के प्रकार के लिए सही शीथ सामग्री का चयन करने से आपके वॉटर हीटर हीटिंग तत्व को लंबे समय तक चलने में मदद मिल सकती है।

वॉटर हीटर का हीटिंग एलिमेंट बिजली को ऊष्मा में कैसे परिवर्तित करता है

विद्युत धारा प्रवाह

A वॉटर हीटर हीटिंग तत्वजैसे ही कोई बिजली चालू करता है, यह काम करना शुरू कर देता है। ज़्यादातर घरों में वॉटर हीटर के लिए 240 वोल्ट का सर्किट इस्तेमाल होता है। यह एलिमेंट मज़बूत विद्युत टर्मिनलों के ज़रिए इस सर्किट से जुड़ा होता है। जब थर्मोस्टेट को लगता है कि पानी बहुत ठंडा है, तो यह एलिमेंट में बिजली प्रवाहित होने देता है। यह करंट टैंक के अंदर मौजूद धातु की कुंडली या रॉड से होकर गुजरता है।

घर में एक सामान्य वॉटर हीटर हीटिंग एलिमेंट 240 वोल्ट पर चलता है और अगर इसकी रेटिंग 2400 वाट है, तो यह लगभग 10 एम्पियर की खपत कर सकता है। एलिमेंट का डिज़ाइन सप्लाई वोल्टेज और वाट क्षमता से मेल खाता है ताकि यह पानी को सुरक्षित और कुशलता से गर्म कर सके। थर्मोस्टेट यह नियंत्रित करता है कि एलिमेंट कब चालू या बंद होता है, जिससे पानी सही तापमान पर बना रहता है।

नोट: हीटिंग एलिमेंट को हमेशा मूल वोल्टेज और वाट क्षमता से मेल खाने वाले एलिमेंट से बदलें। गलत प्रकार का इस्तेमाल करने से वॉटर हीटर का प्रदर्शन खराब हो सकता है या उसे नुकसान भी पहुँच सकता है।

प्रतिरोध और ऊष्मा उत्पादन

असली जादू कॉइल के अंदर होता है। वॉटर हीटर के हीटिंग एलिमेंट में मौजूद धातु बिजली के प्रवाह का प्रतिरोध करती है। इस प्रतिरोध के कारण इलेक्ट्रॉन धातु के परमाणुओं से टकराते हैं। हर टक्कर के कारण परमाणु तेज़ी से कंपन करते हैं, जिससे ऊष्मा उत्पन्न होती है। वैज्ञानिक इस प्रक्रिया को जूल हीटिंग कहते हैं।

ऊष्मा की मात्रा तीन चीज़ों पर निर्भर करती है: धारा, वोल्टेज और प्रतिरोध। सूत्र इस प्रकार हैं:

P = I²R या P = V²/R

कहाँ:

• P = शक्ति (उत्पादित ऊष्मा, वाट में)
• I = धारा (एम्पीयर में)
• V = वोल्टेज (वोल्ट में)
• R = प्रतिरोध (ओम में)

तत्व में उच्च प्रतिरोध का अर्थ है कि धारा प्रवाहित होने पर अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है। इसीलिए कुंडली में निकेल-क्रोमियम जैसी विशेष मिश्रधातुओं का उपयोग किया जाता है। इन धातुओं में बिना पिघले या टूटे, विद्युत को ऊष्मा में बदलने के लिए पर्याप्त प्रतिरोध होता है।

टिप: हीटिंग तत्व का प्रतिरोध और सामग्री का चयन यह सुनिश्चित करता है कि यह पानी को गर्म करने के लिए पर्याप्त गर्म हो, लेकिन इतना गर्म न हो कि यह जल्दी ही जल जाए।

जल में ऊष्मा स्थानांतरण

एक बार जब कॉइल गर्म हो जाती है, तो अगला कदम उस गर्मी को पानी में पहुँचाना होता है। वॉटर हीटर का हीटिंग एलिमेंट टैंक के ठीक अंदर, पानी से घिरा होता है। ऊष्मा चालन द्वारा गर्म धातु की सतह से ठंडे पानी में जाती है। एलिमेंट का आकार, जो अक्सर सर्पिल या लूप जैसा होता है, उसे पानी को छूने और ऊष्मा को तेज़ी से स्थानांतरित करने के लिए अधिक सतह क्षेत्र प्रदान करता है।

जैसे-जैसे तत्व के पास का पानी गर्म होता है, वह हल्का होकर ऊपर उठता है। ठंडा पानी उसकी जगह लेने के लिए अंदर आता है। यह प्राकृतिक गति, जिसे संवहन कहते हैं, टैंक में गर्मी को समान रूप से फैलाने में मदद करती है। यह प्रक्रिया तब तक चलती रहती है जब तक कि सारा पानी निर्धारित तापमान तक नहीं पहुँच जाता।

हीटिंग एलिमेंट अपने आप में बहुत कुशल है। यह अपनी लगभग सारी बिजली को लगभग 100% दक्षता के साथ ऊष्मा में परिवर्तित कर देता है। कुछ ऊष्मा टैंक से बाहर निकल सकती है, लेकिन एलिमेंट रूपांतरण के दौरान ऊर्जा की बर्बादी नहीं करता। इस मामले में इलेक्ट्रिक वॉटर हीटर गैस मॉडल से बेहतर हैं, क्योंकि गैस हीटर वेंटिंग और दहन के दौरान कुछ ऊर्जा खो देते हैं।

