חימום תת-רצפתי
חימום תת-רצפתי הוא מערכת לחימום הבית המיושמת על ידי מערך של צינורות מים חמים או גופי חימום חשמליים, המונחים מתחת לריצוף. הצינורות או גופי החימום מורכבים קרוב לפני הריצוף, ומתחת לצינורות או לגופי החימום מיושמת שכבת בידוד תרמי.
חימום המים בצנרת החימום התת-רצפתי נעשה באמצעי מהסוג המשמש למערכות הסקה מרכזית, לרוב דוד חימום. במערכת חימום תת-רצפתי חשמלית מחוברים גופי החימום החשמליים לנקודת חשמל בחדר המחומם ודרכה למקור אספקת חשמל.
מערכת החימום התת-רצפתי שונה ממערכות אוורור, מיזוג וחימום המנצלות את החלל הקיים ברצפה כפולה כדי להעביר דרכו אוויר מטופל (Raised floor air distribution) ולהוציאו אל חלל החדר דרך פתחים באריחי הריצוף העליון או פתחים בשולי הריצוף[1]. שיטת החימום התת-רצפתי היא מקרה פרטי של חימום משטחים (Panel Heating)[2][3].
היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]
בעת העתיקה וברוב ימי הביניים, חימום הבית נעשה באמצעות אש גלויה. רק במאה העשירית הומצא הקמין הביתי. אולם הרבה לפני כן הייתה קיימת שיטת חימום בטוחה ויעילה. אולם זו התאימה רק לעשירים.
האימפריה הרומית[עריכת קוד מקור | עריכה]
בכל שטחי האימפריה הרומית נמצאו שרידים של מערכות חימום תת-רצפתי. החדר שזכה לחימום היה החדר החם, קלדריום (Caldarium) בבית מרחץ - לחדר הייתה רצפה כפולה, היפוקאוסט (Hypocaust). על גבי הרצפה התחתונה היו עמודים בגובה כ-50 עד 60 ס"מ ועליהם לוחות אבן שהיוו את הריצוף של החדר החם. צמוד לקירות החדר החם, במפלס הרצפה התחתונה, בערה אש, הלהבות והאוויר החם שאש יצרה עברו ברווח שבין הרצפה התחתונה לעליונה ובין העמודים. בקירות החדר היו ארובות, שחיברו את החלל שבין הרצפות אל האוויר שמעל לגג החדר, דרך הארובות יצא האוויר החם וגם העשן למעלה, וכך גם קירות החדר זכו לחימום. במקרים נדירים, הותקנה מערכת כזו גם מתחת לרצפות חדרי מגורים בבתי עשירים.
העולם המוסלמי[עריכת קוד מקור | עריכה]
מערכות דומות נבנו על ידי מהנדסים מוסלמים בסוריה ובמקומות אחרים. השיטה המוסלמית הייתה משוכללת מזו הרומית, בכך שמעבר האוויר החם היה באמצעות צינורות מתחת לרצפה.
קוריאה[עריכת קוד מקור | עריכה]
המערכת הקוריאנית הנקראת אונדול או גודול (ondol) נמצאת בשימוש רצוף כבר כ־2,000 שנה, בקוריאה הדרומית נבנים כיום בתים עם המערכת המסורתית. המערכת כוללת תנור במפלס רצפת הבית, המשמש לעיתים גם לבישול ואפיה, התנור צמוד למעברי אוויר מתחת לרצפה מוגבהת של האזור המחומם, מעברו האחר, הרחוק מהתנור, של האזור המחומם, נמצאת ארובה.
