Nabend,

habe die letzten Tage wieder viel gelesen und auch etwas experimentiert. Ich weiß schon mal grob, wie der Kollektor aufgebaut ist und wie ich die Kollektoren miteinaner koppel.

Bei der geplanten Kollektorgröße von 0,6 x 1,0 Meter Brutto =0,56x0,96 netto = 0,5376 m² können = ca. 250-300 W Heizleistung (richtig?)
Die Gesamtkosten eines Kollektors mit Einfach-PET-Verglasung belaufen sich auf 20,50 € (=38 € je m²) und ein Gesamtgewicht von nur ~16,5 kg. Mit drei DS18B20 (Temperatur Eingang/Ausgang/Mitte Absorber) sinds etwa 24 €.


Da die Parallelschaltung von Kollektoren mehrere Vorteile bietet - u.a. weniger Verluste durch hohe Temperaturunterschiede + einsparen eines teuren Lüfters - habe ich mich für diese entschieden. Ein weiterer Vorteil ist die Einteilung: man kann je nach Bedarf (Raumgröße) eine beliebige Anzahl Kollektoren zusammenlaufen lassen und direkt dorthin umleiten.

Habe mir das so vorgestellt, dass jeder Kollektor (oder, wenn sich bei Tests rausstellen sollte, dass es mit zweien nacheinander gut funktioniert) einen Lüfter am Eingang - oder Ausgang (wird sich auch beim Test zeigen) bekommt. Somit wären die Kollektoren identisch aufgebaut und untereinander austauschbar.

Bei den Lüftern habe ich mich für Sunon entschieden - Arbeitstemperaturbereich -10 bis +70 °C (was wieder eher für Luftausgang statt Eingang sprechen würde), sehr hohe MTBF sowie sehr niedrige Preise: bei Pollin bereits ab 1,80 € mit Kollektortauglichen Werten.

Hier mal ein Screenshot meiner Tabelle mit für den Zweck brauchbaren Lüftern:


Wichtig sind ja Druck und Luftdurchsatz. Da ich ja aber je Kollektor einen Lüfter platzieren will, muss ich keinen so hohen Luftdurchsatz haben.
Von einem 80mm Lüfter ausgehend - und entsprechend 80mm Rohr - hätte ich bei einem 183 m³/h Lüfter 10,31 Meter Luftgeschwindigkeit...!
Bei 87 m³/h sinds immer noch 4,9 m/s und bei 56 m³/h sind es 3,16 m/s. Empfohlen wird normal eine Geschwindigkeit von 2-3 m/s, um Ströhmungsgeräusche zu vermeiden. Ich habe auch irgendwie Sorgen, dass sich bei hohem Luftdurchsatz ggf. der Absorber verformt..ist ja nur eine dünne Alufolie.
Schon mal die erste Frage: ist das so richtig...? Da ich ja nur knapp über einem halben m² habe, muss ich ja keinen sehr hohen Luftdurchsatz fahren, da ja auch entsprechend weniger Leistung zu erwarten ist. Korrekt?

Ein guter Kandidat wäre der 1,80 € günstige EE80251S1 mit 56,1 m³h Durchsatz und 44,8 Pa Druck. Falls der Druck nicht ausreichen sollte, würde ich zwei von diesen hintereinander schalten, was zu etwa einer verdopplung des Drucks führt - also gute >= Pa. Der Preis würde dann auf immer noch lächerliche 3,6 € steigen, was bei 10 qm Kollektorfläche 36 € entsprechen würde.

Ich werde ein paar der stärkeren Lüfter bestellen, um Tests durchführen zu können. So kann ich auch schauen, wieviel Durchsatz aus dem Kollektor noch raus kommt - oder aus zwei hintereinander geschalteten.

Wenn einzelne Panel parallel geschaltet werden sollen, muss ein 120 - 160er Rohr her mit ggf. einem Lüfter am ausgang, welcher zusätzlich Luft ansaugt (günstiger Rohrlüfter z.B.), falls doch paar Meter mehr verlegt werden. Hier müsste auch getestet werden, wie hoch der Druckverluft wäre.

