Energiespeichern – Geheizt wird mit Eis!

Energiespeichern – Geheizt wird mit Eis!
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Heizen - Solarkollektoren nutzen das ganze JahrDie Klimaschutzsiedlung in Köln-Porz macht es vor: Dem Neubau der Wohnsiedlung ging die Auslegung eines ausgeklügelten Energiekonzeptes voran. Unter dem Motto Heizen mit Eis wurde ein Sonnenkollektor, eine Wärmepumpe, ein Lüftungskonzept mit kontrollierter Be- und Entlüftung inklusive Wärmerückgewinnung sowie ein Eis-Energiespeicher miteinander verbunden. Heizenergie wird so vom Sommer bis in den Winter getragen.

„Kann man wirklich mit Eis Heizenergie erzeugen?“

Über den Sonnenkollektor wird Wärme im Sommer hauptsächlich zur Warmwasserbereitung genutzt. Die überschüssigen Energiegewinne werden in den unterirdischen Speicher eingelagert und können in der Übergangszeit zwischen Sommer und Winter genutzt werden.

Im Winter kann der Speicher dann folgendermaßen genutzt werden:

Das eingelagert Wasser, auf niedrigem Temperaturniveau von ca. 8 – 10 °C, wird weiter abgekühlt bis das Wasser zu Eis kristallisiert. Die so entzogene Wärme wird dabei jedoch genutzt, um die Wohnungen zu beheizen.
Wieso hat das Wasser vorher aber eine Temperatur von ca. 8 – 10 °C? Im Herbst wird das vorher sehr heiß eingespeicherte Wasser genutzt um die Wohnungen zu heizen. Irgendwann ist die Wärme aufgebraucht und das Wasser wird mit Umgebungstemperatur zurück in den Speicher geführt. Im Winter leistet der Sonnenkollektor nicht ausreichend Energie zum Aufheizen des Wassers. Da der Energiespeicher aber unterirdisch liegt, kann die „Erdwärme“ genutzt werden. Hier herrschen permanent, unabhängig von Jahreszeit, ca. 8 – 10 °C Temperaturniveau vor.

Wie kann bei der Abkühlung von Wasser zu Eis, Wärme entstehen?

Energiespeicher, die den Phasenübergang von flüssig zu fest und andersherum nutzen, werden Latentwärmespeicher genannt. Der wohl bekannteste Latentwärmespeicher ist dabei das Heizwärmekissen. Durch das „Knacken“ des Metallplättchens, kristallisiert das vorher flüssige Medium und Wärme wird freigesetzt. Der Ausdruck „latent“ steht dabei für die im System gespeicherte Wärme.

In Verbindung mit der Wärmepumpe kann der Eisspeicher in der Klimasiedlung Köln-Porz zur Beheizung des Wohnraumes im Winter genutzt werden. Dies funktioniert folgendermaßen:
Die Wärmepumpe funktioniert quasi wie ein umgekehrter Kühlschrank. Ein Wärmeträgermedium wird soweit entspannt, dass das Temperaturniveau unter der Wassertemperatur im Eisspeicher liegt. Das Wärmeträgermedium bleibt dabei flüssig, da es anders als Wasser nicht bei 0°C gefriert. Über einen Wärmeüberträger wird dem Wasser des Eisspeichers dann Wärme entzogen, bis dieses zu Eis kristallisiert. Die Wärme wir auf das Wärmeträgermedium der Wärmepumpe übertragen. Im Anschluss wird das Wärmeträgermedium wieder verdichtet und erwärmt sich dabei soweit, dass es zum Beheizen der Wohnräume genutzt werden kann. Für die Wärmepumpe ist an dieser Stelle lediglich der Energieverbrauch für die Verdichtung in Form von Strom aufzubringen.

Weiterer Vorteil dieses Energiesystems: Das entstehende Eis im Energiespeicher kann im Sommer zur Kühlung der Wohnungen genutzt werden. Somit liefert der Eisspeicher im Winter Wärme zum Heizen (Heizenergie) und im Sommer Kälte zum Kühlen.

„Wenn das nicht mal ein gutes Beispiel für Energieeffizienz ist!“

Pascal von energieheld

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Stephan Günther

"Für eine erfolgreiche Energie- und Wärmewende ist eine realistische und unabhängige Informationsbereitstellung wichtig. Bei Energieheld ist dies unser tägliches Bestreben."