Entwicklung hermetisch verschlossener Flachkollektoren

Abstract

Die Berechnungsmethoden der k-Werte von Verglasungen werden auf Flachkollektoren mit Ein- und Zweischeibenabdeckung übertragen. Der Einfluß der solaren Absorption der Glasabdeckung auf den Kollektorwirkungsgrad wird untersucht. Mit Hilfe gemessener Sonnenenergiewerte in Gelsenkirchen wird eine Modellrechnung des mittleren Energiegewinnes verschieden aufgebauter Kollektortypen durchgeführt. Ein hermetisch verschlossener Doppelkollektor wurde entwickelt, der den Vorteil geringerer Stillstandstemperaturen und höherer Energiegewinne bei Schwimmbadwassererwärmung im Vergleich zu einem konventionell aufgebauten Flachkollektor hat. Gemessene Wirkungsgradverläufe und k-Werte werden diskutiert. Ein Prototypkollektor mit hermetischem Verschluß für hohe Temperaturen wurde entwickelt und die Stillstandstemperaturen des Kollektors mit Luft- und Argonfüllung und mit der Selektivität des Absorbers als Parameter in Abhängigkeit von der Bestrahlungsstärke gemessen. Die daraus berechneten k-Werte wurden mit theoretischen Werten verglichen und festgestellt, daß die konvektiven Verluste der Kollektoren bis zu 30 % der Gesamtverluste betragen.

Development of hermetically sealed flat plate collectors The calculation methods of U-values of glazings have been transferred to flat plate solar collectors with single and double glass panes. The influence of the solar absorption of the glass covers on collector efficiency has been investigated. A model calculation of the mean energy gain has been made for different flat plate collectors with measured solar energy values of Gelsenkirchen. A hermetically sealed double exposure collector has been developed, which has advantages in lower no load temperatures and higher energy gains for heating swimming pool water. compared with a conventional collector. Measured curves of efficiency and U-values are discussed. A prototype development of a hermetically sealed collector for higher temperature differences has been performed. No load temperatures as a function of solar Insolation have been measured, depending on the selectivity of the absorber and on dry air or argon filling. From these curves U-values of the collector have been calculated and by comparison with theoretical values the convective losses have been estimated up to 30 % of the total thermal losses.

Développement de collecteurs plats à fermeture hermétique On a appliqué la méthode de calcul des pertes thermiques des vitrages, la valeur k, à des collecteurs solaires plats avec une ou deux feuilles de verre. L'influence de l'absorption du verre est calculée en ce qui concerne le débit des collecteurs. On propose une méthode de calcul pour le gain d'énergie des différents collecteurs avec les données d'énergie solaire mesurées à Gelsenkirchen. On a mis au point un collecteur plat à double face et à fermeture hermétique. II offre les avantages de températures inférieures sans débit et de meilleur gain d'énergie pour le chauffage de l'eau de piscine, en comparaison avec un collecteur conventionnel. On a mesuré les courbes de débit et on a discuté les valeurs k. On a mis au point un collecteur prototype, fermé hermétiquement, pour des températures élevées. Les températures des collecteurs sans débit sont mesurées comme fonction de l'insolation solaire, avec la sélectivité de l'absorbeur et le remplissage d'air et d'argon comme paramètres. A l'aide de courbes on a dérivé les valeurs k et en comparaison avec les valeurs théoriques on peut estimer que les pertes de convection dans le vitrage atteignent jusqu'à 30 % des pertes thermiques totales.