Neue Heiztechniken: Die Zukunft des Heizens

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Von der Zeolith-Wärmepumpe bis zum Eis als Wärmespeicher: Neue Heiztechniken sollen den Brennstoff künftig noch effizienter ausnutzen.

Zeolith-Wärmepumpe

Der Begriff Zeolith hat seinen Ursprung im Altgriechischen und bedeutet wörtlich übersetzt „siedender Stein“. Moderne Heiztechnik macht sich in Gas- oder Öl-Wärmepumpen die Adsorptions­eigenschaft dieses Keramikwerkstoffs zunutze: Denn Zeolith kann Wasserdampf aufnehmen und binden, wobei Wärme mit hohen Temperaturen freigesetzt wird.

Was erst einmal hoch kompliziert klingt, lässt sich folgendermaßen erklären: Zeolith besteht aus Aluminium- und Siliziumoxid und weist eine regelmäßige Anordnung von Hohlräumen auf. Diese Vielzahl an Poren sorgt für eine unverhältnismäßig große innere Oberfläche, an der Stoffe adsorbiert, sprich angereichert werden können.

In der Praxis bedeutet das: ­Mithilfe von Umweltwärme verdampft Wasser in einem Vakuum und wird vom Zeolith aufgenommen. Dabei wird so genannte Adsorptionswärme frei und an das Heizsystem abgeführt. Anschließend wird das ­gebundene Wasser durch Gas- oder Ölverbrennung wieder aus dem Zeolith gelöst. Der dabei entstehende Dampf kondensiert und gibt die Kondensationswärme ebenfalls an den Heizkreis ab. An besonders kalten Tagen kann das integrierte Gas- bzw. Öl-Brennwertgerät zusätzlich die Bedarfsspitzen decken.

Während der Heizperiode in den Wintermonaten ist die Effizienz ­einer Zeolith-Wärmepumpe in etwa vergleichbar mit Gas-/Öl-Brennwerttechnik in Kombination mit Solarthermie zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung. In den Übergangsmonaten arbeitet die Adsorptionswärmepumpe hingegen deutlich wirkungsvoller, da sie Umweltwärme mit einem viel niedrigerem Temperaturniveau nutzen kann.

Eisspeicher

Heizen mit Eis? Klingt absurd, ist aber bereits Realität. Bei einem Eisspeicher handelt es sich um einen Niedertemperatur-Wärmespeicher, der in Kombination mit einer Wärmepumpe und einer Solaranlage betrieben wird und die Kristallisationswärme des Eises nutzt. So wird kostengünstig und umweltverträglich Energie zum Heizen gewonnen. Eisspeicher wurden bislang vorrangig für die Energieversorgung in Industrie und Gewerbe, in Hotels und Bürogebäuden eingesetzt. Mittlerweile sind sie aber auch bei der Beheizung von Ein- und Zweifamilienhäusern auf dem Vormarsch.

Eisspeicher-Systeme arbeiten nach folgendem Prinzip: Eine mit Leitungswasser gefüllte Zisterne wird mit zwei eingebauten Wärmetauschersystemen kombiniert und im Garten vergraben. Die auf dem Hausdach installierten Solar- und Luft-Absorber nehmen die Wärme aus Luft und Sonneneinstrahlung auf und führen sie dem Speicher zu.

Weitere Wärme kann der Eisspeicher direkt dem Erdreich entnehmen, das ihn umgibt. Eine so genannte Eisspeicher-Wärmepumpe entzieht der Zisterne bei Bedarf die zum Heizen und zur Warmwasserbereitung benötigte Wärme und kühlt dabei das Wasser bis zur Eisbildung ab. Die Vereisung des Wassers wird dabei zur weiteren Wärmegewinnung genutzt. Denn bei dem Übergang von Wasser zu Eis wird genau so viel Energie frei, wie man für den umgekehrten Vorgang – zum Auftauen – hineinstecken muss.

Durch die anschließend von Neuem einströmende Wärmeenergie aus Luft und Sonne regeneriert sich der Speicher, das Eis schmilzt wieder ab, und der Prozess beginnt von vorn. Da ein Eisspeicher nur rund vier Meter tief im ­Boden versenkt wird, ist seine ­Anwendung unkritisch für das Grundwasser. Außerdem kann auf aufwendige Bohrungen oder behördliche Genehmigungsverfahren verzichtet werden.

In den Sommermonaten kann die im Eisspeicher vorhandene Kälte für die Kühlung des Gebäudes genutzt werden, indem über das Heizungssystem kaltes Wasser entnommen wird.

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Text mit freundlicher Genehmigung unseres Partners bellevue.de