A közelmúltban érdekes kérdést kaptunk az energiatudatosotthon.hu blogunk egyik olvasójától. Egy energiatárolós megoldási lehetőség merült fel náluk, ezzel kapcsolatban kérték szakértő segítségünket.Lehetséges energia tárolás a talajban?
Energia tárolás a talajban? – A felvetés
Adott egy 100 m2-es ház alapja, melyet 60 cm lábazattal emelnek meg, mely lábazatot belülről polisztirollal hőszigetelik. Ezt követően a lábazat hőszigetelésén belüli területet néhány cm homokréteggel feltöltve a homokba csőkígyót ágyaznak (a padlófűtéshez hasonlóan). Majd a csőkígyó felett feltöltik földdel, melynek tetejére ismét homokrétegbe egy újabb csőkígyót ágyaznak, majd lefedik egy réteg polisztirollal és ezt követően a szerelőbetont öntik rá.
Ezzel kialakítanának egy a ház aljzata alatt elterülő “hőtárolót” (cca. 50 köbméteres), melyet az alsó csőkígyóba táplált hővel, nyáron a háztetőn elhelyezett vákuumcsöves napkollektor rendszerrel fűtenek fel és tárolják el a keletkezett hőt. A téli időszakban pedig a felső csőkígyó (mint hőcserélő) segítségével veszik ki a hőt, mint egyfajta talajkollektorral (persze a téli időszakban is ugyanígy működik a vákuumcsöves napkollektor rendszer) és – ugyan alacsonyabb “hatásfokkal” – valamelyest csökkenti az így kialakított hőtároló hővesztését.
A ház aljzata alól így kinyert hőt, vezérelt árammal kombinált puffertartály segítségével hasznosítanák padlófűtésre.
A ház hőszigeteltségét tekintsük a jelenlegi jogszabályokkal kompatibilisnek, de nem passzívház mértékűnek.
A felvetett “energia tárolás a talajban” elképzelésre Kardos Ferenc a Kardos Labor Kft. ügyvezetője válaszolt:
A kérdező által felvázolt energia tárolás 30-40 évvel ezelőtt kísérleti terület volt a fűtéstechnikában. Német és osztrák megvalósulásokról hallottunk, itthon a pécsi Pollack Mihály Műszaki Főiskola is épített egy ilyen rendszert mérés és tanulmányozás céljára. Szezonális tározó néven lettek ismertek ezek a megoldások. A kivitelezett rendszerek túlságosan költségesnek bizonyulhattak, manapság már nem is beszélnek erről a szakmában. Talán ezen kivitelezések tanulságain alapult a későbben kialakult passzívház építési technológia, ahol csak real-time, vagyis valós idejű napenergiahasznosítást terveznek.
10-12 évvel ezelőtt volt saját találkozásom a témával, mikor is egy ügyfelünk kérésére készítettem kalkulációt egy családi ház szezonális tározójára.
Energia tárolás a talajban? – Mennyibe is kerülne? (Példaszámítás)
Az épület korát messze megelőző szigeteltséggel készült, 120-150 m2 körüli fűtött alapterülettel, méretezési állapotban 6 kW hőveszteséggel (Hajdú-Bihar megye volt a tervezett kivitelezési helyszín, ott –15 °C-ra kell méretezni az épület hőszükségletét).
Az épület téli kifűtéséhez szükséges energia igényt 5 db 30-as, vákuumcsöves napkollektor tudja biztosítani. Az éves napenergia mennyiség 2/3 része a nyári félévben jelenik meg, ezt kellett elhelyezni egy szezonális tározóban.
A tárolás céljára víz közeget választottam, mivel elérhető áron nem létezik nagyobb fajhővel rendelkező anyag. A tároló felfűtési véghőmérsékletének 90 °C-ot választottam. A szükséges tároló méret 160 m3-re adódott, tervezett elhelyezése a talaj szintje alá volt elképzelve. Mivel a tároló véghőmérséklete közel 80 °C-kal magasabb, mint a talajhőmérséklet, és a hőtárolás időtartama meghaladja a 6 hónapot, igen vastag hőszigetelés került kiválasztásra, 1 méter, azaz 100 cm! A tervezett tároló egy kocka forma volt betonból, ahol az alsó sík alatti hőszigetelésnek 200 tonnás terhelést kell viselni. Ez esetben a felhasználható anyagok kiválasztása is érdekes feladat lenne.
