Eine Solarthermie-Anlage ist ein druckvolles hydraulisches System, mit seinem Trägermedium ist der Solarkreislauf ein geschlossener, deshalb braucht man ein Membranausdehnungsgefäß, das hilft, Veränderungen des Drucks oder Volumens auszugleichen. Häufig wird das Membranausdehnungsgefäß auch Expansionsgefäß oder Druckausgleichsbehälter genannt. In diesem Artikel erhält man mehr Informationen, was man hierzu wissen muss:

Aufbau und Funktionsweise der Membranausdehnungsgefäße

Ein Membranausdehnungsgefäß erinnert an eine Boje, im Inneren ist eine Membran aus Gummi enthalten, die flexibel ist und die Flüssigkeit trennt und das sogenannte Gaspolster aus Stoff sorgt dafür, dass das Gas nicht in die Flüssigkeit übergeht. Wenn das Trägermedium an den Solarkollektoren erwärmt wird, dann dehnt es sich aus und drückt infolgedessen mit seinem mehr an Volumen die Membran in das Gaspolster, welches dabei zusammengepresst wird. Die Flexibilität der Membran ist der Grund dafür, dass schlussendlich ein Druckausgleich zwischen Fluid und Gas stattfindet. Wichtig zu wissen ist, dass ein sogenanntes Vorgefäß die Membran je nach Gefäßart vor zu heißem Wasserdampf schützt.

Aufgabe des Membranausdehnungsgefäßes

Die Aufgabe des Membranausdehnungsgefäßes ist es, die Volumenänderungen der hydraulischen Flüssigkeit aufzunehmen, die infolge von Änderungen der Temperatur anfallen. Das soll dazu dienen, den Druck in der Anlage möglichst gleichmäßig zu halten, sowohl in der Anlage selbst, als auch im Solarspeicher und in den Rohren. Die Anlage könnte ohne ein solches Ausgleichsgefäß Schäden nehmen, denn in geschlossenen Systemen führt schon eine geringe Temperaturerhöhung zu einem starken Ansteigen des Drucks. Dass das Ausgleichsgefäß in der passenden Größe in das Solarsystem integriert wird ist also sehr wichtig, andernfalls würden Druckunterschiede drohen, die den Wirkungsgrad der Anlage schmälern könnten. Im Notfall sollte das Membranausdehnungsgefäß die gesamte Flüssigkeit der Solarthermie Anlage aufnehmen können. Manche Experten gehen angeblich so weit, dass sie einem empfehlen, unbedingt einen Sicherheitszuschlag einzuberechnen, dabei könnte man sich einfach unbeirrt über die womöglich vom Hersteller oder Anbieter im Rahmen eines Komplettpakets empfohlene Größe hinwegsetzen.

Membranausdehnungsgefäß in der passenden Größe finden

Wie groß das Membranausdehnungsgefäß sein muss, hängt nicht nur von der Menge des Fluids im System ab, man muss bei der Wahl der Größe des Behälters Aspekte berücksichtigen wie die niedrigste und höchste Temperatur des Fluids, der sogenannte kubische Ausdehnungskoeffizient des Fluids und der maximal zulässige Anlagendruck. Das Gefäß muss in Bezug auf den Druck so ausgelegt sein, dass der Druck bei der niedrigsten und höchsten Temperatur in der Anlage weder unzulässig unter- noch überschritten wird. Man muss dazu wissen, dass die Anlagen die nicht mit Wasser bestückt sind, sich entsprechend stärker als Wasser ausdehnen, wenn sie erwärmt werden. Mehr Volumen braucht auch mehr Platz, also ein entsprechend größeres Membranausdehnungsgefäß. Zur Auslegung des Membranausdehnungsgefäßes der europäischen Norm gibt es genaue Berechnungen und Vorschriften.

Platzierung des Membranausdehnungsgefäßes im Solarkreislauf

Bei der Solarthermie Anlage ist es anders als bei einer Heizungsanlage, wo das Membranausdehnungsgefäß vor der Umwälzpumpe stationiert ist, was eine Saugdruck- beziehungsweise Vordruckhaltung zur Folge hat. Komponenten wie Sicherheitsventil und MAG, die unmittelbar mit dem Wärmeerzeuger verbunden sind, sollten aus Gründen der Sicherheit gegeben sein, woraus sich eine andere Anordnung ergibt. Das MAG sitzt in Fließrichtung hinter der Pumpe, was man auch Nachdruckhaltung in der Fachsprache nennt.