Test Report Prüfbericht

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1 Test Report Prüfbericht Qualification of a Solar Collector in accordance with Qualifizierung eines Solarkollektors nach DIN EN : 2006; DIN EN : 2006 TÜV Report No.: _EN_P_155H Cologne, 24 May 2012 Publication or distribution of this report to third parties is only permissible in its complete and unabridged form. Publication or dissemination of extracts, appraisals or any other revision and adaptation hereof, in particular for advertising purposes, is only permissible on receipt of prior written agreement by the TÜV Rheinland Group. The test results presented in this report refer only to the test item. Veröffentlichung und Weitergabe an Dritte ist nur in vollständiger, ungekürzter Form zulässig. Veröffentlichung oder Verbreitung von Auszügen, Zusammenfassungen, Wertungen oder sonstigen Bearbeitungen und Umgestaltungen, insbesondere zu Werbezwecken, ist nur mit vorheriger schriftlicher Zustimmung der TÜV Rheinland Group zulässig. Die in diesem Bericht dargestellten Prüfergebnisse beziehen sich ausschließlich auf den Prüfgegenstand. Am Grauen Stein, Köln, Germany, Tel.: , Fax:

2 2 / 23 Report-No.: _EN_P_155H on Qualification of a Solar Collector in accordance with Qualifizierung eines Solarkollektors nach DIN EN : 2006; DIN EN : 2006 Client: Kunde Vaillant GmbH Berghauser Str Remscheid Germany TÜV Quotation No.: Angebotsnummer TÜV Order No.: Auftragsnummer Order of: Datum der Beauftragung Date of Receipt of Test Item: Anlieferdatum Prüfmuster Commencement of Test: Testbeginn TÜV Client No.: Kundennummer Inspector: Prüfer Business Field: Geschäftsfeld No of Pages: Seitenzahl Appendix: Anhang 435/ January March March J. Sommer (Tel.: ) to 23

3 3 / 23 List of Contents Inhaltsverzeichnis 1 Summary of test results Zusammenfassung Setting of tasks; Aufgabenstellung Basis of testing; Grundlagen Sampling; Probenahme Description of the collector construction; Beschreibung der Kollektorkonstruktion Execution and evaluation; Durchführung und Auswertung Visual inspection; Sichtprüfung Measuring results of thermal performance testing; Prüfergebnisse der Leistungsprüfung von Sonnenkollektoren Test method according to DIN EN :2006 chapter 6.1; Prüfgrundlage entsprechend DIN EN :2006 Kapitel Test conditions; Prüfbedingungen Measuring results of time constant testing; Prüfergebnisse der Ermittlung der Zeitkonstante Calculated effective thermal capacity ; Berechnete effektive Wärmekapazität Collector incident angle modifier; Prüfergebnisse der Ermittlung des Einfallswinkel-Korrekturfaktors General remarks; Bemerkungen...18 List of Contents Appendix Inhaltsverzeichnis - Anhang Appendix 1: Thermal performance test results 19 Appendix 2: Photo documentation 23

4 4 / 23 1 Summary of test results Zusammenfassung Qualification of a Solar Collector in accordance with Qualifizierung eines Solarkollektors nach DIN EN : 2006; DIN EN : 2006 Manufacturer Hersteller : Vaillant GmbH Berghauser Str Remscheid Germany Brand Handelsname Collector type Kollektortyp Basis of testing Prüfgrundlage : aurotherm plus : VFK 155 H : DIN EN :2006 Thermal performance Wärmeleistung Test Date Summary of main test results Zusammenfassung der Hauptergebnisse Start End 15 April April 2012 No visual damages All above listed tests of the standard DIN EN :2006 were passed successfully in accordance with the criteria. Alle oben aufgeführten Tests der DIN EN :2006 wurden entsprechend der Kriterien bestanden. Cologne, 24 May 2012 Director Technical Competence Responsible for collector testing Center Solar Thermal Dipl.-Ing. J. Sommer Dipl.-Ing. U. Fritzsche

5 5 / 23 Summary of collector performance test results: Zusammenfassung der Ergebnisse der Leistungsprüfung Manufacturer Hersteller Brand Handelsname Collector type Kollektortyp Year of manufacture Herstellungsjahr 2012 Vaillant GmbH aurotherm plus VFK 155 H Length Länge Width Breite Height Höhe Weight (empty) Gewicht (leer) Heat transfer medium Prüfwärmeträger 1233 mm 2033 mm 80 mm 38 Kg Water Absorber area Absorberfläche m² Aperture area Aperturfläche m² Gross area Bruttofläche m² Mass flow Massenstrom Test pressure: Prüfdruck kg/(m²s) 150 kpa Thermal performance Thermische Leistungsfähigkeit Absorber area (x A ) Aperture area (x a ) Conversion factor η 0 Konversionsfaktor Heat transfer coefficient a 1 Wärmedurchgangskoeffizient Temperature dependent heat transfer coefficient a 2 Temperaturabhängiger Wärmedurchgangskoeffizient Output power per collector unit in W: Ausgangsleistung pro Kollektormodul in W: Irradiation Einstrahlung T m T a in K 400 W/m² 700 W/m² 1000 W/m² (at normal incidence angle (bei senkrechter Einstrahlung)

