Prüfbericht Zuverlässigkeit, Dauerhaftigkeit und Wärmeleistung eines Sonnenkollektors

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1 FORSCHUNGS- UND TESTZENTRUM FÜR SOLARANLAGEN Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik Universität Stuttgart Professor Dr. Dr.-Ing. habil. H. Müller-Steinhagen in Kooperation mit Prüfbericht Zuverlässigkeit, Dauerhaftigkeit und Wärmeleistung eines Sonnenkollektors Test Report Durability, Reliability and Thermal Performance of a Solar Collector nach EN :2006 according to EN :2006 Prüfbericht-Nr.: 07COL577OEM08 Test Report No.: 07COL577OEM08 Stuttgart, Stuttgart, January 18 th, 2010 Auftraggeber: client: Hersteller: manufacturer: Typ (Serie): type (production run): Herstelljahr: year of production: Austria AG Austriastraße Knittelfeld Österreich Austria AG TREND II 2007

2 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 2 von 21 / page 2 out of 21 Inhaltsverzeichnis Table of Contents 1 Allgemeine Angaben... 3 General Specifications 2 Innendruckprüfung des Absorbers... 7 Internal Pressure Test for Absorber 3 Prüfung der Hochtemperaturbeständigkeit... 7 High Temperature Resistance 4 Expositionstest... 7 Exposure 5 Schneller äußerer Temperaturwechsel... 8 External Thermal Shock 6 Schneller innerer Temperaturwechsel... 8 Internal Thermal Shock 7 Beregnungsprüfung... 9 Rain Penetration 8 Mechanische Belastung... 9 Mechanical Load Test 9 Stagnationstemperatur Stagnation Temperature 10 Endkontrolle Final Inspection 11 Zusammenfassung der Zuverlässigkeitsprüfungen Summary of Reliability Tests 12 Prüfergebnisse Wärmeleistung Test Results Thermal Performance 13 Prüfvorkommnisse und Betriebsverhalten des Kollektors Test Occurrences and Operating Behaviour 14 Prüfverfahren Test Methods Anhang A: Ertragsvorhersage Annex A: Prediction of the Yearly Energy Gain Anhang B: Erklärung zu den Ergebnissen der Messungen unter quasi-dynamischen Bedingungen Annex B: Explanation upon the Measurements under quasi-dynamic Conditions Anhang C: Nomenklatur Annex C: Symbols and Units

3 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 3 von 21 / page 3 out of 21 1 Allgemeine Angaben (gemäß Herstellerangaben) General Specifications (acc. to manufacturer) Hersteller Manufacturer Ansprechpartner: contact person: Austria AG Austriastraße Knittelfeld Österreich Karl Schinnerl Tel.: +43 (0) Fax: +43 (0) kschinnerl@austria- .at Typ: type: Herstellernummer: serial no.: Serienprodukt oder Prototyp: serial product or prototype: Herstelljahr: year of production: TREND II TREND II keine Angaben not specified Serienprodukt mass product Bezugsflächen Dimensions of collector unit Bruttofläche: gross area: Aperturfläche: aperture area: Absorberfläche: absorber area: von Prüflabor bestimmt determined by test laboratory 2.11 m² 2.11 m² 1.88 m² 1.88 m² 1.79 m² 1.79 m² Kollektor/Gehäuse Technical figures Bauart: collector type: Länge: length: Breite: width: Höhe: height: Material: material: Flachkollektor flat plate collector 2037 mm (von Prüflabor bestimmt) 2037 mm (determined by test laboratory) 1037 mm (von Prüflabor bestimmt) 1037 mm (determined by test laboratory) 98 mm (von Prüflabor bestimmt) 98 mm (determined by test laboratory) Aluminium aluminium Gewicht: weight: Dichtungsmaterialien: sealing material: Einbauweise: collector mounting: 35 kg 35 kg EPDM Rahmengummi EPDM frame rubber Aufdach / Indach / Frei on roof / in roof / free

