Der unterirdische Betonbehälter dient als Latentwärmespeicher und wird in Zusammenarbeit mit den Partnerunternehmen der Viessmann Ges.m.b.H entsprechend individueller Projektanforderungen vor Ort errichtet. Der Behälter kann sowohl zylinder- als auch quaderförmig ausgeführt werden, wobei die besonderen Anforderungen an die Behälterstatik berücksichtigt werden. Die mindestens einzuhaltende lichte Höhe (Innenmaß) beträgt zwei Meter. Maximal ist eine lichte Höhe von sechs Metern realisierbar.
System für Großanlagen
Das Eis-Energiespeicher-System ist eine attraktive Wärmequelle für Sole/Wasser-Wärmepumpen. Es bündelt die Energie aus Umgebungsluft, solarer Einstrahlung und dem Erdreich.
Kombination von drei Energiequellen
Hohe Effizienz durch Nutzung von Umgebungsluft, solare Einstrahlung und Erdreich
Genehmigungsfrei
selbst in Wasserschutzgebieten einsetzbar
Intelligentes Energiequellenmanagement
sorgt für effizientes, zuverlässiges Zusammenspiel von Eisspeicher, Solar-Luftabsorber und Wärmepumpe
Kristallisationsenergie
kann genutzt werden
Umfassender Service
von der Anlagensimulation über die Planung bis hin zu Inbetriebnahme und Betriebsbegleitung
Vitocal Sole/Wasser-Wärmepumpen: Eis-Energiespeicher-Systeme als Energiequelle
Eis-Energiespeicher-Systeme für Großanlagen
Innovative Energiequelle für Sole/Wasser-Wärmepumpen
Das Eisspeicher-System von Viessmann stellt eine attraktive Wärmequelle für Sole/Wasser-Wärmepumpen dar. Das genehmigungsfreie System bündelt die Energie aus Umgebungsluft, solarer Einstrahlung und dem Erdreich.
Das Besondere: Ein Teil der Heizwärme stammt aus Eis, genauer gesagt aus der sogenannten Kristallisationsenergie. Sie wird frei, wenn Wasser zu Eis gefriert. Im Eisspeicher wird dieser Wechsel des Aggregatzustandes während der Heizperiode durch den Wärmeentzug der Wärmepumpe herbeigeführt. Dabei wird dieselbe Energiemenge bereit gestellt, die benötigt wird, um einen Liter Wasser von 0 °C auf 80 °C zu erwärmen. Wird das Eis im Regenerationsbetrieb wieder aufgetaut, kann dieser Prozess beliebig oft wiederholt werden. Dabei ist die Technik nahezu wartungsfrei.
Am Ende der Heizperiode wird gezielt Eis gebildet. Dieses steht dann an heißen Tagen als Kältequelle für die Gebäudekühlung zur Verfügung. Über die Solar-Luftabsorber können die - auch im Sommer - niedrigeren nächtlichen Außentemperaturen genutzt werden, um das Wasser im Speicher oder das Gebäude selbst abzukühlen. So wird die Phase des sogenannten „natural cooling“ verlängert.
Viele Einsatzbereiche
Das Eisspeicher-System eignet sich für alle Gebäude mit hohem Wärme- und/oder Kältebedarf. Heizung oder Kühlung kann periodenbezogen oder zeitgleich erfolgen. Anhand von standardisierten Hydraulikschemen können eine Vielzahl von Anwendungsfällen abgedeckt und Planungskosten gesenkt werden. Ein besonderer Vorteil des Eisspeicher-Systems liegt in der hohen Flexibilität: eine Vielzahl von Anwendungen kann damit abgedeckt werden.
Leistungen in einem Eis-Energiespeichersystem
Beispielhafte Darstellung der Leistungen in einem Eis-Energiespeichersystem mit 120 m3
[1] Eis-Energiespeicher (120 m3)
[2] Eisspeicher – Wärmepumpe
[3] Wärmepumpe und Regelung
[4] Gesamtenergie Wärmepumpe – Gebäude
[5] Direktbetrieb Wärmepumpe
[6] Solar-Luftabsorber
[7] Regenerationsbetrieb Kollektor – Eisspeicher
[8] „natural cooling“
[9] Wärmegewinnung aus dem Erdreich
[10] Wärmeverluste ins Erdreich
Die Investition in ein Eisspeicher-System wird durch den Erhalt von Fördermitteln besonders rentabel. Im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) können die Wärmespeicher gefördert werden, wenn sie in Bestandsgebäuden als Maßnahme der Heizungsoptimierung verbaut werden. Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle beteiligt sich mit einem Zuschuss von bis zu 20 Prozent an den förderfähigen Kosten. Erfolgt der Einbau des Eisspeicher-Systems als Maßnahme eines individuellen Sanierungsfahrplans (iSFP), steigt der Fördersatz um zusätzlich fünf Prozentpunkte.
