Amikor energiatárolásról beszélünk, a legtöbben az akkumulátorokra gondolnak. Az elektromos autók, az otthoni energiatárolók és a napelemes rendszerek miatt ez teljesen természetes. Pedig létezik egy másik módszer is, amely már ma is számos épületben működik, és sok esetben legalább olyan fontos szerepet játszik az energiahatékonyságban.

Ez a hőenergia tárolása. A korszerű épületek ugyanis nemcsak felhasználják az energiát, hanem bizonyos mértékig tárolni is képesek azt. Nem elektromos energiáról van szó, hanem hőről, amelyet az épületszerkezetek vagy a fűtési rendszer egyes elemei vesznek fel, majd fokozatosan adnak le. Ez a kevésbé látványos, de annál fontosabb jelenség egyre nagyobb szerepet kap az energiatudatos épületgépészetben.

Miért van szükség energiatárolásra?

A megtermelt energia és az energiaigény ritkán találkozik ugyanabban az időpontban. A napenergia például nappal áll rendelkezésre, miközben egy családi házban gyakran este a legnagyobb az energiafelhasználás. Ugyanez igaz a fűtési rendszerekre is: nem mindig akkor a leggazdaságosabb hőt előállítani, amikor arra éppen szükség van.

Ezért válik egyre fontosabbá az energiatárolás. Az elektromos energia esetében ezt akkumulátorok végzik, a hőenergia azonban másképp viselkedik. A hőt nem szükséges előbb villamos energiává alakítani, majd később újra hővé. Sok esetben elegendő azt megfelelő közegben eltárolni.

Mit jelent valójában a hőtárolás?

A hőtárolás hátterében egy egyszerű fizikai jelenség áll. Minden anyag képes hőt felvenni és leadni, de nem azonos mértékben. Hogy egy anyag mennyi hőenergiát képes eltárolni, azt elsősorban a tömege, a fajhője és az határozza meg, hogy mekkora hőmérséklet-változás éri.

Ezért képes például a víz vagy a beton jelentős mennyiségű hőenergiát tárolni. Amikor felmelegszenek, nem adják le azonnal a hőt, hanem fokozatosan, hosszabb idő alatt. Ez a tulajdonság teszi lehetővé, hogy egy épület hőmérséklete kiegyensúlyozottabb maradjon.

Nem az egész fal tárolja a hőt

Sokan úgy gondolják, hogy egy vastag téglafal teljes keresztmetszetében részt vesz a napi hőtárolásban. A valóság ennél árnyaltabb.

Az épületszerkezeteknek elsősorban a belső oldalukhoz közeli rétege vesz részt a napi hőcserében. A szakirodalom ezt aktív hőtároló tömegnek nevezi. Ennek vastagsága az alkalmazott anyagtól és a hőmérséklet változásának időtartamától is függ.

Ennek ellenére a nagy tömegű szerkezetek fontos szerepet játszanak a belső klíma stabilizálásában. A megfelelően kialakított födémek, padlók vagy beton szerkezetek képesek tompítani a hőmérséklet-ingadozásokat, így az épület belső tere lassabban melegszik fel és lassabban is hűl ki.

A hőtárolás nemcsak energiát őriz meg, hanem időt is nyer

A hőtárolás egyik legfontosabb előnye nem pusztán az, hogy energiát képes eltárolni. Legalább ilyen jelentős, hogy késlelteti a hőmérséklet változását.

Nyáron például egy nagy hőtároló tömegű épület lassabban melegszik fel, ezért a legmagasabb külső hőmérséklet csak órákkal később jelenik meg a belső térben. Ezt a jelenséget fáziseltolódásnak nevezik. Emellett a szerkezetek csökkentik a napi hőingadozás mértékét is, amit hőcsillapításnak nevezünk.

Ennek köszönhetően egy jól megtervezett épületben kisebb lehet a nappali felmelegedés, miközben az éjszakai lehűlés során a szerkezetek ismét leadják a korábban eltárolt hőt.

Az épület maga is részt vesz a hőszabályozásban

A korszerű épületgépészet egyik fontos felismerése, hogy nemcsak a gépészeti berendezések befolyásolják a komfortérzetet. Maga az épület is aktív szerepet játszik benne.

Ez különösen igaz a nagy felületű hőleadó rendszereknél. A padlófűtés mellett például a mennyezet hűtés-fűtés is kihasználja az épületszerkezetek hőtároló képességét. A nagy felületnek és az egyenletes hőleadásnak köszönhetően kisebb hőmérséklet-ingadozás alakulhat ki, ami kellemesebb komfortérzetet eredményezhet.

Miért előnyös ez a korszerű fűtési rendszereknél?

Ha egy épület hőigénye egyenletesebb, akkor a fűtési rendszernek sem kell rövid idő alatt nagy teljesítményt leadnia. Ez kedvezőbb működési körülményeket teremthet számos korszerű technológia számára.

Jó példa erre a hőszivattyú, amely jellemzően akkor működik a leghatékonyabban, ha hosszabb időn keresztül, egyenletes terhelés mellett üzemel, alacsony előremenő vízhőmérséklettel. Ebben a nagy hőtároló tömegű épületszerkezetek és a felületfűtések is fontos szerepet játszhatnak, hiszen segítenek kiegyensúlyozni a rendszer működését.

A hőt nemcsak az épület tárolhatja

A hőtárolásnak több formája is létezik. Az egyik legismertebb a puffertartály, amely víz segítségével tárolja a megtermelt hőenergiát. Hasonló elven működnek a használati melegvíz-tartályok is.

A korszerű épületekben azonban maga az épületszerkezet is a rendszer részévé válhat. A padló, a födém vagy más nagy tömegű szerkezeti elemek folyamatosan részt vesznek a hő felvételében és leadásában, így természetes hőtárolóként működnek.

A jövő energiatudatos épületei többféle energiatárolást alkalmaznak

Az energiatárolás jövője várhatóan nem egyetlen technológiáról szól majd. Az akkumulátorok fontos szerepet töltenek be a villamos energia tárolásában, miközben a hőenergia tárolása egyre meghatározóbbá válik az épületgépészetben.

A megfelelő hőszigetelés, a nagy hőtároló tömegű szerkezetek, az intelligens szabályozás és a korszerű gépészeti rendszerek együtt képesek arra, hogy egy épület kevesebb energiával is stabilabb belső klímát biztosítson. A jövő energiahatékony otthonai ezért nemcsak okosabban termelik és használják fel az energiát, hanem egyre tudatosabban tárolják is azt.