Das Eis macht heiß

Mit der Kombination von Luftabsorber, Wärmepumpe und Eisspeicher bietet Viessmann jetzt eine neue Möglichkeit, Wärme aus der Umgebungsluft, dem Erdreich und der solaren Einstrahlung zu nutzen. Und das genehmigungsfrei.


Oben: Geöffneter Eisspeicher für die Wärmepumpenanlage eines Einfamilienhauses.

Unten: Prinzipieller Aufbau einer Wärmepumpenanlage mit Eisspeicher und Solar-Luftabsorber.

Das Eisspeichersystem macht die drei Wärmequellen Luft, Erde und Sonneneinstrahlung gleichzeitig verfügbar. Der einer Regenwasserzisterne ähnelnde Betonbehälter wird dazu mit unbehandeltem Leitungswasser gefüllt und direkt unterhalb der Erdoberfläche vergraben. Da keine tiefen Bohrungen für Erdwärmesonden gesetzt werden müssen und das Leitungswasser für das Grundwasser völlig unbedenklich ist, kann der Eisspeicher ohne behördliche Genehmigung betrieben werden.

Ein Wärmetauscher aus Kunststoffrohr überträgt Wärme aus der Außenluft und solare Strahlungswärme auf den Speicherinhalt. Erdwärme gelangt über die Behälterwand in das Innere. Über einen zweiten Wärmeübertrager bezieht die Wärmepumpe die Energie zum Heizen und zur Trinkwassererwärmung.

Optimale Wärmequellenmanagement

Neben dem Eisspeicher und einer Sole/Wasser-Wärmepumpe der Vitocal 300er Reihe gehört noch ein Solar-Luftabsorber zur Anlage. Der unverglaste Absorber sammelt aus der Umgebungsluft und der Sonneneinstrahlung Wärme. Diese Energie wird bevorzugt der Wärmepumpe direkt zugeführt. Gibt es über den aktuellen Bedarf hinaus Energie, so wird sie im Eisspeicher gelagert. Steht bei bedecktem Himmel und niedrigen Außenlufttemperaturen nicht genügend Energie zur Verfügung, nutzt die Wärmepumpe die dort gespeicherte Wärme. Ein intelligentes Wärmequellenmanagement entscheidet, welche Wärmequelle – Solar-Luftabsorber oder Eisspeicher – die jeweils höhere Temperatur aufweist und deshalb genutzt wird. So werden hohe Jahresarbeitszahlen erzielt.

Kristallisationsenergie zum Heizen nutzen

Reicht die Energiezufuhr aus der Umgebung nicht aus, um den Wärmebedarf zu decken, wird dem Speicherinhalt die Energie von der Wärmepumpe nach und nach entzogen und das Wasser bis auf 0 Grad Celsius abgekühlt. Der bei weiterer Wärmeentnahme entstehende Vereisungsprozess ist gewollt, denn der Phasenwechsel von Wasser zu Eis bringt einen weiteren Energiegewinn. Hierbei werden weitere 93 Wh/(kg K) Kristallisationsenergie frei, die von der Wärmepumpe genutzt werden können. Das ist die gleiche Energiemenge, die frei wird, wenn eine gleich große Wassermenge von 80 auf 0 Grad Celsius abgekühlt wird.

Auch bei vereistem Speicherinhalt, niedrigen Außenlufttemperaturen und geringer Sonneneinstrahlung strömt immer noch genügend Wärme aus dem umgebenden Erdreich nach, die von der Wärmepumpe zum Heizen genutzt werden kann. Mit steigenden Temperaturen und zunehmender Sonneneinstrahlung erfolgt die Regeneration des Eisspeichers überwiegend über den Solar-Luftabsorber.

Paketlösungen für die einfache Installation

Als einziger Wärmepumpen-Hersteller bietet Viessmann das innovative Eisspeicher-System an. Derzeit sind für Häuser mit einer maximalen Heizlast von 20 Kilowatt verschiedene standardisierte Systempakete verfügbar, die Planung und Bestellung der Komponenten deutlich erleichtern. Die Pakete beinhalten den Eisspeicher mit eingebauten Wärmeübertragern, die Solar-Luftabsorber mit einem Montagesystem für Hausdächer und das erforderliche Wärmeträgermedium für den Primärkreis.

Der Fachhandwerker benötigt für die Installation keine spezielle Qualifikation. Zu berücksichtigen sind im Allgemeinen lediglich die folgenden Punkte:

• Der für den Speicher auszuhebende Schacht sollte mindestens einen Durchmesser von drei und eine Tiefe von etwa 3,7 Metern haben.

• Der Solar-Luftabsorber wird nach den gleichen technischen Regeln montiert und an den Eisspeicher angeschlossen wie die Flachkollektoren einer üblichen Solaranlage.

• Die Rohrleitungen für den Primärkreislauf der Wärmepumpe und den Solar-Luftabsorber-Kreis sind diffusionsdicht zu isolieren.

• Der Solar-Luftabsorber-Kreis wird mit dem mitgelieferten Wasser-Glykol-Gemisch befüllt und anschließend entlüftet.

• Die Regelung der Vitocal Sole/Wasser-Wärmepumpe ist für den Betrieb mit dem Eisspeicher entsprechend zu parametrieren. Entsprechende Parameterlisten für verschiedene Anlagenkonfigurationen hält der Viessmann Schemenbrowser bereit.

Für größere Objekte mit höherem Wärmebedarf ist eine projektbezogene Auslegung des Eisspeichers und der Solar-Luftabsorber erforderlich. Der Hersteller bietet hierbei entsprechende Unterstützung an. 

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