Sole-Befüllung bei Erdwärmepumpen: Ablauf, Kontrolle & Frostschutz
Sole-Befüllung bei Erdwärme- und Sole-Wärmepumpen: Welches Frostschutzmittel, welche Konzentration, wie wird befüllt und was ist bei der Kontrolle zu beachten?
Inhaltsverzeichnis
- Was ist Sole?
- Ethanol vs. Propylenglykol: Vergleich
- Konzentration und Frostschutztemperaturen
- Sole-Befüllung: Schritt-für-Schritt
- Drucktest nach Befüllung
- Sole-Kontrolle und Wartung
- Leckage im Sole-Kreis: Was tun?
Was ist Sole?
Sole ist das Wärmeträgermedium im geschlossenen Erdwärme-Kreislauf:
- Fließt zwischen Erdwärmesonde/Erdkollektor und Wärmepumpen-Inneneinheit
- Entzieht dem Erdreich Wärme und überträgt sie an den Kältemittelkreis der WP
- Muss frostbeständig sein (Erdreich kann auf 0 °C oder knapp darunter abkühlen)
- Muss korrosionsneutral sein (Rohrleitungen aus PE, Kupfer, Stahl)
Sole ist kein Kältemittel: Die Sole-Seite ist der Sekundärkreis (Heizkreis-Seite). Das Kältemittel (R32 o. a.) ist davon getrennt (Wärmetauscher im WP-Innern).
Ethanol vs. Propylenglykol: Vergleich
| Eigenschaft | Ethanol (Ethylalkohol) | Propylenglykol |
|---|---|---|
| Ökologie | Gut abbaubar | Gut abbaubar |
| Toxizität | Nicht giftig (Lebensmittelqual.) | Nicht giftig (E1520) |
| Brandgefahr | Leicht entzündlich | Nicht entzündlich |
| Wärmeübertragung | Sehr gut (ähnlich Wasser) | Gut |
| Viskosität bei –10 °C | Niedrig | Etwas höher (höhere Pumpenergie) |
| Preis | Günstig | Teurer |
| Typische Lösung | 25–30 % in Wasser | 25–35 % in Wasser |
Empfehlung:
- Ethanol: Guter Standard, weit verbreitet, günstig
- Propylenglykol: Wenn Brandschutz-Auflagen streng (z. B. unter Gebäuden, Garagen) oder Schulen/öffentl. Gebäude
Konzentration und Frostschutztemperaturen
Ethanol-Sole
| Konzentration Ethanol | Gefrierpunkt |
|---|---|
| 20 % | –10 °C |
| 25 % | –15 °C |
| 30 % | –20 °C |
| 35 % | –24 °C |
Empfohlen für Sole-WP: 25–30 % → Schutz bis –15 bis –20 °C
Propylenglykol-Sole
| Konzentration PG | Gefrierpunkt |
|---|---|
| 20 % | –9 °C |
| 25 % | –12 °C |
| 30 % | –16 °C |
| 35 % | –20 °C |
Wichtig: Frostschutztemperatur muss mind. 5 K unter der minimalen Soletemperatur liegen (Sicherheitsmarge).
Minimale Soletemperatur an der Erdwärmesonde: typisch –3 bis –5 °C → Frostschutz bis –10 bis –15 °C ausreichend.
Sole-Befüllung: Schritt-für-Schritt
Sole-Befüllung ist immer Fachbetrieb-Aufgabe (Spezialgerät, Drucktest, Protokoll erforderlich).
Was der Fachbetrieb tut:
1. Sole-Mischung vorbereiten
Tankvolumen Sole-Kreis berechnen:
Sole-Rohrlänge (m) × Rohrinnen-Querschnitt (m²) = Volumen (m³)
Beispiel: 2 × 100 m Erdwärmesonden + 30 m Verbindungsleitung
= 230 m × 0,0038 m² (DN 32 Rohr) = 0,87 m³ = 870 Liter Sole
2. Befüllgerät ankoppeln
- Befüllpumpe an Vor- und Rücklauf-Anschluss des Sole-Kreises
- Sole-Mischbehälter vorbefüllt (Wasser + Konzentrat)
3. Spülen und Entlüften
- Sole wird mit hohem Volumenstrom durchgepumpt (Luft ausdrücken)
- Entlüftungsventile öffnen (Hochpunkt des Systems)
- Vorgang wiederholen bis kein Luftblasen mehr
- Dauer: 30–60 Minuten
4. Konzentration messen
- Refraktometer entnimmt Probe aus dem Kreislauf
- Brechungsindex → Konzentration ablesen
- Muss Zielwert ±2 % entsprechen
5. System versiegeln und Inbetriebnahme
Drucktest nach Befüllung
Pflicht vor Inbetriebnahme:
Prüfdruck: 6 bar (bei Sole-Kreis typisch)
Haltedauer: 1 Stunde (bei Neubau-Bohrungen)
Zulässiger Druckabfall: 0 bar (kein Abfall = dicht)
Bei Druckabfall: Undichte Stelle suchen (Sonden-Anschlüsse, Verteilerkasten, Verbindungen). Im Außenbereich: Drucktest mit komprimierter Luft (einfacher zu orten als mit Flüssigkeit).
