כיצד נזהה מערכות חימום מתקדמות ?
חווית נוחות ללא פשרות.
? בריאות -מערכות בטוחות המייצרות אקלים נוח ובריא.
? גמישות בהתקנה, גמישות בהפעלה הדלקה וכיבוי של כל אזור בנפרד.
? צריכת אנרגיה נמוכה - ניצול יעיל ומקבי של מקור האנרגיה.
מערכת חימום תת - רצפתי חשמלי:
נוחות ללא פשרות - האווירה נעימה בבית, החום מתפשט ועולה מהרצפה לכל חלקי הבית ומספק חוויה שאין דומה לה.
מערכת מודולארית - גמישות בהתקנה, החל מהתקנה בחלק מחדרי הבית לחימום מקומי, ועד להתקנת מערכת שלמה המווסתת את האקלים בבית כולו.
גמישות בהתקנה - התקנה תחת כל סוגי הריצוף:שיש, אבן, פרקט (על כל סוגיו), קרמיקה ועוד. השפעת ההתקנה על תהליך הבנייה או על גובה הריצוף אפסית.
גמישות בהפעלה - בין אם המערכת הותקנה בכל הבית, או רק בחלקו, ניתן תמיד להפעיל כל חדר בנפרד, ממש כשם שמדליקים אור רק בחדר בודד ולא בכל הבית יחד.
צריכת אנרגיה - המערכת מנצלת את העובדה שאוויר חם צף על מנת להפחית את טמפרטורת הנוחות ולשפר את פיזור החום בחדר ועל ידי כך, לצמצמם את צריכת האנרגיה בכ - 20% בהשוואה למערכת חימום מסורתיות.
תחזוקה :
? מערכת פשוטה ללא חלקים נעים, המיוצרת מחומרים מעולים ע"פ תקנים מחמירים. התוצאה הינה מערכת חימום שאינה מתקלקלת אף פעם.
בריאות ובטיחות :
? מערכת שקטה, ללא שקעי חשמל, ללא אש גילוייה, שאינה מייבשת את האוויר בחדר ושאינה מייצרת משבי רוח. (Asthma Friendlily).
? מערכת חימום תת-רצפתי חשמלי, הינה מערכת מודרנית ויעילה, המספקת פתרון חימום איכותי, התואם את תקני הבניה הגבוהים המקובלים כיום בעולם.
אוויר חם צף !- כל התורה על רגל אחת
אוויר חם צף בחלל החדר.
הטמנת גופי חימום בריצוף הופכת את כל רצפת הבית לאלמנט מחמם.
הרצפה החמימה מחממת את האוויר שצף ועולה למעלה.
מערכת של תרמוסטטים רגישים, מווסתים אקלים נעים ונוח בבית.
הפיזיקה בשירות החימום
מערכת חימום תת - רצפתית מנצלת את העובדה שאוויר חם קל יותר ויש לו נטייה לצוף בחלל החדר. הפיכת הרצפה לגוף חימום, מאפשרת שחרור מווסת ואחיד של חום לחלל החדר.
חדר המחומם באופן אחיד מאפשר להוריד את טמפרטורת האקלים בחדר מבלי לפגוע ברמת הנוחות. גוף האדם מגיב באופן אידיאלי להפרש של 2-3 מעלות בין הרגליים לראש. חימום תת-רצפתי מספק בדיוק את סוג חימום זה: בניגוד למערכות מסורתיות בהן יש נטייה להעלות את טמפרטורת התרמוסטט על מנת לפצות (overkill) על אזורים מרוחקים יותר וקרים יותר במערכת תת - רצפתית אפשר לקבוע את הטמפרטורה בכ-4-5 מעלות, נמוך יותר מהמקובל. כלומר במקום לקבוע את התרמוסטט סביב 25 מעלות, אפשר להסתפק ב - 21 מעלות בלבד, זאת מבלי לפגוע בתחושת הנוחות!
ניצול המערכת מבוסס מצד אחד, על העובדה שבמערכת אין חלקים נעים ואין איבוד של אנרגיה מכאנית או קינטית, ומצג שני, על העובדה שאפקט החימום בכבלים מבוסס על הפיכת אנרגיה חשמלית לחום ע"י התנגדות. יעילות תהליך זה קרובה מאוד ל - 100%.
ניצול התכונות הפיזיקאליות הנ"ל, מאפשר לרתום את מקור האנרגיה ליצירת חום ביעילות מרבית, תוך חיסכון של מעל 20% בניצול האנרגיה בהשוואה למערכות מסורתיות, כדוגמת חימום מרכזי על בסיס תנור סולר.
מאחר והמערכת קבורה ומוגנת ברצפה ובנויה ללא חלקים נעים, ללא נוזלים וללא בעירה, התחזוקה הנדרשת והבלאי אינם קיימים בכלל !
מילון מונחים מקצועי.
1.גופי חימום.
כבל = גוף חימום
כאשר אנו מתייחסים לגופי חימום חשמליים, הכוונה בד"כ למוליך מתכתי בעל התנגדות קבועה.חשמל זורם דרך המוליך ומייצר חום. זהו תהליך המתרחש בגוף חימום של קומקום וזהו תהליך המתרחש בכבל של חימום תת-ריצפתי. לכן, בחימום תת-ריצפתי, כבל ו"גוף חימום" הם מושגים נרדפים.
ההבדל נעוץ בהספקים. בעוד שבגופי חימום נמדדים ההספקים במאות או באלפי וואטים, בכבלי חימום תת-ריצפתים ההספקים הדרושים הם 10-20 וואט למטר רץ!
הספק נמוך = צריכת חשמל נמוכה
יריעת חימום
יריעה/רשת/"שטיח", עליו מעוגנים כבלי חימום במרווחים אחידים.
ליריעה יש הספק קבוע למ"ר והיא משמשת להתקנה צמודת חיפוי. (ראה לעיל)
השימוש ביריעות מפשט את ההתקנה, אבל מגביל את תכנון ההספקים ומחייב פריסה בהספק קבוע או חיבורי חשמל מתחת לרצפה (לא מומלץ).
