Viessmanns ThermProtect-Abschaltautomatik schützt jetzt auch Vakuum-Röhrenkollektoren

(5.4.2017; ISH-Bericht) Mit „ThermProtect“ bezeichnet Viessmann seine Maßnahmen, um Solarthermie-Kollektoren vor Überhitzung zu schützen. Nach Flachkollektoren, die zur SHK 2016 mitgebracht wurden, hat das Unternehmen jetzt mit Vitosol 300-TM und 200-TM auch ThermProtect-Röhrenkollektoren vorgestellt:

Mit ThermProtect sollten sich auch große Kollektorflächen realisieren lassen, ohne bei der Anlagenplanung den Stagnationsfall berücksichtigen zu müssen. Die von Viessmann entwickelte Technik bewirkt nämlich die selbständige Abschaltung der Kollektoren bei Erreichen einer vorgegebenen Grenztemperatur. Die Temperaturabschaltung sowohl der Flach- als auch der Röhrenkollektoren arbeitet dabei völlig unabhängig von der Anlagen-Konfiguration, den Regelungseinstellungen und der Einbaulage der Kollektoren. Die thermischen Belastungen der Anlagenkomponenten und des Wärmeträgermediums versprechen immer im Normalbereich zu bleiben und so sollten sich Lebensdauer und Betriebssicherheit gegenüber herkömmlichen Solaranlagen deutlich erhöhen.

Darüber hinaus verringert sich der Installationsaufwand, da Vorschaltgefäße und Stagnationskühler entfallen. Und da eine Dampfbildung des Wärmeträgermediums bei den Kollektoren nicht mehr berücksichtigt werden muss, sind zudem die Möglichkeiten bei der Verlegung der hydraulischen Leitungen vielfältiger.

Zur Erinnerung: Kristalle schützen Flachkollektoren (FM)

Bei den Flachkollektoren Vitosol 200-FM und 100-FM regelt eine kristalline Absorberbeschichtung die Energieaufnahme. Die ThermProtect Beschichtung funktioniert physikalisch durch temperaturabhängige Änderung der Kristallstrukturen. Oberhalb einer Kollektortemperatur von etwa 75 °Celsius erhöht sich die Reflexion der eintreffenden Solarstrahlung.

Der weitere Temperaturanstieg wird begrenzt und die Dampfbildung zuverlässig verhindert. Sinkt die Temperatur im Kollektor wieder, geht die Kristallstruktur in den ursprünglichen Zustand zurück - siehe Beitrag „Neue Flachkollektoren von Viessmann mit ,schaltender‘“ Absorberschicht ThermProtect“ vom 19.4.2016.

Heatpipe mit Temperaturabschaltung bei Vakuum-Röhrenkollektoren (TM)

Bei den neuen Solar-Kollektoren Vitosol 300-TM und 200-TM übernimmt die ThermProtect Temperaturabschaltung eine selbstregelnde Heatpipe, integriert in den Wärmetauscher des Kollektors:

• Die solare Wärme verdampft innerhalb der Heatpipe das darin eingeschlossene Medium.
• Bei der anschließenden Verflüssigung im Kondensator wird die Wärme abgegeben, und das Medium fließt wieder zurück in den sonnenbeschienenen Bereich der Vakuumröhre (im oberen Teil der Grafik).
• Bei Erreichen der Grenztemperatur von ca. 120°Celsius kann das Medium nicht mehr kondensieren (im unteren Teil der Grafik). 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.

Zur Erinnerung: das Problem der Überhitzung

Ein Solarkollektor erzeugt immer dann Wärme, wenn Sonnenlicht auf den Absorber trifft - auch dann, wenn diese Wärme nicht benötigt wird. So ist vor allem im Sommer mit langen Stillstandszeiten und bei herkömmlichen Kollektoren ohne Temperaturabschaltung mit Überhitzung und Dampfbildung zu rechnen - beispielsweise dann, wenn der Anlagenbetreiber im Urlaub ist und die solare Wärme im Haus nicht abgenommen wird:

• Die Umwälzpumpe schaltet ab und die Solaranlage geht in Stagnation.
• Bei weiterer Sonneneinstrahlung führt dies zu steigenden Kollektortemperaturen bis hin zur Verdampfung des Wärmeträgermediums und hoher thermischer Belastung von Anlagenkomponenten wie Dichtungen, Pumpen, Ventilen und des Wärmeträgermediums.
• Nur in Anlagen mit schaltenden Kollektoren und erhöhtem Anlagendruck (z. B. 3 bar) wird Dampfbildung zuverlässig vermieden.

Weitere Informationen zu Kollektoren mit ThermProtect-Abschaltautomatik können per E-Mail an Viessmann angefordert werden.