החל משנת 1983 אודות פרויקטים צור קשר מגזין ENGLISH חייגו אלינו: 03-5495127 03-5495127

הטמעת משאבות חום במערכות חימום מים

הטרנד הירוק והחיסכון באנרגיה תופסים תאוצה בשנים האחרונות בתחומים רבים ומגוונים, לצד השיח אודות ניצול אנרגיה טבעית אשר מתרחב ומחלחל אל תודעתם של רבים.
דרך מרכזית לחיסכון באנרגיה הנה שימוש באנרגיה הקיימת במשאבי הטבע השונים, הלוא הם מים, קרקע ואוויר.
אחד מן האמצעים המרכזיים המפיקים תועלת מן האנרגיה הטבעית הנו משאבות החום, ששימוש עיקרי של אותן משאבות הינו חימום מים.

הבחירה הטבעית: משאבות חום

חימום מים באמצעות תנורי הסקה השורפים דלק ופולטים אנרגיה תרמית בעת הליך הבעירה אמנם מהווה הדרך המוכרת והמסורתית לחימום מים, אולם, מדובר בשיטת פעולה בזבזנית למדיי, אשר עלויות תפעולה עולות על תפוקת האנרגיה הנוצרת במהלכה. נוסף על כך, מדובר בשיטת הסקה הפוגעת פגיעה עמוקה בכדור הארץ, כיוון שזו מאיצה את ההתחממות הגלובאלית עקב שחרור מזהמי אוויר שונים וזיהום האדמה במהלכה.

שימוש במשאבות חום מהווה פתרון ממשי לבעיות העולות מן השיטה המסורתית של חימום בתנורי הסקה שהוזכרו לעיל.
יתרונן המשמעותי של משאבות החום טמון בהיותן מושתתות על אנרגיה טבעית, כך שלהבדיל משיטת החימום המסורתית, המחייבת שריפת דלקים למיניהם, משאבות החום נעזרות במשאביי הטבע השונים.
עצם העובדה כי משאבות החום "משאילות" מן האנרגיה הטבעית הקיימת באוויר, במים ובאדמה, הופכת אותה לכדאית וחסכונית, כיוון שכמות האנרגיה המופקת עולה על זו המושקעת בהליך.

השימוש במשאבות החום תופס תאוצה בשנים האחרונות בארץ ובעולם ואף משמשות כשיטת החימום המועדפת והרווחת ביותר לחימום מים הן במוסדות תעשייתיים והן בבתי אב.
משאבות החום מיוצרות באופן המותאם למטרות שונות, וניתן לחלקן לשלושה זנים עיקריים, כאשר כל אחד מסוגי המשאבות הללו מפיק אנרגיה ממשאב טבע שונה: משאבת חום המשלבת ספיגת חום מהאוויר ושימוש בו לחימום מים, משאבה האוגרת חום ממים כדי לחמם מים, ומשאבה המפיקה חום ממים או אוויר לחימום מים.

איך זה עובד?

אופן פעולתן של משאבות החום מבוסס על הליך קליטת אנרגיה תרמית בטמפרטורה נמוכה, אשר בסופו המשאבה מספקת אנרגיה בטמפרטורה גבוהה מזו שנתקבלה עם תחילת הליך קליטת האנרגיה. האנרגיה בעלת הטמפרטורה הנמוכה נקלטת על ידיי גז קירור, אשר אדיו מתחממים ונדחסים דרך מדחס חשמלי המחמם אותם עד שאלו מגיעים אל מחליף החום, בו למעשה זורמים המים.

כניסתם אל מחליף החום מאזנת את הטמפרטורות כיוון שגז הקירור מביא אדים חמים הנפגשים במים החמים פחות במחליף החום.
החום אשר נפלט בהליך שינוי מצב צבירה זה של אדי גז הקירור למעשה מחממים את המים.
גז הקירור אשר הפך לנוזל עובר דרך שסתום התפשטות המקרר אותו לקראת מעברו אל המאייד, וכשזה סופג חום מן האוויר החיצוני, הוא מתאדה, וכך, ההליך שתואר לעיל חוזר על עצמו.

כיצד ניתן להשתמש במשאבות החום?

