כשמדברים על חימום מים סולארי בבניין משותף, השאלה שחוזרת שוב ושוב היא: באיזה סוג מערכת מדובר, ולמה זה בכלל משנה? הבנת ההבדל בין מערכת תרמוסיפונית (פסיבית) לבין מערכת סולארית מאולצת (אקטיבית עם משאבה) יכולה לחסוך לועד הבית כסף, זמן ולא מעט כאבי ראש. ישראל היא אחת מהמדינות המובילות בעולם בתחום הסולארי לחימום מים, עם למעלה מ-90% מהבתים שמשתמשים בה לפי נתוני ויקיפדיה. בכל זאת, הרבה ועדי בתים לא בהכרח מכירים את ההבדלים בין סוגי המערכות שקיימות בבניין שלהם. במאמר הזה נסביר בדיוק מה זה תרמוסיפון, מה זה מערכת מאולצת, מה ההבדל בין מעגל פתוח למעגל סגור, ומה מתאים לאיזה בניין. בסוף תדעו לשאול את השאלות הנכונות ולקבל את ההחלטות הטובות ביותר לבניין שלכם.
מה זו מערכת תרמוסיפונית ואיך היא עובדת
מערכת תרמוסיפונית היא מערכת חימום מים סולארית פסיבית לחלוטין. אין בה משאבות, אין בה מנועים, ואין בה חלקים חשמליים שנדרשים להזיז את המים. במקום זאת, המים זורמים בזכות עיקרון פיזיקלי פשוט: מים חמים עולים, מים קרים יורדים.
כך זה עובד בפועל: הקולטים הסולאריים מותקנים על הגג ומחממים את המים שבתוכם. המים החמים, שצפיפותם נמוכה יותר, עולים מהקולטים אל הדוד שנמצא מעליהם. בו-זמנית, מים קרים יותר מהדוד יורדים בחזרה לקולטים. כך נוצרת זרימה טבעית, רציפה וללא צריכת חשמל. העיקרון הזה נקרא בפיזיקה תרמוסיפון, ומשמש בטכנולוגיות חימום שונות כבר מאות שנים.
הדרישה הפיזיקלית המרכזית של מערכת תרמוסיפונית היא שהדוד (מיכל האגירה) חייב להיות גבוה יותר מהקולטים. זאת הסיבה שבמערכות תרמוסיפוניות רואים תמיד דוד שמוצב לצד הקולטים ומעליהם. אם הדוד נמצא מתחת לקולטים, הזרימה הטבעית לא יכולה להתקיים והמערכת לא תעבוד.
היתרונות הבולטים של מערכת תרמוסיפונית:
- אין צריכת חשמל להפעלת המערכת
- אמינות גבוהה, פחות חלקים שיכולים להתקלקל
- תחזוקה פשוטה יחסית
- עלות התקנה נמוכה יותר ממערכת מאולצת
- מתאימה לאקלים כמו ישראל עם יותר מ-300 ימי שמש בשנה
החסרון העיקרי: המערכת מיועדת בעיקר לבניינים נמוכים, שבהם ניתן להציב דוד מעל הקולטים על גג כל יחידת דיור. בבניין רב-קומות, שבו יש עשרות דיירים שצריכים מים חמים מאותה מערכת משותפת, המבנה הפיזי הזה כבר לא ישים.
מה זו מערכת סולארית מאולצת ואיך היא שונה
מערכת סולארית מאולצת, הידועה גם כמערכת אקטיבית, פותרת את המגבלה הגאומטרית של התרמוסיפון. במקום לסמוך על זרימה טבעית, המערכת משתמשת במשאבת סחרור חשמלית שדוחפת את הנוזל דרך הקולטים אל הדוד, ובחזרה.
כך זה עובד: חיישני טמפרטורה נמצאים גם בקולטים וגם בדוד. בקר דיפרנציאלי בודק כל כמה שניות את הפרש הטמפרטורות בין שני המקומות. כשהקולטים חמים מספיק (בדרך כלל 5-8 מעלות חום מעל הדוד), הבקר מפעיל את משאבת הסחרור. הנוזל זורם בלחץ מהקולטים לדוד, מעביר את החום, וחוזר לקולטים. כשההפרש מצטמצם, המשאבה נכבית.
היתרון המרכזי: הדוד יכול להיות בכל מקום. הוא לא חייב להיות מעל הקולטים. זה מאפשר להתקין מיכלי אגירה מרכזיים גדולים בחדר הגג, בגג עצמו, או אפילו בקומת המרתף, תוך שהקולטים נמצאים על הגג.
