Auf einen Blick
- Nicht der Winter setzt der Solarflüssigkeit zu, sondern der Sommer. Ab dauerhaft über 170 Grad altert Propylenglykol vorzeitig, ab 200 Grad verändert es sich chemisch unumkehrbar.
- Beim Altern entstehen organische Säuren. Sie verbrauchen die Reservealkalität, der pH-Wert fällt, und irgendwann schützt das Fluid die Anlage nicht mehr vor Korrosion.
- Frisches Propylenglykol-Fluid liegt leicht alkalisch. Für Tyfocor L nennt das Datenblatt pH 7,5 bis 8,5 für die 1:2-Verdünnung. Rutscht der Wert unter 7, gehört die Füllung getauscht.
- Gemessen wird mit einem Refraktometer, das eine Propylenglykol-Skala hat. Ein Kfz-Refraktometer mit Ethylenglykol-Skala zeigt bei Solarfluid falsche Werte an.
- Zum Herbstcheck gehört auch der Druck: Vordruck des Ausdehnungsgefäßes rund 0,2 bis 0,3 bar über der statischen Höhe, Fülldruck kalt etwa 0,5 bis 0,8 bar darüber.
Warum der Herbst der richtige Prüfzeitpunkt ist
Die meisten denken beim Frostschutz an den ersten kalten Morgen. Tatsächlich entscheidet sich der Zustand deiner Solarflüssigkeit aber im Juli und August. Steht die Anlage still, weil der Speicher voll ist, heizt sich der Kollektor auf, bis die Flüssigkeit verdampft. Genau dann wird es für den Wärmeträger unangenehm.
Das Datenblatt zu Tyfocor L, einem der verbreiteten Propylenglykol-Wärmeträger, ist an dieser Stelle sehr direkt: Dauerhaft über 170 Grad führt zu vorzeitiger Alterung, ab 200 Grad beginnen unumkehrbare chemische Veränderungen. Vakuumröhrenkollektoren erreichen im Stillstand ohne Weiteres Temperaturen in dieser Größenordnung.
Was dabei passiert, ist gut dokumentiert. Der Fachbeitrag des Herstellers Tyforop zu Solarfluiden beschreibt, dass bei Überhitzung organische Säuren entstehen, unter anderem Milch-, Oxal-, Essig- und Ameisensäure. Diese Säuren verbrauchen nach und nach die Reservealkalität, also den chemischen Puffer, der den pH-Wert oben hält. Als Beispiel führt der Beitrag ein unbeheiztes Fluid mit pH 8,2 gegen ein überhitztes mit pH 6,8 an. Sinkt der Wert unter 7, wird die Flüssigkeit sauer und greift Metalle an, statt sie zu schützen.
Deshalb ist September der sinnvolle Termin. Die Stagnationsphasen des Sommers liegen hinter dir, die Heizsaison und die erste Frostnacht noch vor dir. Wenn etwas nicht stimmt, hast du Zeit, es in Ruhe zu richten.
Frostschutz richtig messen
Für die Konzentrationsbestimmung gibt es zwei anerkannte Wege: die Dichtemessung mit einer Spindel oder die Messung des Brechungsindex mit einem Handrefraktometer. In der Praxis gewinnt das Refraktometer, weil ein paar Tropfen genügen.
Ein Punkt wird dabei regelmäßig übersehen. Refraktometer für den Kfz-Bereich sind auf Ethylenglykol kalibriert, also auf klassisches Kühlerfrostschutzmittel. Solarfluide basieren dagegen fast immer auf Propylenglykol, und die beiden Stoffe haben unterschiedliche Brechungsindizes. Die Hersteller führen die Skalen deshalb getrennt. Wer die Ethylenglykol-Skala auf ein Propylenglykol-Gemisch anwendet, liest schlicht die falsche Zahl ab. Achte also darauf, dass dein Gerät eine PG-Skala hat, oder nimm gleich eines, das der Fluidhersteller für sein Produkt empfiehlt.
