Test Report Prüfbericht

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1 Test Report Prüfbericht Thermal performance characterisation of a Solar Collector in accordance with Thermische Leistungscharakterisierung eines Solarkollektors nach DIN EN : 2006 TÜV Report No.: _12 Cologne, DAT-P-226/06-01 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 Werbezecken, ist nur mit vorheriger schriftlicher Zustimmung der TÜV Rheinland Group zulässig. Die in diesem Bericht dargestellten Prüfergebnisse beziehen sich ausschließlich auf den Prüfgegenstand., Köln D Köln, Am Grauen Stein, Tel.: / , Fax: /

2 2 / 18 Report-No.: _12 on Thermal performance characterisation of a Solar Collector in accordance with Thermische Leistungscharakterisierung eines Solarkollektors nach DIN EN : 2006 Client: Kunde TÜV Quotation No.: Angebotsnummer TÜV Order No.: Auftragsnummer Changzhou Blueclean Solar Energy Co., Ltd. No. 8 Xiling Industrial Park Zhonglou District, Changzhou Jiangsu, China 435/ _12 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 Dipl.-Ing. U. Fritzsche (Tel.: ) 18 Appendix: Anhang 5

3 3 / 18 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; Prüfgrundlage entsprechend DIN EN : Test conditions; Prüfbedingungen Test results thermal performance; Prüfergebnisse Wärmeleistung General remarks; Bemerkungen...13 List of Contents Appendix Inhaltsverzeichnis - Anhang Appendix 1: Reports 14 Appendix 2: Photo documentation 18

4 4 / 18 1 Summary of test results; Zusammenfassung Thermal performance characterisation of a Solar Collector in accordance with Thermische Leistungscharakterisierung eines Solarkollektors nach Manufacturer Hersteller Brand Handelsname : : DIN EN : 2006 Changzhouu Blueclean Solar Energy Co., Ltd. No.8 Xilin industrial Park, Changzhou, Jiangsu, China SB-1800 / ST Basis of testing Prüfgrundlage DIN EN :2006 Test Internal pressure Innendruck High-temperature resistance Hochtemperaturbeständigkeit Exposure Exposition External thermal shock 1. Schneller Temperaturwechsel, außen 2. Internal thermal shock Schneller Temperaturwechsel, 1. innen 2. Rain penetration Eindringender Regen Freeze resistance Frostbeständigkeit Mechanical load Mechanische Belastung Thermal performance Wärmeleistung Impact resistance (optional) Schlagfestigkeit (wahlweise) Final inspection Endüberprüfung Start Date End Summary of main test results Zusammenfassung der Hauptergebnisse All tests of the standard DIN EN :2006 were passed successfully in accordance with the criteria. Alle Tests der DIN EN :2006 wurden entsprechend der Kriterien bestanden. Cologne, Responsible for collector testing Business field manager Dipl.-Ing. U. Fritzsche Dipl.-Ing. W. Vaaßen

5 5 / 18 Summary of collector performance test results: Zusammenfassung der Ergebnisse der Leistungsprüfung Manufacturer Hersteller Collector designation Produktbezeichnung Collector type Kollektortyp Year of manufacture Herstellungsjahr 2008 Changzhouu Blueclean Solar Energy Co., Ltd. SB-1800 / ST Evacuated tube-collector with reflector Length Länge Width Breite Height Höhe Weight (empty) Gewicht (leer) Heat transfer medium Prüfwärmeträger 1990 mm 1015 mm 182 mm 44.6 kg Water Absorber area Absorberfläche m² Aperture area Aperturfläche m² Gross area Bruttofläche 2.02 m² Mass flow Massenstrom Test pressure: Prüfdruck 0.04 kg/s 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 W/(m²K) W/(m²K) Temperature dependent heat transfer coefficient a 2 Temperaturabhängiger Wärmedurchgangskoeffizient 0 W/(m²K²) 0 W/(m²K²) 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 / 18 2 Setting of tasks; Aufgabenstellung A collector peformance test in accordance with DIN EN :2006 of the Changzhouu Blueclean Solar Energy Co., Ltd. collector SB-1800 / ST should be performed with the aim of Solar Keymark certification. Es soll ein Kollektorleistungstest des Changzhouu Blueclean Solar Energy Co., Ltd. Kollektors SB-1800 / ST entsprechend DIN EN :2006 mit dem Ziel der Solarkeymark 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 8.00 January 2003: Specific CEN Keymark Scheme Rules for Solar Thermal Products

