Prøvningsrapport D2163 B Holdbarhedsprøvninger af solfanger Batec A/S BA 22 D2163 B Ole Larsen SEC-PR-9 Jan Erik Nielsen December 2001
Prøvningsrapport D2163 B SEC-PR-9 1. udgave, 1. oplag 2001 SolEnergiCentret, Teknologisk Institut Eftertryk helt eller delvist af rapporten må kun ske med kildeangivelse: Prøvningsrapport D2163 B; SolEnergiCentret, Teknologisk Institut Publiceret på www.solenergi.dk/center ISSN: 1600-7573 ISBN: 87-7756-647-5
Prøvningsrapport Dato:2001.12.13 Rapport nr.: D2163 B Side 1 af 2 Init: JEN/OL Journal nr.: 000156 Antal bilag: 5 Fabrikant/- forhandler: Firma Kontaktperson Adresse By Tlf.: Batec A/S Ole Hansen Danmarksvej 8 4681 Herfølge 56 27 50 50 Fax: 56 27 67 87 Emne: 2,19 m² solfanger Fabrikat: Batec A/S Serie: BA 22, serienummer: Samsø 2018 Terminer: Emne modtaget: 2000.05.10 Emne prøvet: Maj 2000 maj 2001 Procedure: ISO 9806-2, 1. udg., 1995-08-15, se desuden bilag 1. Resultat: Se bilag 3-4 Vilkår: Prøvningen er udført på ovenstående vilkår i henhold til de for laboratoriet af Dansk Akkreditering fastsatte retningslinier herfor. Prøvningsrapporten må kun gengives i uddrag, hvis laboratoriet skriftligt har godkendt uddraget. Prøveresultatet gælder udelukkende for det prøvede emne. SolEnergiCentret, Teknologisk Institut Taastrup Jan Erik Nielsen, civilingeniør Dato:2001.12.13 SolEnergiCentret Teknologisk Institut Gregersensvej Postboks 141 2630 Taastrup Sekretariat Direkte tlf.: 72 20 24 60 Fax: 72 20 24 69 E-mail: secd@teknologisk.dk
Dato: 2001.12.13 Rapport nr. D2163 B Side 2 af 2 Init: JEN/OL Journal nr. 000156 BILAGSOVERSIGT Bilag 1: Beskrivelse af prøvningsprocedure Bilag 2: Beskrivelse af prøveemne Bilag 3: Prøvningsresultater Bilag 4: Datablad Bilag 5: Referencer APPENDIKSOVERSIGT Annex: Bemærkninger ved slutinspektion - IKKE akkrediteret SolEnergiCentret Teknologisk Institut Gregersensvej Postboks 141 2630 Taastrup Sekretariat Direkte tlf.: 72 20 24 60 Fax: 72 20 24 69 E-mail: secd@teknologisk.dk
Bilag 1 af 5 Side 1 af 3 Bilag 1: Beskrivelse af prøvningsprocedure Generel beskrivelse af prøvningsprocedure Formålet med prøvningen er, at dokumentere solfangerens evne til at modstå ydre påvirkninger - regn, termiske chok m.m., som måtte opstå i solfangerens levetid. Prøvningerne udføres på SolEnergiCentret s udendørs prøvestand. Målingerne kan bl.a. omfatte: Trykprøvning (ISO 9806-2, afsnit 5) Trykprøvningen har til hensigt at afsløre ringe sammenføjninger i absorberen. Absorberen (metalabsorbere) fyldes med vand ved stuetemperatur og trykprøves til enten det af fabrikanten angivne maksimale prøvetryk eller til et tryk, der er 1.5 gang højere end maksimale driftstryk specificeret af fabrikanten. Trykket holdes konstant i 10 minutter. Under og efter prøvningen undersøges absorberen for utætheder. Bestemmelse af stagnationstemperatur (ISO 9806-2, afsnit 6) Denne test giver et hurtigt overblik over solfangerens evne til at modstå høje bestrålingsstyrker uden at der forekommer brud på dæklag, kollaps af kunststofdæklag, smeltning af plastabsorbere eller på dæklaget synlig afgasning fra