Eisspeicherheizung: Funktion, Eigenschaften & Kosten

Eine Eisspeicherheizung wirkt auf den ersten Blick ungewöhnlich – die Idee, mit Eis zu heizen, klingt zwar widersprüchlich, jedoch ist es möglich. Mithilfe eines unterirdischen Wassertanks, der als Eisspeicher fungiert, und in Kombination mit einer Wärmepumpe wird die Energie genutzt, die beim Gefrieren des Wassers freigesetzt wird. Dieses Verfahren ist umweltfreundlich, effizient und stellt eine zukunftsweisende Alternative zu herkömmlichen Heizsystemen dar. Allerdings ist eine Eisspeicherheizung im Vergleich zu anderen Heizungen auf Basis erneuerbarer Energien relativ kostenintensiv und erfordert eine gute Dämmung des Gebäudes, um effizient zu arbeiten.

Alles auf einen Blick:

• Eine Eisspeicherheizung nutzt die Wärmeenergie, genauer gesagt Kristallisationsenergie, die beim Gefrieren von Wasser freigesetzt wird.
• Sie besteht aus einem unterirdischen Wassertank (Eisspeicher) und einer Wärmepumpe.
• Eine Eisspeicherheizung nutzt natürliche Energiequellen und benötigt keine fossilen Brennstoffe, was sie zu einer umweltfreundlichen Lösung für das Heizen und Kühlen macht.
• Die Kosten für eine Eisspeicherheizung liegen zwischen 25.000 und 110.000 Euro, je nach Größe und Ausstattung.

Kostenübersicht für Eisspeicherheizungen

Was ist ein Eisspeicher?

Ein Eisspeicher ist eine Zisterne, die in der Regel aus Beton besteht und unterirdisch im Boden eingebaut wird. Dieser Wassertank dient als thermischer Energiespeicher. In ihm wird Wasser gespeichert und zu Eis gefriert, wobei  Wärme freigesetzt wird. Die gewonnene Wärme im Eisspeicher entsteht also durch die sogenannte Phasenumwandlung: Wenn das Wasser von flüssig zu fest wechselt, wird Kristallisationsenergie in Form von Wärme freigesetzt. Diese kann dann zur Beheizung von Gebäuden genutzt werden. Zudem sind im Inneren der Zisterne spiralförmige Leitungen von Wärmetauschern verlegt, durch die eine frostsichere Soleflüssigkeit fließt. Dieses Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel ist für die Wärmeübertragung im Heizsystem verantwortlich. 

Was ist eine Eisspeicherheizung?

Eine Eisspeicherheizung oder auch Eisheizung ist das gesamte Heizsystem, das benötigt wird, um die freigesetzte Wärme nutzbar zu machen. Die Wärmeenergie entsteht durch eine sogenannte Phasenumwandlung, bei der Wasser zu Eis gefriert. Wenn sich der Aggregatzustand ändert, wird Kristallisationsenergie freigesetzt, die auch als latente Wärme oder auch Kristallisationswärme bezeichnet wird. Das Heizsystem nutzt eine Wärmepumpe, die dem Eisspeicher die gespeicherte Wärme über Erdsonden oder Erdkollektoren, wie zum Beispiel Grabenkollektoren, entzieht und sie an das Heizungssystem des Gebäudes weiterleitet. Der Eisspeicher wird in der Regel mit Erdsonden oder einem Solar-Luftabsorber kombiniert, um zusätzliche Wärmeenergie aus dem Erdreich und über die Sonneneinstrahlung zu gewinnen und den Betrieb des Systems effizienter zu gestalten.

Wie ist eine Eisspeicherheizung aufgebaut?

Eine Eisheizung besteht aus drei Hauptkomponenten: 

• Eisspeicher
• Wärmepumpe
• Solar-Luftabsorber

Der Eisspeicher ist ein unterirdischer Wassertank, der mehrere tausend Liter fassen kann. Im Inneren befinden sich Leitungen für zwei Wärmetauscher, in denen Soleflüssigkeit fließt: der Entzugs- und Regenerationswärmetauscher. Der Entzugswärmetauscher entnimmt die gespeicherte Wärme und leitet sie zur Wärmepumpe. Hierbei handelt es sich in der Regel um eine Sole-Wasser-Wärmepumpe beziehungsweise eine Erdwärmepumpe. Diese Heizungsart gewinnt Erdwärme durch Erdwärmekollektoren wie Grabbenkollektoren oder Erdwärmesonden. Der Solar-Luftabsorber – meist auf dem Dach installiert – unterstützt das System, indem er zusätzliche Wärme aus der Umgebungsluft oder Sonneneinstrahlung gewinnt und über den Regenerationswärmetauscher an den Eisspeicher abgibt, um das Wasser im Tank zu erwärmen. Alternativ können für diesen Zweck auch Erdsonden eingesetzt werden.

