Procold Wissensreihe: „Das Wärmeträgermedium ist kein Detail“ — Teil 2

Im vorherigen Artikel haben wir gezeigt, warum die Viskosität des Mediums den Volumenstrom, den Betriebspunkt der Pumpe und die hydraulischen Eigenschaften einer Anlage beeinflusst.

Sie ist jedoch nur ein Teil der richtigen Auswahl.

Ein Wärmeträgermedium muss Energie zuverlässig transportieren, die Anlage vor Frost und Korrosion schützen, mit den eingesetzten Werkstoffen kompatibel sein und die erforderlichen Sicherheitsanforderungen erfüllen. Ebenso wichtig sind der technische Zustand der Anlage, ihre Vorbereitung vor der Befüllung und die Möglichkeit, das Medium später zu kontrollieren.

Die Auswahl sollte deshalb weder mit einem Produktnamen noch mit dem Vergleich eines einzelnen Parameters beginnen.

Zuerst müssen die tatsächlichen Betriebsbedingungen der Anlage bekannt sein. Erst danach lässt sich ein Medium auswählen, dessen Eigenschaften optimal dazu passen.

Die folgenden sieben Kriterien helfen, diesen Prozess systematisch zu strukturieren.

1. Tatsächlicher Betriebstemperaturbereich

Im ersten Schritt müssen die Temperaturen bestimmt werden, bei denen das Medium tatsächlich arbeitet — nicht nur der Grenzwert aus der Produktdokumentation.

Zu berücksichtigen sind:

• minimale Betriebstemperatur,
• maximale Betriebstemperatur,
• Bedingungen während eines Anlagenstillstands,
• mögliche lokale Abkühlung von Rohrleitungen,
• Temperaturen im Störfall,
• erforderliche Sicherheitsreserve beim Frostschutz.

Unterschiedliche Anlagen stellen unterschiedliche Anforderungen.

Solarthermie und Hochtemperatursysteme

In solarthermischen Anlagen kann das Medium zeitweise sehr hohen Temperaturen ausgesetzt sein. Daher sind neben dem Frostschutz auch die thermische Stabilität, der Siedepunkt und die Eigenschaften der chemischen Basis entscheidend.

Je nach Anlagenanforderungen können unter anderem entsprechend ausgewählte Medien auf Basis von Propylenglykol oder Glycerin eingesetzt werden.

FACTORY EKO kombiniert Frostschutz mit den Sicherheitsvorteilen einer Propylenglykol-Basis. FACTORY GLY basiert dagegen auf Glycerin und ist unter anderem für Systeme mit erhöhten Betriebstemperaturen vorgesehen.

Der Nutzen ergibt sich nicht allein aus der chemischen Basis, sondern daraus, wie gut ihre Eigenschaften zu den maximalen Temperaturen, Werkstoffen und zur Konstruktion der gesamten Anlage passen.

Industriekälte

Bei Niedertemperaturanwendungen gewinnen Viskosität, hydraulische Widerstände und die Aufrechterhaltung des erforderlichen Volumenstroms besonders an Bedeutung.

Je nach Anwendung können Lösungen auf Basis von Monoethylenglykol oder Kaliumformiat eingesetzt werden.

FACTORY verbindet günstige Betriebsparameter mit wirtschaftlichem Einsatz in geschlossenen technischen und industriellen Anlagen.

SUPERCOOL ist für speziell ausgelegte Systeme vorgesehen, die mit einem Medium auf Kaliumformiatbasis arbeiten, einschließlich Anlagen mit sehr niedrigen Betriebstemperaturen. Seine niedrige Viskosität kann eine hydraulische Optimierung unterstützen, sofern die Eigenschaften des Mediums bereits bei Planung oder Modernisierung berücksichtigt werden.

SUPERCOOL sollte jedoch nicht als 1:1-Ersatz für Glykol betrachtet werden. Ein Wechsel der chemischen Basis erfordert die Prüfung der Kompatibilität mit Werkstoffen, Dichtungen, Komponenten und dem Verfahren zur Anlagenvorbereitung.

Erdwärmesonden und Solekreise von Wärmepumpen

Die Temperaturbereiche von Erdwärmesystemen sind üblicherweise enger als in der Industriekälte. Wichtig sind vor allem der Schutz vor Minustemperaturen und ein stabiler Betrieb des Mediums bis etwa +20°C.

