Prüfbericht Nr. C808LPEN

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1 Institut für Solartechnik Hochschule Rapperswil Oberseestrasse 10, CH 8640 Rapperswil Tel , Fax Auftraggeber: STI Solar Technologie International GmbH Seiferitzer Allee 14 D Meerane Tel Fax: Prüfbericht Nr. C808LPEN Leistungsprüfungen nach EN :2006, Abschnitt 6 Inhalt: Seite 1 Beschreibung des Kollektors Technische Daten des Prüflings Skizze des Kollektors Angaben zu einzelnen Elementen Fotografie des Kollektors Skizze zur Kollektorbefestigung Prüfmethode und Ergebnisse Prüfungen der thermischen Leistung Prüfkreislauf Wärmeleistung Winkelfaktor Zeitkonstante Effektive thermische Kapazität Druckabfall (-Verlust) Beobachtete Schäden Anmerkungen...12 Seite 1 von 12 Seiten

2 1 Beschreibung des Kollektors 1.1 Technische Daten des Prüflings Produktinformation Hersteller STI Solar Technologie International GmbH Modell FKA-240 Kollektortyp Flachkollektor Durchströmung Mäander Serienprodukt Ja Zeichnungsnummer -- *) Seriennummer Herstelldatum Absorber Absorberelement Absorberstreifen-Länge Absorberstreifen-Breite Absorberstreifen-Stärke Beschichtung Durchströmtes Element Verbindungstechnik Naht Kupferblech 1995 mm 1105 mm 0.2 mm Keramik-Metall-Struktur (Cermet) Kupferrohr Ultraschallgeschweisst Blank Kenngrössen Bruttolänge m Bruttobreite m Bruttohöhe m Bruttofläche m² Aperturfläche m² Absorberfläche m² Gewicht leer mit Abdeckung 42.0 kg Fluidinhalt 2.3 l Aufbau Kollektortyp Anzahl Röhren / Absorberstreifen Absorberteilung Anzahl der parallel durchströmten Röhren Anzahl der thermisch seriellen Abdeckungen Werkstoff der Abdeckungen Stärke der Abdeckungen Flachkollektor 1 92 mm 1 1 Abdeckung Einscheiben- Sicherheitsglas (ESG) 3.2 mm Wärmeträger (Herstellerempfehlung) Typ Keine Angaben Anmerkungen -- Durchströmung (Herstellerempfehlung) Volumenstrombereich l/h Empfohlener Volumenstrom 88 l/h Montage Schrägdach-Aufbau Schrägdach-Einbau Flachdach-Aufbau Aufbau mit Ständer Fassadenmontage Ja Ja Nein Ja Ja Gehäuse und Wärmedämmung Gehäusematerial Aluminium Dichtungsmaterial EPDM Dämmmaterial Steinwolle, Steinwolle Stärke (in mm) 20, 60 Apertur-Masse m * m Betriebs-Beschränkungen (Herstellerangabe) Max. Betriebstemperatur Keine Angaben Max. Betriebsdruck 6 bar andere -- Bemerkungen zur Kollektorkonstruktion -- Testverlauf Testvorschrift EN12975:2006, Aussentest Eingang Prüfling Testbeginn Testende *) Ein Satz Zeichnungen ist beim Prüfinstitut SPF hinterlegt. Seite 2 von 12 Seiten

3 1.2 Skizze des Kollektors 1.3 Angaben zu einzelnen Elementen 1 Glashalteprofil Beschreibung: EPDM 2 Wärmedämmung seitlich Material: Steinwolle Kaschierung: Schwarzes Glasvlies Stärke [mm]: 20 3 Gehäuse Bauart: Material: Profil: Ecken: Rahmen Aluminium Strangpressprofil Ecken punktgeschweisst, mit Eckverbindern 4 Abdeckung Material: Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG) Stärke [mm]: 3.2 Eigenschaften: Eisenarm, strukturiert 5 Absorber Absorberelement: Kupferblech Durchströmtes Element: Kupferrohr Absorber-Streifenlänge [mm]: 1995 Absorber-Streifenbreite [mm]: 1105 Durchströmungstyp: Mäander Verbindungstechnik: Ultraschallgeschweisst Naht: Blank 5 Absorberschicht Produktbezeichnung: Beschreibung: Herstellverfahren: EtaPlus Keramik-Metall-Struktur (Cermet) gesputtert 6 Wärmedämmung Material: Steinwolle Stärke [mm]: 60 7 Rückwand Beschreibung: Aluminiumblech strukturiert Seite 3 von 12 Seiten

4 1.4 Fotografie des Kollektors 1.5 Skizze zur Kollektorbefestigung Seite 4 von 12 Seiten

5 2 Prüfmethode und Ergebnisse 2.1 Prüfungen der thermischen Leistung Prüfungen wurden durchgeführt gemäss den Vorgaben der EN : Abweichungen von dieser Prüfvorschrift sind im Prüfbericht in der Formatierung dieses Absatzes hervorgehoben und begründet. 2.2 Prüfkreislauf Fig. 2.1: Prüfkreislauf für Wirkungsgradmessungen Seite 5 von 12 Seiten

6 2.3 Wärmeleistung Allgemeines Durchflussrate im Test Fluid im Test Testmethode Geographische Position des Testgeländes 88.0 l/h 33.3 Vol-% Ethylenglykol stationär (Steady State) 47.2 N / 8.8 O, 417 m NN Kollektorneigungswinkel nachgeführt (45±5) Kollektor-Azimut nachgeführt (0±48) Definition des Wirkungsgrades η = Q& A G Leistungsabgabe des Kollektors Q & Bezugsfläche Strahlungsleistung Empfangene Strahlungsleistung Gleichung der Wirkungsgradkurve Temperatur Kollektoreintritt Temperatur Kollektoraustritt Umgebungstemperatur A G A G η = η T in T ex T a * * 2 0 a1 Tm a2 G Tm Mittlere Kollektortemperatur T = ( T T ) 2 m in + Reduzierte Temperaturdifferenz T = ( T T ) G Globale Bestrahlungsstärke für die Darstellung der Kurven * m m ex a G = 800 W/m² Seite 6 von 12 Seiten