כבל דו-גידי
ליבת החימום בתוך הכבל הינה גיד מתכתי על בסיס תרכובת של נחושת.
כאשר מדברים על כבל דו גידי, הכוונה למעשה לגיד אחד העובר לאורך הכבל עד סופו ושם מבצע סיבוב של 180 מעלות וחוזר לאורך הכבל במקביל לעצמו.
כבלים כאלו מגיעים, בד"כ, כיחידות סגורות באורכים קבועים ובהספקים קבועים.
מאחר ומדובר בגיד אחד בשני כיוונים, זרימת החשמל גם היא דו-כיוונית.
ניתן לייצר כבל, שלא באורך קבוע. אבל, במהלך ההתקנה יש לבצע התאמת הספק על מנת שלא לחרוג מהתכנון. תהליך זה אינו מדויק ואינו מומלץ בשל סכנת חימום יתר והספק יתר ובשל הצורך בחיבורי חשמל מתחת לריצוף.
קצה קר
כבל החימום מסתיים בקופסת חיבורים, המחברת בין הקצה החם (כבל החימום) לקצה הקר (כבל החשמל). הקצה הקר עולה בקיר ומתחבר לתרמוסטט.
הקצה הקר הוא החוליה החלשה במערכת. חיבורי החשמל מבוצעים ביד אדם. לכן, רצוי שקופסת החיבורים תהיה אטומה לחלוטין בדרגת 60 IP לפחות.
2. מערכות בקרה ותרמוסטטים:
חיישן/רגש
לכל תרמוסטט או ליחידת בקרה יש חיישן אחד לפחות, שתפקידו לבצע קריאת טמפרטורה מדויקת ככל האפשר באזור בו הוא ממוקם.
חיישנים מקובל למקם בגובה חזה-ראש (1.6-1 מ') על מנת למדוד טמפרטורת חלל, ובתוך הרצפה כדי למדוד טמפרטורה מתחת לריצוף.
קיים קשר ישיר בין רגישות החיישן ואיכותו, ובין רמת הנוחות וצריכת החשמל.
תרמוסטט בי מטאלי
תרמוסטט המבוסס על זוג מתכות, אשר מתכווצות ומתפשטות לפי הטמפרטורה בסביבתם כדי לנתק או לחבר מעגל חשמלי. משמש כתרמוסטט חלל ברמת דיוק בינונית (2-4 מעלות פלוס מינוס) ומאבד מיעילותו לאורך זמן, בשל בלאי מכני (התפשטות והתכווצות) של החיישן.
תרמוסטט אלקטרוני
תרמוסטט, המבוסס על חיישן אלקטרוני, המתרגם שינוי בטמפרטורה לשינוי במוליכות חשמלית, וע"י כך מוביל לשינוי במתח חשמלי.
אפשר כתרמוסטט חלל או רצפה.
מספק קריאה מדויקת יחסית (פלוס מינוס 5 מעלות), אינו מאבד מיעילותו לאורך זמן.
תרמוסטט אלקטרוני אינו מחייב תצוגה דיגיטאלית אלא רק חיישן אלקטרוני.
בקרי טמפרטורה ייעודיים
קיימים כיום בקרים ייעודיים, המתוכננים במיוחד עבור יישומי חימום תת-ריצפתי. בקרים אלו מפעילים 2-3 חיישנים אלקטרוניים במקביל, מספקים קריאה מדויקת ביותר ומתייחסים למאפייני נוחות מורכבים יותר מטמפרטורה בלבד. (ראה בקרי טמפרטורה מהדור השלישי)
טמפרטורת נוחות
מקובל להגדיר "טמפרטורת נוחות" כהפרש של 2-3 מעלות בין הטמפרטורה באזור הראש לבין הטמפרטורה בכפות הרגליים, בד"כ 20-22 מעלות.
3. התקנה:
מרווחי פריסה CABLE TO CABLE
קביעת המרווחים בין כבל לכבל (C TO C) בפריסת גופי החימום קובעת, למעשה, את ההספק למ"ר ואת ההספק הכולל של כל החלל.
קביעת C TO C תלויה בהספק הכבל למטר רץ ובהספק הרצוי למ"ר. בכל מקרה, אין לעבור הספק של 200 וואט למ"ר.
קביעת C TO C במרווחים גדולים מדי (מעל 15 ס"מ) בהתקנה צמודת חיפוי עלולה לגרום לתופעה של פסים קרים על פני הריצוף- אפקט "זברה".
בכבל של 15-20 וואט למטר רץ, C TO C של 10-14 ס"מ מספק כ-140 וואט למ"ר.
התקנה צמודת בידוד
שיטת ההתקנה בה הבידוד מונח על גבי הרצפה היצוקה ועל הבידוד נפרסים הכבלים. לאחר מכן, מכוסה המערכת בתערובת של בטון רזה, המשמש כשכבת הגנה. שכבה זו מוליכה היטב חום ומאפשרת פיזור יעיל של החום ברצפה. כמו כן, היא מגינה בפני נזקים אפשריים למערכת במהלך עבודת בעלי מקצוע בבית.
בשיטה זו מקובל להשאיר את מערכת החימום בפעולה רצופה במשך כל תקופת החורף ולאפשר לתרמוסטטים לווסת אקלים נוח וצריכת חשמל נמוכה.
החום נאגר ברצפה ומשתחרר לאט לחלל החדר. שיטה זו מאופיינת בהפעלה יציבה, אריכות ימים לתרמוסטטים וצריכת חשמל חסכונית ונמוכה במיוחד.
התקנה צמודת חיפוי
שיטת התקנה בה עבודת הריצוף מתבצעת ממש על גופי החימום.
התקנה ברצפה דקה כגון פרקט או בהדבקת קרמיקה: יריעות חימום דקות, המונחות מתחת לחיפוי יש לפרוס, במידת האפשר, שכבה דקה של בידוד מיוחד מתחת למערכת.