solfangerens materialer. Solfangeren opsættes udendørs og indløbet til absorberen afproppes således at gennemstrømmende luft ikke kan køle. Solfangeren står i stagnation i min. en time ved flg. konditioner Bestrålingsstyrke, globalt 950-1049 W/m² Udendørs temperatur 25,5-29,9 C Vindhastighed < 1 m/s Under og efter eksponering undersøges solfangeren for materiale haveri. Stagnationstest - 30 dage med sol (ISO 9806-2, afsnit 7) Formålet med denne test er at få en hurtig indikation af om absorberen kan klare høje indstrålingsniveauer uden at der forekommer materialehaveri. Solfangeren opsættes udendørs og indløbet til absorberen afproppes således at gennemstrømmende luft ikke kan køle. Solfangeren eksponeres i minimum 30 dage, der ikke nødvendigvis er sammenhængende, men opfylder krav 1 og 2 i nedenstående tabel. Herudover skal solfangeren eksponeres min. 30 timer med en bestrålingsstyrke, der er højere end angivet i krav 3 i tabellen. Under og efter eksponering undersøges solfangeren for materiale haveri.
Rapport nr. D2163 B Bilag 1 af 5 Side 2 af 3 Krav 1: Dagligt solindfald Min. 14 MJ/m² - 2: Udendørs temperatur Min. 10 C - 3: Bestrålingsstyrke, globalt Min. 850 W/m² Udvendigt termisk chok (ISO 9806-2, afsnit 8) Formålet er, at afgøre om solfangerens yderside kan modstå store og hurtige temperaturspring, som fx. opstår ved kraftige regnskyl på solskinsdage. Solfangeren opsættes udendørs og indløbet til absorberen afproppes således, at gennemstrømmende luft ikke kan køle. Solfangeren udsættes for de ovenstående krav 2 og 3. Når solfangeren har opnået stabil temperatur køles den på alle sider med vand, der er koldere end 25 C. Testen gentages to gange og derefter undersøges solfangeren for revner og materiale havari. Indvendigt termisk chok (ISO 9806-2, afsnit 9) Formålet med testen er at undersøge om solfangeren kan modstå termisk chok påført af det varmebærende medium, som fx. kan opstå under montage, hvis solfangeren fyldes med kold væske i solskinsvejr. Den tomme absorber opvarmes ved bestrålingsstyrke svarende til krav 3 ovenfor og bratkøles med vand, der er koldere end 25 C. Solfangeren undersøges for revner og materiale haveri. Regntæthed (ISO 9806-2, afsnit 10) Testen skal afsløre solfangerens regntæthed. Solfangeren monteres med 45 hældning eller mindre og udsættes for regn fra alle sider i 4 timer. Regnindtrængningen bestemmes enten ved vejning eller ved at cirkulere 50 C varmt vand gennem solfangeren i hele testens varighed - evt. regnindtrængning vil da ses som kondens på dæklaget. Frysetest (ISO 9806-2, afsnit 11) Solfangeren monteres i et fryserum og fyldes med vand. Herefter sænkes temperaturen i rummet til - 20 C indtil væsken i absorberen har nået denne temperatur, derefter holdes temperaturen på dette niveau i 30 minutter. Rumtemperaturen hæves derefter til 10 C. Optøningsfasen skal vare min. 30 minutter. Fryse/tø-cyklen gentages 3 gange. Solfangeren undersøges efter testen for lækage og materialehaveri. Denne test udføres kun for solfangere, der anvendes uden frostsikrede varmeoverførende medier.
