Nr. 4/2017

HEIZUNG, LÜFTUNG, KLIMA, SANITÄR
Eisspeicher heizt Wohn- und Geschäftshaus
Investition in die Zukunft!
Thermische Solarkollektoren liefern im
Sommer am meisten Wärme, im Winter,
wenn die Wärme am meisten benötigt
wird, ist die Wärmegewinnung bedeutend
kleiner. Im Eisspeicher wird darum
die Wärme des Sommers gelagert, um sie
im Winter zu nutzen.
Daniel Philippen vom Institut für Solartechnik der HSR (Rapperswil SG) auf dem Dach des EWJR-Neubaus in Jona SG mit den
Sonnenkollektoren. (Bild: Peter Blöchlinger, Uznach SG)
Autor: Peter Blöchlinger, Uznach SG
Angenehme Wärme das ganze Jahr aus
Sonnenkollektoren und Eisspeicher: Nach
dem Prototyp im Kindergarten an der Säntisstrasse
in Jona-Rapperswil SG haben
die Elektrizitätswerk Jona-Rapperswil AG
(EWJR) und die Hochschule für Technik in
Rapperswil SG (HSR) das neue Heizsystem
mit hohem Wirkungsgrad im neu erbauten
Wohn- und Geschäftshaus des EWJR
am Lattenhofweg 4 in Jona SG eingesetzt.
Heizen mit Eisspeicher klingt komisch oder
zumindest gewöhnungsbedürftig. Wie soll
ein Wohn- und Geschäftshaus mit sieben
Wohnungen und ebenso viel Geschossfläche
für Büros und Gewerbe im Winter mit Eis
gewärmt werden? Das Prinzip ist zwar nicht
ganz neu, doch setzen die Elektrizitätswerk
Jona-Rapperswil AG (EWJR) und das Institut
für Solartechnik der Hochschule für Technik
in Rapperswil SG (HSR) mit Projektleiter Daniel
Philippen das System zur Marktreife durch.
Nach der Testanlage im Kindergarten an der
Säntisstrasse in Jona-Rapperswil SG ist das Anlagenkonzept
optimiert worden.
Wärme aus Sonnenkollektoren wird
gespeichert
Das Prinzip der Wärmegewinnung ist genial:
Auf dem Dach des neuen Mehrfamilienhauses
am Lattenhofweg 4 in Jona SG generieren unverglaste
Sonnenkollektoren mit einer Fläche
von 120 m² bei Sonnenschein Wärme. Überschüssige
Wärme wird in einen 200 Kubikmeter
grossen Betonraum direkt neben der Tiefgarage
geführt. Dieser Betontank, etwa eine
Garage für fünf Autos gross, ist ein Latentwärmespeicher,
der auch Eisspeicher genannt
Das neue Wohn- und Geschäftshaus der EWJR AG (Modellaufnahme).
(Bild: Tobias Ziegler, Ziegler+Partner Architekten
AG, Jona SG)
wird. Dafür wurden am Boden 42 Wärmetauscher
montiert. Die 1,8 m² grossen Elemente
sind mit Frostschutzmittel gefüllt. Am 15. Februar
2017 wurde der Raum mit 200 000 Liter
Wasser gefüllt. Das Wasser wird durch die Wärmeaustauscher
mit Solarwärme aufgeheizt
und kann bis zum Herbst Temperaturen bis 40
Grad erreichen. Aus diesem Wasser wird dann
in der kälteren Jahreszeit die Wärme für die
Wärmepumpenheizung entzogen. Je kälter
es draussen ist, je mehr Wärme wird entzogen.
Hoher Wärmeentzug bei Eisbildung
Ist das Speicherwasser durch den Wärmeentzug
auf 0 Grad abgekühlt worden, bildet sich
auf den Wärmeaustauschern Eis. Wegen des
physikalischen Prinzips (Aggregatzustands-
Veränderung) der Eisbildung kann dem Wasser
auch bei tiefen Temperaturen viel Wärme
entzogen werden. Projektleiter Daniel Philippen
erklärt: «Um von null Grad flüssig zu null
Grad Eis zu kommen, kann man dem Wasser
so viel Wärme entziehen, wie es beim Abkühlen
von 80 auf 0 Grad abgibt.» Auch im Winter
wird regelmässig wieder Wärme in den Eisspeicher
eingetragen. Die Eisschichten lösen
sich dann von den Wärmetauschern. Dank des
geringeren Gewichtes im Vergleich zum Wasser
steigen sie hoch und sammeln sich oben
im Eisspeicher an.
Eisspeicher statt Erdsonde
Warum wird ein Eisspeicher statt Erdsonden
für die Wärmepumpe gewählt? Wie EWJR-Geschäftsleiter
Ernst Gossweiler erklärt, kann z.B.
in Rapperswil-Jona SG auf rund einem Drittel
des Gemeindegebietes wegen Grundwasservorkommen
keine Sonde ins Erdreich getrieben
werden. Dazu sind Erdbohrungen
auch nicht immer unproblematisch. Aus diesem
Grund speichert man Wärme im Eisspeicher.
Je nach Grösse von Kollektorfeld und Eisspeicher
kann auch der Wirkungsgrad höher
sein als bei einer Erdsonde. So wird die eingesetzte
Energie aus dem Stromnetz etwa verfünffacht,
bei einer Erdsonde liegt der Wirkungsgrad
meist bei etwa 3,8 bis 4.
Was kostet das neue
Eisspeichersystem?
Durch den Bau der Sonnenkollektoren
und eines Tankraumes mit Wärmetauscher
liegt die Startinvestition über einer
normalen Wärmepumpenheizung
und dürfte bei einem Mehrfamilienhaus
rund eine Viertelmillion Franken kosten.
Dagegen ist der Unterhalt klein und der
Wirkungsgrad gross. Der Nutzen der eingesetzten
Elektrizität wird rund verfünffacht,
was nach der Investition zu äusserst
geringen Heizkosten führt. Und
dies – je nach eingesetztem Strommix –
ohne CO₂-Belastung und damit umweltfreundlich.
Die gemeinsame Projektarbeit des
SPF Institut für Solartechnik der Hochschule
Rapperswil SG (HSR) und der Elektrizitätswerk
Jona-Rapperswil AG (EWJR)
könnte einmal wegweisend werden. Die
Elektrizitätswerk Jona-Rapperswil AG
unterstützt seit Jahren den Einbau von
Wärmepumpenheizungen, wie auch den
sparsamen Stromverbrauch mittels energieeffizienten
Geräten für Küche und
Haushalt.
Blick in den Eisspeicher mit den Wärmetauschern. (Bild: Daniel
Philippen, HSR)
Grosses Potenzial bei Umbauten
Das Eisspeichersystem hat laut Daniel Philippen
grosses Potenzial auch bei Umbauten
von Mehrfamilienhäusern. Für eine Wärmepumpen-Heizung
mit Erdsonde fehlt in städtischem
Gebiet oft der Platz für die Bohrungen.
Ein Öltankraum kann aber ohne grossen
Aufwand in einen Eisspeicher umfunktioniert
werden.
Das Wohn- und Geschäftshaus Lattenhofweg
4 in Rapperswil-Jona SG wird also zum
Vorzeigemodell für die Eisspeicher-Technologie
und wurde deshalb auch vom Bundesamt
für Energie (BfE) mit einem Beitrag unterstützt.
EWJR
Elektrizitätswerk Jona-Rapperswil AG
Werkstrasse 30
8645 Jona
Telefon 055 220 91 11
info@ewjr.ch
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