Projekt 14980/01

Vergleichende Untersuchung an unverglasten Sonnenkollektoren zur Schwimmbadwassererw├Ąrmung – Absorbervergleichstest

Projekttr├Ąger

Institut f├╝r Solarenergieforschung (ISFH) GmbHHameln/Emmerthal
Am Ohrberg 1
31860 EmmerthalZielsetzung und Anlass des Vorhabens Obwohl seit etwa 20 Jahren unverglaste Kollektoren (sog. Schwimmbadabsorber) auf dem Markt sind, werden bislang die vorhandenen vergleichbaren Bewertungskriterien nach ISO 9806 und EN12975 zur Bestimmung der thermischen Leistung, des Druckverlusts und der Gebrauchstauglichkeit kaum ange-wandt. Das liegt im wesentlichen am hohen Aufwand f├╝r eine sorgf├Ąltig durchgef├╝hrte Pr├╝fung und den geringen Erfahrungen der Pr├╝finstitutionen mit diesen Kollektoren. Das wesentliche Ziel des Vorhabens ist es, die am deutschen Markt relevanten Absorber einer vergleichenden Pr├╝fung zu unterziehen, um eine ├ťbersicht ├╝ber die Eigenschaften und technischen Daten von Schwimmbadabsorbern mit hoher Reproduzierbarkeit zu erarbeiten. Zur Pr├╝fung der thermischen Leistungsf├Ąhigkeit, des Druckverlusts und der Gebrauchstauglichkeit werden die neuen Pr├╝fnormen EN 12975 in Hinblick auf unverglaste Kollektoren erstmalig in gr├Â├čerem Umfang angewandt. Die daraus resultierenden Erfahrungen werden in die Normenaussch├╝sse eingebracht. Die Ergebnisse der Pr├╝fungen werden in Fachzeitschriften und einer gesondert erstellten Brosch├╝re publiziert, um die Akzeptanz der solaren Schwimmbadwassererw├Ąrmung bei den Betreibern und Planern von Schwimmb├Ądern zu erh├Âhen. Weiterhin sollen Planern die ermittelten Kenndaten zur Verf├╝gung stehen. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAuf der Basis bestehender und in der Entwicklung befindlicher internationaler Normen wird ein umfassendes Pr├╝fkonzept erstellt. Entsprechende Pr├╝fst├Ąnde f├╝r die Leistungs-, Druckverlust- und Gebrauchstauglichkeitsuntersuchungen werden aufgebaut bzw. modifiziert. F├╝r die Absorber der teilnehmenden 8 deutschen Hersteller werden die Untersuchungen an geeigneten Pr├╝flingen durchgef├╝hrt. Die Ergebnisse werden in Pr├╝fberichten beschrieben und individuell mit den einzelnen Herstellern diskutiert sowie in ei-ner ausf├╝hrlichen Brosch├╝re publiziert. Die Erfahrungen mit den Pr├╝fnormen sollen in Normungsgremien eingebracht werden, Vorschl├Ąge zur Weiterentwicklung der Normen werden erarbeitet. Die Pr├╝fungen werden von einem aus 4 Experten bestehenden Beirat fachlich begleitet. Ergebnisse und Diskussion Im Mittelpunkt der Pr├╝fung der W├Ąrmeleistung steht die Ermittlung der windabh├Ąngigen Wirkungsgradkurvenschar. Eine detaillierte Unsicherheitsanalyse hat gezeigt, dass entgegen der Beschreibungen in den Pr├╝fnormen f├╝r die Messung der Umgebungstemperatur und der Windgeschwindigkeit mehrere eigens kalibrierte Sensoren verwendet werden sollten. W├Ąhrend die in EN12975-2 geforderten Genauigkeiten typischerweise zu Standardunsicherheiten zwischen 4% (Wirkungsgradpunkte im Bereich von h0) und 15% (Wirkungsgradpunkte mit hohem