In Kürze
- Die Eisspeicherheizung kombiniert die Nutzung von Umgebungswärme und Kristallisationswärme, die beim Gefrieren von Wasser entsteht.
- Ein Wärmetauscher entzieht dem Wasser im Eisspeicher Wärmeenergie.
- Gefriert das Wasser, nimmt das System die Kristallisationsenergie auf.
- Eine Eisspeicherheizung kann sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen eingesetzt werden.
Was ist eine Eisspeicherheizung?
Eine Eisspeicherheizung ist ein innovatives Heizungssystem, das ohne fossile Brennstoffe auskommt. Sie nutzt Wärme aus dem Erdreich bzw. der Umgebung und kann zusätzlich beim Gefrieren von Wasser freigesetzte Energie (Kristallisationswärme) in Wärme zum Heizen umwandeln.
Dafür braucht die Eisspeicherheizung eine frostsichere Flüssigkeit sowie eine Wärmepumpe zum Umwandeln der Energie. Mit Wärmetauschern kann das Wasser in der Eisheizung in einem unterirdischen Eisspeicher bei Bedarf gefroren und wieder aufgetaut werden.
Übrigens: Die Eisspeicherheizung wird auch Eisheizung oder Eisspeicher-Wärmepumpensystem genannt.
Eine Eisspeicherheizung ist ein innovatives Heizungssystem, das ohne fossile Brennstoffe auskommt. Sie nutzt Wärme aus dem Erdreich bzw. der Umgebung und kann zusätzlich beim Gefrieren von Wasser freigesetzte Energie (Kristallisationswärme) in Wärme zum Heizen umwandeln.
Dafür braucht die Eisspeicherheizung eine frostsichere Flüssigkeit sowie eine Wärmepumpe zum Umwandeln der Energie. Mit Wärmetauschern kann das Wasser in der Eisheizung in einem unterirdischen Eisspeicher bei Bedarf gefroren und wieder aufgetaut werden.
Übrigens: Die Eisspeicherheizung wird auch Eisheizung oder Eisspeicher-Wärmepumpensystem genannt.
Aufbau einer Eisspeicherheizung
1. Unterirdischer Eisspeicher
Ohne Eisspeicher funktioniert die Eisheizung nicht. Dies ist in der Regel ein unterirdischer Wassertank aus Beton (Zisterne), der je nach Größe unterschiedlich viel Wasser fasst. Dieser liegt wenige Meter unter der Erde.
2. Rohre mit frostsicherer Flüssigkeit
Im Eisspeicher befinden sich neben Wasser als Energielieferant auch mehrere Rohre mit einer frostsicheren Flüssigkeit, der sogenannten Sole. Die Sole nimmt die vorhandene Energie im Wasser und beim Gefrieren des Wassers auf.
3. Entzugswärmetauscher
Im Wassertank liegt außerdem ein Wärmetauscher, der dem Wasser Wärme entzieht und diese an die Wärmepumpe weitergibt. Das grundlegende Prinzip entspricht hierbei dem der Aquathermie.
4. Wärmepumpe
Die dem Wasser entzogene Wärme leitet der Entzugswärmetauscher an die Wärmepumpe weiter. Diese hebt die Wärmepumpe effizient auf ein nutzbares Niveau zum Heizen.
5. Regenerationswärmetauscher
Um das gefrorene Wasser wieder aufzutauen, wird ein Regenerationswärmetauscher benötigt. Dieser nutzt dafür eine externe PV-Anlage, einen Solar-Luftabsorber und/oder die unterirdische Umgebungswärme – ähnlich wie die Erdwärmekollektoren bei der Geothermie.
1. Unterirdischer Eisspeicher
Ohne Eisspeicher funktioniert die Eisheizung nicht. Dies ist in der Regel ein unterirdischer Wassertank aus Beton (Zisterne), der je nach Größe unterschiedlich viel Wasser fasst. Dieser liegt wenige Meter unter der Erde.
2. Rohre mit frostsicherer Flüssigkeit
Im Eisspeicher befinden sich neben Wasser als Energielieferant auch mehrere Rohre mit einer frostsicheren Flüssigkeit, der sogenannten Sole. Die Sole nimmt die vorhandene Energie im Wasser und beim Gefrieren des Wassers auf.
3. Entzugswärmetauscher
Im Wassertank liegt außerdem ein Wärmetauscher, der dem Wasser Wärme entzieht und diese an die Wärmepumpe weitergibt. Das grundlegende Prinzip entspricht hierbei dem der Aquathermie.
