Klein, aber oho: Sicherheitsventil & Co. in der Solarthermie-Anlage

Wie das Membranausdehnungsgefäß (MAG), über das ich hier geschrieben habe, dient auch das Sicherheitsventil dem Druckausgleich in der Solarthermie-Anlage. Schließlich entwickeln sich bei intensiver Sonnenstrahlung sehr hohe Temperaturen, so dass das Trägermedium entsprechend heiß werden kann. Es dehnt sich dabei aus und der Druck im Solarkreislauf erhöht sich. Neben dem MAG, dem Auffangbehälter und dem sogenannten Rückschlagventil sind Sicherheitsventil und Entlüfter Bauteile, die den reibungslosen und eigensicheren Betrieb der Anlage gewährleisten.

Das Membranausdehnungsgefäß gleicht mit seiner speziellen dehnbaren Membran zwischen Trägermedium (Solarflüssigkeit, Solarfluid) und Gaspolster (Stickstoff) einen Überdruck im Solarkreislauf (primärer Kreislauf) aus, indem sich die Membran in das Gaspolster drückt, wenn das Volumen des Fluids infolge der Erhitzung größer wird. Steigt der Druck extrem, so dass das Ausdehnungsgefäß seiner nicht mehr Herr wird, sprich: seine Aufnahmekapazität erreicht, muss das Sicherheitsventil in die Bresche springen, um den Überdruck auszugleichen – und die Anlage vor Schäden wie geborstene Leitungen zu bewahren.

Das Sicherheitsventil

Das Sicherheitsventil ist ein Bauteil, das je nach dem systemeigenen Normdruck unterschiedlich stark ausfällt. Es gibt Ventile für die Druckstufen: 2,5, 3, 4, 6, 8, und 10 bar. Wobei sich der Druck, der das Einspringen, genauer: das Öffnen des Sicherheitsventils bewirkt, immer nach dem Bauteil in der Solarthermie-Anlage richtet, das am druckempfindlichsten ist beziehungsweise am wenigsten druckbeständig ist. Meist ist das der Kollektor selbst, der Druck zwischen zweieinhalb und sechs bar standhält. Es ist also von großer Bedeutung, dass das Sicherheitsventil optimal zur Solarthermie-Anlage passt.

Steigt der Druck in der Anlage also so stark an, dass der maximale Betriebsdruck überschritten wird, öffnet sich das Sicherheitsventil, um die Solarflüssigkeit und / oder entstandenen Dampf in einen Auffangbehälter zu leiten. Infolgedessen sinkt der Druck in der Solarthermie-Anlage wieder. Je nach Anlage kann man die aufgefangene und erkaltete Solarflüssigkeit per Hand wieder in den Solarkreislauf füllen – oder die Anlage macht das ganz automatisch. Auf diese Weise sichert das Trio

1. Ausdehnungsgefäß,
2. Sicherheitsventil
3. und Auffangbehälter

die Solarthermie-Anlage vor einem Bersten infolge zu hohen Drucks.

Experten raten, das Sicherheitsventil nahe der Befüllstation und vor dem Ausdehnungsgefäß zu integrieren. Es sollte zwischen dem Ventil und dem Rest der Anlage keine Absperrung oder Verengung geben. Sicherheitsventile können demnach sowohl vertikal als auch horizontal eingebaut werden. Wichtig sei, dass auch der Kunststoff aus dem das Handrad des Sicherheitsventils besteht, sehr witterungs- und temperaturbeständig sei, insbesondere gegenüber UV-Strahlen, wenn es im Außenbereich montiert wird. Das Ventilgehäuse sollte verchromt sein, um Wind und Wettern zu widerstehen.

Gut zu wissen: Ein ständiges Tropfen des Ventils spricht meist dafür, dass es verschmutzt ist. Ein reinigen ist dann ein Must-do: Dazu schraubt man das Oberteil ab und reinigt Ventilsitz und Ventildichtung. Anschließend wird das Oberteil wieder eingeschraubt.

Das Entlüftungsventil

Als weitere Sicherheitsvorkehrung werden sogenannte Entlüfter in die Solarthermie-Anlage integriert. Sie sollen dafür sorgen, dass Luft, die sich im System befindet (sogenannte Lufteinschlüsse), gezielt und kontrolliert abgelassen werden kann. Symptomatisch für unerwünschte Luft im Solarkreislauf sind gluckernde Geräusche, die die Anlage bei Betrieb macht. Gut, mit Geräuschen könnte man ja noch leben – doch die Luft beeinträchtigt die Funktion der Anlage und kann sogar zu Schäden führen. Beispielsweise könnte der Durchfluss gestört oder die Solarpumpe heiß werden („heißlaufen“) und kaputt gehen.

So ein Entlüfter ist bautechnisch betrachtet auch nichts anderes, als ein Ventil. Es wird – entsprechend den maßgeblichen Eigenschaften von heißer Luft, die nach oben steigt – an der höchsten Stelle des Solarsystems eingebaut. Weil der Entlüfter sehr heiß werden kann, sollte er unbedingt robust gebaut sein, am besten ganz und gar aus Metall. Wichtig: Wurde entlüftet, muss der Entlüfter wieder gesperrt werden, um den Solarkreislauf zu schließen.

Das Rückschlagventil

Damit man das Fluid in die Solarthermie-Anlage füllen beziehungsweise es wieder heraus spülen kann, baut man in die Anlage sowohl eine Armatur zum Befüllen als auch eine zum Entleeren ein. Und zwar am tiefsten Punkt der Vor- und Rücklaufleitung des Kollektors. Das sogenannte Rückschlagventil (auch Rückschlagklappe) sorgt dann dafür, dass der Solarkreislauf bei wenig Sonne nicht etwa der Schwerkraft nach rückwärts läuft. Das hält die Wärme im Solarwärmespeicher.

Foto: la tortue / photocase.de