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Wie funktioniert eine Eisheizung?

24.06.2016

Eis wärmt das Haus. Dies hört sich erst einmal seltsam an. Wir zeigen wie's funktioniert. Foto: Fotolia

Das Prinzip der Eisheizung ist eine effektive Methode, um auf günstige Weise Energie zu erzeugen. Das Konzept geht auf den Energieerhaltungssatz zurück, nachdem keine Energie verloren geht, wenn ein Medium seinen Aggregatzustand von flüssig nach fest verändert. Mittels Wärmetauschern und Wärmepumpen werden die frei gewordenen Energieeinheiten aufgenommen und weitergeleitet.

Die Technologie ist einfach

Ein in die Erde eingegrabener Behälter wird mit Wasser gefüllt, das als Speicher fungiert. Eine Solaranlage oder Solar-Luft-Kollektoren auf dem Dach heizen das Wasser auf, über die Wärmepumpe wird die Energie zur Verfügung gestellt. Beim Übergang in den entgegengesetzten Aggregatzustand, sprich bei der Vereisung des Wassers im Winter, wird ebenfalls Energie freigesetzt, die nun genutzt werden kann. In dem Fall wird Energie frei, die Wasser, das sich am Gefrierpunkt befindet, auf 80° Celsius aufheizen kann. Die umliegende Erde fungiert als zusätzlicher Speicher.

Wie zu Omas Zeiten: Eiskeller im Garten

Grundlage bildet ein in die Erde eingegrabener Betonspeicher. Dieser Behälter wird mit Trinkwasser befüllt, welches im Verlauf des technologischen Vorganges zu Eis gefriert und wieder auftaut. Brunnen- oder Brauchwasser dürfen jedoch nicht verwendet werden, weil die Gefahr der Beschädigung der Anlage durch Schmutzpartikel und Algenbildung zu groß wäre.

Das Wasser wird beispielsweise durch Solarmodule auf dem Dach erwärmt. In herkömmlichen Solar-Heizungsanlagen wurde das erwärmte Wasser direkt zur Heizungsanlage beziehungsweise zur Brauchwassererwärmung geleitet. In der Eisheizungsanlage erwärmt es das Wasser im unterirdischen Speicher und erhöht damit seine Temperaturdifferenz, aus der der Wärmetauscher seine Abkühlungsenergie bezieht.

Mittlerweile werden diese Solarmodule durch Solar-Luft-Kollektoren zusätzlich ergänzt. Damit reicht nahezu jede Wettersituation aus, um Energie zu erzeugen, die dem Eisspeicher zugeführt wird. Ergänzt wird das System durch eine Wärmepumpe.

Die Technologie der Eisheizung ermöglicht es, diese regenerativ erzeugte Energie jederzeit der Heizungsanlage oder der Brauchwassererwärmung zuzuführen. Heizöl oder Erdgas entfallen somit. Moderne Solareis-Anlagen beinhalten mittlerweile ein gesamtes System aus Wärmetauschern, Solar-Luft-Kollektoren und Hochleistungswärmepumpen.

Solareis kann auch kühlen

Im Sommer wird das Prinzip der Energieerzeugung aus Solareis ins Gegenteil umgekehrt. Dann entzieht das Eis den Räumen die nicht benötigte Wärme und führt sie dem unterirdischen Eisspeicher zur Erwärmung seines Speicherwassers zu. Hier schließt sich der Kreislauf, denn das erwärmte Wasser wird gleichzeitig im Wärmetauscher in Energie zur Erwärmung des Brauchwassers umgewandelt. Abgesehen von den geringen Energiekosten für die Wärmepumpe geschieht die Klimatisierung der Räume somit nahezu zum Nulltarif.

Die Kosten belaufen sich für ein Einfamilienhaus – je nach Größe –  in etwa auf 12.000 bis 20.000 Euro. Plant man die Eisheizung beim Hausbau gleich mit ein, seien die Installationskosten trotz des baulichen Aufwands noch verträglich, sagt Alexander von Rohr, Gründer und Geschäftsführer der Firma isocal aus Friedrichshafen. Sein Unternehmen hat das Eisspeicherkonzept jetzt so weit fortentwickelt, dass es auch nachträglich in Einfamilienhäusern zum Einsatz kommen kann.

Von Rohr ist überzeugt: „Einen Eiskeller zu Hause im Garten zu haben, wie die Generation unserer Großeltern das kannte, kann auf diesem Wege wieder zum Alltag werden und kostengünstig für das richtige Klima sorgen.“ Bei den aktuellen Energiekosten betrage die Amortisationszeit für eine Eisheizung je nach Anschaffungspreis etwa sechs bis zehn Jahre. Durch die Inanspruchnahme von Fördermitteln und bei voraussichtlich steigenden Energiepreisen verkürze sich diese Zeit entsprechend.

Seit Mai 2015 ist eine Förderung im Neubaubereich bis maximal 5000 Euro möglich (4000 Euro Innovationsförderung plus 500 Euro für die Nutzung eines Solarabsorbers als Wärmequelle sowie 500 Euro Lastmanagementbonus beim Einbau eines Puffers).

Der Markt ist momentan noch recht klein. Es gibt Betonspeicher in unterschiedlichen Dimensionen – sowohl für Einfamilienhäuser als auch für große Gewerbeanlagen. Die wohl derzeit kleinste Eisheizung auf dem Markt hat gerade einmal einen 90 mal 90 Zentimeter großen Eisspeicher und passt somit sehr gut in jeden Keller.   

Der Solareis-Speicher wird als Beton-Fertigteil mit einem Lkw angeliefert und per Kran in einem vorbereiteten Erdloch abgesetzt. Diese Aufstellart ist recht platzsparend. Foto: Metternich-Haustechnik
Eine begehbare Behälter-Abdeckung gehört zum Lieferumfang. Foto: Metternich-Haustechnik
Solar-Luftabsorber dienen als Wärmequelle für die Wärmepumpe oder zur Regeneration des Eisspeichers. Foto: Viessmann
Auf dem Entzugswärmetauscher im Speicher hat sich eine Eisschicht gebildet. Foto: Viessmann