חימום אידיאלי

חימום אידיאלי

חימום תת-רצפתי הינו שיטת החימום הנעימה והחסכונית ביותר - חלק שני ואחרון

מהנדס מערכות יוסי לאור
בחלקו הראשון של המאמר למדנו כי טכנולוגיית החימום התת-רצפתי זוכה לאהדה רבה בקרב ארגונים שוחרי הסביבה וחסכון באנרגיה במיוחד.
כיוון שמערכת חימום תת-רצפתי מיושמת על ידי מערך של צינורות מים חמים או גופי חימום חשמליים ברצפה, ניתן להתקינה לפני הנחת הריצוף במהלך בניית הבית. אחרת יש להחליף את הריצוף, דבר שמקפיץ כמובן את העלויות. 

יתרונות וחסרונות של הטכנולוגיה

חימום המים בצנרת חימום תת-רצפתי נעשה באמצעי מהסוג המשמש למערכות הסקה. במידה והחימום תת-רצפתי מיושם באמצעות גופי חימום החשמליים, אלו יהיו מחוברים לנקודת חשמל בחדר המחומם.
מנינו את היתרונות הרבים של הטכנולוגיה, כגון: יצירת נוחות תרמית על ידי חימום האוויר והקרנת חום בחדר במידה שווה ועל ידי שליטה בו זמנית גם בטמפרטורת האוויר וגם בקרינה; אדריכלות ויופי – כל אמצעי החימום האחרים יוצרים הפרעה לשימוש בחדר או לריהוטו, החימום התת-רצפתי נסתר ולרוב גם אינו גוזל מגובה חלל החדר; תנועת אוויר איטית ומרבית בהשוואה לשאר אמצעי החימום המובילים; יצירת טמפרטורה אחידה וייבוש האוויר פחות מאשר אמצעי החימום האחרים. 
מנגד מנינו גם את החסרונות של החימום התת-רצפתי: יקר בהתקנה; זמן תגובה איטי (שעה עד ארבע שעות עד הגעת המערכת לטמפרטורה הרצויה או יצירת חום רב מדי בימי חורף חמימים); הנחת שטיח או פרקט מורידה את היעילות; תיקון הצנרת או גופי החימום מחייב הרמת הריצוף; מגבלת ההתקנה בבנייה עם תקרות בטון, רק לפני הריצוף או כחלק מתהליך של החלפת הריצוף; קשיים נוספים בהתקנה ואיבוד מגובה הנטו של החלל.
כעת ניכנס לניתוח השוואתי שילמד אותנו מה עדיף, חימום תת רצפתי, חשמלי או מים?

 יתרונות מערכת מים 

1. קל יותר לתמרן עם צינורות מים מאשר עם יריעות חימום חשמליות - כדי להימנע מחפיפה עם צינור אחר העלול לגרום להגבהת הריצוף. כבלי חשמל נוחים יותר לתמרון מאשר צינורות מים. 
2. קל יותר לתת מכת חום במים כדי לחמם במהירות בית קר (אם חימום המים נעשה באמצעות גז או סולר). 
3. אפשר ניצול תשתית קיימת של הסקה ברדיאטורים. התקנת חימום תת-רצפתי חשמלי בבית קיים מחייבת בדרך כלל הוספת הספק ללוח החשמל הדירתי והוספת מעגלי חשמל (שומרי שבת ירצו הפרדה בין מעגלי החשמל לחימום ובין אלו לתאורה). 
4. מבחר זמין של אפשרויות לחימום המים כולל: תנורי הסקה ("יונקרס") הפועלים על גז, נפט או סולר, משאבת חום, מחמם מים מעבה (Condensing Boiler), מים ממערכת קרור של גנרטור וגם דוד חשמל. 
5. מחירי החשמל כיום דומים לאלו של גז וסולר (יש טווח רחב למחירי הסולר והגז). אולם שיקולים כלכליים ארוכי טווח מצביעים על כך שחשמל לחימום צפוי להיות יקר מאשר גז או סולר (חברת החשמל שורפת דלק, החום המופק מומר לאנרגיה מכאנית זו מומרת לאנרגיה חשמלית – כל המרה כרוכה בהפסד, תנור ההסקה הביתי מפיק ישירות חום). 