אחת מן ההשלכות החיוביות של שימוש במשאבות חום הנה חיסכון משמעותי בצריכת האנרגיה, המוביל בסופו של דבר לחיסכון פיננסי אדיר בהוצאת האנרגיה על חימום מים.
ניתן לחבר מערכת משאבות חום אל מערכות חימום קיימות בגופים שונים; פרטיים, ציבוריים, קטנים וגדולים.
חיבור בין מערכות החימום השונות אשר יצלח, יבטיח אספקת מים חמים בכל ימות השנה וללא קשר אל תנאי מזג האוויר, וכמו כן, יזהה מראש מצבים בהם עשוי להתקיים עומס במערכת כך שתינתן זכות קדימה לשימושים החשובים יותר של המים החמים.

חיבורים פופולריים בין משאבות חום למערכות מים

הפעלה מוקדמת של משאבות חום לפני תנור הסקה

משאבת חום מסוג זה תחמם ראשית את המים, ולאחר מכן תעבירם אל תנור ההסקה אשר מעניק להם חימום נוסף בעת הצורך.
בעת הפעלה מוקדמת של משאבות חום כחימום מקדים, משאבות החום מעבירות אל התנור מים חמים, כך שתנור ההסקה לא יפעל כל עוד משאבת החום עובדת באופן תקין.
יש לשים לב כי ייתכן וייווצר צורך בהתקנת משאבת סחרור נוספת או דוד איזון נוסף על צנרת משאבת החום.

הפעלה מקבילה של משאבות חום ותנור הסקה

בחיבור מסוג זה משאבת החום מקבלת מים קרים אשר אותם מחממת ומעבירה אל תנור ההסקה.
חימום מסוג זה מעניק גיבוי של מערכת ההסקה הקיימת, כשהתנור למעשה מהווה גורם המאזן את טמפרטורות המים המשתנות, וכמו כן, משאבת החום משמשת כ"תכנית גיבוי" בעת נזילות מן התנור כשזו ממשיכה לפעול.
אולם יש לשים לב כי בחיבור משאבת חום במקביל אל תנור כי כמות המים העוברת בו הנה קטנה, ועל כן מומלץ להתקין בקר מים חיצוני, המבחין בעת ירידה בטמפרטורות.

שילוב משאבת חום וקולטי שמש

שילוב משאבות החום יחד עם קולטי שמש מחייב תכנון מקצועי מוקדם בכדי להקפיד על כך שהחימום של המערכות לא יפעל לשווא, כאשר המערכות מחממות זו את זו ללא צורך.
היתרון העיקרי של שילוב מערכות מזן זה טמון בכך שמנוצלת אנרגיה טבעית אשר אינה מחייבת הוצאה נוספת, הלוא היא אנרגיית השמש, המובילה לחיסכון משמעותי בחשמל.
אולם, שילוב מערכות זה מצריך שימוש במערכת בקרה שתפקידה למנוע חימום מיותר של קולטי השמש על ידי משאבות החום והתנור וכמו כן זיהוי מצבים בהם ישנו מחסור באנרגיה סולארית.

שילוב משאבות חום ובקר דרגות במערכת החימום

חיבור משאבות חום ובקר דרגות במערכת החימום יוצר חיסכון משמעותי, וכמו כן, מעניק שכבת הגנה נוספת למערכת עצמה.
אותה מערכת בנויה כך שבעת ירידת טמפרטורה היא מפעילה באופן הדרגתי את מערך משאבות החום, זאת, בכדי לשמור על הטמפרטורה האופטימלית במערכת, וכמו כן, בכדי לגבות את תנור ההסקה אילו ישנו צורך בכך.

מקרה בוחן

וילת קרקע של משפחת הכט, 250 מ״ר במבשרת ציון, הסיקו בתנורי סולר לצורך חימום מים לרחצה.
ההוצאות עבור החימום הסתכמו בכ- 14,000 ש”ח לעונה. מערכת משאבת החום אשר הותקנה בבית המשפחה בתפוקה של חוסכת להם קרוב ל- 80% בעלויות האנרגיה! אשר מניבות חיסכון שנתי של כ-11,000 ש”ח בחימום המים.
מחיר המערכת שהותקנה עומד על 22,000 ש״ח, כלומר, המשפחה החזירה את ההשקעה בתוך כשנתיים בלבד!

לסיכום

כפי שצוין לעיל, המגמה הירוקה המתעצמת בשנים האחרונות אינה מותירה את עולם החימום חף מהתייחסות.
משאבות החום מהוות פתרון אידיאלי לחובבי הטרנד הירוק המעוניינים בקבלת תפוקה מוצלחת מחד, לצד שמירה על כדור הארץ ומניעת זיהומו המיותר מאידך.
עליותיהן הזולות לצד התאמתן למערכות הקיימות בבסיס מבנים שונים הופכת את משאבות החום לפתרון האידיאלי לחימום מים.