تسخين المياه

تسخين المياه هو عملية نقل حرارة تستخدم مصدر طاقة لتسخين المياه فوق درجة حرارتها الأولية. تشمل الاستخدامات المنزلية النموذجية للمياه الساخنة الطهي والتنظيف والاستحمام وتدفئة الأماكن. في الصناعة، للمياه الساخنة والمياه المسخنة إلى بخار العديد من الاستخدامات.

في المنازل، يتم تسخين المياه تقليديًا في أوعية تُعرف باسم سخانات المياه أو الغلايات أو المراجل أو الأواني أو النحاسيات . لا تنتج هذه الأوعية المعدنية التي تسخن دفعة من المياه إمدادًا مستمرًا من المياه الساخنة عند درجة حرارة محددة مسبقًا. نادرًا ما يحدث الماء الساخن بشكل طبيعي، وعادةً ما يكون من الينابيع الساخنة الطبيعية . تتغير درجة الحرارة وفقًا لمعدل الاستهلاك، وتصبح أكثر برودة مع زيادة التدفق.

الأجهزة التي توفر إمدادًا مستمرًا من الماء الساخن تسمى سخانات المياه ، أو سخانات المياه الساخنة ، أو خزانات المياه الساخنة ، أو الغلايات ، أو المبادلات الحرارية ، أو السخانات (جنوب إفريقيا والعالم العربي)، أو المسخنات . تعتمد هذه الأسماء على المنطقة، وما إذا كانت تسخن مياه صالحة للشرب أم لا، وما إذا كانت تستخدم في الأغراض المنزلية أو الصناعية، ومصدر الطاقة الخاص بها. في المنشآت المنزلية ، تسمى أيضًا المياه الصالحة للشرب التي يتم تسخينها لاستخدامات أخرى غير تدفئة المساحات بالمياه الساخنة المنزلية ( DHW ).

تُستخدم الوقود الأحفوري ( الغاز الطبيعي ، أو غاز البترول المسال ، أو النفط )، أو الوقود الصلب بشكل شائع لتسخين المياه. يمكن استهلاكها بشكل مباشر أو قد تنتج كهرباء تعمل بدورها على تسخين المياه. يمكن أن تأتي الكهرباء اللازمة لتسخين المياه أيضًا من أي مصدر كهربائي آخر، مثل الطاقة النووية أو الطاقة المتجددة . يمكن للطاقة البديلة مثل الطاقة الشمسية ، ومضخات الحرارة ، وإعادة تدوير حرارة الماء الساخن ، والتدفئة الحرارية الأرضية تسخين المياه أيضًا، وغالبًا ما يتم ذلك بالاشتراك مع أنظمة احتياطية تعمل بالوقود الأحفوري أو الكهرباء.

توفر المناطق الحضرية ذات الكثافة السكانية العالية في بعض البلدان التدفئة المركزية للمياه الساخنة. وهذا هو الحال بشكل خاص في الدول الاسكندنافية وفنلندا وبولندا . توفر أنظمة التدفئة المركزية الطاقة لتسخين المياه وتدفئة الأماكن من محطات توليد الحرارة والطاقة المشتركة (CHP) مثل محارق النفايات ومضخات الحرارة المركزية والحرارة المهدرة من الصناعات والتدفئة الحرارية الأرضية والتدفئة الشمسية المركزية . يتم إجراء التسخين الفعلي لمياه الصنبور في مبادلات حرارية في مباني المستهلكين. بشكل عام، لا يمتلك المستهلك نظامًا احتياطيًا داخل المبنى حيث يكون التكرار عادةً مهمًا في جانب إمداد التدفئة المركزية.

اليوم، في الولايات المتحدة، يتم تسخين المياه الساخنة المستخدمة في المنازل عادة باستخدام الغاز الطبيعي أو المقاومة الكهربائية أو مضخة الحرارة. سخانات المياه الكهربائية ذات المضخة الحرارية أكثر كفاءة بشكل ملحوظ من سخانات المياه ذات المقاومة الكهربائية، ولكنها أيضًا أكثر تكلفة للشراء. تقدم بعض شركات الطاقة لعملائها التمويل للمساعدة في تعويض التكلفة الأولية الأعلى لسخانات المياه الموفرة للطاقة .

يمكن تسخين الماء الساخن المستخدم في تدفئة الأماكن باستخدام الوقود الأحفوري في غلاية، بينما يمكن تسخين الماء الصالح للشرب في جهاز منفصل. هذه ممارسة شائعة في الولايات المتحدة، وخاصة عندما يتم استخدام تدفئة الأماكن بالهواء الدافئ عادةً. ^[1]

في الاستخدام المنزلي والتجاري، فإن معظم سخانات المياه في أمريكا الشمالية وجنوب آسيا هي من النوع الخزاني، وتسمى أيضًا سخانات المياه التخزينية . تتكون هذه من وعاء أو حاوية أسطوانية تحافظ على الماء ساخنًا باستمرار وجاهزًا للاستخدام. تتراوح الأحجام النموذجية للاستخدام المنزلي من 75 إلى 400 لتر (20 إلى 100 جالون أمريكي). قد تستخدم هذه الكهرباء أو الغاز الطبيعي أو البروبان أو زيت التدفئة أو الطاقة الشمسية أو مصادر الطاقة الأخرى. سخانات الغاز الطبيعي هي الأكثر شيوعًا في الولايات المتحدة ومعظم الدول الأوروبية، حيث يتم نقل الغاز غالبًا عبر الأنابيب بشكل ملائم في جميع أنحاء المدن والبلدات وهو حاليًا الأرخص للاستخدام. في الولايات المتحدة، سخانات المياه بالغاز الطبيعي النموذجية للأسر التي ليس لديها احتياجات غير عادية هي 150-190 لترًا (40-50 جالونًا أمريكيًا) مع موقد مصنف عند 10.0-11.7 كيلووات (34000-40000 وحدة حرارية بريطانية / ساعة).

هذا ترتيب شائع حيث تكون معدلات التدفق الأعلى مطلوبة لفترات محدودة. يتم تسخين الماء في وعاء ضغط يمكنه تحمل ضغط هيدروستاتيكي قريب من ضغط مصدر التيار الرئيسي الوارد. يتم استخدام صمام تخفيض الضغط أحيانًا للحد من الضغط إلى مستوى آمن للوعاء. في أمريكا الشمالية، تسمى هذه الأوعية خزانات الماء الساخن ، وقد تتضمن سخان مقاومة كهربائية، أو مضخة حرارية ، أو موقد غاز أو زيت يسخن الماء مباشرة.

