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Eisspeicher – innovative Energiequelle
Eine Eisspeicherheizung verbindet die Stärken konventioneller Wärmequellen miteinander. So kann sie nicht nur dem Erdreich Wärme entziehen, sondern auch dem Wasser und der Umgebungsluft. Ihre wichtigste Wärmequelle aber ist der Eisspeicher.
Aufbau und Funktionsweise eines Eisspeichers
Ein Eisspeicher besteht aus einer Zisterne, die komplett unter der Erdoberfläche vergraben wird. Die Zisterne selbst ist meist aus Beton und nicht isoliert. Im Inneren der Zisterne befinden sich große Spiralen aus Leitungen, in denen eine frostsichere Flüssigkeit (Sole) zirkuliert. Diese Spiralen teilen sich in einen Entzugswärmetauscher und einen Regenerationswärmetauscher auf. Sind alle Leitungen sowie Ab- und Zuflüsse installiert, wird die Zisterne mit Wasser gefüllt, das anschließend als Energielieferant dient.
Entzugswärmetauscher gewinnt Wärme aus dem Wasser
Während des Betriebs entzieht der erste Wärmetauscher dem flüssigen Wasser die Energie und leitet sie weiter an die eigentliche Wärmepumpe. Dort findet der Verdichtungsprozess statt, bei dem ein Kältemittel zunächst verdampft und anschließend komprimiert wird. Die dabei entstehende Wärme lässt sich sowohl für die Heizung als auch zur Warmwasserbereitung nutzen. Wie dieser Vorgang im Detail aussieht, erklärt der Abschnitt Funktionsweise der Wärmepumpe.
Indem das Wasser seine Wärme an den Entzugswärmetauscher abgibt, sinkt seine Temperatur und es gefriert allmählich. Damit die Zisterne keine Schäden nimmt, sind die Leitungen so verlegt, dass die Vereisung von innen nach außen erfolgt. Der Regenerationswärmetauscher führt der Zisterne Wärme aus dem Solar-Luftabsorber oder einer anderen Wärmequelle zu.
Durch die fehlende Isolierung um den Betonbehälter erwärmt sich der Eisspeicher durch das umgebende Erdreich und beschleunigt so das Auftauen des Eiswassers. Ist das Wasser wieder flüssig, lässt sich der Kreislauf beliebig oft wiederholen. Neben der Erdwärme verstärken auch andere Umwelteinflüsse wie ein warmer Regen oder Sonneneinstrahlungen diesen Regenerationsprozess.
Solar-Luftabsorber erhöht die Effizienz einer Eisspeicherheizung
Eine weitere Möglichkeit, Wärme aus der Umwelt zu gewinnen, sind sogenannte Solar-Luftabsorber. Diese werden auf dem Dach installiert und nutzen sowohl die Energie aus der Umgebungsluft als auch die der Sonnenstrahlung, um diese anschließend an die Wärmepumpe zu leiten. Ist kein Wärmebedarf vorhanden, beliefern die Solar-Luftabsorber den Eisspeicher mit Wärme und beschleunigen den Regenerationsprozess.
Der Eisspeicher nutzt die Kristallisationsenergie
Das Besondere an einem Eisspeicher ist aber nicht der sich wiederholende Prozess aus Energieabgabe und Regeneration des Energielieferanten, sondern die Nutzung der sogenannten Kristallisationsenergie. Anders ausgedrückt liefert der Eis-Energiespeicher auch dann Energie, wenn das Wasser zu Eis gefriert. Denn beim Wechsel des Aggregatzustands (Phasenwechsel) wird die dieselbe Energiemenge freigesetzt, die benötigt wird, um einen Liter Wasser von 0 auf 80 Grad Celsius zu erwärmen. In der Praxis bedeutet das, dass ein Eisspeicher mit einem Volumen von zehn Kubikmetern die gleiche Energiemenge liefert, wie die Verbrennung von 110 Litern Heizöl.
Eis Energiespeicher als innovative Energiequelle
Eine attraktive Wärmequelle für Sole/Wasser-Wärmepumpen [1] kann mit der Eisspeicherheizung von Viessmann realisiert werden: Ein Erd-Speicherbehälter [2] und ein Solar-Luftabsorber [3] werden als Alternative zu einer Erdwärmesonde eingesetzt, was einerseits Kosten senkt und andererseits genehmigungsfrei umsetzbar ist. Als Wärmequelle dient in diesem Fall gleichzeitig die solare Einstrahlung, die Umgebungsluft und das Erdreich
Daraus resultiert ein umweltfreundliches Kühl- und Heizsystem, das für ein intelligentes Wärmequellenmanagement zwischen Solar-Luftabsorber, Eis Energiespeicher und Wärmepumpe sorgt. Wärme wird entweder direkt dem Gebäude zugeführt oder abhängig von der Wirtschaftlichkeit und Verfügbarkeit zwischengespeichert.
Eisspeicher Heizung für Sole/Wasser-Wärmepumpen
Wärmepumpen gelten heute als moderne, fortschrittliche und kostengünstige Lösung, wenn es um die Erzeugung von Wärme oder auch Kälte für Räumlichkeiten geht. Auf der anderen Seite stellen die dafür notwendigen Bohrungen und Genehmigungen für viele immer noch ein Hindernis in Bezug auf Aufwand und Kosten dar.
Mit einem Eis Energiespeicher können diese beiden Faktoren jetzt elegant umgangen werden, denn weder einer Bohrung noch eine Genehmigung ist notwendig, um diese Anlage zu installieren. Gleichzeitig wird mit diesem System ein noch höherer Nutzwert geschaffen. Schließlich wird zusätzlich zur Erdwärme auch die Energie aus der Sonne, der Umluft und aus dem Wasser genutzt.
So entsteht ein höchst flexibles Zusammenspiel regenerativer Energien für die dauerhaft kostengünstige und umweltfreundliche Erzeugung von Wärme und Kälte.
Die Vorteile der Eis Energiespeicher
- Umgebungsluft, Erdreich und der solare Einstrahlung wird in Kombination als Wärmequelle erschlossen
- Für den Einsatz ist keine Bohrung notwendig und es entsteht kein Umweltrisiko
- Genehmigungsfrei umsetzbar
- Durch den hohen COP-Wert der Wärmepumpen bis 5,0 (B0/W35) nach EN 14511 entstehen nur geringe Betriebskosten
- Das intelligente Wärmequellenmanagement und die Wärmepumpe mit RCD-System (Refrigerant Cyle Diagnostic System) erreicht mit elektronischem Expansionsventil (EEV) eine hohe Effizienz
- In der Wärmepumpe ist eine leicht zu bedienende Vitotronic Regelung integriert
Besonders hervorzuheben ist hierbei die Nutzung der Kristallisationsenergie im Wasser. Beim Phasenübergang zwischen Wasser und Eis wird die gleiche Menge an Energie frei, die zur Erhitzung von Wasser auf 80 Grad benötigt wird. Durch die Nutzung dieses Vorgangs kann eine neue Energiequelle mit enormem Potenzial genutzt werden.
Die einfache Installation und Inbetriebnahme ermöglicht eine schnelle Umsetzung der Anlage. Diese ist für viele Einsatzbereiche geeignet. Erfahren Sie auf diesen Seiten mehr über die neuen Möglichkeiten und die Funktionsweise im Detail. Die Dokumente als Download halten weitere Informationen für Sie bereit. Bei offenen Fragen helfen wir Ihnen gerne weiter.