Nein, wenn die Temperatur unter einen vorher eingestellten kritischen Wert fällt, schaltet die Solarpumpe kurz ein und verteilt gerade so viel Wärme aus dem unteren Teil des Puffers in den Rohrleitungen, dass die Solaranlage nicht einfriert.
Diese Technik wäre mit herkömmlichen (Flach-) Kollektoren nicht möglich, da diese in kalten Nächten zu viel Wärme verlieren würden, weil Flachkollektoren nach oben zum Himmel nicht gedämmt sind.
Bei guten Heatpipe Röhren Kollektoren mit trockener Anbindung muss nur sehr wenig Wasser im extrem gut isolierten Sammelrohr frostfrei gehalten werden. Dadurch sind die Verluste so minimal, dass sie fast ganz vernachlässigt werden können.
Die Frostschutzfunktion wird nur in sehr kalten Frostnächten eingesetzt. Dazu reicht es aus, pro5 mr² Kollektor ca. 2 Liter Wasser auf über 10 Grad zu halten.
Der Frostschutz dazu benötigt nur einen sehr kleinen Bruchteil der durch den Einsatz von Heizungswasser zusätzlich gewonnenen Energie.
Glykolgemische, welche Frostschutz bis -30 Grad bieten, haben bei 40 °C eine 12% geringere Wärmekapazität, die 3,8-fache Zähigkeit (Viskosität), eine 38 % geringere Wärmeleitfähigkeit, nur ein Viertel der Reynoldzahl (weshalb diese Kollektoren überwiegend bei ungünstigerer, laminarer Strömung arbeiten müssen), einen 25 % geringeren Wärmeübertragungskoeffizienten und einen um 42 % (bei turbulenter Strömung) bis 385 % (bei laminarer Strömung) höheren Druckverlust als reines Wasser. Zu tieferen Temperaturen hin werden die Verhältnisse für Glykolgemische immer ungünstiger. Somit wird in der Summe alleine durch diese Unterschiede über die gesamte Heizperiode mit Wassersystemen ein wesentlicher Mehrertrag erzeugt.
Da aber über 80 % der Solaranlagen Flachkollektoren sind und mit Glykol arbeiten müssen, werden diese Tatsachen von der Solar Industrie gerne verschwiegen. Jeder kann sich selbst ganz schnell davon überzeugen, wie wesentlich die Unterschiede jedoch tatsächlich sind.
Wenn man einmal einen beliebigen Platten- Wärmetauscher mit den Auslegungsprogrammen der Hersteller (z. B. SWEP, Alfa Lavall, Gea WTT usw.) ausrechnet, und dabei einmal Wasser gegen Wasser und zum Vergleich Wasser gegen Frostschutzmittelmischung tauscht, stellt man fest, dass etwa die 2 bis 3-fache Plattenanzahl notwendig ist, um das gleiche Wärmetauschergebnis wie mit reinem Wasser zu erzielen. Genau diese Arbeits- und Strömungsverhältnisse herrschen aber auch in den Kollektoren und in allen anderen Bauteilen einer Solaranlage, wo Wärme übertragen wird.
Mit Frostschutzmittel werden Kollektoren überwiegend laminar durchströmt, mit Wasser ist die Strömung überwiegend turbulent. Nahezu alle Solarertrags-Simulationsprogramme ignorieren die physikalische Abbildung dieser Zusammenhänge durch Anwendung einfacherer Modelle vollständig. Die Tauscherleistung ganz ohne Wärmetauscher, wie bei Wassersystemen, dürfte von keinem System zu übertreffen sein.
Nein das Gegenteil ist der Fall. Wenn in der Sommerzeit einer unserer Kunden anruft und einen Störfall seiner Anlage meldet handelt es sich dabei meist um eine Glykolanlage, die wir in den ersten Jahren ab 2004 auch noch verkauft haben. Damals haben sich ganz einfach viele Installateure geweigert, Anlagen ohne Frostschutzflüssigkeit zu bauen und wir waren gezwungen, diese Technologie zu verkaufen.