حيث يتم تركيب غلايات تدفئة المساحات بالماء الساخن، يتم تسخين أسطوانات الماء الساخن المنزلية عادةً بشكل غير مباشر عن طريق الماء الأساسي من الغلاية، أو عن طريق سخان غمر كهربائي (غالبًا كنسخة احتياطية للغلاية). في المملكة المتحدة، تسمى هذه الأوعية أسطوانات غير مباشرة وأسطوانات مباشرة ، على التوالي. بالإضافة إلى ذلك، إذا كانت هذه الأسطوانات تشكل جزءًا من نظام محكم الغلق، يوفر الماء الساخن تحت ضغط التيار الرئيسي، فإنها تُعرف باسم الأسطوانات غير المهواة. في الولايات المتحدة، عند توصيلها بالغلاية، تسمى سخانات المياه ذات النار غير المباشرة .

بالمقارنة مع السخانات بدون خزان، تتمتع سخانات المياه المخزنة بميزة استخدام الطاقة (الغاز أو الكهرباء) بمعدل بطيء نسبيًا، وتخزين الحرارة لاستخدامها لاحقًا. العيب هو أنه بمرور الوقت، تهرب الحرارة عبر جدار الخزان ويبرد الماء، مما يؤدي إلى تنشيط نظام التدفئة لتسخين الماء مرة أخرى، لذا فإن الاستثمار في خزان مع عزل أفضل يحسن كفاءة الاستعداد هذه. ^[2] بالإضافة إلى ذلك، عندما يؤدي الاستخدام الكثيف إلى استنفاد الماء الساخن، يكون هناك تأخير كبير قبل توفر الماء الساخن مرة أخرى. تميل الخزانات الأكبر إلى توفير الماء الساخن مع تقلب أقل في درجة الحرارة بمعدلات تدفق معتدلة.

إن سخانات المياه ذات التخزين الحجمي في الولايات المتحدة ونيوزيلندا عبارة عن خزانات أسطوانية رأسية، وعادة ما تكون واقفة على الأرض، أو على "صينية أسطوانية" أو على منصة مرتفعة عن الأرض بمسافة قصيرة. أما سخانات المياه ذات التخزين الحجمي في إسبانيا فهي أفقية عادة. وفي الهند، تكون عمودية بشكل أساسي. وفي الشقق، يمكن تركيبها في مساحة السقف فوق غرف الغسيل. وفي أستراليا، يتم استخدام سخانات الخزانات الخارجية التي تعمل بالغاز والكهرباء بشكل أساسي (مع درجات حرارة عالية لزيادة السعة الفعّالة)، ولكن خزانات الأسطح الشمسية أصبحت رائجة.

سخانات المياه الكهربائية الصغيرة ذات سعة تتراوح من 8 إلى 32 لترًا (2 إلى 6 جالونات) مصنوعة للتركيب في خزائن المطبخ والحمام أو على الحائط فوق الحوض. تستخدم عادةً عناصر تسخين منخفضة الطاقة ، حوالي 1 كيلو وات إلى 1.5 كيلو وات، ويمكنها توفير الماء الساخن لفترة كافية لغسل اليدين، أو، إذا تم توصيلها بخط ماء ساخن موجود، حتى يصل الماء الساخن من سخان مياه بعيد عالي السعة. يمكن استخدامها عندما يكون تجديد المبنى بسباكة الماء الساخن مكلفًا للغاية أو غير عملي. نظرًا لأنها تحافظ على درجة حرارة الماء ترموستاتيًا، فإنها لا يمكنها توفير تدفق مستمر من الماء الساخن إلا بمعدلات تدفق منخفضة للغاية، على عكس السخانات الخالية من الخزان عالية السعة.

في البلدان الاستوائية مثل سنغافورة والهند، قد يتراوح سخان المياه التخزيني من 10 لتر إلى 35 لترًا. سخانات المياه الأصغر حجمًا كافية، حيث تكون درجات حرارة الطقس المحيطة ودرجة حرارة المياه الواردة معتدلة. في المناطق الأكثر برودة في الهند مثل كشمير، يعتمد الناس في الغالب على سخانات المياه الكهربائية من النوع التخزيني. غالبًا ما تكون سخانات المياه الكهربائية من النوع التخزيني بسعة 50 لترًا أو 75 لترًا متصلة بمصدر مياه علوي.

يمكن اتخاذ قرار تصميم الموقع بين سخانات المياه المركزية وسخانات المياه عند نقطة الاستخدام. سخانات المياه المركزية أكثر تقليدية، ولا تزال خيارًا جيدًا للمباني الصغيرة. بالنسبة للمباني الأكبر حجمًا ذات الاستخدام المتقطع أو العرضي للمياه الساخنة، قد تكون سخانات المياه المتعددة عند نقطة الاستخدام خيارًا أفضل، حيث يمكنها تقليل فترات الانتظار الطويلة لوصول المياه الساخنة من سخان بعيد. قرار تحديد مكان سخان المياه مستقل جزئيًا فقط عن قرار سخان المياه الخزاني مقابل سخان المياه بدون خزان ، أو اختيار مصدر الطاقة للتدفئة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تكتسب سخانات المياه بدون خزان - والتي تسمى أيضًا سخانات المياه الفورية أو التدفق المستمر أو المباشر أو الفوري أو عند الطلب أو سخانات المياه الفورية - شعبية متزايدة. ^{[ بحاجة لمصدر ]} تسخن سخانات المياه عالية الطاقة هذه المياه على الفور أثناء تدفقها عبر الجهاز، ولا تحتفظ بأي ماء داخليًا باستثناء ما هو موجود في ملف المبادل الحراري. تُفضل المبادلات الحرارية النحاسية في هذه الوحدات بسبب موصليتها الحرارية العالية وسهولة تصنيعها.