Bilag 1 af 5 Side 3 af 3 Vandaltest (ISO 9806-2, afsnit 12) Testens formål er, at bevise at solfangeren kan modstå kraftigt haglvejr, vandaler eller slag på dæklaget, der kan forekomme ved installationen. Solfangerne kan monteres lodret og en 150 gram tung stålkugle monteret i snor "svinges" mod dæklagets hjørne, max. 5 cm fra dæklagets kant og max. 10 cm fra hjørnet. Kuglen "svinges" fra flg. højder 0,4 m, 0,6 m, 0,8 m, 1,0 m, 1,2 m, 1,4 m, 1,6 m, 1,8 m, 2,0 m med 10 "sving"/højde. Omfanget af skader inspiceres, når alle faldhøjder er gennemført. Denne test er frivillig. Målingerne udføres efter retningslinier givet i: ISO 9806-2 Test Methods for Solar Collectors Part 2 - Qualification test procedures 1995-08-15 Følgende målinger er gennemført ved den aktuelle prøvning: Måling Trykprøvning Bestemmelse af stagnationstemperatur Stagnationstest - 30 dage med sol Udvendigt termisk chok Indvendigt termisk chok Regntæthed Frysetest (ikke obligatorisk) Vandaltest (ikke obligatorisk) Udført X X X X X X Prøveudtagning Solfangeren er udtaget tilfældigt fra fabrikantens lager af en medarbejder fra SolEnergiCentret.
Bilag 2 af 5 Side 1 af 2 Bilag 2: Beskrivelse af prøveemne Fabrikant/importør Batec A/S Type BA 22 Serienummer Samsø 2018 Solfanger Type BA 22 Fabrikantoplysninger Vægt 34,76 kg Brutto areal * 2,31 m² Transparent areal ** 2,19 m² Absorber areal 2,11 m² Dæklag Antal dæklag 1 Fabrikantoplysninger Materiale Jernfrit glas Tykkelse 3,3 mm Vægt 17,48 kg Absorber Type CU-strip Fabrikantoplysninger Materiale Kobber Belægning Kanalsystem Selektiv, sort chrom Parallelforbundne strips Antal kanaler 8 Kanaldimensioner Ca. Ø10 mm Pladetykkelse 0,25-0,30 mm Vægt af absorber 7,10 kg Væske indhold 1,84 liter *) Bruttoarealet er målt fra solfangerens yderkant til yderkant. **) Det transparente areal er det gennemskinnelige areal, det areal, hvor man kan se ned til absorberen.
Bilag 2 af 5 Side 2 af 2 Solfangerkasse Materiale Aluminium Fabrikantoplysninger Udvendige dimensioner 2,070 x 1,120 x 0,085 m Isolering Materiale Mineraluld Fabrikantoplysninger Bagsideisolering 50 mm Tætning Fabrikantoplysninger Kantisolering 15 mm Vægt 2,50 kg Materiale Butylbånd og silikone Anbefalinger Max. temperatur 180 C Fabrikantoplysninger Mindste monteringshældning Normalt driftsflow 0,02 l/min/m² Max. anvendelsestryk 10 bar Max. tryk 20 bar
Bilag 3 af 5 Side 1 af 11 Bilag 3: Prøvningsresultater Prøvningsresultatet er udelukkende gældende for Batec A/S, BA 22, prod. nr.: Samsø 2018 Resultat Måling Dato Start Slut Resultat Trykprøvning 1 2000.05.12 2000.05.12 Ingen bemærkninger Trykprøvning 2 2001.04.19 2001.04.19 Ingen bemærkninger Bestemmelse af stagnationstemperatur 2000.08.17 2000.08.17 Ingen bemærkninger Stagnationstest - 30 dage med sol 2000.07.14 2000.10.11 Ingen bemærkninger Udvendigt termisk chok 1 2000.06.19 2000.06.19 Ingen bemærkninger Udvendigt termisk chok 2 2000.06.20 2000.06.20 Ingen bemærkninger Indvendigt termisk chok 2000.06.09 2000.06.09 Ingen bemærkninger Regntæthed 2001.04.10 2001.04.10 Ingen bemærkninger Frysetest (ikke obligatorisk) Vandaltest (ikke obligatorisk) Slutinspektion og bemærkninger Solfangeren skønnes ikke at have holdbarhedsmæssige problemer
