die im link von Engelbert gezeigten Kollektoren verstehe ich nicht. Fehlt da nicht die schwarze Absorberfläche? Und du, Herbert, malst die Cu Röhren noch schwarz an?
Thomas

Hallo Thomas,

die Kollektoren im Link von Engelbert funktionieren eigentlich genau so wie dein VR-Kollektor. In den Vakuumröhren befindet sich das Zuluftrohr für die kalte Luft, die bis zur Spitze der VR geleitet wird. Dann streicht die Luft an der inneren Glasfäche vorbei und nimmt Wärme mit. Die eigentliche Absorberschicht befindet sich auf dem inneren Glasrohr im Vakuumraum. Dort entsteht auch die Wärme durch die Sonnenstrahlung und muss dann durch die dünne Glasschicht nach innen gelangen.

Deswegen muss auch das Zuluftrohr nicht geschwärzt werden, weil ja keine Sonne drauf fällt, deren Lichtstrahlung in Wärme umgewandelt werden muss. Wäre rausgeschmissenes Geld. Das Rohr muss auch nicht aus Kupfer sein und es muss nicht dickwandig sein, es könnte genauso gut aus dünnem Alu, Messing oder Glas sein. Es muss nicht mal gut wärmeleitend sein sondern nur die hohe Temperatur aushalten.
Ich würde allerdings ein Rohr mit möglichst großem Durchmesser verwenden, damit die Zuluft im Rohr am besten laminar strömt und die Luft am Glasrohr (innen) turbulent entlangstreicht. Dann hast du den geringsten Druckverlust und die höchste Wärmeübertragung sprich geringe Lüfterleistung und höhere Ausgangstemperatur.

Vielleicht kannst du ja mal ein oder mehrere der Zuluftröhrchen in deinem VR-Kolli dicker machen. Würde mich interessieren, um wie viel die Leistung steigt.

Bis dann
Herbert

Also, an Wolfgangs RöKo kann und will ich nichts ändern. Höchstens woanders aufbauen. Aber zu der Schwärzung der Röhren im Dunkeln habe ich eine mir immer noch nicht ganz verständliche Erklärung aus meinem Lautsprecher Forum im Hinterkopf. Da ging es um die bessere Wärmeabführung von schwarzen Lautsprecherchassis. Meinen Einwand, die seien ja in einer Box und somit im absoluten Dunkeln verbaut, liessen die "Profis" nicht gelten. Ihre Erklärung habe ich vergessen...
Thomas

Hey Herbert

lege doch die Zuluftröhrchen auf dem Golfplatz aus....
http://www.zdrax.de/assets/pdf/Stroemung...rbelbildung.pdf


Gruß Andy

Gestern habe ich den Testkollektor mit den 4 Vakuumröhren das erste Mal (an einer ungünstigen Stelle) aufgebaut, um bei dem wärmeren Wetter wenigstens ein paar Versuche machen zu können.

>> Forschermodus ein: (Thomas du kannst die nächsten Absätze einfach überfliegen) :-)

Die ersten Ergebnisse waren allerdings nicht so wie erwartet, aber wohl nur deshalb, weil ich die Vakuumröhren gedanklich erst mal mit einem üblichen Luftkollektor verglichen habe.
Mit steigender Einstrahlung stieg die Temperatur nach dem Lüfter auf bis zu 60°C an. Das Regeln der Luftmenge über die Lüfterdrehzahl brachte allerdings nicht das erwartete Ergebnis. Egal ob die Drehzahl gering oder hoch war, änderte sich die Temperatur nicht sehr viel oder in unerwarteter Weise. Außerdem war eine Zeitverzögerung mit im Spiel, die die Beurteilung der Messwerte erschwerte. Diese Zeitverzögerungen sind wohl durch die Speicherkapazitäten von Kupferröhre, Glasröhre und Isolierung bedingt.

Ich hatte erwartet, dass beim Hochdrehen der Lüfterdrehzahl die Temperatur am Warmluftausgang immer geringer werden würde. Aber sie stieg und fiel scheinbar unkoordiniert in nur geringem Ausmaß. Und das liegt wohl an der Art des Wärmetauscherverfahrens im Röhrenkollektor. Da die Röhre an einem Ende geschlossen ist, muss die kalte Zuluft über eine innenliegende Metallröhre bis fast zum geschlossenen Ende des inneren Glasrohrs geführt werden. Dabei steigt die Temperatur der Luft in dieser Metallröhre je nach Lüftergeschwindigkeit und Solareinstrahlung mehr oder weniger stark an. Beim Zurückstömen zwischen Metallrohr und Glasrohr ergibt sich eine Mischtemperatur zwischen den Temperaturen des Metallrohrs und des Glasrohrs. Die Temperatur steigt entweder weiter an, oder fällt bei niedriger Luftgeschwindigleit sogar wieder ab, weil sie sich am Metallrohr teilweise wieder abkühlt. Da das Metallrohr am Eingang so kalt wie die Umgebungstemperatur ist, stellt sich somit eine Temperatur ein, die etwa in der Mitte zwischen Zulufttemperatur und der Temperatur am inneren Glasrohr liegt. Nur bei geringen oder großen Luftmengen gibt es eine größere Abweichung davon.

So wie es aussieht, haben die Speicherkapazitäten von Metallrohr, Glasrohr und Isolierung einen geringen dynamischen Einfluß. Einen sehr viel größeren Einfluß hat natürlich die Lüfterleistung und die verschieden dicken Kupferrohre, die ich für die Zuluft verwendet habe. Die 15mm dicken Röhrchen der einen Hälfte des Testkollektors führen zu höheren Temperaturen, die 22mm dicken Röhren der anderen Hälfte zu geringeren (bis zu 10°C Unterschied). Allerdings ist der Luftstrom bei gleicher Lüfteransteuerung bei den dünnen Röhrchen wie erwartet geringer. Genaue Werte kann ich im Moment nicht messen, weil mein neues Anemometer wohl einen Programmierfehler hat und deswegen zurück ging.

>> Forschermodus aus.

Ein Röhrenkollektor dieser Bauart kann also in seinem Verhalten nicht mit einem üblichen Flachkollektor verglichen werden. Die Temperatur der erwärmten Luft ist nicht so stark abhängig von der Einstellung des Lüfters sondern im Wesentlichen von der Solareinstrahlung. Ich denke aber, er kann genau so wie ein Flachkollektor mit der gleichen Lüfteransteuerung optimal genutzt werden.
Durch das Metallrohr für die Zuluft, ist die Energie bei diffusem Licht aber leider nicht so gut zu nutzen, wie es das bei einer einfach durchströmten Vakuumröhre wäre (siehe ursprüngliche Idee) weil nur etwa die Hälfte der Temperatur des Glasrohrs erreicht wird und somit bei niedrigen Außentemperaturen die Schwelle zur Raumtemperatur möglicherweise nicht erreicht wird. Für den Betrieb bei starker Sonneneinstrahlung ergibt sich kein Nachteil.

Ich werde demnächst einen besseren Testaufbau machen um zuverlässigere Ergebnisse zu bekommen.

Bis dann
Herbert