Eisspeichersysteme & Energiezäune
Eisspeicher
Eine Eisspeicherheizung besteht aus dem Eisspeicher (eine Zisterne aus Beton oder
Kunststoff die in das Erdreich gesetzt wird), einer Wärmepumpe und einer
zusätzlichen Wärmequelle z.B. durch Umweltwärme (Erdwärme, Regen,
Sonneneinstrahlung). Im Eisspeicher befinden sich Spiralen aus Kunststoffrohren, in
denen sich ein Wasser-Frostschutz-Gemisch befindet. Die Spiralen teilen sich in
einen Entzugs- und einen Regenerationswärmetauscher auf. Nach der Installation
aller Komponenten wird der Eisspeicher mit Wasser gefüllt. Das Wasser dient als
Wärmequelle.
Funktionsprinzip des Eisspeichers
In der Heizsaison entnimmt der Entzugswärmetauscher dem Wasser die Energie
(Wärme). Die Wärme wird zur Wärmepumpe transportiert, wo Sie auf ein höheres
Temperaturniveau gebracht wird (LINK für Funktionsweise der Wärmepumpe). Dem
Wasser wird so viel Wärme entzogen, bis es gefriert. Die Entzugswärmetauscher
sind so angeordnet, dass die Vereisung von innen nach außen erfolgt. Dadurch
werden Schäden am Eisspeicher vermieden. Am Ende der Heizperiode sollte die gesamte Wassermenge zu Eis erstarrt sein.
In der Sommerzeit wird der Prozess umgekehrt. Der Entzugswärmetauscher
entnimmt dem Eisspeicher die Energie (Kälte), um das Gebäude zu kühlen. Dadurch
wird das Eis geschmolzen. Nach der Kühlzeit sollte das Wasser im Eisspeicher
vollständig aufgetaut sein. Daher ist es auch von Vorteil, dass der Eisspeicher im
Boden verbaut ist. Wärme wird vom Erdreich kontinuierlich an den Eisspeicher
abgegeben. Eine zusätzliche Möglichkeit das Eis im Eisspeicher wieder zu
schmelzen, ist die Installation von Solar-Luftabsorbern. Ist kein Wärmebedarf im
Gebäude vorhanden, kann der Solar-Luftabsorber dem Eisspeicher mit Wärme
versorgen, um den Schmelzprozess zu beschleunigen.
Kristallisationsenergie macht den Eisspeicher effizient
Zunächst einmal klingt es danach, als wenn man aus einem Eisspeicher nicht viel
Wärme entnehmen kann. Schließlich friert dieser noch in der Heizperiode zu.
Allerdings macht sich eine Eisspeicherheizung ein physikalisches Prinzip zunutze:
Die Kristallisationsenergie (Phasenwechsel von flüssigem Wasser zu festem Eis).
Während des Phasenwechsels von 0 °C kaltem Wasser, zu 0 °C kaltem Eis bleibt die
Temperatur konstant. Dieser Vorgang wird Erstarren genannt. Während des
Erstarrungsvorgangs wird die gleiche Menge an Energie freigesetzt die notwendig ist,
um 0 °C kaltes Wasser auf 80 °C zu erhitzen. Diese Energie wird dem
Entzugswärmetauscher zugeführt und an die Wärmepumpe abgegeben. Ohne
dieses physikalische Prinzip müsste ein Eisspeicher um ein Vielfaches größer
ausgelegt werden