Eisspeicher: Ökonomische und moderne Wärmequelle

Heizen mit Eis? - Ein sogenannter Eisspeicher versorgt die angeschlossene Wärmepumpe mit der notwendigen Wärme, um eine zuverlässige, umweltschonende und wirtschaftliche Beheizung der Räume zu sichern. Der Einsatzbereich ist vielseitig: Ob Einfamilienhaus oder Gewerbekomplex, Eisspeicher lassen sich in nahezu jeder Größenordnung realisieren. Doch wie funktioniert dies im Detail?

Der Aufbau eines Eisspeichers

Der Eisspeicher ist ein mit Wasser gefüllter Behälter, der unter der Erdoberfläche installiert wird. Der Behälter wird in Beton gegossen, was ihn frostsicher macht. Enthalten ist normales Trinkwasser. Da Brauch- oder Brunnenwasser Schmutzpartikel enthält und zur Algenbildung neigt, dürfen diese Wasserarten nicht für den Speicher verwendet werden. Der Eisspeicher bevorratet nutzbare Energie für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe und gehört damit zur Heizungsanlage eines Gebäudes. Damit das funktioniert, sind beide Geräte über ein System aus Rohrleitungen und einen Wärmeübertrager miteinander verbunden.  

Herzstück dieser Anlage sind Wärmetauscher: Entzugswärmetauscher und Regenerationswärmetauscher. Mit Hilfe des Entzugswärmetauschers wird dem Wasser Wärme entzogen bis es gefroren ist. Der Regenerationwärmetauscher hat die Aufgabe, die Wärme dem Wasser wieder zuzuführen und das Eis zum Schmelzen zu bringen.

Der Eisspeicher besitzt keine Dämmung, denn diese ist nicht erforderlich

Des Weiteren besitzt der Eisspeicher einen Überlauf, über den überschüssiges Wasser entweichen kann. Der gesamte Speicher wird - oft nur vier Meter tief - im Erdboden versenkt. Eine solch geringe Tiefe hat den Vorteil, dass tiefe, aufwändige Bohrungen oder das Einholen von Genehmigungen entfallen. Der Behälter besitzt keine Dämmung, denn diese ist nicht erforderlich. Der Grund hierfür ist einfach: Bei einem Eisspeicher wird Wärme mit Hilfe von Wasser gespeichert, dessen Temperaturen unterhalb der Umgebungstemperatur liegen. Deshalb geht die Wärme auch ohne die Dämmung nicht verloren.

Modell eines Hauses mit einer Wärmepumpenheizung mit Eisspeicher
Abbildung einer Wärmepumpenheizung mit Eisspeicher (© heizung.de)

Der Eisspeicher nutzt die Kristallisationswärme

Um Wärme zu bevorraten, nutzt der Eisspeicher unter anderem die sogenannte Kristallisationwärme. Diese wird dann freigesetzt, wenn sich der Aggregatzustand eines Stoffes von flüssig nach fest ändert. Die freigegebene Energie ist dabei etwa 80-mal höher, als würde man flüssiges Wasser um ein Grad Celsius abkühlen. Das bedeutet: Fließt die Sole (ein Gemisch aus Wasser und Frostschutz) durch den unterirdischen Betonbehälter, nimmt sie die thermische Energie des Wassers auf und erwärmt sich dabei. Während die Temperatur des Wassers dabei sinkt, setzt allmählich dessen Vereisung ein.

Die Funktionsweise eines Eisspeichers wird dadurch ermöglicht, dass dem Speicher die gespeicherte Energie mittels der Wärmepumpe entzogen wird. Durch diesen Vorgang gefriert das im Energiespeicher enthaltene Wasser. Durchgeführt wird dieser Vorgang über den Entzugswärmetauscher. Der Prozess der Vereisung wird von innen nach außen durchgeführt. Hierdurch wird verhindert, dass während des Vereisungsvorganges der Behälter gesprengt wird.

Eisspeicher wärmen sich immer wieder auf

Heizen mit Eis funktioniert, wenn Hausbesitzer einen Eisspeicher installieren
© fotofabrika / Fotolia

Eisspeicher besitzen die einzigartige Fähigkeit, sich anhand verschiedener Umweltenergien immer wieder neu erwärmen zu können.

