Funktionsbeschreibung; Wärmeleistung - Brotje Rdf 12 Installations- Und Wartungsanleitung

4.2

Funktionsbeschreibung

Abb.2 Aufbau CPC Röhrenkollektor
1
2
RA-0001695
7
7744932 - 05 - 04122020
1 äußere Glasröhre
2 Absorberschicht
3
3 innere Glasröhre
4 Hochvakuum
5 Wärmeleitblech
4
6 Edelstahlrohr
7 hochreflektierender CPC-Spiegel
Die auf den Kollektor einfallende Sonnenstrahlung wird von dem
5
hochreflektierenden CPC-Spiegel (7) auf die Absorberschicht (2) der
Vakuumröhren reflektiert. Die Absorberschicht (2) wandelt die
Sonnenstrahlung in Wärme um und erwärmt die innere Glasröhre (3). Das
Wärmeleitblech (5) leitet die Wärme von der inneren Glasröhre (3) auf das
Edelstahlrohr (6).
Durch das Wärmeträgermedium in den Edelstahlrohren (6) wird die
Wärme aus dem Kollektor in den Speicher transportiert.
Ein Hochvakuum (4) in den Vakuumröhren und die selektive
6
Absorberschicht (2) verhindern, dass die Wärme an die Umgebung
verloren geht. Das Vakuum zwischen der äußeren (1) und der inneren (3)
Glasröhre eignet sich ideal zur Wärmedämmung. Das Vakuum verhindert
vollständig sowohl Konvektionswärmeverluste als auch Verluste durch
Gaswärmeleitung.
Der CPC-Spiegel (7) erlaubt es, auch bei ungünstiger Einstrahlung ein
Maximum an Sonnenstrahlung einzufangen. Die Sonnenstrahlen werden
durch den CPC-Spiegel auch bei schräger oder diffuser Einstrahlung auf
die Absorberschicht reflektiert.
4.2.1
Die Kollektorleistung Ǭ hängt von folgenden Faktoren ab:
Kollektorwirkungsgrad (η) in Abhängigkeit von Bestrahlungsstärke (G)
Bruttofläche pro Kollektormodul (A)
Sie gibt Aufschluss über die thermische Leistung, die der Kollektor bei
einer bestimmten Einstrahlungsstärke abgibt.
Mit Hilfe der folgenden Gleichung lässt sich die Kollektorleistung
berechnen:
Ǭ = A • G * η mit η = η
Ist die Differenz zwischen Kollektor- und Umgebungstemperatur (ϑ
gleich Null, gilt Folgendes:
keine Wärmeverluste des Kollektors an die Umgebung
maximaler Wirkungsgrad (η)
Dieses ist der optische Wirkungsgrad η
auftreffenden Sonneneinstrahlung (G) geht durch Reflexion und
Absorption verloren. Der optische Wirkungsgrad η
Verluste.
Bei Erwärmung der Kollektoren geben diese durch Wärmeleitung,
Wärmestrahlung und Konvektion Wärme an die Umgebung ab. Die
Wärmedurchgangskoeffizienten a
Durch die annähernd horizontal verlaufenden Leistungskurven erzielen die
Vakuum- Röhrenkollektoren im Gegensatz zu Flachkollektoren auch bei
hohen Temperaturdifferenzen zwischen Kollektor- und
Umgebungstemperatur noch hohe Leistungen.
Für die Nutzung der Sonnenenergie im Winterhalbjahr wie auch in der
Übergangszeit (Trinkwasserbereitung wie auch Heizungsunterstützung)
stehen meist nur geringe Sonneneinstrahlungen zur Verfügung, z. B. 400
W/m
Umgebungstemperatur aufgrund der geringen Außentemperaturen sehr
hoch.
Wärmeleistung
- a [(ϑ
0 1
2
. Auch sind die Temperaturdifferenzen zwischen Kollektor- und
4 Produktbeschreibung
2
- ϑ ) / G] - a [(ϑ - ϑ )
m a 2 m a
. Ein Teil der auf die Kollektoren
0
berücksichtigt diese
0
und a beziehen diese Verluste ein.
1 2
DF-Röhrenkollektor RDF 12/18
/ G]
- ϑ )
m a
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