7 2.3.2 Wärmeleistung je Kollektormodul Spitzenleistung Spitzenleistung W peak je Kollektormodul bei senkrechter Einstrahlung von 1000 Wm -2. W peak = 1745 [W] Grafik 2000 Wärmeleistung je Modul bei G = 1000 W/m T m - T a [K] Fig. 2.2: Wärmeleistung je Modul bei Einstrahlung G = 1000 W/m² Leistungsabgabe je Kollektor Globalstrahlung G T m - T a G=400 W/m² G=700 W/m² G=1000 W/m² 10 K 615 W 1139 W 1663 W 30 K 437 W 961 W 1484 W 50 K 241 W 765 W 1289 W Seite 7 von 12 Seiten

8 2.3.3 Flächenbezogene Wärmeleistung Kurve des Wirkungsgrades bezogen auf Absorber- Apertur- und Bruttofläche erfolgt als zusätzliche Information zu der von der Norm geforderten Darstellung Wirkungsgrad bei G = 800 W/m 2 Absorber Apertur Brutto T m * [Km 2 /W] Fig. 2.3: Wirkungsgradkennlinie für G = 800 W/m² Parameter für Kennliniengleichung: Bezugsfläche: Absorberfläche Aperturfläche Bruttofläche η 0 (-) a 1 (W/m²K) a 2 (W/m²K²) Aus Wiederholversuchen an einer Rücklegeprobe ( Referenzkollektor ) ergibt sich für die Wirkungsgradmessung folgender Streubereich (Standardabweichung des Mittelwertes multipliziert mit einem Faktor 2): Bei T m *=0.02: 0.27 Wirkungsgrad-% bei T m *=0.05: 0.44 Wirkungsgrad-% bei T m *=0.08: 0.62 Wirkungsgrad-% Seite 8 von 12 Seiten

9 2.4 Winkelfaktor Tabelle der ermittelten Winkelfaktoren K Θ (longitudinal) K Θ (transversal) Graphische Darstellung der ermittelten Winkelfaktoren Winkelfaktor 1.00 IAML=IAMT Winkel [ ] Fig. 2.4: Winkelfaktoren Seite 9 von 12 Seiten

10 2.5 Zeitkonstante τ C = 99 s 2.6 Effektive thermische Kapazität Bestimmung nach EN :2006, Anhang G3 Dynamische Messung C eff,g3 = 18.3 kj/k (pro Kollektor, mit Fluid) Zusatzinformation: Die effektive Kapazität wurde bestimmt mit Stoffwerten von Antifrogen N. Für andere Wärmeträger errechnet sich die thermische Kapazität zu C eff,g3 = 2.3 l * Dichte * spezifische Wärmekapazität des Fluids kj/k Bestimmung nach EN :2006, Abschnitt Berechnung aus Materialdaten C eff,6162 = 15.7 kj/k (pro Kollektor, mit Fluid) Zusatzinformation: Die effektive Kapazität wurde bestimmt mit Stoffwerten von Antifrogen N. Für andere Wärmeträger errechnet sich die thermische Kapazität zu C eff,6162 = 2.3 l * Dichte * spezifische Wärmekapazität des Fluids kj/k Seite 10 von 12 Seiten

11 2.7 Druckabfall (-Verlust) Grafik Druckverlust in Pa bei 20 C Fig. 2.5: Druckabfall als Funktion des Volumenstroms Volumenstrom [l/h] Druckabfall je Kollektor bei Auslegungsbedingungen Bedingungen: T m = 20 C und dv/dt = 88 l/h p = Pa Tabelle von Messwerten in Pa Bedingungen: T m = 20 C Durchfluss [l/h] Druckverlust [Pa] Seite 11 von 12 Seiten

12 2.8 Beobachtete Schäden Einzelheiten hinsichtlich vorhandener Fehler die nach von EN :2006 als grössere Fehler bezeichnet werden Undichtigkeit oder eine so starke Verformung des Absorbers, dass zwischen Absorber und Abdeckung ständiger Kontakt entsteht. Bruch oder dauerhafte Verformung der Abdeckung oder der Abdeckungsbefestigung Bruch oder dauerhafte Verformung der Kollektorbefestigung oder des Kollektorgehäuses Vakuum oder Druckverlust (nur bei Vakuum und Unterdruck Kollektoren) Ansammlung von Feuchtigkeit in Form von Kondensat auf er Innenseite der Abdeckung des Kollektors die 10% der Aperturfläche übersteigt. Bestanden Bestanden Bestanden entfällt Bestanden Der Kollektor weist nach EN :2006, Absatz keinen grösseren Fehler auf. 3 Anmerkungen Dieser Bericht darf ohne ausdrückliche schriftliche Genehmigung nicht auszugsweise vervielfältigt werden. Die angewendeten Testmethoden erfüllen die Anforderungen der EN12975:2006. Die Prüfergebnisse beziehen sich ausschliesslich auf den geprüften Kollektor. Der Bericht erfüllt die Anforderungen nach EN12975:2006. Der Bericht entspricht den Vorgaben nach ISO Rapperswil, Dr. Andreas Bohren Leiter SPF Testing Dipl.-Ing. Walter Gubler Prüfingenieur Seite 12 von 12 Seiten