Eisspeicher für Wärmepumpen: Umweltfreundlich Heizen und Kühlen

Was ist ein Eisspeicher?

Ein Eisspeicher ist eine Form von Energiespeichersystem, das hauptsächlich in Verbindung mit Wärmepumpen verwendet wird, um Gebäude zu heizen und zu kühlen.

Eine Eisspeicherheizung setzt sich aus einem Eisspeicher und einer Erdwärmepumpe – auch Sole-Wasser-Wärmepumpe genannt – zusammen und nutzt die Eigenschaften von Wasser, das beim Gefrieren Energie speichert und diese beim Schmelzen wieder freisetzt. Die Hauptwärmequelle ist dabei der Eisspeicher. Systeme, die auf dieser Technologie basieren, werden als Eis-Energiespeicher-Systeme bezeichnet und sind besonders in Gebäuden mit hohem Bedarf an Wärme und/oder Kühlung gefragt.

Wie funktioniert ein Eisspeicher?

Eine Eisspeicherheizung umfasst eine unterirdische Zisterne, eine Wärmepumpe und je nach Modell verschiedene Sonden.

In der Zisterne sind zahlreiche kleine Leitungen integriert, durch die eine frostbeständige Flüssigkeit – die Sole – zirkuliert. Dieses System enthält einen Entzugswärmetauscher sowie einen Regenerationswärmetauscher, die in einer spiralförmigen Struktur angeordnet sind. Als Medium, das die Wärme oder Kälte aufnimmt, wird Wasser in die Zisterne eingeleitet.

Wenn der Eisspeicher aktiviert wird, entzieht der Entzugswärmetauscher dem Wasser Wärme, was zur stetigen Abnahme der Temperatur und schließlich zum Gefrieren des Wassers führt. Im Gegenzug fügt der Regenerationswärmetauscher Wärme hinzu, die er von einer Erdsonde oder einem Solar-Luftabsorber bezieht. Da die Betonzisterne nicht isoliert ist, taut das Eiswasser schneller auf, und beim Auftauen wird wiederum Wärmeenergie freigesetzt.

Diese Wärme, zusammen mit der ursprünglich entzogenen Wärme, wird zur Wärmepumpe geleitet, wo sie das Kältemittel verdampfen lässt. Nach der Verdampfung wird das Kältemittel komprimiert, wodurch seine Wärmeenergie erhöht wird. Die so generierte Wärme wird dann über einen weiteren Wärmetauscher entweder zur Raumheizung oder zur Warmwasserbereitung verwendet.

Nachdem das Kältemittel seine Wärme abgegeben hat, zirkuliert es zurück, wird erneut erwärmt, und der Zyklus von Wärmeaufnahme und -abgabe setzt sich fort. Sobald das Wasser in der Zisterne wieder flüssig ist, also regeneriert wurde, kann der Prozess erneut beginnen.

Wann lohnt sich ein Eisspeicher?

Eine Eisspeicherheizung kann sich besonders lohnen, wenn Gebäude einen hohen Heiz- und/oder Kühlbedarf aufweisen, da die gespeicherte Energie im Winter zum Heizen und im Sommer zur Kühlung genutzt werden kann. Durch die Kombination aus Eisspeicher und Wärmepumpe wird der Energiebedarf größtenteils durch kostenfreie Umweltwärme und Kristallisationswärme gedeckt und ist daher besonders bei umweltbewussten Eigentümern beliebt.

Da eine Eisspeicherheizung hauptsächlich auf erneuerbaren Energien basiert, reduzieren Sie außerdem Ihre CO₂-Emissionen und sparen die stetig steigende CO₂-Steuer ein.

Was kostet ein Eisspeicher?

