Prüfbericht Zuverlässigkeit und Dauerhaftigkeit eines Sonnenkollektors

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1 FORSCHUNGS- UND TESTZENTRUM FÜR SOLARANLAGEN Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik Universität Stuttgart in Kooperation mit Prüfbericht Zuverlässigkeit und Dauerhaftigkeit eines Sonnenkollektors Test Report Durability and Reliability of a Solar Collector nach EN : 26 according to EN :26 Prüfbericht-Nr.: 12COL1114Q Test Report No.: 12COL1114Q Stuttgart, den Stuttgart, October 4th, 212 Auftraggeber: client: Hersteller: manufacturer: Typ: type: Herstelljahr: year of production: Solimpeks Solar Energy Corp. Fevzi Çakmak Mah Sk. No:3 Karatay 425 Konya TURKEY Solimpeks Solar Energy Corp. Wunder ALS 251 DRAIN 212

2 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 12COL1114Q Seite 2 von 15 / page 2 out of 15 Inhaltsverzeichnis Table of Contents 1 Allgemeine Angaben... 3 General Specifications 2 Innendruckprüfung des Absorbers... 9 Internal Pressure Test for Absorber 3 Prüfung der Hochtemperaturbeständigkeit... 9 High Temperature Resistance 4 Expositionstest... 9 Exposure 5 Schneller äußerer Temperaturwechsel... 1 External Thermal Shock 6 Schneller innerer Temperaturwechsel... 1 Internal Thermal Shock 7 Beregnungsprüfung Rain Penetration 8 Mechanische Belastung Mechanical Load Test 9 Stagnationstemperatur Stagnation Temperature 1 Endkontrolle Final Inspection 11 Zusammenfassung der Zuverlässigkeitsprüfungen Summary of Reliability Tests 12 Prüfvorkommnisse und Betriebsverhalten des Kollektors Test Occurrences and Operating Behaviour 13 Prüfverfahren Test Methods

3 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 12COL1114Q Seite 3 von 15 / page 3 out of 15 1 Allgemeine Angaben (gemäß Herstellerangaben) General Specifications (acc. to manufacturer) Hersteller Manufacturer Ansprechpartner: contact person: Typ: type: Solimpeks Solar Energy Corp. Fevzi Çakmak Mah Sk. No:3 Karatay 425 Konya TURKEY Yusuf Akay Tel.: Fax: yusuf.akay@solimpeks.com Wunder ALS 251 DRAIN Wunder ALS 251 DRAIN Herstellernummer: serial no.: Interne Kennzeichnung des Prüflabors: internal identification of test laboratory: Serienprodukt oder Baumuster: serial product or model: Herstelljahr: year of production: C1114B C1114B Serienprodukt serial product Bezugsflächen Dimensions of collector unit Bruttofläche: gross area: Aperturfläche: aperture area: Absorberfläche: absorber area: von Prüflabor bestimmt determined by test laboratory 2.43 m² 2.43 m² 2.23 m² 2.23 m² 2.23 m² 2.23 m² Kollektor/Gehäuse Technical figures Bauart: collector type: Länge: length: Breite: width: Höhe: height: Material: material: Flachkollektor flat plate 1991 mm (von Prüflabor bestimmt) 1991 mm (determined by test laboratory) 1221 mm (von Prüflabor bestimmt) 1221 mm (determined by test laboratory) 92 mm (von Prüflabor bestimmt) 92 mm (determined by test laboratory) Aluminium aluminium Gewicht: weight: Dichtungsmaterialien: sealing material: Einbauweise: collector mounting: 44 kg 44 kg EPDM + Silikon EPDM + silicon Aufdach, dachintegriert, Flachdach On roof, in roof, flat roof