يمكن تركيب سخانات المياه بدون خزان في جميع أنحاء المنزل عند أكثر من نقطة استخدام (POU)، بعيدًا عن سخان المياه المركزي، أو قد لا تزال تستخدم نماذج مركزية أكبر لتوفير جميع متطلبات الماء الساخن للمنزل بأكمله. تتمثل المزايا الرئيسية لسخانات المياه بدون خزان في التدفق المستمر الوفير للمياه الساخنة (مقارنة بالتدفق المحدود للمياه الساخنة التي يتم تسخينها باستمرار من سخانات المياه الخزانية التقليدية)، وتوفير الطاقة المحتمل في بعض الظروف. العيب الرئيسي هو تكاليفها الأولية الأعلى بكثير؛ أفادت دراسة أمريكية في مينيسوتا أن فترة الاسترداد لسخانات المياه بدون خزان تتراوح من 20 إلى 40 عامًا. ^{[ بحاجة لمصدر ]} بالمقارنة مع خزان المياه الساخنة الأقل كفاءة والذي يعمل بالغاز الطبيعي، فإن الغاز الطبيعي عند الطلب سيكلف أكثر بنسبة 30٪ على مدار عمره الإنتاجي. ^{[ مشكوك فيه - ناقش ] [ بحاجة لمصدر ]}

تُعرف الأجهزة المستقلة لتسخين المياه بسرعة للاستخدام المنزلي في أمريكا الشمالية باسم سخانات المياه بدون خزان أو حسب الطلب . في بعض الأماكن، يُطلق عليها سخانات متعددة النقاط أو سخانات المياه أو سخانات المياه الساخنة . في أستراليا ونيوزيلندا، يُطلق عليها وحدات تسخين المياه الفورية . في الأرجنتين، يُطلق عليها اسم كاليفونات . في ذلك البلد، تستخدم كاليفونات الغاز بدلاً من الكهرباء، على الرغم من أنه يمكن أيضًا العثور على سخانات المياه بدون خزان تعمل بالغاز في دول أخرى. كان يُعرف جهاز مماثل يعمل بالحطب باسم سخان الرقائق .

الترتيب الشائع الذي يتم فيه استخدام تدفئة المكان بالماء الساخن هو أن يقوم المرجل أيضًا بتسخين مياه الشرب ، مما يوفر إمدادًا مستمرًا من الماء الساخن دون معدات إضافية. الأجهزة التي يمكنها توفير كل من تدفئة المكان والماء الساخن المنزلي تسمى غلايات مركبة (أو كومبي ). على الرغم من أن السخانات عند الطلب توفر إمدادًا مستمرًا من الماء الساخن المنزلي، فإن المعدل الذي يمكنها إنتاجه به محدود بالديناميكية الحرارية لتسخين الماء من إمدادات الوقود المتاحة.

يحتوي رأس الدش الكهربائي على عنصر تسخين كهربائي يقوم بتسخين الماء أثناء مروره. هذه الرؤوس ذاتية التسخين هي سخانات مياه بدون خزانات متخصصة في نقطة الاستخدام (POU)، وهي مستخدمة على نطاق واسع في بعض البلدان.

تم اختراع الدش الكهربائي في البرازيل في ثلاثينيات القرن العشرين بسبب نقص توزيع الغاز المركزي واستخدامه بشكل متكرر منذ أربعينيات القرن العشرين، وهو جهاز منزلي يُرى غالبًا في دول أمريكا الجنوبية والوسطى بسبب ارتفاع تكاليف توزيع الغاز، إلى جانب الأسر التي لا تدعم في معظم الحالات سخانات المياه التقليدية. كانت النماذج السابقة مصنوعة من النحاس المطلي بالكروم أو النحاس الأصفر، والتي كانت باهظة الثمن، ولكن منذ عام 1970، أصبحت الوحدات المصنوعة من البلاستيك المحقون شائعة بسبب انخفاض الأسعار المشابهة لأسعار مجفف الشعر.

تتميز الدشات الكهربائية بنظام كهربائي بسيط يعمل مثل ماكينة صنع القهوة، ولكن بتدفق مياه أكبر. يقوم مفتاح التدفق بتشغيل الجهاز عندما يتدفق الماء من خلاله. بمجرد توقف المياه، يتم إيقاف تشغيل الجهاز تلقائيًا. غالبًا ما يحتوي الدش الكهربائي العادي على ثلاثة إعدادات للحرارة: عالية (5.5 كيلو واط)، منخفضة (2.5 كيلو واط)، أو باردة (0 واط) لاستخدامها عندما يتوفر نظام تدفئة مركزي أو في المواسم الحارة. كما يتم تصنيع إصدارات ذات طاقة أعلى (حتى 7.5 كيلو واط) وطاقة أقل (حتى 3.2 كيلو واط)، بالإضافة إلى إصدارات بها 4 إعدادات للحرارة أو إعداد حرارة متغير.

يبلغ استهلاك الطاقة في الدش الكهربائي في وضع التسخين الأقصى حوالي 5.5 كيلو وات لـ 120 فولت و7.5 كيلو وات لـ 220 فولت. ترجع التكاليف المنخفضة للدش الكهربائي مقارنة بالتكاليف المرتفعة للغلايات الخزانية إلى وقت الاستخدام: يستخدم الدش الكهربائي الطاقة فقط أثناء تدفق المياه، بينما تعمل غلاية الخزان عدة مرات في اليوم للحفاظ على كمية من المياه الراكدة ساخنة للاستخدام طوال اليوم والليل. علاوة على ذلك، فإن نقل الطاقة الكهربائية إلى الماء في رأس الدش الكهربائي فعال للغاية، ويقترب من 100٪. قد توفر الدشات الكهربائية الطاقة مقارنة بسخانات الخزان الكهربائية، والتي تفقد بعض الحرارة الاحتياطية.

توجد مجموعة واسعة من رؤوس الدش الكهربائية، بتصميمات وأنواع مختلفة من أدوات التحكم في التسخين. يتم غمر عنصر التسخين في الدش الكهربائي في مجرى المياه، باستخدام عنصر تسخين مقاوم للنيكل والكروم قابل للاستبدال غالبًا ، وغالبًا ما يكون غير مغلف ومعزول كهربائيًا، وفي هذه الحالة يتم توفير العزل بواسطة أقطاب كهربائية تلامس الماء مباشرة قبل خروجه من الرأس. غالبًا ما يتم تسويق رؤوس الدش الكهربائية ذات عناصر التسخين المغلفة والمعزولة كهربائيًا على هذا النحو ( chuveiros blindados باللغة البرتغالية) وهي أكثر تكلفة. نظرًا لمعايير السلامة الكهربائية بالإضافة إلى التكلفة، فإن الدشات الكهربائية الحديثة مصنوعة من البلاستيك بدلاً من استخدام أغلفة معدنية كما في الماضي.