6 6 / 23 2 Setting of tasks; Aufgabenstellung A complete collector test in accordance with DIN EN :2006 of the Vaillant GmbH collector VFK 155 H should be performed with the aim of Solar Keymark certification. Es soll ein Kollektortest des Vaillant GmbH Kollektors VFK 155 H entsprechend DIN EN :2006 mit dem Ziel der Solar Keymark Zertifizierung durchgeführt werden. 3 Basis of testing; Grundlagen DIN EN :2006 Thermische Solaranlagen und ihre Bauteile- Kollektoren- Teil 1: Allgemeine Anforderungen DIN EN :2006 Thermal solar systems and components - Collectors - Part 1: General requirements DIN EN :2006 Thermische Solaranlagen und ihre Bauteile- Kollektoren- Teil 2: Prüfverfahren DIN EN :2006 Thermal solar systems and components - Collectors - Part 2: Test procedure Solar Keymark Specific Scheme Rules Final Version December 2009: Specific CEN Keymark Scheme Rules for Solar Thermal Products

7 7 / 23 4 Sampling; Probenahme Prototype samples Prototyp Samples from pilot production Prüfmuster aus der Pilotfertigung Samples from serial production Prüfmuster aus der Serienproduktion Selection of test samples acc. to Solar Keymark scheme rules Prüfmusterauswahl entsprechend der Solar Keymark Regeln Random selection of test samples acc. to SRCC scheme rules Prüfmusterauswahl entsprechend der SRCC Regeln 5 Description of the collector construction; Beschreibung der Kollektorkonstruktion Manufacturer Hersteller Brand name Handelsname Collector Type Kollektortyp Category Kategorie Date of manufacture Produktionsdatum Serial number Seriennummer Drawing numbers Zeichnungsnummern Vaillant GmbH aurotherm plus VFK 155 H Covered flat plate N2 ( ) Rev6.0; Rev.6.0; Rev8.0; Rev7.0; Rev12.0; Rev5.0; Rev3.0; Rev3.0; Rev6.0; Spec Rev0.0 1 Determinate by test laboratory 2 reviewed manufacturer information 3 according to manufacturer information

8 8 / 23 Collector & construction: Kollektor & Konstruktion Gross dimensions l x w x t [mm] Bruttofläche l x b x h 1233 x 2033 x 80 2 Normative Absorber dimensions l x w [mm] x no. Normative Absorberfläche l x b x Anzahl Physical Absorber dimensions l x w [mm] x no. Physikalische Absorberfläche l x b x Anzahl 1178 x 1978 x x 1978 x 1 2 Aperture dimensions l x w [mm] x no. Aperturfläche l x b x Anzahl 1185 x 1985 x 1 2 Gross/ Aperture/ Absorber area [m²] Brutto-/ Apertur-/ Absorberfläche / / Weight empty [kg] Leergewicht 38 2 Fluid content [l] Flüssigkeitsinhalt Absorber: Absorber Construction type Bauart Absorber Material Absorber Werkstoff Absorber Grid Absorber Geometrie Absorber thickness [mm] Absorberdicke Effective Surface Effektive Oberfläche flat plate absorber aluminium serpentine 0.50 one side Surface treatment Oberflächenbehandlung Mirotherm 3 Absorptance [ ] Absorptionsgrad Emittance [ ] Emissionsgrad Determinate by test laboratory 2 reviewed manufacturer information 3 according to manufacturer information

9 9 / 23 Absorber Piping: Absorber Verrohrung Collector connection type / dimension / numbers Kollektoranschluss- Art / Durchmesser / Anzahl 3/4 " / rapid connection / 4 2 Header tube material / dimension Material / Dimension der Sammelleitung copper 2 / 19 mm * 0.8 mm 2 Riser tube-header connection Steigrohr - Sammlerverbindung Riser tube-absorber connection Steigleitung- Absorber Verbindung Riser tube material / dimension / thickness Steigrohrmaterial / Durchmesser / Stärke Number and Distance [mm] of riser tubes or fins: Anzahl und Abstand der Steigrohre bzw. Finnen Cover: Abdeckung Number of covers Anzahl der Abdeckungen brazed laser-welded copper / 10 mm / 0.4 mm 2 1 / 95 Glazing to absorber space Abstand zwischen Glas und Absorber 20 (measured on one point) 3 Length / width / thickness [mm] Länge / Breite / Dicke 1216 / 2016 / Material / surface and coating Material / Struktur und Beschichtung Solar glass / Anti reflex coating 3 Transmittance factor [ ] Transmissionsgrad Determinate by test laboratory 2 reviewed manufacturer information 3 according to manufacturer information