התקנה בריצוף רגיל: הבידוד מונח על גבי הרצפה היצוקה, מעל מונח חול המילוי ועל גבי החול נפרסים כבלי החימום. מערכות המותקנות בשיטה זו מאופיינות ע"י זמן תגובה קצר והפעלה "מתנדנדת" של התרמוסטטים.
יש להשגיח שלא ייגרם נזק לכבלים במהלך עבודת הריצוף. מומלץ לבצע בדיקות רציפות באופן תדיר לאורך כל זמן הנחת הריצוף.
מסלול התקנה אופייני
שלב א:
תוכניות חשמל והספקים דרושים, [נוכחים קבלן החשמל באתר].
כנגזרת מרמת הבידוד של אלמנטי המעטפת ומיקום הבית, יש לחשב את ההספקים הדרושים, בדרך כלל ההספק הנדרש הוא סביב 140 ואט למ"ר.
על בסיס התוכניות וההספקים המתוכננים יש לקבוע את מיקום נקודות החשמל שיסללו מהלוח, ואת העומסים הצפויים על לוח החשמל.
תיק תוכניות חשמל צריך שיכלול הן פירוט של הספקים ושל עומסים לכל חלל מחומם, והן תרשמי חשמל והוראות מפורטות לביצוע.
בסיום התכנון מועבר תיק תוכניות החשמל, לחשמלאי המבצע בבית, רצוי לגבות את התיק הכתוב, בתדריך מפורט בע"פ באתר.
חלל מחומם צריך נקודת פאזה אחת בדרך כלל, לחללים גדולים במיוחד תידרש נקודה של תלת פאזי.
שלב ב:
פריסת גופי חימום, [משך הביצוע כ שלושה ימים בממוצע].
לאחר שכל בעלי המקצוע, למעט הרצף, סיימו את עבודתם, מגיע צוות ההתקנה לביצוע הפריסה. לפני פריסת החול בהתקנה צמודת בידוד ולאחריו בהתקנה צמודת חיפוי.
רצפת הבית מכוסה בשכבת בידוד אחידה בעובי 2 ס"מ לפחות, אפשר להשתמש בפוליאוריטן מוקצף או לוחות פוליסטירן F-30 או כל בידוד תקני אחר, [מקדם התנגדות סגולית 0.04.
על שכבת הבידוד פורסים במרווחים אחידים את הכבלים לפי תוכנית ההספקים שחושבה מראש, הכבלים נקשרים לרשת הפלדה המעוגנת לרצפת הבטון. במידה ויש אזורים המועדים לאיבוד חום מוגבר כגון, חלונות גדולים ופתחים לא מבודדים, או אזורים בהם יש מעט רצפה חשופה כגון, חדר אמבטיה, תבוצע פריסה צפופה יותר על מנת להתגבר על איבוד החום.
בסיום הפריסה [צמוד בידוד] מכוסה המערכת בבטון רזה, אשר מגן על המערכת מעבודת הרצפים ומשפר את מוליכות החום.
על שכבת ההגנה יפוזר חול כך שמרחק הכבלים מפני הרצפה יהיה 5-8 ס"מ.
בהתקנה צמודת חיפוי, יונח הריצוף ישירות על גופי החימום.
קצה גוף החימום מושחל לנקודת התרמוסטט.
שלב ג:
התקנת תרמוסטטים והפעלה, [משך הביצוע כ - יום עבודה].
לקראת אכלוס, מתקין מטעם החברה יחבר את התרמוסטט למערכת.
אם הבית מחובר לחשמל ניתן להפעיל את המערכת כבר בשלב זה.
בקרי טמפרטורה
בקרים מהדור השלישי מצוידים ביחידת עיבוד פנימית בכל בקר, והפעלתם מבוקרת ע"י תוכנה.
הבקרים מחוברים ברשת והתכנות מבוצע באופן ידני ע"י המשתמש, או בעזרת ממשק מחשב.
המחשב משמש גם ככלי אבחון, המספק נתונים על ביצוע המערכת.
טמפרטורה- מטרה
הבקר מאפשר לקבוע את השעה הרצויה ואת הטמפרטורה הרצויה מבלי להתחשב בהפעלה מראש.
הבקר מחשב בעצמו על פי מאפייני האקלים בחדר, כמה זמן מראש יש להפעיל את המערכת, בכדי שבשעה היעודה תשרור בחדר הטמפרטורה המבוקשת.
חיישנים(סנסורים)
בקרים רבים נעזרים בנוסף לחיישני רצפה וחלל, בחיישן פנימי נוסף למדידת התחממות עצמית, על מנת לאפשר מדידת טמפרטורה בדיוק של 0.2 מעלות., נדרש הבקר להתחשב בהתחממות המעגלים הפנימיים שלו ולקזזה.
דיוק מעולה = חיסכון באנרגיה.
בקר אדפטיבי
כל בקר מתחשב במאפייני החלל בו הוא ממוקם, כלומר:נפח, בידוד, מאפייני שימוש, יצרני חום נוספים, טמפרטורה חיצונית ועוד. הבקר לומד ומסתגל למאפייני האקלים בחדר ומשפר את עצמו ממדידה למדידה.
דגשים להתקנה ברצפה דקה:פרקט/הדבקת קרמיקה
חיפוי דק:
פרקט,הדבקת קרמיקה
בהתקנת רצפה דקה, יונח החיפוי החדש על גבי ריצוף פשוט, או על גבי מצע של מדה מתפלסת.
התקנת החימום במקרים אלו מתבעת ישירות מתחת לחיפוי החדש.
על מנת לצמצם את ההשפעה על גובה הריצוף לא יעלה עובי גופי החימום על 3 מ"מ ויבוצע תכנון בידוד קפדני על מנת לתפור פתרון מתאים.
אחריות, תחזוקה וכשלים במערכות חימום תת- רצפתיות חשמליות
.