Glykolanlagen haben einen eigenen kleinen Kreislauf an Flüssigkeit von meist nicht mehr als 30 Litern.
Standardmäßig wird auch ein relativ kleines Ausdehnungsgefäß (meist nur 20-50 Liter) eingebaut. Wenn jetzt im Sommer die Anlage in Stagnation geht, passiert das gleiche wie bei einer SteamBack Anlage, lediglich mit dem Unterschied, dass 2 Liter Flüssigkeit pro Kollektor und ein wenig Dampf von dem viel kleineren Ausdehnungsgefäß aufgenommen werden müssen. Dabei steigt der Anlagendruck im Solarkreis schnell soweit an, dass sich das Überdruckventil in der Solarstation öffnet und Flüssigkeit austritt, die verloren geht. Wenn jetzt die Pumpe nach Abkühlung wieder fördern soll, ist dies nicht möglich, weil die fehlende Flüssigkeit durch ein Luftpolster ersetzt wird und eine Heizungspumpe dagegen nicht arbeiten kann. Dies ist ein sogenannter Störfall, den ein Fachmann durch Spülen und Befüllen der Anlage beheben muss. Außerdem leidet die Solarflüssigkeit durch Übertemperatur und wird zerstört, falls dieser Fall häufig eintritt.
Betreiber von Glykolanlagen fürchten mit Recht nichts mehr, als zu hohe Temperaturen und die hier beschriebene Störung.
Bei einer Wasseranlage ist der gleiche Vorgang keine Betriebsstörung, sondern ein ganz normaler SteamBack-Arbeitszustand, der bei einigen unserer Kunden im Sommer sogar fast täglich vorkommt, da diese Kunden teilweise bis 40m² Röhrenkollektoren an 1000 Liter Puffern betreiben. Dabei steigt der Anlagendruck auf Grund des großen Ausdehnungsgefäßes meist nur um weniger als 1 Bar an.
Nein, die Frostschutzfunktion der Volkssolaranlagen funktioniert völlig automatisch. Die Solarregelung überwacht die Kollektoren mit Hilfe der im Kollektor eingebauten Temperaturfühler.
Mittlerweile gibt es mehrere Anbieter von thermischen Solaranlagen, die mit Heizungswasser arbeiten. Der bekannteste Hersteller dieser Technologie ist Paradigma, mit dem System Aqua seit 2004 in Europa Marktführer bei Röhrenkollektoranlagen mit über 50% Marktanteil und mehr als 100.000 Installationen sind. Das System Aqua ist auch ein SteamBack System und wird mit Heizungswasser und auch ohne Glykol betrieben. Somit hat sich diese Technik zwischenzeitlich als beste und effizienteste am Markt bewährt. Allerdings können nur Hersteller von qualitativ hochwertigen Röhrenkollektoren diese Technik einsetzen.
Bei einer Störung oder Stromausfall öffnet automatisch ein Magnetventil und es wird eine Schwerkraftzirkulation vom Speicher (warm) über die Kollektoren (kalt) und zurück in den Speicher eingeleitet. Dies funktioniert völlig ohne zusätzliche Energie, da das wärmere Wasser aufsteigt und das kalte Kollektorwasser nach unten in den Speicher fällt.
Für diesen Fall kann die Schwerkraftzirkulation manuell gestartet werden.
Die Kollektoren wurden vom schwedischen Institut SP in mehrmonatigen Praxistest erprobt und die Ergebnisse in ausführlichen Leistungs-Testberichten im Rahmen des Keymark Test dokumentiert. Die Kollektoren sind mit dem KEYMARK Zertifikat des TÜV ausgezeichnet. Das Testergebnis ist auf unserer Seite im Bereich "Kollektortest" einsehbar.
