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Auf den ersten Blick mag die Kombination aus Eisspeicher und Wärmepumpe widersprüchlich erscheinen. Doch genau diese Symbiose ist eine hocheffiziente, wirtschaftliche und nachhaltige Lösung für die Wärmeversorgung von Gebäuden. Aber auch zur Klimatisierung und Kühlung, was angesichts immer extremerer Wetterbedingungen mit heißen Sommern zunehmend an Bedeutung gewinnt. aquatherm bietet zur Anbindung von Eisspeichern an Wärmepumpen und zur Verrohrung der Hydraulikmodule das korrosionsfreie Kunststoffrohrsystem aquatherm blue an. Als Flächenheiz- und Kühlsystem kommt das hocheffiziente aquatherm black zum Einsatz. Für lange Distanzen vom Eisspeicher zur Wärmepumpe steht darüber hinaus das isolierte Rohrsystem aquatherm energy zur Verfügung.
Das Prinzip eines Eisspeicher in Kombination mit einer Wärmepumpe basiert auf der Nutzung der latenten Wärmeenergie, die beim Phasenübergang von Wasser zu Eis freigesetzt wird. Durch die intelligente Kombination verschiedener Technologien entsteht ein System, das sowohl energieeffizient als auch umweltfreundlich ist. Diese Systeme sind nicht nur für große gewerbliche Gebäude, sondern auch für den privaten Wohnbereich eine attraktive Option, um langfristig Heizkosten zu senken und die Nachhaltigkeit zu steigern.
Ob Bürokomplexe, Wohnanlagen, Produktionsgebäude oder öffentliche Einrichtungen - Eisspeicher bzw. Eis-Energiespeicher bieten bei großen Gebäuden eine herausragende Effizienz. Denn diese Technologie ist besonders vorteilhaft für Gebäude mit hohem Heiz- und Kühlbedarf, da sie eine signifikante Reduzierung der Spitzenlasten ermöglicht. Durch die Speicherung überschüssiger Energie kann diese bei Bedarf wieder abgerufen werden. Diese Fähigkeit zur Spitzenglättung führt zu einer gleichmäßigeren und optimierten Energienutzung. Eisspeicher in Kombination mit Wärmepumpen sind für Gebäude mit hohem Energiebedarf eine der nachhaltigsten Lösungen. Sie ermöglichen es nicht nur den Energieverbrauch zu minimieren, sondern sie sind in der Lage, überschüssige Energie aus erneuerbaren, sauberen Energiequellen – die zumeist durch Photovoltaik erzeugt wird – zu speichern und bei Bedarf freizusetzen.
Auch im privaten Bereich überzeugt der Eisspeicher durch seine hohe Effizienz. Durch die Nutzung der latenten Wärmeenergie lassen sich die Betriebskosten im Vergleich zu konventionellen Heizsystemen deutlich senken. Die Flexibilität bei der Dimensionierung des Eisspeichers ermöglicht es, das System exakt an die spezifischen Anforderungen eines Haushalts anzupassen. Dadurch eignet es sich für eine Vielzahl von Wohnsituationen – vom Einfamilienhaus bis hin zum Mehrfamilienhaus.
Der zentrale thermische Speicher besteht aus einem unterirdischen Wassertank, der die beim Phasenwechsel von Wasser zu Eis freigesetzte Wärmeenergie aufnimmt und speichert. Dieser Speicher bildet das Herzstück des Systems und ermöglicht die effektive Nutzung von latenter Wärme für die Heiz- und Kühlprozesse.
Die Sole-Wärmepumpe entzieht dem Wasser im Eisspeicher gezielt Wärme und Kälte und überträgt diese an ein Flächenheiz- und Kühlsystem des Gebäudes. Durch die Nutzung der Kristallisationswärme kann die Wärmepumpe besonders effizient arbeiten und gleichzeitig den Energieverbrauch reduzieren.
Systeme wie aquatherm black nutzen die abgegebene Wärme und Kälte der Wärmepumpe im Niedertemperaturbereich. Diese Flächenheizungen können nicht nur heizen, sondern auch zur passiven Kühlung des Gebäudes eingesetzt werden, was sie besonders vielseitig macht. Dies geschieht idealerweise über die Decke.
Diese Komponenten sammeln Sonnenwärme und tragen zur Regeneration des Eisspeichers bei, indem sie das gefrorene Wasser wieder aufschmelzen. Dadurch wird das System für den nächsten Heizzyklus vorbereitet und die Nutzung von Solarenergie maximiert.
Als optionale Erweiterung kann eine Photovoltaikanlage den Betrieb der Wärmepumpe mit erneuerbarer Energie unterstützen. Dies steigert die Gesamteffizienz des Systems und minimiert den CO₂-Fußabdruck.
