Prüfbericht Wärmeleistung 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 Wärmeleistung und Dauerhaftigkeit eines Sonnenkollektors Test Report Thermal Performance and Durability of a Solar Collector nach SRCC Standard according to SRCC Standard Prüfbericht-Nr.: 10COL941S Test Report No.: 10COL941S Stuttgart, den 8. August 2011 Stuttgart, Auftraggeber: Client: Hersteller: Manufacturer: Typ: Type: Herstellungsjahr: Year of production: Solimpeks Solar Corp. Ankara yolu 10. Km Hilal sk. No: Karatay Konya Türkei Solimpeks Solar Corp. Wunder CLSF 1808 Wunder CLSF Tel. 0049(0)711/ Fax 0049(0)711/ tzs@itw.uni-stuttgart.de

2 Prüfbericht-Nr. 10COL941S Datum: 8. August 2011 Seite 2 von 15 Test Report no 10COL941S Date: Page 2 out of 15 Inhaltsverzeichnis Table of Contents 1 Allgemeine Angaben vom Prüflabor bestimmt... 3 General specifications determined by test laboratory 2 Eingangsprüfung... 6 Receiving inspection 3 Innendruckprüfung des Absorbers (vor der Exposition)... 6 Static pressure test (prior exposure) 4 Expositionstest... 6 Exposure test 5 Schneller äußerer Temperaturwechsel... 7 Thermal shock / water spray test 6 Schneller innerer Temperaturwechsel... 8 Thermal shock / cold fill test 7 Innendruckprüfung des Absorbers (nach der Exposition)... 8 Static pressure test (after exposure) 8 Druckverlust... 9 Pressure drop test 9 Kollektorzeitkonstante Collector time constant 10 Wärmeleistung Thermal performance test 11 Einfallswinkelkorrekturfaktor Incident angle modifier 12 Endkontrolle Disassembly and final Inspection 13 Prüfverfahren Test methods Anhang A: Darstellung der Aufgenommenen Messwerte Measured Data Anhang B: Nomenklatur Symbols and Units

3 Prüfbericht-Nr. 10COL941S Datum: 8. August 2011 Seite 3 von 15 Test Report no 10COL941S Date: Page 3 out of Allgemeine Angaben vom Prüflabor bestimmt General Specifications determined by test laboratory *) Separat gekennzeichnete Angaben sind Herstellerangaben *) Separately marked specifications are according to the manufacturer Hersteller Manufacturer Ansprechpartner: Contact person: Solimpeks Solar Corp. Ankara yolu 10. Km Hilal sk. No: Karatay Konya Türkei Faruk Dag Tel.: Fax: info@solimpeks.com Typ: Type: Herstellernummer: Serial no.: Interne Kennzeichnung des Prüflabors: Internal identification of test laboratory: Wunder CLSF 1808 Wunder CLSF C941S C941S Bezugsflächen Dimensions of collector unit Bruttofläche: Gross area: Aperturfläche: Aperture area: Absorberfläche: Absorber area: 1929 mm * 930 mm Fläche: 1.79 m² 1929 mm * 930 mm Area: 1.79 m² 1867 mm * 870 mm Fläche: 1.62 m² 1867 mm * 870 mm Area: 1.62 m² 1867 mm * 870 mm Fläche: 1.62 m² 1867 mm * 870 mm Area: 1.62 m² Kollektor/Gehäuse Enclosure Bauart: Collector type: Gesamtmasse Kollektor ohne Fluid: Dry weight: Volumen Wärmeträgerflüssigkeit: Fluid Capacity: Tiefe des Gehäuses: Depth of the collector enclosure: Material Gehäuserahmen: Enclosure side material: Material Rückwand: Enclosure back material: Gehäuse Konstruktion: Frame fastening methods: Abgedeckter Flachkollektor für Betrieb mit flüssigem Wärmeträgerfluid Glazed flat plate collector for operation with liquid heat transfer medium 34 kg *) 34 kg *) 2360 cm³ *) 2360 cm³ *) 90 mm 90 mm Aluminium Aluminium Aluminium Aluminium Click-fit Methode *) click-fit method *)

