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Heizen mit Eis klingt komplizierter als es tatsächlich ist, einige Naturgesetze spielen dabei eine wichtige Rolle. 1 Liter Wasser um 1°C zu verändern ist 1 kcal, oder mit heutigen Werten 1,163 W. Es ist immer der gleiche Wert von 95° bis 0°C.

Wenn wir aber von 0°C auf -1°C abkühlen wird das Wasser gefrieren (bei normalem Luftdruck). Die Änderung des Aggregatzustands vom Wasser zu Eis benötigt die 80 fache Menge. Diesen Effekt nennt man Erstarrungswärme oder Kristallisationswärme. In einer Eisheizung wird diese Erstarrungswärme als Energiespeicher genutzt.

Beispiel:
Tatsächlich ist es die gleiche Leistung 1 Liter Wasser von 10° auf 90°C zu erwärmen, wie 1Liter kaltes Wasser mit 0°C nur um ein Kelvin zu verändern und zu Eis zu gefrieren. Baut man dazwischen eine Wärmepumpe die genau auf diese Temperaturen ausgerichtet ist, schon ist das Prinzip einer Eisheizung erklärt.

Von der Energienutzung hat ein Eisspeicherbecken mit 10m³ Wasser also eine Speichervolumen (theoretisch):

10.000 l x 80 x 1.163 = 930400W/h ~ ~ 930kW/h

von der 80 fachen Menge (800m³ oder 800 000 Liter)

Außerdem kommt die Entzugswärme von Rohrleitungen und dem Eisspeicher noch dazu! Wir entziehen einem Speicher die Kristallisationswärme, natürlich geht das nur über eine beschränkte Zeit, dann müssen wir diesem Eisspeicher wieder Energie zuführen.

Dafür gibt es die unterschiedlichsten Möglichkeiten, die üblichste ist die Solarthermie, aber auch Regenwasser, Quellen oder Abwärme aus Fertigungsbetrieben, selbst Abwasser wäre eine denkbare Lösung. Eine geringe aber gleichmäßige Wärme kann so genutzt werden!

So können bei diesen Anlagen verhältnismäßig hohe Energieleistungen abgerufen werden, die über eine längere Zeit wieder bereitgestellt wird.

Für die Gesamtanlage ist es wichtig, dass die Eisstärke und somit die noch abrufbare Energie zum Heizen ständig ermittelt wird. Etwas an Reserven sollte immer bereit stehen, auch nach der Heizsaison im April können noch kalte Tage kommen.

Wenn das Eiswasser im Sommer zur Gebäudekühlung verwendet wird, ist mit der Wärmezuführung erst im August zu beginnen. Es ist auch sehr wichtig, die Wassertemperatur im Eisspeicher nur auf handwarme Temperaturen zu erwärmen. Verluste durch Abstrahlung im Erdreich wäre das kleinere Problem, vielmehr ist der Start der Wärmepumpe nur bis maximal 20°C sinnvoll. Bei höherer Temperatur auf der Entzugsseite steigt der Druck in der Wärmepumpe über einen kritischen Wert!

Die geltenden Richtlinien für Wärmepumpen, gelten auch bei diesem System, die Wärmetauscher auf beiden Seiten, im Eisspeicher und in der Haustechnik müssen angemessen ausgelegt sein. Die Eisbildung erfolgt immer von der Mitte nach außen, die Erwärmung von außen nach innen.

Ein Eisspeicher wird immer in Verbindung mit einer Wärmepumpe benutzt

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