Die Kosten für ein Eisspeichersystem können stark variieren und liegen für alle Komponenten und inklusive Installation bei durchschnittlich 25.000 bis 100.000 €. Im Einzelnen setzen sich die Kosten aus folgenden Komponenten zusammen:

• Eisspeicher: 12.000 € inkl. Installation
• Erdwärmepumpe: ab 40.000 € inkl. Installation (vor Förderung)
• Solar-Luftabsorber: 4.000 bis 6.000 €

Da Eisspeicherheizungen einen relativ komplexen Aufbau haben und unterschiedliche Technik zum Einsatz kommt, sind die Anschaffungskosten höher als bei einer herkömmlichen Wärmepumpe. Allerdings ist es möglich, beim Kauf und Einbau eines Eisspeichers für die damit kombinierte Wärmepumpe einen staatlichen Zuschuss über die Bundesförderung für effiziente Gebäude zu bekommen. Die Förderung für Wärmepumpen liegt bei maximal 80 % und kann die Anschaffungskosten daher erheblich reduzieren.

Wie groß muss ein Eisspeicher für ein Einfamilienhaus sein?

In der Regel liegt das Volumen eines Eisspeichers für ein Einfamilienhaus durchschnittlich zwischen 10 und 20 m³. Für eine Heizleistung bis etwa 13 kW werden üblicherweise Speicher verwendet, die 10 m³ Wasser fassen. Bei Einfamilien- und Mehrfamilienhäusern mit einer Heizlast zwischen 13 und 20 kW empfiehlt sich ein Speichervolumen von 20 m³.

Die Anzahl der erforderlichen Solarkollektoren hängt nicht nur von der Kapazität des Speichers und der Leistungsfähigkeit der Wärmepumpe ab, sondern auch von individuellen Faktoren. Dazu zählen insbesondere der Heizbedarf des Gebäudes, die jeweilige Klimazone, in der das Haus steht, sowie die geplante Nutzungsdauer des Eisspeichers pro Zyklus. Vor allem der energetische Zustand des Gebäudes spielt hierbei eine große Rolle. Gut isolierte Häuser benötigen demnach weniger Energie zum Heizen und können folglich mit einem kleineren Eisspeicher auskommen.

Deswegen passen Experten die Komponenten individuell an, wenn sie die Größe des Eisspeichers für ein Einfamilienhaus festlegen. Ein Fachmann kann eine genaue Berechnung durchführen, indem er den jährlichen Heizenergiebedarf des Hauses analysiert und diesen auf die Effizienz der Wärmepumpe sowie die Kapazität des Eisspeichers abstimmt. Diese Berechnungen helfen dabei, einen Eisspeicher zu dimensionieren, der effizient arbeitet und den Energiebedarf des Hauses deckt, ohne überdimensioniert zu sein.

Es ist daher in jedem Fall empfehlenswert, sich an einen Fachbetrieb zu wenden, der Erfahrung mit der Planung und Installation solcher Systeme hat, um die optimale Größe und Konfiguration für spezifische Bedürfnisse zu ermitteln.

Fazit: Lohnt sich ein Eisspeicher als Heizung?

Wer die höheren Investitionskosten und den höheren Montageaufwand nicht scheut, kann mit der Eisspeicherheizung von einem umweltfreundlichen, im Betrieb kostengünstigen und komfortablen Heizsystem profitieren.

Um zu wissen, ob sich ein Eisspeicher auch für Ihr Haus lohnt, sollten Sie sich am besten ein Angebot von einem Heizungsfachbetrieb geben lassen. Da Eisspeicher keine Standardlösung sind, muss das gesamte System inklusive Wärmepumpen und ggf. auch Solarthermie sowie weiteren Wärmesonden individuell für jedes Hausprojekt geplant werden.

Wesentlich geringer ist der Aufwand, wenn Sie eine moderne Wärmepumpe ohne Eisspeicher installieren lassen. Abhängig vom eingebauten Gerät lässt sich die Pumpe im Sommer auch zum Kühlen nutzen. Weiterhin können Sie die gesamte Förderhöhe von 80 % für das Heizgerät in Anspruch nehmen, ohne zusätzliche Kosten für einen Eisspeicher decken zu müssen.

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