סוגי מערכות חימום ביתיות

ישנם מספר סוגים של מערכות המשמשות לספק חום בבית, ובתוך כל סוג רחב ישנם וריאציות רבות. מערכות חימום מסוימות חולקות רכיבים עם ציוד הקירור בבית, ומערכות מסוימות מספקות חימום וקירור. המונח HVAC - חימום, אוורור ומיזוג אוויר - משמש לתיאור מערכת בקרת האקלים הכוללת בבית.

לא משנה באיזו מערכת HVAC משתמשים, המטרה של כל מכשירי החימום היא להקיש את האנרגיה התרמית ממקור דלק ולהעביר אותה לחללי מגורים כדי לשמור על טמפרטורת סביבה נוחה. מערכות חימום יכולות להשתמש במגוון מקורות דלק, כולל גז טבעי, פרופאן, מזוט, דלק ביולוגי (כגון עץ) וחשמל. בחלק מהבתים יש יותר ממערכת חימום אחת, למשל כאשר תוספת או מרתף מוגמר מחוממת על ידי מערכת שונה משאר הבית.

ללא ספק מערכת ה- HVAC הנפוצה ביותר בבתים מודרניים בצפון אירופה היא מערכת האוויר המאולץ המשתמשת בתנור עם מאוורר מפוח המספק אוויר מחומם לחדרי הבית השונים דרך רשת תעלות. מערכות אוויר מאולץ מהירות מאוד בהתאמת הטמפרטורה בחדר, ומכיוון שמערכות מיזוג אוויר יכולות לחלוק את אותן מפוחים ותעלות, מדובר במערכת HVAC כוללת יעילה.

מקורות דלק: תנורים שמערכות אילץ-אוויר כוח יכול להיות מוסקות בגז טבעי, פרופאן נוזלי (LP), מזוט, או חשמל.

חלוקה: אוויר המחומם על ידי המבער או האוויר של גוף החימום מופץ באמצעות רשת של צינורות לרשומות החימום בחדרים בודדים. מערכת צינורות נוספת מחזירה אוויר לתנור באמצעות החזרת אוויר קר.

יתרונות:

• ניתן לסנן מערכות אוויר מאולץ להסרת אבק ואלרגנים. עם זאת, הם גם יכולים להגדיל את כמות האלרגנים המוטסים באוויר.
• ניתן לשלב ציוד אדים (או מסיר לחות) במערכת האוויר הכפוי.
• תנורי אוויר מאולצים זולים יחסית.
• תנורים אלה יכולים להשיג את דירוג ה- AFUE הגבוה ביותר (יעילות יעילות ניצול דלק) של כל מערכת חימום (אך אין זה אומר בהכרח שזו הדרך היעילה ביותר לחימום הבית).
• מערכות אוויר מאולץ יכולות לשלב קירור עם יכולת חימום.

חסרונות:

• דורש עבודות תעלה ותופס מקום בקירות.
• מאווררי תנור יכולים להיות רועשים.
• אוויר נע יכול להפיץ אלרגנים.
• אוויר נע יכול להתייבש אלא אם כן הוא מוריד לחות.
• מכיוון שמערכות אוויר מאולצות מחממות את האוויר ולא את האובייקטים בחדר, הוא אינו נחשב לצורת החימום הנוחה ביותר.

מבשר למערכות אוויר מאולצות, תנורי אוויר כוח הכבידה מפיצים אוויר גם דרך מערכת של צינורות מתכת, אך במקום לאלץ את האוויר באמצעות מפוח, מערכות אוויר הכבידה פועלות על ידי הפיזיקה הפשוטה של אוויר חם העולה ואוויר קר צונח. תנור אוויר של כוח המשיכה במרתף מחמם אוויר, ואז עולה לחדרים השונים דרך צינורות. אוויר קר חוזר לתנור באמצעות מערכת צינורות החזרת אוויר קר. תנורי "תמנון" כביכול שנמצאו בבתים ישנים רבים הם תנורי אוויר של כוח הכבידה.