Zur Einordnung die Werte aus dem Tyfocor-L-Datenblatt. Sie zeigen, wie deutlich Konzentration und Frostschutz zusammenhängen:
| Anteil Konzentrat (Vol.-%) | Brechungsindex nD20 | Frostschutz bis |
|---|---|---|
| 35 | 1,3747 | −17 °C |
| 40 | 1,3801 | −21 °C |
| 45 | 1,3855 | −26 °C |
| 50 | 1,3910 | −32 °C |
Wichtig ist die Untergrenze, und die hat nichts mit Frost zu tun. Für Solaranlagen gibt Tyforop einen Einsatzbereich von 40 bis 75 Volumenprozent Konzentrat an. Unterhalb dieser Grenze reicht die Menge an Korrosionsinhibitoren nicht mehr aus, selbst wenn der Frostschutz für einen milden Standort rechnerisch genügen würde. Andere Fluide haben andere Grenzen. Unser eigenes Solar-Fertiggemisch etwa ist als gebrauchsfertige Mischung ausgelegt und darf laut Datenblatt 33 Prozent nicht unterschreiten. Maßgeblich ist immer das Datenblatt des Produkts, das tatsächlich in deiner Anlage steckt.
Praxis-Tipp: Ein zu niedriger Messwert heißt nicht automatisch, dass die Flüssigkeit hinüber ist. Häufig wurde irgendwann mit Wasser nachgefüllt und die Mischung dadurch verdünnt. Nach reinen Verdunstungsverlusten darf laut Hersteller mit neutralem Trinkwasser aufgefüllt werden. War es dagegen eine Leckage, ist mit einer Lösung derselben Konzentration nachzufüllen, sonst sinkt der Glykolanteil bei jedem Mal weiter.
Der pH-Wert verrät, ob das Fluid noch schützt
Der Frostschutz sagt dir nur, wie viel Glykol im Kreis ist. Er sagt nichts darüber, ob die Inhibitoren noch arbeiten. Dafür brauchst du den pH-Wert, und der ist mit einem Teststreifen aus dem Fachhandel in einer Minute gemessen.
Die Sollwerte stehen im Datenblatt. Für Tyfocor L liegt das Konzentrat bei pH 6,5 bis 8,0, die 1:2-Verdünnung mit neutralem destilliertem Wasser bei pH 7,5 bis 8,5, jeweils nach ASTM D 1287. Frisches Fluid ist also leicht alkalisch. Der Hersteller gibt zusätzlich eine Reservealkalität von über 10 bis 13 Milliliter 0,1-normaler Salzsäure an, was nichts anderes als die Größe des Puffers beschreibt.
Diesen Puffer verbraucht jeder Sommer ein Stück weit. Solange der pH-Wert im Sollbereich bleibt, ist alles in Ordnung. Fällt er merklich darunter und rutscht Richtung 7 oder darunter, ist die Reserve aufgebraucht. Dann hilft kein Nachfüllen, dann gehört die Füllung getauscht. Eine harte Normzahl im Sinne einer Vorschrift gibt es dafür nicht, die Schwelle ergibt sich aus dem Sollbereich des jeweiligen Fluids.
Zwei Dinge kannst du nebenbei mitprüfen, ganz ohne Messgerät. Frisches Fluid ist klar. Wird die Probe dunkelbraun oder trüb, hatte die Anlage vermutlich mehr Stagnation hinter sich, als ihr guttat. Und Propylenglykol-Fluide sind praktisch geruchsneutral. Ein deutlich säuerlicher Geruch ist ein Warnzeichen.
Anlagendruck und Ausdehnungsgefäß
Der zweite Teil des Herbstchecks ist der Druck. Er dauert länger als die Fluidprobe, wird aber deutlich häufiger vergessen. Dabei ist ein zu niedriger Vordruck im Ausdehnungsgefäß eine der häufigsten Ursachen dafür, dass eine Solaranlage über Jahre still Flüssigkeit über das Sicherheitsventil verliert.
Das Swissolar-Merkblatt zu Expansionsgefäßen in Solaranlagen nennt eine brauchbare Faustregel. Der Vordruck des Gefäßes wird auf die statische Anlagenhöhe plus 0,2 bis 0,3 bar eingestellt. Als statische Höhe gilt der Höhenunterschied zwischen dem Gefäß und dem höchsten Punkt der Anlage, umgerechnet mit rund 0,1 bar je Meter. Bei zehn Metern Höhenunterschied sind das also etwa 1,0 bar statisch und damit rund 1,2 bis 1,3 bar Vordruck. Der Fülldruck im kalten Zustand liegt darüber, ungefähr bei statischer Höhe plus 0,5 bis 0,8 bar.
