در حال حاضر، المنت حرارتی به هر نوع دستگاهی گفته می‌شود که قادر به تولید گرما است. این انواع دستگاه‌ها شامل هیتر برقی، سماور برقی، اتو، آبگرمکن و بخاری برقی می‌شوند.

المنت حرارتی انرژی الکتریکی را به انرژی گرمایی تا دمایی حدود ۱۳۰۰ درجه فارنهایت تبدیل می‌کند و سپس این انرژی گرما را از طریق همرفت، هدایت یا تشعشع به مواد جامد یا گازی (شامل هوا) منتقل می‌کند. همچنین در مطلب المنت چیست و انواع آن به این موضوع بیشتر پرداختیم.

نحوه کشف المنت حرارتی

در گذشته، گرما به عنوان یک نوع گرمای مربوط به آتش تلقی می‌شد. مصریان باستان و هندیان باستان از این باور برخوردار بودند و باور داشتند که آتش جزء عناصر اصلی است.

در دوره مدرن، این نگرش تغییر کرد و گرما به عنوان یک مایع نامرئی به شکل کالری شناخته شد. این مایع توسط بدن جذب شده و منجر به ظرفیت گرمایی می‌شود. جوزف بلک، یک شیمی‌دان اسکاتلندی، در دهه ۱۷۵۰ این مفهوم را نامگذاری کرد و مورد تحقیق و بررسی قرار داد.

در سال ۱۸۷۹، توماس ادیسون برای روشن کردن لامپ رشته ای خود از یک رشته کربن استفاده کرد. او متوجه شد که به جای تولید نور، این رشته کربن نیز گرما تولید می‌کند. این کشف باعث شد تا ادیسون بتواند اعتبار اختراع اولین المنت حرارتی را برای خود به دست آورد.

با این حال، تا قرن بعدی، ما نتوانستیم به طور کامل تکنولوژی ساخت و استفاده از المنت حرارتی را درک کنیم. طی سال‌ها، تحقیقات و تلاش‌های بسیاری انجام شد و افراد زیادی توانستند المنت حرارتی را اختراع و به اختیار نسل‌های آینده بگذارند.

در دهه 1950، با تولید المنت‌های بخاری برقی و رادیاتورها، این تجهیزات به بازار عرضه شدند. در آن زمان، بیشتر از المنت میله ای برای این تجهیزات استفاده می‌شد. دلیل این انتخاب، آسانی حمل و نصب آن‌ها و سرعت بالا در گرمایش بود. با ورود این تجهیزات جدید، امکانات گرمایش در منازل و مکان‌های دیگر بهبود یافت.

قانون ترمودینامیک

فرآیند تولید انرژی گرمایی، یک موضوع است که در قرن نوزدهم توسط جولیس رابرت مایر و جیمز پریسکوت ژول شرح داده و توصیف شد. این فرآیند مبتنی بر اصل حرارت دهی اولین قانون است و مخترعین بعدی با استفاده از ترمودینامیک، به ساخت المنت‌های حرارتی پرداختند.

ترمودینامیک (به فرانسوی: Thermodynamique) یا گرمادینامیک شاخه‌ای از علوم طبیعی است که به بحث راجع به گرما و نسبت آن با انرژی و کار می‌پردازد. ترمودینامیک متغیرهای ماکروسکوپیک (همانند دما، انرژی داخلی، آنتروپی و فشار) را برای توصیف حالت مواد تعریف می‌کند و چگونگی ارتباط آن‌ها و قوانین حاکم بر آن‌ها را بیان می‌نماید.

در سال ۱۸۶۸، بنجامین وادی موگان، یک نقاش اهل لندن، اولین بخاری آب گازی را ساخت، اما، به دلیل عدم وجود سیستم تهویه مناسب برای پخش بخار، استفاده از آن در خانه‌ها امن نبود.

با 11 مدل سیستم گرمایشی خانه آشنا شوید

کشف هیتر آب برقی

در سال ۱۸۸۹، ادوین رود نروژی- آمریکایی اقدام به اختراع اولین هیتر آب برقی کرد. این اختراع بسیار بهتر و عملکرد بهتری نسبت به اختراعات قبلی داشت. هیتر آب برقی ادوین رود توانست تا ۲۱ سال بعد از اختراعش، روانه بازار شود و به عنوان یک تکنولوژی نوین استفاده شود.

