In den meisten Fällen ist es das Ausdehnungsgefäß, nicht ein Leck. Eine geplatzte Membran oder ein Vordruck, der unter den Betriebsdruck des Kreises gesunken ist, lässt das 6-bar-Sicherheitsventil bei jeder Stagnation der Kollektoren Flüssigkeit abblasen. Prüfen Sie zuerst das Gefäß: Drücken Sie auf den Stift des Schrader-Ventils – tritt Flüssigkeit aus, ist die Membran defekt.
Welchen Druck sollte ein Solarkreis tatsächlich halten?
Rechnen Sie es aus, bevor Sie entscheiden, dass etwas nicht stimmt. Die Standardregel legt den Kaltfülldruck anhand der Anlagenhöhe fest:
Fülldruck = 1,0 bar am höchsten Punkt + 0,1 bar je Meter statischer Höhe + etwa 0,1 bar Entlüftungsreserve.
Bei einem Haus mit 8 Metern zwischen der Solarpumpengruppe und der Oberkante der Kollektoren sind das kalt etwa 1,9–2,0 bar. Der Vordruck des Ausdehnungsgefäßes wird dann etwa 0,3 bar unter dem Betriebsdruck eingestellt – in diesem Beispiel rund 1,5 bar –, und das 6-bar-Sicherheitsventil bleibt unberührt, wobei der Auslegungsenddruck bei höchstens 5,5 bar gehalten wird.
Zwei normale Verhaltensweisen werden oft für Fehler gehalten. Das Manometer bewegt sich mit der Temperatur: Eine Schwankung von 0,3–0,5 bar zwischen einem kalten Morgen und einem heißen Nachmittag ist zu erwarten. Und eine neue Anlage verliert in den ersten Wochen 0,1–0,3 bar, weil der Luftabscheider gelöstes Gas entfernt. Das ist Inbetriebnahme, kein Leck.
Was lässt den Druck tatsächlich sinken – nach Wahrscheinlichkeit geordnet?
- Ausfall des Ausdehnungsgefäßes. Die Membran altert – Solar-Ausdehnungsgefäße sind Flüssigkeit von über 100 °C ausgesetzt –, oder die Stickstofffüllung entweicht langsam an einem verschlissenen Schrader-Ventil. In beiden Fällen kann das Gefäß das Volumen, das bei Stagnation der Kollektoren entsteht, nicht mehr aufnehmen; der Druck springt auf 6 bar, das Sicherheitsventil öffnet, und Flüssigkeit geht verloren. Jede Stagnation wiederholt den Zyklus.
- Ein tropfendes Sicherheitsventil. Hat ein Ventil einmal wegen Schmutz oder einer Druckspitze angesprochen, schließt es oft nicht mehr dicht und tropft danach dauerhaft. Achten Sie auf getrocknete Glykolkristalle unter dem Auslass.
- Ein offen gebliebener automatischer Entlüfter auf dem Dach. Bei Stagnation entlässt er Dampf und mit ihm Flüssigkeit und Frostschutz.
- Mikrolecks an Verbindungen und Dichtungen. Klemmringverschraubungen, die sich durch 100 K tägliche Temperaturwechsel lockern, Dichtungen der Kollektorverschraubungen und Anschlüsse der Pumpengruppe. Glykol hinterlässt einen klebrigen, staubbindenden Film – folgen Sie dem Staub.
- Ein defekter Kollektor oder Wärmetauscher. Selten, aber ein Absorber mit Lochfraß oder ein korrodierter Speicher-Wärmetauscher bringt Glykol in den Speicher. Prüfen Sie das Speicherwasser mit einem Refraktometer: Jeder Glykolwert bestätigt es.
Wie prüfe ich das Ausdehnungsgefäß?
Fünf Minuten mit einem Reifendruckprüfer:
| Schritt | Was zu tun ist | Was es Ihnen sagt |
|---|---|---|
| 1 | Das Absperrventil (Kappenventil) des Gefäßes schließen und die Flüssigkeitsseite entleeren | Trennt das Gefäß vom Anlagendruck |
| 2 | Den Stift des Schrader-Ventils drücken | Flüssigkeit = geplatzte Membran, Gefäß ersetzen. Gas oder nichts = weiter |
| 3 | Den Vordruck mit einem Manometer ablesen | Sollte dem Betriebsdruck minus etwa 0,3 bar entsprechen |
| 4 | Bei zu niedrigem Wert mit einer Hand- oder Fußpumpe auffüllen | Stellt das Aufnahmevolumen wieder her |
| 5 | Das Ventil wieder öffnen und den Kreis wieder auf Druck bringen | Anlage wieder auf Auslegungs-Fülldruck |
War der Vordruck korrekt und die Membran intakt, ist das Gefäß nicht Ihr Problem – gehen Sie weiter zum Sicherheitsventil und zu den Verbindungen.
