Sokféle energiahatékonysági elgondolás létezik, amellyel a gazdaságok energiaellátását lehet gazdaságosabb vagy zöldebb alapra helyezni. Ma még talán kissé szokatlannak számít a jégtároló fűtőelemben való gondolkodás, de talán ha jobban megismerjük ezt a lehetőséget, máris elérhetőbbé válik, és azonosulni tudunk számos előnyével.
A jégtároló fűtőelem több részből áll: magából a jégtárolóból, egy napkollektoros berendezésből és egy hőszivattyúból. A víz/jég tartály általában a föld alatt található, amelyben a szolár és hőszivattyús rendszerek csőhálózata (mint hőcserélő) van telepítve. A tartály általában vasbeton szerkezetű, hiszen képesnek kell lennie a halmazállapot változásból adódó mechanikai terhelések felvételére is.A rendszer a hőszivattyúba bevitt elektromos energiával vonja ki a víz/jég halmazállapot váltásban tárolt (kristályosodási) hőt, mint egy hatalmas fagyasztógép, amelyet aztán épületfűtésre használhatunk. A jégfűtés fizikailag nemcsak a tárolóban lévő vízben (folyadékban) tárolt hőt használja, hanem az úgynevezett kristályosodási vagy halmazállapot-váltási hőt is. Ez a hő akkor szabadul fel, amikor a vízmolekulák már nem mozognak, de a folyadék még nem került teljesen (át)fagyott állapotba. Ezt a kinyert hőt továbbítjuk a hőszivattyúval az épületbe.
Természetesen a tárolóból nem tudunk végtelen mennyiségű hőt kivonni; amikor a tárolótartalom teljesen jéghalmazállapotba kerül, a folyamatot meg kell szakítani, és valamilyen energiatakarékos (napkollektoros) rendszer segítségével a jeget újra vízzé kell alakítanunk.
A tárolóból nem tudunk végtelen mennyiségű hőt kivonni; amikor a tárolótartalom teljesen jég-halmazállapotba kerül, a folyamatot meg kell szakítani, és a jeget újra vízzé kell alakítanunk – fotó: Pixabay
A hőszivattyút természetesen elektromos áram hajtja, ezért a rendszert akkor tekinthetjük szupertakarékosnak, ha napelemes rendszertől kapja kvázi ingyen az energiát. A rendszer körforgása csak a folyadékos halmazállapot folyamatos visszaállításával biztosítható. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy amit elfűtöttünk (jéggé vált), azt nappal a napkollektoros rendszerrel vissza kell olvasztanunk. A betontartály körüli szigetelés hiánya miatt a jégtárolót a környező talaj is melegíti, amelynek hőmérséklete éves átlagban 10–12 °C. Ez felgyorsítja a jeges víz felengedését. Miután a víz újra folyékony lesz, a ciklust szükség szerint megismételhetjük.
A napelemes rendszer felhasználja a környezeti energiáját és a napsugárzást. Az energiát ezután továbbadja a hőszivattyúhoz. Ha nincs szükség energiára a hőszivattyúhoz, a jégraktár hőt kap. Ez felgyorsítja a regenerációs folyamatot.
A napkollektor elhelyezésekor az irány és a hajlás nem számít. Az elnyelőt nem a nap, hanem a környezeti hő melegíti. A jégtároló működése azon alapul, hogy a nulla fokos hideg víz szilárd fázisba történő halmazállapot-átmenete annyi energiát használ fel, amennyi a 80 fokos víz nulla fokra hűtéséhez szükséges. Télen a tárolt hőenergia elegendő egy épület fűtéséhez, míg nyáron fordítva, a hűtéséhez. Egy 10 köbméter térfogatú jégtároló rendszer ugyanannyi energiát szolgáltat, mint 110 liter fűtőolaj elégetése.
