Simon Furbo DTU Byg Danmarks tekniske Universitet Brovej bygning Kgs. Lyngby

Transkript

1 Simon Furbo DTU Byg Danmarks tekniske Universitet Brovej bygning Kgs. Lyngby

2

3 Indfaldsvinkel Indfaldsvinklen ændrer sig igennem hele dagen Indfaldsvinklen ændrer sig fra dag til dag

4 Målinger Det transparente solfangerareal Massefylde af solfangervæske Varmefylde af solfangervæske Total solbestrålingsstyrke på solfanger Diffus solbestrålingsstyrke på solfanger Indfaldsvinkel for direkte solstråling Vindhastighed Udelufttemperatur Indløbstemperatur for solfangervæske Temperaturstigning over solfanger Volumenstrøm af solfangervæske gennem solfanger

5

6 Eksempel Afprøvning af 12,53 m² solfanger fra Arcon Solvarme A/S

7 Nogle af målingerne for små indfaldsvinkler: Solbestrålingsstyrke [W/m²] Volumenstrøm [l/min] Udelufttemperatur [ C] Indløbstemperatur [ C] Temperaturforskel over solfanger [K] Effektivitet [-] ,4 7,4 16,8 5,9 0, ,0 7,1 33,4 5,6 0, ,9 4,4 51,8 4,7 0, ,6 8,4 69,6 4,2 0,56 og så videre.

8 Målte effektiviteter og bedste tilnærmede effektivitetsudtryk T m -T a, [ºC] Effektivitet % Efficiency [%] η = 0,83-3,48*(T m -T a )/G *(T m -T a ) 2 /G G = 993 W/m 2 Tm Solfangervæsketemperatur, C Ta Udelufttemperatur, C G Solbestrålingsstyrke, W/m² 30 Measurement Målinger 20 Efficiency Effektivitetsudtryk expression (T m -T a )/G, [Km 2 /W]

9 Effektivitet for små indfaldsvinkler η = 0,83 3,48* T m T G a 0,0056* ( T m T G ) 2 a η : Effektivitet, - T m : Middelsolfangervæsketemperatur, C T m = (indløbstemperatur + returtemperatur)/2, C T a : Udelufttemperatur, C G : Total solbestrålingsstyrke, W/m²

10 Måling ved store indfaldsvinkler Bestemmelse af indfaldsvinkelkorrektionsfaktor Samme metode som effektivitetsmålingerne, men med middelsolfangervæsketemperaturen lig med udelufttemperaturen Effektivitetsmålinger ved indfaldsvinkler på: 30, 45, 60 og 75 Målinger både om formiddagen og eftermiddagen Indfaldsvinkelkorrektionsfaktoren: bestemmes som K θ η = η θ θ= 0 middel af formiddags- og eftermiddagsmålinger for hver indfaldsvinkel

11 Målte indfaldsvinkelkorrektionsfaktorer og bedste tilnærmede udtryk for indfaldsvinkelkorrektionsfaktoren 1 K θ = 1 - tan 4.8 (θ/2) Incidence angle modifier Indfaldsvinkelkorrektionsfaktor, Målinger Measurement Tilnærmet kurve Approximated curve Incidence angle, [ ] Indfaldsvinkel,

12 K θ = 1 tan 4,8 ( θ / 2) θ : Indfaldsvinkel, Totalt effektivitetsudtryk η = (K x 0,83) θ 3,48* T m T G a 0,0056* ( T m T G a ) 2

13 θ Effektivitet, [%] G = 800 W/m 2 =0º =45º =75º =30º =60º (T m -T a )/G, [Km 2 /W]

14

15 HT solfanger med FEP folie HT solfanger uden FEP folie

16

17

18 Målte solfangereffektiviteter for 45 o solfangerhældning, 40% propylenglykol/vand blanding, 1000 W/m² solbestrålingsstyrke og 0 indfaldsvinkel

19 Målte solfangereffektiviteter for volumenstrøm på 25 l/min, 40% propylenglykol/vand blanding, 1000 W/m² solbestrålingsstyrke og 0 indfaldsvinkel

20 Målte solfangereffektiviteter for volumenstrøm på 25 l/min, 40% propylenglykol/vand blanding og solfangerhældning 45 0,85 0,80 0,75 Effektivitet [-] 0,70 0,65 HT-SA 45, 25 l/min (M) 0,60 0,55 0,50 0,000 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060 0,070 0,080 0,090 (T m -T a )/G [K m²/w]

21 Solfangeren uden folie har en starteffektivitet der er 2-4 %-point højere end starteffektiviteten for solfangeren med folie Varmetabskoefficienten for solfangeren med folie er ca. 0,6-1,0 W/m²K lavere end varmetabskoefficienten for solfangeren uden folie Indfaldsvinkelkorrektionsfaktoren er lidt højere for solfangeren uden folie end for solfangeren med folie Jo højere volumenstrøm, des højere solfangereffektivitet Jo højere solfangerhældning, des højere solfangereffektivitet Effektiviteten for solfangeren uden folie påvirkes mere af ændringer af volumenstrøm og solfangerhældning end det er tilfældet for solfangeren med folie Ved 25 l/min er alle solfangereffektivitetskurverne lineære, da strømningen er laminar ved lave temperaturer og turbulent ved høje temperaturer Solfangeren med folie yder mere end solfangeren uden folie når middelsolfangervæsketemperaturen er højere end 20 C-30 C Ved en middelsolfangervæsketemperatur på 60 C yder solfangeren med folie årligt ca. 10%-15% mere end solfangeren uden folie Årlig solfangerydelse størst ved en solfangerhældning på ca. 45 når der ses bort fra skygger

22 Igangværende undersøgelser

23

24 Solfangereffektiviteter Arcon HT-SA 28/10 med folie: G T T G T T a m a m (K x ) ( *, *, ), = η ) / ( tan, θ θ = K θ Arcon HT-A 28/10 uden folie: G T T G T T a m a m (K x ) ( *, *, ), = η θ ) / ( tan, θ θ = K Sunmark GJ 140V uden folie: G T T G T T a m a m 2 ) ( 0,0290* 2,30* (K x 0,85) η = 2) / ( tan 1 5,30 θ θ = K θ

25 Årsydelser DRY Danmark

26

27

28

29

30

31 Solfangere uden folie har en starteffektivitet der er 2-4 %-point højere end starteffektiviteten for solfangere med folie Varmetabskoefficienten for solfangere med folie er ca. 0,6-1,0 W/m²K lavere end varmetabskoefficienten for solfangere uden folie Indfaldsvinkelkorrektionsfaktoren er lidt højere for solfangere uden folie end for solfangere med folie Jo højere volumenstrøm og solfangerhældning, des højere solfangereffektivitet Effektiviteten for solfangere uden folie påvirkes mere af ændringer af volumenstrøm og solfangerhældning end det er tilfældet for solfangere med folie Behov for bedre prøvemetode for solfangere

32