Eisspeicher und Eisheizung: Funktion, Kosten, Nachteile

Stefano Fonseca
Zuletzt aktualisiert: 22/06/2024
Kategorie: Wärmepumpe

Eine Eisheizung nutzt die Umgebungs- und Erdwärme sowie auch Kristallisationsenergie zum Heizen. Dafür benötigt sie einen Eisspeicher, der als Wärmequelle dient. Über die Funktion, den Kosten sowie die Nachteile einer Eisspeicherheizung erfahren Sie hier.

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Was ist eine Eisspeicherheizung? 

Die Eisspeicherheizung ist eine Art der erdgekoppelten Wärmepumpenheizung. Sie bezeichnet ein Heizsystem, bestehend aus einer Sole-Wasser-Wärmepumpe und einem Eisspeicher. Dieser ist ein Latentwärmespeicher, der Umwandlungsenthalpie zur Wärmeerzeugung nutzt.

Wie ist eine Eisheizung aufgebaut?

Eine Eisheizung besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten:

  • der Sole-Wasser-Wärmepumpe,
  • dem Eisspeicher und
  • dem Solar-Luftabsorber.
Schematischer Aufbau einer Eisheizung

Der Aufbau einer Eisheizung

Die Wärmepumpe ist für die Wärmeerzeugung verantwortlich. Sie ist meist im Haus untergebracht, in einem gesonderten Technikraum. Die Wärmepumpe ist mit dem Wärmeverteilsystem und der Warmwasseraufbereitung verbunden.

Beim Eisspeicher handelt es sich um einen großen Wassertank, der im Erdreich vergraben ist. Er speichert übers Jahr die Umgebungs- und Erdwärme. Diese Wärme nutzt die Wärmepumpe ferner als Wärmequelle. 

Für die Aufnahme der Umgebungswärme sind Solar-Luftabsorber notwendig, die mit dem Eisspeicher verbunden sind. Sie nehmen nicht nur Wärme von der Sonne, sondern auch von dem Niederschlag und Wind auf. Die Solar-Luftabsorber werden entweder auf dem Dach oder auch als Zaun im Außenbereich installiert.

Wie funktioniert ein Eisspeicher? 

Im Eisspeicher befinden sich zwei spirale Wärmetauscher. Eins dient zur Wärmeaufnahme über die Solar-Luftabsorber, der andere als Wärmequelle zur Wärmepumpe. Der Eisspeicher nimmt Umgebungs- und Erdwärme auf. Diese nutzt die Wärmepumpe anschließend zur Wärmeerzeugung. Besonders effizient ist die Eisheizung durch das Erfrieren des Speichermediums. Hier setzt sich Kristallisationsenergie frei.

Das Prinzip zum Heizen mit Eisspeicher kann man in drei Schritten unterteilen:

  1. Wärmeaufnahme: Der Eisspeicher ist im Erdreich vergraben, wodurch es die Erdwärme aufnimmt. Für die bessere Wärmeübertragung ist der Speicher mit einem Wasser-Glykol-Gemisch gefüllt. 
  2. Wärmeerzeugung: Im Eisspeicher befindet sich ein Entzugs-Wärmetauscher. Dieser ist an die Wärmepumpe angeschlossen. Das Kältemittel nimmt die Wärme aus dem Speichermedium auf und nutzt es zum Heizen zur Warmwasserbereitung.
  3. Kristallisation: Die meiste Energie entsteht beim Einfrieren des Speichermediums. Beim Übergang des Aggregatzustandes von Wasser zu Eis setzt sich Kristallisationswärme frei. Diese entspricht der Energie, die zum Erwärmen von Wasser von 0 auf 80 °C erforderlich ist.
  4. Regeneration: Für das Auftauen des Eisspeichers braucht es Solar-Luftabsorber. Anders als herkömmliche Solarkollektoren nehmen sie neben der Solarenergie auch die Umgebungstemperatur über Niederschlag und Tau auf. Sie sind an den Regenerations-Wärmetauscher im Speicher angeschlossen. Dadurch hält sich die Temperatur des Eisspeichers ganzjährig zwischen -5 und +8 °C.

Im Sommer können Sie mit der Eisspeicherheizung von der natürlichen Kühlung Gebrauch machen. Das heißt, dass sie den gefrorenen Speicher als Kühlungsquelle nutzen. Das hat den Vorteil, dass die Regeneration von Speicher und Erdreich schneller erfolgt. Somit erhöhen Sie nicht nur den Wohnkomfort, sondern auch die Effizienz des Heizsystems. 

Was sind die Vor- und Nachteile eines Eisspeichers?

Eisspeicher bieten aufgrund der Kristallisationsenergie einen sehr hohen Wirkungsgrad. Zwar sind die Heizkosten sehr niedrig, dafür die Anschaffungskosten aber zwei- bis dreimal höher als bei anderen Arten der Wärmepumpe. 

Vorteile eines EisspeichersNachteile eines Eisspeichers
sehr hohe Effizienzsehr hohe Anschaffungskosten
niedrige Heizkostenaufwendige Erdarbeiten notwendig
wartungsarmhoher Planungsaufwand
Heizen mit natürlichen und erneuerbaren Energien
hohe Versorgungssicherheit
geringer Flächenbedarf verglichen mit anderen Erdwärmekollektoren
freie Kühlung im Sommer

Was kostet eine Eisspeicherheizung? 