نظرًا لأن جهاز الدش الكهربائي يستخدم تيارًا كهربائيًا أكثر من الغسالة أو مجفف الشعر، فإنه يتطلب تخطيطًا دقيقًا، وعادةً ما يكون من المقصود توصيله مباشرة من صندوق التوزيع الكهربائي باستخدام قاطع دائرة مخصص ونظام أرضي. قد يكون النظام المثبت بشكل سيئ مع أسلاك ألومنيوم قديمة أو توصيلات سيئة أو سلك أرضي غير متصل (وهو ما يحدث غالبًا) خطيرًا، حيث يمكن أن تسخن الأسلاك أو قد يتسرب التيار الكهربائي عبر مجرى الماء عبر جسم المستخدم إلى الأرض. ^[3]

على نحو متزايد، يتم استخدام سخانات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية . يتم تركيب مجمعات الطاقة الشمسية خارج المساكن، عادةً على السطح أو الجدران أو بالقرب منها، وخزان تخزين المياه الساخنة الصالحة للشرب هو عادةً سخان مياه تقليدي موجود مسبقًا أو جديد، أو سخان مياه مصمم خصيصًا للطاقة الحرارية الشمسية. في قبرص وإسرائيل ، تحتوي 90 بالمائة من المنازل على أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية. ^[4]

إن النماذج الأكثر أساسية للطاقة الشمسية الحرارية هي النماذج ذات الكسب المباشر، حيث يتم إرسال المياه الصالحة للشرب مباشرة إلى المجمع. ويقال إن العديد من هذه الأنظمة تستخدم التخزين المتكامل للمجمع (ICS)، حيث أن أنظمة الكسب المباشر عادة ما يكون لديها تخزين مدمج داخل المجمع. إن تسخين المياه مباشرة أكثر كفاءة بطبيعتها من تسخينها بشكل غير مباشر عبر المبادلات الحرارية، ولكن مثل هذه الأنظمة توفر حماية محدودة للغاية من التجمد (إن وجدت)، ويمكنها بسهولة تسخين المياه إلى درجات حرارة غير آمنة للاستخدام المنزلي، وتعاني أنظمة التخزين المتكامل للمجمع من فقدان شديد للحرارة في الليالي الباردة والأيام الباردة الملبدة بالغيوم.

على النقيض من ذلك، لا تسمح الأنظمة غير المباشرة أو المغلقة بمرور المياه الصالحة للشرب عبر الألواح، بل تضخ سائل نقل الحرارة (إما الماء أو مزيج من الماء ومضاد التجمد) عبر الألواح. بعد جمع الحرارة في الألواح، يتدفق سائل نقل الحرارة عبر مبادل حراري ، وينقل حرارته إلى الماء الساخن الصالح للشرب. عندما تكون الألواح أكثر برودة من خزان التخزين أو عندما يصل خزان التخزين بالفعل إلى أقصى درجة حرارة له، يوقف المتحكم في الأنظمة المغلقة مضخات الدورة. في نظام الصرف ، يتم تصريف المياه إلى خزان تخزين موجود في مساحة مكيفة أو شبه مكيفة، محمية من درجات الحرارة المتجمدة. ومع ذلك، في أنظمة مانع التجمد، يجب تشغيل المضخة إذا ارتفعت درجة حرارة اللوحة كثيرًا (لمنع تدهور مانع التجمد) أو أصبحت باردة جدًا (لمنع تجمد خليط الماء ومضاد التجمد).

تُستخدم المجمعات ذات الألواح المسطحة عادةً في الأنظمة ذات الحلقة المغلقة. وتُعد الألواح المسطحة، التي تشبه غالبًا فتحات السقف ، أكثر أنواع المجمعات متانة، كما تتمتع أيضًا بأفضل أداء للأنظمة المصممة لدرجات حرارة تتراوح بين 56 درجة مئوية (100 درجة فهرنهايت) من درجة الحرارة المحيطة . تُستخدم الألواح المسطحة بانتظام في كل من أنظمة المياه النقية وأنظمة مانع التجمد.

نوع آخر من المجمعات الشمسية هو المجمع الأنبوبي المفرغ ، والذي يهدف إلى المناخات الباردة التي لا تشهد تساقط برد شديد و/أو التطبيقات التي تتطلب درجات حرارة عالية (أي أكثر من 94 درجة مئوية [201 درجة فهرنهايت]). عند وضعه في رف، يشكل المجمع الأنبوبي المفرغ صفًا من الأنابيب الزجاجية، كل منها يحتوي على زعانف امتصاص متصلة بقضيب مركزي موصل للحرارة (نحاسي أو مدفوع بالتكثيف). يشير وصف المفرغ إلى الفراغ الناتج في الأنابيب الزجاجية أثناء عملية التصنيع، مما يؤدي إلى فقدان حرارة منخفض للغاية ويسمح لأنظمة الأنابيب المفرغة بتحقيق درجات حرارة قصوى، تتجاوز بكثير نقطة غليان الماء.

في بلدان مثل أيسلندا ونيوزيلندا ، وغيرها من المناطق البركانية ، قد يتم تسخين المياه باستخدام التدفئة الحرارية الأرضية ، بدلاً من الاحتراق.

عندما يتم استخدام غلاية مياه لتسخين المساحة، فإن الترتيب التقليدي في المملكة المتحدة وأيرلندا هو استخدام المياه المسخنة بالغلاية ( الأساسية ) لتسخين المياه الصالحة للشرب ( الثانوية ) الموجودة في وعاء أسطواني (مصنوع عادة من النحاس) - والذي يتم توفيره من وعاء أو حاوية تخزين المياه الباردة، وعادة ما تكون في مساحة سقف المبنى. ينتج عن هذا إمداد ثابت إلى حد ما من DHW (الماء الساخن المنزلي) عند رأس ضغط ثابت منخفض ولكن عادةً بتدفق جيد . في معظم الأجزاء الأخرى من العالم، لا تستخدم أجهزة تسخين المياه وعاء أو حاوية تخزين المياه الباردة، ولكنها تسخن المياه عند ضغوط قريبة من ضغوط إمداد المياه الرئيسية الواردة .

تتضمن التحسينات الأخرى التي تطرأ على سخانات المياه أجهزة صمامات الفحص عند مدخلها ومخرجها، ومؤقتات الدورة، والإشعال الإلكتروني في حالة النماذج التي تعمل بالوقود، وأنظمة سحب الهواء المحكمة في حالة النماذج التي تعمل بالوقود، وعزل الأنابيب. تسمى أنواع أنظمة سحب الهواء المحكمة أحيانًا وحدات سحب " العارضة الشريطية ". يمكن لوحدات التكثيف "عالية الكفاءة" تحويل ما يصل إلى 98% من الطاقة الموجودة في الوقود لتسخين المياه. يتم تبريد غازات العادم الناتجة عن الاحتراق وتهويتها ميكانيكيًا إما من خلال السقف أو من خلال جدار خارجي. في كفاءات الاحتراق العالية يجب توفير تصريف للتعامل مع الماء المتكثف من منتجات الاحتراق، والتي تتكون في المقام الأول من ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.