4 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 4 von 21 / page 4 out of 21 Absorber Absorber Material: material: Dicke: thickness: Oberflächenbehandlung: surface treatment: Absorptionsgrad: absorptance: Emissionsgrad: emittance: Wärmeträgerinhalt: heat transfer fluid content: Durchströmungsform: flow pattern: Innendurchmesser Absorberrohre: inner dimension absorber tubes: Außendurchmesser Absorberrohre: outer dimension absorber tubes: Anzahl Absorberrohre: no. of absorber tubes: Abstand der Absorberrohre: distance between absorber tubes: Abmessungen Sammlerrohr: dimension of the header: Anzahl Anschlüsse: no. of connections: Kupfer copper 0.2 mm 0.2 mm hochselektive Vakuumbeschichtung high selective vacuum coating Liter 1.4 liters Harfe harp 7 mm 7 mm 8 mm 8 mm mm 96 mm 22 x 0.8 mm 22 x 0.8 mm 4 4 Transparente Abdeckung Transparent cover: Anzahl: number: Material: material: Hersteller: manufacturer: Produktbezeichnung: brand name: Transmissionsgrad: transmittance: Dicke: thickness: 1 1 ESG Solarglas ESG Solarglass keine Angabe not specified Floatglas Floatglas mm 3.2 mm

5 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 5 von 21 / page 5 out of 21 Wärmedämmung Thermal insulation: Material: material: Wärmeleitfähigkeit: thermal conductivity: Wärmekapazität: heat capacity: Dichte: density: Dicke: thickness: Steinwolle rock wool W/(mK) W/(mK) 0.84 kj/(kgk) 0.84 kj/(kgk) 50 kg/m³ 50 kg/m³ 40 mm 40 mm Grenzdaten Limitations: Stillstandstemperatur: stagnation temperature: max. zul. Betriebsüberdruck: max. operation pressure: 197 C (von Prüflabor bestimmt) 197 C (determined by test laboratory) 10.0 bar 10.0 bar Zulässiger Wärmeträger: allowed heat transfer fluid: Nenndurchfluss pro Kollektor: nominal flow rate per collector: Proplyenglykol - Wasser - Mischung Propylene - glycol - water - mixture 300 kg/h 300 kg/h Feststellung des Kollektors Collector identification: Zeichnungssatz: construction characteristics: Datenblätter: technical data sheets: Absorber FK7220N 4A INT Zeichnungsnummer: Datum: Absorber FK7220N 4A INT Drawing-no.: Date: ITW Datenblatt Kollektor Informationen Standardstückliste FK7200N 4H VL 11SK 3 ITW data sheet collector information Standard parts list FK7200N 4H VL 11SK 3 Kennzeichnung: collector label: Das Typenschild lag dem Prüfling als Muster bei. Gemäß EN :2006 Kapitel 7.2 sollte es gut sichtbar und haltbar am Kollektor angebracht sein. The collector label is fixed visible and durable on the collector frame and includes all, according to EN :2006 chapter 7.2 required information.

6 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 6 von 21 / page 6 out of 21 Installationsanweisung: Handbuch Dachbügelmontage parallel - installer instruction manual: Flachkollektor Trend II / version Handbuch Dachbügelmontage parallel - Flachkollektor Trend II / version Die Installationsanweisung muss nach EN :2006 Kapitel 7.3 zusätzlich die folgenden Angaben beinhalten: - zulässige Wind- und Schneelast The installer instruction manual shall contain according to EN :2006 chapter 7.3 the following additional information: - maximum wind and snow load Gültigkeit Validity: Der Prüfbericht ist gültig für den oben beschriebenen Kollektortyp TREND II. The test report is valid for collector type TREND II.

