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SoLuKo mit niedrigem Material-/Kosteneinsatz und hohem Wirkungsgrad? Idee + Materialien
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27.09.2015 19:42
HolgiB 
Re: SoLuKo mit niedrigem Material-/Kosteneinsatz und hohem Wirkungsgrad? Idee + Materialien

Hallo Wolfgang,

danke für deine Erklärung drüben im Youtubevideo.

Dein Soluko ist material- und fertigungstechnisch über jeden Zweifel erhaben. Von daher Hut ab.

Allerdings nährt dein neuestes Video meinen Verdacht, den ich ohnehin schon beim Betrachten der ganzen Konstruktion hatte.

Eventuell ist der Luftwiderstand durch die dünnen Rohre einfach zu hoch und selbst deine Turbine bekommt die Luft nicht schnell genug aus dem Kollektor um die Betriebstemperatur auf vernünftige Werte zu senken. Eigentlich sind > 60°C häufig viel zu hoch und bringen erhebliche Probleme mit sich:
- Die Erwärmung wird unangenehm (Föneffekt).
- Die Verluste im Kollie und im Zuluftweg steigen.
- Das Material wird unnötig gestresst.
- Verwendete Isolierung gast ggf aus.
- Der verwendete Lüfter "gibt auf" wegen der erhöhten Temperatur.

Letztendlich ist es oftmals besser mehrere kleine Kollektoren zu verwenden als einen Großen (siehe Temp- und Materialprobleme von Veco). Die erzielten Temperaturen sagen leider garnichts über die erzielbare Energie aus, da auch ein 0.6 m² Soluko mit Blechabsorber "kochend heiß" wird, wenn du mit nem Mini 40x40 mm Lüfter die erwärmte Luft absaugst.

Vergleiche hierzu doch mal mein Video von heute:
https://www.youtube.com/watch?v=VOsxluCOkOA

Bei diffusem Licht kam ich heute auf etwa 37°C Temperaturerhöhung, was ich echt ok finde. Selbst bei um die 0°C bedeutet das etwa 35°C warme Luft, die nach innen kommt. Bei Sonne komme ich auf etwas über 55°C Lufterwärmung. Man kann also auch bei -20°C (im Rhein Main Gebiet eher selten) dann bei Sonne immer noch mit 30-35°C warme Luft rechnen. Darunter hat man zumindest temperierte Aussenluft.

Wie gesagt: Fertigungsmäßig finde ich dein Teil Hammer, aber aktuell frage ich mich, ob das was du an Leistung rausholst im Vergleich zu nem herkömmlichen "Kistenkollektor" mit Netz- oder Aluabsorber wirklich so viel höher oder (wie ich befürchte) eher schlechter ist.

LG,
Holger

27.09.2015 19:44
HolgiB 
Re: SoLuKo mit niedrigem Material-/Kosteneinsatz und hohem Wirkungsgrad? Idee + Materialien

Uff...jetzt hab ich doch noch was vergessen:

Du solltest unbedingt temperaturstabile Isolierung verwenden. Und wenn du alukaschierte Dämmplatten rundrum mit Aluklebeband einfasst.

27.09.2015 22:27
Generator 

Re: SoLuKo mit niedrigem Material-/Kosteneinsatz und hohem Wirkungsgrad? Idee + Materialien