10 10 / 23 Casing: Gehäuse Enclosure L x W x T [mm] Gehäusemaße 1233 / 2033 / 80 2 Enclosure material Gehäusematerial aluminium alloy / plastics 2 Enclosure backside material Rückseitenmaterial des Gehäuses aluminium alloy / plastics 2 Frame fastening method Gehäuseverbindungstechnik stuck together with corner brackets 2 Insulation Rückseitendämmung Primary Material Secondary Material Material Material Rock wool 2 not part of construction Thickness [mm] Stärke 40 2 Material thermal conductivity [W/Km²] Leitfähigkeit des Materials Lateral insulation Seitenisolierung Material Material Primary Material Basotec Thickness [mm] Dicke / Maße / Stärke / Schicht 4 2 Material thermal conductivity [W/Km²] Leitfähigkeit des Materials Sealing`s: Dichtungen Frame - Cover Rahmen Abdeckung Silicon base 2 Frame Corner or side caps Rahmenecke oder Seitenkappen not part of construction Frame - back sheet Rahmen Rückseitenblech Silicon base 2 Grommet header tube Rohrdurchführung am Gehäuse EPDM base 2 Secondary Material not part of construction 1 Determinate by test laboratory 2 reviewed manufacturer information 3 according to manufacturer information

11 11 / 23 Limit values (given by manufacturer): Grenzwerte Max. operating temperature [ C] Maximale Betriebstemperatur Maximum operating pressure [kpa] Maximaler Betriebsdruck Recommended Heat transfer medium Empfohlener Wärmeträger Water Glycol mixture 3 Recommended operating mass Flow [l/(m²h)] Betriebsmassenstrom 75 3 Tilt angle limits [ ] Aufstellwinkel 15 to 75 3 Collector mounting Montagearten wall, in roof, on roof and flat roof mounting in horizontal position is possible 3 Other limitations Weitere Einschränkungen./. 3 1 Determinate by test laboratory 2 reviewed manufacturer information 3 according to manufacturer information

12 12 / 23 6 Execution and evaluation; Durchführung und Auswertung 6.1 Visual inspection; Sichtprüfung Date Datum 16 April 2012 Inspector Prüfer Sommer Internal barcode no. Interne Barcode Nummer Serial no. Seriennummer N2 Description of defects Beschreibung der Schäden No visual damages Fig. 1: test sample label (random selection)

13 13 / 23 7 Measuring results of thermal performance testing; Prüfergebnisse der Leistungsprüfung von Sonnenkollektoren 7.1 Test method according to DIN EN :2006 chapter 6.1; Prüfgrundlage entsprechend DIN EN :2006 Kapitel 6.1 outdoor steady state (6.1.4) indoor steady state (6.1.5) stationär, im freien stationär, indoor Serial no. Seriennummer N2 Date (Start/End) Datum (Start/Ende) 16 April April 2012 Inspector Prüfer Sommer 7.2 Test conditions; Prüfbedingungen Latitude [ ] Geographische Breite Longitude [ ] Geographische Länge indoor indoor Collector tilt [ from horizontal] Kollektorneigung 45 Collector azimuth [ from south] Kollektorazimut Orientation of absorber or pipes Ausrichtung des Absorbers oder der Absorberröhren indoor Mass flow [kg/(m²s)] Massenstrom Aperture area A a [m²] Aperturfläche See Appendix 2 Photo documentation

14 14 / Test results thermal performance; Prüfergebnisse Wärmeleistung Second order fit to data Ausgleichskurve 2. Ordnung für die Messwerte Q& = A G η 0 a 1 ( t t ) ( t t ) m G a a 2 m G a 2 Conversion factor η 0a [ ] Konversionsfaktor Heat transfer coefficient a 1a [ W/(m²K)] Wärmedurchgangskoeffizient Temp. dependent heat transfer coefficient a 2a [W/(m²K²)] Temperaturabhängiger Wärmedurchgangskoeffizient ± (based on aperture area) ± (based on aperture area) ± (based on aperture area) Power curve per collector unit (for G = 1000 W/m²) Leistungskurve pro Kollektormodul ] W [ r e w o p Maximum power [W peak ] Spitzenleistung (G=1000 W/m²) per collector unit/ pro Kollektormodul (Tm - Ta) [ K ] 1988 Details of any damage and problems: Einzelheiten hinsichtlich vorhandener Fehler. No visual damages For more details about thermal performance test see Appendix 1: Thermal performance test results.

