Warum wassergefüllte Kollektoren im Winter nicht einfrieren

Ein rein wassergeführtes Solarthermie-System ohne Frostschutzmittel – das können sich hierzulande noch immer viele nicht vorstellen. Klar, die Kollektoren befinden sich auf dem Dach und in der kalten Jahreszeit friert reines Wasser normalerweise ein – Frostschutz für Kollektoren im Winter muss also sein.

Wasser-Glykol-Gemisch mit Nachteilen

Die meisten Anlagen arbeiten deshalb mit einem Wasser-Glykol-Gemisch, das aus physikalischer und auch finanzieller Sicht einige Nachteile hat: Bei hohen Temperaturen kann es “cracken”, d.h. sich in seine Bestandteile zerlegen, dabei die Anlage beschädigen oder zumindest die Funktion beeinträchtigen. Das ist besonders blöd für größer dimensionierte Anlagen zur Heizungsunterstützung, die im Sommer ständig “in Dampf” gehen. Da aber gerade die Sonnenheizung so spannend ist, muss man sich dem Problem widmen. In einschlägigen Foren lese ich, dass das Wärmeträgermedium oder –fluid alle 10 – 12 Jahre getauscht werden sollte, manche schreiben sogar, alle drei Jahre (wie in diesem Thread des Forums www.haustechnikdialog.de). Wenn es aber “gecrackt” ist, kann das wesentlich häufiger der Fall sein und Kosten verursachen – größenordnungsmäßig ab 100 Euro für Frostschutzmittel und Arbeitsstunden für ein Wohnhaus, bei Großanlagen entsprechend mehr.

Wie man das Wasser im Kollektor am Einfrieren hindert

Aber es geht eben auch anders, nämlich mit reinem Wasser als Wärmeträgermedium. Voraussetzung ist ein guter Kollektor, der möglichst wenig Wärme an die Umgebung wieder abgibt und den Bedarf für Frostschutz auf besonders kalte Winternächte beschränkt, und entsprechend ausgeklügelte Regelungstechnik. Der Solarregler sorgt dann dafür, dass bei Bedarf wenige Male pro Nacht Wasser aus dem Wärmespeicher in den Kollektor gepumpt wird – gerade so viel, dass die Wassertemperatur nicht unter 7 Grad sinkt. Dafür sind nur geringe Mengen Wärme nötig für Kollektoren im Winter – ca. 1 – 3 % der zuvor erzeugten Wärmeenergie. Die Großanlage in Wels beispielsweise, über die wir noch berichten werden, benötigte im Winter 2011/12 von November bis Februar nur 1 % der Wärmenergie für den Frostschutz.

Ist es sinnvoll, den Kollektor zu “beheizen”?

Die Antwort lautet eindeutig ja, denn der geringe Energieaufwand für den Frostschutz wird locker dadurch wettgemacht, dass reines Wasser gegenüber dem Glykolgemisch eine wesentlich bessere Energieausbeute hat – je nach Kollektorbauart etwa 10 – 15 Prozent! Dafür bekommt man dann ein wartungsarmes, ausfallsicheres System. Die Anwendung von Wasser ist außerdem auch ökologisch die bessere Variante – also einfach ecoquent.

Foto: Paradigma