Heizen mit Eis, serienreif!

Der Eisspeicher ist eine neue Wärmequelle für Sole-/Wasser-Wärmepumpen, die im Gegensatz zu Erdwärmesonden keine behördliche Genehmigung erfordert. Der Eisspeicher ermöglicht 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 natürlich auch gekühlt werden. Die „Kälte“ fällt als eine Art „natürliches Abfallprodukt“ in der Regenerationsphase des Eisspeichers an. Das serienreife System von Viessmann, das ganz normal über die Preisliste bestellt werden kann, macht Wärme aus der Umgebungsluft, dem Erdreich und der solaren Einstrahlung gleichzeitig nutzbar. Der Speicherbehälter wird dazu mit normalem Leitungswasser gefüllt und im Erdreich, direkt unterhalb der Oberfläche, eingegraben. 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. Der für den Speicher auszuhebende Schacht sollte mindestens einen Durchmesser von drei Metern und eine Tiefe von 3,7 Metern haben.

Einfacher Aufbau
Ein Wärmetauscher aus Kunststoffrohr überträgt Wärme aus der Außenluft und solare Strahlungswärme auf den Speicherinhalt. Über die Behälterwand gelangt Erdwärme in das Innere. Über einen zweiten Wärmetauscher entzieht die Wärmepumpe die Energie zum Heizen und zur Trinkwassererwärmung. Neben dem Eisspeicher und einer Vitocal Sole-/Wasser-Wärmepumpe gehört noch en Solar-Luftabsorber zur Anlage. Der unverglaste Absorber sammelt aus der Umgebungsluft und der Sonneneinstrahlung Wärme. Diese Energie dient primär der Speicherbeladung. Wird darüber hinaus Wärme vom Solar-Luftabsorber bereitgestellt, so dient er auch direkt als Energiequelle für die Wärmepumpe. Der Solar-Luftabsorber wird nach den gleichen technischen Regeln montiert und an den Eisspeicher angeschlossen wie die Flachkollektoren einer üblichen Solaranlage. Die Rohrleitungen für den Primärkreislauf der Wärmepumpe und den Solar-Luftabsorber-Kreis sind diffusionsdicht zu isolieren. Der Solar-Luftabsorber-Kreis wird mit dem mitgelieferten Wasser-Glykol-Gemisch befüllt und anschließend entlüftet. Das intelligente Wärmequellenmanagement in der Regelung der Vitocal Wärmepumpe entscheidet, welche Wärmequelle – also Solar-Luftabsorber oder Eisspeicher – die jeweils höchste Temperatur aufweist und deshalb genutzt wird. So werden hohe Jahresarbeitszahlen erzielt.

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

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 die Vitocal-Wärmepumpe lediglich mit der „natural cooling“-Zusatzbox ausgestattet werden. Sie sorgt dafür, dass die Wärme aus den Räumen über das Heizungssystem abgeführt wird und in den Speicher gelangt. Dort kann sie dann für die spätere Nutzung als Wärmequelle bevorratet werden. 

Systempakete für einfache Installation
Für die schnelle Realisierung von Wärmepumpenanlagen bietet Viessmann vorkonfektionierte Systempakete für Gebäude mit Heizlasten von 6 bis 17 KW. Damit reduziert sich der Planungsaufwand auf ein Minimum und vereinfacht die Bestellung von Komponenten. Die Pakete beinhalten den Eisspeicher mit eingebauten Wärmeüberträgern, die Solar-Luftabsorber mit einem Montagesystem für die üblichen Bedachungssysteme sowie 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 Planungsunterstützung an.