7 7 / 18 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 5 Description of the collector construction; Beschreibung der Kollektorkonstruktion Manufacturer Hersteller Brand name Handelsname Category Kategorie Date of manufacture Produktionsdatum Serial number Seriennummer Drawing number Zeichnungsnummer Changzhouu Blueclean Solar Energy Co., Ltd. SB-1800 / ST Evacuated tube-collector with reflector T5_ ; 6005-T5_ ; 6005-T5_04/ ; 6005-T5_ ; 6005-T5_ ; 6005-T5_ ; 6005-T5_ ; 6005-T5_ Collector & construction: Kollektor & Konstruktion Gross dimensions l x w x t [mm] Bruttofläche l x b x h Absorber dimensions l x w x no [mm] Absorberfläche l x b x Anzahl Aperture dimensions l x w x no [mm] Aperturfläche l x b x Anzahl Gross/ aperture/ absorber area [m²] Brutto-/ Apertur-/ Absorberfläche Weight empty [kg] Leergewicht 44.6 Fluid content [l] Flüssigkeitsinhalt x 1015 x 182 (Determined by test laboratory) 1730 x 47 x 12 (Determined by test laboratory) 1730 x 54 x 12 + reflector (Determined by test laboratory) 2.02 / / (Determined by test laboratory)

8 8 / 18 Collector type Kollektortyp Absorber grid Absorbergeometrie Number and diameter of tubes or channels and distance [mm] Anzahl und Durchmesser der Glas- oder Absorberrohre sowie der Rohrabstand Number of covers and thickness Anzahl der Abdeckungen und Dicke Cover material Material der Abdeckung Cover thickness [mm] Dicke der Abdeckung Evacuated tube-collector with reflector Heat-pipe with Sydney-Glasstube 12 x mm Glass 2 Header/ connections: Sammelleitung/ Anschlüsse Dimensions of header [mm] Dimension der Sammlerleitung No. and dimensions of connections Anzahl und Dimension der Anschlüsse 35 2 x 22 mm Absorber: Absorber Construction type Bauart Material Werkstoff Absorber thickness Absorberdicke Surface treatment Oberflächenbehandlung Heat-pipe copper 1.5 mm Selective surface Thermal insulation and casing: Casing material Material des Gehäuses Sealing Dichtung Thermal insulation thickness [mm] Dicke der Isolierung Insulation material Material der Isolierung Thermal conductivity and density Wärmeleitwert und Dichte Aluminium with ABS parts Silicon 35 rock wool Not specified

9 9 / 18 Limit values: Grenzwerte Max. operating temperature [ C] Maximale Betriebstemperatur Maximum pressure [kpar] Maximaler Betriebsdruck Heat transfer medium Wärmeträger Other limitations Weitere Einschränkungen Collector mounting Montagearten Glycol water mix Installing Angle Flat roof/ on roof vertical mounting of tubes possible Instruction/installation manual: Betriebs- bzw. Installationsanleitung In accordance with DIN EN :2006 Collector type plate: Kollektortypenschild

10 10 / 18 6 Execution and evaluation; Durchführung und Auswertung 6.1 Visual inspection; Sichtprüfung Date Datum Inspector Prüfer Kottwitz Internal barcode no. Interne Barcode Nummer Serial no. Seriennummer Description of defects Beschreibung der Schäden