מערכת חימום מודרנית[עריכת קוד מקור | עריכה]
התקנת החימום התת-רצפתי בבניין עם תקרות בטון מתבצעת לפני הנחת הריצוף, ולכן קל יותר להתקין חימום תת-רצפתי במהלך בניית הבית. בבית קיים התהליך כרוך בפירוק הריצוף ובהחלפתו. בשיטות בנייה בהן הריצוף מונח על גבי שלד, או רצפה צפה, כמקובל בבתים רבים באירופה ובצפון אמריקה, יש אפשרות לפרק ולהרכיב קטעי ריצוף, ולהרכיבם מחדש, דבר המאפשר גישה למערכות שמתחת לריצוף, וגם מאפשר להוסיף חימום תת-ריצפתי ללא צורך בעבודות בינוי נרחבות.
בידוד[עריכת קוד מקור | עריכה]
חלק מהחום ממערכת החימום התת-רצפתי עובר בהולכה אל החדר המחומם וחלק יורד אל הקומה שלמטה או לאדמה. רק החלק העולה לחדר תורם למשתמש והשאר אובד. שיעור ההפסד תלוי ביחס שבין המוליכות התרמית של השכבות מעל לצנרת לזו של השכבות שמתחתיה.
במקרה של רצפת בטון עם ריצוף טרצו או קרמיקה, המוליכות התרמית של השכבות היא דומה, ולכן ההפסד הוא ביחס הפוך לעובי השכבות. אם, למשל, מעל לצנרת יש עובי כולל של 5 ס"מ כולל חול, טיט ואריחים ומתחתיה יש 25 ס"מ של חול, בטון וטיח, הרי שהפסדי האנרגיה יהיו בשיעור של 5/25, כלומר כ-20%, וזאת בהנחה שמוליכות החום הממוצעת של השכבות שנמנו כאן היא דומה.
לכן נחוץ לבצע שני דברים: האחד, למקם את הצנרת גבוה ככל האפשר וזאת על מנת לשפר את נצילות החימום; ושנית, להוסיף שכבת בידוד מתחת לצנרת. במקרה של רצפה מחומרים קלים, כגון עץ, הבידוד חשוב אף יותר, משום שהעץ הוא חומר מבודד, ולכן זרימת החום כלפי מעלה חלשה יותר. כמו כן, בריצוף הנמצא ישירות על סלע או אדמה יש חשיבות להקטנת ההפסדים כי האדמה והסלע, בזכות מסתם הגדולה, בולעים הרבה חום. הצינורות או גופי החימום יונחו על גבי שכבת בידוד שעוביה ייקבע לפי אופי השטח ותנאי הסביבה. באקלים ארץ ישראל, בקומת קרקע, בידוד בעובי 25 עד 50 מ"מ. בקומות גבוהות יותר אפשר להסתפק בבידוד של 10 עד 25 מ"מ.
מערכת מים[עריכת קוד מקור | עריכה]
התקנה אופיינית של מערכת חימום תת-רצפתי תתבצע באמצעות צינורות PEX או נחושת, או שילוב של PEX עם אלומיניום. שימוש בצינורות פלדה פוגע ביעילות משום שעובי הדופן הגבוה האופייני לפלדה, גורם להשקעת אנרגיה בחימום הצינור. הצינורות בקוטר פנימי של 9 עד 15 מ"מ ("3/8 עד "5/8) או קוטר חיצוני נומינלי של 16 עד 20 מ"מ. צינור ארוך אחד יונח בצורה מפותלת, כך שמתקבל מרווח של 15 עד 30 ס"מ בין קטע לקטע.
מערכת חשמלית[עריכת קוד מקור | עריכה]
זו מיושמת באמצעות גופי חימום או שטיחים חשמליים הנפרשים מעל שכבת הבידוד באזור המחומם.
יתרונות[עריכת קוד מקור | עריכה]
לחימום תת-רצפתי מספר יתרונות לעומת אמצעים אחרים לחימום הבית:
- תחושת הנוחות התרמית תלויה גם בטמפרטורת האוויר וגם בטמפרטורה של הקרינה, הנוחות התרמית הטובה ביותר מושגת אם שני הערכים האלו שווים. חימום תת-רצפתי גם מחמם את האוויר וגם מקרין חום בחדר, שניהם במידה שווה[4].