Die Kosten für eine Eisspeicherheizung in einem durchschnittlichen Einfamilienhaus liegen zwischen 30.000 und 60.000 €. Für die Anschaffungskosten für Erdwärmepumpe, Eisspeicher und Luftabsorber fallen bereits 23.000 bis 44.000 €. Die Installation und Erdarbeiten kosten weitere 7.000 bis 16.000 €.

KostenstelleKosten Eisspeicherheizung
Erdwärmepumpe9.000 - 14.000 €
Eisspeicher10.000 - 20.000 €
Solar-Luftabsorber4.000 - 10.000 €
Installation2.000 - 4.000 €
Erdarbeiten5.000 - 12.000 €
Gesamtkosten30.000 - 60.000 €

Wie wirtschaftlich ist ein Eisspeicher?

Eisspeicher lohnen sich aus wirtschaftlicher Sicht aufgrund der hohen Anschaffungskosten nicht. Trotz geringer Heizkosten sind die Kosten pro kWh zu hoch. Die Investition amortisiert sich erst nach über 30 Jahren. Dies belegen wir mit folgender Beispielrechnung. 

VariableEisspeicherheizungLuftwärmepumpeGasheizung
Anschaffungskosten45.000 €14.000 €7.500 €
Anschaffungskosten, mit Förderung20.250 € (55 %)7.000 € (50 %)k. A.
Wirkungsgrad600 %300 %90 %
Wärmebedarf20.000 kWh20.000 kWh20.000 kWh
Heizkosten pro Jahr(20.000 kWh / 6) * 0,30 €/kWh = 1.000 €(20.000 kWh / 3) * 0,30 €/kWh = 2.000 €(20.000 kWh / 0,9) * 0,10 €/kWh = 2.200 €
Wartungskosten pro Jahr250 €200 €300 €
Betriebskosten pro Jahr1.250 €2.200 €2.500 €
Gesamtkosten nach 1 Jahren46.250 €9.200 €10.000 €
Gesamtkosten nach 2 Jahren47.500 €11.400 €12.500 €
Gesamtkosten nach 3 Jahren48.750 €13.600 €15.000 €
Gesamtkosten nach 5 Jahren51.250 €18.000 €20.000 €
Gesamtkosten nach 10 Jahren57.500 €29.000 €32.500 €
Gesamtkosten nach 20 Jahren70.000 €51.000 €57.500 €

Werden Eisspeicher gefördert? 

Eisspeicher werden im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) nur beim Heizungstausch gefördert. In diesem Fall werden bis zu 70% der förderfähigen Kosten bis maximal 30.000 € gefördert. Im Neubau ist eine indirekte Förderung über das KfW-Energieeffizienzprogramm – Energieeffizient Bauen möglich. 

Welche Hersteller von Eisspeichern gibt es?

Viessmann, ECOTHERM und Consolar gehören zu den Eisspeicherherstellern. Eisspeicherheizungen sind ein relativ neues Konzept, welches erst seit Kurzem auf dem Markt erhältlich ist. Aufgrund der hohen Kosten greifen nur wenige Hausbesitzer zu dieser Alternative. 

Was sind die Voraussetzungen für den Betrieb einer Eisheizung?

Der effiziente Betrieb einer Eisheizung setzt einen geringen Wärmebedarf und niedrige Vorlauftemperaturen voraus. Je höher der Wärmebedarf, desto größer der Speicher, wodurch die Kosten erheblich steigen. Zudem sollte die Vorlauftemperatur nicht über 50 °C liegen. Ideal ist die Kombination mit einer Fußbodenheizung. 

Zudem sollten Sie:

  • über genug Grundstücksfläche zur Installation des Eisspeichers verfügen;
  • die Speicherfläche nicht versiegeln, da zur Regeneration des Erdreichs direkte Sonneneinstrahlung und Niederschlag notwendig sind;
  • die Sole-Wasser-Wärmepumpe möglichst nah am Speicher platzieren, zum Beispiel im Keller;
  • zwei Kernbohrungen in der Gebäudehülle für den Anschluss erstellen;
  • die Anschlussleitungen ausreichend isolieren und tief vergraben.

Eignet sich die Eisheizung für den Altbau?

Eisheizungen eignen sich nur für Gebäude mit geringem Wärmebedarf. Ist ein Altbau also nicht umfangreich saniert, lohnt sich eine Eisheizung nicht. In diesem Fall wäre zur Deckung ein sehr großer Eisspeicher notwendig, der äußerst teuer wäre.

Welche Größe sollte der Eisspeicher für ein Einfamilienhaus haben?

Für ein durchschnittliches Einfamilienhaus ist ein Eisspeicher mit einem Volumen von 10 bis 20 m³ geeignet. Die Dimensionierung des Eisspeichers hängt jedoch von den örtlichen Gegebenheiten ab. Wärmebedarf und Bodenbeschaffenheit beeinflussen das Speichervolumen. Die Auslegung bedarf einer ausführlichen und professionellen Planung. 

Kann ich einen Eisspeicher selber bauen? 

Nein, Sie können einen Eisspeicher nicht selbst bauen. Hersteller verkaufen Eisspeicherheizungen lediglich als Komplettanlagen. Das heißt, alle Komponenten werden bereits als Fertigteile geliefert und montiert. 

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