Eisspeicher

Thermische Energie

Die Energie der jeweiligen Quellen wird auf niedrigem Temperaturniveau eingelagert und stellt diese der Wärmepumpe zur Verfügung. Zur Erweiterung der Kapazität des Speichers wird frei werdende Energie beim Phasenwechsel genutzt.
 
Der Energiegehalt von Wasser ist begrenzt und liegt bei 1,163 Wh/(kg · K). Wird also ein Liter Wasser um 1 °K abgekühlt, werden 1,163 Wh Energie frei. Durch die Wärmepumpe wird dem Speicherinhalt diese Wärmeenergie nach und nach entzogen und das Wasser bis auf 0 °C abgekühlt. Der bei weiterer Wärmeentnahme entstehende Vereisungsprozess ist gewollt, denn der Phasenwechsel von Wasser zu Eis bringt einen weiteren Energiegewinn.

Hierbei bleibt die Temperatur zwar konstant bei 0 °C, doch es werden weitere 93 Wh/(kg · K) Kristallisationsenergie frei, die von der Wärmepumpe genutzt werden können. Das entspricht der frei werdenden Energiemenge, wenn Wasser von 80 °C auf 0 °C abgekühlt wird.

Die durch den Solar-Luftabsorber gewonnene Energiemenge wird durch den Regenerationswärmetauscher dem Speichermedium zur Verfügung gestellt und erwärmt das Wasser bzw. taut das Eis wieder auf. Neben der Wärme aus dem Solar/Luftabsober bezieht der Eisspeicher auch Erdwärme. Sobald die Speicherwassertemperatur unter das Temperaturniveau des umgebenden Erdreichs sinkt, nimmt der Speicher Erdwärme auf.

Ist der Speicher vereist, strömt immer noch Wärme aus dem Erdboden nach, um als Wärmequelle zu dienen. Die Höhe des Energieertrags richtet sich nach der Bodenbeschaffenheit.

Die wesentlichen Komponenten des Eisspeichersystems sind der Eisspeicherbehälter mit Wärmetauscher, Solar/Luftabsorber, Sole/Wasser Wärmepumpe und ein Wärmequellenmanagement.

Das Eisspeichersystem stellt somit eine echte Alternative zu Sondenbohrungen bzw. Brunnenbohrungen dar.