Wärme und Kälte aus dem Eisspeicher
In einem Einfamilienhaus in Dornach wurde 2022 erstmals ein standardisiertes Eisspeicher-Heizsystem installiert. Es liefert nicht nur zuverlässig Heizwärme, sondern kann das Haus im Sommer auch kühlen.
Als sich Reto Schmid an die Planung seines neuen Eigenheims in Dornach machte, hatte er als Architekt keineswegs nur Ideen für Konstruktion und Gestaltung im Kopf. Ebenso wichtig war ihm ein technischer Aspekt: Er wollte einen Eisspeicher für die Wärmeversorgung des Gebäudes installieren lassen. «Ich hatte mich seit einigen Jahren beruflich damit beschäftigt und war fasziniert vom Konzept», erklärt Schmid. Dazu kam, dass Viessmann just zu jener Zeit ein standardisiertes Eisspeichersystem für Einfamilienhäuser auf den Markt brachte – ein Novum in der Schweiz. «Das standardisierte Gesamtpaket war für mich ein entscheidendes Kriterium, denn ich wollte keine zusammengebastelte Lösung mit Komponenten unterschiedlicher Anbieter», verdeutlicht Schmid.
Beim Gefrieren entsteht Wärme
Doch wie funktioniert ein solcher Eisspeicher überhaupt? Er besteht in der vorliegenden Ausführung aus drei Komponenten. Die erste ist ein vorgefertigter Tank, der im Garten eingegraben und mit normalem Leitungswasser gefüllt wird. Im Tankinneren sind mit einem Glykolgemisch gefüllte Rohre spiralförmig angebracht. Darüber kann der Behälter thermische Energie abgeben oder aufnehmen. Die zweite Komponente ist ein oder sogenannter Energiezaun, der an der Oberfläche aufgestellt wird. Dabei handelt es sich um Aluminiumrohre, in denen ein Glykolgemisch als Trägermedium zirkuliert. Der Energiezaun funktioniert ähnlich wie eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, kann aber nebst der Wärme aus der Umgebungsluft auch thermische Energie aus der solaren Einstrahlung aufnehmen.
Die dritte Komponente des Systems ist eine Wärmepumpe, welche die erforderlichen Vorlauftemperaturen zum Heizen erzeugt. Im Normalbetrieb nutzt sie als Energiequelle die Wärme aus dem Energiezaun. Bei Aussentemperaturen unter dem Gefrierpunkt sinkt die Effizienz der Wärmepumpe. Ab –7 °C schaltet das System deshalb automatisch auf den Eisspeicher als Energiequelle um. Dem Wasser darin wird über die mit dem Glykolgemisch gefüllten Rohre so lange Wärme entzogen, bis es zu gefrieren beginnt. Bei diesem als Phasenwechsel bezeichneten Vorgang wird viel Wärme freigesetzt, die sich als Energiequelle für die Wärmepumpe verwenden lässt. Zum Vergleich: Beim Gefrieren entsteht gleich viel Energie, wie für das Erwärmen von 0 auf 100 °C nötig ist.
Umweltschonend kühlen
Das im Speicher entstandene Eis lässt sich sporadisch wieder auftauen, indem vom Energiezaun aufgenommene Wärme zugeführt wird. Alternativ kann man es an heissen Sommertagen zum Kühlen nutzen. Dazu wird Wasser durch die Leitungen der Fussbodenheizung gepumpt, wobei es Wärme aufnimmt und diese anschliessend an den Eisspeicher abgibt. Dadurch taut das Eis im Speicher langsam auf und dieser wird mit thermischer Energie aufgeladen, während die Raumtemperatur im Haus um 2 bis 3 °C sinkt. So kann der Eisspeicher mit wenig Energieaufwand das Gebäude kühlen.
Im Winter ist es stets angenehm warm und im Sommer kann das Haus dank des Eisspeichers gekühlt werden.
Jederzeit angenehme Temperaturen
Von diesen Vorteilen war auch Reto Schmid überzeugt, sodass er das Eisspeicher-System im Herbst 2022 installieren liess. Für Viessmann und den Installateur, die Firma Rosenmund Haustechnik AG aus Basel, war die Planung und Realisierung des Eisspeichersystems ebenfalls eine Premiere. «Nach der Inbetriebnahme waren noch einige Nachjustierungen nötig», erzählt Schmid. «Diese waren jedoch im üblichen Bereich, was mich angesichts des Pioniercharakters des Projekts sehr positiv überrascht hat.» Der Bauherr zeigt sich denn auch zufrieden mit seiner innovativen Heizlösung. Bisher funktionierte die Anlage jederzeit, im Haus war es im Winter stets warm genug und im Sommer konnte dank des Eisspeichers bei Bedarf gekühlt werden. So profitieren Schmid und seine Frau ganzjährig von angenehmen Raumtemperaturen.
Autor: Remo Bürgi
Vitoset Eis-Energiespeichersystem
Viessmann bietet als Wärmepumpen-Hersteller das innovative Vitoset Eis-Energiespeichersystem exklusiv an. Derzeit sind verschiedene standardisierte Systempakete verfügbar, was die Planung und Bestellung der Komponenten deutlich erleichtert. Die Pakete beinhalten nebst einer Wärmepumpe die Eis-Energiespeicher mit eingebauten Wärmeübertragern und eine vorinstallierte Hydraulik zur einfachen Montage vor Ort. Der Energiezaun (Solar-Luft-Absorber) inklusive Fundament für die Montage ist ebenfalls enthalten. Da die Komponenten genau aufeinander abgestimmt sind, arbeitet die Wärmepumpe unabhängig von der zur Verfügung stehenden Wärmequelle – Energiezaun oder Eisspeicher – hocheffizient.
Das System mit Eisspeicher ist ungefähr gleich teuer wie eine Erdsonden-Wärmepumpe. Im Gegensatz zu dieser lässt es sich aber unabhängig von den geologischen Begebenheiten an fast allen Standorten realisieren. Aufwendige Bohrungen sind nicht notwendig. Und: Es braucht keine behördlichen Genehmigungen, weil der Einbau des Eisspeichers für das Grundwasser unkritisch ist. Damit ist das Vitoset Eis-Energiespeichersystem eine spannende Alternative zu den etablierten Systemen.