4 Prüfbericht-Nr. 10COL941S Datum: 8. August 2011 Seite 4 von 15 Test Report no 10COL941S Date: Page 4 out of 15 Absorber Absorber Material: Material: Absorberbeschichtung: Absorber coating: Prüfdruck: Test Pressure: Durchströmungsform: Flow pattern: Länge * Breite * Dicke: Length * Width * Thickness: Abstand Absorber - transp. Abdeckung: Glazing to absorber air space thickness: Außendurchmesser und Wandstärke Sammlerrohr: Header tube outside diameter and wall thickness: Außendurchmesser und Wandstärke Absorberrohr: Riser tube outside diameter and wall thickness: Länge Absorberrohr zwischen Sammelrohren: Length of riser tube between headers: Anzahl Absorberrohre: Number of riser tubes: Abstand der Absorberrohre: Spacing between riser tubes: Verbindung Absorber- und Sammelrohr riser tube to header connection method: Verbindung zwischen Absorber und Absorberrohr Bond between riser and fin / plate: Min. Dicke Verbindung Absorber Rohr Minimum thickness of bond material between the fin / plate and the riser tube: Breite Verbindung Absorber Rohr: Bond width: Kupfer *) Copper *) Tinox *) Tinox *) 15 bar 15 bar Parallel Parallel 1868 mm * 884 mm * 0.2 mm 1868 mm * 884 mm * 0.2 mm 10 mm 10 mm 18 x 0.8 mm 18 x 0.8 mm 8 x 0.5 mm 8 x 0.5 mm 1832 mm 1832 mm mm 110 mm Hartgelötet mit Silber und Kupfer *) soldering silver and copper mixed *) Ultraschall geschweißt ultrasonic welded 0 mm (kein zusätzlicher Materialeintrag, da Ultraschall geschweißt) 0 mm (no additional material used due to ultrasonic welding) 2 mm 2 mm

5 Prüfbericht-Nr. 10COL941S Datum: 8. August 2011 Seite 5 von 15 Test Report no 10COL941S Date: Page 5 out of 15 Transparente Abdeckung Transparent cover: Anzahl Abdeckungen: Number of covers: Oberflächen Charakteristik: Surface characteristics: Material: Material: Länge * Breite * Dicke: Length * Width * Thickness: 1 1 strukturiert structured Eisenarmes getempertes Glass Low iron tempered glass 1900 mm * 900 mm * 4 mm 1900 mm * 900 mm * 4 mm Wärmedämmung Thermal insulation: Material: Material: Hersteller: Manufacturer: Dicke: Thickness: Rückseite Back side Seitlich Sidewards Steinwolle *) Glaswolle *) rock wool *) glass wool *) IZOCAM A.S *) IZOCAM A.S *) IZOCAM A.S *) IZOCAM A.S *) 42 mm 42 mm 24 mm 24 mm Dichtungen Sealants: Dichtung transparente Abdeckung: Glazing gasket: Dichtung Gehäuse Durchführung: Inlet / outlet tube gasket: EPDM *) EPDM *) EPDM *) EPDM *) Grenzwerte Limitations: Maximale Betriebstemperatur: Max. temperature of operation: sonstige Beschränkungen: Other limitations: 203 C *) 203 C *) - - Gültigkeit Validity: Der Prüfbericht ist gültig für den oben beschriebenen Kollektortyp Wunder CLSF 1808, sowie für die baugleichen Kollektoren Wunder CLSF 2510 und Wunder CLSF The test report is valid for collector type Wunder CLSF 1808 as specified above as well as for the collectors Wunder CLSF 2510 and Wunder CLSF 2108, identical in construction.