11 11 / 18 7 Measuring results of thermal performance testing; Prüfergebnisse der Leistungsprüfung von Sonnenkollektoren 7.1 Test method according to DIN EN :2006; Prüfgrundlage entsprechend DIN EN :2006 outdoor steady state (6.1) indoor steady state (6.2) outdoor quasi-dynamic (6.3) stationär, im freien stationär, indoor quasidynamisch; im freien Serial no. Seriennummer Date (Start/End) Datum (Start/Ende) Inspector Prüfer / Kottwitz 7.2 Test conditions; Prüfbedingungen Latitude [ ] Geographische Breite Longitude [ ] Geographische Länge Collector tilt [ from horizontal] Kollektorneigung Collector azimuth [ from south] Kollektorazimut Orientation of absorber or pipes Ausrichtung des Absorbers oder der Absorberröhren Mass flow [kg/s] Massenstrom Aperture area A a [m²] Aperturfläche / 180 vertical

12 12 / Test results thermal performance; Prüfergebnisse Wärmeleistung Second order fit to data Ausgleichskurve 2. Ordnung für die Messwerte Q& = A G * η0 a ( t t ) ( t t ) m G * a a 2 m a G * 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) 0 (based on aperture area) Incidence angle modifier K θ (40.2 / 40.2 ) [ ] Einstrahlwinkel-Korrekturfaktor Effective heat capacity c [kj/(m²k)] Effektive Wärmekapazität Time constant τ c [s] Zeitkonstante Power curve per collector unit (for G = 1000 W/m²) Leistungskurve pro Kollektormodul (based on aperture area) Not necessary for quasi-dynamic test method power [W] (tm-ta) [K] Maximum power [W peak ] Spitzenleistung (G=1000 W/m²) per collector unit/ pro Kollektormodul 920 Details of any damage and problems which according to of EN :2006 are to be classified as severe : Einzelheiten hinsichtlich vorhandener Fehler, die nach von EN :2006 als größerer Fehler bezeichnet werden. No visual damage detected For more details about thermal performance test see Appendix 2.

13 13 / 18 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)

14 14 / 18 Appendix 1: Reports Evaluation of quasi-dynamic collector test based on aperture area and mean temperature of heat transfer fluid (multi linear regression/ simulation) Based on aperture area: Aperture collector area used for curve: m² The quasi-dynamic collector model is defined by Q/A a = F (τα) en K θb (θ) G b + F (τα) en K θd (θ) G d - c 6 ug* - c 1 (t m -t a ) - c 2 (t m -t a )² - c 3 u(t m -t a ) - c 4 (E L -σt 4 a ) - c 5 dt m /dt Mass flow during test [kg/s] 0.04 Operating pressure during test [kpa] 150 Based on aperture area Value Unit F (τα) en [ ] K θd [ ] b 0 (θ) [ ] c [W/(m²K)] c 2 0 [W/(m²K²)] c 3 not determined [J/(m³K)] c 4 not determined [W/(m²K)] c [kj/(m²k)] c 6 not determined [s/m] Incidence angle modifier: Angle [ ] K θb longitudinal (θ) [ ] K θb transversal (θ) [ ]

15 15 / 18 Comparison between measurement and regression (see Figure A1.4): Total energy deviation [%] Objective [%] 5.66 The objective describes the ratio of the integrated absolute energy difference between measurement and simulation/ regression to the total measured energy during the complete test sequence. Calculation of collector parameters Conversion factor η 0 = F (τα) en K θb (θ l,t =15.0 ) F (τα) en K θd (θ) 0.15 Heat transfer coefficient a 1 Temperature dependent heat transfer coefficient a 2 Effective heat capacity c = c1 = c2 = c5 Presentation of the used data set for regression beam solar irradiance [W/m²] incidence angle transversal [ ] Figure A1.1: Direct solar irradiance over its incidence angle

16 16 / diffuse solar irradiance Gd [W/m²] Global solar irradiance G* [W/m²] Figure A1.2: Diffuse solar irradiance over global irradiance temperature difference between mean collector and ambient [K] Global solar irradiance G* [W/m²] Figure A1.3: Temperature difference between mean collector and ambient temperature over global irradiance

17 17 / output power [W/collector unit] timecode [s] Q_Measure [W] Q_Reg [W] Figure A1.4: Measured and calculated power over time (full data set) incidence angle [ ] incidence angle modifier [ ] longi trans Figure A1.5: incidence angle modifier over incidence angle

18 18 / Appendix 2: Photo documentation Fig. 1: TÜV-marking Fig. 2: performance test