Die Förderung des Wärmespeichers ist getrennt sowie in Kombination mit der Installation einer Wärmepumpe möglich. Letztere werden mit bis zu 35 Prozent der förderfähigen Kosten bezuschusst, wenn sie die technischen Voraussetzungen erfüllen. Ersetzt die Wärmepumpe eine Ölheizung, erhöht sich der Fördersatz um zehn Prozent.
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Planung und Umsetzung der Anlage
Ein Eisspeicher-System entfaltet nur dann sein ganzes Potenzial, wenn individuelle Gegebenheiten berücksichtigt werden und alle Komponenten bestmöglich aufeinander abgestimmt sind. Alle Arbeitsschritte werden zentral geplant und koordiniert. Dabei sorgen bewährte Prozesse für Kostensicherheit, Termintreue und kurze Montagezeiten.
Gefriert Wasser zu Eis, geschieht dies in der Natur von oben nach unten und von außen nach innen. Durch die spezielle Anordnung des Wärmetauschersystems im Viessmann Eisspeicher wird dieser Prozess umgekehrt: Das Wasser gefriert von unten nach oben und von innen nach außen. Dadurch wird die Übertragung von Kräften auf die Speicherkonstruktion verhindert und sichergestellt, dass ausreichend Platz für eine schwerkraftbedingte Strömung zur Regeneration des Eisspeichers bleibt. Unter Berücksichtigung aller Parameter zum Bau eines Eisspeicher-Systems ist Viessmann von der ersten energetischen Gebäudesimulation bis zum aktiven Energiequellenmanagement kompetenter Ansprechpartner.
Bestandteile des Systems
Im Mittelpunkt der Wärme- und Kältebereitstellung stehen Sole/Wasser-Wärmepumpen. Diese werden durch die Projektingenieure von Viessmann individuell auf jedes Projekt ausgelegt. Zu den Auslegungskriterien zählt neben der Leistung auch der abzudeckende Temperaturbereich. Informationen zu konkreten Wärmepumpen finden Sie in unserer zentralen und übersichtlichen Datenbank ViBooks.
Der unterirdische Betonbehälter dient als Latentwärmespeicher und wird nach individuellen Projektanforderungen vor Ort gegossen. Unter Berücksichtigung der Behälterstatik kann er sowohl zylindrisch als auch quaderförmig sein. Unsere Standard-Behältergrößen haben eine lichte Höhe (Innenmaß) zwischen 2 und 6 Metern. Im Durchmesser liegen die Standardmaße zwischen 6,0 und 19,0 Metern.
Wird der Betonbehälter im Erdreich vergraben, besitzt er eine gewisse Erdüberdeckung, sodass die Frostschutzgrenze eingehalten wird. Findet eine Integration des Eisspeichers unter einem Gebäude statt, muss dieser entsprechend isoliert werden.
Entzugswärmetauscher
Gefriert Wasser zu Eis, geschieht dies in der Natur von oben nach unten und von außen nach innen. Durch die spezielle Anordnung des zentral im Viessmann Eis-Energiespeicher liegenden Entzugswärmetauschersystems wird dieser Prozess umgekehrt: Das Wasser gefriert von unten nach oben und von innen nach außen. Auf diese Weise wird die Übertragung von Kräften auf die Speicherkonstruktion verhindert und sichergestellt, dass ausreichend Platz für eine schwerkraftbedingte Strömung zur Regeneration des Eisspeichers bleibt.
Regenerationswärmetauscher
Um die gespeicherte Kälte wieder aus dem Eis-Energiespeicher zu entnehmen, kommt ein weiterer Wärmetauscher zum Einsatz. Der sogenannte Regenerationswärmetauscher ist im Ringraum des Stahlbetonbehälters angeordnet, wo sich durch den erhöhten Abstand vom Entzugswärmetauscher zur Außenwand stets flüssiges Wasser befindet. Dieser führt dem Eisspeicher Wärme zu, wodurch das Eis von oben nach unten und von außen nach innen wieder gleichmäßig auftaut. Die dabei abgegebene Kälte kann dem Gebäude zugeführt oder durch die Kollektoren abgeführt werden.
Die Ausführung des Wärmetauschersystems kann offen oder geschlossen realisiert werden. Beim geschlossenen Regenerationswärmetauscher wird das Glykol durch Kunststoffrohre im Ringraum geführt und erzeugt so den Wärmeeintrag in das Wasser. Das offene System wird durch ein Rohrleitungssystem mit gezielten Bohrungen ausgeführt. Durch diese Öffnungen kann das kalte oder warme Wasser dem Eis-Energiespeicher entnommen bzw. zugeführt werden, sodass im Ringraum des Stahlbetonbehälters der Energieaustausch zwischen Wärmepumpe und Eisspeicher stattfinden kann.