Für diesen Einsatz stehen speziell entwickelte Lösungen zur Verfügung:

• GEOTHERMAL — auf Basis von Monoethylenglykol, wenn Betriebsparameter und Wirtschaftlichkeit im Vordergrund stehen,
• GEOTHERMAL EKO — auf Basis von Monopropylenglykol, wenn die Sicherheit der Anwendung besonders wichtig ist.

Ein speziell für den Solekreis einer Wärmepumpe entwickeltes Produkt erleichtert die Anpassung des Mediums an die typischen Temperaturen und Betriebsbedingungen des Erdreichwärmetauschers.

Die korrekte Definition des Temperaturbereichs verhindert sowohl einen unzureichenden Frostschutz als auch eine unnötig hohe Konzentration.

Den Zusammenhang zwischen Temperatur, Viskosität und Pumpenauslegung haben wir ausführlicher im vorherigen Artikel „Viskosität des Wärmeträgermediums in HVAC-Anlagen – warum ist sie für Volumenstrom und Pumpenauslegung wichtig?“ beschrieben.

2. Werkstoffe und Korrosionsschutz

HVAC-Anlagen bestehen nur selten aus einem einzigen Werkstoff. In einem System können gleichzeitig vorhanden sein:

• Stahl und Gusseisen,
• Kupfer und Messing,
• Aluminium,
• Aluminium-Silizium-Legierungen,
• Kunststoffe,
• Dichtungen und Elastomere.

Jeder dieser Werkstoffe kann unterschiedlich auf die chemische Zusammensetzung des Mediums, Temperatur, Sauerstoff und Verunreinigungen reagieren.

Besondere Aufmerksamkeit erfordern Mehrmetallsysteme. Ohne geeigneten Schutz können sich Korrosionsprodukte, Ablagerungen und Schlamm bilden. Diese können:

• Strömungsquerschnitte reduzieren,
• Filter und Wärmetauscher verschmutzen,
• den hydraulischen Abgleich erschweren,
• den Verschleiß von Anlagenkomponenten beschleunigen,
• die Wärmeübertragung beeinträchtigen.

Auch das Umlaufwasser muss entsprechend aufbereitet sein. Eine Demineralisierung allein löst nicht alle möglichen Probleme. Entscheidend sind unter anderem pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit, Sauerstoffgehalt, Härte und die in der Anlage eingesetzten Werkstoffe.

Je nach Konstruktion kann entweder ein Medium mit integriertem Korrosionsschutzpaket oder ein separater Korrosionsinhibitor eingesetzt werden.

AQUACORR OAT+

AQUACORR OAT+ basiert auf organischer Inhibitortechnologie mit Natriummolybdat. Es schützt wasserbasierte Anlagen vor Korrosion, Ablagerungen und Schlamm und kann in Anlagen mit Aluminium eingesetzt werden.

Der Inhibitorgehalt kann später mit QUICKTEST-Teststreifen kontrolliert werden.

Wichtigster Vorteil: Korrosionsschutz für Mehrmetallsysteme kombiniert mit einer einfachen Kontrolle im Rahmen der regelmäßigen Wartung.

AQUACORR SI

AQUACORR SI ist ein silikatischer Korrosionsinhibitor für entsprechend geeignete geschlossene Systeme. Er sollte nicht mit anderen Flüssigkeiten vermischt werden und ist nicht für Anlagen mit Aluminiumkomponenten vorgesehen.

Wichtigster Vorteil: wirksamer Schutz geeigneter Systeme bei sehr geringer Dosierung, sofern die Anforderungen an Werkstoff- und Chemikalienverträglichkeit eingehalten werden.

Der Inhibitor muss zu Werkstoffen, Anlagenzustand und zuvor eingesetzter Chemie passen. Ein universeller Zusatz für jede Installation existiert nicht.

3. Sicherheit für Menschen und Umwelt

Bei der Auswahl der chemischen Basis sollten nicht nur technische Parameter, sondern auch die möglichen Folgen einer Leckage berücksichtigt werden.