4. Wärmepumpe
Die dem Wasser entzogene Wärme leitet der Entzugswärmetauscher an die Wärmepumpe weiter. Diese hebt die Wärmepumpe effizient auf ein nutzbares Niveau zum Heizen.
5. Regenerationswärmetauscher
Um das gefrorene Wasser wieder aufzutauen, wird ein Regenerationswärmetauscher benötigt. Dieser nutzt dafür eine externe PV-Anlage, einen Solar-Luftabsorber und/oder die unterirdische Umgebungswärme – ähnlich wie die Erdwärmekollektoren bei der Geothermie.
Wie funktioniert das Heizen mit Eisspeicherheizung?
Eine Eisheizung nutzt die freiwerdende Energie beim Wechsel des Aggregatzustands von Wasser zu Eis. Die latente Wärme des Wassers wird dabei als Kristallisationswärme gewonnen.
Denn das Gefrieren von Wasser ist ein sogenannter exothermer Prozess, Energie wird abgegeben. Heißt: Während beim Auftauen von Eis Energie benötigt wird, wird beim Gefrieren von Wasser Energie freigesetzt, die genutzt werden kann. Pro Gramm Wasser, das gefriert, sind es etwa 300 Joule Energie, die mithilfe einer Eisspeicherheizung und Wärmepumpe nutzbar gemacht werden können. Anders ausgedrückt: Es wird so viel Energie freigesetzt, wie circa für das Erhitzen von Wasser von Null auf 80 Grad Celsius benötigt wird.
Um eine beliebig häufige Wiederholung des Prozesses zu ermöglichen, muss das Eis wieder aufgetaut werden. Dafür gibt es verschiedene Wege wie die Nutzung der Wärme im Erdreich oder die Verwendung einer Solaranlage. Die Solaranlage unterstützt den Regenerationswärmetauscher beim Auftauen des Eises oder liefert Strom für den Betrieb der Wärmepumpe. Alternativ kann eine Solar-Luftabsorber-Anlage genutzt werden, die sowohl Sonnen- als auch Umgebungsenergie verwendet, um die Effizienz der Anlage zu steigern.
Eine Eisheizung nutzt die freiwerdende Energie beim Wechsel des Aggregatzustands von Wasser zu Eis. Die latente Wärme des Wassers wird dabei als Kristallisationswärme gewonnen.
Denn das Gefrieren von Wasser ist ein sogenannter exothermer Prozess, Energie wird abgegeben. Heißt: Während beim Auftauen von Eis Energie benötigt wird, wird beim Gefrieren von Wasser Energie freigesetzt, die genutzt werden kann. Pro Gramm Wasser, das gefriert, sind es etwa 300 Joule Energie, die mithilfe einer Eisspeicherheizung und Wärmepumpe nutzbar gemacht werden können. Anders ausgedrückt: Es wird so viel Energie freigesetzt, wie circa für das Erhitzen von Wasser von Null auf 80 Grad Celsius benötigt wird.
Um eine beliebig häufige Wiederholung des Prozesses zu ermöglichen, muss das Eis wieder aufgetaut werden. Dafür gibt es verschiedene Wege wie die Nutzung der Wärme im Erdreich oder die Verwendung einer Solaranlage. Die Solaranlage unterstützt den Regenerationswärmetauscher beim Auftauen des Eises oder liefert Strom für den Betrieb der Wärmepumpe. Alternativ kann eine Solar-Luftabsorber-Anlage genutzt werden, die sowohl Sonnen- als auch Umgebungsenergie verwendet, um die Effizienz der Anlage zu steigern.
Vor- und Nachteile der Eisspeicherheizung
Eisspeicherheizung – Vorteile
- Nachhaltiges Heizungssystem mit hoher Versorgungssicherheit
- Verwendet keine fossilen Brennstoffe
- Allgemein niedrige Betriebskosten
- System kann sowohl heizen als auch kühlen
- Die Eisheizung ist weitestgehend wartungsfrei
Eisspeicherheizung – Nachteile
- Der Eisspeicher braucht Platz und muss unterirdisch installiert werden
- Braucht einen großen Planungsaufwand
- Bisher nur vereinzelte Erfahrungswerte aus der Praxis
Eisspeicherheizung – Vorteile
- Nachhaltiges Heizungssystem mit hoher Versorgungssicherheit
- Verwendet keine fossilen Brennstoffe
- Allgemein niedrige Betriebskosten
- System kann sowohl heizen als auch kühlen
- Die Eisheizung ist weitestgehend wartungsfrei
Eisspeicherheizung – Nachteile
- Der Eisspeicher braucht Platz und muss unterirdisch installiert werden
- Braucht einen großen Planungsaufwand
- Bisher nur vereinzelte Erfahrungswerte aus der Praxis
Fazit zur Eisspeicherheizung
Die Eisspeicherheizung ist ein unkonventionelles Heizsystem, das komplett ohne fossile Brennstoffe auskommt, was das System sehr umweltfreundlich macht und eine hohe Versorgungssicherheit garantiert.
