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 just zu jener Zeit erstmals in der Schweiz ein standardisiertes Eisspeichersystem für Einfamilienhäuser auf den Markt kam (siehe Kasten). «Das standardisierte Gesamtpaket war für mich ein entscheidendes Kriterium, denn ich wollte keine zusammengebastelte Lösung mit Komponenten unterschiedlicher Anbieter», verdeutlicht Schmid.
System mit drei Elementen
Doch wie funktioniert ein solcher Eisspeicher überhaupt? Er besteht in der vorliegenden Ausführung aus drei Komponenten. Die erste Komponente ist ein vorgefertigter Tank, der im Garten eingegraben und mit normalem Leitungswasser befüllt 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 sogenannter Energiezaun, der an einer geeigneten Stelle neben dem Gebäude 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 neben der Wärme aus der Umgebungsluft auch thermische Energie aus der solaren Einstrahlung aufnehmen.
Beim Gefrieren entsteht Wärme
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, in diesem Fall schaltet das System 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 80 °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.
Jederzeit angenehme Temperaturen
Von diesen Vorteilen war auch Reto Schmid überzeugt, sodass er das Eisspeicher-System im Herbst 2022 installieren liess. Für Hersteller und Installateur waren die Planung und Realisierung des Eisspeichersystems ebenfalls eine Premiere. «Nach der Inbetriebnahme waren noch einige Nachjustierungen nötig», erzählt Schmid. «Diese waren jedoch im üblichen Rahmen, 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.
Standardisiertes Eisspeicher-System
Der Wärmepumpen-Hersteller Viessmann bietet das Vitoset-Eis-Energiespeicher-System in verschiedenen standardisierten Paketen an, um die Planung und Bestellung der Komponenten zu vereinfachen. Die Pakete beinhalten neben 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 mit beiden Wärmequellen – Energiezaun und Eisspeicher – hocheffizient.
Das Eisspeicher-System 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 meistens keine behördlichen Genehmigungen, weil der Einbau des Eisspeichers für das Grundwasser unkritisch ist. Damit ist das System eine spannende Alternative zu anderen Heizlösungen.
Weitere Informationen: bit.ly/eisspeicher-system
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