Da die Solaranlage mit Heizungswasser statt mit Glykol-Gemisch läuft, kann der Kollektorkreislauf direkt an jedem bereits vorhandenen Pufferspeicher angeschlossen werden. Viele unserer Kunden haben bereits einen Puffer zusammen mit einer Holzheizung installiert. Dabei wird ganz einfach lediglich ein T-Stück ins Rohr des Vorlaufs aus der Holzheizung eingebaut und daran der Vorlauf der Solaranlage angeschlossen.
Zur Erhöhung der Effizienz wird vor dem T-Stück dann noch ein Dreiwegeventil gebaut, damit bei Bedarf die Solarernte auch direkt in die Puffermitte geleitet werden kann. Für den Solarrücklauf wird auch ganz einfach der Rücklauf der Holzheizung mittels T-Stück erweitert. Eventuell im Puffer bereits eingebaute Glattrohr-Wärmetauscher werden einfach dabei nicht genutzt.
Die Leitungen müssen natürlich sehr gut gedämmt werden. Bei Leitungen außerhalb der Haushülle sollte zur Sicherheit ein Temperatursensor in die Leitung kurz vor dem ersten Kollektor eingebunden werden. Alle unsere Regelungen unterstützten diesen zusätzlichen Sensor.
Generell wird an keiner Stelle des Kollektorkreises ein Entlüftungsventil eingebaut. Beim ersten Befüllen der Anlage wird dies über das obere Füllventil an der Solarstation vorgenommen. Dabei wird die komplette Befüllung über den Kollektor in den Puffer und von dort in die Heizungsanlage durchgeführt. Luft aus dem Pufferkreislauf landet dabei automatisch im Puffer und wird über die Pufferentlüftung entsorgt.
In geschlossenen Glyolkreisläufen kann der Sauerstoff, der beim Erhitzen aus dem Wasser austritt, nirgendwohin entweichen und die Sauerstoffblasen fahren als sogenannte Feinblasen bis in alle Ewigkeit "Karussell" im Solarkreislauf. Um diesem Phänomen Herr zu werden, nutzt man sogenannte 2-Strang-Solarstationen. Im 2. Strang ist im Wesentlichen eine Luftsammelflasche eingebaut, in der sich die Feinblasen sammeln sollen. Wenn das nicht hilft, wird ein spezieller Feinblasenabscheider zusätzlich eingebaut.
Diese Probleme sind bei einer glykolfreien Wasseranlage völlig unbekannt, da hier jede Feinblase im Puffer landet und dort Zeit hat, zum Pufferdeckel aufzusteigen, um dort über die Pufferentlüftung automatisch entsorgt zu werden.
Reine Wasseranlagen beherrschen die Stagnation im Sommer leicht und "eigensicher", wenn sie korrekt gebaut sind. Da kein Glykol durch Übertemperatur zerstört werden kann, schadet diese Übertemperatur auch nicht der Solarflüssigkeit, die ja nur aus Wasser besteht. Wenn die Temperatur im Sommer im Kollektor trotz laufender Solarpumpe auf z.B. 100 Grad steigt, schaltet der Solarregler die Solarpumpe ab, um Speicher und alle Heizungskomponenten vor Übertemperatur zu schützen. In den Sammelrohren der Kollektoren (das dicke obere Teil der Kollektoren) steigt dann die Temperatur schnell an und der erste Wassertropfen, der verdampft, dehnt sich im Volumen um den Faktor 1500 aus. Dadurch wird das Wasser aus dem Sammelrohr des Kollektors (ca. 2 Liter pro Kollektor) nach unten in den Puffer gedrückt. Dort wird diese Wassermenge vom Ausdehnungsgefäß aufgenommen und bei Abkühlung der Kollektoren in der Nacht automatisch wieder vom Ausdehnungsgefäß in die Kollektoren zurückbefördert. Weil die Sammelrohre im Kollektor sofort leergedrückt werden, gibt es weder Dampfschläge noch Stagnationsknattern wie das bei "leerkochenden" Kollektoren der Fall ist. Da Übertemperatur im Sommer bei diesem Konzept nicht schadet, kann die Solaranlage bei Bedarf (auch später) sehr leicht durch zusätzliche Kollektoren aufgerüstet werden, ohne den Rest der Anlage vergrößern zu müssen und ohne sich zu fragen, was mit der Überkapazität im Sommer passiert. Allerdings funktioniert dies nur mit Vakuum-Röhrenkollektoren, da hier nur wenige Liter Wasser in einem geraden Sammelrohr vollständig durch Dampfüberdruck in den Puffer zurückgedrückt werden, ohne dass Restwasser übrig bleibt und zu Dampfschlägen führen könnte, wenn der Kollektor dann später bei längerem Stillstand eine Endtemperatur von über 200 Grad erreichen kann.