Bilag 3 af 5 Side 2 af 11 Trykprøvning Første prøvning Dato: 2000.05.12 Tid: Udført af: OL Opgivet anvendelsestryk 10 bar Opgivet maksimalt tryk 20 bar Barometerstand Før Efter 1,017 bar 1,020 bar Omgivelsestemperatur 22 C Absorbertemperatur 21,6 C Trykvarighed 11 min Tryk ved start 7,991 bar Tryk ved slut 8,209 bar Bemærkninger Kurve for trykforløb Ingen bemærkninger Trykforløb 12 10 8 Bar abs 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 Tid [min] Anden prøvning Dato: 2001.04.19 Tid: Udført af: OL Opgivet anvendelsestryk 10 bar Opgivet maksimalt tryk 20 bar Barometerstand Før Efter 1,001 bar 1,009 bar Omgivelsestemperatur 21,2 C Absorbertemperatur 18,4 C Trykvarighed 11 min Tryk ved start 8,019 bar Tryk ved slut 8,544 bar Bemærkninger Kurve for trykforløb Ingen bemærkninger 12 Trykforløb 10 8 Bar abs. 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Tid [min]
Bilag 3 af 5 Side 3 af 11 Bestemmelse af stagnationstemperatur Prøvebetingelser Dato: 17/8-2000 Udført af: OL Solfangerhældning 45 Middel solbestrålingsstyrke 978 W/m² Middel omgivelsestemperatur 21,4 C Middel vindhastighed <1 m/s Middel absorbertemperatur 179 C Varighed af test 60 min Bemærkninger Ingen vedr. solfanger. Udetemperaturen var 3,6 C under ISO9806-2 s krav på 25 C. Forskellen på 3,6 C er adderet til den målte stagnationstemperatur. Krav til prøvning Periodelængde med stationær tilstand 60 min Middel solbestrålingsstyrke 950 W/m² Middel udelufttemperatur 25 C Middel vindhastighed < 1 m/s
Bilag 3 af 5 Side 4 af 11 Stagnationstest - 30 dage med sol Prøvningsbetingelser Dato: 14/7 11/10-2000 Udført af: OL Solfangerhældning 45 Varighed af test 176 dage Antal dage med daglig solindfald 14 MJ/m² 30 dage *) Antal timer med specielle vejrkrav 44 timer Nedbør (sum) mm Specielle vejrkrav Periodelængde 30 min Global solbestrålingsstyrke 850 W/m² Udelufttemperatur 10 C Krav til prøvning Antal dage med daglig solindfald 14 MJ/m² 30 dage Antal timer med specielle vejrkrav 30 timer *) Måledata for vejrforhold fremgår af skemaet på næste side.
Bilag 3 af 5 Side 5 af 11 Dato Daglig solindfald Middel udelufttemperatur Daglig nedbør Perioder med specielle vejrkrav MJ/m² = >14 C døgn mm Timer => 850 W/m² 00.07.14 21,61 15,65 1.0 00.07.15 20,23 17,62 0.0 00.07.16 21,43 17,32 1.0 00.07.22 24,02 18,96 3.0 00.07.25 17,69 18,59 0.0 00.08.07 14,45 15,38 0.0 00.08.08 25,07 16,22 3.0 00.08.12 23,53 16,67 3.0 00.08.13 23,49 17,04 3.0 00.08.16 18,66 16,57 3.0 00.08.17 19,07 17,06 1.0 00.08.20 16,57 16,56 0.0 00.08.21 21,08 16,23 0.0 00.08.22 19,31 14,74 0.0 00.08.24 23,16 15,40 0.0 00.08.25 26,41 15,32 4.0 00.08.26 25,93 17,69 4.0 00.08.28 17,56 19,10 1.0 00.08.31 21,78 15,12 2.0 00.09.03 25,39 12,68 3.0 00.09.04 16,64 13,24 1.0 00.09.08 20,03 15,91 1.0 00.09.09 15,22 14,26 0.0 00.09.10 19,86 12,45 0.0 00.09.15 17,88 15,38 0.0 00.09.22 19,96 13,28 2.0 00.09.23 23,45 13,02 3.0 00.09.24 22,12 13,50 3.0 00.10.03 18,56 13,25 0.0 00.10.11 16,22 11,58 2.0 Antal dage, hvor daglig solindfald 14 MJ/m² (Dage) Sum (mm) Sum (timer) 30 44
