Vercracktes Glykol – ein unterschätztes Phänomen in der Solarthermie

Klassische Wärmeträger in der Solarthermie und Ihre Grenzen

Immer effizientere Systeme, wachsende Kollektorflächen, der Wunsch nach höheren Flüssigkeitstemperaturen und neue Technologien (z.B. solares Kühlen) bewirken eine immer höher werdende Belastung für die Materialien und die eingesetzten Wärmeträger.

Dr. Achim Stankowiak
Wärmeträger in solarthermischen Anlagen sind auf Grund der zunehmenden Effizienz von Solarkollektoren immer stärkeren Temperaturbelastungen ausgesetzt. In Vakuumröhrenkollektoren wurden im Stagnationsfall schon Temperaturen von über 270 °C gemessen. Dabei ist zu beachten, dass selbst bei gemessenen Flüssigkeitstemperaturen im Bereich von 200 °C an der direkten Kontaktfläche Wärmeträger/ Metalloberfläche die beschriebenen extremen Temperaturen auftreten können. Hier kommt es vermehrt zu den so genannten “Vercrackungen” des eingesetzten Glykols. Unter Vercracken versteht man die thermische Zersetzung von organischen Stoffen, die zu nieder- und höhermolekularen Verbindungen, aber auch zu Kohlenstoff selbst führen kann. Einerseits kann dies ein völliges Verstopfen des Kollektors mit der Notwendigkeit kostspieliger Reinigung oder im schlimmsten Fall den Austausch desselben zur Folge haben. Andererseits kann es den Korrosionsschutz des Wärmeträgers irreversibel schädigen.


Mit Antifrogen® SOL HT wurde ein solarer Wärmeträger unter Berücksichtigung der “traditionellen” Aufgabenprofile wie

  • Dauertemperaturstabilität zwischen -25 °C und +200 °C,
  • exzellentem Korrosionsschutz,
  • niedriger Viskosität und
  • optimierten Wärmeeigenschaften entwickelt.

Verbesserung der thermischen Stabilität des Wärmeträgers
Immer effizientere Systeme, wachsende Kollektorflächen, der Wunsch nach höheren Flüssigkeitstemperaturen und neue Technologien (z.B. solares Kühlen) bewirken eine immer höher werdende Belastung für die Materialien und die eingesetzten Wärmeträger. Die beginnende thermische Zersetzung geht mit einer Verfärbung des Wärmeträgers einher. Im Zustand der reinen Produktverfärbung muss sie jedoch nicht unbedingt negative Auswirkungen auf den Kollektor und die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Wärmeträgers haben.

Dies ändert sich aber, wenn der Wärmeträger beginnt, stechend verbrannt zu riechen und sich wasserunlösliche bis teerähnliche, feste Abbauprodukte bilden – dann ist es aber oft schon zu spät. Abb.2 zeigt thermisch belastete Solarfluide in den unterschiedlichen Stadien der thermischen Zersetzung. Als Basis für die Auswahl eines thermisch stabileren Wärmeträgers wurden die verschiedenen Glykole (Monopropylenglykol, höhere Glykole etc.) Temperaturen ausgesetzt, die auch in Kollektoren auftreten können. Als Bewertungskriterium wurde der maximale Druckanstieg als Maß für die Bildung von niedrigsiedenden Abbauprodukten herangezogen.

Zur Verschärfung der Versuchsbedingungen (Probenmenge 200 ml, Anwesenheit von Kupfer mit einer Oberfläche von 21,0 cm², vorbereitet entsprechend ASTM D 1384) wurde die zu testende Flüssigkeit mit 3 bar Sauerstoff beaufschlagt. Diese Ergebnisse – unterstützt durch die Beurteilung weiterer physikalisch-chemischer Untersuchungen – belegen eindeutig, dass mit dem Wechsel von Monopropylenglykol auf höhersiedende Glykole die thermische Belastbarkeit signifikant erhöht werden kann.

One thought on “Vercracktes Glykol – ein unterschätztes Phänomen in der Solarthermie”

  1. Hallo,
    ich verwende dünnflüssiges Silikonöl als Wärmeträger für meine Flachkollektoranlage zur Brauchwassererwärmung und meine Vakuumröhrenkollektoranlage zur solaren Heizungsunterstützung. Die Flachkollektoranlage läuft seit 20 Jahren einwandfrei. Die Vakuumröhrenanlage läuft zur Zeit im Probebetrieb. Es entstehen wesentlich höhre Temperaturen. z.B bei 250 Watt Globalstrahlung ca. 80°C bei voller Sonneneinstrahlung ca. 135° C. Die Stillstandstemp. beträgt 196 °C. Die Anlage entwickelt bei diesen Temp. keinen nennenswerten Druckanstieg.

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