Vor der Auswahl ist zu prüfen, ob das Medium mit folgenden Bereichen in Kontakt kommen könnte:

• Menschen,
• Trink- oder Brauchwasser,
• Lebensmitteln,
• Produktionsflächen,
• Erdreich,
• Umwelt.

FACTORY EKO — Sicherheit und vielseitige Anwendung

FACTORY EKO basiert auf Monopropylenglykol und verfügt über eine PZH-Zulassung. Es ist für Systeme vorgesehen, bei denen die Sicherheit der Nutzung ein zentrales Auswahlkriterium ist.

Es kann unter anderem in Wohngebäuden, öffentlichen Einrichtungen sowie in Anlagen der Lebensmittelindustrie berücksichtigt werden.

Die Variante FACTORY EKO D bietet zusätzlich die Möglichkeit einer Leckageerkennung.

Wichtigster Vorteil: Verbindung von Frost- und Korrosionsschutz mit erhöhten Anforderungen an die Sicherheit von Menschen und Umwelt.

FACTORY — Leistung und Wirtschaftlichkeit für technische Anlagen

FACTORY basiert auf Monoethylenglykol und ist für geschlossene technische und industrielle Anlagen vorgesehen, bei denen ein Kontakt mit Menschen, Lebensmitteln, Brauchwasser oder Umwelt ausgeschlossen ist.

Mehrere Temperaturvarianten ermöglichen eine Anpassung des Frostschutzes an die tatsächlichen Betriebsbedingungen.

Wichtigster Vorteil: günstige Kombination aus Betriebsparametern, vielseitiger Anwendung und Wirtschaftlichkeit in technischen Systemen.

SUPERCOOL — Sicherheit in speziell ausgelegten Niedertemperatursystemen

SUPERCOOL ist ein umweltfreundliches Medium auf Kaliumformiatbasis mit PZH-Zulassung und Leckageerkennung.

Es ist für Anlagen vorgesehen, die für diese Technologie konstruiert oder entsprechend vorbereitet wurden.

Wichtigster Vorteil: Verbindung von Sicherheit mit Eigenschaften, die anspruchsvollen Niedertemperaturanwendungen entsprechen.

FACTORY GLY — Glycerin für geeignete Anlagen

FACTORY GLY basiert auf Glycerin, verfügt über eine PZH-Zulassung und besitzt ein System zur Leckageerkennung. Es ist unter anderem für Systeme mit erhöhten Betriebstemperaturen vorgesehen.

Wichtigster Vorteil: Kombination einer sicherheitsorientierten chemischen Basis mit Eigenschaften für ausgewählte Heizungs- und Solaranlagen.

Die genannten Medien bilden keine Rangliste von besser bis schlechter. Jedes Produkt erfüllt eine andere Kombination aus technischen und betrieblichen Anforderungen.

4. Pumpenparameter und Effizienz der Anlage

Das eingesetzte Medium sollte bei der Auslegung folgender Komponenten berücksichtigt werden:

• Pumpe,
• Rohrdurchmesser,
• Wärmetauscher,
• Regelarmaturen,
• erforderlicher Volumenstrom.

Passend ausgewählte Fluideigenschaften helfen, den geplanten Volumenstrom aufrechtzuerhalten und geeignete Betriebsbedingungen für die Komponenten sicherzustellen.

Medien mit niedrigerer Viskosität können in bestimmten Anwendungen hydraulische Widerstände reduzieren und die Optimierung des Pumpensystems unterstützen. Daraus folgt jedoch nicht, dass ein einzelnes Produkt grundsätzlich die niedrigsten Betriebskosten garantiert.

Das tatsächliche Ergebnis hängt außerdem ab von:

• Betriebstemperatur,
• Länge und Durchmesser der Rohrleitungen,
• erforderlichem Volumenstrom,
• Pumpenkennlinie,
• Regelstrategie,
• Konstruktion des Wärmetauschers,
• Zustand von Filtern und Armaturen.

Bei Neuanlagen sollten die Berechnungen mit den Eigenschaften des vorgesehenen Mediums durchgeführt werden.

Bei bestehenden Anlagen muss bei jedem Wechsel des Fluidtyps geprüft werden, ob Pumpe, Wärmetauscher, Dichtungen und andere Komponenten weiterhin unter geeigneten Bedingungen arbeiten.