- מערכת חימום תת-רצפתי שולטת בו זמנית גם בטמפרטורת האוויר וגם בקרינה, כלומר הפרמטר המבוקר הוא הפרמטר שנחוץ לדייר – תחושת הנוחות התרמית. הדבר נכון הן במערכות חשמליות בהן הבקרה היא של הזרם בכבלי החשמל והן במערכות מים בהם הבקרה היא של זרימת המים או של הטמפרטורה שלהם[3].
- אדריכלות ויופי – כל אמצעי החמים האחרים יוצרים הפרעה לשימוש בחדר או לריהוטו, החימום התת-רצפתי נסתר ובדרך כלל גם אינו גוזל מגובה חלל החדר.
- תנועת אוויר איטית - מבין שיטות החימום השונות, מזגן ותנור-מאוורר (Fan Heater) גורמים לתנועת אוויר מרבית, פחות מהם קמינים ותנור גז ונפט, עוד פחות רדיאטורים וקונווקטורים ואילו בחימום תת-רצפתי היא הנמוכה ביותר. הגורם הקובע את מהירות האוויר הוא מידת הצורך באוורור החדר. לתנועת האוויר יש שתי השפעות: האחת, ככל שתנועת האוויר מהירה יותר החימום פחות יעיל (מאוורר בקיץ עוזר להרגיש פחות חם) וגם פחות נעים. ההשפעה השנייה היא תחושת יובש – ראו בפסקה הבאה.
- כל חימום גורם לייבוש האוויר, החימום תת-רצפתי מייבש את האוויר פחות מאשר אמצעי החימום אחרים, רק תנורים פתוחים, קמינים ותנורי נפט או גז מיטלטלים מייבשים את האוויר פחות ממנו, משום שהגזים שהם פולטים מכילים אדי מים. לחות נמוכה מקטינה או מונעת עיבוי על החלונות, בתוך הקירות ובתוך חלל הגג. אולם לחות נמוכה מ-40% גורמת לעליית חלקיקי אבק ואלו גורמים לתחושת יובש ולעקצוץ בדרכי הנשימה. תנועת חלקיקי האבק מוגברת ככל שתנועת האוויר מהירה יותר. כאמור בפסקה הקודמת, חימום תת-רצפתי מניע את האוויר לאט יותר מכל שיטה אחרת.
- רוב או כל שטח הרצפה של החדר משמש כגוף חימום, זהו למעשה רדיאטור גדול וכתוצאה, הטמפרטורה בחדר אחידה בכל שטחו.
- פילוג הטמפרטורה לגובה החדר הוא כזה שהטמפרטורה המרבית היא על הרצפה וסמוך אליה. סקרי נוחות תרמית מצביעים על כך שמרכיב חשוב בנוחות הוא אחידות בטמפרטורה בכל הכיוונים, במיוחד לא נוח המצב שבו הטמפרטורה בגובה הראש גבוהה מזו שבגובה הקרסוליים, ההפך דווקא לא. האמרה העממית "אם חם ברגליים חם בכל הגוף" מייצגת אמת שאושרה במחקרים[4][5].
אדם שוכב זקוק ליותר חום מאשר יושב, ואדם הולך זקוק לעוד פחות חום, כאן לחימום התת-רצפתי יתרון רב, משום שאדם שוכב גם חושף שטח גדול יותר מול מקור החום וגם קרוב יותר לחום, ולהפך לגבי אדם עומד או הולך. לתופעה הזו יש רווח גדול במיוחד בחדר שבו ישן תינוק, במוסדות רפואיים או בתי אבות. החום שהדייר או המאושפז זקוק לו – חם מדי עבור סגל בריא ועובד.
- פילוג הטמפרטורה האופייני לחימום תת-רצפתי תורם ליעילות, שהרי החום השורר בחדר מעל גובה הראש אינו מועיל אך עדיין הוא כרוך בעלות.
