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Solarer Wasser- und Eisspeicher

Ein solarer Wasser-/Eisspeicher ermöglicht die Kopplung des Wärme- und Kältebetriebs eines Gebäudes. Ähnlich wie eine Regenwasserzisterne befindet sich der Speicher unter der Erde. Er ist in Beton gegossen und frostsicher ausgeführt. Der Langzeit-Energiespeicher kann mit Latentwärmenutzung auf Wasserbasis „thermische Abfallprodukte“ aus einem Wärmepumpenprozess (Wärme im Sommer und Kälte im Winter) über Monate hinweg weitestgehend verlustfrei speichern. Ermöglicht wird dies durch eine spezielle Anordnung von Wärmetauschern in Verbindung mit einem ausgeklügelten Lade- und Entladesystem.

Im Winter wird mit diesem System geheizt, indem spezielle Wärmepumpen dem Speicherwasser so lang die enthaltende Wärmeenergie entziehen, bis es letztlich gefriert. Zudem wird durch die Änderung des Aggregatzustandes von flüssig zu fest die sogenannte Kristallisationswärme freigesetzt, die ebenfalls zum Heizen genutzt wird.

In den warmen Sommermonaten wechselt das System vom Heiz- in den Kühlbetrieb. Dann wird das Eis im Speicher zum Kühlen und Klimatisieren des Gebäudes genutzt. Die umgebende Erdwärme und die dem Gebäude entzogene Wärme heizen den Eisspeicher auf. Das Eis schmilzt nach und nach, bis letztlich nur noch Wasser im Speicher ist. Das System hat sich regeneriert und der Kreislauf kann erneut beginnen.

Der Wasser- bzw. Eisspeicher wird z. B. in Kombination mit Hybridkollektoren eingesetzt. Wenn diese mal nicht genug Warmwasser produzieren, entzieht eine Wärmepumpe dem Speicher die benötigte Menge an Energie, sodass die Warmwasserversorgung innerhalb eines Gebäudes unabhängig von Kesselsystemen ganzjährig gewährleistet werden kann. Das Fassungsvermögen des Speichers muss auf die Gebäudegröße abgestimmt werden. Von dem unterirdischen Speicher gehen keine Gefahren für das Grundwasser aus und die CO2-Belastung ist sehr gering.

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