עקרון התוחלת:
"מהו הסיכוי לתקלה? ואם התרחשה תקלה, עד כמה זה גרוע?"
זוהי השאלה שצריך לקוח לשאול את עצמו.
רוב חלקי המערכת קבורים מתחת לריצוף, לכן אם כבר מתרחשת תקלה, במהלך התיקון עלול להיגרם נזק לריצוף.
כל שנותר, זה לנסות ולצמצם את הסיכוי להתרחשות התקלה.
כאן באים לידי ביטוי היתרונות של מערכות חימום תת-רצפתיות.
מערכת ללא חלקים נעים.
מערכת ללא נוזלים, ללא קורוזיה, ללא משקעים.
מערכת חום רך הפועלת ללא תהליכי בעירה אלימים.
מערכת ללא חיבורי חשמל מתחת לרצפה.
חיבור הקצה הקר לקצה החם - אוטם ביציקה.
דגשים לתשומת לב:
בהתקנת מערכת צמודת חיפוי, עובד הרצף ישירות על הכבלים. חשוב ! להשגיח בזמן עבודתו כדי לוודא שלא נגרם נתק במערכת.
חשוב !
להקפיד על בדיקות רציפות לאחר כל שלב.
לאחר סיום הריצוף יש להקפיד שלא לקדוח בריצוף או לחדור אליו.
איתור תקלות:
אם בכל זאת נתגלתה תקלה לאחר הריצוף, ניתן לאתרה במדויק בעזרת ציוד הדמיה תרמי ולבצע תיקון מקומי במינימום נזק.
דגשים לחיסכון באנרגיה - בידוד מעטפת המבנה
קירות חיצוניים
נקודות תורפה: אלמנט המעטפת הדומיננטי ביותר בבית, בד"כ אחראי על רוב איבודי החום בבית.
פתרונות בידוד אפשריים: בלוק מבודד:לבן/פומיס איכותי, טיח תרמי, חללי אוויר בקירות גבס, לוחות קל-קר .
רצפה
נקודות תורפה: שטח פנים גדול יחסית. איבוד חום בהולכה לכיוון הקרקע.
פתרונות בידוד אפשריים: חציצה בין בסיס הבית לקרקע ברצפה מוגבהת - שימוש בלבנים מבודדות.
חלונות
נקודות תורפה: איבוד חום בקרינה דרך הזכוכית, איבוד חום בהולכה ע"י מגע, אוויר חם בחלון. איבוד חום בהסעה במקרה של פרופיל לא אוטם.
פתרונות בידוד אפשריים: זכוכית מבודדת בחללי אוויר. פרופילים מדויקים/אלומיניום.
דלתות
נקודות תורפה: איבוד חום בעיקר ע"י תנועת אוויר בפרופילים לא אוטמים, איבוד חום בהולכה בדלתות המיוצרות מחומרים מוליכי חום.
פתרונות בידוד אפשריים: בחירת דלת בעובי סביר העשויה עץ או בעלת חללי אוויר פנימיים. התקנת רצועת אטימה מגומי בבסיס הדלת.
דגשים כלליים:
נושא הבידוד מוזנח בדרך כלל במהלך התכנון והבניה עצמה, וחבל...
בבית המבודד ביעילות [כמפורט לעיל], יתאפשר חסכון משמעותי בצריכת
האנרגיה, בחורף ובקיץ, ללא קשר לסוג המערכת המותקנת.
מומלץ להקדיש תשומת לב ראויה לנושא זה, ולהקפיד בעיקר באלמנט המעטפת המועדים לבעיות, לבידוד ואטימה הולמים.
זכרו, בידוד הוא השקעה בטוחה המחזירה עצמה בתוך שנים מספר בחשבונות האנרגיה של הבית.
צריכת חשמל במערכת אופיינית:
הרעיון בבסיס ההפעלה החסכונית דומה לצריכת דלק במכונית מאיצה:מכונית צורכת יותר דלק בשלבי התאוצה (1), ופחות דלק במהירות השיוט (2).
מערכות חימום מרכזיות פועלות באופן דומה, הפעלה רצופה של המערכת בטמפרטורה הנמוכה, אך במעט מטמפרטורת הנוחות מאפשרת חסכון ניכר בחשמל. אין צורך להאיץ ולהעלות את הטמפרטורה בבית כל פעם מחדש. מעלים את הטמפרטורה פעם אחת בתחילת החורף והמערכת שומרת על טמפרטורת השיוט בכל מהלך החורף. כאשר הטמפרטורה בבית גבוהה מטמפרטורת השיוט, ידאגו התרמוסטטים לכבות את המערכת. אם תרד הטמפרטורה מתחת לטמפרטורת השיוט, תפצה המערכת על אובדן החום. במידה ואנו מעוניינים בטמפרטורות נוחות גבוהה יותר, המערכת אינה צריכה להתאמץ ולהעלות את הטמפרטורה בבית אלא במספר מעלות בודדות.
עומסים וצריכה
בשל המבנה המודולארי של המערכת, פעולת כל חלל כמעט ואינה מושפעת מכלל הבית. לכן בפועל אין המערכת פועלת כמערכת מרכזית בעל צריכה ועומס אחידים, אלא כמצבור של חללים מחוממים הפועלים כל אחד במאפיינים שונים.
התרמוסטטים מפעילים ומכבים כל חדר וחדר באופן עצמאי ובזמן שונה כתלות במאפייני הבידוד של החדר, הנחת היסוד היא שהמבנה מבודד באופן סביר.
לכן בפועל, העומס הכולל על המערכת בכל רגע ורגע אינו עולה על 40% מהערך התיאורטי הכולל של המערכת כולה.
יתר על כן, צריכת החשמל בפועל נמוכה אף יותר, שכן רוב הזמן העומס הכולל של המערכת נמוך יותר. חישוב הצריכה תלוי באזור האקלים ומחושב לפי 3-6 שעות צריכה מתוך 24 שעות חימום.