7 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 7 von 21 / page 7 out of 21 2 Innendruckprüfung des Absorbers Internal Pressure for Absorber Durchführung und Randbedingungen nach EN :2006 Teil 2, Kapitel 5.2. Lead-through and boundary conditions acc. to EN :2006 part 2, chapter Prüfung: Test: max. Betriebsdruck max. operating pressure [bar] Prüfdruck test pressure [bar] Prüfdauer test duration [min] Ergebnis: kein größerer Fehler nach EN :2006, Kapitel Conclusion: no major failure acc. to EN :2006, chapter Prüfung der Hochtemperaturbeständigkeit High Temperature Resistance Durchführung und Randbedingungen nach EN :2006 Teil 2, Kapitel 5.3. Lead-through and boundary conditions acc. to EN :2006 part 2, chapter 5.3. Datum: date: Prüfdauer test duration [min] mittlere Bestrahlungsstärke mean irradiance [W/m²] mittlere Umgebungstemperatur mean ambient temperature [ C] Ergebnis: kein größerer Fehler nach EN :2006, Kapitel Conclusion: no major failure acc. to EN :2006, chapter Expositionstest Exposure Durchführung und Randbedingungen nach EN :2006 Teil 2, Kapitel 5.4. Lead-through and boundary conditions acc. to EN :2006 part 2, chapter 5.4. Expositionsdauer: Tage Duration of exposure: 40 days Einstrahlungssumme in Kollektorebene Sum of global irradiation [MJ/m²] Anzahl Tage mit mehr als 14 MJ/m² Number of days with more than 14 MJ/m² [d] Niederschlagssumme Sum of rainfall [l/m²] Anzahl Stunden über 850 W/m² Number of hours with more than 850 W/m² [h] Ergebnis: kein größerer Fehler nach EN :2006, Kapitel Conclusion: no major failure acc. to EN :2006, chapter 5.3.1

8 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 8 von 21 / page 8 out of 21 5 Schneller äußerer Temperaturwechsel External thermal shock Durchführung und Randbedingungen nach EN :2006 Teil 2, Kapitel 5.5. Lead-through and boundary conditions acc. to EN :2006 part 2, chapter Prüfung: Test: Volumenstrom flow rate [l/(m²min)] Fluidtemperatur temperature [ C] mittlere Bestrahlungsstärke mean irradiance [W/m²] mittlere Umgebungstemperatur mean ambient temperature [ C] 2.8 < Ergebnis: kein größerer Fehler nach EN :2006, Kapitel Conclusion: no major failure acc. to EN :2006, chapter Prüfung: Test: Volumenstrom flow rate [l/(m²min)] Fluidtemperatur temperature [ C] mittlere Bestrahlungsstärke mean irradiance [W/m²] mittlere Umgebungstemperatur mean ambient temperature [ C] 2.8 < Ergebnis: kein größerer Fehler nach EN :2006, Kapitel Conclusion: no major failure acc. to EN :2006, chapter Schneller innerer Temperaturwechsel Internal thermal shock Durchführung und Randbedingungen nach EN :2006 Teil 2, Kapitel 5.6. Lead-through and boundary conditions acc. to EN :2006 part 2, chapter Prüfung: test Volumenstrom flow rate [l/(m²min)] Fluidtemperatur temperature [ C] mittlere Bestrahlungsstärke mean irradiance [W/m²] mittlere Umgebungstemperatur mean ambient temperature [ C] 1.9 < Ergebnis: kein größerer Fehler nach EN :2006, Kapitel Conclusion: no major failure acc. to EN :2006, chapter 5.3.1

9 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 9 von 21 / page 9 out of Prüfung: test Volumenstrom flow rate [l/(m²min)] Fluidtemperatur temperature [ C] mittlere Bestrahlungsstärke mean irradiance [W/m²] mittlere Umgebungstemperatur mean ambient temperature [ C] 1.9 < Ergebnis: kein größerer Fehler nach EN :2006, Kapitel Conclusion: no major failure acc. to EN :2006, chapter Beregnungsprüfung Rain penetration Durchführung und Randbedingungen nach EN :2006 Teil 2, Kapitel 5.7. Lead-through and boundary conditions acc. to EN :2006 part 2, chapter 5.9. Datum: Date: Volumenstrom flow rate [l/(m²min)] Fluidtemperatur temperature [ C] Prüfdauer test duration [h] Ergebnis: kein größerer Fehler nach EN :2006, Kapitel Conclusion: no major failure acc. to EN :2006, chapter Mechanische Belastung Mechanical load test Durchführung und Randbedingungen nach EN :2006 Teil 2, Kapitel 5.9. Lead-through and boundary conditions acc. to EN :2006 part 2, chapter Überdruckprüfung für die Kollektorabdeckung Positive pressure test of the collector cover Durchführung und Randbedingungen nach EN :2006 Teil 2, Kapitel Lead-through and boundary conditions acc. to EN :2006 part 2, chapter Datum: Date: Die Kollektorabdeckung wurde mit einem max. Druck von 3000 Pa belastet. The collector cover was charged with a max. pressure of 3000 Pa. Ergebnis: kein größerer Fehler nach EN :2006, Kapitel Conclusion: no major failure acc. to EN :2006, chapter 5.3.1