في السباكة التقليدية في المملكة المتحدة، يتم إعداد غلاية التدفئة المكانية لتسخين أسطوانة مياه ساخنة منفصلة أو سخان مياه للحصول على مياه ساخنة صالحة للشرب. غالبًا ما يتم تجهيز سخانات المياه هذه بسخان غمر كهربائي مساعد للاستخدام إذا كانت الغلاية خارج الخدمة لفترة من الوقت. يتم نقل الحرارة من غلاية التدفئة المكانية إلى وعاء/حاوية سخان المياه عن طريق مبادل حراري، وتعمل الغلاية عند درجة حرارة أعلى من إمداد المياه الساخنة الصالحة للشرب. معظم سخانات المياه الصالحة للشرب في أمريكا الشمالية منفصلة تمامًا عن وحدات التدفئة المكانية، بسبب شعبية أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء / الهواء القسري في أمريكا الشمالية.

تم إعادة تصميم سخانات المياه السكنية التي تعمل بالاحتراق والتي تم تصنيعها منذ عام 2003 في الولايات المتحدة لمقاومة اشتعال الأبخرة القابلة للاشتعال وتضمين مفتاح قطع حراري، وفقًا لـ ANSI Z21.10.1. تحاول الميزة الأولى منع اشتعال الأبخرة من السوائل والغازات القابلة للاشتعال في محيط السخان وبالتالي التسبب في حريق أو انفجار في المنزل. تمنع الميزة الثانية ارتفاع درجة حرارة الخزان بسبب ظروف الاحتراق غير العادية. تم وضع متطلبات السلامة هذه استجابة لأصحاب المنازل الذين يخزنون أو يسكبون البنزين أو السوائل القابلة للاشتعال الأخرى بالقرب من سخانات المياه الخاصة بهم ويتسببون في نشوب حرائق. نظرًا لأن معظم التصميمات الجديدة تتضمن نوعًا من شاشات مانع اللهب ، فإنها تتطلب المراقبة للتأكد من عدم انسدادها بالوبر أو الغبار، مما يقلل من توفر الهواء للاحتراق. إذا أصبح مانع اللهب مسدودًا، فقد يعمل القطع الحراري على إيقاف تشغيل السخان.

الموقد الرطب ( نيوزيلندا )، أو السخان الرطب (نيوزيلندا)، أو المرجل الخلفي (المملكة المتحدة)، هو سخان مياه ثانوي منزلي بسيط يستخدم الحرارة العرضية. يتكون عادةً من أنبوب ماء ساخن يعمل خلف مدفأة أو موقد (بدلاً من تخزين الماء الساخن )، ولا يحتوي على مرفق للحد من التسخين. قد تعمل المواقد الرطبة الحديثة على تشغيل الأنبوب بتصميم أكثر تطورًا للمساعدة في تبادل الحرارة . يتم إجبار هذه التصاميم على الخروج من خلال لوائح الكفاءة الحكومية التي لا تحسب الطاقة المستخدمة لتسخين المياه على أنها مستخدمة "بكفاءة". ^[5]

نوع آخر من سخانات المياه تم تطويره في أوروبا سبق نموذج التخزين. في لندن بإنجلترا، في عام 1868، اخترع رسام يُدعى بنيامين وادي ماوجان أول سخان مياه منزلي فوري لا يستخدم الوقود الصلب . سُمي السخان على اسم ينبوع ساخن متدفق في أيسلندا، وقد جعل اختراع ماوجان الماء البارد في الأعلى يتدفق عبر أنابيب يتم تسخينها بواسطة غازات ساخنة من موقد في الأسفل. ثم يتدفق الماء الساخن إلى حوض أو حوض استحمام. كان الاختراع خطيرًا إلى حد ما لأنه لم يكن هناك مدخنة لإزالة الغازات الساخنة من الحمام. لا يزال سخان المياه يُطلق عليه أحيانًا اسم السخان في المملكة المتحدة.

أثر اختراع ماون على عمل مهندس ميكانيكي نرويجي يدعى إدوين رود . اخترع رود أول سخان مياه يعمل بالغاز يعمل بنظام الخزانات الأوتوماتيكي حوالي عام 1889 بعد هجرته إلى بيتسبرغ، بنسلفانيا (الولايات المتحدة). حققت شركة رود للتصنيع، التي لا تزال قائمة حتى اليوم، العديد من التطورات في تصميم وتشغيل سخانات المياه بنظام الخزانات وبدون خزانات.

تدخل المياه عادةً إلى المساكن في الولايات المتحدة عند درجة حرارة 10 درجات مئوية (50 درجة فهرنهايت)، وذلك حسب خط العرض والموسم. وعادةً ما تكون درجات حرارة الماء الساخن 50 درجة مئوية (122 درجة فهرنهايت) لغسل الأطباق والغسيل والاستحمام، وهو ما يتطلب من السخان رفع درجة حرارة الماء بنحو 40 درجة مئوية (72 درجة فهرنهايت) إذا اختلط الماء الساخن بالماء البارد عند نقطة الاستخدام. ويبلغ معدل تدفق الدش المرجعي وفقًا لقانون السباكة الموحد 9.5 لتر (2.5 جالون أمريكي) في الدقيقة. وتتراوح استخدامات الأحواض وغسالة الأطباق من 4 إلى 11 لترًا (1 إلى 3 جالون أمريكي) في الدقيقة.

