ذخیره حرارتی

ذخیرهٔ حرارتی یا توده حرارتی یا جرم حرارتی ( به انگلیسی: Thermal mass ) به روش یا ایده ای گفته می شود که در طراحی ساختمان برای مقابله با نوسانات شدید دمای داخلی ساختمان به کار برده می شود.
در طراحی ساختمان، توده حرارتی خاصیتی از یک توده ساختمانی است که با تأمین اینرسی در برابر نوسانات درجه حرارت، آن را قادر به ذخیره حرارت می کند. گاهی به عنوان اثر لنگر حرارتی[ ۱] شناخته شده است. به عنوان مثال، هنگامی که درجه حرارت خارجی در طول روز نوسان دارد، یک جرم حرارتی بزرگ درون بخش عایق شده می تواند به "کمتر شدن " نوسانات روزانه درجه حرارت در یک خانه کمک کند، از آنجا که جرم حرارتی هنگامی که محیط اطراف درجه حرارتی بالاتر از توده دارد انرژی حرارتی جذب خواهد کرد، و به هنگامی که محیط اطراف خنک تر است بدون رسیدن به تعادل حرارتی، انرژی حرارتی پس می دهد. این متمایز از ارزش عایق بودن یک ماده است که باعث کاهش رسانایی گرمایی ساختمان می گردد که اجازه می دهد آن را به نسبت مجزا از خارج گرم یا سرد کرد، یا حتی فقط انرژی حرارتی ساکنان را بیشتر حفظ کرد.
از نظر علمی، جرم حرارتی معادل ظرفیت حرارتی یا ظرفیت گرمایی، توانایی بدنه برای ذخیره انرژی حرارتی است. این به طور معمول با نماد Cth نشان داده می شود و در واحد J/°C یا J/K که اندازه گیری می شود. جرم حرارتی همچنین ممکن است برای توده ای از آب، ماشین آلات یا قطعات دستگاه، موجودات زنده، یا هر ساختار یا توده ای در مهندسی یا زیست شناسی، مورد استفاده قرار گیرد. در این زمینه عبارت {ظرفیت گرمایی} به طور معمول استفاده می شود.
معادله ای که انرژی حرارتی به جرم حرارتی مرتبط می سازد این است:
Q = C t h Δ T
که در آن Q انرژی حرارتی منتقل شده می باشد، Cth جرم حرارتی بدنه است و ΔT تغییر در درجه حرارت است. به عنوان مثال، اگر 250 J انرژی گرمایی به یک دنده مسی با جرم حرارتی 38. 46 J/°C ( ژول بر درجه سانتی گراد ) اضافه گردد، درجه حرارت آن ۶٫۵۰ °C ( درجه سانتیگراد ) افزایش می یابد. اگر بدنه شامل یک ماده همگن با خواص فیزیکی شناخته شده باشد، جرم حرارتی به سادگی از ضرب جرم ماده حاضر در ظرفیت گرمایی ویژه آن ماده است. برای بدنه هایی ساخته شده از مواد بسیار، مجموع ظرفیت حرارتی برای اجزاء خالص آن ها می تواند در محاسبات مورد استفاده قرار گیرد؛ یا در برخی موارد ( به عنوان مثال، برای یک حیوان کامل ) ممکن است به سادگی تعداد برای کل بدنه به طور مستقیم اندازه گیری گردد.