 יתרונות מערכת חשמל

1. בקרה יעילה ופשוטה.
2. התקנה פשוטה יותר.
3. אין מערכות חיצוניות "יונקרס" וכדומה.
4. אין כמעט צורך באחזקה.
5. בזכות קיבול החום של הרצפה, אפשר לנצל תעריפי חשמל זולים בשעות מסוימות (תעו"ז) – היתרון הזה קיים במידה חלקית, גם בחימום על ידי צנרת מים תת-רצפתית, כי ניתן לחמם את המים באמצעות דוד חשמל. 
6. רגישות נמוכה לאיכות החשמל - אי אחידות בעוצמת המתח, בתדר או בזרם אינם פוגעים בחימום. מקנה אופציה לשימוש במקורות חשמל אלטרנטיביים זולים (מחייב מערכת בקרה מתאימה, כי הבקרים המקובלים בשוק מתוכננים לפעול בחשמל באיכות של חברת החשמל). 
7. עובי יחידה עם כבלי חשמל קטן יותר מאשר קוטר צנרת מים, כך שתוספת הגובה המתקבלת יתכן ותהיה נמוכה יותר (ראה סעיף 6 ברשימת החסרונות דלעיל, וסעיף 1 ברשימת יתרונות מערכת מים). 
8. קל למנוע אי אחידות בפיזור החום, וזאת בעזרת הנחת רשת צפופה של כבלי חשמל, במערכות מים- קורה לעיתים שמורגש פס קר ליד פס חם, אפשר לפזר את החום באופן אחיד ע"י הצמדת פסי מתכת לצינורות, הפתרון הזה לא מקובל בארץ.

ניצול יעיל של מקורות אנרגיה חסכוניים עבור מערכות חשמליות 

ראה סעיפים 5 ו-6  בפרק יתרונות מערכת חשמל.
כפי שכבר הוזכר, המסה התרמית (לאמור קיבול החום של הרצפה) מאפשרת אגירת חום בשעות בהן מחיר החשמל נמוך (ראה באתר חברת החשמל, תעריף תעו"ז), ולאגור את החום לשעות היקרות יותר, ובחורף אלו שעות הלילה (23 עד 06, בשבתות וחגים 22 עד 17).
הפקת חשמל מגנרטור-דיזל קטן יקרה יותר מאשר הפקת חשמל על ידי חברת החשמל, אולם חוק החשמל מחייב לקוחות גדולים לשלם לפי תעריף תעו"ז, וזה, בשעות השיא (בחורף 17 עד 22), יקר פי שתיים לערך מהתעריף הביתי הרגיל ויקר פי 4 מאשר תעריף השפל, ולכן לקוחות רבים, במיוחד אם הם ממילא קונים גנרטור לשעת חרום, מפעילים את הגנרטור בשעות השיא על מנת לחסוך בהוצאות החשמל. חיבור חימום תת-רצפתי חשמלי לגנרטור כזה הוא פשוט ואינו מצריך אמצעי חיבור יקרים (צרכנים כמו תאורה, מיזוג, מחשבים וכדומה דורשים מעבר חלק מאספקה על ידי חברת החשמל לאספקה מגנרטור, וזה נעשה באמצעות מערכת מיתוג וסנכרון מסובכת ויקרה).
אנרגית השמש או תחנת רוח -  אחד המרכיבים הבעייתיים במקורות אנרגיה אלו, והגורם העיקרי לזיהום הסביבה שהן יוצרות, הם ממירי המתח והמצברים. מכיוון שגופי חימום חשמליים אינם רגישים לאיכות אספקת החשמל, אפשר בעזרת מערכת מיתוג ידנית פשוטה להתחבר ישירות למקור האנרגיה ולנצל אותו בשעות הרוח או השמש. הפוטנציאל הכלכלי לא מנוצל עדיין, פה ושם יש מערכות מאולתרות, למשל: חיבור 'דינמו' (דווקא 'דינמו' ולא אלטרנטור) ישן של משאית לכנפי תחנת רוח מצד אחד ולגופי חימום בדירה מהצד השני, ככל שהרוח גוברת, גובר החימום בדירה.

