Toplotni hranilnik

Polega toplotne zaščite v zgradbah, ima toplotni hranilnik, predvsem v posameznih gradbenih delih, velik vpliv na načrtovanje ogrevalne naprave in je pogosto zanemarjen. Tako vpliva na hranilno sposobnost gradbenih materialov in odločilno na sobno klimo ter na možnosti za pasivno uporabo sončne energije. Globalni pomen je zmogljivost zemeljske površine in oceanov, ki omogočajo uravnoteženi učinek za življenje na Zemlji.

Pomen

Shranjevanje toplote  pomeni sposobnost gradbenih materialov in delov, kakor ogrevalnih medijev (kot  je voda, zrak itn.),toploto, ki jo prejemajo in oddajajo hraniti. Zmožnost toplotnega shranjevanja zgradbe  je odločilnega pomena saj je odgovorna za klimo v prostoru. Toplotna hranilna sposobnost materialov lahko toploto sprejme in jo z nekoliko zakasnitvijo odda ponovno v prostor, zaradi česar  ima potemtakem izenačeni toplotni učinek:

• Zmožnost skladiščenja toplote s toplotnim ovojem zgradbe ima velik vpliv na

             čas ogrevanja in na čas ohlajevanje prostora. To pa se lahko izraža po načinu  

             delovanja in uporabi prostora v pozitivnem oziroma negativnem pomenu.

• V zimskem obdobju nastopijo posamezni gradbeni deli kot hranilniki toplote. Ti

              absorbirajo toploto, ki jo prejmejo iz sončne energije ali iz centralnega ogrevanja ter     

              jo shranijo v gradbenih delih,  ki so se v času ogrevanja segreli in nato z zakasnitvijo  

              segrevajo zrak v prostorih.

• V poletju nosijo toplotno hranilni gradbeni deli izrazito vlogo pri uparjanju, ki je

              izrazito pri nihanju zunanjih temperatur in se izraža v tako imenovanem  

              temperaturnem amplitudnem razmerju.

Slika 1 -

Večina vrst ogrevalnih sistemov, bo najprej mogoča samo s shranjeno toploto ogrevalnih medijev ter z ogrevalnimi površinami:

• Centralno ogrevanje uporabljamo za shranjevanje toplote ogrevalnih medijev (na

              primer, voda, zrak ali para), ki lahko  toploto prenesejo na večje razdalje.

• Za shranjevanje toplote (kot na primer, lončene peči, talno, stensko in stropno

              ogrevanje ali električno termoakumulacijsko ogrevanje), lahko toploto shranijo in jo

              postopno, v daljšem časovnem razdobju, oddajajo v prostor.  

Specifična toplotna moč c

Specifična toplotna moč c, je potrebna toplota za dvig temperature vode za en kelvin, približno 4181 jouleov na kilogram, kjer je kilogram podana količina. To meritev zapišemo kot c = 4181 J /kg K. Na ta način se specifična toplota obnaša kot ekstenzivna količina in je neodvisna od delitve termodinamskega sistema. Na splošno je odvisna od vrste snovi. Mednarodni sistem enot predpisuje za specifično toploto enoto J kg-1 K-1. Pri homogenih telesih je specifična toplota enaka toplotni kapaciteti na enoto mase telesa. Enake količine različnih vrst materialov (na primer, voda, pesek, imajo, pri enakem dovajanju toplote, različni porast temperature, kar je razvidno s slike št. 1).

Slika 2 -

Ali pa: enaka masa različnih vrst materialov potrebuje, za enak dvig temperature različni dovod energije. To torej pomeni, da so shranjene različne količine toplote (glej sliko št. 2).

V preglednici št. 1 so podane približne orientacijske vrednosti za specifično toplotno moč c, za različno pomembne materiale po DIN EN 12 524.

Preglednica št. 1: Približne orientacijske vrednosti za specifično toplotno moč c