Drucktest-Ergebnis wird im Inbetriebnahme-Protokoll dokumentiert (erforderlich für BAFA-Verwendungsnachweis).
Sole-Kontrolle und Wartung
Jährliche Sichtprüfung
- Sole-Kreislauf: Keine sichtbaren Leckagen (Sole ist meist blau oder grün gefärbt → Farbe erkennbar)
- Druck im Sole-Kreis: Sollwert 2,0–3,0 bar kalt (laut Anlagen-Datenblatt)
- Sichtbare Anschlüsse: Keine Feuchtigkeit, kein Kondensat an Stellen die trocken sein sollten
Alle 3–5 Jahre: Qualitätsprüfung
| Messgröße | Sollwert | Messung |
|---|---|---|
| Frostschutzgehalt | Laut Auslegung (z. B. –15 °C) | Refraktometer |
| pH-Wert | 7,5–9,5 | Teststreifen |
| Korrosionsschutz | Inhibitor vorhanden | Herstellerprüfung |
Bei pH < 7,5: Sole-Tausch empfohlen (Korrosion möglich). Bei Frostschutz unzureichend: Konzentrat nachfüllen (über Einfüllöffnung).
Leckage im Sole-Kreis: Was tun?
Anzeichen Sole-Leckage
- Sole-Kreis-Druck fällt regelmäßig ab (> 0,2 bar/Monat)
- Feuchte Stellen an Sole-Anschlüssen oder Verteilerkasten
- Blaue/grüne Verfärbung im Bereich der Leitungen (Solefarbe)
- WP zeigt Druckfehler im Sole-Kreislauf
Was zu tun ist
- WP abschalten (Kälteschadensgefahr bei zu wenig Sole)
- Fachbetrieb sofort informieren
- Leckage lokalisieren: Drucktest je Sonde, Erd-Leckortung
- Reparatur: Verbindungsstellen nachziehen, defekte Sonde stilllegen oder ersetzen
Sole im Boden: Ethanol und Propylenglykol sind biologisch abbaubar → keine Grundwassergefährdung bei normalem Austritt. Trotzdem: Leckage muss behoben werden (Effizienzverlust, Druckmangel).
→ Sole-WP planen und installieren lassen
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Häufige Fragen
Welches Frostschutzmittel wird für die Sole-Wärmepumpe verwendet?
Zwei Hauptoptionen: 1) Ethanol (Ethylalkohol): Ökologisch abbaubar, gut wärmeübertragend, günstig. Nachteil: Leicht entzündlich, Konzentration muss genau stimmen. Typische Konzentration: 25–30 % → Schutz bis –18 bis –22 °C. 2) Propylenglykol (Lebensmittelqualität): Nicht giftig, geruchlos, sehr sicher. Teurer als Ethanol. Typische Konzentration: 25–35 % → Schutz bis –15 bis –20 °C. Beide zugelassen: VDI 4640 erlaubt beide Varianten.
Wie wird die Sole in die Erdwärmepumpe befüllt?
Sole-Befüllung erfordert Spezialtechnik: 1) Sole-Befüllgerät (Kreiselpumpe + Mischbehälter) nötig. 2) Entlüftung: Vorhandene Luft muss vollständig entfernt werden (WP arbeitet nicht bei Luft im Sole-Kreis). 3) Konzentration prüfen: Refraktometer misst den Frostschutzgehalt. 4) Drucktest: 6 bar, 1 Stunde – kein Druckabfall zulässig. 5) Inbetriebnahme-Protokoll: Sole-Art, Menge, Konzentration dokumentieren. Sole-Befüllung ist immer Fachbetrieb-Aufgabe.
Muss die Sole regelmäßig gewechselt werden?
Ethanol-Sole: Haltbarkeit 10–15 Jahre, danach pH-Wert prüfen (Korrosionsschutz kann nachlassen). Propylenglykol-Sole: Sehr langlebig, 20+ Jahre normal. Kontrollintervall empfohlen: Alle 3–5 Jahre Frostschutzgehalt und pH-Wert messen (Refraktometer + Teststreifen). Bei pH < 7,5: Sole tauschen (Korrosionsgefahr). Bei Undichtigkeit oder Verunreinigung: Sofortiger Tausch.
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