A méteres hőszigetelés vastagság ellenére a hőveszteség számottevő, emiatt újabb 2 db 30 csöves napkollektort kellett betervezni a veszteségek pótlására.
Az immár összesen 7 db 30 csöves napkollektor elhelyezésére egy déli tájolású tetősík szükséges, legalább 35 m2 felülettel, 30 fokos elevációs szöggel, a maximális éves hozam elérése érdekében.
Ha víz helyett homokot választanánk a tároló feltöltésére, akkor 308 m3-es térfogat lenne szükséges (a víz hőkapacitása 4,2 J/cm3°C, a homoké 2,18 J/cm3°C).
A fent meghatározott szükséges méretek meghaladták az építtető előzetes elképzeléseit. Mélyépítő mérnök lévén azonnal átlátta, hogy – 2008 körüli árszinten – csak a szezonális tározó megépítése meghaladta volna a 10 millió forintot, amely a családi ház szerkezetépítési költségének több mint felét tette volna ki.
Ehhez járult volna még hozzá a napkollektoros rendszer kiépítésének 2-3 millió forintos költsége. A tervezett rendszer természetesen terv maradt, nem lett volna – és ma sem lenne – racionális megépíteni.
Ezekből a számokból véleményem szerint jól lehet arányosítani a kérdésben felvetett épületre vonatkozó költségeket, arányokat. Az érdeklődő háza gondos kivitelezés mellett kb. 4 kW hőigényű lesz, tehát a fenti számok kétharmadával lehet kalkulálni.
Konklúzió – Megérheti energiát tárolni a talajban?
A vázolt rendszernél még két szempontot figyelembe kell venni.
- A padló alatt aligha lenne 100 cm-es hőszigetelés, vagyis a hő nagy része nem „élné túl” a fűtési idény kezdetéig tartó időszakot, viszont a lakás nyár végére már „kemence üzemmódban” működne a melegedő padló miatt. Ez önmagában ellehetetleníti a rendszer használatát, a téli fűtés nyárira változna.
- A másik probléma a jövőben az lesz, hogy az épület alatti homokba ágyazott csőrendszer hozzáférhetetlen helyen lenne. Nagyon időtálló csöveket lehetne csak használni, a hosszú élettartamú műanyagcsövek a napkollektorból érkező magas hőmérsékletek miatt nem alkalmasak erre a célra. Egyedüli választás a lágy rézcső, max. 22 mm-es méretben kapható, ára 2600-2700 Ft/m. 20 cm-es osztással 500 méterre lenne szükség, ez önmagában 1 300 000,- Ft, ennyi pénzért már egy geotermikus hőszivattyút is lehet vásárolni.
Az elgondolt rendszerből egyetlen komponenst azért javasolnék beépítésre, csak máshová.
A sávalap belső síkjára kerülő EPS szigetelőlemez nagyon hasznos lenne, de a betonalap KÜLSŐ síkján, mintegy bent maradó zsaluanyagként. Ezzel megszüntethető a sávalap vonalmenti hőhídja, és az épület alatti földtömeg lassan átveszi a lakás hőmérsékletét, szinte megszűnne a hőveszteség a talaj felé. Ez egy passzívházaknál alkalmazott technika, érdemes megvalósítani.
A történettel kapcsolatban biztosan felmerülnek még kérdések az olvasóban. Ebben az esetben állunk rendelkezésre, például a cégünknél szervezett ingyenes gépészeti konzultáción.
Amennyiben részt szeretne venni egy ilyen INGYENES konzultáción, keresse fel honlapunkat ide kattintva és egyeztessen velünk időpontot még ma! Csak szólunk, hogy konzultációnkat ONLINE is igénybe veheti!
borítókép forrása: Image by Michal Jarmoluk from Pixabay
