Website-1920x686-aka-8000x2858-Planung - 1115357

Az épület, mint energiatároló

2023.12.04

Az épületszerkezet, mint hőtároló növeli a megújuló energia felhasználási lehetőségét

A zöld energiák rendelkezésre állása időben nem esik egybe az épületek energiaszükségletével, így viszonylag kis hányada kerül az előállításával egy időben felhasználásra. Emiatt a megújuló energiatermelés potenciáljának általában csak viszonylag kis hányada kerül felhasználásra. Az épületszerkezet vasbeton elemei megfelelő és költséghatékony tárolót jelentenek a megújuló energiából származó energia számára úgy a nyári, mint a téli időszakban.

Az épületek energetikai konzepciójának kialakítása során a fogyasztás-orientált energiatermelés helyett az energiatermelés-orientált fogyasztást kell előtérbe helyezni. Az épületszerkezet vasbeton elemei megfelelő és költséghatékony tárolót jelentenek a megújuló energiából származó hő számára, és lehetővé teszik a magas szintű lefedettség elérését. Amikor előnyösen lehet energiához jutni, azt meg kell termelni és akkor felhasználni, amikor arra igény jelentkezik.

BKT rendszer helyszíni csőfektetéssel

A hőtároló épület kisimítja az energiaellátásban a csúcsokat

Az épületszerkezet betonelemei, mint energiatároló többféle úton és módon használható. A napenergia közvetlen használata a betonszerkezet aktiválására vagy a napelemek/hőszivattyú/aktív betonelem kombinációjával az a cél, hogy a napenergia minél nagyobb részét a megtermelés helyszínen tárolják az épületen belül, annak érdekében, hogy minél hosszabb időszakokat lehessen áthidalni napenergia nélkül.

A közüzemi hálózatról származó energia használata során lehetőség nyílik a villamosenergia-hálózat szűk keresztmetszetének áthidalására, vagy csak olyan időszakokban történő villamos energia beszerzésére, amikor annak ára a legkedvezőbb, vagy amikor a hálózatban a megújuló energia részaránya jelentős. Az épület aktivált betontömege a betárolás révén a közüzemi villamosenergia-hálózat terheléselosztó tárolójaként is szolgál.

Aktív betonfödém

Az aktív betonfödém és a helyiség hőmérsékletének szabályozása a siker kulcsa

Az energiaellátás jellegétől függetlenül kézenfekvő a tervezés során a betontömeg aktiválást az energia betárolására használni, de gyakran figyelmen kívül hagyott szempontot. Az épületek hőtároló képessége a beépített tömegen és a beépített anyagok tárolóképességén túlmenően elsősorban a beton szerkezeti elemek és a helyiséghőmérséklet szabályozásától függ.

Az energiatárolás és a hőmérsékletingadozás közötti kapcsolat egyszerűen magyarázható egy termikus puffertárolóval. Az energiát a pufferben tárolva a víz hőmérséklete nő. Minél magasabb a tárolási hőmérséklet a kezdeti hőmérséklethez viszonyítva, annál több energia tárolódik átmenetileg a pufferben. Ugyanez az elv az épületek betontömegének hőtárolóként történő felhasználásakor is.

Daruzásra váró gyárilag előszerelt REHAU födémfűtő, -hűtő panelek

RAUTHERM csövek készre szerelve az alsó vasalaton

A betontömeg termikus aktiválásával az épületben a hőmérsékletet szándékosan emelik az energia tárolásával. Az így átmenetileg tárolt energia a továbbiakban rendelkezésre áll az épület hőveszteségének fedezésére. Az épület tárolótömege csak akkor használható, ha bizonyos keretek között megengedett a helyiségekben a hőmérséklet-ingadozás.

A helyiségek termikus komfortjára vonatkozó követelmények miatt azonban ezek a hőmérséklet-ingadozások viszonylag kicsik lehetnek, és lassan és folyamatosan változnak az épületszerkezetek nagy hőtehetetlensége miatt. A megengedett hőmérséklet tartományt a tervezés során az építtetővel szükséges egyeztetni.

Minél szélesebb a hőmérsékleti sáv, annál több energia tárolható az épületen belül. Arra kell törekedni, hogy a ΔT maximum 4K legyen a fűtő-, hűtőfelület hőmérséklete és a helyiség tartózkodási zóna hőmérséklete között.

Egyszerű szabályozási stratégia az aktív beton födémhez

Az épület, illetve a helyiség hőmérséklet és az aktivált betonszerkezetek töltöttségi állapota többféleképpen szabályozható. A gyakorlatban a helyiség hőmérséklete és a betonmag hőmérséklete bizonyult a meghatározó változónak a betárolási, terhelési állapot felügyeletében. A betonmag hőmérséklet mérése betonba ágyazott érzékelővel történik. A maximálisan megengedett maghőmérséklet meghatározza a tárolási kapacitást. A maghőmérséklet mellett tehát a helyiség hőmérséklet is mért, ahol a minimális hőmérséklet érték is beállításra kerül.

Ha az épületben a hőmérséklet a meghatározott minimális hőmérséklet alá csökken, akkor is energiát kell szolgáltatni az épületnek, ha nem áll rendelkezésre megújuló energia, mint például villamos energiát a közüzemi hálózatról a hőszivattyú működtetéséhez, vagy rövid időtartamú, gyors beavatkozás a hőszivattyú fűtőpatron használatával. Amennyiben rendelkezésre áll megújuló energia azt azonnal be kell tárolni a megengedett belső túlhőmérséklet eléréséig.

A szabályozás kialakítása során nem szükséges a külső levegő hőmérséklet figyelembevétele, mint a külső hőmérsékletről vezérelt előremenő hőmérséklet szabályozásnál.

Természetesen itt is igaz, hogy zónák kialakításával az osztó-gyűjtők beállításain keresztül eltérő helyiséghőmérsékleteket lehet elérni a NEA SMART 2.0 helyiségenkénti szabályozással.

Bátran kijelenthető, hogy az épület, mint energiatároló használatához szükséges know-how és rendszermegoldások BKT/oBKT rendelkezésre állnak, így a gyakorló szakembereken múlik, hogy ezt milyen mértékben használják ki.

NEA SMART 2.0 a kifogástalan helyiségenkénti felületfűtés, -hűtés szabályozás