Unterirdischer Eiskasten

22.02.2013 13:47 von Antonio Milelli

Wo der Boden nicht als Energiequelle angezapft werden darf, kann ein Wasserkühltank weiterhelfen. Der Solareisspeicher ist die neuste Form der erneuerbaren Energieproduktion.

Erdsondenwärmepumpen sind inzwischen erste Wahl, wenn es Wohnhäuser mit CO2-armer Energie zu versorgen gilt. Trotzdem ist das Bohren ins Erdreich aus Gewässerschutzgründen oft untersagt, um eine Erdsonde in die Tiefe zu versenken. Ein neuartiger unterirdischer Eiskasten bietet sich daher – unabhängig von der Qualität des Untergrunds – als alternative Energiequelle vor Ort an. Dieser sogenannte Solar-Eisspeicher kann sogar beides in einem: Er liefert die Wärme zum Beheizen und nimmt bei Bedarf überschüssige Sonnenenergie auf. Daher besteht ein auf Einfamilienhäuser abgestimmtes Solareis-Speicher-Heizsystem aus folgenden drei Komponenten: Neben dem unterirdischen Solareistank und der Wärmepumpe im Keller braucht es dazu spezielle unverglaste Sonnenkollektoren auf dem Dach.

 

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Energie aus der Kristallisation
Der Solareisspeicher enthält an sich nur Wasser und ist mit einem Geflecht aus Wärmetauschern durchsetzt. Sein Funktionsprinzip ähnelt demjenigen eines Gefrierschranks: Die erforderliche Wärme wird dem Wasser, mithilfe einer Sorptions-Wärmepumpe, entzogen und auf die Heiztemperatur gebracht. Dadurch senkt sich die Wassertemperatur im Tank auf 0 ºC ab und bisweilen bildet sich sogar Eis. Auch das ist ausdrücklich erlaubt, denn die Kristallisation von Wasser zu Eis liefert zusätzliche, nutzbare Energie: «Wenn Wasser zu Eis gefriert, bilden sich Kristalle, was eine enorme Wärmeenergie freisetzt. Der Wärmeinhalt entspricht derselben Energiemenge, die benötigt wird, um Wasser von null auf 80 Grad Celsius aufzuheizen», erklärt Solareis-Erfinder Alexander von Rohr. Erstmals wird damit diese Kristallisationsenergie von Eis als umweltfreundliche Ressource nutzbar gemacht.

Eine vollständige Vereisung des Tanks wird es aber nicht geben, weil der Wärmetransport umkehrbar ist. Dank dem Sonnenkollektor fliesst ständig Solarenergie in den Speicher ein, was den Gefriervorgang bis zum Ende der Heizsaison verzögert. In den folgenden warmen Tagen wird die Zeit weiter zum Auftauen und Erwärmen des unterirdischen Wassertanks genutzt. Weil sich das Wasser im Verlauf des Winters abgekühlt hat, lässt es sich im Sommer zur Gebäudekühlung nutzen Die speziellen Luftkollektoren auf dem Dach dienen derweil nicht nur zur energetischen Aufladung des Tanks, sondern werden im Sommer unabhängig davon auch für die Erwärmung des Brauchwassers genutzt.

Auf Einfamilienhäuser abgestimmt
Verbreitung fand die Solareistechnik anfänglich im gewerblichen Bereich. Von Vorteil ist sie überall dort, wo innert kurzen Zeitabständen von Kühlen auf Heizen umgestellt werden muss. Archive, Hotelresorts oder Hochhäuser sind entsprechend ausgerüstete Einsatzorte. Inzwischen ist das System auch auf die Bedürfnisse im Einfamilienhaussegment abgestimmt. Der Solar-Eisspeicher, wie er bei kompakten Wohnhäusern eingesetzt werden kann, ist ein rund 12 Kubikmeter grosser Betontank, der im Vorgarten eingegraben werden kann. Zum Befüllen des Speichers ist der Anschluss an ein Meteor- oder Regenwassersammler möglich. Standardsysteme, die alle drei technischen Komponenten umfassen, sind am Markt erhältlich, jedoch auf eine Heizleistung von 20 Kilowatt ausgelegt.

Im Betrieb der Anlage wird zudem automatisch entschieden, welche Wärmequelle – erwärmte Luft oder das Wasser im Tank – jeweils optimal abgezapft werden kann.

Die Anschaffungs- und Installationskosten für das Solareis-Speichersystem sind vergleichbar einer Wärmepumpe mit Erdsonden. Der Strombedarf im Betrieb ist vergleichsweise aber geringer, weil die Speicherfunktion die Energieeffizienz erhöht. 

Text und Bild: www.hausinfo.ch

 

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