4 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 12COL1114Q Seite 4 von 15 / page 4 out of 15 Absorber Absorber Material: material: Verbindung Absorber-Fluidkanäle: Joint absorber-risers: Dicke: thickness: Oberflächenbehandlung: surface treatment: Absorptionsgrad: absorptance: Emissionsgrad: emittance: Wärmeträgerinhalt: heat transfer fluid content: Durchströmungsform: flow pattern: Abmessungen Absorberrohre: dimension absorber tubes: Anzahl Absorberrohre: no. of absorber tubes: Abstand der Absorberrohre: distance between absorber tubes: Abmessungen Sammlerrohr: dimension of the header: Anzahl Anschlüsse: number of connections: Ausführung Anschlüsse: realisation of connections: Aluminiumblech und Kupferregister aluminium sheet and copper piping lasergeschweißt laser welded.4 mm.4 mm Almeco Tinox Al Selective Coating Almeco Tinox Al Selective Coating Liter 1.3 litres Mäander meander 1 x.45 mm 1 x.45 mm mm 92 mm 18 x.7 mm 18 x.7 mm 4 4 3/4 Außengewinde 3/4 outer threat Transparente Abdeckung Transparent cover: Anzahl: number: Material: material: Hersteller: manufacturer: Produktbezeichnung: brand name: Transmissionsgrad: transmittance: Dicke: thickness: 1 1 Eisenarmes gehärtetes Glas Low Iron Tempered Glass Guangfeng Glass Co., Ltd. Guangfeng Glass Co., Ltd keine Angaben not specified mm 4 mm

5 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 12COL1114Q Seite 5 von 15 / page 5 out of 15 Wärmedämmung Thermal insulation: Material: material: Hersteller: manufacturer: Produktbezeichnung: Product name: Wärmeleitfähigkeit: thermal conductivity: Wärmekapazität: heat capacity: Dichte: density: Dicke: thickness: Rückseite back side Steinwolle rock wool IZOCAM IZOCAM Industrial Board SL 2 Industrial Board SL 2.37 W/(mK).37 W/(mK).84 kj/(kgk).84 kj/(kgk) 52 kg/m³ 52 kg/m³ 5 mm 5 mm seitlich sidewards Glasswolle glass wool IZOCAM IZOCAM keine Angabe not specified.4 W/(mK).4 W/(mK).84 kj/(kgk).84 kj/(kgk) 14 kg/m³ 14 kg/m³ 2 mm 2 mm Grenzdaten Limitations: Stillstandstemperatur: stagnation temperature: max. zul. Betriebsüberdruck: max. operation pressure: Zulässiger Wärmeträger: allowed heat transfer fluid: Nenndurchfluss pro Kollektor: nominal flow rate per collector: 192 C (von Prüflabor bestimmt) 192 C (determined by test laboratory) 1 bar 1 bar Flüssigkeit (Frostschutzmittel und Wasser) Liquid (antifreeze + water) 12 kg/h 12 kg/h Feststellung des Kollektors Collector identification: Zeichnungssatz: construction characteristics: Wunder ALS SERPANTIN 251 CEBRI SISTEM - Zeichnung Nr. MWAS-2519F Blatt 1-3 Datum: Panel, Selektif, ALS, W2519, Cebri Sistem,,4mm - Zeichnung Nr. YPS Datum: Cam, DD, Temperli 25XX, 1961 X 1191 X 4 mm - Zeichnung Nr. HCA-1 - Datum: Profil, Kasa, M25xx, Kod4525, 3292mm, 2,75Kg - Zeichnung Nr. HKP-1 - Datum: Wunder ALS SERPANTIN 218 CEBRI SISTEM - Zeichnung Nr. MWAS-2119F Blatt 1-3 Datum: Panel, Selektif, ALS, W2119, Cebri Sistem,,4mm - Zeichnung Nr. YPS Datum:

