Hallo,
Das Heizen mit Eis bzw. mit einem Eisspeicher nutzt die beim Phasenübergang von flüssigem Wasser auf festes Eis frei werdende Kristallisationswärme. Denn immer dann, wenn Wasser gefriert, wird etwa 80 mal mehr Wärme übertragen, als bei der Abkühlung um 1°C.
Um diesen Effekt nutzen zu können, werden im Wesentlichen drei Komponenten benötigt:
- der Eisspeicher selbst
- eine Wärmepumpe
- eine einfache Solaranlage
Der Eisspeicher besteht dabei aus einer unterirdischen Betonzisterne, die mit normalem Leitungswasser gefüllt ist. Im inneren des Speichers befinden sich zwei Rohrschlangen, über die dem Speicher Energie entzogen oder zugeführt wird. In beiden Rohrschlangen zirkuliert Sole, also mit Frostschutzmittel versetztes Wasser.
Die Wärmepumpe gewährleistet den Energieentzug und macht die Wärme aus dem Speicher für die Heizung im Haus nutzbar. Über die erste Rohrschlange zirkuliert dazu Sole mit einer Temperatur von weniger als 0°C zwischen Wärmepumpe und Eisspeicher. Auf Grund des Temperaturunterschieds zwischen Sole und Wasser im Speicher, kann die Sole Energie aufnehmen. Das Wasser im Speicher beginnt dabei zu gefrieren.
**** Die folgenden zwei Absätze beschreiben den Prozess in der Wärmepumpe und können übersprungen werden ****
Im inneren der Wärmepumpe gibt die Sole die aufgenommene Energie wieder frei und kühlt ab. Ein Wärmeübertrager leitet diese freigegebene Wärme an ein Kältemittel, das in der Wärmepumpe zirkuliert. Auf Grund ganz besonderer physikalischer Eigenschaften verdampft das Kältemittel dabei und kann in dieser Form zu einem Verdichter transportiert werden. Mit Hilfe von elektrischer Energie erhöht der den Druck des Kältemitteldampfes, wodurch auch die Temperatur auf ein Niveau steigt, das zur Gebäudebeheizung genutzt werden kann.
Über einen zweiten Wärmeübertrager kann der nun erhitzte Kältemitteldampf seine Energie an den Heizkreislauf abgeben. Da das Kältemittel dabei selbst abkühlt, wird es allmählich auch wieder flüssig. Um das Medium vollständig zu regenerieren, wird der übrige Druck über ein so genanntes Entspannerventil abgebaut. Der Kreislauf innerhalb der Wärmepumpe kann nun von vorn beginnen.
****
Sobald alles Wasser im Eisspeicher gefroren ist, sinkt die Effizienz der Anlage stark ab. Um das zu verhindern, muss das Eis regelmäßig erhitzt und wieder getaut werden.
Diese Funktion übernimmt eine einfache Solaranlage. Über Absorbermatten, bekannt aus der Schwimmbadtechnik, oder günstige Kollektoren, nimmt die Anlage die kostenlose Energie der Sonne auf und schickt sie über die zweite Rohrschlange in den Speicher. Neben der Sonne gibt auch die Umweltenergie der Erde rings um den Speicher wärme ab, die zur Enteisung verwendet wird.
Weitere Informationen zum Thema, zusammen mit einigen Skizzen und Schemen der Eisspaicher-Heizung, finden Sie hier: https://www.eccuro.com/artikel/196-waerme-aus-dem-eis-heizen-mit-eisspeicher
Viele Grüße!
Alexander Rosenkranz