חווית נוחות ללא פשרות.
? בריאות -מערכות בטוחות המייצרות אקלים נוח ובריא.
? גמישות בהתקנה, גמישות בהפעלה הדלקה וכיבוי של כל אזור בנפרד.
? צריכת אנרגיה נמוכה - ניצול יעיל ומקבי של מקור האנרגיה.
מערכת חימום תת - רצפתי חשמלי:
נוחות ללא פשרות - האווירה נעימה בבית, החום מתפשט ועולה מהרצפה לכל חלקי הבית ומספק חוויה שאין דומה לה.
מערכת מודולארית - גמישות בהתקנה, החל מהתקנה בחלק מחדרי הבית לחימום מקומי, ועד להתקנת מערכת שלמה המווסתת את האקלים בבית כולו.
גמישות בהתקנה - התקנה תחת כל סוגי הריצוף:שיש, אבן, פרקט (על כל סוגיו), קרמיקה ועוד. השפעת ההתקנה על תהליך הבנייה או על גובה הריצוף אפסית.
גמישות בהפעלה - בין אם המערכת הותקנה בכל הבית, או רק בחלקו, ניתן תמיד להפעיל כל חדר בנפרד, ממש כשם שמדליקים אור רק בחדר בודד ולא בכל הבית יחד.
צריכת אנרגיה - המערכת מנצלת את העובדה שאוויר חם צף על מנת להפחית את טמפרטורת הנוחות ולשפר את פיזור החום בחדר ועל ידי כך, לצמצמם את צריכת האנרגיה בכ - 20% בהשוואה למערכת חימום מסורתיות.
תחזוקה :
? מערכת פשוטה ללא חלקים נעים, המיוצרת מחומרים מעולים ע"פ תקנים מחמירים. התוצאה הינה מערכת חימום שאינה מתקלקלת אף פעם.
בריאות ובטיחות :
? מערכת שקטה, ללא שקעי חשמל, ללא אש גילוייה, שאינה מייבשת את האוויר בחדר ושאינה מייצרת משבי רוח. (Asthma Friendlily).
? מערכת חימום תת-רצפתי חשמלי, הינה מערכת מודרנית ויעילה, המספקת פתרון חימום איכותי, התואם את תקני הבניה הגבוהים המקובלים כיום בעולם.
אוויר חם צף !- כל התורה על רגל אחת
אוויר חם צף בחלל החדר.
הטמנת גופי חימום בריצוף הופכת את כל רצפת הבית לאלמנט מחמם.
הרצפה החמימה מחממת את האוויר שצף ועולה למעלה.
מערכת של תרמוסטטים רגישים, מווסתים אקלים נעים ונוח בבית.
הפיזיקה בשירות החימום
מערכת חימום תת - רצפתית מנצלת את העובדה שאוויר חם קל יותר ויש לו נטייה לצוף בחלל החדר. הפיכת הרצפה לגוף חימום, מאפשרת שחרור מווסת ואחיד של חום לחלל החדר.
חדר המחומם באופן אחיד מאפשר להוריד את טמפרטורת האקלים בחדר מבלי לפגוע ברמת הנוחות. גוף האדם מגיב באופן אידיאלי להפרש של 2-3 מעלות בין הרגליים לראש. חימום תת-רצפתי מספק בדיוק את סוג חימום זה: בניגוד למערכות מסורתיות בהן יש נטייה להעלות את טמפרטורת התרמוסטט על מנת לפצות (overkill) על אזורים מרוחקים יותר וקרים יותר במערכת תת - רצפתית אפשר לקבוע את הטמפרטורה בכ-4-5 מעלות, נמוך יותר מהמקובל. כלומר במקום לקבוע את התרמוסטט סביב 25 מעלות, אפשר להסתפק ב - 21 מעלות בלבד, זאת מבלי לפגוע בתחושת הנוחות!
ניצול המערכת מבוסס מצד אחד, על העובדה שבמערכת אין חלקים נעים ואין איבוד של אנרגיה מכאנית או קינטית, ומצג שני, על העובדה שאפקט החימום בכבלים מבוסס על הפיכת אנרגיה חשמלית לחום ע"י התנגדות. יעילות תהליך זה קרובה מאוד ל - 100%.
ניצול התכונות הפיזיקאליות הנ"ל, מאפשר לרתום את מקור האנרגיה ליצירת חום ביעילות מרבית, תוך חיסכון של מעל 20% בניצול האנרגיה בהשוואה למערכות מסורתיות, כדוגמת חימום מרכזי על בסיס תנור סולר.
מאחר והמערכת קבורה ומוגנת ברצפה ובנויה ללא חלקים נעים, ללא נוזלים וללא בעירה, התחזוקה הנדרשת והבלאי אינם קיימים בכלל !
מילון מונחים מקצועי.
1.גופי חימום.
כבל = גוף חימום
כאשר אנו מתייחסים לגופי חימום חשמליים, הכוונה בד"כ למוליך מתכתי בעל התנגדות קבועה.חשמל זורם דרך המוליך ומייצר חום. זהו תהליך המתרחש בגוף חימום של קומקום וזהו תהליך המתרחש בכבל של חימום תת-ריצפתי. לכן, בחימום תת-ריצפתי, כבל ו"גוף חימום" הם מושגים נרדפים.
ההבדל נעוץ בהספקים. בעוד שבגופי חימום נמדדים ההספקים במאות או באלפי וואטים, בכבלי חימום תת-ריצפתים ההספקים הדרושים הם 10-20 וואט למטר רץ!
הספק נמוך = צריכת חשמל נמוכה
יריעת חימום
יריעה/רשת/"שטיח", עליו מעוגנים כבלי חימום במרווחים אחידים.
ליריעה יש הספק קבוע למ"ר והיא משמשת להתקנה צמודת חיפוי. (ראה לעיל)
השימוש ביריעות מפשט את ההתקנה, אבל מגביל את תכנון ההספקים ומחייב פריסה בהספק קבוע או חיבורי חשמל מתחת לרצפה (לא מומלץ).
