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Solarkollektor:

 

Zusammenfassung 1993
Ausführlicher Bericht 1992:
   Einleitung
   Der Vakuum-Röhrenkollektor :

 

      Gründe für die Wahl des
         Vakuum-Röhrenkollektors
      Beschreibung des Kollektors
         ASTRON von Klöckner :

         Vakuumröhre
         Wärmetauscher

         Rohranschlüsse
         Montagezubehör
         Tabelle der technischen Daten
         Temperaturabhängigkeit
            des Wirkungsgrades
      Erfahrungen bei der Montage
      Betriebserfahrungen
      Verbesserungswünsche

   Geschlossene Systeme
   Offenes S., Kollektorentleerung
   Offenes System mit zwei Boilern
   2-Boiler-Anlage des Verfassers
   Ausblick
   Anhang

 

 

 

Beschreibung des Kollektors ASTRON von Klöckner

Die Vakuumröhre

Beim Vakuum-Röhrenkollektor befinden sich die eigentichen Kollektorflächen in einem weitgehend luftleeren Glasrohr. In der folgenden Prinzipskizze ist das lange Mittelteil weggelassen:

Die Röhren des Typs ASTRON von Klöckner (Thermomax) sind 1910 mm lang. Das Glasrohr ist etwa 1800 mm lang und hat einen Durchmesser von 65 mm. Die Absorberplatte aus Kupfer ist etwa 60 mm breit und hat eine aktive Fläche von 0,1 Quadratmeter. Sie ist auf der Unterseite blank, so dass der Emissionskoeffizient klein ist. Die Oberseite trägt eine spezielle, vakuumfeste schwarze Beschichtung. Laut Katalogtext liegt der Absorptionskoeffizient bei 96%.

Belastungsgrenzwerte:
Temperatur : ( -40 ?) bis 150 Grad C
Mechanische Belastung : 35 kg
Stoßbelastung : ( keine Angaben im Katalog)
Hagelfestigkeit : beim Verfasser bis 10 mm Durchmesser ohne Auswirkungen geblieben

Der Wärmetauscher

Die schwarze Absorberplatte ist auf der ganzen Länge mit einem Wärmeleitungsrohr verschweißt, an dessen oberem Ende ein Wärmetauscher aus Edelstahl angeordnet ist. Er ist nur etwa 60 mm lang und hat einem Durchmesser von ca. 20 mm. Der Wasserbehälter, in dem die Wärmetauscher der Vakuukröhren zusammengefasst sind, wird Kollektor- Wärmetauscher genannt:

Bei voller Sonneneinstrahlung muss über die kleine Oberfläche der Wärmetauscher eine Leistung von bis zu 100 Watt pro Röhre an das Wasser übertragen werden. Zum Vergleich: Bei einem kleinen Haushaltstauchsieder muss eine vergleichbar große Oberfläche 1000 Watt abgeben. Man beobachtet, dass der Tauchsieder bis 100 Grad heißer als das im Topf zirkulierende Wasser ist. Da kann man sich auch hier eine Temperaturdifferenz von immerhin 10 Grad vorstellen, wenn man nicht für eine sehr hohe Strömungsgeschwindigkeit sorgt.

Klöckner empfiehlt für die Anlage mit 20 Röhren eine Durchströmung von 160 Litern pro Stunde. Das die Wärmetauscher umgebende Vierkantrohr hat ein Volumen von 3 Liter, wird also 53 mal pro Stunde gefüllt. Da es 1400 mm lang ist, beträgt die Strömungsgeschwindigkeit etwa 20 mm/sec.

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Stand 30.10.06