Netzwerk » Geothermie

Information

Wärmeversorgung mittels Eisspeicher

Im Oktober 2011 wurde das Industriedenkmal „Alte Pumpstation Haan“ vor den Toren Düsseldorfs als Kulturstätte und Bürogebäude eingeweiht. Äußerlich nicht zu erkennen ist das zukunftsweisende Energiekonzept mit einem Solar-Eisspeicher.

Überlegungen im Vorfeld, die Wärmeversorgung mit einem geothermischen Sondenfeld sicherzustellen mussten verworfen werden. Grund waren die ungünstigen geologischen Gegebenheiten vor Ort. Trotzdem sind bei solchen ungünstigen Randbedingungen innovative Energieversorgungen möglich, wie bei der alten Pumpstation Haan gezeigt wurde. Hier liegen die Heizkosten heute statt bei konventionell 1,20 Euro/m² bei 54 Cent/m².

In der warmen Jahreszeit wird von Solarkollektoren (Energiezaun und Dachkollektoren) Sonnenenergie in einem großen Solar–Eisspeicher (Wasservolumen in Haan 120m³) auf niedrigem Temperaturniveau gespeichert. Die umgebende Erdwärme ermöglicht die Speicherung der Energie über längere Zeit und ohne aufwändige Isolierung.

In der kalten Jahreszeit nutzt eine Wärmepumpe die gespeicherte Energie zur Beheizung des Gebäudes. Gleichzeitig wird der Speicher vom Energiezaun und den Dachkollektoren nachgeladen. Erst so etwa im März werden die „Solarenergie“ abgeschaltet. Ab dann wird zugelassen, dass die Wärmepumpe bis in den Gefrierpunkt hinein den Wasserpuffer entlädt, damit an den Wärmetauscherrohren im Betonspeicherbecken Eis anwachsen kann. Dieses Eis wird dann bis in den Juli zur Kühlung genutzt, bevor die Wärmepumpe im restlichen Sommer aktiv (aber teuer) die Temperatur in den Büroräumen senkt. Die Eisbildung ist deshalb von großem Vorteil, weil der Phasenübergang von Wasser zu Eis oder umgekehrt einen erheblichen Energiezuwachs des Speichers darstellt. Der Energieinhalt des Speichers in Haan wird bei gleichem Speichervolumen durch die Vereisung von ca. 2.400 kWh um 11.600 kWh auf 14.000 kWh vergrößert.

Die individuell für das System entwickelte Steuerung kontrolliert die einzelnen Komponenten des Gesamtsystems. Sie legt beispielsweise fest, ob die Wärme des Absorbers für die direkte Beheizung verwendet, oder im Speicher eingelagert wird.

Von der Steuerung wird die Wärmepumpe (vor allem zum Ende der Heizperiode) so geregelt, dass dem Speicher so viel Wärme entzogen wird, dass er vereist.

Das Optimieren der Steuerung und Regelung entscheidet über den Erfolg und ist ein Taktieren, ganz besonders im Hinblick auf die Prognose zum Jahrestemperaturverlauf. Wann soll die Vereisung einsetzen? Je später, desto preiswerter wird die Kühlsaison. Sollte die Vereisung zu spät zugelassen werden, wird sich kaum noch Eisvolumen aufbauen.

Herr Leonhard Thien
Themengebietsleiter Geothermie
EnergieAgentur.NRW
Telefon: 0234 3210715
thien@energieagentur.nrw

Sie erreichen die EnergieAgentur.NRW außerdem werktags von 8 bis 18 Uhr über die Hotline unter 0211 - 8371930.