6 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 12COL1114Q Seite 6 von 15 / page 6 out of 15 Cam, DD, Temperli 21XX, 1961 X 114 X 4 mm - Zeichnung Nr. HCA-2 - Datum: Profil, Kasa, M21xx, Kod4525, 3115mm, 2,6Kg - Zeichnung Nr. HKP-2 - Datum: Wunder ALS SERPANTIN 251 CEBRI SISTEM drawing no. MWAS-2519F Blatt 1 3 date: Panel, Selektif, ALS, W2519, Cebri Sistem,,4mm - drawing no. YPS date: Cam, DD, Temperli 25XX, 1961 X 1191 X 4 mm - drawing no. HCA-1 - date: Profil, Kasa, M25xx, Kod4525, 3292mm, 2,75Kg - drawing no. HKP-1 - date: Wunder ALS SER date: Panel, Selektif, ALS, W2519, Cebri Sistem,,4mm - drawing no. YPS date: Cam, DD, Temperli 25XX, 1961 X 1191 X 4 mm - drawing no. HCA-1 - date: Profil, Kasa, M25xx, Kod4525, 3292mm, 2,75Kg - drawing no. HKP-1 - date: Wunder ALS SER date: Panel, Selektif, ALS, W2119, Cebri Sistem,,4mm - drawing no. YPS date: Cam, DD, Temperli 21XX, 1961 X 114 X 4 mm - drawing no. HCA-2 - date: Profil, Kasa, M21xx, Kod4525, 3115mm, 2,6Kg - drawing no. HKP-2 - date: Datenblätter: technical data sheets: ITW Datenblatt Kollektor Wunder ALS 251 DRAIN ITW Datenblatt Kollektor Wunder ALS 218 DRAIN GUANGFENG SOLAR GLASS CO., LTD. Specification Solar Glass TiNOX energy, Product specifications Izocam Rock Wool, Thermal and Sound Insulation ITW data sheet collector Wunder ALS 251 DRAIN ITW data sheet collector Wunder ALS 218 DRAIN GUANGFENG SOLAR GLASS CO., LTD. Specification Solar Glass TiNOX energy, Product specifications Izocam Rock Wool, Thermal and Sound Insulation Kennzeichnung: labelling: Das Typenschild enthält folgende nach EN :26 Kapitel 7.2 geforderten Angaben: The collector label shows the following according to EN :26 chapter 7.2 required data: Name des Herstellers name of manufacturer Kollektortyp collector type Seriennummer serial number ja yes nein no

7 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 12COL1114Q Seite 7 von 15 / page 7 out of 15 Herstellungsjahr year of production Brutto-Kollektorfläche gross area of collector Maße des Kollektors dimensions of collector Maximaler Betriebsdruck maximum operation pressure Stagnationstemperatur bei 1 W/m² und 3 C stagnation temperature at 1 W/m² and 3 C Volumen des Wärmeträgermediums volume of heat transfer fluid Leergewicht des Kollektors weight of empty collector Hergestellt in: made in: Installationsanweisung: instructor installation manual : Das Typenschild ist gemäß EN :26 Kapitel 7.2 gut sichtbar und haltbar angebracht. The label is according to EN :26 chapter 7.2 visible and durable attached to the collector label. COLLECTOR INSTRUCTIONS MANUAL WUNDER ALS 218 & 251 DRAIN models SOLIMPEKS solar Energy Corp. COLLECTOR INSTRUCTIONS MANUAL WUNDER ALS 218 & 251 DRAIN models SOLIMPEKS solar Energy Corp. Die Installationsanweisung(en) enthalten folgende nach EN :26 Kapitel 7.3 notwendigen Angaben: The installer instruction manual(s) contain the following according to EN :26 chapter 7.3 required information: Maße und Gewicht des Kollektors dimensions and weight of the collector Anweisung für dessen Transport und Handhabung instructions about the transport and handling of the collector Beschreibung des Montageverfahrens description of the mounting procedure Empfehlungen für den Blitzschutz recommendations about lightning protection Anweisung für die Verbindung der Kollektoren untereinander instructions about the coupling of the collectors to one another ja yes nein no