ניצול יעיל של מקורות אנרגיה חסכוניים עבור מערכות העובדות עם מים

האמור בפרק הקודם לגבי מערכת חשמלית נכון גם לגבי מערכות הפועלות עם מים, אם מחממים את המים באמצעות דוד חשמל. אלא שדוד חשמל מאבד אנרגיה לסביבה ולצנרת המוליכה מהדוד לחדרים ובנוסף יש צורך במשאבה, וזו רגישה לאיכות החשמל, כלומר מערכת חשמלית 'טהורה' יעילה יותר מאשר שילוב צנרת מים עם דוד חשמל.
כפי שמלמד אותנו חוק קרנו, ככל שהטמפרטורה הנצרכת נמוכה יותר יעילות הפקת האנרגיה גבוהה יותר.
מערכת חימום תת-רצפתי זקוקה למים בטמפרטורה של כ- Cº30 וזו טמפרטורה מאד נמוכה במונחים של נצילות ויעילות.

הטמפרטורה הנמוכה מאפשרת כמה דברים

1. מעט הפסדים בצנרת המוליכה את המים. 
2. יש אפשרות להשתמש בדוודי עיבוי (לא מקובל בארץ). 
3. אפשר להשתמש במשאבות חום. משאבת חום הפועלת על חשמל נותנת יותר קלוריות לכל שקל מאשר אמצעי חימום חשמליים אחרים (ליחס בין תפוקת הקלוריות של משאבת חום לתפוקה של מכשיר חימום חשמלי רגיל קוראים COP), משאבת חום של מזגן ביתי מסוגלת לחמם מים עד ל- Cº50, ערך זה נמוך מדי עבור מערכות הסקה רגילות, אך בהחלט מספיק עבור חימום תת-רצפתי. 
4. אפשר לרתום את אנרגיית השמש באמצעות קולטים כמו אלו של דוד-שמש ביתי, ואלו זולים בהרבה מאשר תאים סולריים ומערכת ההמרה והצבירה הקשורים אליהם. 
5. בפרק על מערכות חשמליות התייחסתי לגנרטור לשעת חרום. יצרני הגנרטורים מציעים שילוב עם מערכת חימום מים, על ידי העברת חום באופן ישיר מהרדיאטור של הגנרטור ובאמצעות החלפת חום עם המפלט. ככל שטמפרטורה של המים הנצרכים נמוכה יותר היעילות האנרגטית של העברת החום טובה יותר, כך הגנרטור מספק חשמל לתאורה ולמכונות ובנוסף מים חמים להסקה. במקומות שונים בעולם וגם בישראל נבדקת האפשרות לאספקה מרכזית של מים חמים להסקה לשכונות הסמוכות לתחנות כח – במקום לשפוך לים את מי היקרור של מתקני התחנה או במקום מגדלי קרור, אפשר להזרימם למערכות הסקה ביתיות. ככל שהצרכן מסתפק בטמפרטורה נמוכה יותר, היקף השימוש והיעילות גדולים יותר. 
6. ואחרון אחרון חביב – אפשר לנצל אנרגיה גיאותרמית, הרעיון המיושם במקומות רבים בעולם הוא שבמקום לשאוב חום מהאוויר, אשר בלילות חורף ירושלמי עלול להיות כמה מעלות מתחת לאפס, שאיבת החום היא מעומק של כמה מטרים באדמה, שם, גם בסוף החורף, הטמפרטורה אינה נמוכה מ- 15 מעלות (כך המצב בהרי ירושלים). במשך החורף האדמה תקרר עקב שאיבת החום, הקור הזה יועיל לאותה משאבת חום עצמה בתפקידה כמזגן בקיץ.

סיכום

חימום תת-רצפתי הינה שיטת החימום הנעימה והחסכונית ביותר. חסרונה הגדול הוא התגובה האיטית ומכאן שהיא יעילה רק במקומות שהם גם קרים וגם מאוכלסים ברציפות לאורך זמן, ולכן אינה מומלצת לחנויות ומשרדים. במישור החוף - בו גם בחורף יש ימים חמים רבים וגם מתקינים מיזוג – הכדאיות נמוכה.
חימום תת-רצפתי חשמלי זול יותר להתקנה ופשוט יותר לאחזקה מאשר מערכת עם מים, אבל עלויות ההפעלה גדולות יותר, התגובה מעט איטית יותר והתרומה לזיהום הסביבה רבה יותר.










פי.סי.חץ