Den Absorber will ich schräg einbauen - d.h. von oben gesehen verläuft dieser Diagonal zwischen gegenüberliegenden Ecken. Das Panel wird so aufgebaut, dass die Absorberfläche in Richtung Richtung Osten zeigt. Eine wirkliche Ertragssteigerung erhoffe ich mir damit nicht - aber so ists besser, als wenn es in Richtung westen zeigen würde. Geht ja auch nur eine ganz kleine Steigung.

Der Sinn: an der "breiten" Seite der Front vor dem Absorber wird die Luft unten eingelassen, geht über den Absorber drüber (oben wird nur auf einer Seite ein Übergang geschaffen, d.h. nicht über die ganze Absorberflächenbreite), und kommt wieder am Boden an, wo es zum Rohr oder nächstem Panel raus geht.
Vorteil: durch die schräge Lage des Absorbers ist auf der einen Seite ca. 4 cm statt 2 Platz. Erhoffe mir dadurch weniger Widerstand + mehr "Expansion" der eingeblasenen Luft. Die Front zuerst, da es keinen Sinn macht die warme Luft hinterm Absorber (welche zwischen der warmen Dämmung und der Absorberrückseite hoch sein dürfte) durch die fFront zu blasen und somit die Scheibe aufzuwärmen, wo die Wärme raus geht.
Wird die Front zuerst durchgeströhmt, wird die Wärme auf der hinteren Seite durch die Dämmung drei (Einfachverglasung) bzw. fünf (Doppelverlasung) mal so stark zurück gehalten.

Habe dies mal in Energy2D grob nachsimuliert: der Lüfter steckt unten in dem Zulauf. Die Luft verlässt den Kollektor und wird in einer dickeren Sammelleitung nach Innen gesaugt. Oben an dem dickeren Rohr habe ich einen Warmluftzulauf einses anderen Kollektors simuliert.



Die Temperaturen zum Ende des Kollektors - also hinten unten - fallen in dieser Simulation. Das liegt hier daran, dass die Hintergrundtemperatur mit 0°C angegeben ist und ich die Wände nicht Wärmespeichernd eingestellt habe. D.h. die 70°C warme Luft wird von den Wänden gekühlt. Normalerweise wird die Temperatur kaum abfallen, da die Kanäle gedämmt werden.
Hier sieht man aber auch deutlich was passiert, wenn man jetzt die heiße Luft in einen zweiten Kollektor durchschleifen würde: es würden erstmal einige Grad verschwinden, nachdem die Luft die Kollektorfront passiert hätte. Das ist ja das Problem mit der höheren Temperaturdifferenz und somit höheren Verlusten. Dann lieber einzelne, mit Steinwolle gut gedämmte Rohre basteln, und mehr Wärme ins Haus bringen.


Paar allgemeine Fragen:

- hat jemand schon mal probiert die Panel parallel anzuschließen, oder immer nur in Serie mit einem Lüfter?

- hat schon mal wer Parallel/Serienschaltung gemessen? Also den Wirkungsgrad/Verluste. Dazu habe ich bisher nichts gefunden.

- wie übertragt ihr die Luft aus einem Kollektor in einen anderen? Ist das einfach nur alles festgeklebt/geschraubt, oder habt ihr ein "Stecksystem"? Ich dachte da an die 80er Rohre. Man Steckt eine Verlängerung -> Schiebt die Kollektoren zusammen -> fertig. Müsste aber ne Extra-Version sein, da ich die Rohre bei Einzelpanels oben oder unten raus führen will. Ggf. in den Gehäusen versteckt! D.h. die Sammelleitung direkt oben oder unten in etwas längeren Gehäusen..bei gleicher Absorberfläche. Sieht schöner aus, als irgendwelche nackten Rohre an den Wänden...


Gruß
Paul

Hier noch mal ein Vergleich unterschiedlicher Geschwindigkeiten im Blasbetrieb von der Seite.