Die eher niedrigen Betriebskosten der Eisheizung können die hohen Investitionskosten nicht vollständig ausgleichen, beschleunigen aber die Amortisierung der innovativen Heizung.
Neben den hohen Kosten sind vor allem der hohe Planungsaufwand und der benötigte Platz des Eisspeichers ein Nachteil. Auch wenn es bisher noch wenig Erfahrungswerte zu dem Heizsystem gibt, so könnte die Eisspeicherheizung eine interessante Lösung für experimentierfreudige Unternehmen sein.
Doch auch im Privathaushalt kann die Eisspeicherheizung lohnenswert sein, denn sie heizt nicht nur, sondern kann auch an heißen Sommertagen die Wohnung kühlen. Damit könnten zukünftig Klimaanlagen für die eigenen vier Wände überflüssig werden, wodurch noch mehr Energie gespart werden kann.
Die Eisspeicherheizung ist ein unkonventionelles Heizsystem, das komplett ohne fossile Brennstoffe auskommt, was das System sehr umweltfreundlich macht und eine hohe Versorgungssicherheit garantiert.
Die eher niedrigen Betriebskosten der Eisheizung können die hohen Investitionskosten nicht vollständig ausgleichen, beschleunigen aber die Amortisierung der innovativen Heizung.
Neben den hohen Kosten sind vor allem der hohe Planungsaufwand und der benötigte Platz des Eisspeichers ein Nachteil. Auch wenn es bisher noch wenig Erfahrungswerte zu dem Heizsystem gibt, so könnte die Eisspeicherheizung eine interessante Lösung für experimentierfreudige Unternehmen sein.
Doch auch im Privathaushalt kann die Eisspeicherheizung lohnenswert sein, denn sie heizt nicht nur, sondern kann auch an heißen Sommertagen die Wohnung kühlen. Damit könnten zukünftig Klimaanlagen für die eigenen vier Wände überflüssig werden, wodurch noch mehr Energie gespart werden kann.
Kann eine Eisheizung auch kühlen?
Ja, denn die Technologie der Eisheizung lässt sich umkehren. Somit kann sie zum Kühlen und Heizen eingesetzt werden.
Wie groß muss der Eispeicher einer Eisheizung sein?
Je nach Bedarf variiert die Größe der Eisheizung bzw. des Eisspeichers. Für ein Einfamilienhaus sollte der Eisspeicher eine Größe von etwa 15 Kubikmeter haben.
Was sind die Kosten einer Eisspeicherheizung?
Die Kosten für eine Eisheizung betragen mehrere zehntausend Euro. Trotzdem kann es eine lohnenswerte Investition sein, da sich eine Eisspeicherheizung in der Regel nach etwa 10-15 Jahren amortisiert. Die allgemeinen Betriebskosten liegen langfristig gesehen unter denen von Gas und Öl.
Gibt es für die Eisspeicherheizung eine Förderung?
Für die Eisspeicherheizung selbst gibt es aktuell keine Förderung, jedoch können Sie für die Wärmepumpe und die Solaranlage unter bestimmten Voraussetzungen Fördermittel erhalten.
Für welche Gebäude lohnt sich eine Eisheizung?
Das Eisheizungssystem kann sowohl gewerblich als auch privat für gut gedämmte Neubauten sinnvoll sein. Die Nutzung einer Fußbodenheizung in Kombination mit einem Eisspeicher ist besonders empfehlenswert, da die Fußbodenheizung bereits mit geringen Vorlauftemperaturen effizient arbeiten kann.
Ist für den Eisspeicher eine Genehmigung erforderlich?
Nein, in der Regel braucht es für den Eisspeicher keine tiefen Bohrungen oder Ähnliches, weshalb es für die Installation keine Genehmigung braucht.
Wie sieht es mit der Wartung bei der Eisheizung aus?
Während die Wärmepumpe des Systems regelmäßig gewartet werden sollte, so ist der Eisspeicher der Eisheizung größtenteils wartungsfrei.
* Hinweise zu Diversity
* Wir leben Diversität und heißen alle Menschen willkommen, unabhängig von Herkunft, Geschlecht, Behinderung und Identität. Wir sind davon überzeugt, dass uns Vielfalt bereichert und im gemeinsamen Arbeiten voranbringt. Deshalb haben wir 2017 die Charta der Vielfalt unterzeichnet.