Wärmeträgerdruck in Solaranlage
BAU-Forum: Nutzung alternativer Energieformen

die denken sich (hoffentlich!) was dabei. Und bei Schaden Aufgrund zu hohem Drucks könnt der die Gewährleistung dann verweigern.
So wie ich die Anfrage lese, hat das System doch bisher problemlos funktioniert, oder?
Machen Sies wie mit Fenster-PCs: "Never change a running System"

Hallo Herr Steudle, 0,1 bar/Meter + ca. 0,5 bar ist in Ordnung, der Druck sollte allerdings bei kaltem Kollektor gemessen sein. Unsere Anlage wird mit 1,8 bar betrieben. Der Druck erhöht sich dann bei 80 ° Kollektortemperatur auf etwa 2,5 bar (trotz Ausdehnungsgefäß). Bei 4 bar habe ich keine Bedenken hinsichtlich irgendwelcher Schäden (das Kollektormaterial hält das aus, aber bei einem Stillstand (oder bei starker Aufheizung und nichtangepasstem Ausdehnungsgefäß) würde das Überdruckventil bei ca. 6 bar auslösen. Daher auch die Nachfrage: Wieso trat der Wasserverlust auf dem Dach auf? Ist bei Ihnen das Sicherheitsventil auf dem Dach untergebracht oder waren die Entlüfter defekt?

1. Druck bei kaltem Kollektor, mein Ausdehnungsgefäß (18 l) schafft den Druckanstieg
2. Anlage wurde mit ca. 6 bar abgedrückt=>alles noch ganz
3. Durch den Anlagenstillstand muss die Sole verdampft sein, dieser Dampf wurde von den automatischen Entlüftern durchgelassen
Deshalb auch meine Bedenken (auch die des Installateurs) hinsichtlich des Druckes; Prinzip Dampfdrucktopf=>bei hohem Druck siedet Flüssigkeit später.
Gruß WS

kenne ich die genaue Wirkungsweise eines Entlüfters nicht. Ist wirklich völlig ausgeschlossen, dass die Sole in Dampfform durch irgendwelche Verbindungen entwichen sein kann, die bei kurzzeitig 6 bar Wasserdruck einwandfrei erscheinen? . Vermutlich hilft da nur ausprobieren ...

Im automatischen Entlüfter ist ein Schwimmer, der das Ventil solange offen hält bis Flüssigkeit ihn anhebt.
Die Anlage wurde mehrere Tage abgedrückt, während dieser Zeit war
der Kollektor abgedeckt.
MfG WS

aber der Gedankenfehler lag bei mir. Sorry. An meinem Entlüfter kann kein Dampf entweichen, weil dem Entlüfter ein Kugelventil vorgeschaltet ist. Dieses wird nur bei Anlagenbefüllung geöffnet und die Anlage entlüftet. Daher kann sich bei mir ggf ein Druck bis 6 bar aufbauen und erst dann öffnet das Überdruckventil. Fehlt bei Ihnen diese Absperrmöglichkeit. Wäre schlecht, denn unter Normalbedingungen (je nach Anlagenauslegung) kann es ja auch vielleicht mal zur Dampfbildung kommen.
Wäre jetzt interessant zu wissen, wo die größeren Reserven sind: niederer Druck oder höherer Vordruck und späterer Siedepunkt. Hier muss aber unbedingt das Ausdehnungsgefäß miteinbezogen werden. Ich tippe mal auf niederen Vordruck, denn das "Eierwasser" kocht in 2000 m Höhe nur unwesentlich früher, mW bei etwa 90-95 °C. Die Bayern unter den Forumsteilnehmern sollten das aber eher wissen ...

Ich habe schon mit dem Gedanken gespielt, die Entlüfter ganz auszubauen. Werde sie jetzt aber mittels Kugelventil o.ä. absperren.