Ist das Gefäß überhaupt groß genug?
Ein intaktes, aber zu kleines Gefäß erzeugt genau dasselbe Symptom, weil es den Kollektorinhalt nicht aufnehmen kann, wenn das Feld kocht. Ein Solar-Ausdehnungsgefäß muss das gesamte Kollektorvolumen als Dampf plus die thermische Ausdehnung der Flüssigkeit plus eine Reserve aufnehmen; deshalb braucht ein Kollektorfeld von 5 m² in einem Wohngebäude typischerweise 25 Liter, wo ein Heizkreis gleichen Volumens mit 12–18 Litern auskäme.
Zwei Schutzdetails sind ebenso wichtig wie die Kapazität. Ein Vorschaltgefäß – oder einfach zwei bis drei Meter ungedämmtes Kupferrohr zwischen T-Stück und Gefäß – hält Dampf von der Membran fern; ohne diesen Schutz wird die Gummimembran thermisch zerstört. Und das Gefäß sollte so hängen, dass bei Stagnation keine heiße Flüssigkeit per Konvektion hineinströmt.
Wann wird Druckverlust dringend?
Wenn dabei auch der Frostschutz verloren geht. Jeder Liter Propylenglykol, der aus einem Sicherheitsventil geblasen wird, wird bei achtlosem Nachfüllen durch reines Wasser ersetzt, und ein verdünntes Gemisch gefriert bei einer Temperatur, für die die Anlage nie ausgelegt wurde. Füllen Sie mit fertig gemischter Flüssigkeit in der ursprünglichen Konzentration nach und prüfen Sie sie mit einem Refraktometer, wie in der Anleitung zum Glykolwechsel beschrieben.
Unter etwa 0,5 bar kalt nehmen Sie die Anlage außer Betrieb. Die Pumpe kavitiert, die Flüssigkeit siedet bei niedrigerer Temperatur, sodass die Stagnation früher und stärker einsetzt, und über Verbindungen, die nie nach außen undicht waren, wird Luft angesaugt. Füllen Sie nach, finden Sie die Ursache, dann nehmen Sie die Anlage wieder in Betrieb.
Gute Servicepraxis ist es, bei jedem wiederholten Druckverlust zuerst das Ausdehnungsgefäß zu untersuchen, bis das Gegenteil bewiesen ist – wer zuerst die Verbindungen absucht, verliert bei den meisten Anlagen einen Tag.
Häufig gestellte Fragen
Wie oft sollte ich eine Solarthermie-Anlage nachfüllen?
Ein intakter geschlossener Kreis sollte höchstens alle paar Jahre nachgefüllt werden müssen, idealerweise zwischen den Flüssigkeitswechseln nie. Muss alle paar Monate nachgefüllt werden, verliert eine Komponente Flüssigkeit – meist das Ausdehnungsgefäß oder ein Sicherheitsventil, das nicht wieder geschlossen hat.
Darf ich eine Solaranlage mit Wasser nachfüllen?
Nein. Reines Wasser verdünnt das Frostschutzmittel und senkt den Frostschutz, manchmal so weit, dass der Absorber im nächsten harten Winter platzen kann. Füllen Sie mit fertig gemischter Solarflüssigkeit in gleicher Konzentration nach und prüfen Sie das Ergebnis mit einem Refraktometer.
Warum steigt das Manometer meiner Solaranlage tagsüber und fällt nachts?
Das ist normales thermisches Verhalten. Die Flüssigkeit dehnt sich aus, wenn sich die Kollektoren erwärmen, und zieht sich zusammen, wenn sie abkühlen; das Manometer bewegt sich an einem sonnigen Tag um 0,3–0,5 bar. Ein Fehler zeigt sich als Abwärtstrend des Wertes am kalten Morgen, Woche für Woche.
Auf welchen Druck sollte eine Solarthermie-Anlage eingestellt werden?
Etwa 1 bar plus 0,1 bar je Meter statischer Höhe, also rund 2 bar in einem zweigeschossigen Haus und rund 2,2–2,3 bar bei 12 Metern Höhe. Der Vordruck des Ausdehnungsgefäßes liegt etwa 0,3 bar niedriger, und das Sicherheitsventil ist normalerweise für 6 bar ausgelegt.
Quellen & weiterführende Literatur
- Caleffi — Expansion vessels for the primary circuit in solar thermal systems
- U.S. DOE Energy Saver — Solar water heating system maintenance and repair
- EN 12977 — Thermal solar systems and components: custom-built systems