Der Vordruck lässt sich nur bei drucklosem Gefäß messen, also erst nachdem der Solarkreis auf der Gefäßseite abgesperrt und entleert wurde. Wer sich das nicht zutraut, kontrolliert wenigstens den Fülldruck am Manometer der Solarstation, kalt und am besten morgens. Ist er über den Sommer merklich gefallen, sucht man am besten gleich nach der Ursache, statt nur nachzufüllen.
Praxis-Tipp: Das Ausdehnungsgefäß muss bei Stagnation die gesamte Flüssigkeit aus dem Kollektorfeld aufnehmen können. Tyforop weist genau darauf hin, weil das Fluid sonst über das Sicherheitsventil abgeblasen wird und beim nächsten Kaltwerden Luft in den Kreis gezogen wird. Wer bei der Sanierung Kollektorfläche dazugebaut hat, sollte prüfen, ob das alte Gefäß dafür noch groß genug ist.
Wann die Solarflüssigkeit getauscht gehört
Ein Tausch ist fällig, wenn der pH-Wert den Sollbereich verlassen hat, wenn die Konzentration ohne erkennbaren Leckagegrund deutlich abgesunken ist, oder wenn die Probe dunkel und trüb aussieht. Auch das Alter spielt mit: Tyforop empfiehlt mindestens eine jährliche Prüfung von Dichte, Konzentration, Inhibitoren und pH-Wert und einen Austausch, sobald ein Parameter außerhalb liegt.
Beim Tausch selbst zahlen sich ein paar Punkte aus dem Datenblatt aus, die im Alltag gerne untergehen:
- Der Solarkreis muss ein geschlossenes System sein. Kommt Luftsauerstoff hinein, werden die Inhibitoren schneller verbraucht.
- Verzinkte Bauteile gehören nicht in den Solarkreis, weder Wärmetauscher noch Speicher noch Rohre. Propylenglykol löst Zink.
- Nach dem Befüllen sollte der Schmutzfänger spätestens innerhalb von 14 Tagen gereinigt werden, weil sich Montagerückstände lösen.
- Am höchsten Punkt braucht es eine Entlüftungsmöglichkeit, und automatische Entlüfter dürfen keine Luft ansaugen können.
- Gemischt wird nur mit Fluiden auf derselben Propylenglykol-Basis. Ein anderes Produkt dazuzuschütten, kann die Inhibitorpakete gegeneinander arbeiten lassen.
Praktisch läuft der Wechsel über eine Spül- und Befülleinheit: Anlage entleeren, mit Wasser spülen, bis nichts Dunkles mehr kommt, dann die neue Mischung im Kreislauf einbringen und dabei entlüften. Wenn die Kollektoren auf dem Dach sitzen, gehört dieser Handgriff in die Hände eines Installateurs, schon wegen der Temperaturen und der Absturzsicherung.
Die Herbst-Checkliste
Kurz zusammengefasst, was du an einem Nachmittag im September abarbeiten kannst:
- Probe am KFE-Hahn der Solarstation ziehen, wenn die Anlage kalt ist.
- Frostschutz mit dem Refraktometer messen, Propylenglykol-Skala verwenden.
- pH-Wert mit Teststreifen prüfen und gegen den Sollbereich im Datenblatt halten.
- Farbe und Geruch der Probe beurteilen.
- Fülldruck kalt am Manometer ablesen und mit dem Wert von der Inbetriebnahme vergleichen.
- Sicherheitsventil und Ausdehnungsgefäß auf Spuren ausgetretener Flüssigkeit ansehen.
- Kollektoren und Verrohrung vom Boden aus auf lose Halterungen und beschädigte Dämmung kontrollieren.
- Am Regler die Betriebsstunden und, falls vorhanden, die Wärmemenge notieren. Ein Jahresvergleich zeigt Leistungsverlust früher als jedes Bauchgefühl.
Wer die Werte jedes Jahr in dieselbe Tabelle schreibt, sieht den Trend. Und ein langsam fallender pH-Wert über drei Jahre ist eine viel bessere Information als eine einzelne Momentaufnahme.
