Rosnące ceny energii oraz potrzeby rynku na bezemisyjne i energooszczędne systemy grzewcze i chłodnicze kierują uwagę inwestorów w stronę wydajnych magazynów energii. Magazyn energii to system, który na przykład gromadzi chłód w okresie zimowym by wykorzystać go do efektywnego chłodzenia latem. I odwrotnie – magazynuje ciepło w sezonie letnim, by „oddać” je do budynku zimą. Dzięki temu, redukując zapotrzebowanie budynku na nośnik energii, jakikolwiek by nie był. Rozwiązania te powinny charakteryzować się maksymalnie dużą efektywnością energetyczną z maksymalnych wykorzystaniem OZE.
PROBLEMY I WYZWANIA ZWIĄZANE Z CHŁODZENIEM BUDYNKÓW LATEM
Sukcesywnie rośnie problem przegrzewania się budynków niskoenergetycznych, pasywnych czy zeroenergetycznych w okresach letnich. Jednak nie tylko ich. Tak naprawdę, dobrze zaizolowane domy mają z tym problem. Należy pamiętać, że stosowanie typowej klimatyzacji w sposób masowy może stanowić poważne zagrożenie dla stabilności systemu elektroenergetycznego. Godziny szczytów zapotrzebowania na moc pokrywają się z pracą tych urządzeń. Dlatego też sprawa rozwiązania kwestii chłodzenia budynków bez dodatkowego obciążania systemu energetycznego jest niezwykle istotna. Oczywiście rozproszone instalacje fotowoltaiczne mogą to złagodzić.
Rozwiązaniem jest również wydajny magazyn energii chłodu. Ogólnie rzecz biorąc, ma on za zadanie dostarczać energię chłodniczą dla poprawy mikroklimatu w budynku w okresie letnim bez pobierania dodatkowej energii elektrycznej.
OZE Z POTENCJAŁEM NA ZASILENIE MAGAZYNU ENERGII
Grunt w obrębie budynku i pod nim stanowi doskonały rezerwuar energii i wilgoci. Potrafiąc wykorzystać jego możliwości można w zasadniczym stopniu ograniczyć zapotrzebowanie budynku na nośnik energii (gaz, energię elektryczną, itp.). Grunt charakteryzują duże możliwości magazynowe oraz dodatkowo, na pewnej głębokości, niewielkie wahania temperatury w ciągu roku
POWIETRZNY GRUNTOWY WYMIENNIK CIEPŁA JAKO SEZONOWY MAGAZYN ENERGII CIEPŁA I CHŁODU
W nowopowstającym (lub gruntownie modernizowanym) budynku jednorodzinnym, wielorodzinnym czy użyteczności publicznej można zamontować powietrzny, bezprzeponowy gruntowy wymiennik ciepła. Można go lokalizować w obrysie fundamentowym, pod płytą fundamentową lub obok budynku.
Stanowi on sezonowy bufor energii ciepła i chłodu. W okresie zimowym magazynuje chłód m. in. poprzez obniżenie temperatury gruntu w obrębie płyt. W okresie letnim magazynuje ciepło, podnosząc temperaturę gruntu.
Przez gruntowe wymienniki ciepła przepływa powietrze. To ono pobiera energię ciepła (zimą) i chłodu (latem). Dalej, może być różnorodnie wykorzystane, zależnie od przeznaczenia budynku. Powietrze, choć pozornie wydaje się, że jest nośnikiem względnie małych mocy, jest medium bezpośrednim. To znaczy, że może służyć do bezpośredniego chłodzenia budynku powietrzem wentylacyjnym oraz znacznego ograniczenia kosztów ogrzewania zimą, a nawet stanowić system ogrzewania nadmuchowego przy współpracy z pompą ciepła.
Latem, GWC wykorzystując ziemny magazyn energii może pokryć praktycznie 70% ÷ 90% zapotrzebowania na chłód, przy założeniu stosowania podstawowej ochrony przed bezpośrednim promieniowaniem słonecznym.
Zimą, zgromadzona energia ciepła wykorzystywana jest do podniesienia temperatury powietrza przepływającego przez GWC nawet o ponad 20oC.
Płytowe gruntowe wymienniki ciepła mogą stanowić bardzo wydajny i efektywny sezonowy magazyn energii ciepła i chłodu. Dzięki czemu radykalnie ograniczają zapotrzebowanie budynku na nośnik energii. Są w pełni bezpieczne dla środowiska naturalnego – nie naruszają równowagi ekologicznej.
Firma Pro-Vent opracowała program wyliczający ilość energii uzyskiwanej przez GWC (praktycznie bezkosztowo) w ciągu całego roku. Wpisując zakładany strumień powietrza wentylacyjnego (przechodzący przez GWC i do budynku) można, dla wybranych lat, przekonać się ile energii ciepła i chłodu dostarcza gruntowy wymiennik ciepła.