در همان دوره زمانی، ادوارد جی آچسون مواد جدیدی را کشف کرد. او کاربید سیلیکون را کشف کرد که تا امروز نیز به عنوان یک المان حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاربید سیلیکون ماده ای بسیار سخت و مناسب برای کاربردهای دمای بالا و نیمه هادی است.

کشف ادوارد جی آچسون در هنگام تلاش برای سنتز الماس به وقوع پیوست و از مزیت‌های اصلی این کشف، استفاده از یک ماده مصنوعی بسیار سخت برای کاربردهای دمای بالا و نیمه هادی است.

کاشف آلیاژ نیکل کروم؛ پیدایش کتری برقی

در دهه بعد، یعنی در سال ۱۹۰۵، آلبرت مارش موفق به کشف ماده‌ای به نام نیکروم شد. این ترکیب از نیکل و کروم توانایی داشت به دمایی ۳۰۰ برابر گرم‌تر از المنت‌های حرارتی آن زمان برسد. این کشف انقلابی بود و توانست در صنعت آن زمان تاثیر خود را بگذارد.

در سال ۱۹۰۶، مارش حق کشف خود را ثبت کرد و سه سال بعد، شرکت جنرال الکتریک با استفاده از نیکروم، اولین توستر برقی موفق را به بازار عرضه کرد. چیزی نگذشت که تولید کنندگان، کتری‌های چای را به راه‌اندازی برقی مجهز کرده‌اند. قبلاً برای استفاده از این تجهیزات، کاربران باید آن‌ها را به صورت دستی روی هیترهای سیم پیچ گرم می‌کردند و سپس المنت‌ها را درون کتری قرار می‌دادند.

این نوع تجهیزات در گذشته بیشتر توسط ثروتمندان و مشاغل سودآور استفاده می‌شدند، اما پس از جنگ جهانی دوم و در دوران رونق اقتصادی، وسایل برقی با المنت حرارتی به بازار عرضه شدند و استفاده از آن‌ها در خانه‌ها به عنوان یک امر عادی در زندگی روزمره تبدیل شد.

بیشتر بخوانید: مقایسه بخاری برقی و گازی

پیدایش بخاری و رادیاتور برقی

در دهه 1950، با ورود بخاری‌های میله‌ای به بازار، این دستگاه‌ها به دلیل قابلیت حمل آسان، نصب ساده و سرعت بالا در گرم کردن محیط اطراف، محبوب و پرفروش شدند. با این حال، بخاری‌های میله‌ای از محافظ کافی برخوردار نبودند و خطر سوختگی در آن‌ها وجود داشت. امروزه، بخاری‌های میله‌ای به عنوان پایه و اساس تولید بخاری‌های مادون قرمز شناخته می‌شوند.

در دهه‌های بعد، بخاری‌های ذخیره ‌سازی با استفاده از المنت حرارتی الکتریکی توسط تولیدکنندگان انگلیسی اختراع شدند. با بحران نفت و مجبور شدن دولت‌ها به استفاده از وسایل گرمکننده برقی برای گرم کردن، بخاری‌های ذخیره‌ ساز به دلیل استفاده دستی به مرور زمان از رونق خود افتادند.

در دهه 1990، مردم شروع به جابجایی سیستم‌های گرمایش قدیمی و از کار افتاده با رادیاتورهای برقی مدرن‌تر کردند. رادیاتورهای برقی مزیت‌هایی چون کنترل آسان‌تر، گرم شدن سریع‌تر و مصرف انرژی بیشتر را داشتند.

بیشتر بخوانید: مقایسه هیتر برقی و هیتر گازی

جمع بندی

با پیشرفت علم و فناوری در قرن‌های بعد، المنت‌های حرارتی و سیستم‌های گرمایی مدرن به وجود آمده‌اند که قابلیت‌ها و عملکرد بهتری نسبت به سیستم‌های قدیمی دارند. این سیستم‌ها، علاوه بر کارایی بالا، حساسیت بیشتری نیز دارند و به صورت خودکار و با استفاده از سنسورها و کنترلرهای هوشمند، تنظیم دمای محیط را بهبود می‌بخشند.

همچنین، با استفاده از تکنولوژی‌های مدرن، انرژی مصرفی این سیستم‌ها به طور قابل توجهی کاهش یافته است، که این موضوع به صرفه اقتصادی و حفاظت از محیط زیست کمک می‌کند.