क्या आप जानते हैं? जैसे-जैसे पानी गर्म होता है, तत्व से पानी में ऊष्मा स्थानांतरण की दर बदल सकती है। शुरुआत में, तापमान बढ़ने पर ऊष्मा का स्थानांतरण तेज़ होता है, लेकिन एक निश्चित बिंदु के बाद, टैंक के अंदर पानी के प्रवाह में बदलाव के कारण यह प्रक्रिया धीमी हो जाती है।

वॉटर हीटर हीटिंग एलिमेंट का प्रदर्शन और समस्या निवारण

खनिज निर्माण और स्केलिंग

खनिज जमाव वॉटर हीटर के लिए एक आम समस्या है, खासकर कठोर पानी वाले क्षेत्रों में। जब कैल्शियम और मैग्नीशियम जैसे खनिज हीटिंग एलिमेंट पर जम जाते हैं, तो वे एक कठोर, इन्सुलेटिंग परत बनाते हैं जिसे स्केल कहते हैं। यह परत एलिमेंट के लिए पानी में ऊष्मा स्थानांतरित करना कठिन बना देती है। परिणामस्वरूप, हीटर अधिक ऊर्जा का उपयोग करता है और गर्म होने में अधिक समय लेता है। समय के साथ, मोटा स्केल असमान तापन, अधिक गर्मी और यहाँ तक कि एलिमेंट के जल्दी खराब होने का कारण बन सकता है। अन्य समस्याओं में संक्षारण, जंग और मरम्मत की अधिक लागत शामिल हैं।
इन समस्याओं को रोकने के कुछ तरीके इस प्रकार हैं:

• तलछट हटाने के लिए टैंक को नियमित रूप से साफ करना।
• संक्षारण को रोकने के लिए एनोड रॉड को बदलना।
• जल मृदुकरण या स्केल रोकथाम उपकरणों का उपयोग करना।
• सब कुछ सुचारू रूप से चलाने के लिए वार्षिक रखरखाव का समय निर्धारण करना।

नियमित रखरखाव और जल उपचार आपके वॉटर हीटर के जीवन और दक्षता को बढ़ाने में मदद करते हैं।

तत्व प्रकार और दक्षता

विभिन्न प्रकार के वॉटर हीटर अलग-अलग तापन तत्वों का उपयोग करते हैं, और उनकी दक्षता अलग-अलग हो सकती है। टैंक रहित वॉटर हीटर केवल आवश्यकता पड़ने पर ही पानी गर्म करते हैं, इसलिए वे कम ऊर्जा की बर्बादी करते हैं। स्टोरेज टैंक हीटर पानी को हर समय गर्म रखते हैं, जिससे ऊष्मा का नुकसान हो सकता है। हीट पंप और सौर वॉटर हीटर कम बिजली की खपत करते हैं और अधिक पर्यावरण के अनुकूल होते हैं।
यहाँ एक त्वरित तुलना है:

तत्व विफलता के संकेत

वॉटर हीटर का हीटिंग एलिमेंट कई कारणों से खराब हो सकता है। कुछ संकेतों पर ध्यान दें:

1. ऐसा पानी जो कभी पूरी तरह गर्म नहीं होता।
2. स्नान के दौरान गर्म पानी का जल्दी खत्म हो जाना।
3. टैंक से अजीब सी फुफकार या पॉपिंग की आवाज आना।
4. अतिरिक्त उपयोग के बिना भी अधिक ऊर्जा बिल।
5. बादल या जंग लगा पानी.
6. सर्किट ब्रेकर अक्सर ट्रिप हो जाता है।

ज़्यादातर हीटिंग एलिमेंट 6 से 10 साल तक चलते हैं, लेकिन कठोर पानी और रखरखाव की कमी से उनकी उम्र कम हो सकती है। नियमित जाँच और तुरंत मरम्मत से बाद में बड़ी समस्याओं से बचने में मदद मिलती है।

नियमित रखरखाव से वॉटर हीटर सुचारू रूप से चलते रहते हैं और समय के साथ पैसे की बचत होती है। जो घर के मालिक अपने सिस्टम के काम करने के तरीके को समझते हैं, वे समस्याओं का जल्द पता लगा लेते हैं, बिजली के बिल कम करते हैं और महंगी मरम्मत से बचते हैं। कुशल मॉडल चुनने और थर्मोस्टेट को समायोजित करने से पर्यावरणीय प्रभाव कम करने और हर दिन विश्वसनीय गर्म पानी सुनिश्चित करने में मदद मिलती है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

किसी व्यक्ति को वॉटर हीटर के हीटिंग एलिमेंट को कितनी बार बदलना चाहिए?

अधिकांश लोगहीटिंग तत्व को बदलेंहर 6 से 10 साल में। कठोर पानी इसकी उम्र कम कर सकता है। नियमित जाँच से समस्याओं का जल्द पता लगाने में मदद मिलती है।

क्या कोई गृहस्वामी हीटिंग तत्व से खनिज जमाव को साफ कर सकता है?

हाँ वे कर सकते हैंतत्व को साफ़ करेंइसे निकालकर सिरके में भिगोकर रखें। इससे स्केल घुलने में मदद मिलती है। हमेशा पहले बिजली बंद कर दें।

यदि कोई गलत वाट क्षमता वाला तत्व स्थापित कर दे तो क्या होगा?

हो सकता है कि वॉटर हीटर ठीक से गर्म न हो। इससे ब्रेकर ट्रिप हो सकता है या टैंक को नुकसान पहुँच सकता है। हमेशा एलिमेंट की वाट क्षमता निर्माता की सलाह के अनुसार ही रखें।