Der Solar-Luft-Kollektor ist neben dem Eis-Energiespeicher die zweite Wärmequelle /-senke des Systems. Die Kollektoren stellen einen Großteil der von der Wärmepumpe benötigten Wärme bereit. Durch Aluminium- oder Kunstsoffrohre wird das Solemittel geführt und erfährt dadurch einen Energieaustausch mit der Umgebung. Neben der Bereitstellung von Wärme und Kälte an die Wärmepumpe, wird der Solar-Luft-Kollektor ebenfalls eingesetzt, um den Eis-Energiespeicher vor der Heizperiode zu regenerieren. Dadurch kann dieser in den Folgemonaten sein komplettes Potenzial ausschöpfen.
Durch jahrelange Erfahrung mit der Projektion sind Hydraulikschemen entstanden, die auf das Eis-Energiespeicher-System angepasst sind. Auf diese Weise reduziert sich der Arbeitsaufwand bei der Erstellung und Integration der Schemen in das Projekt auf ein Minimum.
Darüber hinaus sorgt hohe Transparenz für eine frühzeitige Preiskalkulation und Dimensionierung des Technikraums bezüglich der Komponenten des Eis-Energiespeicher-Systems. Viele bereits abgeschlossene Projekte mit unseren Hydraulikschemen bestätigen die Vorteile.
Vitocontrol
Die zentrale Steuerung des Systems ist die Vitocontrol 200-M ICE. Durch ihr intelligentes Energiequellenmanagement wird die Quelle angesteuert, welche das beste energetische Potenzial für die Wärmepumpe bietet. Zudem regelt sie die Eisaufbauphase vor dem Zeitraum der benötigten Kälte und taut das Eis vor der Heizperiode wieder ab. Dabei wird zwischen Direktbetrieb und Entzugsbetrieb gewählt. Als Gehirn der Anlage steuert sie alle relevanten Betriebsweisen zur entsprechenden Zeit an, sodass die Wärmepumpe reibungslos betrieben werden kann.
ViScada
Wer sich für die Betriebsweisen und Zyklen einer Wärmepumpe interessiert, hat mit ViScada das passende Tool zur Hand. Durch das laufende Monitoring der Anlage sind zu jeder Zeit die wichtigsten Betriebspunkte des Eis-Energiespeicher-Systems sichtbar – vom Vereisungsgrad des Speichers bis hin zu den Temperaturen der Wärmepumpe. ViScada ist Ihre Monitoring-Plattform für das ganze System.
Sie möchten, dass ein Viessmann Mitarbeiter die Anlage stets im Blick hat und überwacht? Die Fernwarte ermöglicht dies. Eventuelles Fehlverhalten kann so frühzeitig erkannt und behoben werden.
Leistungsangebot im Überblick
Ein Eis-Energiespeicher-System entfaltet nur dann sein ganzes Potenzial, wenn individuelle Gegebenheiten berücksichtigt werden und alle Komponenten bestmöglich aufeinander abgestimmt sind.
Die Erstellung einer Gebäudesimulation gibt Aufschluss über den individuellen Heiz- oder Kühlbedarf. Auf dieser Basis wird das energetische Gesamtkonzept unter Einbeziehung aller individuellen Gegebenheiten ausgearbeitet.
Anschließend erfolgt die Planung der Energiequelle sowie der Wärme-/Kälteerzeugung. Zur bestmöglichen Abdeckung des ermittelten Bedarfs werden alle Systemkomponenten dimensioniert und aufeinander abgestimmt.
Termingerecht werden alle Komponenten geliefert und montiert. Auf Wunsch übernimmt Viessmann Eis-Energiespeicher als Generalunternehmer alle anfallenden Leistungen im Rahmen der Kälte und Wärmeerzeugung bis zum Übergang in den Heizwasser-Pufferspeicher.
Die Viessmann Ges.m.b.H bietet umfassenden Service von der Planung bis zur Inbetriebsetzung. Das sorgt für einen effizienten, zuverlässigen Anlagenbetrieb.
Im Rahmen des Wärmequellenmanagements werden die Anlagendaten per Fernmonitoring kontinuierlich erfasst und der Anlagenbetrieb entsprechend optimiert. Ergebnis sind permanent niedrige Betriebskosten.
Vorteile aus einer Hand
Kontakt
Wenn Sie sich für individuell geplante Eis-Energiespeicher-Systeme für Großanlagen (ab 21 kW) interessieren, kontaktieren Sie bitte:
Referenzen
Ecolab Deutschlandzentrale in Monheim
Weltweit größtes Eisspeichersystem liefert Wärme für einen Bürokomplex mit 900 Mitarbeitern
Nur Eingeweihte wissen, dass sich unter dem unscheinbaren Schachtdeckel auf dem Ecolab-Firmenparkplatz ein innovatives Energiespeichersystem befindet: der Eisspeicher. Er hat eine Kapazität von 1,8 Millionen Litern und sorgt in der Deutschlandzentrale des Unternehmens in Monheim für 900 Mitarbeiter das ganze Jahr über für angenehme Raumtemperaturen.
Die Firmenzentrale von Ecolab im Video