10 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 10 von 21 / page 10 out of Unterdruckprüfung der Befestigungselemente zwischen Kollektorabdeckung und Kollektorgehäuse Negative pressure test of fixings between the cover and the collector box Durchführung und Randbedingungen nach EN :2006 Teil 2, Kapitel Lead-through and boundary conditions acc. to EN :2006 part 2, chapter Datum: Date: Die Kollektorbefestigung wurde mit einem maximalen Zug von 1000 Pa belastet. The collector mountings were charged with a max. tension of 1000 Pa. Ergebnis: kein größerer Fehler nach EN :2006, Kapitel Conclusion: no major failure acc. to EN :2006, chapter Stagnationstemperatur Stagnation temperature Bestimmung der Stagnationstemperatur nach EN :2006 Teil 2, Anhang C. Determination of the stagnation temperature acc. to EN :2006 part 2, Annex C. Datum: Date: mittlere Bestrahlungsstärke G m mean irradiance mittlere Absorbertemperatur ϑ sm mean absorber temperature mittlere Umgebungstemperatur ϑ am mean ambient temperature [W/m²] [ C] [ C] Ergebnis: Die Stagnationstemperatur ϑ stg für die vorgeschriebenen Umgebungsbedingungen von G s = 1000 W/m² und ϑ as = 30 C ergibt sich nach Conclusion: The stagnation temperature ϑ stg for the required ambient conditions G s = 1000 W/m² and ϑ as = 30 C is calculated according ϑ stg Gs = ϑas + G m ( ϑ ϑ ) sm am zu ϑ stg = 197 C to

11 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 11 von 21 / page 11 out of Endkontrolle Final inspection Zerlegung und Untersuchung des Kollektors nach Abschluss der vollständigen Prüffolge gemäß EN : Dismantling and inspection of the collector after completion of the full test sequence according to EN : Datum: Date: Ergebnis: Die optische Begutachtung der Wärmedämmung, der Absorberbeschichtung, der Verbindung zwischen Absorberrohr und Absorberblech sowie der transparenten Abdeckung des Kollektors ergab keine Auffälligkeiten oder Abnormalitäten. Conclusion: The optical expertise of insulation, absorber coating, joint between absorber tube and absorber plate as well as the optical expertise of the transparent collector cover did not result in any abnormalities. 11 Zusammenfassung der Zuverlässigkeitsprüfungen Summary of Reliability Tests Die Prüfung des Kollektors erfolgte nach der EN :2006 "Thermal solar systems and components Solar Collectors Part 2: Test methods". The test of the collector was performed according to EN :2006 thermal solar systems and components solar collectors part 2: test methods Prüfungen Tests 1. Innendruckprüfung des Absorbers Internal pressure for absorber 2. Prüfung der Hochtemperaturbeständigkeit High temperature resistance 3. Expositionstest Exposure 4. Schneller äußerer Temperaturwechsel External shock 5. Schneller innerer Temperaturwechsel Internal shock 6. Beregnungsprüfung Rain penetration 7. Mechanische Belastung Mechanical load test 8. Endkontrolle Final inspection kein größerer Fehler no major failure kein größerer Fehler no major failure kein größerer Fehler no major failure kein größerer Fehler no major failure kein größerer Fehler no major failure kein größerer Fehler no major failure kein größerer Fehler no major failure kein größerer Fehler no major failure

12 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 12 von 21 / page 12 out of Sicherheit Safety Die Stagnationstemperatur bei einer Bestrahlungsstärke von 1000 W/m² und einer Umgebungstemperatur von 30 C beträgt 197 C. The stagnation temperature at an irradiance of 1000 W/m² and an ambient temperature of 30 C reaches 197 C Feststellung des Kollektors Collector identification Installationsanweisung: Die Installationsanweisung enthält nicht alle nach EN :2006 Kapitel 7.3 geforderten Angaben (vgl. 1 Allgemeine Angaben). Installer instruction manual: The installer instruction manual does not include all required information according to EN :2006 chapter 7.3 (see 1 General Specification)..

