Mit Eis Heizen
Es hört sich zunächst unglaubwürdig an. Doch es funktioniert!
Die Eisspeicher-Technologie bindet fünf regenerative Energiequellen ein und kann somit aus einer Energieeinheit Strom bis zu vier weitere Energieeinheiten gewinnen. Diese hohe Effizienz sowie eine lange Betriebssicherheit und nachhaltige Umweltfreundlichkeit macht es einzigartig am Markt.
Auch in Bezug auf die CO₂-Bilanz kann das System punkten. Während der Heizphase ist Belastung durch Kohlenstoffdioxid nahezu null und während der Kühlung fällt überhaupt keine Emmision an.
Darüber hinaus macht SolarEis unabhängiger von steigenden Energiepreisen und liefert im Sommer Kühlung nahezu kostenfrei. Auch Erdbohrungen sind nicht erforderlich. Daher kann das System auch in Regionen eingesetzt werden, wo Erdbohrungen eine Gefahrenquelle darstellen.
Kristallisationsenergie
Grundlage der Idee des Eisspeichersystems ist das Phänomen der Kristallisationsenergie. Die Wärme (auch Erstarrungswärme genannt) wird freigesetzt, wenn das Wasser seinen Aggregatzustand von flüssig nach fest verändert, also gefriert. Erstarren 126 Liter Wasser zu Eis, wird eine Energiemenge frei, die einem Liter Heizöl entspricht. Nur dass man das Heizöl nicht wieder regenerieren kann – im Gegensatz zum Eisspeichersystem.
Der Clou ist, dass beim Eisspeicher die sogenannte “Latente Wärme” genutzt wird, die bei einem Phasenwechsel freigesetzt wird: Null Grad Celsius flüssiges Wasser gefriert zu Kristallen und wird zu Null Grad Celsius festem Eis; hierbei gibt es Wärme an die Umgebung ab. Diese Kristallisationswärme entspricht derselben Energiemenge, die man verbraucht, wenn man Wasser von Null Grad auf Achtzig Grad Celsius erhitzt.
Energiequellen der Eisspeicher-Heizung
Energiequelle Sonne
Die Kraft der Sonne ist ein wichtiger Energiespender für das Eisspeicher-Prinzip. Während das kalte Wasser zur kostenlosen Kühlung verwendet wird, bringt die dabei zugeführte Wärme die Energie für die kommende Heizperiode ein. Darüber hinaus wird über eine spezielle Kollektoranlage auch in der Übergangszeit und im Winter Sonnenwärme mit höchster Effizienz in den Eisspeicher eingelagert. Der Kreislauf des Energiespeichers ist damit geschlossen.
Energiequelle Eis
Unter normalen Bedingungen verringert sich die Temperatur eines Speichermediums, je mehr Wärme man ihm entzieht. Jedoch: Beim Übergang von Wasser zu Eis bleibt die Temperatur konstant, weil jetzt die im Wasser gespeicherte latente (versteckte Wärme) abgegeben wird. Während das Wasser im unterirdischen Speicher gefriert, nutzt das Eisspeichersystem die frei werdende Energie zum Heizen. In Phasen, in denen nicht geheizt werden muss, dient das Eis als umweltfreundliche Klimaanlage.
Energiequelle Wasser
Wasser ist eines der effizientesten und wirtschaftlichsten Speichermedien überhaupt. Allerdings ist es aufgrund der erforderlichen Isolierung unwirtschaftlich, die im Wasser befindliche Wärmeenergie bei hoher Temperatur zu speichern. Das Eisspeichersystem geht einen anderen Weg: Es lagert Wasser in einem unterirdischen Speicher bei einer Temperatur zwischen 0 und 10 Grad Celsius und nutzt sowohl die zur Verfügung stehende Wärmeenergie als auch die beim Gefrieren entstehende Latentwärme in Verbindung mit einer Wärmepumpe.