Welche weiteren Komponenten hat eine Wärmepumpe mit Eisspeicher?

• Speicher- und Verteilsystem: Ein spezielles Rohrsystem transportiert das Eisspeicher-Wasser zur Wärmepumpe. Dieses Verteil- und Zirkulationssystem reguliert den Fluss des Wassers und ermöglicht auf diesem Weg eine gleichmäßige Energieverteilung.
  
• Regelungseinheit: Die Steuerung oder Regelungseinheit überwacht und steuert die verschiedenen Komponenten der Heizung, um die Energie möglichst effizient zu nutzen. Sie sorgt dafür, dass die Wärmepumpe immer dann aktiv ist, wenn Wärme benötigt wird, und steuert auch die Kühlfunktion im Sommer.
  
• Heiz- und Kühlsystem (Verbraucherkreis): Das Verbraucherkreis-System verteilt die erzeugte Wärme an die Räume, in der Regel über die Heizungsanlage beziehungsweise entzieht im Sommer die Wärme aus den Räumen.

Wie funktioniert eine Eisspeicherheizung?

• Eisspeicher als Energiereservoir: Sobald die Eisspeicherheizung in Betrieb ist, entzieht die Sole im Entzugswärmetauscher Wärme aus dem Wasser im Eisspeicher und leitet diese an das Kältemittel in der Wärmepumpe weiter. Dabei sinkt die Temperatur in der Zisterne, und das Wasser beginnt allmählich zu gefrieren. Bei diesem Prozess wird sogenannte Kristallisationswärme freigesetzt.
  
• Wärmepumpe und Wärmeentzug: Die Wärmepumpe wandelt die Energie, die bei der Phasenänderung des Wassers entsteht, in nutzbare Wärme für das Gebäude um. Die von der Sole übertragene Wärmeenergie wird auf das Kältemittel der Wärmepumpe übertragen und dort auf ein höheres Temperaturniveau gebracht, bis das Kältemittel verdampft.
  
• Heizenergie: Der entstandene Kältemitteldampf wird verdichtet, wodurch seine Temperatur weiter ansteigt. Die so entstandene Wärme wird dann über einen Wärmetauscher abgegeben und kann zur Beheizung der Wohnräume genutzt werden. Dieser Prozess ermöglicht es, selbst bei Temperaturen nahe oder unter dem Gefrierpunkt des Wassers noch Wärme zu gewinnen.
  
• Regeneration: Nach der Wärmeabgabe verflüssigt sich das Kältemittel und fließt zurück an den Anfang des Kreislaufs, um erneut Wärme aufzunehmen. Durch diesen regenerativen Kreislauf kann die Eisspeicherheizung über Jahre hinweg konstant und effizient arbeiten, ohne dass der Speicher ausgetauscht werden muss.
  
• Solar-Luftabsorber zur Unterstützung: Um den Eisspeicher aufzuladen, wird häufig ein Solar-Luftabsorber in das System integriert. Dieser nutzt Sonnenenergie und Umgebungsluft, um den Eisspeicher zu erwärmen und das gefrorene Wasser wieder zu verflüssigen. So kann die Anlage in der Übergangszeit und im Sommer zusätzliche Wärmequellen nutzen. Die überschüssige Wärme wird im Eisspeicher gespeichert und kann bei Bedarf direkt von der Wärmepumpe genutzt werden.
  
• Regenerationswärmetauscher: Der Wärmetauscher befindet sich im Eisspeicher und sorgt dafür, dass das gefrorene Wasser wieder auftaut und der Speicher nie vollständig zufriert. Er arbeitet parallel zum Entzugswärmetauscher und bezieht seine Wärmeenergie vom Solar-Luftabsorber.
  