DT/En) f├╝hren, sind durch die obigen Ma├čnahmen Unsicherheiten zwischen 1,5% und 6% erreicht worden. Der Einfluss von schr├Ąg auf den Kollektor einfallender Strahlung auf den Konversionsfaktor, ermittelt in longitudinaler und radialer Richtung zu den Fluidkan├Ąlen, ist bei den meisten Typen gering, was auch f├╝r den Einfluss der Str├Âmungsgeschwindigkeit in den Absorberrohren gilt. Zur Reduktion aller Wirkungsgradparameter auf wenige vergleichbare Gr├Â├čen wurden standardisierte W├Ąrmeertr├Ąge berechnet. Dabei hat sich gezeigt, dass die Leistungsf├Ąhigkeit der gepr├╝ften Absorbertypen sehr hoch ist. Unterschiede von maximal 12% im f├╝r die Freibadwassererw├Ąrmung relevanten Temperaturbereich sind festgestellt worden. Der Druckverlust, getrennt ermittelt f├╝r die Absorberbahn sowie f├╝r Sammler und Verteiler, unterscheidet sich bei den gepr├╝ften Absorbertypen deutlich. Dies ist bei der Planung einer Kollektoranlage zu ber├╝cksichtigen. Die Zuverl├Ąssigkeitsanforderungen werden von allen Produkten erf├╝llt. Die wichtigste Pr├╝fung ist die Pr├╝fung der Druckbest├Ąndigkeit bei Stillstandtemperatur, die vor und nach einer Expositionsphase erfolgt. Die Stillstandtemperaturen der Absorber betragen bis zu 86 ┬░C. Die Herstellerunterlagen wurden w├Ąhrend des Projektes z. T. ├╝berarbeitet bzw. erg├Ąnzt. ├ľffentlichkeitsarbeit und Pr├Ąsentation Die Durchf├╝hrung und Ergebnisse der Untersuchungen sowie eine Beschreibung der zugrundeliegenden Pr├╝fnormen und allgemeine Hinweise zur solaren Freibadbeheizung befinden sich in der ver├Âffentlichten Brosch├╝re (Titel: Solare Freibadbeheizung; Absorberpr├╝fung und Testergebnisse, Anlagen- Planung und Betrieb), die bei IST EnergiePlan bezogen werden kann. Pr├Ąsentationen ├╝ber das Projekt erfolgten auf dem Sonnenforum 2000, den OTTI Symposien 2000 und 2001 sowie auf der Soltec 2001. Kurzver├Âffentlichungen in Fachzeitschriften mit Hinweis auf die Brosch├╝re folgen. Fazit Es stehen erstmalig vergleichbare, auf internationalen Normen beruhende Daten der Leistungsf├Ąhigkeit und des Druckverlusts von Schwimmbadabsorbern zur Verf├╝gung. Als ├╝berzeugend hat sich die hohe Leistungsf├Ąhigkeit herausgestellt. Die jahrelangen positiven Erfahrungen mit der Technik haben sich beim Zuverl├Ąssigkeitstest best├Ątigt. Bei den Unterlagen konnten einige Verbesserungsvorschl├Ąge gemacht werden. Die Testergebnisse sollten nun auch in die ├ťberarbeitung der Herstellerunterlagen einflie├čen. Es werden Hinweise gegeben, inwieweit bei zuk├╝nftigen Tests der Pr├╝faufwand reduziert werden k├Ânnte bzw. der Testablauf modifiziert werden muss. Zudem ist geplant, die Erfahrungen mit der EN12975 durch Vorschl├Ąge zur Konkretisierung und Verbesserung in die Normungsarbeit zur├╝ckflie├čen zu lassen, damit weitere Pr├╝finstitute von den gesammelten Erfahrungen profitieren k├Ânnen.

├ťbersicht

Telefon

05151/999-0

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Bundesland

Niedersachsen

F├Ârdersumme

84.268,57 ÔéČ

F├Ârderzeitraum

12.04.1999 - 30.09.2001