Von links nach rechts: 0,1 m/sek - 0,5 m/sek - 1,5 m/sek

Darüber hinaus gibt es kaum Änderungen. Im Saugbetrieb gibt es keine nennenswerte Veränderung. Man erzeugt ja - egal bei welcher Geschwindigkeit - quasi ein "Vakuum" hinter dem lüfter, welches einfach wieder mit Luft aufgefüllt wird...

Mein Absorber bekommt ne Riffelung - also Zickzack-Falten (waagerecht). Da die Luft von unten nach oben und dann oben nach unten geht, dürfte das schon passen.
Durch die Faltung wird das ganze ja gut 1-2 cm breit - der Kanal ca. 4. Somit muss sich die Luft da durchpressen :)
Hoffe, dass ich heute Abend zum designen komme. Bisher nur im Kopf fertig ;)

Grob schnell erstellt - Ansciht von oben und von vorne.
Tiefe des Kollektor beträgt 9 cm - abzüglich der Dämmung ca. 4-4,5.

http://fs2.directupload.net/images/150806/3ykl43ey.png

"Daher ja auch das Netz um Verwirbelungen zu schaffen" - hier sehe ich übrigens ein Problem:
hatte erst selbst vor die schwarze Alufolie (als ich dachte, die wäre nur einseitig schwarz) auf die Rückwand zu kleben und zwischen dieser und der Frontabdeckung von oben nach unten schwarzes Alu-Fliegengitter zu spannen, so dass die Luft durch mehrere Faltungen durch muss. D.h. das Fliegengitter auch über die komplette breite, dass die Luft nicht einfach an diesem vorbei kann.

Dann las ich von mehreren Problemen:
1. verschmutzung (auch mit Filter wird es sich irgendwann zusetzen)

2. strömt die Luft nicht gleichmäßig überall durch - es sucht sich den geringsten Widerstand = den direkten Weg. Bedeutet, dass nicht das komplette Gitter durchströmt wird = Verluste

3. Verursacht so ein Gitter Luftwiderstand, was den Luftdurchsatz senkt = Verluste

4. Um viel Wärme aufzunehmen, müsste man mehrere Lagen vom Fliegengitter verlegen. Verstärkt 2 und 3 + kostet eine unmenge. Auch in dem Shop, wo ich es günstiger gefunden habe, würde man bei drei Lagen (12 qm = 30 € = 2,5 €/m²) 7,5 € und bei vier lagen 10 € je qm hinlegen müssen. Dies wäre aber keine Garantie dafür, dass es besser funktioniert. Die Gesamtfläche von vier Lagen Fliegengitter könnte hier an die einer normalen Alufolie kommen, was theretisch erst hier etwa der selben Absoptionsmenge bzw. Wirkungsgrad entsprechen würde - theretisch, wenn Punkt 2 und 3 nicht wären.


Und Verwirbelung heißt aber auch nicht, dass dadurch mehr Wärme aufgenommen wird - im schlimmsten Fall heißt das nur, dass ein dahinter liegender Teil gar nicht durchströmt wird, wodurch ein Teil der Wärmeenergie gar nicht aufgenommen wird = Verluste...

Eine unregelmäßige Fläche verursacht bereits Verwirbelungen. D.h. ist die Alufolie zerknittert oder - wie ich es vor habe - im Zickzack gefalten, kommt es bereits zu Verwirbelungen. Vor allem, wenn der durchströmte Raum begrenzt wird. Der große Unterschied zum Fliegengitter ist aber, dass der Widerstand überall gleich ist. Es gibt hier keine großen Unregelmäßigkeiten und viel Fläche. Zudem kostet der qm der doppelseitig beschiteten Alufolie gerade mal 4,23 € - mit Riffelung (ca. 20 % mehr) = ~5 €.

Durch die Riffelung wird zudem mehr Absorberfläche eingebracht: Mehr Masse bzw. Wärmespeicherkapazität = höherer Wirkungsgrad, da auf der selben Fläche mehr Wärme absorbiert wird. Durch die Zickzack-Form wird auch viel weniger Wärme nach Außen reflektiert - im Gegensatz zur flachen Absorberfläche - was den Wirkungsgrad nochmals steigert.