Fazit
Eine Solarthermieanlage verzeiht viel, aber sie meldet sich nicht, wenn das Fluid müde wird. Sie liefert einfach ein bisschen weniger, und irgendwann hat der Wärmetauscher Lochfraß. Der Aufwand für die Gegenprobe ist gering: ein Refraktometer mit der richtigen Skala, ein pH-Teststreifen, ein Blick aufs Manometer.
Der beste Zeitpunkt dafür ist jetzt, nach dem Sommer und vor dem ersten Frost. Wenn dann tatsächlich etwas nachzufüllen oder zu tauschen ist, hast du dafür noch Wochen Zeit statt einer Nacht.
Häufige Fragen (FAQ)
Wie oft muss die Solarflüssigkeit gewechselt werden?
Es gibt kein festes Intervall. Der Hersteller empfiehlt mindestens eine jährliche Prüfung von Konzentration und pH-Wert und einen Austausch, sobald ein Wert außerhalb des Sollbereichs liegt. Anlagen mit vielen Stagnationsphasen im Sommer brauchen früher eine neue Füllung als Anlagen, deren Wärme ganzjährig abgenommen wird, etwa über einen Pool oder eine Heizungsunterstützung.
Kann ich mein Kfz-Refraktometer für die Solaranlage verwenden?
Nur wenn es eine Propylenglykol-Skala hat. Geräte für Kühlerfrostschutz sind auf Ethylenglykol kalibriert, und die beiden Stoffe haben unterschiedliche Brechungsindizes. Die Fluidhersteller führen die Skalen deshalb getrennt. Ohne PG-Skala oder ein passendes Umrechnungsdiagramm liest du eine Zahl ab, die nicht zu deiner Anlage gehört.
Darf ich mit Wasser nachfüllen, wenn der Druck gefallen ist?
Das hängt davon ab, wohin die Flüssigkeit verschwunden ist. Bei reinen Verdunstungsverlusten ist ein Auffüllen mit neutralem Trinkwasser laut Datenblatt zulässig. Bei einer Leckage oder wenn Fluid über das Sicherheitsventil abgeblasen wurde, muss mit einer Lösung derselben Konzentration nachgefüllt werden, sonst sinkt der Glykolanteil bei jedem Mal weiter ab.
Woran erkenne ich, dass die Solarflüssigkeit überhitzt war?
An drei Anzeichen: Die Probe ist dunkelbraun statt klar, sie riecht säuerlich statt neutral, und der pH-Wert liegt unter dem Sollbereich des Datenblatts. Kommt eines davon zusammen mit häufigen Stagnationsphasen im Sommer, ist ein Wechsel sinnvoll, auch wenn der Frostschutz rechnerisch noch reichen würde.
Reicht mehr Frostschutz auch als besserer Korrosionsschutz?
Eine höhere Konzentration bringt beim Korrosionsschutz nichts zusätzlich, dafür steigt die Zähigkeit spürbar an. Das bedeutet mehr Druckverlust und eine schlechtere Wärmeübertragung. Die Datenblätter nennen deshalb einen Bereich mit Unter- und Obergrenze, für Tyfocor L im Solarkreis 40 bis 75 Volumenprozent. Sinnvoll ist der untere bis mittlere Teil dieses Bereichs, passend zur tiefsten zu erwartenden Temperatur am Standort.
Was passiert, wenn ich den Herbstcheck auslasse?
Im schlimmsten Fall zweierlei. Ist der Frostschutz zu dünn, kann das Kollektorfeld in einer klaren Frostnacht einfrieren, und Vakuumröhren oder Absorber gehen kaputt. Ist das Fluid sauer geworden, passiert nichts Spektakuläres, aber der Korrosionsangriff läuft still weiter, bis der Wärmetauscher oder eine Lötstelle undicht wird. Der zweite Fall ist der teurere, weil er meist erst nach Jahren auffällt.
Solarflüssigkeit, Spülset oder Ausdehnungsgefäß gebraucht?
Solar-Fertiggemisch, Spül- und Befülleinheiten, Solar-Ausdehnungsgefäße von 18 bis 100 Liter und Solarregler findest du im Sortiment auf westech.shop. Wenn du nicht sicher bist, ob deine Werte noch im Rahmen liegen, schick uns die Messwerte und den Anlagentyp an office@westech-solar.at. Mehr zur Solarthermie gibt es auf westech-solar.at.