Der Vorteil entsteht nicht durch den besten Einzelparameter, sondern durch die passende Kombination aller Eigenschaften für die konkrete Anlage.

5. Zustand der Anlage — neu oder bereits in Betrieb?

Selbst ein korrekt ausgewähltes Medium kann seine Eigenschaften frühzeitig verlieren, wenn es in eine nicht ausreichend vorbereitete Anlage eingefüllt wird.

Neue Anlage

In einer neuen Installation können noch vorhanden sein:

• Prozessöle,
• Metallpartikel und Montagerückstände,
• Reste von Dichtmitteln,
• Staub und Produktionsverunreinigungen.

Eine Spülung vor der Befüllung hilft, Substanzen zu entfernen, die das neue Medium verunreinigen oder dessen Schutzadditive beeinträchtigen könnten.

FACTORY FLUSH ist für die Vorbereitung von Glykol- und Glycerinsystemen vorgesehen.

SUPERCOOL FLUSH ist für Anlagen bestimmt, die mit Medien auf Kaliumformiatbasis betrieben werden sollen.

Wichtigster Vorteil: Das neue Medium gelangt in ein sauberes, kompatibles und fachgerecht vorbereitetes System.

Bestehende Anlage

In älteren Anlagen können vorhanden sein:

• Schlamm und Schwebstoffe,
• Korrosionsprodukte,
• Kalkablagerungen,
• Biofilm,
• Reste des vorherigen Mediums,
• Rückstände zuvor eingesetzter Chemikalien.

Vor der Neubefüllung sollten die Art der Verunreinigungen bestimmt und ein geeignetes Reinigungsverfahren ausgewählt werden.

AQUACORR CLEANER ist ein neutrales Reinigungsmittel zur Entfernung von Schlamm, Metalloxiden und Korrosionsablagerungen aus hydraulischen Anlagen.

AQUACORR DESCALER ist ein saures Produkt zur Entfernung von Kalk, Biofilm und Ablagerungen, die eine Entkalkung erfordern.

Wichtigster Vorteil: Eine fachgerechte Vorbereitung reduziert das Risiko einer vorzeitigen Alterung des neuen Mediums und hilft, geeignete Strömungs- und Wärmeübertragungsbedingungen wiederherzustellen.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel „Wie bereitet man eine Anlage richtig vor, bevor sie mit neuem Frostschutzmittel befüllt wird?“

6. Kontrolle der Parameter und Leckageerkennung

Die Auswahl des Mediums endet nicht mit der Befüllung.

Während des Betriebs können sich die Fluidparameter verändern durch:

• hohe oder niedrige Temperaturen,
• Verdünnung,
• Nachfüllen der Anlage,
• Sauerstoffeintrag,
• Korrosion,
• Verunreinigungen,
• natürliche Alterung.

Daher sollte bereits bei der Auswahl festgelegt werden, wie das Medium später kontrolliert wird.

Kontrolle von Gefrierpunkt und Konzentration

Mit einem optischen Refraktometer können Gefrierpunkt und Konzentration von Medien auf Basis von Monoethylenglykol und Monopropylenglykol geprüft werden.

Regelmäßige Messungen helfen sicherzustellen, dass der erforderliche Frostschutz weiterhin gewährleistet ist.

Kontrolle des Inhibitors

QUICKTEST INHIBITOR-Teststreifen ermöglichen eine schnelle Kontrolle des Inhibitorgehalts in kompatiblen Lösungen AQUACORR OAT+ und AQUAPRO WOAT+.

Das Ergebnis liegt nach etwa einer Sekunde vor, sodass die Grundkontrolle problemlos in regelmäßige Wartungsarbeiten integriert werden kann.

Leckageerkennung

Ausgewählte Procold-Medien verfügen über ein Leckageerkennungssystem, das mit der UV-Lampe PROLIGHT D1018 zusammenarbeitet.

Dadurch lässt sich:

• die Leckstelle schneller lokalisieren,
• die Diagnosezeit verkürzen,
• schwer zugängliche Bereiche leichter kontrollieren,
• der Arbeitsumfang bei der Fehlersuche reduzieren.

Die UV-Detektion ersetzt weder eine Dichtheitsprüfung noch Druckmessungen oder eine vollständige Service-Diagnostik. Sie ist jedoch ein zusätzliches Werkzeug, mit dem sich die Leckstelle schneller und präziser bestimmen lässt.