Hallo,
der Rat "don't disturb a running System" hat schon seine Berechtigung  -  trotzdem denke ich mal laut nach:
Minimal brauchen Sie 0,1 bar pro Meter Höhenunterschied (vom Manometer bis zum höchsten Punkt), damit an letzterem kein Unterdruck entsteht. Mit 0,5 bar darüber haben Sie etwas Reserve (für tiefe Temperaturen ...). So gesehen ist die Faustregel Ihres Bausatz-Herstellers ein praktikabler Minimalwert.
Was spricht gegen einen höheren Druck?
Rohre aus Metall (z.B. Kupfer) halten wesentlich höhere Drücke aus (meist jenseits von 100 bar). Kritisch sind: das Ausdehnungsgefäß, evtl. die Kollektoren, Teile aus Kunststoff (flexible Schläuche, Schaugläser ...) und Komponenten mit bewegten Dichtungen (Umwälzpumpen, Schieber, Kugelhähne ...). Wieviel hält das schwächste Glied der Kette aus? Daraus ergibt sich, welchen Ansprechdruck das Sicherheitsventil maximal haben darf. Je niedriger nun der normale Druck der Anlage liegt, desto größer ist der sogenannte Wirkungsgrad des Membran-Ausdehnungsgefäßes (MAG). Das heißt, es ist ein größerer Teil senes Inhaltes nutzbar. Siehe dazu die Seite, auf die der Link unten führt.
Ein Berechnungsbeispiel (überschlagsmäßig):
Wenn Sie die Anlage mit 2 bar betreiben, hat das MAG vielleicht einen Vordruck von 1,5 bar (=2,5 bar absolut). Wenn Sie die Anlage füllen, ist bis 1,5 bar das ganze MAG mit Luft gefüllt. Darüber wird der luftgefüllte Ballon im MAG zusammen gedrückt nach der Formel:
Volumen x Druck absolut = konstant
Bei 2 bar (=3 bar absolut) nimmt die Luft noch
18 Liter x ( 2,5:3 ) = 15 Liter ein.
Das MAG enthält jetzt 3 Liter Wärmeträger (="Wasservorlage").
Angenommen, Ihre Anlage hätte eine Füllmenge von 40 Litern mit 50 % Frostschutz-Zusatz. Bei Erwärmung von 0 °C auf 100 °C dehnt sich die Flüssigkeit um 5,95 % aus, also gerundet um 2,4 Liter. Der Druck im MAG steigt auf
3 bar absolut x ( 15:12,6 ) = 3,57 bar absolut = 2,57 bar.
Wenn jetzt die Umwälpumpe abgeschaltet wird (oder ausfällt ...), kann das Medium kochen, bis in den Kollektoren (und in den Rohren auf gleicher Höhe) nur noch Dampf ist. Angenommen, der Inhalt der Kollektoren beträgt 5 Liter, dann steigt der Druck auf:
3 bar absolut x ( 15:7,6 ) = 5,92 bar absolut = ca. 5 bar. Ab ca. 5,5 bar würde ein 6 bar Sicherheitsentil ansprechen. Allerdings ist das eine "worst-case-Berechnung", denn bis es in den Kollektoren kocht, hätten die übrigen Leitungen Zeit, etwas auszukühlen. Kochen würde es bei 5 bar in den Kollektoren etwa ab 158 °C bei Wasser bzw. 165 °C bei Wärmeträger. Bei einem nutzbaren Druckbereich von 2 ... 5,5 Bar
= 15 Liter Luft ... 15x (3:6,5) =6,92 Liter Luft werden also 15-6,92= 8,08 Liter für die Ausdehnung genutzt, was einem Wirkungsgrad von ca. 45 % entspricht  -  ein recht guter Wert.
Was spricht für einen höheren Druck?
(Es müssen natürlich alle Komponenten aushalten  -  bei Ihnen würde das z.B. ein 10 bar Sicherheitsventil und einen höheren Vordruck im MAG bedeuten. Wie die Sattdampftabelle (2. Tabelle  -  Link unten) zeigt, kocht Wasser bei höherem Druck "später" (das müssen aber die in tiefer gelegenen Landstrichen wohnenden Forumsteilnehmer genauer wissen . Durch den Glykol-Gehalt erhöht sich der Wert jeweils um einige °C. Damit lässt sich der Siedepunkt "hinauszögern". Es ist für das Wärmeträgermedium eigentlich nicht gut, wenn es immer wieder kocht bzw. verdampft. Je nach Art der Kollektoren kann man das aber trotzdem nicht ganz verhindern.
Zum Vergleich  -  meine Anlage:
28 m² Vakuum-Flachkollektoren, 540 Liter WW-Speicher, 6800 Liter Heizungs-Pufferspeicher. Das MAG hält 10 bar aus, ist mit 5,5 bar Vordruck aufgepumpt und die Anlage ist mit 6 bar befüllt. Da enthält das MAG schon 5,7 Liter (Wasservorlage). Beim Anstieg von 0 °C auf 100 °C dehnen sich die 72.8 Liter Anlageninhalt um 4,33 Liter aus und der Druck steigt auf 6,43 bar. Wenn dann die Umwälzpumpen ausschalten, kocht es in den Kollektoren ab etwa 180 °C. Wenn deren Inhalt von 21 Litern verdampft ist, wäre der Druck rechnerisch bei 9,61 bar (und 195 °C im Kollektor). Ab 9 bar müsste ich damit rechnen, dass das "10 bar"-Sicherheitsventil öffnet. In Wirklichkeit ist der Druck niedriger, weil natürlich der Rest der Anlage nicht auf 100 °C bleibt. Somit ist die Anlage eigensicher, auch wenn der Kollektorinhalt gasförmig ist. Das ist aber gottseidank nur selten der Fall, weil der große Pufferspeicher selten die Abschaltgrenze von 98 °C erreicht  -  im Moment ist er bei etwa 93 °C. Im Sommer entferne ich einen Teil der Isolierung vor dem Einstiegsloch unten am 3,8 m hohen Speicher, um gezielt etwas mehr Verluste zu bekommen. Mit dem höheren Betriebsdruck erreiche ich das Ziel, ein Kochen des Wärmeträgers zu vermeiden trotzdem nicht, denn die Leerlauftemperatur der Kollektoren beträgt ca. 220 °C.
Noch kurz zum Entlüfter:
Oben, in Höhe der Kollektoren (vor allem auch in der heißen Vorlaufleitung danach) sollen nur manuelle Entlüftungsschrauben o.ä. sein  -  automatische Entlüfter entlassen Dampf im Kollektorbereich genauso, als wäre es Luft. Es sollte aber trotzdem ein automatischer Entlüfter an geeigneter Stelle in der Anlage sein, damit Luft (verbliebene Reste oder eingedrungene) ständig entweichen kann.
Erledigt? Erschlagen? Alle Klarheiten beseitigt?
Vielleicht trifft ja wenigstens der letzte Absatz Ihre Frage.
.. Und woher ich das alles weiß? ... Ich gehör zu den "Bayern unter den Forumsteilnehmern" ...
Genießen Sie den Sommer, Wolfram Zucker

• Web-Link
• http://home.arcor.de/w.zucker/heizung/schema.gif