8 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 12COL1114Q Seite 8 von 15 / page 8 out of 15 Anweisungen für den Anschluss des Kollektorfeldes an den Wärmeträgerkreislauf instructions about the connection of the collector field to the heat transfer circuit Maße von Rohranschlüssen bei Kollektorgruppen bis 2 m² dimensions of pipe connections for collector arrays up to 2 m² Hinweise hinsichtlich der verwendbaren Wärmeträgermedien recommendations about the heat transfer media Vorsichtsmaßnahmen die beim Füllen, Betrieb und Wartung zu treffen sind precautions to be taken during filling, operation and service maximaler Betriebsdruck maximum operation pressure Druckabfall pressure drop größter und kleinster Neigungswinkel maximum and minimum tilt angle zulässige Wind- und Schneelast permissible wind and snow load Wartungsanforderungen maintenance requirements Gültigkeit Validity: Der Prüfbericht ist gültig für den oben beschriebenen Kollektortyp Wunder ALS 251 DRAIN, sowie für den baugleichen Kollektor Wunder ALS 218 DRAIN. The test report is valid for collector type Wunder ALS 251 DRAIN as specified above as well as for the collector Wunder ALS 218 DRAIN identical in construction.

9 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 12COL1114Q Seite 9 von 15 / page 9 out of 15 2 Innendruckprüfung des Absorbers Internal Pressure for Absorber Durchführung und Randbedingungen nach EN :26 Teil 2, Kapitel 5.2. Execution and boundary conditions acc. to EN :26 part 2, chapter 5.2. Datum: date: max. Betriebsdruck max. operating pressure [bar] Prüfdruck test pressure [bar] Prüfdauer test duration [min] Prüfung der Hochtemperaturbeständigkeit High Temperature Resistance Durchführung und Randbedingungen nach EN :26 Teil 2, Kapitel 5.3. Execution and boundary conditions acc. to EN :26 part 2, chapter 5.3. Datum: date: Prüfdauer test duration [min] mittlere Bestrahlungsstärke mean irradiance [W/m²] mittlere Umgebungstemperatur mean ambient temperature Expositionstest Exposure Durchführung und Randbedingungen nach EN :26 Teil 2, Kapitel 5.4. Execution and boundary conditions acc. to EN :26 part 2, chapter 5.4. Expositionsdauer: Tage Duration of exposure: 4 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 85 W/m² number of hours with more than 85 W/m² [h]

10 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 12COL1114Q Seite 1 von 15 / page 1 out of 15 5 Schneller äußerer Temperaturwechsel External thermal shock Durchführung und Randbedingungen nach EN :26 Teil 2, Kapitel 5.5. Execution and boundary conditions acc. to EN :26 part 2, chapter Prüfung: test: Volumenstrom flow rate [l/(m²min)] Fluidtemperatur fluid temperature mittlere Bestrahlungsstärke mean irradiance [W/m²] mittlere Umgebungstemperatur mean ambient temperature Prüfung: test: Volumenstrom flow rate [l/(m²min)] Fluidtemperatur fluid temperature mittlere Bestrahlungsstärke mean irradiance [W/m²] mittlere Umgebungstemperatur mean ambient temperature Schneller innerer Temperaturwechsel Internal thermal shock Durchführung und Randbedingungen nach EN :26 Teil 2, Kapitel 5.6. Execution and boundary conditions acc. to EN :26 part 2, chapter Prüfung: test Volumenstrom flow rate [l/(m²min)] Fluidtemperatur fluid temperature mittlere Bestrahlungsstärke mean irradiance [W/m²] mittlere Umgebungstemperatur mean ambient temperature 2,

11 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 12COL1114Q Seite 11 von 15 / page 11 out of Prüfung: test Volumenstrom flow rate [l/(m²min)] Fluidtemperatur fluid temperature mittlere Bestrahlungsstärke mean irradiance [W/m²] mittlere Umgebungstemperatur mean ambient temperature 2, Beregnungsprüfung Rain penetration Durchführung und Randbedingungen nach EN :26 Teil 2, Kapitel 5.7. Execution and boundary conditions acc. to EN :26 part 2, chapter 5.7. Datum: date: Volumenstrom flow rate [l/(m²min)] Fluidtemperatur fluid temperature Prüfdauer test duration [h] Mechanische Belastung Mechanical load test Durchführung und Randbedingungen nach EN :26 Teil 2, Kapitel 5.9. Execution and boundary conditions acc. to EN :26 part 2, chapter Überdruckprüfung für die Kollektorabdeckung Positive pressure test of the collector cover Durchführung und Randbedingungen nach EN :26 Teil 2, Kapitel Execution and boundary conditions acc. to EN :26 part 2, chapter Datum: date: Die Kollektorabdeckung wurde mit einem max. Druck von 3 Pa belastet. The collector cover was charged with a max. pressure of 3 Pa.