Hallo Holger,

ich hatte vorher den Querschnitt zu den Ansaugrohren berechnet, da ich überall von einem Reibungswiderstand von 50 % ausgegangen bin war die Erkenntnis das der Lüfter (4,6 Watt) eigentlich es garnicht schaffen kann 17 Rohre A) 18 x 1,2 also innen 15,6 mm es nicht schaft. Dennoch muss das erste Rohr Luft rein lassen und das 17 te auch, die Strömung muss überall gleich sein. Das Problem ist das ich Temperaturen in der Vakuum Röhre von mindesten 100 oder mehr Grad habe. Da ich jetzt mit zwei Lüftern arbeite habe ich gesehen das enorme Luftmassen mit einer enormen Wärme ins Haus kommen, verglichen mit einem Turbo Fön oder sogar mehr. ich werde dennoch daran arbeiten und mein Rohr welches draussen ist besser in Watte zu packen. Dennoch muss ich sagen das mein kollektor von heute Morgen ca 10.15 Uhr bis 18.30 in einem durch gelaufen ist. Um 18.30 stellte ich den Lüfter zwei aus wobei immer noch 36 Grad ankamen.
Energie ist doch Luftmenge mal Wärme, ein kleiner Lüfter mach viel weniger Luft und somit kann die Energie nicht die gleiche sein. Ich sehe das enorme Luftmassen (Frischluft) mit 60 Grad fast das ganze Haus enorm in der Temperatur erhalten hat. Sicherlich werde ich alles noch optinieren, aber ich muss auch die Wärme weg bekommen. Die Erfahrung mit den Vakuumröhren zeigen das dort drastische Wärme erzeugt wird, dies ist nicht mit einem Kollektor mit der Bauart wie Ihr das macht zu vergleichen. Habe auf dem Hausdach 6 mal 2 Quadratmeter Vakuumröhren (Thermisch) seit Jahren und ich weiß was pasiert wenn mal die Pumpe ausfällt, 200 Grad ist nichts die dort enstehen können.

Ich arbeite weiter an dem Kollektor.

Grüße Generator (Wolfgang)

Black 300 /12 Volt Inselanlage
Black 600 / 48 Volt-Netz
420 Ampere Batterien.

Black 1500 zur Zeit aD.

27.09.2015 22:42
AlphaRay 
Re: SoLuKo mit niedrigem Material-/Kosteneinsatz und hohem Wirkungsgrad? Idee + Materialien

100 m²/h sind viel zu wenig für 1,7 m² Kollektorfläche - du versuchst hier bis zu 1,7 kW/h abzutransportieren. Es liegt nicht an der Röhren, sondern an der Fläche selbst. Da musst auf jeden Fall ein stärkerer Lüfter her...erst wenn die Temperatur anfängt zu sinken, hast du es geschafft. Dann wird mehr Leistung vom Kollektor abgenommen als jetzt bei über 60 °C :)

Hast du den LUftstrom eigentlich gemessen? (Gelber-Sack Methode). Dass der Lüfter 100 m³/h bringen soll heißt ja nicht dass der mit den Widerständen das auch schafft. So 200-300 m³/h würde ich anpeilen. AM besten einen regelbaren Lüfter um den anpassen zu können. Oder ein Array aus 12-Volt Lüftern (mehrere parallel und in serie - um Luftdurchsatz und Druck zu erhöhen), welche man dann einzeln ein-/ausschalten kann. Es sei denn du hast ein regelbares 12 oder 24 Volt Netzteil.

Schau dir diese Tabelle an:


Zwei von dem oberen parallel geschaltet würden 300 m³/h bedeuten. Allerdings dann auch 47,5 dB.. keine Ahnung was deine Turbine da an Schalldruck produziert..hört sich im Video wahrscheinlich schlimmer an als in Echt ;)

27.09.2015 23:13
AlphaRay 
Re: SoLuKo mit niedrigem Material-/Kosteneinsatz und hohem Wirkungsgrad? Idee + Materialien

Wenn ich grob überschlage, dann komme ich auf eine Gesamtfläche von 37,67 cm² ( 17 x 16,8 mm). Das Entspricht einem Rohr mit etwa 6,92 cm Durchmesser. Bei einer Luftgeschwindigkeit von 100 m³/h wären das 7,55 m/Sek - was sehr viel wäre. Das Abluftrohr hat 11 cm Durchmesser, was eine Luftgeschwindigkeit von 2,95 m/Sek bedeutet.
An den Röhren selbst sind es allerdings nur (7,55 / 17 =) 0,444 m/sek, was sehr wenig wäre, falls die 100 m³/h überhaupt stimmen. Um 2-3 Meter zu erreichen, müsstest du einen extremen Luftdurchsatz fahren...was zu einer extremen Luftgeschwindigkeit am Lufteingang und Lautstärke in der Wohnung bedeuten würde. Bei 300 m³/h sinds dann schon mal um > 1,3 m/sek in den Röhren - aber bereits fast 9 Meter in dem Edelstahlrohr pro Sekunde, was deutlich hörbar wäre.