Bilag 3 af 5 Side 6 af 11 Udvendigt termisk chok Prøvningsbetingelser Dato: 2000.06.19 Udført af: OL Første test Dato: 2000.06.20 Udført af: OL Anden test Solfangerhældning 45 45 Middel solbestrålingsstyrke 760 W/m² 903 W/m² Minimum solbestrålingsstyrke 420 W/m² 881 W/m² Middel omgivelsestemperatur 22,7 C 32,0 C Minimum omgivelsestemperatur 21,6 C 30,7 C Stabile konditioner før chok 60 min 60 min Absorbertemperatur umiddelbar før og efter sprinklerpåvirkning 164,2 C 109,5 C 175,5 C 143,1 C Væskeflow for sprinkler 1,80 (l/min)/m² 2,22 (l/min)/m² Væsketemperatur 12,7 C 12,8 C Varighed af sprinkler 15 min 16 min Bemærkninger Ingen bemærkninger vedr. solfangeren. Ved slutningen af første test gik der en sky for solen, hvilket forårsagede de reducerede værdier for middel og minimum solbestrålingsstyrker. Det skønnes dog ikke at have nogen væsentlig betydning for testens resultat. Krav stabile konditioner Periode inden prøvning 60 min Global solbestrålingsstyrke 850 W/m² Udelufttemperatur 10 C
Bilag 3 af 5 Side 7 af 11 Indvendigt termisk chok Prøvningsbetingelser Dato: 2000.06.09 Udført af: OL Solfangerhældning 45 Middel bestrålingsstyrke 996 W/m² Minimum bestrålingsstyrke 990 W/m² Middel omgivelsestemperatur 18,4 C Minimum omgivelsestemperatur 17,8 C Periode med stabile konditioner inden chok 60 min Absorbertemperatur umiddelbar før og efter chok 173,5 C 34,4 C Væskeflow for solfangertransmissionsvæske 1,25 (l/min)/m² Væsketemperatur for solfangertransmissionsvæske (Tspr) 13,1 C Varighed væskeflow 12 min Forløb af absorbertemperatur 210 Temperaturforløb 180 150 Temp. 120 90 60 30 0 0 2 4 6 8 10 12 14 Tid [min] Bemærkninger Ingen bemærkninger Krav stabile konditioner Global solbestrålingsstyrke 850 W/m² Udelufttemperatur 10 C
Bilag 3 af 5 Side 8 af 11 Regntæthed Prøvningsbetingelser Dato: 2001.04.10 Udført af: OL Solfangerhældning 30 Montering Åben rig Udelufttemperatur 6,1 C Væskeflow for sprinkler 2,15 (l/min)/m² Varighed af sprinklerpåvirkning 240 min Vægt af solfanger før sprinklerpåvirkning 35,24 kg ± 0,02 kg Vægt af solfanger efter sprinklerpåvirkning 35,22 kg ± 0,02 kg Bemærkninger Ingen bemærkninger
Bilag 3 af 5 Side 9 af 11 Slutinspektion Dato: 9/5-01 Udført af: OL Inspektion Tilstand Solfangerkasse 0 (0 = ingen problemer) (1 = mindre problemer) (2 = alvorlige problemer) Fastgørelser 0 Forseglinger 0 Dæklag 0 Absorber 0 Overflade Rør og fittings Fastgørelse Isolering 0 Andet Se også Annex: Bemærkninger ved slutinspektion.
