Zasobniki cieplne niezależne od struktury budynku

tmpf504-2Zasobniki wodne, kamienne i wodno-kamienne stanowią grupę zasobników niezależnych od struktury budynku. Zasobniki te, o dużej objętości i masie, są lokowane najczęściej w piwnicy. Cyrkulacja ciepłego powietrza, która w słoneczne dni „ładuje”, a w dni pochmurne i nocą „rozładowuje” magazyn ciepła, jest najczęściej wymuszona, stąd należą one również do systemów semiaktywnych (hybrydowych).

Zasobnik wodny stanowią dziesiątki niewielkich pojemników plastykowych, szklanych lub aluminiowych, które ustawia się na regałach bądź w pustej przestrzeni powietrznych kanałów stropowych, umożliwiających cyrkulację powietrza. Powietrze w systemach biernych i semiaktywnych stanowi medium pośredniczące w gromadzeniu i dystrybucji ciepła.

Częstszym rozwiązaniem stosowanym od dawna i nadal bardzo popularnym są zasobniki kamienne i wodno-kamienne. Wprawdzie objętość magazynu kamiennego dla zmagazynowania takiej samej ilości ciepła jak w magazynie wodnym jest dwa i pół razy większa, to jednak ze względu na taniość, dostępność, długowieczność i niekłopotliwą eksploatację, magazyny tego typu są nadal popularne.

Wielkość złoża kamiennego zależy od powierzchni kolektorów i ilości energii cieplnej jaką chcemy zgromadzić, jednak gromadzenie ciepła na cały sezon grzewczy w formie ciepła jawnego dla jednego domu jest ekonomicznie nieopłacalne, choćby ze względu na wielkość zasobnika. Przyjmuje się, że na 1 m2 powierzchni odbierającej promieniowanie słoneczne można zgromadzić w magazynie 25 do 180 kg kamieni. Równie istotna jest wielkość kamieni, która wiąże się z wysokością złoża (magazynu). Obowiązuje zasada, że im wyższy magazyn, tym większa średnica kamieni (dla wysokości ok. 1 m winny być kamienie o średnicy od 2,5 do 5 cm. dla wysokości ok. 2,5 m — kamienie o średnicy min. 5 cm, dla wysokości ok. 3,5 m — kamienie o średnicy od 5 do 10 cm). Inne doświadczenia amerykańskie wykazały, że nieefektywne są magazyny wyższe jak 3,5 m. Złoże niskie zapełnione drobnymi kamieniami ma mniejszą ilość wolnych przestrzeni między kamieniami i większą ilość sumarycznej powierzchni zewnętrznej kamieni, która styka się z cyrkulującym powietrzem (30 dm3 kamieni o średnicy 2,5 cm ma łączną powierzchnię zewnętrzną ok. 3,6 m2, a ta sama objętość kamieni o średnicy 7,5 cm ma o połowę mniejszą powierzchnię). Cyrkulacja powietrza od kolektorów do magazynu tylko w wyjątkowych wypadkach odbywa się na zasadzie swobodnych ruchów konwekcyjnych (kolektor musi być poniżej magazynu), zazwyczaj jest ona wspomagana przez układ wentylatorów — są to rozwiązania semiaktywne. Magazyny kamienne są rozwiązywane na zasadzie złóż w dobrze izolowanym bunkrze w piwnicy, bądź w murowanych lub metalowych pojemnikach w części mieszkalnej domu. Po to, by odzyskać część odprowadzanego ciepła z kuchni czy kominka, przewody wentylacyjne i dymowe są prowadzone przez złoża kamienne, jeśli jest to tylko możliwe.
Efektywną kombinacją, służącą do magazynowania ciepła uzyskanego z promieniowania słonecznego, jest umieszczenie w zasobniku kamiennym zbiornika z ciepłą wodą użytkową. Najczęściej jest to nieizolowany zbiornik o pojemności 200 – 400 l. Straty ciepła ze zbiornika są przejmowane przez powietrze i złoże kamienne.

Dodaj komentarz