מקלחת חמה

מקלחת חמה

מהי טכנולוגיית משאבות החום והאם היא עדיפה על מערכת סולרית לחימום מים בבתי מגורים גבוהים?

ד"ר יניב רונן, יועץ במחלקת המחקר והמידע של הכנסת
 
 
 
ב-26 ביולי 2012 נערכה ישיבה של ועדת המשנה לבנייה ולתקנות של המועצה הארצית לתכנון ולבנייה בנושא מערכות לחימום מים. בישיבה זו הועלתה הסתייגות מהחקיקה המורה לחייב התקנת מערכת שִמשית) סולרית) לחימום מים עבור 15 הקומות העליונות של כל בניין. רבים מן הנוכחים הביעו את העמדה שלטכנולוגיה של משאבות חום יש עדיפות על טכנולוגיה של מערכת שִמשית. 
ועדת המשנה החליטה להמליץ לשר הפנים לחתום על התקנות המורות על חובת התקנת מערכת שמשית לחימום מים בשבע הקומות העליונות של בניין רב קומות. עוד הוחלט להקים תת ועדה שתמשיך ותבחן את נושא החלופות לחימום מים מתחת לשבע הקומות העליונות בבניינים רבי קומות. שר הפנים חתם על התקנות והן נכנסו לתוקף.
להלן סקירה קצרה על טכנולוגיית משאבות החום ואפשרות התקנתן בבנייני מגורים.
 
משאבת חום
משאבת חום היא מתקן המנצל אנרגיה מהאוויר לשם חימום מים במערכת סגורה. עקרון הפעולה הוא המרת אנרגיה מן האוויר לנוזל המקורר לטמפרטורות נמוכות. הנוזל סופח אנרגיית חום מהאוויר ומנצל אותה לחימום מים. המים החמים משמשים על פי רוב להסקה או  לרחצה. המתקן מורכב ממדחס, מעבה, מאייד וצנרת. אופן הפעולה: נוזל קירור עובר בצינור מאייד החשוף לאוויר. הנוזל קר מן האוויר (כ-200  מעלות), ולכן סופח אליו את החום (זהו תהליך “שאיבת החום”). הנוזל מתחמם ומתאדה, כלומר הופך לגז, ואז עובד דרך מדחס. פעולת הדחיסה מחממת עוד את הגז בתוך מעבה. הגז הדחוס והחם מנוצל לחימום מים. תוך כדי חימום המים הגז מתקרר שוב והופך לנוזל. הנוזל המקורר עובר דרך שסתום הפחתת לחץ, שמקרר אותו עוד ואז מתחיל התהליך מחדש.
 