6 Prüfbericht-Nr. 10COL941S Datum: 8. August 2011 Seite 6 von 15 Test Report no 10COL941S Date: Page 6 out of Eingangsprüfung Receiving inspection Durchführung und Randbedingungen nach SRCC Standard , Kapitel 5.2 Execution and boundary conditions acc. to SRCC Standard , chapter 5.2. Datum: 10. September 2010 Date: Ergebnis: Kollektor unbeschädigt Conclusion: Collector is not damaged 3. Innendruckprüfung des Absorbers (vor der Expostion) Static pressure test (prior to exposure) Durchführung und Randbedingungen nach SRCC Standard , Kapitel 5.3 Execution and boundary conditions acc. to SRCC Standard , chapter 5.3. Datum: 10. September 2010 Date: Max. Betriebsdruck Max. operating pressure Prüfdruck Test pressure Prüfdauer Test duration [bar] [bar] [min] Ergebnis: kein Fehler nach SRCC Standard , Kapitel 6 Conclusion: no failure acc. to SRCC Standard , chapter 6 4. Expositionstest Exposure test Durchführung und Randbedingungen nach SRCC Standard , Kapitel 5.4 Execution and boundary conditions acc. to SRCC Standard , chapter 5.4 Expositionsdauer: Duration of exposure: Einstrahlungssumme in Kollektorebene Sum of hemispherical irradiation (Stuttgart, Deutschland, outdoor) (Stuttgart, Deutschland, outdoor) 89 Tage 89 days Anzahl Tage mit mehr als 17 MJ/m² Number of days with more than 17 MJ/m² Niederschlagssumme Sum of rainfall [MJ/m²] [d] [l/m²] Ergebnis: kein Fehler nach SRCC Standard , Kapitel Conclusion: no failure acc. to SRCC Standard , chapter 5.3.1

7 Prüfbericht-Nr. 10COL941S Datum: 8. August 2011 Seite 7 von 15 Test Report no 10COL941S Date: Page 7 out of Schneller äußerer Temperaturwechsel Thermal shock / water spray test Durchführung und Randbedingungen nach SRCC Standard , Kapitel 5.5 Execution and boundary conditions acc. to SRCC Standard , chapter Prüfung: 22. September Test: Volumenstrom Volume flow rate Fluidtemperatur Fluid temperature Mittlere Bestrahlungsstärke Mean irradiance Mittlere Umgebungstemperatur Mean ambient temperature [l/(m²min)] [ C] [W/m²] [ C] Ergebnis: kein Fehler nach SRCC Standard , Kapitel 6 Conclusion: no failure acc. to SRCC Standard , chapter 6 2. Prüfung: 29. Juli Test: Volumenstrom Volume flow rate Fluidtemperatur Fluid temperature Mittlere Bestrahlungsstärke Mean irradiance Mittlere Umgebungstemperatur Mean ambient temperature [l/(m²min)] [ C] [W/m²] [ C] Ergebnis: kein Fehler nach SRCC Standard , Kapitel 6 Conclusion: no failure acc. to SRCC Standard , chapter 6

8 Prüfbericht-Nr. 10COL941S Datum: 8. August 2011 Seite 8 von 15 Test Report no 10COL941S Date: Page 8 out of 15 Schneller innerer Temperaturwechsel Thermal shock / cold fill test Durchführung und Randbedingungen nach SRCC Standard , Kapitel 5.6 Execution and boundary conditions acc. to SRCC Standard , chapter 5.6 Datum: 07. April 2011 Date: Volumenstrom Volume flow rate Fluidtemperatur Fluid temperature Mittlere Bestrahlungsstärke Mean irradiance [l/(m²min)] [ C] [W/m²] Absorbertemperatur Anfang Absorber temperature beginning Absorbertemperatur Ende Absorber temperature end Mittlere Umgebungstemperatur Mean ambient temperature [ C] [ C] [ C] Wurde nicht gemessen Not measured Wurde nicht gemessen Not measured Ergebnis: kein Fehler nach SRCC Standard , Kapitel 6 Conclusion: no failure acc. to SRCC Standard , chapter Innendruckprüfung des Absorbers (nach der Exposition) Static pressure test (after exposure) Durchführung und Randbedingungen nach SRCC Standard , Kapitel 5.3 Execution and boundary conditions acc. to SRCC Standard , chapter 5.3. Datum: 26. Mai 2011 Date: Max. Betriebsdruck Max. operating pressure Prüfdruck Test pressure Prüfdauer Test duration [bar] [bar] [min] Ergebnis: kein Fehler nach SRCC Standard , Kapitel 6 Conclusion: no failure acc. to SRCC Standard , chapter 6