• Kühlfunktion im Sommer: Bei steigenden Temperaturen kann das System zur passiven Kühlung genutzt werden. Dabei läuft der Prozess umgekehrt: Die Wärmepumpe entzieht dem Haus Wärme und leitet sie in den Eisspeicher, wodurch das Wasser im Tank erwärmt wird. So wird der Speicher bereits für die kommende Heizperiode vorbereitet.

Welche Vorteile und Nachteile hat eine Eisspeicherheizung?

Welche Hersteller von Eisspeichern gibt es?

Auf dem Markt gibt es bis jetzt nur eine Handvoll Heizungshersteller, die sich auf die Produktion von Eisspeichern und dazugehörigen Wärmepumpen spezialisiert haben. Folgende Unternehmen bieten neben anderen Heizungsanlagen auch Eisspeicher an: 

Viessmann

Viessmann bietet Eisspeichersysteme für Einfamilienhäuser ebenso wie für Großanlagen und gehört damit zu den wenigen Anbietern dieser Technologie. Der Hersteller ist bekannt für hochwertige und vielseitige Lösungen im Heizungsbereich.

Trane Roggenkamp

Trane Roggenkamp steht für hocheffiziente Eisspeichersysteme, die individuell anpassbar sind und sich sowohl für Neubauten als auch für Bestandsgebäude eignen. Das Unternehmen begleitet seine Kunden umfassend bei der Planung und Installation.

res GmbH

Die res GmbH, ebenfalls aus Österreich, ist seit 2004 auf die regenerative Stromgewinnung für die Gebäudetechnik spezialisiert. Ihr Sortiment umfasst neben Wärmepumpen und Solaranlagen auch Eisspeicher, die eine umweltschonende Energiegewinnung ermöglichen.

sp.ICE GmbH

sp.ICE GmbH bietet effiziente Energiesysteme, die sich für Wohngebäude, Industriebauten und öffentliche Einrichtungen gleichermaßen eignen. Der Fokus liegt hier auf nachhaltigen und leistungsfähigen Eisspeicherlösungen.

BEKA Heiz- und Kühlmatten GmbH

BEKA Heiz- und Kühlmatten GmbH richtet sich mit ihren Eisspeicheranlagen vor allem an den industriellen und öffentlichen Sektor und bietet Systeme, die eine zuverlässige und kosteneffiziente Klimatisierung ermöglichen.

ECOTHERM

Der ebenfalls aus Österreich stammende Anbieter ECOTHERM bietet effiziente Eisspeicherheizsysteme, die sich sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen eignen und vor allem für größere Gebäudekomplexe konzipiert sind.

Vergleichen Sie die Produktpaletten der verschiedene Hersteller, um sich einen Überblick zu verschaffen und das beste Angebot zu finden. Bei einer solchen großen Kaufentscheidung ist es zudem durchaus sinnvoll, ein erstes unverbindliches Beratungsgespräch zu vereinbaren. Die verschiedenen Anbieter stehen Ihnen dabei mit Ihrem Kundenservice stets zur Verfügung, aber auch ein Fachbetrieb kann Ihnen beratend zur Seite stehen.

Welche Größe sollte ein Eisspeicher für ein Einfamilienhaus haben?

Grundsätzlich hängt die Dimensionierung einer Eisheizung vom Einzelfall ab. Faktoren wie der 

• Energiebedarf des Gebäudes, 
• die Dämmung und 
• der Standort

spielen dabei eine wesentliche Rolle. Zusätzlich beeinflussen die Kombination mit einer Solarthermieanlage oder einem Solar-Luftabsorber die erforderliche Speichergröße. Für durchschnittliche Ein- oder Mehrfamilienhäuser liegt das Volumen des Eisspeichers typischerweise zwischen 9 und 20 Kubikmetern. Bei einem normal großen Einfamilienhaus mit einer Heizlast von bis zu 13 Kilowatt können bereits 8 bis 10 Kubikmeter Speicher ausreichend sein. Ist die Heizlast höher, steigt entsprechend die benötigte Speichergröße.

Wie tief sollte ein Eisspeicher sein?