כבל דו-גידי
ליבת החימום בתוך הכבל הינה גיד מתכתי על בסיס תרכובת של נחושת.
כאשר מדברים על כבל דו גידי, הכוונה למעשה לגיד אחד העובר לאורך הכבל עד סופו ושם מבצע סיבוב של 180 מעלות וחוזר לאורך הכבל במקביל לעצמו.
כבלים כאלו מגיעים, בד"כ, כיחידות סגורות באורכים קבועים ובהספקים קבועים.
מאחר ומדובר בגיד אחד בשני כיוונים, זרימת החשמל גם היא דו-כיוונית.
ניתן לייצר כבל, שלא באורך קבוע. אבל, במהלך ההתקנה יש לבצע התאמת הספק על מנת שלא לחרוג מהתכנון. תהליך זה אינו מדויק ואינו מומלץ בשל סכנת חימום יתר והספק יתר ובשל הצורך בחיבורי חשמל מתחת לריצוף.
קצה קר
כבל החימום מסתיים בקופסת חיבורים, המחברת בין הקצה החם (כבל החימום) לקצה הקר (כבל החשמל). הקצה הקר עולה בקיר ומתחבר לתרמוסטט.
הקצה הקר הוא החוליה החלשה במערכת. חיבורי החשמל מבוצעים ביד אדם. לכן, רצוי שקופסת החיבורים תהיה אטומה לחלוטין בדרגת 60 IP לפחות.
2. מערכות בקרה ותרמוסטטים:
חיישן/רגש
לכל תרמוסטט או ליחידת בקרה יש חיישן אחד לפחות, שתפקידו לבצע קריאת טמפרטורה מדויקת ככל האפשר באזור בו הוא ממוקם.
חיישנים מקובל למקם בגובה חזה-ראש (1.6-1 מ') על מנת למדוד טמפרטורת חלל, ובתוך הרצפה כדי למדוד טמפרטורה מתחת לריצוף.
קיים קשר ישיר בין רגישות החיישן ואיכותו, ובין רמת הנוחות וצריכת החשמל.
תרמוסטט בי מטאלי
תרמוסטט המבוסס על זוג מתכות, אשר מתכווצות ומתפשטות לפי הטמפרטורה בסביבתם כדי לנתק או לחבר מעגל חשמלי. משמש כתרמוסטט חלל ברמת דיוק בינונית (2-4 מעלות פלוס מינוס) ומאבד מיעילותו לאורך זמן, בשל בלאי מכני (התפשטות והתכווצות) של החיישן.
תרמוסטט אלקטרוני
תרמוסטט, המבוסס על חיישן אלקטרוני, המתרגם שינוי בטמפרטורה לשינוי במוליכות חשמלית, וע"י כך מוביל לשינוי במתח חשמלי.
אפשר כתרמוסטט חלל או רצפה.
מספק קריאה מדויקת יחסית (פלוס מינוס 5 מעלות), אינו מאבד מיעילותו לאורך זמן.
תרמוסטט אלקטרוני אינו מחייב תצוגה דיגיטאלית אלא רק חיישן אלקטרוני.
בקרי טמפרטורה ייעודיים
קיימים כיום בקרים ייעודיים, המתוכננים במיוחד עבור יישומי חימום תת-ריצפתי. בקרים אלו מפעילים 2-3 חיישנים אלקטרוניים במקביל, מספקים קריאה מדויקת ביותר ומתייחסים למאפייני נוחות מורכבים יותר מטמפרטורה בלבד. (ראה בקרי טמפרטורה מהדור השלישי)
טמפרטורת נוחות
מקובל להגדיר "טמפרטורת נוחות" כהפרש של 2-3 מעלות בין הטמפרטורה באזור הראש לבין הטמפרטורה בכפות הרגליים, בד"כ 20-22 מעלות.
3. התקנה:
מרווחי פריסה CABLE TO CABLE
קביעת המרווחים בין כבל לכבל (C TO C) בפריסת גופי החימום קובעת, למעשה, את ההספק למ"ר ואת ההספק הכולל של כל החלל.
קביעת C TO C תלויה בהספק הכבל למטר רץ ובהספק הרצוי למ"ר. בכל מקרה, אין לעבור הספק של 200 וואט למ"ר.
קביעת C TO C במרווחים גדולים מדי (מעל 15 ס"מ) בהתקנה צמודת חיפוי עלולה לגרום לתופעה של פסים קרים על פני הריצוף- אפקט "זברה".
בכבל של 15-20 וואט למטר רץ, C TO C של 10-14 ס"מ מספק כ-140 וואט למ"ר.
התקנה צמודת בידוד
שיטת ההתקנה בה הבידוד מונח על גבי הרצפה היצוקה ועל הבידוד נפרסים הכבלים. לאחר מכן, מכוסה המערכת בתערובת של בטון רזה, המשמש כשכבת הגנה. שכבה זו מוליכה היטב חום ומאפשרת פיזור יעיל של החום ברצפה. כמו כן, היא מגינה בפני נזקים אפשריים למערכת במהלך עבודת בעלי מקצוע בבית.
בשיטה זו מקובל להשאיר את מערכת החימום בפעולה רצופה במשך כל תקופת החורף ולאפשר לתרמוסטטים לווסת אקלים נוח וצריכת חשמל נמוכה.
החום נאגר ברצפה ומשתחרר לאט לחלל החדר. שיטה זו מאופיינת בהפעלה יציבה, אריכות ימים לתרמוסטטים וצריכת חשמל חסכונית ונמוכה במיוחד.
התקנה צמודת חיפוי
שיטת התקנה בה עבודת הריצוף מתבצעת ממש על גופי החימום.
התקנה ברצפה דקה כגון פרקט או בהדבקת קרמיקה: יריעות חימום דקות, המונחות מתחת לחיפוי יש לפרוס, במידת האפשר, שכבה דקה של בידוד מיוחד מתחת למערכת.