غالبًا ما يتم قياس الغاز الطبيعي بالحجم أو المحتوى الحراري. وحدات القياس الشائعة بالحجم هي المتر المكعب أو القدم المكعب في الظروف القياسية أو بالمحتوى الحراري بالكيلووات في الساعة ، أو الوحدات الحرارية البريطانية (BTU) أو Therm ، والتي تساوي 100000 وحدة حرارية بريطانية. وحدة BTU هي الطاقة اللازمة لرفع رطل واحد من الماء بمقدار درجة فهرنهايت واحدة. يزن جالون أمريكي من الماء 8.3 رطل (3.8 كجم). لرفع 230 لترًا (60 جالونًا أمريكيًا) من الماء من 10 درجات مئوية (50 درجة فهرنهايت) إلى 50 درجة مئوية (122 درجة فهرنهايت) بكفاءة 90٪ يتطلب 60 × 8.3 × (122 − 50) × 1.11 = 39840 وحدة حرارية بريطانية . سيستغرق سخان بقوة 46 كيلو وات (157000 وحدة حرارية بريطانية / ساعة)، كما قد يوجد في سخان بدون خزان، حوالي 15 دقيقة للقيام بذلك. بسعر 1 دولار لكل وحدة حرارية بريطانية ، فإن تكلفة الغاز ستكون حوالي 40 سنتًا. وبالمقارنة، فإن سخان المياه الكهربائي النموذجي سعة 230 لترًا (60 جالونًا أمريكيًا) يحتوي على عنصر تسخين بقوة 4.5 كيلو وات (15000 وحدة حرارية بريطانية/ساعة)، والذي ينتج عنه عند كفاءته بنسبة 100% وقت تسخين يبلغ حوالي 2.34 ساعة. وبسعر 0.16 دولار/كيلو وات/ساعة، فإن تكلفة الكهرباء ستبلغ 1.68 دولارًا.

يمكن أن تختلف كفاءة الطاقة لسخانات المياه المستخدمة في المنازل بشكل كبير، وخاصةً حسب الشركة المصنعة والطراز. ومع ذلك، تميل السخانات الكهربائية إلى أن تكون أكثر كفاءة قليلاً (باستثناء خسائر محطة الطاقة) مع كفاءة الاسترداد (مدى كفاءة نقل الطاقة إلى الماء) التي تصل إلى حوالي 98%. تتمتع السخانات التي تعمل بالغاز بكفاءة استرداد قصوى تبلغ حوالي 82-94% فقط (يتم فقدان الحرارة المتبقية مع غازات المداخن). يمكن أن تكون عوامل الطاقة الإجمالية منخفضة مثل 80% للأنظمة الكهربائية و50% للأنظمة الغازية. تعتبر سخانات المياه التي تعمل بالغاز الطبيعي وخزان البروبان بعوامل طاقة تبلغ 62% أو أكثر، وكذلك سخانات المياه الكهربائية التي تعمل بالخزان بعوامل طاقة تبلغ 93% أو أكثر، وحدات عالية الكفاءة. تتمتع سخانات المياه التي تعمل بالغاز الطبيعي وخزان البروبان المؤهلة لبرنامج Energy Star (اعتبارًا من سبتمبر 2010) بعوامل طاقة تبلغ 67% أو أعلى، والتي يتم تحقيقها عادةً باستخدام طيار متقطع مع مخمد مدخنة أوتوماتيكي أو منفاخات حاجزة أو تنفيس كهربائي.

لا يتم تضمين سخانات المياه ذات الخزانات ذات المقاومة الكهربائية المباشرة في برنامج Energy Star؛ ومع ذلك، يتضمن برنامج Energy Star وحدات مضخات الحرارة الكهربائية بمعاملات طاقة تبلغ 200% أو أعلى. يجب أن يكون لسخانات المياه الغازية بدون خزان (اعتبارًا من عام 2015) معامل طاقة يبلغ 90% أو أعلى للحصول على تأهيل Energy Star. نظرًا لأن إنتاج الكهرباء في المحطات الحرارية له مستويات كفاءة تتراوح من 15% فقط إلى ما يزيد قليلاً عن 55% ( توربينات الغاز ذات الدورة المركبة )، مع حوالي 40% نموذجية لمحطات الطاقة الحرارية، فقد يكون تسخين المياه بالكهرباء ذات المقاومة الكهربائية المباشرة هو الخيار الأقل كفاءة في استخدام الطاقة.

ومع ذلك، فإن استخدام مضخة الحرارة يمكن أن يجعل سخانات المياه الكهربائية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة ويؤدي إلى انخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وخاصة إذا تم استخدام مصدر منخفض الكربون للكهرباء. إن استخدام التدفئة المركزية باستخدام الحرارة المهدرة من توليد الكهرباء والصناعات الأخرى لتدفئة المساكن والمياه الساخنة يعطي كفاءة إجمالية متزايدة، مما يزيل الحاجة إلى حرق الوقود الأحفوري أو استخدام الكهرباء ذات القيمة العالية من الطاقة لإنتاج الحرارة في المنزل الفردي.

في الأساس، يتطلب تسخين المياه قدرًا كبيرًا من الطاقة، كما قد يختبر المرء عند انتظار غلي جالون من الماء على الموقد. لهذا السبب، تتطلب سخانات المياه بدون خزان عند الطلب مصدر طاقة قويًا. على سبيل المقارنة، يوفر منفذ كهربائي قياسي بقوة 120 فولت و15 أمبير طاقة كافية لتسخين كمية مخيبة للآمال من المياه: حوالي 0.17 جالون أمريكي (0.64 لتر) في الدقيقة عند ارتفاع درجة الحرارة إلى 40 درجة مئوية (72 درجة فهرنهايت).

يمكن تقليل الطاقة المستخدمة بواسطة سخان المياه الكهربائي بنسبة تصل إلى 18٪ من خلال الجدول الزمني الأمثل والتحكم في درجة الحرارة بناءً على معرفة نمط الاستخدام. ^[6]

في 16 أبريل 2015، كجزء من قانون الحفاظ على طاقة الأجهزة الوطنية (NAECA)، دخلت المعايير الدنيا الجديدة لكفاءة سخانات المياه السكنية التي حددتها وزارة الطاقة الأمريكية حيز التنفيذ. ^[7] يجب أن يكون لجميع سخانات المياه الجديدة التي تعمل بخزان الغاز بسعات أقل من 55 جالونًا أمريكيًا (210 لتر؛ 46 جالونًا إمبراطوريًا) المباعة في الولايات المتحدة في عام 2015 أو بعده عامل طاقة لا يقل عن 60٪ (بالنسبة لوحدات سعة 50 جالونًا أمريكيًا، أعلى بالنسبة للوحدات الأصغر)، زيادة عن الحد الأدنى القياسي قبل عام 2015 لعامل الطاقة 58٪ لوحدات الغاز سعة 50 جالونًا أمريكيًا. يجب أن يكون لسخانات المياه الكهربائية التي تعمل بخزان التخزين بسعات أقل من 55 جالونًا أمريكيًا المباعة في الولايات المتحدة عامل طاقة لا يقل عن 95٪، زيادة عن الحد الأدنى القياسي قبل عام 2015 لعامل الطاقة 90٪ لوحدات الكهرباء سعة 50 جالونًا أمريكيًا.

