Fókuszban a hőtömeg
Kiderült, milyen házat építenének a gépészek
2023/12. lapszám | Erdősi Csaba | 758 |
Nemrégiben került lapunk fókuszába az a törekvés, hogy megmutassuk, nem csupán akkumulátorokban lehet a ház körül megtermelt energiát tárolni, hanem van ennek egy ennél jóval ősibb és kézenfekvőbb módja is, az épületszerkezeti temperálás.
Régi szokásunk szerint megkérdeztük a témában online kiadásunk olvasóit, méghozzá egy szavazás formájában. Ennek eredménye, noha e cikk írásakor még csak részeredményről beszélhettünk, tanulságos és megnyugtató. Azt tükrözi, hogy a szakemberek tisztában vannak az épületek hőtároló képességének fontosságával, és maguk is olyan házat választanának, amelyik képes ilyen módon funkcionálni.
A házépítések évszázadokon keresztül a régi, jól bevált technológiákra és alapanyagokra épültek. Hogy egyes vidékeken, égtájakon milyen megoldásokat, faltípusokat részesítettek előnyben, az nyilván függött a helyben elérhető természetes építőanyagok fajtájától (kő, rakott sár, vályog, fa stb.) és az éghajlati viszonyoktól.
A cél megegyezett: megakadályozni a beltér nyári felhevülését (minimalizálni a hőterhelést), illetve a lehető legkisebbre csökkenteni a téli hőveszteségét. Mindezt úgynevezett passzív eszközökkel: tájolással, megfelelő falvastagsággal (épülettömeggel) és lehetőleg kis területű és számú külső nyílászáróval. Az eredmény: a megfelelően épült ház nyáron kint tartja a hőséget, télen bent tartja a meleget.
Változó szokások
Az elmúlt évtizedekben a passzív eszközök helyett egyre többször aktív megoldásokat használtunk, így értük el például, hogy a csupa üveg irodaházakban, papírfalú, pillanatok alatt összeállítható készházakban optimális maradjon a belső hőmérséklet. Ehhez természetesen különböző hűtő-, fűtő- és szellőztető berendezéseket használtunk, jelentős energiafogyasztás mellett. Most úgy tűnik, benne van a levegőben egy újabb fordulat, ez a visszatérés a nagy épülettömeghez, amelynek ki tudjuk használni a hőtároló képességét. Ennek köszönhetően például képesek lehetünk úgy felhasználni napelemeink nyári többlettermelését, hogy a rendelkezésünkre álló elektromos energiát hő (hideg) formájában betároljuk a falakba vagy a nagy tömegű, aktivált betonfödém-szerkezetünkbe, áthidalva ezzel azokat a napszakokat, amikor hűtésre még szükség van ugyan, „ingyen” energiánk azonban már nincs hozzá. Lehet, hogy ezzel valamicskét lejjebb kell adnunk a komfortigényünkből (a túlfűtés és a túlhűtés, hiszen erről van szó lényegében, kitérítheti a belső hőmérsékletet az optimálistól), viszont optimalizálhatjuk vele az energiafogyasztásunkat.
Lapunk online kiadásának olvasót ennek kapcsán a következő kérdéssel kerestük meg szavazás formájában.
Ön, mint gépész, milyen házat építene?
És íme a válaszok, százalékos formában
| 1 | Mindenképpen könnyűszerkezetest, mert a vékony falak kis helyet foglalnak és az építkezés gyorsan zajlik. A hűtést és a fűtést gépészeti eszközökkel ezekben is komfortossá lehet tenni. |
8,93% |
| 2 | Ha egy új épület megfelel a vonatkozó előírásoknak, akkor teljesen mindegy, miből épült. |
21,43% |
| 3 | Mindenképpen kerülném a nagy épülettömeget, hiszen az pluszköltséget és nehézkes kivitelezést jelent, és keresnék valami középutat a könnyű és nehéz épület között. |
10,71% |
| 4 | Mindenképpen nagy épülettömegre törekednék, hogy kihasználhassam ennek kedvező hőmegtartó tulajdonságait. |
51,79% |
| 5 | Nincs véleményem. |
7,14% |
Egyértelmű döntés
Nos, a válaszok alapján egyértelmű, hogy a szakma melyik megoldás mellé tette le a voksát. S hogy miért, annak hátteréről a hétköznapi tapasztalatokon túl sokat elárult egy előadás, amely a lapunk kiadója által szervezett Elektromos Fűtés Konferencián hangzott el.
Ebben Hodermarszki Zsolt mérnök-tanácsadó azt mutatta meg, mihez tudunk kezdeni egy 5 kWp-es (5 kW elméleti csúcsteljesítményű), átlagos teljesítményű napelemes rendszer termelésével. A prezentáció arra a kérdésre kereste a választ, miképpen tudunk minél több energiát felhasználni akkor, amikor az a rendelkezésünkre áll, hogy azokban az időszakokban, amikor a napelemek termelése csekély, cserébe minél kevesebb energiát kelljen a hálózatról vételeznünk.
A példaként felhozott napelemes rendszer egy napsütéses nyári napon körülbelül 24 kWh villamos energiát termel, jellemzően 10 és 16 óra között. Ezt az energiát, ha nem tudjuk, vagy nem akarjuk visszatáplálni a hálózatba (például azért, mert aránytalanul kevés pénzt kapunk érte ahhoz képest, amennyiért vásároljuk), nemcsak drága akkumulátorokba – egy 5 kWh tárolási kapacitású, bizonytalan élettartamú egység ára körülbelül egymillió forint, és ehhez hozzá kell még számolnunk a hibrid inverter szintén borsos költségét – tárolhatjuk el, hanem hő formájában az épületszerkezetben is. Ehhez a szerkezetbe integrált mennyezeti, fal- vagy padlófűtési rendszer a legoptimálisabb. Egy 120 négyzetméteres, hagyományos építésű, tehát tégla falazatú, betonpadlójú és -födémű ház temperálásra alkalmas tömege mintegy 48 tonna. Ha ennek a tömegnek a hőmérsékletét akár lefelé, akár felfelé egy Celsius-fokkal megváltoztatjuk, azzal 11 kWh, lassan kisugárzó hőenergiát tudunk eltárolni. Ha tehát nyáron a napelemek termelési csúcsidőszakában, de amikor egyébként jellemzően nem tartózkodunk otthon, az épülettömeget 3 Celsis-fokkal túlhűtjük, 34 kWh később kisugárzó hőenergiát tudunk betárolni. Ha ezt a hőmennyiséget hőszivattyúval állítjuk elő, ahhoz körülbelül 10 kWh villamos energia felhasználása szükséges. Ez még mindig nem elég a rendelkezésünkre álló napelemes termelés teljes felhasználására, viszont ezen segíthetünk, ha a háztartási meleg vizünket is ebben az időszakban állítjuk elő. Egy 200 l-es melegvíztároló 10-ről 50 °C-ra való felfűtése például 10 kWh villamos energiát kíván, és ezzel már közelítjük a rendelkezésünkre álló napelemes teljesítmény teljes kihasználását.
Összegzés
A fenti példa világosan megmutatja, hogy az energiatárolásnak nem csupán az akkumulátor lehet az eszköze. Az épülettömeg hőtároló tulajdonságait vétek lenne nem kihasználni, de ehhez megfelelő ismeretterjesztés mellett a különböző szakágak, elsősorban a gépészek és az építészek szorosabb együttműködésére is szükség van.
