Solarthermie

Welches Frostschutzmittel gehört in einen Solarthermie-Kreis?

Kurzantwort

Verwenden Sie ein inhibiertes, hochtemperaturstabilisiertes Propylenglykol, das speziell für Solarthermie-Anlagen hergestellt wurde, gemischt mit demineralisiertem Wasser in einer Konzentration von 30–50 % für einen Frostschutz zwischen etwa −13 °C und −32 °C. Verwenden Sie niemals Ethylenglykol oder Kfz-Frostschutz: Ethylenglykol ist giftig, und nur ein einwandiger Wärmetauscher trennt die Solarflüssigkeit von Ihrem Trinkwasser.

Titelgrafik: Welches Frostschutzmittel gehört in einen Solarthermie-Kreis?

Warum Propylenglykol und nicht Ethylenglykol?

Wegen der Toxizität. Propylenglykol gilt als gering toxisch – es gibt Varianten in Lebensmittelqualität, die als Zusatzstoffe verwendet werden –, sodass ein winziges Leck in der Rohrwendel eines Speichers, das das Warmwasser verunreinigt, ein Ärgernis ist, aber keine Vergiftungsgefahr. Ethylenglykol, die Basis der meisten Kfz-Frostschutzmittel, ist akut toxisch, und die meisten Solarspeicher für Privathaushalte verwenden einwandige Wärmetauscher ohne zusätzliche Trennbarriere. Deshalb ist bei praktisch allen europäischen Solaranlagen, die Trinkwasser erwärmen, Propylenglykol vorgeschrieben, und auch das US-Energieministerium trifft dieselbe Unterscheidung: Ethylenglykol nur in doppelwandigen, geschlossenen Konfigurationen, Propylenglykol überall dort, wo Hygiene zählt. Kfz-Frostschutz fällt noch aus einem zweiten Grund durch: Seine Inhibitorpakete auf Silikatbasis sind für die Werkstoffe von Verbrennungsmotoren und mäßige Temperaturen formuliert, nicht für die Stagnation in Solaranlagen.

Warum muss Solar-Glykol hochtemperaturstabilisiert sein?

Weil ein Solarkreis regelmäßig heißer wird als jeder Heizkreis. Wenn die Pumpe an einem sonnigen Tag stehen bleibt – Reglerfehler, Stromausfall, voll durchgeladener Speicher –, steigt der Kollektor in Richtung seiner Stillstandstemperatur, die weit über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegt. Gewöhnliches Heizungsglykol zersetzt sich bei solchen Temperaturspitzen schnell: Es oxidiert, wird sauer und bildet braunen Schlamm, der Absorber überzieht und Schmutzfänger verstopft. Solar-Flüssigkeiten verwenden temperaturstabile Inhibitorpakete, die wiederholte Stagnation überstehen sollen. Kaufen Sie eine Flüssigkeit, die ausdrücklich für Solarkollektoren ausgewiesen ist, und beheben Sie die Ursache, wenn Ihre Anlage häufig in Stagnation geht – siehe Wie verhindere ich die Überhitzung der Solarthermie im Sommer? –, denn keine Flüssigkeit übersteht chronische Überbeanspruchung auf Dauer.

Welche Konzentration soll ich mischen?

Stimmen Sie die Konzentration auf die Auslegungs-Mindesttemperatur Ihres Standorts ab und lassen Sie es dabei – mehr Glykol ist nicht besser. Ungefährer Frostschutz für Propylenglykol in demineralisiertem Wasser:

GlykolanteilFrostschutz bis ca.Hinweise
25 %-10 °CMindestkonzentration, ab der die Inhibitoren wirken
30 %-13 °CRegionen mit milden Wintern
40 %-21 °CStandard für den Großteil Mitteleuropas
50 %-32 °CHöchstwert für kalte Klimazonen; mehr beeinträchtigt die Leistung

Oberhalb von etwa 50 % steigen Viskosität und Pumpverluste, während die spezifische Wärmekapazität sinkt, sodass der Kreis pro Liter weniger Energie transportiert. Mischen Sie mit demineralisiertem oder entionisiertem Wasser – hartes Leitungswasser bringt Kalzium ein, das mit den Inhibitoren reagiert und den Absorber verkalkt. Viele Installateure kaufen fertig gemischte Flüssigkeit, um beide Fehler zu vermeiden. Wie Sie beim Frostschutz insgesamt vorgehen, erklärt der Beitrag Wie schütze ich eine Solarthermie-Anlage vor dem Einfrieren?.