היתרונות הנוספים:
- מתאימה לבניינים גבוהים ולמערכות מרכזיות עבור עשרות דיירים
- חלוקת מים חמים שווה לכל הדיירים ללא תלות בקומה
- ניתן לחבר מספר דודים ומספר שדות קולטים למערכת אחת
- שליטה טובה יותר בטמפרטורת המים
החסרונות:
- צריכת חשמל להפעלת המשאבה
- יותר חלקים פעילים שדורשים תחזוקה: משאבה, בקר, חיישנים
- עלות גבוהה יותר למשאבות ולמחליפי חום
- תקלה בבקר או במשאבה יכולה לפגוע במים החמים של כל הדיירים
מעגל פתוח מול מעגל סגור: ההבדל שצריך להכיר
מעבר לסוג הזרימה (תרמוסיפונית או מאולצת), קיים ממד שני שמשפיע על אופן פעולת המערכת: האם מדובר במעגל פתוח או מעגל סגור.
במערכת מעגל פתוח, מי הברז זורמים ישירות בתוך הקולטים הסולאריים. המים שמחוממים הם בדיוק המים שהדיירים ישתמשו בהם לשתייה ולמקלחת. זהו הסוג הנפוץ ביותר בישראל לבתים פרטיים ולתרמוסיפונים. היתרון: פשטות ועלות נמוכה. החסרון: מים קשים גורמים לאבנית בתוך הקולטים, שמפחיתה את היעילות לאורך הזמן ודורשת ניקוי תקופתי.
במערכת מעגל סגור, זורם בקולטים נוזל מיוחד (לרוב תמיסת גליקול) שלא בא במגע ישיר עם מי הברז. הנוזל הזה מחמם את המים דרך מחליף חום שנמצא בדוד. המים לשימוש הדיירים נשארים תמיד נפרדים מנוזל הקולט. מערכת מעגל סגור נפוצה יותר במערכות מאולצות מרכזיות לבניינים, כי היא מפחיתה משקעי מים ואבנית בקולטים, ומסוגלת לפעול גם באקלים שיש בו סכנת קפיאה (רלוונטי פחות לישראל, אך עדיין נדרש בצפון הארץ).
בישראל, מרבית המערכות המאולצות המרכזיות לבניינים רב-קומות הן מעגל סגור, משום שהן מגנות על הקולטים מפני אבנית ומספקות שליטה טובה יותר בטמפרטורת המים.
לכן, כשמדברים על מערכת סולארית סגורה בהקשר של בניין משותף, הכוונה כמעט תמיד היא למערכת מאולצת שבה נוזל גליקול זורם במעגל נפרד ואינו מתערבב עם מי הברז. המונח “סגורה” מתאר את המעגל ולא את המבנה החיצוני של המערכת. כדאי לזכור את זה כשבאים להשוות הצעות מחיר מקבלנים שונים, כי “מעגל פתוח” ו”מעגל סגור” הם שני מוצרים שונים לחלוטין מבחינת רכיבים, עלות תחזוקה ואורך חיים.
השוואת היתרונות והחסרונות של כל סוג מערכת
לפני שמחליטים על סוג המערכת, חשוב להבין את התמונה המלאה. כל מערכת מתאימה לתרחיש אחר.
מערכת תרמוסיפונית (פסיבית, מעגל פתוח בדרך כלל):
- אין צריכת חשמל לסחרור המים
- פחות חלקים מכניים, פחות נקודות כשל
- אמינה ועמידה לאורך שנים
- מחיר התקנה ותחזוקה נמוך
- דורשת שהדוד יהיה מעל הקולטים (מגביל את האדריכלות)
- לא מתאימה לבניינים גבוהים עם מערכת מרכזית אחת
- רגישה לאבנית (מעגל פתוח)
מערכת מאולצת (אקטיבית, לרוב מעגל סגור בבניינים):
- חופש מיקום מלא, הדוד יכול להיות בכל מקום
- חלוקה שווה לכל הדיירים ללא תלות בקומה
- פחות אבנית בקולטים (מעגל סגור)
- מתאימה לבניינים בני 4-9 קומות ומעלה
- צריכת חשמל למשאבה (אם כי נמוכה יחסית)
- דורשת תחזוקה שוטפת של המשאבה, הבקר ומחליף החום
- תקלה בבקר או במשאבה משפיעה על כלל הדיירים
נתון שחשוב לדעת: לפי מחקר השוואתי שפורסם, היעילות התרמית של מערכת מאולצת גבוהה בכ-63% ממערכת תרמוסיפונית בתנאי מעבדה. אבל המדד הזה מודד ביצועים ספציפיים בתנאי הצבה מסוימים, ואינו מספר אולטימטיבי לכל מצב. בישראל, עם יותר מ-300 ימי שמש בשנה, מערכת תרמוסיפונית שמתוחזקת היטב מספקת תוצאות מצוינות לדירות בבניינים נמוכים.
