Tepelně akumulační modul

Tepelně akumulační modul


Přehřívání místností způsobené nadměrným slunečním zářením je především v letních měsících běžným jevem, který trápí velký počet domácností a uživatelů administrativních budov. Obvyklým, avšak ne příliš ekonomicky příznivým řešením tohoto problému, je využití klimatizace. Ing. Milan Ostrý, Ph.D. z Ústavu pozemního stavitelství a jeho výzkumný tým však našli ekonomicky i efektivně výhodnější alternativu, která je využitelná u všech typů staveb.

Novou možností, jak řešit přehřívání místností, je využití tepelně akumulačního modulu se systémem kapilárních rohoží. Tento nově vyvinutý systém umožňuje nejen pasivní chlazení místností v letním období, ale také možnost jeho využití pro nízkoteplotní vytápění místností v období zimním. V současné době je již toto technické řešení právně chráněno na území České republiky formou užitného vzoru.

Hlavními technologickými součástmi tvořící představený systém je podkladní deska, dále deska pěnového polystyrenu a rohož z kapilárních trubiček, které ústí do přívodního a vratného potrubí umístěného podél horní i dolní hrany modulu. Rohož je umístěna ve vrstvě sádrové omítky s 30% podílem mikro pelet s materiálem se změnou skupenství (PCM).

kapilarni rohoze

Obr. 1: Schéma panelů s kapilárními rohožemi a omítkou v sériovém zapojení spolu se zdrojem chladu. Půdorys a řez znázorňuje praktickou aplikaci v experimentální místnosti Ústavu pozemního stavitelství FAST VUT v Brně.

Systém funguje tak, že nadbytečné teplo v interiéru je v denních hodinách akumulováno do tepelně akumulační vrstvy sádrové omítky s podílem mikro pelet z PCMs a následně v noci, kdy teplota v místnosti klesne pod teplotou krystalizace PCM, dochází k samovolnému uvolňování tepla z omítky směrem do místnosti. Tím dochází k sálavému vytápění místnosti a dalším úsporám energie. Tento princip lze s výhodou uplatnit v tzv. přechodném období. Pokud jsou však v letním období vysoké nejen denní, ale i noční teploty, je třeba zajistit účinný odvod naakumulované energie jiným způsobem než sáláním do interiéru.

Pro zajištěné dostatečného vybití naakumulované energie z mikro pelet z PCMs v nočních hodinách je využita právě kapilární rohož, která je z důvodů zvýšení kapacity akumulace tepla trvale zaplavena vodou, jež chladí akumulační médium výhodně především v nočních a mimošpičkových hodinách. Šroubení na rozvodných trubkách umožňuje snadné připojení dalších modulů do jednotlivých rozvodných okruhů. Rozvodná porubí jsou pak zaústěna do rozváděče a sběrače. Do rozváděče je připojeno výstupní potrubí z chladiče vzduch-voda, kde je připravována chladící voda v době mimošpičkového tarifu elektřiny. Výstup ze sběrače je pak napojen na vratné potrubí do zdroje chladu.

Hlavními výhodami představeného systému kapilárních rohoží oproti známým a v praxi již využívaným systémům je, že tento nový systém využívá vratných skupenských změn PCMs pro akumulaci tepla a především to, že systém umožňuje suchou montáž díky navařeným šroubovým spojům, což známé systémy neumožňují. Další výhodou je, že v zimním období lze systém využít jako kapilární vytápění, kdy se zdroj chladu nahradí ohřívačem vstupní vody. Sestava modulů pak vytváří sálavé vytápění. Pro výrobu chladu nebo tepla je pak ekonomicky výhodné využít mimošpičkové elektrické energie nebo tepelného čerpadla.


FaLang translation system by Faboba