- חלק גדול יותר של המסה התרמית (לאמור קיבול החום) של הבניין מופעל על ידי החימום התת-רצפתי. בזכות זאת, הטמפרטורה יציבה לאורך הזמן. המערכת אינה רגישה להפסקות קצרות בפעולתה, אם בגלל הפסקת חשמל, או שינויים אחרים.
- מרגע שהחדר הגיע לטמפרטורה הרצויה, גם ירידה פתאומית בטמפרטורה הסביבה לא תגרום לצריכת אנרגיה מוגברת כי המסה התרמית מייצבת את הטמפרטורה.
- אין צורך במתקנים בתוך השטח המחומם, החיבור אל המערכות בחוץ נוח וקל.
- מערכת החימום סגורה ואטומה מתחת לרצפה – דבר המאפשר לשטוף, לנקות ולחטא ביעיללות. יתרון זה חשוב בבתי-מלון, מוסדות רפואיים וכדומה. גם בבית פרטי הדבר מקל על שמירת ההיגיינה.
- ספיקות אוויר הנדרשות הן נמוכות - רק מה שנחוץ לאוורור, ולכן:
- מעט הפסדי חום לסביבה.
- אין הפרעות לשילוב עם מסנני אוויר, מוסיפי לחות וכדומה.
- המערכת שקטה לחלוטין, אפילו יותר מרדיאטור[6]
- המערכת ניתנת להפעלה על ידי מקורות אנרגיה שונים: חשמל, מים חמים.
- הטמפרטורה של גופי החימום נמוכה, אין צורך בדיוק ובאחידות של הטמפרטורה - התכונות האלו מזמנות מגוון אפשרויות הפעלה על ידי מערכות חסכוניות וידידותיות לסביבה – ראו להלן.
- שכבת הבידוד שאותה חייבים ליישם מתחת לחימום התת-רצפתי תורמת לבידוד האקוסטי (מותנה בבחירת חומר מתאים, ובהיעדר מרווחי אוויר).
חסרונות[עריכת קוד מקור | עריכה]
- עלות התקנה גבוהה.
- דרוש זמן רב - כשעה עד ארבע שעות - להגעת המערכת לטמפרטורה הרצויה. דבר הגורם לשתי תוצאות בעייתיות:
- לא מתאים למבנים המאוכלסים רק חלק משעות היום (כגון משרדים, חנויות ובתי תפילה).
- אם מזג האוויר מתחמם, למשל, שמש חורפית בהירה מחממת את הבית דרך חלונות גדולים, בבית יהיה חם מדי.
- אפשרויות התקנה – בבנייה עם תקרות בטון, התקנת חימום תת-רצפתי אפשרית רק לפני הריצוף: במהלך הבנייה או כחלק מתהליך של החלפת הריצוף.
- בבנייה שבה הריצוף מונח על גבי שלד או על רצפה צפה, מערכת חימום תת-רצפתי מפריעה לתחזוקת הרצפה והמערכות המותקנות מתחתיה. אם החלל משמש לאוורור או למיזוג, אזי התקנת החימום התת-רצפתי מפריעה גם לזרימת אוויר.
- הנחת שטיח או פרקט מורידה את היעילות משום שהשטיח או הפרקט בהיותם מבודדים מקטינים את זרימת החום לחדר.
- קושי בהתקנה – בהשוואה לשיטות חימום אחרות: ההתקנה פשוטה יותר מאשר מערכת מיזוג. אך קשה יותר להתקנה מאשר רדיאטורים. ובדרך כלל מסובכת יותר מאשר קמין. (תלוי באופי המבנה ובחלוקה הפנימית).
- המערכת גורמת להגבהת הרצפה, ולפיכך להפסד בגובה חלל החדר. גובה הריצוף ללא חימום תת-רצפתי מוכתב למעשה על ידי מספר פריטים בודדים, למשל מקום הצטלבות של שני צינורות. ניתוב מושכל של צנרת החימום התת-רצפתי יעקוף את אותן הנקודות, כמו כן אפשר לבצע חיתוך מקומי בשכבת הבידוד. כך שבדרך כלל לא יגרע מגובה החלל.
