Die richtige Eisspeicher-Größe berechnen

Funktion der Eisspeicherheizung mit Wärmepumpe

Nur wenige denken an ein und dasselbe System, wenn sie von den Themen Heizung und Eis hören. Doch genau das ist mit einer Sole-Wärmepumpe möglich. Denn diese entzieht flüssigem Wasser so viel Wärme, dass es zu festem Eis erstarrt. Das Besondere daran ist, dass die dabei freiwerdende Energie ungefähr 80-mal höher ist, als würde man warmes Wasser nur um ein Grad Celsius abkühlen.

Die Bestandteile eines Eisspeichersystems

Damit das Heizen mit Eis funktioniert, sind neben Wärmepumpe und Speicher auch Solarkollektoren nötig. Denn während die Wärmepumpenanlage den Speicherinhalt vereist, muss die Solarthermie auf dem Dach genügend Wärme gewinnen, um diesen wieder zu schmelzen. Auf diese Weise gelangt neue Energie in den Behälter und die Heizungsanlage kann kontinuierlich und ohne zusätzliche Wärmeerzeuger arbeiten. Möchten Experten die Eisspeicher-Größe berechnen, sind alle drei Komponenten perfekt aufeinander abzustimmen.

Der Aufbau einer Eisspeicheranlage

Ein Speicher für die Eisheizung besteht aus Beton. Er fasst eine große Menge Wasser und ist mit zwei Wärmeübertragern ausgestattet. Diese funktionieren wie Tauchsieder und führen mit Frostschutz versehenes Wasser (Sole) des Wärmepumpen- und des Solarkreises durch den Behälter. Während sich die Sole der Wärmepumpe dabei erwärmt, gibt die Solarflüssigkeit thermische Energie ab. Wenn Planer die  Eisspeicher-Größe berechnen, müssen sie für ein ausgeglichenes Verhältnis von Energieentnahme und Beladung sorgen. Warum das so ist, erklärt der folgende Abschnitt.  

So lässt sich die Eisspeicher-Größe berechnen

Während Wasser abkühlt, gibt es je Grad Celsius eine Energiemenge von 1,163 Wattstunden pro Kilogramm ab. Erreicht das flüssige Medium jedoch eine Temperatur von null Grad Celsius, steigt der Betrag um den Faktor 80. Und zwar so lange, bis es komplett gefroren ist. Erst dann sinkt die Temperatur weiter und das erstarrte Eis gibt wieder weniger thermische Energie ab. Damit eine Eisspeicherheizung richtig funktioniert, muss der Behälter im Optimalfall also kontinuierlich gefrieren. Ist er hingegen zu kalt, sinkt die Energieausbeute und die Wärmepumpe benötigt mehr Strom zum Heizen. Beim Berechnen der Eisspeicher-Größe kommt es dabei neben dem Behältervolumen vor allem darauf an, die Be- und Entladung im Gleichgewicht zu halten. Dabei steigt die Anzahl der nötigen Solarkollektoren mit der Leistung der Wärmepumpenanlage.

Vorkonfektionierte Systeme für Ein- und Zweifamilienhäuser

In der Praxis kann ein  Installateur  die passende Eisspeicher-Größe berechnen. Unterstützung bekommt er dabei von Herstellern, die in der Regel vorkonfektionierte Systeme anbieten. Bis zu einer Heizleistung von etwa 13 Kilowatt bestehen sie aus einem Speicher für zehn Kubikmeter Wasser. Ein- und Mehrfamilienhäuser mit einer Heizlast von 13 bis 20 Kilowatt sind darüber hinaus mit einem Speichervolumen von 20 Kubikmetern auszustatten. Die Anzahl der passenden Solarkollektoren richtet sich neben der Füllmenge des Behälters und der Entzugsleistung der Wärmepumpe auch nach den örtlichen Gegebenheiten. Aus diesem Grunde legen Experten die Komponenten individuell aus, wenn sie die Eisspeicher-Größe berechnen.

Geht es um die Auslegung für größere Gebäude, unterstützen Simulationsrechnungen den Planungsprozess.

Einsatzgebiete einer modernen Eisspeicherheizung

Die Eisheizung ist eine interessante Alternative zur konventionellen Erdwärmepumpe. Platzsparend und ohne besondere Genehmigung lässt sich der Eisspeicher leicht installieren bzw. vergraben. Die Technik versorgt Ein- und Mehrfamilienhäuser sparsam mit thermischer Energie, wenn diese mit niedrigen Vorlauftemperaturen auskommen. Das ist immer dann der Fall, wenn die Gebäude energiesparend gebaut oder saniert wurden und im besten Falle auch über eine  Flächenheizung  verfügen. Voraussetzung für den reibungslosen Betrieb der Heizung ist jedoch, dass Experten die passende Eisspeicher-Größe berechnen und alle Komponenten optimal aufeinander abstimmen.