13 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 13 von 21 / page 13 out of Prüfergebnisse Wärmeleistung Test Results Thermal Performance Bestimmung der Kollektorleistung: Determination of power per collector unit: Q& = A G* η 0 a 1 ( ϑm ϑa ) a 2 G* ( ϑ m ϑa ) G* 2 Konversionsfaktor η 0 [-] conversion factor Wärmedurchgangskoeffizient a 1 [W/(m²K)] heat transfer coefficient temperaturabhängiger Wärmedurchgangskoeffizient a 2 [W/(m²K²)] temperature depending heat transfer coefficient Einfallswinkel-Korrekturfaktor K θ (50 ) [-] incidence angle modifier flächenbezogene Wärmekapazität c [kj/(m²k)] area related heat capacity Volumenstrom [l/(m²h)] volume flow rate Aperturfläche pro Kollektormodul A [m²] aperture area per collector unit Peakleistung [W peak ] pro Kollektormodul (G* = 1000 W/m², (ϑ m -ϑ a )= 0 ) peak power [W peak ] per collector unit (G* = 1000 W/m², (ϑ m -ϑ a ) = 0) Kollektorleistung pro Modul [W] / power output per collector unit [W] Leistungskurve (G* = 1000 W/m²) Power curve (ϑ m -ϑ a ) [K]

14 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 14 von 21 / page 14 out of 21 Kollektorleistung pro Modul [W] Power output per collector unit [W] Bestrahlungsstärke / Irradiance ϑ m -ϑ a in [K] 400 W/m² 700 W/m² 1000 W/m² *) *) 0 *) 415 Anmerkung: Die angegebenen Werte beziehen sich auf senkrechte Einstrahlung Note: the reported values are for normal incidence *) Die Kollektorleistung ist mit Null angegeben, da sich rechnerisch bei diesen Betriebsbedingungen eine negative Kollektorleistung ergibt. *) Calculating the power output per collector unit under these operation conditions result in negative values. Therefore the calculated power output is indicated with zero.

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16 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 16 von 21 / page 16 out of 21 Anhang A: Ertragsvorhersage Annex A: Prediction of the yearly energy gain Die Vorhersage beruht auf der Berechnung des Jahresenergieertrags des Kollektors in einer Referenzanlage zur Brauchwassererwärmung. Die Anlage ist für einen Vierpersonenhaushalt dimensioniert. Die Berechnung erfolgt für die Aperturflächen 3, 4, 5 und 6 m² sowie Referenz- Wetterdaten von Hannover, Würzburg und Stötten (Ostalb). The prediction is based on the calculation of the yearly energy gain of the collector in a reference solar hot water system. This system is designed for a four-person-household. The calculation is done for aperture areas of 3, 4, 5 and 6 m² as well as for reference climate data of Hannover, Würzburg and Stötten (Ostalb). Kollektorkennwerte (Bezug: Aperturfläche) Collector characteristics (based on aperture area) Konversionsfaktor Conversion factor effektiver Wärmedurchgangskoeffizient heat transfer coefficient η 0 = a 1 = W/(m²K) Einfallswinkel-Korrekturfaktoren Incidence angle modifier flächenbezogene Wärmekapazität area related heat capacity a 2 = W/(m²K²) c = kj/(m²k) θ K θb (θ) Berechnungsresultate calculation results Standort / location Hannover Würzburg Stötten Einstrahlung [kwh/(m²a)] radiation Aperturfläche [m²] aperture area Jährlicher Kollektorertrag 1) [kwh/(m²a)] yearly energy gain ) Ertrag des Kollektors ohne die Wärmeverluste in den Rohrleitungen und des Warmwasserspeichers energy gain of the collector without heat losses in the tubes and hot water store