מערכות אוויר כוח הכבידה כבר לא מותקנות, אך בבתים ישנים רבים הם ממשיכים לבצע ביצועים יעילים.

מקור דלק: ניתן לתדלק תנורי אוויר מאולצים בגז טבעי, פרופאן נוזלי (LP), מזוט או חשמל.

תפוצה: אוויר ממוזג מופץ דרך רשת של צינורות מתכת.

יתרונות:

• למערכות הכבידה אין חלקים נעים והן יכולות להחזיק מעמד עשרות שנים רבות.
• ציוד המערכת אמין מאוד ודורש מעט תחזוקה.

חסרונות:

• לא ניתן לסנן אוויר בצורה יעילה.
• יעילות האנרגיה נמוכה יותר מאשר עם תנורים חדשים יותר.
• התאמות הטמפרטורה איטיות מכיוון שהמערכות פועלות על ידי זרמי הסעה פשוטים.

חימום מודרני ברצפה הוא סוג של מערכת חימום קורנת. חימום קורן שונה מחום אוויר מאולץ בכך שהוא מחמם חפצים וחומרים, כגון ריהוט וריצוף, ולא רק האוויר. רוב מערכות הקרינה הביתיות כולן מפיצות חום באמצעות מים חמים המחוממים בדוד או דוד מים חמים.

חימום תת רצפתי כולל צינורות מים מפלסטיק המותקנים בתוך רצפות לוחות בטון או מחוברים לחלק העליון או התחתון של רצפות העץ. הוא שקט ובדרך כלל חסכוני באנרגיה. הוא נוטה להתחמם לאט יותר ולוקח יותר זמן להסתגל מאשר חום אוויר מאולץ, אך החום שלו עקבי יותר.

ישנן גם מערכות בתוך הרצפה המשתמשות בחיווט חשמלי המותקן מתחת לחומרי ריצוף, בדרך כלל אריחי קרמיקה או אבן. אלה חסכוניים פחות באנרגיה ממערכות מים חמים ומשמשים בדרך כלל רק בחדרים קטנים כגון חדרי אמבטיה.

מקורות דלק: מערכות צינורות מים חמים מחוממות בדרך כלל על ידי דוד מרכזי, שיכול להיות מונע על ידי גז טבעי, פרופאן נוזלי (LP) או חשמל. מים חמים יכולים גם להיות מסופקים על ידי מערכות מים חמים סולאריים, המשמשות בדרך כלל להשלמת מערכות מבוססות דלק.

הפצה: מערכות רצפה מופצות בדרך כלל על ידי מים חמים הזורמים דרך צינורות פלסטיק.

יתרונות:

• מערכות קורנות מספקות חום נוח ואחיד.
• כאשר הם מחוממים על ידי דוודים, מערכות קורנות יכולות להיות חסכוניות מאוד באנרגיה.

חסרונות:

• מערכות קרינה איטיות יחסית להתחמם ולהסתגלות לשינויי טמפרטורה.
• התקנת מערכות ברצפה יכולה להיות יקרה.
• גישה קשה לצנרת נסתרת אם מתעוררות בעיות תחזוקה.
• לא ניתן לשלב מערכות מבוססות דוד עם מיזוג אוויר.

בתים ישנים יותר ובנייני דירות בצפון אירופה מחוממים לרוב באמצעות מערכות דודים ורדיאטורים מסורתיות. אלה כוללים דוד מרכזי המפיץ אדים או מים חמים דרך צינורות ליחידות רדיאטור הממוקמות אסטרטגית ברחבי הבית. הרדיאטור הקלאסי - יחידה זקופה מברזל יצוק הממוקם בדרך כלל ליד חלונות - נקרא לרוב רדיאטור קיטור, אם כי מונח זה לעיתים אינו מדויק.