Die praktische Anwendung dieser Methode beschreiben wir im Artikel „Wie erkennt man eine Leckage in einer HVAC-Anlage? Die UV-Detektionslampe PROLIGHT D1018 in der Praxis.“

Laboruntersuchungen

Bei Leistungsabfall, Ablagerungen, Farbveränderungen, ungewöhnlichem pH-Wert oder Verdacht auf Alterung des Mediums kann eine Probe im Labor untersucht werden.

Die Analyse kann unter anderem umfassen:

• Gefrierpunkt,
• Konzentration,
• Dichte,
• pH-Wert,
• Alkalitätsreserve,
• elektrische Leitfähigkeit,
• Elementzusammensetzung,
• Korrosivität,
• Schwebstoffe,
• Nachweis von Mikroorganismen.

Wichtigster Vorteil: Entscheidungen über Weiterbetrieb, Parameterkorrektur, Reinigung oder Austausch des Mediums können auf Messergebnissen statt auf Vermutungen basieren.

7. Qualität und Herkunft des Mediums

Ein Wärmeträgermedium kann viele Jahre in einer Anlage verbleiben. Zusammensetzung, Herkunft und Reproduzierbarkeit seiner Parameter sollten deshalb nachvollziehbar sein.

Empfehlenswert sind Produkte mit:

• eindeutiger Kennzeichnung,
• Herstellerangaben,
• Chargennummer,
• aktuellem Sicherheitsdatenblatt,
• technischer Dokumentation,
• klar definierter chemischer Basis,
• bestätigten Parametern,
• erforderlichen Zulassungen.

Die Rückverfolgbarkeit erleichtert:

• die richtige Auswahl,
• spätere Kontrollen,
• Fehlerdiagnosen,
• Kompatibilitätsprüfungen,
• Wartungsplanung,
• die Bewertung der weiteren Verwendbarkeit.

Besondere Vorsicht ist bei regenerierten Medien und Produkten unklarer Herkunft geboten. In solchen Fällen sind Historie, Zusammensetzung, Additivgehalt und mögliche Restverunreinigungen schwieriger zu bestätigen.

Ein niedrigerer Einkaufspreis bedeutet nicht automatisch geringere Betriebskosten, wenn die Eigenschaften des Mediums schwer vorhersehbar oder nicht zuverlässig kontrollierbar sind.

Konzentrate müssen korrekt vorbereitet werden

Ein Konzentrat sollte entsprechend folgender Vorgaben verdünnt werden:

• erforderlicher Frostschutz,
• Mischtabelle,
• technische Dokumentation,
• tatsächliche Betriebsbedingungen.

Eine höhere Konzentration bedeutet nicht automatisch einen besseren Schutz der gesamten Anlage. Gleichzeitig verändern sich Viskosität, Dichte, thermische Eigenschaften und Anforderungen an die Pumpe.

Die optimale Konzentration ist nicht die höchstmögliche, sondern diejenige, die korrekt an die tatsächlichen Betriebsbedingungen angepasst ist.

Checkliste vor der Auswahl des Wärmeträgermediums

Vor der Kontaktaufnahme mit Hersteller, Planer oder Lieferant sollten folgende Informationen vorbereitet werden:

1. Art und Zweck der Anlage.
2. Minimale und maximale Betriebstemperatur.
3. Erforderlicher Frostschutz.
4. Anlagenvolumen.
5. Erforderlicher Volumenstrom und Pumpenparameter.
6. Werkstoffe von Rohrleitungen, Armaturen und Wärmetauschern.
7. Arten der Dichtungen und Elastomere.
8. Möglicher Kontakt des Mediums mit Menschen, Wasser, Lebensmitteln oder Umwelt.
9. Aktuell in der Anlage befindliches Medium.
10. Technischer Zustand und bisherige Probleme der Anlage.
11. Geplante Methode zur späteren Kontrolle des Mediums.

Je vollständiger die Angaben sind, desto leichter lässt sich eine Lösung auswählen, die zur gesamten Anlage und nicht nur zu einem einzelnen Parameter passt.

Die richtige Auswahl hängt von der gesamten Anlage ab

SUPERCOOL erfüllt die Anforderungen speziell ausgelegter Niedertemperatursysteme.