17 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 17 von 21 / page 17 out of 21 Systemdaten ITW Referenzanlage zur Trinkwassererwärmung System data of the ITW reference solar hot water system Dachausrichtung: roof orientation: Süd; Anstellwinkel entspricht Breitengrad south; tilt angle equal to latitude Kollektoranbindung: collector piping: Je 15 m Vor- und Rücklauf; Nennweite DN 16; Dämmstärke 25 mm, λ = 0,04 W/(mK) Vor- und Rücklauf befinden sich je zur Hälfte im Innen- und Außenbereich 15 m each to store, from store; normal width DN 16; insulation thickness 25 mm, λ = 0,04 W/(mK), one half of each pipe is located outside, the other half is located inside Speicher: storage: Volumen 300 l; Wärmeverlustrate 2,2 W/K; Umgebungstemperatur 15 C Volumen des Bereitschaftsteils 135 l; Solltemperatur 60 C Schichtungskennzahl 100; effektive vertikale Wärmeleitfähigkeit 2 λ Wasser volume 300 l; heat loss rate 2.2 W/K; ambient temperatur 15 C volume auxiliary 135 l; set temperature 60 C stratification number 100; effective vertical heat conductivity 2 λ water Wärmeübertrager: heat: eingetauchter Wärmeübertrager, Wärmeübertragungsvermögen (ka) WT in [W/K]; (ka) WT = 9 A c ϑ m 0,6 mit A c : Aperturfläche [m²] ϑ m : Mittelwert aus WT-Eintrittstemperatur und lokaler Speichertemperatur [ C] immersed heat exchanger, heat transfer capacity (ka) WT in [W/K]; (ka) WT = 9 A c ϑ m 0,6 with Ac: apterure area [m²] ϑ m : average value of heat exchanger inlet temperature and local storage temperature in [ C] Warmwasserverbrauch: hot water consumption: 200 l/tag (7 00 : 80 l; : 40 l; : 80 l); Kaltwassertemperatur 10 C; Warmwassertemperatur 45 C; Jahresverbrauch 2936 kwh/a 200 l/day (7 00 : 80 l; : 40 l; : 80 l); cold water temperature 10 C; hot water temperature 45 C annual consumption: 2936 kwh/a

18 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 18 von 21 / page 18 out of 21 Anhang B: Erklärung zu den Ergebnissen der Messungen unter quasidynamischen Bedingungen Annex B: Explanation upon the Measurements under quasi-dynamic Conditions Die unter Prüfergebnisse Wärmeleistung dokumentierten Kollektorparameter wurden gemäß den Vorgaben der EN :2006 aus den Kollektorparametern der Messungen unter quasidynamischen Bedingungen abgeleitet. The collector parameters listed in Test Results Thermal Performance are, according to EN :2006, derived from the collector parameters gained from measurements under quasi-dynamic conditions Verwendetes Kollektormodell Used collector model Zur Auswertung der Messdaten wurde die flächenbezogene Kollektorleistung entsprechend der folgenden Gleichung nachgebildet For evaluation of the measured data the area specific collector power was modelled according to the equation mit/with 2 q& = F'( τα ) K ( θ ) G + F'( τα ) Kθ G c1( ϑ ϑ ) c2( ϑ ϑ ) en θb b en d d m a m a 5 dϑm c dt K b θ Ergebnisse der Regression Regression results 1 = 1 b0 1 cosθ Auf Aperturfläche bezogen based on the aperture area F (τα) en : [-] b 0 : [-] K θd : [-] c 1 : c 2 : c 5 : [W/(m²K)] [W/(m²K²)] [kj/(m²k)] Tabelle der Einfallswinkelkorrektur der direkten Bestrahlungsstärke Table of the incidence angle modifier of the direct solar irradiance Einfallswinkel θ incident angle θ K θb (θ):

19 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 19 von 21 / page 19 out of 21 Berechnung der Kollektorparameter Calculation of the collector parameters η 0 : Konversionsfaktor / zero-loss collector efficiency (η 0 at ϑ m -ϑ a = 0) [-] η F' ( τα ) K ( θ = 15 ) F'( τα ) K 0 15 a 1 : a 2 : K θ (50): 0 = en θb en θd. Wärmedurchgangskoeffizient / heat loss coefficient [W/(m²K)] a 1 = c 1 Temperaturabhängiger Wärmedurchgangskoeffizient temperature dependence of the heat loss coefficient [W/(m²K²)] a 2 = c 2 Einstrahlwinkelkorrekturfaktor der hemisphärischen Bestrahlungsstärke incident angle modifier for hemispherical solar irradiance [-] Kθ b( 50) Kθ d Kθ ( 50) = K θd c: flächenbezogene Wärmekapazität / area related heat capacity [kj/(m²k)] c = c 5 Graphische Darstellung der Messwerte (6 Minuten Mittelwerte) Graphical presentation of the measured data (6 minutes mean values) direkte Bestrahlungsstärke / direct solar irradiance G b [W/m²] Einfallswinkel / incident angle [ ] Abbildung B.1: Die direkte Bestrahlungsstärke über dem Einfallswinkel der direkten Bestrahlungsstärke Figure B.1: the direct solar irradiance over the incident angle of the direct solar irradiance