במציאות, ישנם שני סוגים של מערכות המשמשים לרדיאטורים ישנים אלה. דודי קיטור אמיתיים אכן מפיצים אדים גזיים דרך צינורות לרדיאטורים בודדים, ואז מתעבים חזרה למים וזורמים חזרה לדוד לחימום חוזר. מערכות רדיאטור מודרניות מפיצות מים חמים לרדיאטורים באמצעות משאבות חשמליות. המים החמים משחררים את חוםם ברדיאטור, והמים המקוררים חוזרים לדוד לחימום נוסף. מערכות רדיאטור מים חמים נפוצות מאוד באירופה.

מקורות דלק: ניתן להניע מערכות דודי / רדיאטור באמצעות גז טבעי, פרופאן נוזלי, מזוט או חשמל. דוודים מקוריים אולי אפילו מונעו מפחם.

הפצה: חום מופק על ידי קיטור או מים חמים המסתובבים דרך צינורות מתכת לרדיאטורים המעוצבים כדי להקל על העברת אנרגיה תרמית.

יתרונות:

• חום קורן נוח למדי ואינו מייבש את האוויר כפי שעושה חום אוויר מאולץ.
• ניתן לעדכן רדיאטורים לרדיאטורים עם פרופיל נמוך או רפידות קיר.
• כאשר מחליפים דודים ישנים, דודים מודרניים יכולים להציע יעילות אנרגטית טובה מאוד.

חסרונות:

• רדיאטורים יכולים להיות מכוערים.
• מיקומי הרדיאטור עשויים להגביל את מיקום הרהיטים וכיסוי החלונות.
• לא ניתן לשלב מערכות מבוססות דוד עם מיזוג אוויר.

צורה מודרנית יותר של חום קורן היא מערכת בסיס מים חמים, המכונה גם מערכת הידרונית. מערכות אלו משתמשות גם בדוד ריכוזי לחימום מים המסתובבים דרך מערכת צינורות מים ליחידות חימום בסיסיות נמוכות המקרינות את החום מהמים החוצה לחדר באמצעות סנפירי מתכת דקים המקיפים את צינור המים. זו בעצם רק גרסה מעודכנת ומפותחת של מערכות הרדיאטור הזקופות הישנות.

מקורות דלק: דלקים למערכות הידרוניות יכולים להיות מונעים על ידי גז טבעי, פרופאן נוזלי (LP), מזוט או חשמל. הם יכולים להיעזר גם במערכות חימום סולאריות.

הפצה:

• מים חמים מחוממים באמצעות דוד ומצנפים ליחידות בסיס "סנפיר" המותקנות לאורך הקירות. הסנפירים מגדילים את שטח הפנים של פיזור החום לצורך יעילותם.
• חום מופץ על ידי הסעה טבעית: אוויר מחומם עולה מיחידת הבסיס ואילו אוויר קר נופל לעבר היחידה לחימום.

יתרונות:

• מערכות הידרוניות יכולות להציע יעילות אנרגטית מצוינת.
• מערכות הידרוניות שקטות מכיוון שאין מאווררים או מפוחים.
• ניתן לשלוט במדויק על הטמפרטורה.
• מערכות הרדיאטור עמידות מאוד וזקוקות לתחזוקה מועטה.

חסרונות:

• על יחידות קרינה / הסעה בסיסיות להישאר ללא הפרעה ויכולות לספק אתגרים בהצבת רהיטים ובעיצוב וילונות.
• הרדיאטורים לאט מתחממים.
• לא ניתן לשלב מערכות מים חמים עם מערכות מיזוג אוויר.
• אם החום כבה לתקופה ממושכת, צינורות חימום עלולים להיות בסכנת הקפאה.

הטכנולוגיה החדשה ביותר לחימום הבית (וקירור) היא משאבת החום. באמצעות מערכת הדומה למזגן, משאבות חום מוציאות חום מהאוויר ומעבירות אותו לבית באמצעות מטפל אוויר פנימי. מערכות ביתיות סטנדרטיות הן משאבות חום עם מקור אוויר השואבות חום מהאוויר החיצוני. ישנן גם משאבות חום מקור, או גיאותרמיות, המושכות חום עמוק בקרקע, כמו גם משאבות חום שמקורן במים הנשענות על בריכה או אגם לצורך חום.