תצורה, התקנה ומחירים
משאבת חום ביתית דומה במראה ובגודלה למדחס של מזגן מפוצל, לכן אפשר למקם משאבת חום באותם אזורים בבית שבהם מתקינים את יחידות המדחס של המזגנים. עם זאת, בבניינים קיימים ייתכן שתהיה מגבלת מקום להתקנת משאבות חום אם המקום המוקצה ליחידות –המדחס של המזגנים תפוס. מחירה הנוכחי של משאבת חום לחימום מים לדירה בודדת הוא כ -7,000 ש’’ח.
כיום מותקנות משאבות חום בעיקר במבני ציבור כגון בתי אבות, בתי מלון, בתי חולים ואוניברסיטאות. פלח שוק נוסף הוא בתים פרטיים, שבהם הטכנולוגיה משמשת בעיקר להסקה מרכזית. גם בבנייני מגורים מתקינים כיום משאבות חום בעיקר לצורך זה, כתחליף למערכות על בסיס סולר שהתיישנו. לארץ מיובאות בדרך כלל משאבות חום שיש להן תו תקן אירופי.
לדברי ניר עמרמי, מנכ”ל חברת “גדיר מערכות”, המספקת ומתקינה מערכות של משאבות חום, מערכות אלה יכולות לספק את צריכת המים החמים במגדלי מגורים. התצורה המתאימה למגדלים היא מערכת מרכזית, שתחמם מים שיוזרמו למאגר אחד וממנו לדירות. לכל דירה יהיה מונה מים חמים, והיא תשלם בהתאם לצריכה. כיום אין שימוש נרחב במוני מים חמים, בין השאר משום שמחירם גבוה באופן יחסי למוני מים רגילים.
חיסכון באנרגיה לעומת מערכות אחרות לחימום מים
האנרגיה היחידה הדרושה להפעלת משאבת חום היא אנרגיה חשמלית הנחוצה להפעלת המדחס. אנרגיית החום המתקבלת בתהליך רבה מאנרגיית החשמל המושקעת בו, ומכאן החיסכון הגדול הטמון בהפעלת משאבת חום לחימום מים. על פי המידע באתר  “גדיר”, וכן לפי נתוני יצרנים שונים, החיסכון המושג מהפעלת משאבת חום הוא של% 60%-70 מהאנרגיה המושקעת בחימום באמצעים רגילים. יעילות משאבת החום פוחתת ככל שטמפרטורת האוויר יורדת. למשל, משאבה ביתית יכולה לעבוד במקדם יעילות של 3 בטמפרטורת אוויר של 10 מעלות. מקדם זה יעלה ל-4.1 בטמפרטורה של 35 מעלות.
יצוין, כי כיום אין תקן מחייב למשאבות חום ואין מעבדה הבודקת את המשאבות, כך שאין לרשויות המדינה אפשרות לאמת את הצהרות היצרנים. בתקופה זו מגיע הביקוש לחשמל לשיא בשעות 17:00-21:00 בין השאר בשל חימום מים לרחצה. הפעלת משאבות חום לחימום, במקום דוד חשמלי, יכולה להוריד את צריכת החשמל בעת עונת החורף. לפי חישוב שהוגש להתאחדות בוני הארץ, מערכת חימום מים מרכזית באמצעות משאבות חום תחסוך לדירה כ-1,400 קוט”ש לשנה, שמחירם לצרכן כיום כ-830 ש’’ח. לפי חישובים שנעשו במשרד האנרגיה ובהתאחדות בוני הארץ, מערכת שִמשית (סולרית) חוסכת לדירה כ-2,000 קוט”ש לשנה, שמחירם לצרכן כיום נאמד בכ-1,190 ש’’ח. ההשקעה בהתקנת מערכת שמשית תוחזר תוך 3-2 שנים בעוד ההשקעה בהתקנת מערכת משאבות חום תוחזר תוך שלוש עד ארבע שנים.
כמו כן יש להביא בחשבון גורמים נוספים: 
  •  עלויות אחזקה. למשאבות חום נדרשת אחזקה שוטפת, והיא כרוכה בעלות כספית בתום 2-3 שנות האחריות שניתנו. לעומת זאת, מערכות פתוחות של קולטי שמש מצריכות החלפת קולט כל שמונה שנים לערך, ואורך החיים של מערכות מרכזיות סגורות לחימום מים בקולטי שמש הוא עד 20 שנה, ללא צורך באחזקה שוטפת.
  •  התקנה. קולטי שמש תופסים מקום רב על גג הבניין והתקנתם יכולה להתנגש עם שימושים אחרים על הגג. האפשרות להתקין את הקולטים תלויה גם בזווית הבניין כלפי השמש, בהצללה על גג הבניין ועוד. יצוין כי במערכת סגורה נדרש לכל דירה שטח של 5 מ”ר עבור קולטים.
לעומת זאת התקנה של משאבות חום היא גמישה מאוד: משאבות חום אפשר למקם על גג הבניין או במרתפו. לחלופין, אפשר למקם משאבת חום בכל דירה,  בסמוך למנועי המזגנים, אם כי כאמור התקנה זו יקרה ביותר. משאבות חום מצריכות שטח קטן ביותר יחסית לקולטי שמש; למשל, עבור מערכת חימום מים מרכזית לבניין של 60 דירות יש צורך בשטח של 20 מ”ר להצבת שתי משאבות חום תעשייתיות, מיכל אגירה, משאבות מים ומחליף חום. לעומת זאת, לאותו מספר של דירות נדרש שטח של כ-300 מ”ר לקולטי שמש.
  • אסדרה (רגולציה). לדברי אדי בית הזבדי, מנהל אגף שימור אנרגיה במשרד האנרגיה והמים, אושרה הקמתה של מעבדה לבדיקת משאבות חום, במימון משותף של משרד האנרגיה ושל מכון התקנים. הקמתה של המעבדה תארך כשנה וחצי. לדבריו, חוק התכנון והבנייה מחייב התקנת מכשירים לחימום מים אשר להם תו תקן ישראלי, ומשרד האנרגיה יתנגד להתקנת משאבות חום אשר לא נבדקו במעבדה בטרם קיבלו תו תקן.
סיכום
  • לקולטים סולריים יש יתרון על משאבות חום מבחינת חיסכון כולל בחשמל. עם זאת, משאבות חום הן חסכוניות מאוד בהשוואה לחימום באמצעות חשמל;
  • מערכות משאבות חום עדיפות על קולטי שמש מבחינת ניצול השטח ומבחינת חיסכון בחשמל בעת שיאי הביקוש של עונת החורף;
  • במערכות מרכזיות אפשר לשלב בין קולטי שמש למשאבות חום, והן ישמשו כגיבוי;
  • יעילות של שילוב בין קולטי שמש למשאבות חום גדלה במערכות מרוכזות, כלומר מערכות שמזרימות את כל המים החמים למאגר אחד שממנו מחולקים המים לדירות. מערכות כאלה מחייבות הצבת מונה מים חמים בכל דירה. צורה זו של אספקת מים חמים מתאימה למגדלי מגורים, שבהם נהוג להשתמש בשירותיה של חברת ניהול המטפלת במגוון ההיבטים של תפעול הבניין;
  • התקנת מערכות יעילות לחימום מים כדאית לבעלי הדירות אך אינה בהכרח כדאית ליזמים הבונים את הדירות. היזם ישתדל תמיד לצמצם את עלויות הבנייה, בין השאר כדי להציג מחיר מושך ללקוח. יש להביא נתון זה בחשבון באסדרה של חובת התקנת מערכות חימום מים בבניינים;
  • בהמשך לכך, ראוי לשקול מנגנוני אסדרה במטרה לתמרץ התקנתן של מערכות חימום מים שלהן היעילות האנרגטית הגבוהה ביותר האפשרית.










פי.סי.חץ