Wie prüfe ich den Zustand der Flüssigkeit?

Zwei Messungen an der Solarpumpengruppe, einmal im Jahr, sagen Ihnen fast alles. Ein Refraktometer (oder Aräometer) misst die tatsächliche Konzentration – so lässt sich prüfen, ob sich der Frostschutz durch Nachfüllen oder Verdunstungsverluste verschoben hat. pH-Streifen zeigen den chemischen Zustand: Frisches Solar-Glykol ist leicht alkalisch, je nach Produkt typischerweise bei etwa pH 8–10; wenn die Flüssigkeit altert und oxidiert, sinkt der pH-Wert, und ein Messwert, der gegen 7 oder darunter tendiert, bedeutet, dass die Inhibitoren erschöpft sind und die nun saure Flüssigkeit begonnen hat, Kupfer und Stahl anzugreifen. Eine dunkle Farbe und ein brenzliger Geruch nach einem heißen Sommer deuten in dieselbe Richtung. Zersetzte Flüssigkeit muss ausgespült und komplett ersetzt werden – Nachfüllen genügt nicht – das Wie und Wie oft, einschließlich typischer Wechselintervalle, behandelt Wie oft sollte Solar-Glykol gewechselt werden?.

Was füllen die Hersteller tatsächlich ein?

Die Praxis bei Herstellern und Installateuren in ganz Europa läuft auf dieselbe Spezifikation hinaus: fertig gemischtes, inhibiertes Propylenglykol für den Solarbetrieb, mit einer je nach Klimazone gewählten Konzentration. Solimpeks schreibt für seine Wunder-Flachkollektoren Propylenglykol-Solarflüssigkeit vor; diese Kollektoren besitzen die Zertifizierung Solar Keymark (z. B. Lizenz 011-7S1941 F für die ALS-Serie). Befolgen Sie die Flüssigkeitsspezifikation aus dem Kollektorhandbuch – die Verwendung einer nicht konformen Flüssigkeit kann die Garantie des Kollektors erlöschen lassen.

Häufig gestellte Fragen

Kann ich Kfz-Frostschutz in einer Solarthermie-Anlage verwenden?

Nein. Kfz-Frostschutz besteht meist aus giftigem Ethylenglykol, und seine Inhibitoren sind nicht für die Stillstandstemperaturen von Solaranlagen ausgelegt. Er gefährdet über die Rohrwendel des Speichers das Trinkwasser und zersetzt sich im Kollektor rasch zu saurem Schlamm.

Kann ich meinen Solarkreis mit normalem Leitungswasser auffüllen?

Vermeiden Sie das. Leitungswasser verdünnt den Frostschutz und bringt Härtebildner ein, die die Inhibitoren neutralisieren und den Absorber verkalken. Füllen Sie mit derselben fertig gemischten Solarflüssigkeit nach und klären Sie, warum die Anlage überhaupt Flüssigkeit verloren hat.

Wie lange hält Solar-Glykol?

In einer gut funktionierenden Anlage typischerweise mehrere Jahre, in einer, die jeden Sommer in Stagnation geht, deutlich weniger. Prüfen Sie Konzentration und pH-Wert jährlich und ersetzen Sie die Flüssigkeit, wenn der pH-Wert unter etwa 7 sinkt oder der Frostschutz vom Auslegungswert abgewichen ist.

Ist Propylenglykol unbedenklich, wenn es ins Warmwasser gelangt?

Es gilt als gering toxisch, und genau deshalb ist es der Standard für Anlagen mit einwandigem Wärmetauscher. Ein Leck ist dennoch ein Defekt, der repariert werden muss – Sie verlieren Kreisdruck und Frostschutz –, aber kein gesundheitlicher Notfall.

Quellen & weiterführende Literatur

Über den Autor

Technik-Team von Solimpeks

Solarthermie & Anlagentechnik