12 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 12COL1114Q Seite 12 von 15 / page 12 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 :26 Teil 2, Kapitel Execution and boundary conditions acc. to EN :26 part 2, chapter Datum: date: Die Kollektorabdeckung wurde mit einem maximalen Zug von 225 Pa belastet. The collector cover was charged with a max. tension of 225 Pa. 9 Stagnationstemperatur Stagnation temperature Bestimmung der Stagnationstemperatur nach EN :26 Teil 2, Anhang C. Determination of the stagnation temperature acc. to EN :26 part 2, Annex C. Datum: date: mittlere Bestrahlungsstärke G m mean irradiance mittlere Absorbertemperatur sm mean absorber temperature mittlere Umgebungstemperatur am mean ambient temperature [W/m²] Ergebnis: Die Stagnationstemperatur stg für die vorgeschriebenen Umgebungsbedingungen von G s = 1 W/m² und as = 3 C ergibt sich nach Conclusion: The stagnation temperature stg for the required ambient conditions G s = 1 W/m² and as = 3 C is calculated according stg Gs as G m sm am zu stg = 192 C to

13 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 12COL1114Q Seite 13 von 15 / page 13 out of 15 1 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: Bewertung erfolgt nach dem folgenden Schlüssel: Evaluation according the following scale: - kein Fehler / no problem 1 - geringer Fehler / minor problem 2 - schwerer Fehler / major problem * - Inspektion war nicht möglich oder Komponente nicht vorhanden / Inspection was not possible or component not does not exist Gehäuse / Collector box Montageelemente Mountings Verschlüsse / Dichtungen Seals / gaskets Abdeckung / Reflektor Cover / reflector Absorberbeschichtung Absorber coating Absorberregister Absorber piping Absorberbefestigung Absorber fixing Wärmedämmung Insulation Rissbildung / Verwerfung / Korrosion / eindringendes Regenwasser Cracking / warping / corrosion / rain penetration Festigkeit / Sicherheit Strength / safety Rissbildung / Haftung / Elastizität Cracking / adhesion / elasticity Rissbildung / Haarrisse / Ausbeulen / Abblättern / Verwerfung / Ausgasen Cracking / crazing / buckling / delamination / warping / outgasing Rissbildung / Haarrisse / Blasenbildung Cracking / crazing / blistering Verformung / Korrosion / Undichtheit / sich lösende Verbindungen Deformation / corrosion / leakage / loss of bonding Verformung / Korrosion Deformation / corrosion Wasseraufnahme/Ausgasen/Schwindung Water retention / outgasing / degradation Ergebnis: Kein schwerer Fehler nach EN :26, Kapitel Conclusion: no major problem acc. to EN :26, chapter 5.3.1

14 Prüfbericht-Nr. / test report no.: 12COL1114Q Seite 14 von 15 / page 14 out of Zusammenfassung der Zuverlässigkeitsprüfungen Summary of Reliability Tests Die Prüfung des Kollektors erfolgte nach der EN :26 "Thermal solar systems and components Solar Collectors Part 2: Test methods". The test of the collector was performed according to EN :26 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 11.2 Sicherheit Safety Die Stagnationstemperatur bei einer Bestrahlungsstärke von 1 W/m² und einer Umgebungstemperatur von 3 C beträgt 192 C. The stagnation temperature at an irradiance of 1 W/m² and an ambient temperature of 3 C reaches 192 C Feststellung des Kollektors Collector identification Die Installationsanweisung und das Typenschild enthalten alle nach EN :26 Kapitel 7 geforderten Angaben (vgl. 1 Allgemeine Angaben). The installer instruction manual and the collector label include all, according to EN :26 chapter 7 required information (see 1 General Specification).

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