Maßgeblich für die Entscheidung über die Installationstiefe eines Eisspeichers ist die Größe des Wassertanks. Das System sollte durchschnittlich zwischen ein und vier Metern unter der Erde eingebaut werden, abhängig vom Volumen des Tanks. Nur eine angepasste Einbautiefe gewährleistet die nötige Isolation, die es im Winter und Sommer braucht. Die Leitungen sollten bis zu einem Meter im Erdreich liegen, um ein Einfrieren zu verhindern. Eine tiefere Installation kann dabei helfen, die Temperatur im Eisspeicher stabil zu halten und die Effizienz der Anlage zu erhöhen.

Da nicht sehr tief gegraben werden muss, ist eine Genehmigung in der Regel nicht notwendig. Jedoch sollten Sie sich zur Sicherheit beim zuständigen Amt über die geltenden Vorschriften in Ihrer Region informieren.

Wie viel kostet eine Wärmepumpe mit Eisspeicher?

Im Durchschnitt belaufen sich die Gesamtkosten auf 25.000 bis 110.000 Euro. Besonders die Hauptbestandteile, der Eisspeicher, der Luftabsorber und die Wärmepumpe sind mit hohen Kosten verbunden. Diese Summe setzt sich aus den folgenden Kostenfaktoren zusammen:

• Eisspeicher
• Wärmepumpe
• Installationsaufwand (z. B. bauliche Voraussetzungen vor Ort) 
• Erdarbeiten 
• eventuelle Zusatzkomponenten (z. B. Solar-Luftabsorber)
• regionale Unterschiede bei den Handwerkerpreisen
• jährliche Wartungsarbeiten
• Betriebskosten

Beispielrechnung: 150 Quadratmeter Einfamilienhaus mit Eisspeicher und Erdwärmesonden 

Beispielrechnung: 100 Quadratmeter Haus mit Eisspeicher und Erdwärmekollektoren 

Wie viel Sie am Ende für eine Eisspeicherheizung ausgeben müssen, hängt von den verschiedenen Faktoren ab. Für eine genaue Kostenberechnung sollten Sie sich am besten ein individuelles Angebot von einem Fachbetrieb erstellen lassen. 

Werden Wärmepumpen mit Eisspeichern gefördert?

Die Eisspeicherheizung als Ganzes ist nicht förderfähig, dafür allerdings einige ihrer Bestandteile. Zu den förderfähigen Komponenten gehören die Sole-Wasser-Wärmepumpe sowie die Solaranlage. 

Überprüfen Sie vor der Installation einer Eisheizung die verschiedenen Fördermöglichkeiten und die aktuellen Voraussetzungen, da sich die Förderlandschaft ständig ändert. In manchen Fällen lassen sich auch staatliche und regionale Förderungen kombinieren.

Eisspeicherheizung: Wann macht ein Eisspeicher Sinn?

Leben Sie in einem energieeffizienten Neubau oder einem sanierten Altbau mit einem Heizsystem mit einer niedrigen Vorlauftemperatur, sollten Sie über den Einbau eines Eisspeichers nachdenken. Sind diese Voraussetzungen nicht erfüllt, ist ein Eisspeicher nicht die richtige Wahl. Dieses System zeigt sich als Alternative für Gebäude, die sowohl auf umweltfreundliches Heizen als auch auf Kühlung setzen. Jedoch liegt der Kosten- sowie der Installationsaufwand dieser Heizlösung im Vergleich mit anderen umweltschonenden Heizlösung um einiges höher und benötigt um einiges mehr Platz. Möchten Sie erneuerbare Energie zur Energiegewinnung nutzen, sollten Sie die Eisspeicherheizung zuerst anderen Heizsystemen gegenüberstellen.