Trotz sachgerechter Planung und Ausführung kommt es in modernen, hocheffektiven Solar- und Heizungsanlagen häufig zu Verschlammungen, Belagbildungen durch Kalk, schwarzem Bakterienschlamm oder galvanische Korrosionsschäden an den unterschiedlichen Merallbauteilen. Dies ist in erster Linie auf die Qualität des Heizungsfüllwassers und auch dessen Reaktionen mit den in der Gesamtanlage verwendeten unterschiedlichen metallischen Werkstoffen zurückzuführen.
Obwohl die VDI-Richtlinie 2035 eine klare Definition für die Qualität des Füllwassers vorgibt, scheuen sich viele Heizungsbauer immer noch, dem Kunden zusätzlich zur Heizungsanlage auch noch eine Heizungswasserbehandlung zu verkaufen, da diese meist sehr teuer ist. Dies hat auch Auswirkungen auf Gewährleistungsansprüche gegenüber dem Hersteller der Anlagen. Heizungs- und Solaranlagen dürfen unter keinen Umständen mit gewöhnlichem Leitungswasser befüllt werden.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Leitungswasser heizungstauglich zu machen. Die einfachste Lösung mit dem besten Preis-Leistungsverhältnis ist nach unserer Erfahrung eine Wasserbehandlung mit einem chemischen Zusatz wie z.B. CORACON HE 6 Konzentrat.
Damit lässt sich auch aus gewöhnlichem Leitungswasser hoch effektives Heizungswasser und Solaranlagenwasser bereiten. Dies ist auch nachträglich möglich, nachdem bereits Leitungswasser eingefüllt wurde. Dabei reicht 1 Liter Konzentrat für 250 Liter Heizungswasser. Nach Ablauf von 5 Jahren sollten dann jährlich 20 % des Konzentrates nachgefüllt werden.
Falls die Kollektoren leerdrückend und nicht leerkochend gebaut sind, ist die Umrüstung auf Wasser eine sinnvolle Alternative, die nicht nur einen Mehrertrag bringt sondern auch das Handling stark vereinfacht.
Gewährleistung - Bis zum heutigen Tag hatten wir in all den Jahren weniger als 10 Gewährleistungsfälle an Kollektoren, und Röhren innen oder außen. Wenn ein Gewährleistungsfall auftritt handelt es sich eher mal um eine defekte Pumpe, ein Dreiwegeventil oder eine Regelung. Da wir diese Bauteile überwiegend von europäischen Großunternehmen beziehen, können wir diese Fälle nach Abwicklung durch uns sehr leicht an die Hersteller weitergeben.
Service - Wir sind in der glücklichen Lage, überwiegend SteamBack und DrainBack-Wasseranlagen servicemäßig zu betreuen, die sehr einfach gebaut werden können und in den allermeisten Fällen keine Probleme verursachen.
Würden wir ausschließlich Glykolanlagen vertreiben, sähe dies mit Sicherheit ganz anders aus.