- תיקון הצנרת או גופי החימום - דבר המחייב הרמת הריצוף. המערכת רגישה לפגיעות במיוחד בפרק הזמן שבין הנחת הצנרת או הכבלים ועד גמר הריצוף. גם לאחר גמר הריצוף, קידוח ברצפה עבור מעצור לדלת או עבור מסלול למחיצת גבס, עלול לגרום לתקלה שקשה לאתר ולתקן.
- בארצות קרות הרצפה נדרשת לעיתים להיות בטמפרטורה של מעל 30 מעלות צלזיוס, דבר המעודד התפתחות פטריות והזעה בכפות הרגליים. התופעה הזו, הנחשבת באירופה ובצפון אמריקה לחסרון חמור של החימום תת-רצפתי, כמעט ולא קיימת בארץ, לפחות לא בבית המבודד לפי התקן, ראו פרק בריאות ובטיחות.
- בהתקנת חימום תת-רצפתי מתחת לרצפת עץ (פרקט), העץ חייב להיות יבש לחלוטין, אחרת הרצפה תתעוות.
השוואת מערכות חשמל למערכות מים[עריכת קוד מקור | עריכה]
יתרונות מערכת מים[עריכת קוד מקור | עריכה]
- קל יותר לתמרן עם צינורות מים מאשר עם יריעות חימום חשמליות - כדי להימנע מחפיפה עם צינור אחר העלול לגרום להגבהת הריצוף, מאידך כבלי חשמל נוחים יותר לתמרון מאשר צינורות מים.
- מאפשר ניצול תשתית קיימת של הסקה ברדיאטורים. התקנת חימום תת-רצפתי חשמלי בבית קיים מחייבת בדרך כלל הגדלת ההספק בלוח החשמל הדירתי, וכן מחייבת הוספת מעגלי חשמל.
- מבחר זמין של אפשרויות לחימום המים, כולל תנורי הסקה הפועלים על גז, נפט או סולר, דוד חשמלי, משאבת חום, דוד עיבוי, מים ממערכת קירור של גנרטור, אנרגיה סולרית (דוד שמש).
יתרונות מערכת חשמל[עריכת קוד מקור | עריכה]
- בקרה יעילה ופשוטה.
- התקנה פשוטה יותר.
- אין מערכות חיצוניות, כגון תנור הסקה ומשאבות.
- אין כמעט צורך באחזקה.
- בזכות קיבול החום של הרצפה, אפשר לפעמים לנצל את העובדה שכיום ברוב העולם תעריפי חשמל זולים בשעות מסוימות[7]. האפשרות הזו קיימת במערכות מים הניזונות מדוד חשמל.
- רגישות נמוכה לאיכות החשמל - אי אחידות בעצמת המתח, בתדר או בזרם אינם פוגעים בחימום. תכונה זו מאפשרת שימוש במקורות חשמל חלופיים (בשילוב עם מערכת בקרה מתאימה).
- עובי יחידה עם כבלי חשמל קטן יותר מאשר קוטר צנרת מים, כך שתוספת הגובה המתקבלת עשויה להיות נמוכה יותר. מנגד, יריעות חימום חשמליות מאפשרות פחות תמרון.
- קל למנוע אי-אחידות בפיזור החום, על ידי הנחת רשת צפופה של כבלי חשמל. במערכות חימום תת-רצפתי המבוססות על מים, קורה לעיתים שמורגש פס קר ליד פס חם. אמנם ניתן לשפר את אחידות פיזור החום על ידי הצמדת פסי מתכת לצינורות המים, אך זו שיטה יקרה ומסורבלת.
