ThermProtect, die innovative Abschaltautomatik von Viessmann, schützt neben den Flachkollektoren nun auch die Vakuum-Röhrenkollektoren vor Überhitzung.
Ein Solarkollektor erzeugt immer dann Wärme, wenn Sonnenlicht auf den Absorber trifft – auch, wenn diese Wärme nicht benötigt wird. Bei langen Stillstandszeiten oder bei herkömmlichen Kollektoren ist im Sommer mit Überhitzung und Dampfbildung zu rechnen. Wird die Wärme nicht abgenommen, schaltet die Umwälzpumpe ab und die Solaranlage geht in Stagnation. Bei weiterer Sonneneinstrahlung führt dies zu steigenden Kollektortemperaturen bis hin zur Verdampfung des Wärmeträgermediums. Das verursacht eine hohe thermische Belastung von Anlagenkomponeten wie Dichtungen, Pumpen, Ventilen und des Solarmediums.
Die Abschaltautomatik ThermProtect verhindert laut Viessmann zuverlässig eine Überhitzung der Kollektoren. Seit April sind auch die neuen Vakuum-Röhrenkollektoren Vitosol 300-TM für Einfamilienhäuser und Vitosol 200-TM für Mehrfamilienhäuser mit der Temperaturabschaltung ausgestattet und können lageunabhängig – also auch liegend – installiert werden, teilte das Unternehmen mit.
Röhrenkollektoren mit dem Heatpipe-Prinzip
Die Vakuum-Röhrenkollektoren arbeiten nach dem Heatpipe-Prinzip, bei dem das Solarmedium die Röhren nicht direkt durchströmt. Stattdessen verdampft in der Heatpipe ein separates Medium und gibt die Wärme durch Kondensation über den Duotec-Doppelrohr-Wärmetauscher an das Solarmedium ab. „Beinahe die gesamte auf die Oberfläche der Glasröhren auftreffende solare Strahlung wird von den darin angebrachten Absorbern mit ihrer selektiven Beschichtung aufgenommen. Das erhöht gegenüber herkömmlichen Kollektoren deutlich den solaren Ertrag bei gleicher Fläche“, heißt es weiter aus Allendorf. Spiegel hinter dem Absorber, die mit der Zeit durch unvermeidliche Verschmutzung ihre Wirksamkeit einbüßen, benötigt dieser Kollektor nicht. Die Konstruktion der Heatpipe erlaubt es, die Röhrenkollektoren in praktisch jeder Lage zu montieren – senkrecht oder waagrecht auf Schrägdächern, waagrecht an Balkonbrüstungen, liegend oder aufgeständert auf Flachdächern.
Der Überhitzungsschutz ThermProtect bewirkt die Abschaltung der Kollektoren bei Erreichen einer vorgegebenen Grenztemperatur. Die Temperaturabschaltung sowohl der Flach- als auch der Röhrenkollektoren arbeitet völlig unabhängig von Anlagenkonfiguration, Regelungseinstellungen und Einbau der Kollektoren. Die thermischen Belastungen der Anlagenkomponenten und des Wärmeträgermediums sollen so immer im Normalbereich bleiben. So erhöhen sich laut Viessmann Lebensdauer und Betriebssicherheit gegenüber herkömmlichen Solaranlagen.
Heatpipe mit Temperaturabschaltung
Bei den Röhrenkollektoren Vitosol 300-TM und 200-TM übernimmt eine selbstregelnde Heatpipe, die trocken in den Wärmetauscher des Kollektors eingebunden ist, die Temperaturabschaltung. Die solare Wärme verdampft innerhalb der Heatpipe das darin eingeschlossene Medium. Bei der anschließenden Verflüssigung im Kondensator wird die Wärme an die Solaranlage abgegeben und das Medium fließt wieder zurück in den sonnenbeschienenen Bereich der Vakuumröhre. Bei Erreichen der Grenztemperatur von etwa 120 °C kann das Medium nicht mehr kondensieren. Durch diese Phasenwechsel-Temperaturabschaltung ist der Wärmetransport unterbrochen und die Anlage damit gegen zu hohe Stagnationstemperaturen geschützt. Erst bei niedrigeren Kollektortemperaturen startet der Kreislauf in der Heatpipe erneut und Solarwärme wird wieder in die Heizungsanlage transportiert.
Kristalle verhindern Überhitzung
Bei den Flachkollektoren Vitosol 300-FM und 200-FM regelt eine kristalline Absorberbeschichtung die Energieaufnahme. Die ThermProtect-Beschichtung funktioniert physikalisch durch temperaturabhängige Änderungen der Kristallstrukturen. Oberhalb einer Kollektortemperatur von 75 °C erhöht sich die Reflexion der eintreffenden Solarstrahlung. Der weitere Temperaturanstieg wird begrenzt und die Dampfbildung verhindert. Sinkt die Temperatur im Kollektor wieder, geht die Kristallstruktur in den ursprünglichen Zustand zurück. Die vom Kollektor aufgenommene Energie wird dann nicht mehr an die Umgebung abgestrahlt und kann im Solarsystem genutzt werden. Der Wechsel der Kristallstruktur ist nach Herstellerangaben unbegrenzt reversibel und die Funktion dauerhaft verfügbar.