15 15 / Measuring results of time constant testing; Prüfergebnisse der Ermittlung der Zeitkonstante Outdoor im freien Indoor indoor Serial no. Seriennummer Date Datum 18 April 2012 Inspector Prüfer Test conditions; Prüfbedingungen Collector tilt [ from horizontal] Kollektorneigung N2 Sommer Orientation of absorber or pipes Ausrichtung des Absorbers oder der Absorberröhren See Appendix 2 Photo documentation Mass flow [kg/(m²s)] Massenstrom Aperture area A a [m²] Aperturfläche Test results; Prüfergebnisse 1 st Time constant τ 1 [s] 90.1 Collector Time constant τ c [s] Kollektorzeitkonstante 90.1 For more details about time constant test see Appendix 1: Thermal performance test results.

16 16 / Calculated effective thermal capacity ; Berechnete effektive Wärmekapazität Test method according to DIN EN :2006 Chapter 6.1.6; Prüfgrundlage entsprechend DIN EN :2006 Kapitel Per collector unit Thermal capacity of the Absorber [kj/k] Wärmekapazität des Absorber Thermal capacity of the heat transfer fluid [kj/k] Wärmekapazität des Wärmeträgers Thermal capacity of the Isolation [kj/k] Wärmekapazität des Isolierung Thermal capacity of the external glazing [kj/k] Wärmekapazität der äußere Verglasung Per m² aperture area Effective Thermal capacity of the collector Effektive Wärmekapazität des Kollektors kj/k 6.87 kj/(k*m²)

17 17 / Collector incident angle modifier; Prüfergebnisse der Ermittlung des Einfallswinkel-Korrekturfaktors Test method according to DIN EN :2006 Chapter 6.1.7; Prüfgrundlage entsprechend DIN EN :2006 Kapitel Serial no. Seriennummer N2 Date (Start/ End) Datum (Start/ Ende) 15 April April 2012 Inspector Prüfer Sommer Test conditions; Prüfbedingungen Latitude [ ] Geographische Breite Longitude [ ] Geographische Länge Collector tilt [ from horizontal] Kollektorneigung 40 Collector azimuth [ from south] Kollektorazimut 0 Orientation of absorber or pipes Ausrichtung des Absorbers oder der Absorberröhren See Appendix 2 Photo documentation Mass flow [kg/(m²s)] Massenstrom Aperture area A a [m²] Aperturfläche Quasi-dynamic test results; Quasi-dynamische Prüfergebnisse Angle [ ] K θ b IAM () [ ] Incidence angle modifier K θ (50) [ ] Einstrahlwinkel-Korrekturfaktor 0.93 (based on aperture area) Requisite additional information for incident angle modifier: Erforderliche Zusatzinformationen zu dem Einfallswinkel-Korrekturfaktor: Outdoor measurement For more details about detection of incident angle modifier see Appendix 1: Thermal performance test results.

18 18 / 23 8 General remarks; Bemerkungen All results only refer to the test samples that were subjected to testing. The extended total measuring uncertainty for the outdoor performance test is: η ± 2.8 % (for irradiation levels above 700 W/m²) The extended total measuring uncertainty for the indoor performance test is: η ± 2 %

19 Date YYYY-MM-DD UTC hh:mm 11:02 11:12 13:36 13:46 14:46 14:56 15:45 15:45 G W/m² Performance results, measured and derived data G/G d EL % W/m² t a C U ṁ m/s kg/s t in t m C C t m -t a K T*m m²k/w Q W η a % transfer fluid (multi linear regression/ simulation) Evaluation of steady state collector test based on aperture area and mean temperature of heat Appendix 1: Thermal performance test results 19 / 23

20 20 / η [ ] T*m [K*m²/W] efficiency curve measurement points Figure A1.1: efficiency curve over reduced temperature difference at 1000W/m² irradiation η [ ] T*m [K*m²/W] efficiency curve Figure A1.2: efficiency curve over reduced temperature difference at 800W/m² irradiation

21 21 / 23 Figure A1.3: Thermal Time Constant incidence angle modifier [ ] incidence angle [ ] IAM Figure A1.4: incidence angle modifier over incidence angle quasi-dynamic

22 22 / it] n u r to c le o /c [W r e w o p t u tp u o timecode [s] Q_Measure [W/m²] Q_Reg [W] Figure A1.5: measured and simulated power during incidence angel determination

23 23 / 23 Appendix 2: Photo documentation Fig. 2: performance test Fig. 3: performance test Fig. 4: IAM detection