בריאות ובטיחות[עריכת קוד מקור | עריכה]
- התלונה הנפוצה ביותר כלפי חימום תת-רצפתי היא הזעת יתר ופטריות בכפות הרגליים. החימום התת-רצפתי מאפשר לאנשים להיות יחפים, ואז החימום דווקא פותר בעיות של פטרת, אולם במקום שבו משיקולי נימוס אין חולצים נעליים, עלול האדם לסבול מחום יתר. במבנה מבודד היטב, או הנמצא באזור אקלימי נוח יחסית, התופעה אינה קיימת משום שהחימום התת-רצפתי מופעל בטמפרטורה מספיק נמוכה. באקלים ארץ ישראל אין בעיה כזו.
- נרשמו מקרים של כוויות אצל מבוגרים ואף מקרי מוות עקב מכת חום אצל תינוקות[8], אירוע כזה עלול לקרות במזג אוויר קר, כמה מעלות מתחת לאפס, במבנים שבהם הבידוד אינו מספק, ואז החימום התת-רצפתי מופעל בטמפרטורה גבוהה, טמפרטורת המים של 60 מעלות צלזיוס. סכנת כוויות או מכת חום היא לרוב נמוכה יותר מאשר באמצעי חימום אחרים, משום שחימום תת-רצפתי פועל בטמפרטורה נמוכה מזו של חלק מאמצעי החימום האחרים.
- במערכות חשמליות, על מנת להקטין את הקרינה העלולה להיות מסוכנת[9], ועל מנת לצמצם הפרעות למכשירי רדיו, מחשבים וציוד אלקטרוני רגיש אחר[10], תבוצע הזנת החשמל לגופי החימום באמצעות זוג שזור (שני מוליכים, מוליך הפאזה ומוליך האפס צמודים זה לזה ומלופפים האחד סביב השני)[11].
- חימום תת-רצפתי חשמלי פולט שדות אלקטרומגנטיים בתדר שבה מיוצר החשמל, בדרך כלל 50 או 60 הרץ.
המשמעות הבריאותית של שדות אלקטרומגנטיים בתדר נמוך היא שנויה במחלוקת[12].
- הפרסומים של המוסד לבטיחות ולגיהות[13] וכן הדו"ח בעברית של ארגון הבריאות העולמי[14] אינם נותנים תשובה חד משמעית. המשרד להגנת הסביבה הקים ועדת מומחים ובשנת 2005 פרסם דין וחשבון מסכם[דרוש מקור] וכן פרסם בקשה מנומקת לחייב את היצרנים לספק מידע על רמות הקרינה הנפלטות ממערכות חימום תת-רצפתי[דרוש מקור].
גופים שונים פרסמו הנחיות בטיחות[15]. אין בדוחות הללו מידע המוכיח שחימום תת-רצפתי מזיק, אולם יש בהם המלצות לאמצעי זהירות:
- לא לישון על הרצפה.
- לבדוק עם היצרן שמבנה מערכת החימום התת-רצפתי הוא של זוג שזור (גם בגופי החימום), בו יוצרים שני זרמים הפוכים שני שדות המבטלים זה את זה.
- להפעיל בצורה חסכונית.
השפעה על איכות הסביבה[עריכת קוד מקור | עריכה]
לפי סקר משרד האנרגיה האמריקאי[16], כ-40% מצריכת האנרגיה לשימושי מגורים בארצות הברית מושקעת בחימום הבית. ערך זה הוא כ-10% מסך תצרוכת האנרגיה בארצות הברית (כולל תחבורה, תעשייה, עסקים ומסחר). הערכים ברוב המדינות המפותחות דומים למדי. בישראל צריכת האנרגיה לחימום קטנה יותר, תודות לאקלים החם, אך עדיין תקציב החימום הוא מרכיב נכבד בהוצאות משק הבית ובהוצאות של המגזר העסקי, חנויות, משרדים, מלונות בתי חולים ועוד. לצריכת אנרגיה יש השפעה עצומה על איכות הסביבה, מקור האנרגיה העיקרי לחימום הבית הוא שריפת דלק, בתהליך המשחרר לסביבה גזים, קצתם רעילים ורובם תורמים לאפקט החממה. פוטנציאל לחיסכון נמצא בשלושה מסלולים מקבילים: האחד - שיפור בידוד הבית, השני - שיטת החימום והשלישי - מקור האנרגיה לחימום. בפרסומים שונים של ארגונים "ירוקים"[דרוש מקור], זוכה שיטת החימום התת-רצפתי להמלצה בתור השיטה המועדפת[17].