FACTORY bietet günstige Betriebsparameter und Wirtschaftlichkeit in geschlossenen technischen Anlagen.

FACTORY EKO verbindet Anlagenschutz mit erhöhten Anforderungen an die Sicherheit der Nutzung.

FACTORY GLY nutzt die Eigenschaften von Glycerin in entsprechend ausgewählten Systemen, einschließlich Anlagen mit erhöhten Betriebstemperaturen.

GEOTHERMAL und GEOTHERMAL EKO wurden speziell für die Solekreise von Erdwärmepumpen entwickelt.

AQUAPRO erfüllt die Anforderungen wasserbasierter Systeme, in denen kein Frostschutz erforderlich ist, Sauberkeit und Korrosionsschutz jedoch weiterhin entscheidend sind.

Jede dieser Lösungen erfüllt eine andere Aufgabe.

Es geht nicht darum, ein einziges „bestes“ Produkt zu bestimmen. Entscheidend ist das Medium, dessen Eigenschaften am besten zur jeweiligen Anlage passen.

Benötigen Sie Unterstützung bei der Auswahl des richtigen Mediums?

Senden Sie uns die grundlegenden Daten Ihrer Anlage:

• Art und Zweck des Systems,
• Betriebstemperaturbereich,
• Anlagenvolumen,
• erforderlicher Volumenstrom,
• Pumpenparameter,
• eingesetzte Werkstoffe und Dichtungen,
• aktuell verwendetes Medium,
• technischer Zustand der Anlage.

Auf dieser Grundlage helfen wir Ihnen dabei, die passende Richtung für die Auswahl des Mediums, die Vorbereitung der Anlage und die spätere Kontrolle festzulegen.

Eine zuverlässig arbeitende Anlage beginnt nicht mit der Suche nach einem einzigen „besten“ Produkt. Sie beginnt mit der richtigen Analyse der Betriebsbedingungen.

Häufig gestellte Fragen

Welches Wärmeträgermedium ist für eine HVAC-Anlage am besten geeignet?

Es gibt kein universelles Medium. Die Auswahl hängt von Temperatur, Werkstoffen, Sicherheitsanforderungen, Pumpenparametern, Anlagenzustand und Betriebsbedingungen ab.

Kann jedes Glykol in einer Wärmepumpenanlage eingesetzt werden?

Nein. Glykoltyp, erforderliche Konzentration, Viskosität, Inhibitorpaket, Werkstoffverträglichkeit und die Empfehlungen der Hersteller von Pumpe und Komponenten müssen berücksichtigt werden.

Bedeutet eine niedrigere Viskosität immer ein besseres Medium?

Nein. Eine niedrigere Viskosität kann unter bestimmten hydraulischen Bedingungen vorteilhaft sein, entscheidet aber nicht allein über die Eignung für eine bestimmte Anlage. Sicherheit, Temperaturbereich, Kompatibilität und Anlagenkonstruktion sind ebenso wichtig.

Bietet eine höhere Konzentration einen besseren Schutz?

Eine höhere Konzentration kann den Gefrierpunkt senken, verändert jedoch gleichzeitig Viskosität, Dichte und thermische Eigenschaften. Die Konzentration sollte an die tatsächlichen Betriebsbedingungen angepasst werden.

Kann neues Medium einfach zum alten hinzugefügt werden?

Nicht ohne vorherige Bestätigung der Zusammensetzung und Verträglichkeit beider Produkte. In vielen Fällen muss die Anlage zunächst entleert, gereinigt und gespült werden.

Wie lässt sich der Zustand des Wärmeträgermediums kontrollieren?

Eine grundlegende Kontrolle kann Gefrierpunkt, Konzentration, pH-Wert, Dichte, elektrische Leitfähigkeit und Inhibitorgehalt umfassen. Bei Auffälligkeiten empfiehlt sich eine erweiterte Laboranalyse.

Ersetzt die UV-Leckageerkennung eine Dichtheitsprüfung?

Nein. Die UV-Detektion erleichtert die Lokalisierung einer Leckstelle, ersetzt jedoch weder eine Dichtheitsprüfung noch Druckmessungen oder die reguläre Service-Diagnostik.