סוג פופולרי של משאבת חום מקור אוויר היא המערכת המפוצלת או חסרת צינורות. זה כולל יחידת מדחס חיצונית קטנה יחסית ומטפל אוויר פנימי אחד או יותר שקל להוסיף לתוספות חדרים או אזורים מרוחקים בבית. מערכות משאבות חום רבות הפיכות וניתן לעבור למצב מיזוג אוויר בקיץ. משאבות חום יכולות להיות חסכוניות באנרגיה, אך הן מתאימות רק לאקלים קל יחסית; הם פחות יעילים במזג אוויר חם מאוד וקר מאוד.

מקורות דלק: משאבות חום מופעלות בדרך כלל באמצעות חשמל, אם כי קיימים גם דגמי גז טבעי.

הפצה: חום (וקירור) מסופקים על ידי יחידות צמודות קיר המנשבות אוויר על סלילי אידוי המקושרים למשאבה חיצונית המוציאה או סופגת חום בחוץ.

יתרונות:

• מערכות מציעות חימום וקירור.
• משאבות חום יכולות להיות מאוד חסכוניות באנרגיה.
• יחידות קיר בודדות מאפשרות שליטה מדויקת בכל חדר.
• האוהדים שקטים יותר ממערכות אוויר מאולצות מרכזיות.
• אין צורך בעבודות צינור.

חסרונות:

• משאבות חום מתאימות ביותר לאקלים קל יחסית.
• הפצה של אוויר מחומם או מקורר יכולה להיות מוגבלת מכיוון שהוא מגיע מיחידה אחת (בכל חדר או אזור).

תנורי בסיס חשמליים וסוגים אחרים של תנורי חימום חשמליים אינם משמשים בדרך כלל למערכות חימום ביתיות ראשוניות, בעיקר בשל עלות החשמל הגבוהה. עם זאת, הם נותרים אפשרות פופולרית לחימום משלים במרתפים מוגמרים, משרדים ביתיים וחדרים עונתיים (כגון מרפסות לשלוש עונות וחדרי שמש). תנורי חימום חשמליים קלים וזולים להתקנה, והם אינם דורשים עבודות צינור, משאבות, מטפלי אוויר או ציוד חלוקה אחר. היחידות זולות ואין בהן חלקים נעים ואינן דורשות תחזוקה כמעט.

בנוסף לתנורי בסיס קרניים קונבנציונליים, ישנם תנורי קורן חשמליים המחממים באמצעות קרינה. אלה מותקנים בדרך כלל ליד התקרה ומופנים כלפי דיירי החדר, ומספקים חום ממוקד יותר מכפי שאתה מקבל עם יחידות בסיס. תנורי קורן גם חסכוניים יותר באנרגיה מיחידות בסיס.

הפצה: תנורי בסיס משתמשים בהסעה טבעית להפצת החום בכל החדר. תנורי חימום על קיר ותנורי חימום מיוחדים רבים (כמו תנורי טוקיק) כוללים בדרך כלל מאווררים פנימיים המפיצים אוויר מחומם.

יתרונות:

• יחידות החימום הן תכליתיות וניתנות להתקנה כמעט בכל מקום.
• מערכות זקוקות רק למעגל חשמלי בכוח.
• יחידות ללא אוהדים עובדות בשקט.
• תנורי חשמל קורנים מחממים חפצים בחדר, בדומה לחום קורן ברצפה.
• אין צורך בעבודות צינור או התקנה יקרה.

חסרונות:

• תנורי חימום חשמליים יקרים מאוד להפעלה.
• הם משתמשים בחשמל רב ולכן תורמים באופן לא פרופורציונלי לשימוש יתר ברשת החשמל ולבעיות נלוות.
• מרבית החשמל מופק על ידי תחנות כוח פחמיות, ולכן תנורי חימום חשמליים, למרות שהם נקיים להפעלה, תורמים באופן משמעותי לזיהום אוויר ולפחמן אטמוספרי.