Lämpövarasto

Lämpövarasto on laitteisto- tai järjestelmäkokonaisuus, jolla varastoidaan lämmitysenergiaa myöhempää käyttöä varten. Tavoitteena on ajallisen joustavuuden parantaminen: lämpöä voidaan kerätä silloin, kun sitä on tarjolla (esimerkiksi aurinkolämpöä tai CHP-laitteiston tuotantoa) ja palauttaa käyttöön myöhemmin tarpeen mukaan.

Varastointiin käytetään kolme päätyyppiä: sensible- eli tuntovaraus, latentti- eli faasimuutokseen perustuva varastointi sekä termokemiallinen varastointi. Sensible-varastot, kuten vesivarastot tai kivivarastot, varastoivat energiaa materiaalin lämpökapasiteetin muutoksella. Latentti-varastot hyödyntävät faasimuutoksia (esimerkiksi PCM-materiaalien avulla), jolloin energia sitoutuu tai vapautuu faasin siirtyessä. Termokemialliset varastot sitovat energia kemiallisten reaktioiden kautta ja voivat tarjota pitkäaikaista varastointia pienemmillä lämpöhäviöillä.

Sovelluskohteita ovat kaupunkien lämmitys ja rakennusten energianhallinta, teollisuuden prosessien lämmöntarve sekä aurinkoenergian rinnakkaislämmitys. Lämpövarastot mahdollistavat paremman uusiutuvan energian käytön, tasoittavat kulutusta ja pienentävät huippupiikkejä.

Suunnittelussa huomioidaan lämpötilavaihtelut, varastoitavan materiaalin ominaisuudet (lämpökapasiteetti, tiheys, kestokyky), eristys ja lämpöhukka, sekä lämmönsiirto- ja vastaanottoprosessit. Järjestelmät integroidaan usein muun energianlähteen kanssa (aurinkokeräimet, lämpöpumput, CHP), ja taloudelliset tekijät kuten investointi, käyttökustannukset ja elinikä vaikuttavat toteutukseen.

Haasteina ovat tila- ja kustannusvaatimukset sekä tekninen monimutkaisuus, mutta hyödyt voivat olla merkittäviä: suurempi uusiutuvan energian osuus, parempi energianhallinta ja vakaampi hintakehitys.