Der TÜV Rheinland hat ein neues Verfahren für die Frostschutzprüfung von Vakuumröhrenkollektoren mit Wärmerohren entwickelt. Das seit Anfang dieses Jahres entwickelte Prüfverfahren steht jetzt den Herstellern von Röhrenkollektoren und Heatpipes zur Verfügung. Grund für die neue Prüfung waren viele verschiedene Schadensmeldungen nach dem strengen Winter 2009/2010, als in Deutschland über einen langen Zeitraum Temperaturen unter minus zehn Grad Celsius herrschten. Durch die lange Frostperiode mit extremen Minusgraden waren vermehrt Wärmerohre in Vakuumröhrenkollektoren geplatzt. Teilweise waren die kompletten Kollektoren betroffen, so dass es zu einem Totalausfall der gesamten Solaranlage gekommen ist. Oftmals waren die Schäden an den Wärmerohren von außen nicht zu erkennen.
Die gesamte Lebensdauer wird simuliert
„Für Solarkollektoren nehmen wir eine Mindestlebensdauer von 20 Jahren an. Daran haben wir uns orientiert. Denn es ist sehr wahrscheinlich, dass die Kollektoren mindestens einmal jährlich Frost ausgesetzt sind“, erklärt Ulrich Fritzsche, Experte für Solarthermie und Projektverantwortlicher bei TÜV Rheinland. Deshalb umfasst die neue Frostbeständigkeitsprüfung zwanzig Testzyklen von jeweils zwölf Stunden in der Klimakammer. In jedem Prüfzyklus wird der Inhalt des Wärmerohrs im Wechsel mindestens eine halbe Stunde lang auf minus zwanzig Grad Celsius abgekühlt, damit der Wärmeträger vollständig gefriert. Danach erhitzen die Prüfer das Wärmerohr ebenfalls mindestens eine halbe Stunde lang auf 10 Grad über Null, damit es vollständig wieder auftaut. Nach diesem Test dürfen keinerlei sichtbare Schäden an den Wärmerohren auftreten. Außerdem messen die Prüfer die Aufweitung der Rohrdurchmesser. Nur wenn dabei keine Unterschiede zum ursprünglichen Zustand feststellbar sind, hat der Kollektor die Prüfung bestanden. Das neue Verfahren kann man nicht nur auf komplett montierte Kollektoren anwenden, sondern auch auf einzelne Vakuumröhren mit Heatpipes. Dabei müssen mindestens neuen Röhren als Prüfmuster zur Verfügung stehen.
„Das aufgetretene Problem ist nicht generell auf alle Vakuumröhrenkollektoren übertragbar. Neben dem verwendeten Wärmeträger ist auch die jeweilige Bauart entscheidend. Etablierte Hersteller haben dieses Problem schon vor Jahren erkannt und gelöst“, erklärt Ulrich Fritzsche. So arbeiten viele Hersteller unter anderem mit Zusätzen in den Wärmerohren, die ein Einfrieren des Wärmeträgers verhindern sollen. Für Kollektoren, in denen in der Regel Wasser als Wärmeträger verwendet wird, ist im Entwurf der Prüfnormen bereits ein Hinweis auf die Gefährdung von Vakuumröhrenkollektoren enthalten.
Bisherige Hinweise zum Frostschutz reichen nicht aus
Zur Zeit ist eine generelle Frostschutzprüfung noch nicht vorgeschrieben. „Derzeit ist für eine positive Bewertung der Frostsicherheit der Hinweis erforderlich, dass der Kollektorkreis mit einem Glykol-Wasser-Gemisch betrieben werden muss. Genau dies ist jedoch nicht immer ausreichend“, begründet Fritzsche die Notwendigkeit der neuen Prüfung. Wenn diese generell für die Erteilung eines Zertifiktas vom TÜV Rheinland verbindlich wird, was wahrscheinlich ist, müssen auch Vakuumröhrenkollektoren, die bereits ein TÜV-Siegel haben, nachträglich auf ihre Frostbeständigkeit getestet werden, damit sie dieses auch behalten. Das würde Herstellern von Vakuumröhrenkollektoren und von Heatpipes ebenso wie Verbrauchern und Investoren die erforderliche Sicherheit bringen. (Sven Ullrich)