התקנה בריצוף רגיל: הבידוד מונח על גבי הרצפה היצוקה, מעל מונח חול המילוי ועל גבי החול נפרסים כבלי החימום. מערכות המותקנות בשיטה זו מאופיינות ע"י זמן תגובה קצר והפעלה "מתנדנדת" של התרמוסטטים.
יש להשגיח שלא ייגרם נזק לכבלים במהלך עבודת הריצוף. מומלץ לבצע בדיקות רציפות באופן תדיר לאורך כל זמן הנחת הריצוף.
מסלול התקנה אופייני
שלב א:
תוכניות חשמל והספקים דרושים, [נוכחים קבלן החשמל באתר].
כנגזרת מרמת הבידוד של אלמנטי המעטפת ומיקום הבית, יש לחשב את ההספקים הדרושים, בדרך כלל ההספק הנדרש הוא סביב 140 ואט למ"ר.
על בסיס התוכניות וההספקים המתוכננים יש לקבוע את מיקום נקודות החשמל שיסללו מהלוח, ואת העומסים הצפויים על לוח החשמל.
תיק תוכניות חשמל צריך שיכלול הן פירוט של הספקים ושל עומסים לכל חלל מחומם, והן תרשמי חשמל והוראות מפורטות לביצוע.
בסיום התכנון מועבר תיק תוכניות החשמל, לחשמלאי המבצע בבית, רצוי לגבות את התיק הכתוב, בתדריך מפורט בע"פ באתר.
חלל מחומם צריך נקודת פאזה אחת בדרך כלל, לחללים גדולים במיוחד תידרש נקודה של תלת פאזי.
שלב ב:
פריסת גופי חימום, [משך הביצוע כ שלושה ימים בממוצע].
לאחר שכל בעלי המקצוע, למעט הרצף, סיימו את עבודתם, מגיע צוות ההתקנה לביצוע הפריסה. לפני פריסת החול בהתקנה צמודת בידוד ולאחריו בהתקנה צמודת חיפוי.
רצפת הבית מכוסה בשכבת בידוד אחידה בעובי 2 ס"מ לפחות, אפשר להשתמש בפוליאוריטן מוקצף או לוחות פוליסטירן F-30 או כל בידוד תקני אחר, [מקדם התנגדות סגולית 0.04.
על שכבת הבידוד פורסים במרווחים אחידים את הכבלים לפי תוכנית ההספקים שחושבה מראש, הכבלים נקשרים לרשת הפלדה המעוגנת לרצפת הבטון. במידה ויש אזורים המועדים לאיבוד חום מוגבר כגון, חלונות גדולים ופתחים לא מבודדים, או אזורים בהם יש מעט רצפה חשופה כגון, חדר אמבטיה, תבוצע פריסה צפופה יותר על מנת להתגבר על איבוד החום.
בסיום הפריסה [צמוד בידוד] מכוסה המערכת בבטון רזה, אשר מגן על המערכת מעבודת הרצפים ומשפר את מוליכות החום.
על שכבת ההגנה יפוזר חול כך שמרחק הכבלים מפני הרצפה יהיה 5-8 ס"מ.
בהתקנה צמודת חיפוי, יונח הריצוף ישירות על גופי החימום.
קצה גוף החימום מושחל לנקודת התרמוסטט.
שלב ג:
התקנת תרמוסטטים והפעלה, [משך הביצוע כ - יום עבודה].
לקראת אכלוס, מתקין מטעם החברה יחבר את התרמוסטט למערכת.
אם הבית מחובר לחשמל ניתן להפעיל את המערכת כבר בשלב זה.
בקרי טמפרטורה
בקרים מהדור השלישי מצוידים ביחידת עיבוד פנימית בכל בקר, והפעלתם מבוקרת ע"י תוכנה.
הבקרים מחוברים ברשת והתכנות מבוצע באופן ידני ע"י המשתמש, או בעזרת ממשק מחשב.
המחשב משמש גם ככלי אבחון, המספק נתונים על ביצוע המערכת.
טמפרטורה- מטרה
הבקר מאפשר לקבוע את השעה הרצויה ואת הטמפרטורה הרצויה מבלי להתחשב בהפעלה מראש.
הבקר מחשב בעצמו על פי מאפייני האקלים בחדר, כמה זמן מראש יש להפעיל את המערכת, בכדי שבשעה היעודה תשרור בחדר הטמפרטורה המבוקשת.
חיישנים(סנסורים)
בקרים רבים נעזרים בנוסף לחיישני רצפה וחלל, בחיישן פנימי נוסף למדידת התחממות עצמית, על מנת לאפשר מדידת טמפרטורה בדיוק של 0.2 מעלות., נדרש הבקר להתחשב בהתחממות המעגלים הפנימיים שלו ולקזזה.
דיוק מעולה = חיסכון באנרגיה.
בקר אדפטיבי
כל בקר מתחשב במאפייני החלל בו הוא ממוקם, כלומר:נפח, בידוד, מאפייני שימוש, יצרני חום נוספים, טמפרטורה חיצונית ועוד. הבקר לומד ומסתגל למאפייני האקלים בחדר ומשפר את עצמו ממדידה למדידה.
דגשים להתקנה ברצפה דקה:פרקט/הדבקת קרמיקה
חיפוי דק:
פרקט,הדבקת קרמיקה
בהתקנת רצפה דקה, יונח החיפוי החדש על גבי ריצוף פשוט, או על גבי מצע של מדה מתפלסת.
התקנת החימום במקרים אלו מתבעת ישירות מתחת לחיפוי החדש.
על מנת לצמצם את ההשפעה על גובה הריצוף לא יעלה עובי גופי החימום על 3 מ"מ ויבוצע תכנון בידוד קפדני על מנת לתפור פתרון מתאים.
אחריות, תחזוקה וכשלים במערכות חימום תת- רצפתיות חשמליות
.
