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Quelle: Foto + Information von www.eisheizung.com/ - Videobeiträge
Beim Gefrieren von Wasser wird Energie frei, die sog. Kristallisationsenergie. Diese Energie können wir nutzen. Beim Gefrieren von 1 kg Wasser bei 0°C wird soviel Energie frei wie beim Abkühlen von 1 kg Wasser von 80°C auf 0°C. Die Energie, die beim Gefrieren des Wassers freigesetzt wird, kann mittels Wärmepumpe nutzbar gemacht werden.
Heizen mit Eis?
Auch wenn es sich unlogisch anhört, die Wärme befindet sich im Eis!
Der Übergang von Wasser zu Eis setzt viel Kristallisationswärme frei.
Auszug Kristallisationswärme (de.wikipedia.org)
Die Kristallisationswärme (auch Erstarrungswärme genannt) wird freigesetzt, wenn ein Stoff seinen Aggregatzustand von flüssig nach fest ändert. Auf Grund des Energieerhaltungssatzes ist die freiwerdende Energie gleich groß wie die für das Schmelzen des Stoffes aufzuwendende Energie (siehe auch Schmelzwärme). Bei verschiedenen Stoffen ist die Erstarrungswärme (=Schmelzwärme) pro Kilogramm Masse unterschiedlich groß.
Praktisch lässt sich das Phänomen der Kristallisationswärme bei der Unterkühlung von Wasser beobachten. Wird Wasser erschütterungsfrei und langsam gekühlt, gefriert es bei null Grad Celsius nicht. Wasser lässt sich auf diese Weise bis auf einige Grad unter Null abkühlen (ohne „Anlagerungsstellen“ – ähnlich „Kondensationskeimen“ –- ist sogar eine Unterkühlung bis -30°C möglich, bevor sich die Wassermoleküle in ein Kristallgitter einordnen). Beispielsweise kann dann eine Erschütterung die Kristallisation spontan auslösen. Die Temperatur steigt durch die frei werdende Energie auf null Grad.
Wie viel Energie dabei frei wird lässt sich einem Beispiel zeigen.
Wird 80 Grad heißes Wasser auf 0 Grad abgekühlt erhält man 80 Energieeinheiten. Lässt man 0 Grad kaltes Wasser zu Eis werden, erhält man noch mal 80 Energieeinheiten die freigesetzt werden.
Das Wasser ist in einem künstlich angelegten unterirdischen Betonspeicher gespeichert und wird unter anderem von einer Solaranlage erwärmt. In dem Betonspeicher kann das Eis von der Mitte aus nach außen und oben “wachsen”, ohne den Betonmantel aufzusprengen. Wärmetauscher und Wärmepumpe entziehen dem Wasser während der Heizperiode so lange die Wärme, bis es zu Eis gefroren ist. Mit der gewonnen Energie können Einfamilienhäuser oder Gewerbeimmobilen je nach Jahreszeit und Bedarf geheizt werden.
Zu einer kompletten Eisheizung gehören Eisspeicher, Luftwärmepumpe, Pufferspeicher und Solarkollektoren für das Dach.
Im Sommer das Haus mit der Eisheizung kühlen.
Darüber hinaus wird die Effektivität noch gesteigert, da im Sommer die zur Verfügung stehende Kälte dazu genutzt werden kann das Haus zu kühlen. Dazu muss das System nur von heizen auf kühlen gestellt werden. Dabei wird dem Haus die Wärme entzogen und dem Eisspeicher wieder zugeführt. So taut das Eis wieder zu Wasser. Wird nicht auf Kühlbetrieb gestellt, wird das Eis durch die Energie der Solaranlage geschmolzen.
Die Eisheizung hat einen entscheidenden Vorteil gegenüber normalen Solaranlagen. Diese nutzen Wärme mit hoher Temperatur und speisen diese in das Heizungssystem ein. Die Eisheizung kann aber auch bei niedrigen Temperaturen bzw. wenig Sonneneinstrahlung durch einen Eisspeicher in Verbindung mit einer Wärmepumpe genutzt werden kann.
Der Markt ist momentan noch recht klein. Es gibt Betonspeicher in unterschiedlichen Dimensionen für Einfamilienhäuser oder große Gewerbeanlagen. Die wohl momentan kleinste Eisheizung auf dem Markt hat gerade einmal 90 x 90 Zentimeter großen Eisspeicher und passt somit sehr gut in jeden Keller.
Nimmt man die aktuellen Energiekosten beträgt die Amortisationszeit für eine Eisheizung je nach Anschaffungspreis etwa 6 – 10 Jahre. Durch die Inanspruchnahme von Fördermitteln und bei voraussichtlich steigenden Energiepreisen verkürzt sich diese Zeit entsprechend.
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