Wenn Wasser zu Eis gefriert, wird eine erhebliche Menge an Wärmeenergie freigesetzt, die sogenannte Kristallisationswärme. Diese Energie kann von der Wärmepumpe genutzt werden, um das Gebäude zu heizen. Die latente Wärme ist etwa so groß wie die Energie, die benötigt wird, um Wasser von 0 °C auf 80 °C zu erhitzen.
Die Wärmepumpe arbeitet, indem sie Wärme aus dem Wasser im Eisspeicher entzieht. Dies geschieht durch einen Wärmetauscher, der die Wärmeenergie aufnimmt und an das Heizsystem des Gebäudes abgibt. Durch den Wärmeentzug im Eisspeicher sinkt die Temperatur des Wassers. Sobald die Temperatur den Gefrierpunkt erreicht, beginnt das Wasser zu Eis zu gefrieren.
Um den Eisspeicher zu regenerieren und das Eis wieder zu schmelzen, können externe Wärmequellen wie Solarkollektoren, Luftwärme oder Abwärme verwendet werden. Diese Wärmequellen liefern die notwendige Energie, um das Eis im Speicher wieder zu Wasser zu schmelzen, sodass der Speicher für den nächsten Heizzyklus bereit ist.
Im Heizmodus entzieht die Wärmepumpe dem Eisspeicher die gespeicherte Wärmeenergie, um das Gebäude effizient zu beheizen. Im Kühlmodus arbeitet das System umgekehrt, indem es die im Eisspeicher vorhandene Kälte nutzt, um das Gebäude zu kühlen. Diese duale Funktionalität ermöglicht eine ganzjährige Nutzung des Eisspeichers, wobei sowohl die Heizung als auch die Klimatisierung des Gebäudes auf nachhaltige und energieeffiziente Weise erfolgen.
aquatherm blue aus Polypropylen (PP) ist für den Transport von kühlenden und heizenden Medien in geschlossenen Systemen konzipiert. Die einzigartigen, physikalischen Eigenschaften des Kunststoffs sind auf die Anforderungen des Heiz- und Kühlsektors zugeschnitten. Das Material verlängert aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit die Lebensdauer von Heizungsanlagensystemen deutlich. Hinzu kommen die wärme- und schallisolierenden Eigenschaften von aquatherm blue. Diese reduzieren den Bedarf an zusätzlicher Wärme- und Kälteisolierung im Vergleich zu metallischen Rohren und reduzieren den Isolierungsbedarf gegen Kondensatbildung.
aquatherm black Kunststoffrohre sind speziell für den Einsatz im Flächenheiz- und Kühlsystem für Decke, Wand und Boden entwickelt worden. Darüber hinaus können sie auch als Solar-Luft-Absorber eingesetzt werden, um Sonnenenergie effizient zu nutzen und in thermische Energie umzuwandeln. Ob als Heiz-/Kühlsystem oder als Solar-Luft-Kollektor - beides macht aquatherm black ideal für den Einsatz im Zusammenhang mit Eisspeicher und Wärmepumpen. aquatherm black ist besonders geeignet für den Einsatz in Niedertemperatursystemen wie Wärmepumpen. Es arbeitet effizient mit Vorlauftemperaturen von 25 ° bis 35 °C, was zu erheblichen Energieeinsparungen führt - bis zu 25 % bis 30 % Energiekosten können eingespart werden. Durch die geringere Luftbewegung wird die Verwirbelung von Hausstaub reduziert, was zu einem gesünderen Raumklima beiträgt.
Die Rohrmaterialien von aquatherm blue aus fusiolen® PP-RCT (ab Außendurchmesser 32 mm) und aquatherm black aus fusiolen® PP-R bieten ausgezeichnete ökologische Eigenschaften sowie hohe Temperatur- und Druckbeständigkeit. Sie sind langlebig und widerstandsfähig gegen chemische Einflüsse. aquatherm Kunststoffrohre bieten im Vergleich zu anderen Materialien wie Metall eine Reihe spezifischer Vorteile:
Im Gegensatz zu Metallrohren, die anfällig für Korrosion sind, sind aquatherm Kunststoffrohre korrosionsbeständig.
Kunststoffrohre sind leichter als Metallrohre, was die Handhabung und Installation erleichtert. Dies führt zu geringeren Arbeitskosten und einer schnelleren Installation.
Die Verbindung der Rohre erfolgt durch Wärmefusion, was eine starke, dauerhafte und leckagefreie Verbindung sicherstellt. Dies reduziert gegenüber metallenen Rohren die Notwendigkeit für häufige Wartungen und Reparaturen.
Für aquatherm Kunststoff-Rohrsysteme liegen Environmental Product Declaration (EPD) und weitere Zertifikate vor, die die umweltfreundlichen Eigenschaften und die nachhaltige Produktion dokumentieren.
Die Herstellung und das Recycling haben einen geringeren CO₂-Fußabdruck im Vergleich zu Metallrohren, die mit großen Energiemengen eingeschmolzen werden.