Diese 5 Dinge sollten Sie beachten

1. Grundwasser schützen: Achten Sie darauf, dass der Eisspeicher nicht in Grundwasserzonen eingebaut wird. Undichtigkeiten können erhebliche Verunreinigungen verursachen. Informieren Sie sich vor den Erd- und Bohrarbeiten über die örtlichen Vorschriften bei Ihrem örtlichen Bauamt.
2. Maße beachten: Planen Sie genügend Platz im Garten ein, um den Eisspeicher im Erdreich zu installieren. 
3. Stromausfälle einplanen: Eine Eisspeicherheizung benötigt Strom für den Betrieb der Wärmepumpe. Bei häufigen oder langen Stromausfällen sollten alternative Energiequellen wie Notstromaggregate oder Batteriespeicher erwogen werden.
4. Professionelle Installation: Die Montage ist sehr umfangreich und komplex, daher sollten Sie diese einem Fachbetrieb überlassen. So gehen Sie sicher, dass alle Heizkomponente ideal aufeinander abgestimmt sind und einwandfrei miteinander arbeiten, um Wärmeenergie zu produzieren.
5. Frostschutz für Rohrleitungen: Achten Sie darauf, dass alle Rohrleitungen zwischen dem Eisspeicher und der Wärmepumpe ausreichend gegen Frost geschützt sind. Frostschäden können kostspielige Reparaturen nach sich ziehen.

Fazit

Eine Eisspeicherheizung nutzt sogenannte Kristallisationsenergie, um umweltfreundlich und effizient zu heizen und zu kühlen. Das gesamte System geht zwar mit hohen Anschaffungskosten einher, allerdings sind die laufenden Kosten gering. Eine direkte Förderung für den Eisspeicher gibt es nicht, jedoch können die einzelnen Bestandteile wie Wärmepumpe oder Solartechnik unter den richtigen Voraussetzungen staatlich gefördert werden. In der Regel wird hierfür eine Erdwärmepumpe installiert. Diese arbeitet für die Wärmegewinnung wahlweise mit Kollektoren, wie zum Beispiel Flächen- oder Grabenkollektoren, oder Erdsonden. Diese Technik hinter der Eisheizung eignet sich vor allem für energieeffiziente Neubauten oder sanierten Altbau. Neben den Vorteilen, wie niedrigen Betriebskosten, gilt es vor allem, die Planung fachgerecht durchzuführen, um das Maximum herauszuholen.

Eisspeicherheizung: Häufig gestellte Fragen 

Wie lange hält ein Eisspeicher?

Die Lebensdauer hängt von den verschiedenen Bestandteilen des Heizsystems ab, wie der Wärmepumpe, der Solartechnik und dem Eisspeicher selbst. Sie kann bei einer fachgerechten Installation und regelmäßiger Wartung der Solartechnik und des Heizungssystems im Grunde bei etwa 30 bis 45 Jahren liegen. 

Welche Alternativen zur Eisspeicherheizung gibt es bei der Verwendung von Wärmepumpen?

Die Eisspeicherheizung wird in der Regel mit einer Erdwärmepumpe kombiniert, die entweder mit Sonden oder Kollektoren, wie Grabenkollektoren oder Flächenkollektoren, arbeitet, um Wärmeenergie aus dem Erdreich zu gewinnen. In Absprache können theoretisch auch andere Wärmepumpenarten herangezogen werden. Dazu zählen zum Beispiel die Luft-Wasser-Wärmepumpen oder die Wasser-Wasser-Wärmepumpen. Welches System für Ihr Gebäude passt, hängt von den lokalen Gegebenheiten und den individuellen Anforderungen ab.

Wie wirkt sich die Wartung auf die Lebensdauer und Effizienz der Eisspeicherheizung aus? 

Eine Eisspeicherheizung ist relativ wartungsarm. Lediglich die Wärmepumpe sollte regelmäßig überprüft und gewartet werden, um die Effizienz und Funktion zu erhalten. Auch die Solarabsorber sollten jährlich auf Verschmutzungen überprüft werden, um eine optimale Energieaufnahme zu gewährleisten.

Kann ich eine Eisspeicherheizung in ein bestehendes Haus einbauen?

Ja, es ist möglich, eine Eisspeicherheizung in ein bestehendes Haus zu integrieren, allerdings sind größere bauliche Maßnahmen notwendig als bei einem Neubau, bei dem die Haustechnik gleich an das jeweilige Heizsystem ausgerichtet werden kann. 

Welche baulichen Voraussetzungen brauche ich für eine Eisspeicherheizung?

Für die unterirdische Installation des Eisspeichers wird ein ausreichend großes Grundstück benötigt, und der Boden muss die nötigen Erdarbeiten für den Einbau ermöglichen. Das Haus sollte zudem gut gedämmt sein und eine geringe Vorlauftemperatur für das Heizsystem benötigen, um effizient beheizt werden zu können.