Phasenwechsel im Eisspeicher: 10 m³ Vereisung entsprechen ca. 100 Litern Heizöl

(3.7.2013) Eisspeicher gelten als vergleichsweise neue, attraktive Wärmequelle für Sole/Wasser-Wärmepumpen, die im Gegensatz zu Erdwärmesonden keine behördliche Genehmigung erfordern. Eisspeicher ermöglichen die zuverlässige, wirtschaftliche und umweltschonende Wärmeversorgung von Gebäuden nahezu jeder Größenordnung - vom Einfamilienhaus bis hin zu ganzen Wohnsiedlungen oder großen Gewerbekomple­xen. In den Sommermonaten kann über den Eisspeicher auch natürlich gekühlt wer­den. Die „Kälte“ fällt als eine Art „natürliches Abfallprodukt“ in der Regenerations­pha­se des Eisspeichers an.

Ein Eisspeicher wird in der Regel eingegraben und mit normalem Leitungswasser gefüllt. Da keine tiefen Bohrungen für Erdwärmesonden gesetzt werden müssen und das un­behandelte Leitungswasser für das Grundwasser völlig unbedenklich ist, kann der Eis­speicher ohne behördliche Genehmigung installiert und betrieben werden.

Einfacher Aufbau

Ein Wärmetauscher bestehend aus einem Kunststoffrohr überträgt Wärme aus einer Wärmepumpen- und/oder Solarthermie-Anlage auf den Speicherinhalt. Erdwärme ge­langt zudem über die Behälterwand in das Innere des Speichers. Über einen zweiten Wärmetauscher entzieht die Wärmepumpe die Energie zum Heizen und zur Trinkwas­sererwärmung. Zu dem Eisspeicher-System von Viessmann beispielsweise gehört ne­ben dem eigentlichen Speicher und einer Vitocal Sole/Wasser-Wärmepumpe noch ein Solar-Luftabsorber zur Anlage. Der unverglaste Absorber sammelt aus der Umgebungs­luft und der Sonneneinstrahlung Wärme. Diese Energie dient primär zur Speicherbela­dung. Wird darüber hinaus Wärme vom Solar-Luftabsorber bereitgestellt, so dient er auch direkt als Energiequelle für die Wärmepumpe. Das Wärmequellenmanagement in der Regelung der Wärmepumpe entscheidet, welche Wärmequelle - Solar-Luftabsor­ber oder Eisspeicher - die jeweils höhere Temperaturpotential aufweist und deshalb genutzt wird.

Kristallisationsenergie zum Heizen nutzen

Reicht die Energiezufuhr aus der Umgebung nicht aus, um den Wärmebedarf zu de­cken, wird dem Wasser im Eisspeicher die Energie nach und nach entzogen und der Speicherinhalt bis zum Gefrierpunkt abgekühlt. Die bei weiterer Wärmeentnahme ent­stehende Vereisung ist gewollt, denn der Phasenwechsel von Wasser zu Eis bringt ei­nen weiteren Energiegewinn - deshalb der Name Eisspeicher. Beim Vereisungsprozess werden 93 Wh/(kg•K) Kristallisationsenergie von der Wärmepumpe entzogen und zum Heizen genutzt. Der zusätzliche Energiegewinn entspricht bei einem Speicherinhalt von 10 m³ dem Energieinhalt von ca. 100 Litern Heizöl.

Mit steigenden Temperaturen und zunehmender Sonneneinstrahlung erfolgt die Rege­neration des Eisspeichers. Damit steht der Wasserinhalt des Eisspeichers nahezu un­begrenzt als Wärmequelle zur Verfügung.

Gebäudekühlung mit „natural cooling“

Der Eisspeicher kann bei entsprechender Dimensionierung an heißen Sommertagen die Wärme aus dem Gebäude aufnehmen und so zur Kühlung der Räume beitragen. Dazu muss im Falle von Viessmann die Sole/Wasser-Wärmepumpe mit der „natural cooling“-Zusatzbox ausgestattet werden. Sie sorgt dafür, dass die Wärme aus den Räumen über das (Flächen)Heizsystem abgeführt wird und in den Eisspeicher gelangt. Dort kann sie dann für die spätere Nutzung als Wärmequelle bevorratet werden.

Systempakete für die einfache Installation

Für die schnelle Realisierung von Wärmepumpenanlagen bietet Viessmann vorkonfek­tionierte Systempakete für Gebäude mit Heizlasten zwischen 6 bis 17 Kilowatt. Damit reduziert sich der Planungsaufwand und vereinfacht sich die Bestellung der Kompo­nenten. Die Pakete beinhalten ...

• den Eisspeicher mit eingebauten Wärmeübertragern,
• die Solar-Luftabsorber mit einem Montagesystem für die üblichen Bedachungs­systeme und
• das erforderliche Wärmeträgermedium für den Primärkreis.

Für größere Objekte mit höherem Wärmebedarf ist eine projektbezogene Auslegung des Eisspeichers und der Solar-Luftabsorber erforderlich. Viessmann bietet hierbei entsprechende Planungs-Unterstützung an.

Weitere Informationen zu Eisspeichern können per E-Mail an Viessmann angefordert werden.