بموجب معيار 2015، ولأول مرة، تواجه سخانات المياه التخزينية بسعة 55 جالونًا أمريكيًا أو أكثر متطلبات كفاءة أكثر صرامة من تلك التي تبلغ سعتها 50 جالونًا أمريكيًا أو أقل. بموجب معيار ما قبل 2015، كان سخان المياه التخزيني بالغاز بسعة 75 جالونًا أمريكيًا (280 لترًا؛ 62 جالونًا إمبراطوريًا) مع مدخل اسمي يبلغ 22 كيلو وات (75000 وحدة حرارية بريطانية/ساعة) أو أقل قادرًا على الحصول على عامل طاقة منخفض يصل إلى 53٪، بينما بموجب معيار 2015، أصبح عامل الطاقة الأدنى لسخان المياه التخزيني بالغاز بسعة 75 جالونًا أمريكيًا الآن 74٪، وهو ما لا يمكن تحقيقه إلا باستخدام تقنية التكثيف. لا تتأثر سخانات المياه التخزينية بسعة مدخل اسمي يبلغ 22 كيلو وات (75000 وحدة حرارية بريطانية/ساعة) أو أكثر حاليًا بهذه المتطلبات، حيث لم يتم تعريف عامل الطاقة لهذه الوحدات. كان سخان المياه الكهربائي ذو الخزان التخزيني بسعة 80 جالونًا أمريكيًا (300 لتر؛ 67 جالونًا إمبراطوريًا) قادرًا على الحصول على عامل طاقة أدنى بنسبة 86% بموجب معيار ما قبل عام 2015، بينما بموجب معيار عام 2015، أصبح عامل الطاقة الأدنى لسخان المياه الكهربائي ذو الخزان التخزيني بسعة 80 جالونًا الآن 197%، وهو أمر ممكن فقط باستخدام تقنية المضخة الحرارية . يقيس هذا التصنيف الكفاءة عند نقطة الاستخدام.

اعتمادًا على كيفية توليد الكهرباء، قد تكون الكفاءة الإجمالية أقل بكثير. على سبيل المثال، في محطة الفحم التقليدية، ينتهي الأمر بحوالي 30-35٪ فقط من الطاقة الموجودة في الفحم ككهرباء في الطرف الآخر من المولد. ^[8] تقلل الخسائر على الشبكة الكهربائية (بما في ذلك خسائر الخطوط وخسائر تحويل الجهد) من الكفاءة الكهربائية بشكل أكبر. وفقًا لبيانات إدارة معلومات الطاقة، استهلكت خسائر النقل والتوزيع في عام 2005 6.1٪ من صافي التوليد. ^[8] في المقابل، يتم تسليم 90٪ من قيمة طاقة الغاز الطبيعي إلى المستهلك. ^{[ بحاجة لمصدر ]} (في كلتا الحالتين، لا يتم تضمين الطاقة المنفقة في استكشاف وتطوير واستخراج موارد الفحم أو الغاز الطبيعي في أرقام الكفاءة المذكورة.) يجب أن يكون لسخانات المياه الخالية من الخزانات التي تعمل بالغاز عامل طاقة بنسبة 82٪ أو أكثر بموجب معايير عام 2015، وهو ما يتوافق مع معيار Energy Star قبل عام 2015.

في عام 2022، اقترحت وزارة الطاقة قواعد ستدخل حيز التنفيذ في عام 2026 وستقضي فعليًا على سخانات المياه الغازية غير المكثفة غير الفعالة في المباني التجارية. تهدر النماذج غير المكثفة الحرارة، بينما تلتقط النماذج المكثفة وتستخدم الطاقة المفقودة. ^[9] سيؤدي هذا التغيير إلى تقليل الانبعاثات بمقدار 38 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون على مدار 30 عامًا وتقليل تكاليف الطاقة في المباني. ^[9]

يمكن أن تنفجر سخانات المياه وتتسبب في أضرار جسيمة أو إصابة أو وفاة إذا لم يتم تركيب أجهزة أمان معينة. يتم عادةً تركيب جهاز أمان يسمى صمام تخفيف درجة الحرارة والضغط (T&P أو TPR) في الجزء العلوي من سخان المياه لتصريف المياه إذا أصبحت درجة الحرارة أو الضغط مرتفعين للغاية. تتطلب معظم أكواد السباكة توصيل أنبوب تصريف بالصمام لتوجيه تدفق الماء الساخن المفرغ إلى مصرف، عادةً مصرف أرضي قريب ، أو خارج مساحة المعيشة. تسمح بعض أكواد البناء لأنبوب التصريف بالانتهاء في المرآب. ^[10]

إذا تم تركيب سخان مياه يعمل بالغاز أو البروبان في مرآب أو قبو، فإن العديد من أكواد السباكة تتطلب رفعه بمقدار 18 بوصة (46 سم) على الأقل فوق الأرض لتقليل احتمالية نشوب حريق أو انفجار بسبب انسكاب أو تسرب السوائل القابلة للاشتعال في المرآب. علاوة على ذلك، تنص بعض الأكواد المحلية على أنه يجب تأمين سخانات الخزان في التركيبات الجديدة والمجددة على جدار مجاور بحزام أو مرساة لمنع الانقلاب وكسر أنابيب المياه والغاز في حالة حدوث زلزال . ^[11]

بالنسبة للمنازل القديمة حيث يكون سخان المياه جزءًا من غلاية التدفئة، وتسمح أكواد السباكة بذلك، يقوم بعض السباكين بتثبيت جهاز إيقاف تشغيل الغاز تلقائيًا (مثل "Watts 210") بالإضافة إلى صمام TPR. عندما يستشعر الجهاز أن درجة الحرارة تصل إلى 99 درجة مئوية (210 درجة فهرنهايت)، فإنه يغلق إمداد الغاز ويمنع المزيد من التسخين. ^{[ بحاجة لمصدر ]} بالإضافة إلى ذلك، يجب تركيب خزان توسع أو صمام تخفيف الضغط الخارجي لمنع تراكم الضغط في السباكة من تمزق الأنابيب أو الصمامات أو سخان المياه.