איזו מערכת מתאימה לאיזה בניין
בישראל, הבחירה בין מערכת תרמוסיפונית למאולצת היא לרוב לא בחירה חופשית אלא תוצאה של מאפייני הבניין ותקנות הבנייה הישראליות.
לפי תקנות הבנייה בישראל:
- בניינים עד 4 קומות: בדרך כלל מותקנת מערכת תרמוסיפונית, עם דוד על גג כל יחידת דיור בנפרד, או דוד משותף תרמוסיפוני אחד לכמה יחידות.
- בניינים בני 4-9 קומות: מותקנת מערכת מאולצת מרכזית, שמחממת מים לכל הדיירים בבניין ממערכת קולטים ודוד אחד.
- בניינים מעל 9 קומות: החוק מחייב מערכת סולארית עבור 7 הקומות העליונות לפחות (לפי תיקון 2012), וניתן להתקין מערכות נוספות לשאר הבניין.
כך נראה בניין משותף טיפוסי של 6 קומות: על הגג מותקנים קולטים שטוחים (לרוב 10-20 יחידות קולטים), לצידם דוד מרכזי גדול בנפח של 1,500-3,000 ליטר, ומשאבת סחרור עם בקר דיפרנציאלי. הנוזל החם מהקולטים עובר דרך מחליף חום אל מי הברז שבדוד, ומשם מגיע לכל דירה דרך מערכת צנרת מרכזית. כל דירה יכולה גם לחמם את מי הדוד שלה בנפרד (דוד פרטי, בוילר), אם הצריכה גדולה מהייצור הסולארי.
כדאי לדעת עוד דבר לפני שמחליטים: מרבית הבניינים שנבנו בישראל לפני שנות ה-2000 מכילים שילוב של מערכות. כל דירה עשויה להיות מחוברת למערכת תרמוסיפונית פרטית על הגג, או שכל הבניין תוכנן סביב מערכת מרכזית אחת. בבניינים ישנים, שלא עברו שדרוג, לרוב תמצאו תרמוסיפונים נפרדים לכל יחידה, עם דודים בגדלים שונים ובמצבי תחזוקה שונים. ועד בית שנכנס לתפקיד חדש צריך לאמת את הסוג לפני שמתחיל לתכנן תחזוקה, תיקונים או שדרוג. אחרת, בעל מקצוע שיגיע לבדוק “את הסולארי” עלול להתייחס לסוג המערכת הלא נכון ולהמליץ על פתרון לא מתאים.
חשוב לדעת: ישראל היא אחת ממדינות ה-חימום סולארי תרמי המובילות בעולם. על פי נתוני ויקיפדיה, למעלה מ-1.3 מיליון מערכות חימום מים סולאריות מותקנות בישראל, ויחד עם קפריסין, ישראל מובילה עולמית בחדירת הסולארי לחימום מים לנפש. מערכות אלו מספקות כ-4% מסך צריכת האנרגיה הלאומית.
מה קורה כשמערכת בניין לא עובדת כמו שצריך
רוב הפניות שועדי בתים מגיעים אלינו בישי מערכות מים סולאריות קשורות לתקלות שמגיעות ממערכות מאולצות ישנות שלא תוחזקו כראוי. הנה התקלות הנפוצות ביותר:
בבניינים עם מערכת מאולצת:
- משאבת הסחרור נשרפת או נתקעת, ואז הנוזל לא זורם, הקולטים מתחממים יתר על המידה, ויש סכנת קיטור.
- הבקר הדיפרנציאלי מתקלקל ולא מפעיל את המשאבה, גם כשיש שמש.
- מחליף החום נסתם מאבנית או מקורוזיה ומעביר חום בצורה גרועה.
- נזילה בצנרת הפנימית שגורמת לנפילת לחץ ולמים חמים חלקיים.
בבניינים עם מערכת תרמוסיפונית:
- קיטור בדוד בקיץ כשברז המים סגור והלחץ עולה.
- אבנית שמצטברת בקולטים ומחבלת בזרימה הטבעית.
- שסתום ביטחון שלא פועל כראוי, שיכול לגרום לפיצוץ בלחץ גבוה.
בכל שני הסוגים, הכלל הזהב הוא: תחזוקת מנע שנתית חוסכת עשרות אלפי שקלים בתיקונים. ועד בית שמבצע בדיקה שוטפת אחת בשנה, לפני קיץ ולפני חורף, ימנע 80% מהתקלות שהן בדרך כלל יקרות לתיקון.