9 Prüfbericht-Nr. 10COL941S Datum: 8. August 2011 Seite 9 von 15 Test Report no 10COL941S Date: Page 9 out of Druckverlust Pressure drop test Durchführung und Randbedingungen nach SRCC Standard , Kapitel 5.8 Execution and boundary conditions acc. to SRCC Standard , chapter 5.8 Datum: 26. Mai 2011 Date: Bestimmung des Druckverlusts: Determination of the pressure drop p a V ² b V a [(mbar h²)/l²] b [(mbar h)/l)] (Wassertemperatur / water temperature = 20 C 1 C) 10 8 Druckverlustdiagramm (gemessen) pressure loss (measured) p 6 [mbar] Volumenstrom / volume flow [l/h] Tabelle der aufgenommenen Messwerte Table of measuring data Volumenstrom [l/h] Volume flow rate Druckverlust [mbar] Pressure drop

10 Prüfbericht-Nr. 10COL941S Datum: 8. August 2011 Seite 10 von 15 Test Report no 10COL941S Date: Page 10 out of Kollektorzeitkonstante Collector time constant Durchführung und Randbedingungen nach SRCC Standard , Kapitel 5.9 Execution and boundary conditions acc. to SRCC Standard , chapter 5.9 Datum: 30. Mai 2011 Date: Volumenstrom [l/(m²h)] Volume flow rate 72 Kollektorzeitkonstante t c [ s ] Collector time constant e - a [ K ] Zeit / time [ s ]

11 Prüfbericht-Nr. 10COL941S Datum: 8. August 2011 Seite 11 von 15 Test Report no 10COL941S Date: Page 11 out of Wärmeleistung Thermal performance test Bestimmung des Wirkungsgrades bezogen auf die Aperturfläche: Determination of instantaneous efficiency based on aperture area: m η η a a 0 1 G * Konversionsfaktor 0 [-] Conversion factor m a a 2 G * 2 Wärmedurchgangskoeffizient a 1 [W/(m²K)] Heat transfer coefficient temperaturabhängiger Wärmedurchgangskoeffizient a 2 [W/(m²K²)] Temperature depending heat transfer coefficient Volumenstrom [l/(m²h)] Volume flow rate Wirkungsgradkennlinie (G* = 800 W/m²) Instantaneous efficiency curve ( m - a )/G* [(m²k)/w] m a G *