20 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 20 von 21 / page 20 out of diffuse Bestrahlungsstärke / diffuse solar irradiance G d [W/m²] Gesamtbestrahlungsstärke / hemispherical solar irradiance G* [W/m²] Abbildung B.2: Die diffuse Bestrahlungsstärke über der direkten Bestrahlungsstärke Figure B.2: diffuse solar irradiance over the total solar irradiance 80 Temperaturdifferenz mittlere Fluidtemp. Umgebungstemp. / difference between mean fluid temperature and ambient temperature ϑm - ϑa [K] hemisphärische Bestrahlungsstärke / hemispherical solar irradiance [W/m²] Abbildung B.3: Die Temperaturdifferenz zwischen mittlerer Fluidtemperatur und Umgebungstemperatur über der hemisphärischen Bestrahlungsstärke Figure B.3: difference between mean fluid temperature and ambient temperature over the hemispherical solar irradiance

21 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 07COL577OEM08 Seite 21 von 21 / page 21 out of 21 Anhang C: Nomenklatur Annex C: Symbols and Units A [m²] Aperturfläche / aperture area a [(mbar h²)/l²] Koeffizient zur Berechnung des Druckverlusts coefficient for calculation of pressure loss a 1 [W/(m²K)] Wärmedurchgangskoeffizient / heat transfer coefficient a 2 [W/(m²K²)] temperaturabhängiger Wärmedurchgangskoeffizient temperature depending heat transfer coefficient b [(mbar h)/l] Koeffizient zur Berechnung des Druckverlusts coefficient for calculation of pressure loss b 0 [-] Faktor zur Bestimmung des Einfallwinkelkorrekturfaktors der direkten Bestrahlungsstärke / factor to determine the incident angle modifier of the beam irradiance c [kj/(m²k)] flächenbezogene Wärmekapazität des Kollektors area based heat capacity of the collector c 1 [W/(m²K)] Wärmedurchgangskoeffizient / heat transfer coefficient c 2 [W/(m²K²)] temperaturabhängiger Wärmedurchgangskoeffizient temperature depending heat transfer coefficient c 5 [kj/(m²k)] flächenbezogene Wärmekapazität des Kollektors area based heat capacity of the collector F (τα) en [-] Konversionsfaktor der direkten Bestrahlungsstärke conversion factor of the beam irradiance G* [W/m²] hemisphärische Bestrahlungsstärke / hemispherical solar irradiance G b [W/m²] direkte Bestrahlungsstärke / beam solar irradiance G d [W/m²] diffuse Bestrahlungsstärke / diffuse solar irradiance K θ (θ) [-] Einfallswinkelkorrekturfaktor der hemisphärischen Bestrahlungsstärke incident angle modifier of the hemispherical solar irradiance K θb (θ) [-] Einfallswinkelkorrekturfaktor der direkten Bestrahlungsstärke incident angle modifier of the beam solar irradiance K θd [-] Einfallswinkelkorrekturfaktor der diffusen Bestrahlungsstärke incident angle modifier of the diffuse solar irradiance (ka) WT [W/K] Wärmeübertragungsvermögen des Solarwärmeübertragers heat transfer capacity of the solar heat exchanger Q & [W] Kollektorleistung / power per collector unit q& [W/m²] flächenbezogene Kollektorleistung / area based collector power V & [l/h] Volumenstrom / volume flow Δp [mbar] Druckverlust / pressure loss η [-] Wirkungsgrad / collector efficiency η 0 [-] Konversionsfaktor der hemisphärischen Bestrahlungsstärke conversion factor λ [W/(mK)] Wärmeleitfähigkeit / heat conductivity ϑ [ C] Temperatur / temperature ϑ a [ C] Umgebungstemperatur / ambient air temperature ϑ e [ C] Kollektoraustrittstemperatur / collector outlet temperature ϑ in [ C] Kollektoreintrittstemperatur / collector inlet temperature ϑ m [ C] mittlere Fluidtemperatur / mean fluid temperature θ [ ] Einfallswinkel der direkten Bestrahlungsstärke incidence angle of the beam solar irradiance