אם אתם לא בטוחים איזה סוג מערכת מותקנת בבניין שלכם ומה מצבה, כדאי לקרוא את הצ’קליסט לועד בית נכנס שלנו ולתאם ביקור היכרות עם המערכת בבניין.
שאלות נפוצות על מערכות תרמוסיפוניות ומאולצות
האם ניתן לעבור ממערכת תרמוסיפונית למאולצת?
כן, ובמקרים רבים זה כדאי כשבניין נמוך מחליט לאחד את המערכות הפרטיות למערכת מרכזית אחת לכל הדיירים. המעבר דורש תכנון של מהנדס, הנחת צנרת חדשה בתוך הבניין, והתקנת דוד מרכזי ומשאבה. ועד הבית צריך לאשר את ההוצאה ולחלק אותה בין הדיירים.
איזו מערכת חוסכת יותר חשמל לבניין?
מערכת תרמוסיפונית לא צורכת חשמל בכלל לסחרור המים, ולכן בתיאוריה חוסכת יותר. לעומת זאת, מערכת מאולצת מרכזית אחת לכל הבניין יעילה הרבה יותר מאשר עשרים תרמוסיפונים נפרדים, כי ניצול שטח הגג לקולטים שיתופי ומיטבי יותר. בבניין טיפוסי עם מערכת מרכזית מאולצת, הגיבוי החשמלי מהווה רק כ-12% מהאנרגיה הכוללת שמספקים הקולטים, כך שמרבית החימום מגיע מהשמש.
מה ההבדל בין קולט שטוח לקולט צינור-ואקום במערכות סולאריות?
קולט שטוח (קולט סולארי) הוא לוח שטוח מבודד שמכיל צינורות מים, נפוץ ביותר בישראל. קולט צינור-ואקום מורכב מצינורות זכוכית כפולים עם ואקום ביניהם ויעיל יותר בטמפרטורות נמוכות ובאקלים עננים, אבל יקר ורגיש יותר לנזק. בישראל, עם עודף שמש, קולטים שטוחים מספיקים ברוב המקרים ומקובלים הרבה יותר.
מה עושים כשיש מים חמים לחלק מהדיירים ולא לאחרים?
זו תקלה אמיתית שמגיעה בדרך כלל ממחליף חום סתום, מנפח דוד לא מספיק, או מנזילה פנימית שגורמת לאובדן לחץ. בבניינים עם מערכת מאולצת, כל דייר שלא מקבל מים חמים מהמערכת המשותפת מפעיל את הבוילר הפרטי שלו, וזה מעלה משמעותית את חשבון החשמל של הדייר ופוגע בביצועי המערכת כולה. מומלץ לפנות לטכנאי מוסמך בהקדם.
כמה עולה להחליף משאבת סחרור במערכת מאולצת?
משאבת סחרור לבניין משותף עולה בדרך כלל בין ₪900 ל-₪1,500 לפי מחירי השוק, לא כולל עבודה. מחליף חום עולה כ-₪2,300 עד ₪3,000. לכן, תחזוקה שוטפת היא השקעה שמשתלמת בהרבה על פני תיקון חירום.
האם מערכת תרמוסיפונית מתאימה לבניין בן 8 קומות?
לא. בניין בן 8 קומות דורש מערכת מרכזית אחת שתספק מים חמים לכל הדיירים, כולל אלה שגרים ברחוק מהגג. המבנה הפיזי של מערכת תרמוסיפונית מחייב שהדוד יהיה ממש מעל הקולטים, ולא ניתן להזרים מים חמים למטה 8 קומות על פי חוקי הפיזיקה בלבד. לכן, בניין כזה חייב להיות מצויד במערכת מאולצת עם משאבה ובקר, שמאפשרים חלוקה שווה לכל הדיירים, ללא תלות בקומה. אם יש לכם בניין גבוה עם מערכת ישנה שלא ברור מה סוגה, זה בדיוק הזמן לבקש אבחון מקצועי.
צרו קשר ונסיים את הבלגן עם המים החמים
ישי מערכות מים סולאריות פועל מאז 2003 ומתמחה בדיוק בסוג הבעיות שמערכות מרכזיות בבניינים משותפים יוצרות. בין אם המערכת שלכם תרמוסיפונית, מאולצת, מעגל פתוח או סגור, ישי יאבחן את הבעיה במהירות, יסביר לכם מה קורה בשפה פשוטה, ויפתור אותה בלי שטיקים ואותיות קטנות.
אם יש בבניין שלכם תקלות חוזרות, דיירים שמתלוננים, או שאתם פשוט לא יודעים מה מצב המערכת הסולארית שלכם, פנו עכשיו לקבלת אבחון ראשוני. שירות ארצי לועדי בתים בבניינים משותפים. מוזמנים ליצור קשר בטלפון: 050-7773311.