עקרון התוחלת:
"מהו הסיכוי לתקלה? ואם התרחשה תקלה, עד כמה זה גרוע?"
זוהי השאלה שצריך לקוח לשאול את עצמו.
רוב חלקי המערכת קבורים מתחת לריצוף, לכן אם כבר מתרחשת תקלה, במהלך התיקון עלול להיגרם נזק לריצוף.
כל שנותר, זה לנסות ולצמצם את הסיכוי להתרחשות התקלה.
כאן באים לידי ביטוי היתרונות של מערכות חימום תת-רצפתיות.
מערכת ללא חלקים נעים.
מערכת ללא נוזלים, ללא קורוזיה, ללא משקעים.
מערכת חום רך הפועלת ללא תהליכי בעירה אלימים.
מערכת ללא חיבורי חשמל מתחת לרצפה.
חיבור הקצה הקר לקצה החם - אוטם ביציקה.
דגשים לתשומת לב:
בהתקנת מערכת צמודת חיפוי, עובד הרצף ישירות על הכבלים. חשוב ! להשגיח בזמן עבודתו כדי לוודא שלא נגרם נתק במערכת.
חשוב !
להקפיד על בדיקות רציפות לאחר כל שלב.
לאחר סיום הריצוף יש להקפיד שלא לקדוח בריצוף או לחדור אליו.
איתור תקלות:
אם בכל זאת נתגלתה תקלה לאחר הריצוף, ניתן לאתרה במדויק בעזרת ציוד הדמיה תרמי ולבצע תיקון מקומי במינימום נזק.
דגשים לחיסכון באנרגיה - בידוד מעטפת המבנה
קירות חיצוניים
נקודות תורפה: אלמנט המעטפת הדומיננטי ביותר בבית, בד"כ אחראי על רוב איבודי החום בבית.
פתרונות בידוד אפשריים: בלוק מבודד:לבן/פומיס איכותי, טיח תרמי, חללי אוויר בקירות גבס, לוחות קל-קר .
רצפה
נקודות תורפה: שטח פנים גדול יחסית. איבוד חום בהולכה לכיוון הקרקע.
פתרונות בידוד אפשריים: חציצה בין בסיס הבית לקרקע ברצפה מוגבהת - שימוש בלבנים מבודדות.
חלונות
נקודות תורפה: איבוד חום בקרינה דרך הזכוכית, איבוד חום בהולכה ע"י מגע, אוויר חם בחלון. איבוד חום בהסעה במקרה של פרופיל לא אוטם.
פתרונות בידוד אפשריים: זכוכית מבודדת בחללי אוויר. פרופילים מדויקים/אלומיניום.
דלתות
נקודות תורפה: איבוד חום בעיקר ע"י תנועת אוויר בפרופילים לא אוטמים, איבוד חום בהולכה בדלתות המיוצרות מחומרים מוליכי חום.
פתרונות בידוד אפשריים: בחירת דלת בעובי סביר העשויה עץ או בעלת חללי אוויר פנימיים. התקנת רצועת אטימה מגומי בבסיס הדלת.
דגשים כלליים:
נושא הבידוד מוזנח בדרך כלל במהלך התכנון והבניה עצמה, וחבל...
בבית המבודד ביעילות [כמפורט לעיל], יתאפשר חסכון משמעותי בצריכת
האנרגיה, בחורף ובקיץ, ללא קשר לסוג המערכת המותקנת.
מומלץ להקדיש תשומת לב ראויה לנושא זה, ולהקפיד בעיקר באלמנט המעטפת המועדים לבעיות, לבידוד ואטימה הולמים.
זכרו, בידוד הוא השקעה בטוחה המחזירה עצמה בתוך שנים מספר בחשבונות האנרגיה של הבית.
צריכת חשמל במערכת אופיינית:
הרעיון בבסיס ההפעלה החסכונית דומה לצריכת דלק במכונית מאיצה:מכונית צורכת יותר דלק בשלבי התאוצה (1), ופחות דלק במהירות השיוט (2).
מערכות חימום מרכזיות פועלות באופן דומה, הפעלה רצופה של המערכת בטמפרטורה הנמוכה, אך במעט מטמפרטורת הנוחות מאפשרת חסכון ניכר בחשמל. אין צורך להאיץ ולהעלות את הטמפרטורה בבית כל פעם מחדש. מעלים את הטמפרטורה פעם אחת בתחילת החורף והמערכת שומרת על טמפרטורת השיוט בכל מהלך החורף. כאשר הטמפרטורה בבית גבוהה מטמפרטורת השיוט, ידאגו התרמוסטטים לכבות את המערכת. אם תרד הטמפרטורה מתחת לטמפרטורת השיוט, תפצה המערכת על אובדן החום. במידה ואנו מעוניינים בטמפרטורות נוחות גבוהה יותר, המערכת אינה צריכה להתאמץ ולהעלות את הטמפרטורה בבית אלא במספר מעלות בודדות.
עומסים וצריכה
בשל המבנה המודולארי של המערכת, פעולת כל חלל כמעט ואינה מושפעת מכלל הבית. לכן בפועל אין המערכת פועלת כמערכת מרכזית בעל צריכה ועומס אחידים, אלא כמצבור של חללים מחוממים הפועלים כל אחד במאפיינים שונים.
התרמוסטטים מפעילים ומכבים כל חדר וחדר באופן עצמאי ובזמן שונה כתלות במאפייני הבידוד של החדר, הנחת היסוד היא שהמבנה מבודד באופן סביר.
לכן בפועל, העומס הכולל על המערכת בכל רגע ורגע אינו עולה על 40% מהערך התיאורטי הכולל של המערכת כולה.
יתר על כן, צריכת החשמל בפועל נמוכה אף יותר, שכן רוב הזמן העומס הכולל של המערכת נמוך יותר. חישוב הצריכה תלוי באזור האקלים ומחושב לפי 3-6 שעות צריכה מתוך 24 שעות חימום.