الحروق هي مصدر قلق خطير مع أي سخان مياه. يحترق جلد الإنسان بسرعة عند درجات حرارة عالية، في أقل من 5 ثوانٍ عند 60 درجة مئوية (140 درجة فهرنهايت)، ولكن أبطأ بكثير عند 53 درجة مئوية (127 درجة فهرنهايت) - يستغرق الأمر دقيقة كاملة للحروق من الدرجة الثانية . غالبًا ما يتعرض كبار السن والأطفال لحروق خطيرة بسبب الإعاقات أو أوقات رد الفعل البطيئة . ^[12] في الولايات المتحدة وأماكن أخرى، من الشائع وضع صمام تخفيف أو صمام خلط حراري ^[13] على مخرج سخان المياه. يشار إلى نتيجة خلط الماء الساخن والبارد تلقائيًا عبر صمام تخفيف باسم "الماء المخفف". ^[14]

يمزج صمام التخفيف ما يكفي من الماء البارد مع الماء الساخن من السخان للحفاظ على درجة حرارة الماء الخارج ثابتة عند درجة حرارة أكثر اعتدالاً، والتي يتم ضبطها غالبًا على 50 درجة مئوية (122 درجة فهرنهايت). بدون صمام التخفيف، يعد خفض درجة حرارة نقطة ضبط سخان الماء الطريقة الأكثر مباشرة لتقليل الحروق. ومع ذلك، من أجل الصرف الصحي، هناك حاجة إلى الماء الساخن بدرجة حرارة يمكن أن تسبب الحروق. يمكن تحقيق ذلك باستخدام سخان إضافي في جهاز يتطلب ماءً أكثر سخونة. على سبيل المثال، تتضمن معظم غسالات الأطباق السكنية عنصر تسخين كهربائي داخلي لزيادة درجة حرارة الماء فوق تلك التي يوفرها سخان المياه المنزلي.

تؤثر قضيتان متضاربتان تتعلقان بالسلامة على درجة حرارة سخان المياه - خطر الحروق من الماء الساخن للغاية الذي يزيد عن 55 درجة مئوية (131 درجة فهرنهايت)، وخطر احتضان مستعمرات البكتيريا، وخاصة الليجيونيلا ، في الماء الذي لا يكون ساخنًا بدرجة كافية لقتلها. كلا الخطرين يهددان الحياة ويمكن تحقيق التوازن بينهما عن طريق ضبط منظم حرارة سخان المياه على 55 درجة مئوية (131 درجة فهرنهايت). توصي المبادئ التوجيهية الأوروبية لمكافحة ومنع مرض الفيالقة المرتبط بالسفر بتخزين الماء الساخن عند 60 درجة مئوية (140 درجة فهرنهايت) وتوزيعه بحيث يتم تحقيق درجة حرارة لا تقل عن 50 درجة مئوية (122 درجة فهرنهايت) ويفضل 55 درجة مئوية (131 درجة فهرنهايت) في غضون دقيقة واحدة عند نقاط الاستخدام. ^[15]

إذا كانت هناك غسالة أطباق بدون سخان معزز، فقد تتطلب درجة حرارة ماء تتراوح بين 57-60 درجة مئوية (135-140 درجة فهرنهايت) للتنظيف الأمثل، ^[16] ولكن يمكن تطبيق صمامات التلطيف التي لا تزيد عن 55 درجة مئوية (131 درجة فهرنهايت) على الصنابير لتجنب الحروق. قد تنتج درجات حرارة الخزان التي تزيد عن 60 درجة مئوية (140 درجة فهرنهايت) رواسب جيرية ، والتي قد تؤوي البكتيريا لاحقًا، في خزان المياه. قد تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أيضًا إلى زيادة نقش الأواني الزجاجية في غسالة الأطباق.

لا تعد ترموستات الخزان دليلاً موثوقًا به لدرجة الحرارة الداخلية للخزان. قد لا تحتوي خزانات المياه التي تعمل بالغاز على معايرة درجة الحرارة. يُظهر الترموستات الكهربائي درجة الحرارة عند ارتفاع الترموستات، ولكن الماء الموجود في الأسفل في الخزان يمكن أن يكون أكثر برودة بشكل كبير. يعد مقياس حرارة المخرج مؤشرًا أفضل لدرجة حرارة الماء. ^[17]

في صناعة الطاقة المتجددة (الطاقة الشمسية ومضخات الحرارة، على وجه الخصوص) فإن الصراع بين التحكم الحراري اليومي في الليجيونيلا ودرجات الحرارة المرتفعة، والتي قد تؤدي إلى انخفاض أداء النظام، هو موضوع نقاش ساخن. في ورقة بحثية تسعى إلى الحصول على إعفاء أخضر من معايير السلامة الطبيعية لمرض الليجيونيلا، تؤكد اللجنة الفنية للطاقة الشمسية الحرارية TC 312 التابعة لـ CEN في أوروبا أن انخفاض الأداء بنسبة 50% سيحدث إذا تم تسخين أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية إلى القاعدة يوميًا. ومع ذلك، تشير بعض أعمال تحليل محاكاة الطاقة الشمسية باستخدام Polysun 5 إلى أن عقوبة الطاقة بنسبة 11% هي رقم أكثر ترجيحًا. أيا كان السياق، فإن متطلبات كفاءة الطاقة وسلامة الحرق تدفع في اتجاه درجات حرارة مياه أقل بكثير من درجة بسترة الليجيونيلا التي تبلغ حوالي 60 درجة مئوية (140 درجة فهرنهايت). ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تم الكشف عن البكتيريا الليجيونيلا الرئوية عند نقطة الاستخدام الواقعة أسفل سخانات المياه الكهربائية المثبتة أفقيًا والتي تصل سعتها إلى 150 لترًا. ^[18]

ومع ذلك، يمكن السيطرة على الليجيونيلا بأمان وسهولة من خلال تصميم جيد وبروتوكولات هندسية. على سبيل المثال، رفع درجة حرارة سخانات المياه مرة واحدة في اليوم أو حتى مرة كل بضعة أيام إلى 55 درجة مئوية (131 درجة فهرنهايت) في أبرد جزء من سخان المياه لمدة 30 دقيقة يتحكم بشكل فعال في الليجيونيلا. في جميع الحالات وخاصة في التطبيقات الموفرة للطاقة، فإن مرض الفيالقة هو في أغلب الأحيان نتيجة لقضايا التصميم الهندسي التي لا تأخذ في الاعتبار تأثير التقسيم الطبقي أو التدفق المنخفض. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

ومن الممكن أيضًا التحكم في مخاطر الليجيونيلا من خلال المعالجة الكيميائية للمياه. وتسمح هذه التقنية بالحفاظ على درجات حرارة منخفضة للمياه في الأنابيب دون المخاطر المرتبطة بالليجيونيلا. وتتمثل فائدة انخفاض درجات حرارة الأنابيب في تقليل معدل فقدان الحرارة وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة.

• كيف يعمل - سخان المياه من Popular Mechanics