Wie funktioniert eigentlich... eine Drain-Back-Anlage?
Eine Drain-Back-Anlage ist eine besondere Bauform einer solarthermischen Anlage. Die üblichen Solarwärmeanlagen in Mitteleuropa werden im Primärkreis (Kollektorkreis) mit einer frostsicheren Mischung aus Wasser und Glykol betrieben. Damit wird verhindert, dass bei Frost die außen liegenden Teile des Solarkreises einfrieren.
Bei einer Drain-Back-Anlage strömt das Wärmeträgermedium (Wasser) in den Speicher (rechts) zurück. Dies ist dann der Fall, wenn der Speicher keine solare Energie mehr aufnehmen kann - weil er entweder bereits voll aufgeladen ist oder nicht genügend solare Energie zur Verfügung steht, z.B. nachts oder bei geringer Sonneneinstrahlung. Da eine Solaranlage keine Vollheizung ist, benötigt sie immer auch einen Heizkessel (links). Bild: Rotex
Außer dem Frostschutz als positive Eigenschaft haben diese Mischungen im Grunde nur Nachteile:
- Bei Undichtigkeiten tritt das unangenehm klebrige Gemisch aus,
- die spezifische Wärmekapazität des Gemischs ist schlechter als die von reinem Wasser,
- das Gemisch hat eine höhere Viskosität (es ist zähflüssiger als Wasser) und erfordert größere Pumpleistung.
Alle diese Nachteile muss man zugunsten des Frostschutzes in Kauf nehmen.
Die Drain-Back-Anlage ist ein Versuch, diese Frostschutzproblematik anders zu lösen. Dabei ist der Solarkreis mit Wasser gefüllt. Als weiteres wichtiges Merkmal einer solchen Anlage befindet sich im Solarkreis ein Auffanggefäß. In dieses läuft bei Pumpenstillstand ein großer Teil der Wasserfüllung des Solarkreises zurück. Damit ist sichergestellt, dass alle Teile im frostgefährdeten Bereich bei Anlagenstillstand entleert sind und nicht einfrieren können. Aber auch hier sind einige Besonderheiten, die man teilweise als Nachteile bezeichnen kann, zu beachten:
– Eine solche Anlage benötigt eine andere Pumpentechnik. Mit einer Kreiselpumpe, wie sie normalerweise in Solaranlagen und Warmwasserheizungen zu finden ist, funktioniert die Wiederbefüllung der teilentleerten Anlage nicht. Dazu wird eine Verdrängerpumpe mit einem guten Selbstansaugvermögen benötigt. Aktuelle Drain-Back-Systeme sind deshalb mit Zahnradpumpen ausgestattet.
- Ein Problem dabei ist neben einem höheren Verschleiß die höhere Geräuschentwicklung solcher Pumpen.
- Zusätzlich ist ein Bypass um die Pumpe erforderlich, der bei Pumpenstillstand das Rückströmen an der Pumpe vorbei ermöglicht.
- Die Installation des Solarkreises eines Drain-Back-Systems stellt erhöhte Anforderungen bezüglich der Rohrleitungsverlegung. Es ist zwingend sicherzustellen, dass an keiner Stelle zwischen Solarkollektor und Auffanggefäß ansteigende Leitungspassagen entstehen, die zu Wassersäcken führen. Dort besteht bei Frost Einfriergefahr.
Ob sich Drain-Back-Systeme gegenüber der heutigen Standardtechnik zukünftig durchsetzen werden, bleibt abzuwarten.
Eine andere Alternative zu Anlagen mit Frostschutzmitteln und Drain-Back-Anlagen ist der sogenannte „aktive Frotschutz“. Auch hier ist der Solarkreis mit Wasser befüllt. Bei Frostgefahr wird allerdings nicht entleert, sondern minimal zirkuliert. Warmes Wasser aus dem Speicher durchströmt die Kollektoren und hält sie somit frostfrei.
