Hogyan működik az energiagyűjtő Trombe-fal?
- 2 órával ezelőtt
- 3 perc olvasás
Hogyan működik a Trombe-fal, és miként hasznosítja a napenergiát az épület fűtésére? Ismerje meg az energiagyűjtő fal működését, előnyeit és hátrányait. A Trombe-fal egy olyan passzív napenergia-hasznosító építészeti szerkezet, amely közvetlenül a napsugárzást használja fel az épületek fűtésére és szellőztetésére. Nevét feltalálójáról, Félix Trombe francia mérnökről kapta, aki az 1950-es évek végén népszerűsítette ezt a technológiát. A Trombe-fal egy rendkívül hatékony, környezetbarát építészeti megoldás, amely a napenergiát mechanikus eszközök nélkül alakítja át otthoni meleggé. A rendszer a fizika alapvető törvényeire, az üvegházhatásra és a termocirkulációra (a meleg levegő felfelé áramlására) épül.
Hogyan hasznosítja a Trombe-fal a napenergiát?
A hagyományos energiagyűjtő falakat eddig csak nagyon környezettudatos, zöld és a low-tech építészetet kedvelő tervezők választották. De a technológia fejlődésével, a jogszabályi környezet kedvező alakulásával mára akár hazánkban is szélesebb körben alkalmazhatóvá váltak ezek a szerkezetek.
A szerkezet egy délre néző, nagy tömegű és sötét színű falból, valamint az előtte elhelyezett üvegezésből áll. A fal anyaga jellemzően beton, tégla, kő vagy vályog, amelyek nagy sűrűségük miatt órákon át képesek tárolni a hőt, majd éjszaka kisugározni azt a szobába. A kettő között egy keskeny légrés található. Napközben a sötét fal elnyeli a hőt, amely lassan átvándorol a belső térbe. A légrésben felmelegedő levegő keringtetésével friss levegőt juttat a házba. Nyáron, megfelelő árnyékolással és szelepekkel, a meleg levegő kiszívására (kéményhatás) használható.
A Trombe-falak két fő változata létezik a légáramlás szabályozása alapján. A nyitott rendszerű változatnál a fal alsó és felső részén szabályozható szelepek (nyílások) találhatók. Télen a szoba hideg levegője alul belép a légrésbe, ott felmelegszik, majd a felső nyíláson át visszaáramlik a lakótérbe. A zárt rendszerű változatnál a falon nincsenek nyílások. A fal csupán elnyeli a hőt, és tiszta hővezetéssel, radiátorként sugározza be azt a belső térbe 8-12 órás késleltetéssel.
A napenergia tároló rendszer kapcsán passzív és aktív hasznosításról beszélhetünk. Ahhoz, hogy az épület szoláris fűtési rendszerét passzívnak nevezhessük, a rendszer három fő funkciójának, az energetikai mérlegben szerepet játszó sugárzási energia begyűjtésének, tárolásának, majd célba juttatásának - épületgépészeti rendszerek nélkül, csupán épületszerkezeti elemek segítségével - többletenergia felhasználása nélkül kell meg történnie. Ha a sugárzási energia hasznosítása közben épületgépészeti elemeket használunk, aktív rendszerről kell beszélnünk, míg a passzív rendszerek különféle ventilációs szerkezetekkel vagy légcsatorna-hálózatokkal kiegészülve hibrid rendszert alkotnak.
A passzív napenergia-hasznosítás során megkülönböztetünk direkt, illetve indirekt rendszereket. A direkt rendszerek esetében a sugárzás az üvegezésen keresztül közvetlenül a felmelegíteni kívánt helyiségbe jut, majd annak opak (fényelnyelő) felületű határoló-szerkezeteiben tárolódik el, a tárolt energiát pedig a belső felületek adják le. A folyamat szabályozására mindösszesen az üvegezett felület árnyékolásával vagy takarásával (redőny, zsalúzia stb.) van lehetőség. Az üvegezésen átjutó energia mennyiségét befolyásolja többek között a transzparens felület benapozottsága, valamint a sugárzásátbocsátási képessége is. Az eltárolható energia mennyisége nagyban függ a helyiség hőtároló tömegétől, berendezéseitől. Az épületeken lévő külső üvegezett nyílászárók tehát direkt, passzív szoláris rendszereknek számítanak.
A Trombe rendszer tehát nagy tömegű, jó hővezető képességű és nagy fajhőjű (tehát nagy hőkapacitású) külső határoló-falból és az elé épített üvegezésből áll. Ezt mozgatható árnyékoló-szerkezet egészíti ki. A tömegfal külső felületét nagy hőelnyelő képességű, sötét felületképzéssel látják el. Az ablakon átjutó napból érkező sugárzás jelentős részét ez a felület nyeli el. A nagy hőtároló és jó hővezető képességű fal az elnyelt energiát késleltetve juttatja a helyiségbe. Az árnyékoló az éjszakai veszteségeket csökkenti télen, nyáron napközben a túlzott felmelegedés ellen véd. Az üvegfelület ellátható kiszellőztetést segítő szárnyakkal, melyeknek elsődleges célja a nyári hővédelem, de a csappantyúk éjszakai zárva tartásának páravédelmi okai is vannak. Amennyiben a szolárfal átszellőztetett, Trombe-féle kivitelű, a szellőzők gravitációs hajtóerővel a belső levegő segítségével, jóval kisebb késleltetéssel képesek a hőt a fűtendő helyiségbe szállítani.
Mitől függ a Trombe-fal hatékonysága?
Az energiagyűjtő falak hatékonysága a helyiség felé a fal hővezetésének és hőkapacitásának növelésével javítható. Ez azonban a falon keresztül kifelé haladó veszteségek növekedésével is együtt jár, melyet a nyereségektől mentes időszakban hőszigetelő és sugárzást át nem eresztő bevonattal ellátott árnyékoló- és üvegszerkezetekkel csökkentenek. A légrés előtti szerkezeteket jó hőszigetelőnek és a rövidhullámú sugárzást áteresztőnek, a hosszú hullámút pedig minél inkább át nem eresztőnek kell kialakítani, míg a légrés utáni tömegfalnak minél masszívabb, nagy fajhővel rendelkező anyagból célszerű készülnie (beton, vasbeton, tömör tégla). A szellőzőnyílás napfénymentes időszakokban jelentős veszteségeket produkálhat, azonban a téli időszakban a kialakuló légáramlás miatt gyorsan bejuttatja a fűtött térbe a hőt, és a tömegfal rész miatt éjszaka késleltetéssel adja le a falban eltárolt hőmennyiséget. A levegő keringési sebessége a rendszerben és a szerkezet hatásfoka egymással arányos, számos esetben kisegítő ventilátor segíti a hatékony levegőáramoltatást az átszellőztetett energiagyűjtő falakban. A begyűjtött hőmennyiség a tömegfal vastagságától és a szellőzőnyílások méretétől függően 50-70 %-ban hővezetéssel, késleltetve juttatja a begyűjtött energiát a fűtendő térbe.
Előnyök Ingyen energia: Nullára csökkenti a működési költségeket. Egyszerű: Nincsenek mozgó alkatrészek, nem romlik el. Kellemes hőérzet: Egyenletes sugárzó hőt biztosít
Hátrányok Nagy helyigény: Vastag, nehéz tartószerkezetet igényel. Időjárásfüggő: Borús napokon külső fűtésre van szükség. Esztétika: Korlátozza a déli ablakfelületek méretét.
A cikk az Ezermester nyomtatott lapszámában érhető el: 2026/NYÁR.