Ist das gesamte Wasser vereist, gibt es nur noch wenig Wärme ab. Damit die Anlage kontinuierlich funktioniert, müssen Experten daher auch eine Solaranlage mit dem Eisspeicher installieren. Diese versorgt den Behälter mit kostenfreier Umweltwärme und taut ihn dabei auf. Die Kollektoren sind über einen Wärmeübertrager mit dem unterirdischen Speicher verbunden. In Betrieb sorgt auch hier Sole für den Transport der thermischen Energie. Auch andere Umweltenergien, wie beispielsweise warmer Regen, können für einen Eisspeicher genutzt werden. Ganz gleich, welche Umweltenergie zum Einsatz kommt, stets findet der Vorgang des Wiedererwärmens im Regenerationswärmetauscher statt.

Eisspeicher installieren in drei Schritten

Möchten Hausbesitzer einen Eisspeicher installieren, funktioniert das ganz einfach in drei Schritten. Dabei müssen sie:

  • eine Baugrube ausheben
  • den Speicher einbringen und anschließen
  • Wasser einfüllen und die Anlage in Betrieb nehmen

Bevor ein Experte den Eisspeicher installieren kann, müssen Hausbesitzer eine Grube ausheben lassen. Diese sollte so groß sein, dass der Behälter und alle Anschlüsse ausreichend Platz finden. Um Frostschäden zu vermeiden, kommt es darüber hinaus auch auf einen ausreichenden Abstand zwischen Speicher und Gebäude sowie Leitungen im Erdreich oder anderen Speichern an. Für einen sicheren und geraden Stand sorgen eine 20 Zentimeter starke und verdichtete Kiesschicht sowie ein zehn Zentimeter starkes Sandbett am Boden der Grube. 

Im Anschluss verbindet ein Installateur die integrierten Wärmeübertrager mit den Solarkollektoren und der Wärmepumpe. Für einen störungsfreien Betrieb der Heizung sind alle Leitungen, die in das Gebäude führen, dabei mit einer geringen Steigung zu verlegen. Ein zusätzlicher Notüberlauf lässt überflüssiges Wasser ab und schützt vor Schäden durch Korrosion oder ein zu großes Eisvolumen. Im letzten Schritt sind beide Wärmeübertrager und die angebundenen Rohrsysteme zu spülen und zu befüllen. Die Sole sollte den Frostschutz bis zu einer Temperatur von mindestens Minus 15 Grad Celsius gewährleisten. Daraufhin füllen Experten den Behälter mit Erde an und mit Wasser auf. 

Wie Sie die passende Eisspeichergröße für ihren Zweck finden, erfahren sie im Beitrag: "Die richtige Eisspeichergröße berechnen".

Eisspeicher auch zum Kühlen geeignet

Indem das Eis schmilzt, wird dem Wasser erneut Energie zugeführt, welche sich anschließend wieder durch die Wärmepumpe aufnehmen lässt, um dann in Heizwärme umgewandelt zu werden. Sollen die Wohnräume im Sommer gekühlt werden, dann lässt sich dies durch die Funktionsweise des Eisspeicher ebenfalls relativ einfach bewerkstelligen. Hierzu gibt das Heizungswasser, das durch die Fußbodenheizung im Haus strömt, die dort aufgenommene Wärme einfach an den Wärmespeicher ab. Dieses Prinzip der Kühlung mit der Wärmepumpe wird als natural cooling (natürliches Kühlen) bezeichnet. Das benötigte Wasservolumen hängt natürlich von der Wohnungsgröße und von den sonstigen Anforderungen ab. Solange das Wasser in ausreichender Menge vorhanden ist, gibt es für einen Eisspeicher so gut wie keine Einsatzgrenzen.

Heizung.de Autor Philipp Hermann
Fazit von Philipp Hermann
Eisspeicher haben verschiedene Vorteile, die eine Nutzung überaus attraktiv machen. So ermöglichen sie es mit der Solarenergie, der Außenluft und der Geothermie gleich mehrere einfach zu erschließende Wärmequellen zu nutzen. Außerdem kann der Eisspeicher relativ einfach installiert werden, da in der Regel keine tiefen Bohrungen und Genehmigungen erforderlich sind. Ein weiterer Vorteil des Eisspeichers ist, dass er auch bei alten Gebäuden zum Einsatz kommen kann, wenn für den Speicher genug Platz vorhanden ist. 
Beratung durch Ihren Heizungsinstallateur vor Ort

Sie benötigen eine individuelle Beratung oder ein Angebot für Ihre neue Heizung?

news-icon
Neueste Artikel
Wärmepumpe
Artikelbewertung
news-icon
Neueste Artikel