27.09.2015 23:16
AlphaRay 
Re: SoLuKo mit niedrigem Material-/Kosteneinsatz und hohem Wirkungsgrad? Idee + Materialien

Rohrdurchmesser/Strömungsgewschwindigkeiten kann man übrigens hier berechnen:
http://www.ifm.com/ifmde/web/berechnung.htm

Die einfachste Lösung deines Problems wäre meiner Meinung nach die Vergrößerung des Rohrs. D.h. das Edelstahlrohr raus und ein dickeres eckiges rein - somit wäre der Platz ausgenutzt. Die Zuluftöffnung zum Haus müsste natürlich auch dem Durchmesser entsprechen, da man hier sonst eine Beschleunigung der Luft hätte + Druckverluste (=Geschwindigkeitsverluste).

Alternativ eine Röhre in der MItte raus und zwei Arrays aus je 8 Röhren laufen lassen. Dazu müsste der Kasten oben in zwei unterteilt werden und ein zweiter Durchbruch ins Haus rein. Hier vielleicht oben in ein anderes Zimmer wodurch man die Wärme und Lautstärke verteilen würde.. Das ist einer der Gründe, weshalb ich mich für viele kleine Kollektoren mit je einem kleinen und leisen Lüfter entschieden habe :/

28.09.2015 12:07
HolgiB 
Re: SoLuKo mit niedrigem Material-/Kosteneinsatz und hohem Wirkungsgrad? Idee + Materialien

Hallo Wolfgang,

>Das Problem ist das ich Temperaturen in der Vakuum Röhre von mindesten 100 oder mehr Grad habe.
Genau das meinte ich ja. Die Vakkumröhre hat system- / bauartbedingt eine sehr hohe Isolation & wenig Verluste. Darüber hinaus ist das Luftvolumen sehr klein im Vergleich zu einem großen Kistenkollektor. Kombiniert mit einer vergleichsweise kleinen Frischluftzufuhr und damit sehr hohem Luftwiderstand sorgt das natürlich für sehr hohe Temperaturen.

Eventuell wäre es ein Ansatz jedes Zuluftrohr mit einem Tangentiallüfter zu versehen ?

Neben der eigentlichen Wärmeleistung ist es aus meiner Sicht für den allgemeinen Betrieb auch wichtig, dass sich der Lüfter mit seinen Betriebsgeräuschen nicht zu sehr bemerkbar macht. Ich beobachte gespannt wie deine Optimierungen weitergehen.

viele Grüße,
Holger

28.09.2015 17:56
KapHorn 

Re: SoLuKo mit niedrigem Material-/Kosteneinsatz und hohem Wirkungsgrad? Idee + Materialien

Hej "Administration"

Ich schlage vor (und wenn das nicht zu viel Arbeit ist) alle Beiträge zu Generators Kollektor in einem neuen Thema zusammzufassen.

Wenn nicht dann zumindest an Dich Generator: mach ein neues Thema auf nach dem Motto: Generators Kollektor generiert Wärme der dritten Generation!

(die erste Generation hatten schon die Römer, damals Quarz, dann die "einfachen" Kollektoren der zweiten Generation mit zB Netz und "Glas" d,ann die dritte Generation mit Hilfe der Industrie die ja zB die Glasröhren mit Vakuum herstellt)

Klar, egal welche Technik, so kann man nicht mehr Energie aus der Sonne gewinnen wie sie einstrahlt, aber Dank der Technik können wir mehr davon uns zu Nutze machen.
Wäre interessant ein paar Zahlen zu sehen wie das Verhältniss von "reingesteckter" Energie zur gewonnenen Energie ist...aber ich denke dass diese Vakuumröhren dabei sehr, sehr gut abschneiden!!!