Energiequelle Luft
Das Eisspeichersystem nutzt die Wärme der Luft als zusätzliche Energiequelle. Zum Beispiel auch, wenn die Sonne einmal nicht scheint, an einem wolkenverhangenen Tag, wenn es regnet und auch nachts. Um diese Energiequelle zu erschließen wird ein förderungsfähiger kombinierter Solar-Luftabsorber eingesetzt, der auf Ihrem Hausdach oder einer Garage montiert werden kann.
Energiequelle Erde
Die Erde, die den Speicher umgibt, erfüllt für das SolarEis-Prinzip eine weitere wichtige Funktion. Mit ihren über das Jahr nahezu konstanten 8 bis 10 Grad Celsius schützt die Erdwärme den Speicher im Winter nicht nur vor dem Auskühlen, sondern unterstützt den Speicher auch mit der Energie der Erde. Das Eisspeichersystem speichert die Wärme wo es am wirtschaftlichsten ist: Im niederen Temperaturbereich.
Beim Eisspeicher handelt es sich um eine Zisterne, die im Garten vergraben wird. Sie kann mit Leitungswasser oder Regenwasser befüllt werden.
Auf dem Dach des Hauses werden spezielle Solar-Luftabsorber angebracht, die Wärme aus der Umgebungsluft sowie aus der solaren Einstrahlung sammeln und dem Speicher zuführen. Darüber hinaus bezieht der Eisspeicher Wärme direkt aus dem Erdreich.
Wird über die Solar-Luftabsorber nicht genügend Energie bereitgestellt, so entzieht die Wärmepumpe dem in der Zisterne gespeicherten Wasser die zum Heizen und zur Warmwasserbereitung benötigte Energie. Sinkt die Temperatur dabei innerhalb der Zisterne auf den Gefrierpunkt, wird die Vereisung des Wassers zur weiteren Energiegewinnung genutzt – daher der Name Eisspeicher. Beim Übergang von Wasser zu Eis wird genauso viel Kristallisationsenergie frei, wie man für den umgekehrten Prozess – das Auftauen – benötigt. Bei der für Einfamilienhäuser üblichen Größe des Eisspeichers von zehn Kubikmetern Wasserinhalt entspricht das dem Energiegehalt von ca. 120 Litern Heizöl. Während jedoch Heizöl für die Wärmeerzeugung vollständig verbraucht wird, steht der Wasserinhalt des Eisspeichers durch Regeneration mit Energie aus Sonne und Luft nahezu unbegrenzt als Wärmequelle zur Verfügung.
Der Solareisspeicher enthält nur Wasser und ist mit einem Rohrgeflecht aus Wärmetauschern durchsetzt. Er funktioniert ähnlich einem Gefrierschrank: Die Wärme wird dem Wassertank entzogen und mithilfe einer Sorptions-Wärmepumpe auf Heiztemperatur gebracht. Dadurch sinkt die Wassertemperatur im Tank bis 0 ºC, respektive es bildet sich bisweilen Eis. Das hat seine Vorteile: Gefriert Wasser zu Eis, bilden sich Kristalle und setzen eine enorme Wärmeenergie frei. Der Wärmeinhalt entspricht der Energiemenge, die benötigt wird, um Wasser von null auf 80 Grad Celsius aufzuheizen.
Der Tank vereist jedoch nicht vollständig, weil der Wärmeaustausch zwischen Haus und Sonne umkehrbar ist. Der Sonnenkollektor liefert ständig Solarenergie in den Speicher nach, was den Gefriervorgang bis zum Ende der Heizsaison verzögert. In der warmen Saison taut das Wasser im unterirdischen Tank wieder auf und erwärmt sich soweit möglich. Der kühle Tankinhalt lässt sich gleichzeitig zur sommerlichen Gebäudekühlung nutzen. Die solaren Luftkollektoren laden derweil nicht nur den Solareis-Tank auf, sondern erwärmen auch das Brauchwasser.