12 Prüfbericht-Nr. 10COL941S Datum: 8. August 2011 Seite 12 von 15 Test Report no 10COL941S Date: Page 12 out of Einfallswinkelkorrekturfaktor Collector incident angle modifier Durchführung und Randbedingungen nach SRCC Standard , Kapitel 5.11 Execution and boundary conditions acc. to SRCC Standard , chapter 5.11 Datum: April 2011 Date: Tabelle der Einfallswinkelkorrekturfaktoren der hemisphärischen Bestrahlungsstärke Table of the incidence angle modifiers of the hemispherical solar irradiance Einfallswinkel Incident angle K (): Endkontrolle Disassembly and final inspection Zerlegung und Untersuchung des Kollektors nach Abschluss der vollständigen Prüffolge gemäß SRCC Standard , Kapitel Disassembling and inspection of the collector after completion of the full test sequence according to SRCC Standard , chapter Datum: 02. August 2011 Date: Kollektor Komponente Collector component Gehäuse, Befestigungen Collector box, fasteners Montageset Mountings, structure Dichtungen Seals, gaskets Abdeckung, Reflektor Cover, reflector Absorberbeschichtung Absorber coating Absorberrohre Absorber tubes and headers Absorberbefestigung Absorber mounting Wärmedämmung Thermal insulation Potenzieller Fehler Potential problem Ergebnis Evaluation Rissbildung, Krümmung, Korrosion, Wassereintritt Cracking, warping, corrosion, rain penetration 0 Stabilität, Sicherheit Strength, safety 0 Rissbildung, Anhaftungen, Elastizität Cracking, adhesion, elasticity 0 Rissbildung, Kratzer, Beulen, Ablösung, Krümmung, ausgasen Cracking, crazing, buckling, delaminating, warping, out gassing Rissbildung, Kratzer, Blasenbildung Cracking, crazing, blistering 0 Deformation, Korrosion, Undichtigkeit, Verbindung Deformation, corrosion, leakage, loss of bonding 1 Deformation, Korrosion Deformation, corrosion 0 Wassereintrag, Ausgasen, Zersetzung Water retention, out gassing, degradation 0 0 Ergebnis: kein Fehler nach SRCC Standard , Kapitel 6 Conclusion: no failure acc. to SRCC Standard , chapter 6 0 Kein Fehler 0 No problem 1 Kleiner Fehler 1 Minor problem 2 Ersthafter Fehler 2 Severe problem * - Untersuchung nicht möglich * - Inspection not possible

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14 Prüfbericht-Nr. 10COL941S Datum: 8. August 2011 Seite 14 von 15 Test Report no 10COL941S Date: Page 14 out of 15 Anhang A: Darstellung der aufgenommenen Messwerte Measured Data Nr G * m in e W 2 m kg h in e m a m a C C K C C K m a G * m 2 K W Tabelle A.1: Messwerte Table A.1: Measured values Wirkungsgradkennlinie (gemessen) Instantaneous efficiency curve (measured) ( m - a )/G* [(m²k)/w]

15 Prüfbericht-Nr. 10COL941S Datum: 8. August 2011 Seite 15 von 15 Test Report no 10COL941S Date: Page 15 out of 15 Anhang B: Nomenklatur Symbols and Units a [(mbar h²)/l²] a 1 a 2 b [W/(m²K)] [W/(m²K²)] [(mbar h)/l] G* [W/m²] K () [-] m [kg/h] p [mbar] t c [ s ] V [l/h] [-] 0 [-] [ C] a e in m [ C] [ C] [ C] [ C] [ ] Koeffizient zur Berechnung des Druckverlusts Coefficient for calculation of pressure loss Wärmedurchgangskoeffizient Heat transfer coefficient Temperaturabhängiger Wärmedurchgangskoeffizient Temperature depending heat transfer coefficient Koeffizient zur Berechnung des Druckverlusts Coefficient for calculation of pressure loss Hemisphärische Bestrahlungsstärke Hemispherical solar irradiance Einfallswinkelkorrekturfaktor der hemisphärischen Bestrahlungsstärke Incident angle modifier of the hemispherical solar irradiance Massenstrom Mass flow rate Druckverlust Pressure drop Kollektor Zeitkonstante Collector time constant Volumenstrom Volume flow rate Wirkungsgrad Collector efficiency Konversionsfaktor der hemisphärischen Bestrahlungsstärke Conversion factor Temperatur Temperature Umgebungstemperatur Ambient air temperature Kollektoraustrittstemperatur Collector outlet temperature Kollektoreintrittstemperatur Collector inlet temperature Mittlere Fluidtemperatur Mean fluid temperature Einfallswinkel der hemisphärischen Bestrahlungsstärke Incidence angle of the hemispherical solar irradiance