Polypropylen ist ein leicht recycelbares Material, was die Umweltbelastung weiter reduziert.
aquatherm Rohre haben eine geringere Wärmeleitfähigkeit als Metallrohre. Die minimierten Wärmeverluste sind besonders vorteilhaft in Heiz- und Kühlsystemen.
Es bilden sich keine Ablagerungen, die zu Rohrverstopfungen, Druckerhöhungen und Leckagen führen können.
aquatherm Rohre sind leiser als Metallrohre, da sie Geräusche besser dämpfen – ein großer Vorteil zur Lärmminimierung in allen Gebäuden, in denen sich dauerhaft Menschen aufhalten wie z.B. Wohngebäude oder Bürogebäude.
Die Referenzen verdeutlichen die Vielseitigkeit und Effizienz von Eisspeicher-Wärmepumpensystemen im Zusammenspiel mit aquatherm black und aquatherm blue in unterschiedlichen Anwendungsbereichen. Die Projekte zeigen, wie innovative Heiz- und Kühllösungen erfolgreich umgesetzt werden können.
Die Kletter- und Boulderhalle „2T“ in Lindlar stellte durch ihre Größe und die historischen Gebäude eine besondere Herausforderung für die energieeffiziente Beheizung und Kühlung dar. Das innovative Energiekonzept basiert auf einem Eisspeicher mit einem Fassungsvermögen von 1.700 Kubikmetern Wasser. Er liefert zusammen mit einer Wärmepumpe die Wärme- und Kühlenergie für die Hallen. Die Zuleitungen zum Eisspeicher sowie die gesamte Verrohrung in der Technikzentrale wurden mit dem aquatherm blue Rohrsystem realisiert. Für die Beheizung und Kühlung der Halle selbst kommt aquatherm black zum Einsatz, das in den oberen Wandbereichen für eine gleichmäßige Temperaturverteilung zum Beheizen oder zur Kühlung sorgt.
Am neuen Firmensitz von dekoGraphics in St. Leon-Rot stand die Herausforderung im Vordergrund, den Primärenergiebedarf vollständig regenerativ zu decken. Die Lösung wurde in einem ausgeklügelten Energiekonzept gefunden, das eine Eisspeicher-Wärmepumpe mit einem Kraftdach kombiniert – bestehend aus einer Photovoltaikanlage und einem Charger-System. aquatherm black, das als Solar-Luft-Absorber auf dem Flachdach installiert wurde, spielt dabei eine entscheidende Rolle. Es nutzt sowohl die Umgebungswärme als auch die Sonneneinstrahlung, um Wärme für die Wärmepumpe zu gewinnen und den Eisspeicher zu regenerieren. Darüber hinaus trägt aquatherm black zur Kühlung der Photovoltaikanlage bei, was die Effizienz der Stromerzeugung erhöht. Dieses innovative Zusammenspiel verschiedener Technologien ermöglicht es, den Energiebedarf des Gebäudes nachhaltig und effizient zu decken und gleichzeitig CO₂-Emissionen erheblich zu reduzieren.
Für die neue Logistikhalle von Distribo in Göttingen war es entscheidend, den Energieverbrauch trotz hohen Wärme- und Kühlbedarfs signifikant zu reduzieren. In Zusammenarbeit mit verschiedenen Partnern wurde ein maßgeschneidertes Klimatisierungskonzept entwickelt, das auf die Kombination von Eisspeicher, Wärmepumpen und aquatherm-Systemen setzt. Hierbei spielt das aquatherm blue System eine zentrale Rolle, das für die Verrohrung der Hydraulikmodule und die Verbindung zum Eisspeicher verantwortlich ist. Das aquatherm energy System mit seiner Isolierung aus PUR-Schaum und HDPE-Ummantelung wurde für die Rohrleitungen über lange Distanzen eingesetzt, wodurch Energieverluste minimiert werden. Dieses integrierte System ermöglicht es der Logistikhalle, konstante Temperaturen zu halten und gleichzeitig den Energieverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Systemen deutlich zu senken.
Das Konzept Eisspeicher/Wärmepumpe in Verbindung mit der ganzheitlichen Lösung aus den Rohrsystemen aquatherm blue und aquatherm black bietet eine hocheffiziente Möglichkeit für die nachhaltige Wärme- und Kälteversorgung moderner Gebäude. Die Nutzung der latenten Wärmeenergie beim Phasenwechsel von Wasser zu Eis ermöglicht es, Heiz- und Kühllasten effizient zu managen und dabei sowohl im gewerblichen als auch im privaten Bereich erhebliche Energiekosteneinsparungen zu realisieren. Besonders in großen Gebäuden, die einen hohen Heiz- und Kühlbedarf aufweisen, zeigt sich die Stärke dieses Systems, indem es Spitzenlasten glättet und eine gleichmäßige Energieverteilung gewährleistet.
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