Eisspeicherheizung – die clevere neue Art der Solarheizung?

Erschienen am 11.10.2013 im RP-Energie-Blog (als E-Mail-Newsletter erhältlich!)

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Autor: Dr. Rüdiger Paschotta, RP-Energie-Lexikon, RP Photonics AG

Inhalt: Eisspeicher werden teils als eine neue Art der Solarheizung dargestellt. Das ist nicht ganz falsch, aber auch nicht wirklich richtig: Strom für eine Wärmepumpe braucht man damit auch noch. Hier werden das Funktionsprinzip und die Vor- und Nachteile erklärt.

Ref.: Lexikon-Artikel über Eisspeicher und Solarthermie

"Heizen mit Eis" (Eisheizung) ist zunächst einmal ein überraschender Slogan: Ist das nicht etwas zu kalt zum Heizen? Die Idee ist freilich auch nicht, zukünftig Eis in die Heizkörper zu pumpen. Vielmehr entzieht man einem großen Wasserspeicher Wärme mit Hilfe einer Wärmepumpe und nutzt die so gewonnene Wärme auf höherem Temperaturniveau (z. B. 40 °C) zum Heizen oder auch für die Warmwasserbereitung. Das geht auch dann noch, wenn der Wasserspeicher einfriert.

Durch die Wärmpumpe genügt also ein wesentlich niedrigeres Temperaturniveau für den Wärmespeicher, und das bringt große Vorteile mit sich: vor allem

stark reduzierte oder ganz vermiedene Wärmeverluste (selbst ohne Wärmedämmung des Speichers) sowie
die Möglichkeit, die latente Wärme des Wassers bei 0 °C zu nutzen.

Wenn das Wasser nämlich durch die Wärmeentnahme auf 0 °C gekühlt wird, beginnt es einzufrieren. Weiter sinkt die Temperatur erst, wenn das Wasser komplett zu Eis geworden ist. Das geschieht erst, wenn sehr viel Wärme entzogen wird – etwa so viel, wie sonst für das Aufheizen von 0 °C auf 80 °C benötigt würde. Dies bedeutet, dass der Speicher hierdurch effektiv eine wesentlich erhöhte Wärmekapazität bietet, bzw. auch kleiner ausgelegt werden kann. Mit einigen Dutzend Kubikmetern Wasservolumen lässt sich z. B. ein saisonaler Speicher für ein gut wärmegedämmtes Einfamilienhaus bauen.

Das niedrige Temperaturniveau begünstigt ferner die Nutzung von Umweltwärme zum Wiederaufladen des Speichers. Beispielsweise können Sonnenkollektoren wesentlich mehr Wärme ernten, wenn sie nur einen kühlen Eisspeicher aufladen sollen, anstatt Warmwasser bei z. B. 60 °C zu liefern. Selbst bei ziemlich miesem Wetter lässt sich da noch etwas holen.

Die Kehrseite des Eisspeicher-Ansatzes ist natürlich, dass der Antrieb der Wärmepumpe Energie benötigt. In der Regel handelt es sich um eine Elektrowärmepumpe, und die Menge elektrischer Energie entspricht grob geschätzt einem Viertel dessen, was eine Elektroheizung sonst brauchen würde. Das ist also mit einer reinen Solarthermie-Heizung, die nur recht wenig Strom für ein paar Pumpen benötigt, nicht vergleichbar.

Ein viel sinnvollerer Vergleich ist der mit einer Elektrowärmepumpe, die mit einer Erdwärmesonde statt mit einem Eisspeicher arbeitet. Der Primärenergieaufwand ist hier ungefähr gleich hoch – eventuell mit leichtem Vorteil für den Eisspeicher, falls üppig mit Sonnenkollektoren zum Aufladen ausgestattet wird. Die Kosten für den Eisspeicher und die Sonnenkollektoren dürften jedoch um einiges höher liegen. Warum also nicht einfach die Erdsonden-Lösung wählen? Dafür kann es Gründe geben: Erdsonden kann bzw. darf man nicht überall einbauen, und der Eisspeicher könnte noch einen Zusatznutzen liefern: Die Kältelieferung für die Kühlung des Gebäudes an heißen Sommertagen. Gerade im gewerblichen Bereich könnte das ein gewichtiges Argument sein.

Fazit: Eine clevere Sache ist der Eisspeicher durchaus, aber keine Wunderlösung. Einiges an elektrischer Energie wird hierfür benötigt, und die Installation kostet einiges.