ניצול יעיל של מקורות אנרגיה חילופית, מתחדשת וירוקה[עריכת קוד מקור | עריכה]
מערכות חשמליות[עריכת קוד מקור | עריכה]
המסה התרמית (פוטנציאל קיבול החום) הגדולה של הבניין, ובמיוחד של הרצפה, מאפשרת אגירת חום רב בשעות שבהן מחיר החשמל נמוך[18], לטובת השעות בהן מחירו גבוה יותר (בחורף בישראל, אלו שעות הלילה: 23 עד 06, ובשבתות וחגים: 22 עד 17).
אנרגיית השמש באמצעות תאים פוטו-וולטאים או טורבינת 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 פשוטה להתחבר ישירות למקור האנרגיה ולנצל אותו בשעות הרוח או השמש. הפוטנציאל הכלכלי לא מנוצל עדיין, פה ושם יש מערכות מאולתרות[19].
מערכות העובדות עם מים[עריכת קוד מקור | עריכה]
האמור לגבי מערכת חשמלית, נכון גם לגבי מערכות הפועלות עם מים כאשר מחממים את המים באמצעות דוד חשמל, אלא שדוד חשמל מאבד אנרגיה לסביבה ולצנרת המוליכה מהדוד לחדרים, ובנוסף יש צורך במשאבה, וזו רגישה לאיכות החשמל. לכן, מערכת חשמלית "טהורה" היא יעילה יותר מאשר שילוב צנרת מים עם דוד חשמל.
כפי שמלמד חוק קרנו, ככל שהטמפרטורה הנצרכת נמוכה יותר יעילות הפקת האנרגיה גבוהה יותר. מערכת חימום תת-רצפתי זקוקה למים בטמפרטורה של כ-30 מעלות צלזיוס - טמפרטורה מאוד נמוכה במונחים של נצילות ויעילות. הטמפרטורה הנמוכה מאפשרת כמה דברים:
- מעט הפסדים בצנרת המוליכה את המים.
- שימוש יעיל בדוודי עיבוי.
- שימוש יעיל במשאבת חום: עלות הייצור של אנרגיה תרמית במשאבת חום הפועלת על חשמל היא נמוכה יותר מאשר אמצעי חימום חשמליים אחרים. משאבת חום כמו זו המשמשת במזגן ביתי מסוגלת לחמם מים עד ל-50 מעלות. ערך זה נמוך מדי עבור מערכות הסקה רגילות, אך בהחלט מספיק עבור חימום תת-רצפתי.
- אפשר לרתום את אנרגיית השמש באמצעות קולטים כמו אלו של דוד שמש, ואלו זולים בהרבה מאשר תאים פוטו-וולטאיים וציוד המרת המתח והמצברים הדרושים להם, בשימוש לחימום תת-רצפתי המבוסס על חשמל.
- ניצול החום הנפלט מגנרטור חשמלי וזאת על ידי העברת חום באופן ישיר מהרדיאטור של הגנרטור ועל ידי החלפת חום עם מערכת הפליטה, ככל שטמפרטורה המים הנצרכים נמוכה יותר הנצילות האנרגטית של העברת החום טובה יותר, וכך הגנרטור מספק חשמל לתאורה ולהפעלת מכונות ובנוסף מים חמים להסקה[20].