Hab ich selbst erlebt mit meinem "Warmwasserbereiter"...http://www.einfacherweise.com/2013/05/all-systems-go.html

oder der "Drache auf dem Berge": http://www.einfacherweise.com/2013/10/spielend-einfach.html

28.09.2015 18:50
AlphaRay 
Re: SoLuKo mit niedrigem Material-/Kosteneinsatz und hohem Wirkungsgrad? Idee + Materialien

KapHorn:
Wäre interessant ein paar Zahlen zu sehen wie das Verhältniss von "reingesteckter" Energie zur gewonnenen Energie ist...aber ich denke dass diese Vakuumröhren dabei sehr, sehr gut abschneiden!!!

NIcht wirklich - wie schon aufgeführt, belegen die Röhren nur 66% der Fläche. Man könnte es ein wenig verkleinern - aber mehr auf ca. 75% bekommt man nicht hin, da die Gummiflasche sonst nicht mehr passen. Dadurch ergibt sich bereits ein maximal erreichbarer Wirkungsgrad von 66% - wenn die Röhren 100% Wirkungsgrad hätten.

Aaaber: "Bei Vakuumröhren liegen typische optische Wirkungsgrad zwischen 62und 77%, der Wert a1zwischen 0.8 und 1.7 W m-2K"

Quelle: https://www.hft-stuttgart.de/Forschung/K...knagel_2011.pdf (Seite 6)

D.h. die Röhren lassen nur 62-77 % des Lichts durch und besitzen einen U-Wert zw. 0,8 und 1,7 - je nach Bauart.
Maximaler Wirkungsgrad also bei 77 % - mal die 66% Fläche = 51 % maximal erzielbarer Wirkungsgrad. Bedeutet bei 1000 Watt/m² Strahlungsintensität maximal 510 kW/h die man ernten kann. Minimum wäre bei 41 %.

Das sind jetzt nur die Wirkungsgrade der Röhren selber. Dazu kommen noch die Verluste durch das Gehäuse und die Leitungen ins Haus.. Mal von einem Holzgehäuse mit ordentlcher Dämmung ausgehend, würden von 41 - 51 % ca. 30-40 % bleiben. Also auf 1,7 m² gereichnet im Sommer 510 - 680 Watt. Und das auch nur, wenn die ganze Wärme korrekt abgeführt wird, was momentan nicht möglich erscheint. In den Wintermonaten bedeutet das, dass vielleicht 100-300 Watt aus den 1,7 m² raus kommen, was angesichts des Aufwands und Kosten schon sehr schade ist :(

Der einfachste Kollektor mit Einfachverglasung und Holzgehäuse mit Dämmung erreicht einen Wirkungsgrad um ~70-80% mit einem einfachen Absorber. Der Kostenunterschied ist enorm.

28.09.2015 22:24
AlphaRay 
Re: SoLuKo mit niedrigem Material-/Kosteneinsatz und hohem Wirkungsgrad? Idee + Materialien

@Generator: dein Lüfter Modell AB1212XB-Y01 hat eine Maximalleistung von gerade mal 61,74 m³/h. Mit Verlusten also irgendwo um 40-50. Dabei frisst der ganze 13,44 Watt und einen Schalldruck von 57 dB (!) o_O Der Druck liegt bei 39,9 Pa.

Der KDE1212PTB1-6A von Sunon kostet bei Poliln 4,95 €. Hat ne Leistung von 153 m³/h bei nur 4,8 Watt Stromverbrauch und 44,5 dB. Der Druck ist mit 69,7 pA über die Hälfte höher. Du hättest damit die dreifache Luftmenge bei nur 1/4 der Lautstärke..! ;) Zwei parallel (nebeneinander) schaffen dann über 300 m³/h bei 47,5 dB...

http://www.pollin.de/shop/dt/Mzc0OTc2OTk...1471-ND/2021099

Dieses 230 Volt Modell aus Aluminium mit 20 Watt schafft knapp 180 m³/h bei 50 dB. Hält allerdings auch bis 70°C aus.

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Strömungsgewschwindigkeiten   Strömungsgeschwindigkeit   Material-   Lüfter   Röhren   =Geschwindigkeitsverluste   Fläche   einfach   Oberflächentemperatur   Alufolie   Temperaturen   Materialien   Kosteneinsatz   Absorber   Kollektoren   Wirkungsgrad   Kollektor   schwarz   Luftstromgeschwindigkeit   niedrigem

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