Bilag 3 af 5 Side 10 af 11 Instrumentering og måleusikkerhed Måleusikkerheden på de anvendte instrumenter overholder kravene i ISO 9806-2. Følgende instrumenter er anvendt ved prøvningen: Global stråling Instrument Pyranometer PSP Nr. Producent Måleusikkerhed Placering 270-T-1056 Eppley WMO 1st Class i plan parallel med solfanger Diffus stråling Instrument Pyranometer CM11 Nr. Producent Måleusikkerhed Placering 270-T-1057 Kipp & Zonen WMO 1st Class i plan parallel med solfanger Omgivelsestemperatur Instrument Pt100 afskærmet for sol og vind Nr. Producent Måleusikkerhed Placering 270-T-1068 Lastem ±0,2 C i nærhed af solfanger Vindhastighed Instrument Cup Anemometer Nr. Producent Måleusikkerhed Placering 270-T-1055 ED Service Center ±0,5 m/s i området 4-8 m/s i plan parallel med solfanger
Bilag 3 af 5 Side 11 af 11 Sprinklerflow Instrument Flowmåler Nr. Producent 270-T-1079 Clorius Måleusikkerhed 1,0 % Placering Før sprinkleranording Sprinklertemperatur Instrument Pt100 Producent JUMO Måleusikkerhed ±0,1 C Placering Før sprinkleranording Absorbertemperatur Instrument Pt100, clamp-on Producent JUMO Måleusikkerhed ±1,0 C Placering Bagside af absorber, midt for og 2/3 oppe Tryk Instrument Tryktransmitter Nr. Producent 270-T-1107 Kistler Måleusikkerhed ±0,5 % Placering Solfanger indløb
Bilag 4 af 5 Side 1 af 1 Bilag 4: Datablad Datablad for solfanger Holdbarhed Fabrikant/forhandler: Batec A/S, Danmarksvej 8, 4681 Herfølge Tlf.: 56 27 50 50 D2163 B Type BA22 HOLDBARHEDSPRØVNING ISO 9806-2 Periode: Maj 2000 maj 2001 Trykprøvning 8,19 bar. Solfanger tæt før og efter afprøvningsserie. Stagnationstest - 30 dage i sol Ingen bemærkninger Bestemmelse af stagnationstemperatur 179 C Udvendigt termisk chok Ingen bemærkninger Indvendigt termisk chok Ingen bemærkninger Frysetest Ikke udført Regntæthed Ingen bemærkninger Vandaltest Ikke udført Slutinspektion Ingen bemærkninger 12 MÅNEDERS EKSPONERING Ikke udført GENEREL VURDERING Solfangeren skønnes ikke at have holdbarhedsmæssige problemer
Bilag 5 af 5 Side 1 af 1 Bilag 5: Reference Referenceliste: ISO 9806-2 Test Methods for Solar Collectors Part 2 - Qualification test procedures 1995-08-15
Annex Side 1 af 7 Annex: Bemærkninger ved slutinspektion Resultaterne i dette annex er IKKE akkrediteret Dato: 9/5-2001 Udført af: OL Før adskillelse: Gavle af: Dæklag af: Absorber ud: Isolering ud: Bemærkninger: Ingen bemærkninger Ingen bemærkninger I orden, dog lidt algevækst på nederste glasfals, men på ydersiden af den indvendige butylgummitætning (se foto). Absorber i orden Isoleringen i orden. Ingen tegn på fugt Solfangerkassen i orden. Ingen tegn på fugt Ingen holdbarhedsmæssige problemer
Annex Side 2 af 7
Annex Side 3 af 7 Øverste venstre hjørne af solfangeren. Dæklaget er nedlagt i butylgummi. Spalten imellem dæklag og kassen er fuget med silikone.
Annex Side 4 af 7 Typeskilt, påklæbet absorberen Top af solfanger
Annex Side 5 af 7 Bund af solfanger Nederste venstre hjørne af solfanger. Princippet for fastgørelse af glasliste. På billedet er dæklaget demonteret
Annex Side 6 af 7 Gennemføring af tilslutningsmuffe i solfangerkasse Bund af solfanger Algevækst på nederste dæklagsfals, dog på ydersiden af butylgummi-tætningen
Annex Side 7 af 7 Isoleringslaget i orden. Solfangerkassen i orden. Ingen fugtskjolder.