- בשכונות הסמוכות לתחנות כוח, ניתן לבנות מערכות קוגנרציה לאספקה מרכזית של מים חמים להסקה, במקום לשפוך לים את מי הקירור של מתקני התחנה[דרוש מקור].
- ניצול אנרגיה גאותרמית להפעלת משאבת החום של מערכת החימום התת-רצפתי: במקום לשאוב חום מהאוויר, תהליך שנצילותו יורדת עם טמפרטורת האוויר, שאיבת החום היא מעומק של כמה מטרים באדמה, שם, גם בחורף, הטמפרטורה אינה נמוכה מ-15 מעלות (כך המצב בהרי ירושלים). במשך החורף האדמה תתקרר עקב שאיבת החום, הקור הזה יועיל לאותה משאבת חום עצמה בתפקידה כמזגן בקיץ.
קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]
הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]
- ^ Graham C.I., High-Performance HVAC, National Institute of Building Sciences, USA 2008, p.9
- ^ משרד האנרגיה האמריקאי, מדריך לחימום בקרינה
- ^ 1 2 ASHRAE Handbook 2004 – HVAC System and Equipment, Ch.6 Panel Heating and Cooling ISBN 1931862486
- ^ 1 2 ASHRAE Handbook 2005 – Fundamentals, Ch.8 Thermal Comfort ISBN 1931862702
- ^ Jessie, Radiant floor heating — Alternative to forced-air heating is solar-powered, too An interview with Stephen Heckeroth, Backwoods Home Magazine, 2015-12-22 (באנגלית אמריקאית)
- ^ על מנת שהמערכת תהיה אכן שקטה יש לתכנן כך שמהירות זרימת המים בצנרת תהיה נמוכה 1 אולי 1.5 מטר לשנייה, הערך המדויק תלוי בסוג הצינורות, ברדיוסי הסיבוב שלהם, במבנה האביזרים והברזים ובלחץ המים
- ^ Harrington P., The Power to Choose – Enhancing Demand Response in Liberalised Electricity Markets, Internatinal Energy Agency, France 2003
- ^ Cary C., Green M.A., Underfloor heating: an unrecognized hazard in infacy, British Medical Journal, Vol.296, June1988, pp.1640-1641
- ^ Brumbauqh J.E.,Audel HVAC Fundamentals, Vol3, 4th Ed. Wiley 2004. ISBN 0-7645-4208-4 p.52
- ^ Horowitz P., Hill W., The Art of Electronics, 2nd ed. Cambridge University Press 1989 ISBN 0-521-37095-7 p.456
- ^ משה שפיגל, שלומי לוי, חימום תת-רצפתי חשמלי - הדגשים, ביטאון פאזה אחרת, ספטמבר 2014
- ^ Maslanyj M.P., Mee T.J., Allen S.G., Investigation and Identiffication of Sources of Residential Magnetic Field Exposures in the United Kingdom Childhood Cancer Study (UKCCS), Health Protection Agency, UK 2005 ISBN 0-85951-564-8
- ^ מהן הדרישות בקשר למערכות חימום תת-רצפתיות באמצעות חשמל?, באתר המוסד לבטיחות ולגיהות, 2009
- ^ שדות אלקטרומגנטיים (EMF (והשפעתם על בריאות הציבור), ארגון הבריאות העולמי - מחלקת פרסומים, באתר המוסד לבטיחות ולגיהות
- ^ דו"ח מסכם הכולל כמה כללי זהירות, באתר ממשלת אוסטרליה
- ^ Annual Energy Review, U.S. Energy Information Administration
- ^ Anderson W., GreenUp, Green Books UK 2007 ISBN 1903998946
- ^ ראו 'תעריף תעו"ז' באתר חברת החשמל לישראל
- ^ Homemade Wind Turbine Project, Mind Challenger.com
- ^ גרוסמן גרשון, ייצור משולב של חשמל וחום, כנס קונפליקטים במשק האנרגיה, טכניון 2004
