38.350 KB - Energetische Sanierung der Bausubstanz - EnSan

FG BAU UND UMWELT - Energetische Sanierung eines Wohngebäudes in Wittenberg - 80Erhöhung der Lufttemperatur um 6 K auf 15°C bei einer Kollektorinnenoberflächentemperaturvon 21°C (Übertemperatur gegenüber dem Luftstrom von 6 K). In Abb. 31 nicht aufgeführt istdie Temperatur im Sammelluftkanal vor dem Eintritt in die Dachzentrale. Sie liegt im vorliegendenFall bei ca. 14°C, d.h. in der Größenordnung des o.g. Mittelwertes der TemperaturmessstellenT4 - T12 (eine Genauigkeitsangabe < 1 K ist bei den verwendeten Messfühlern und einerMittelwertbildung nicht sinnvoll).Die Temperaturerhöhung um 11 K bei einem Luftvolumenstrom von 4200 m 3 /h ergibt eineKollektorleistung von ca. 15 kW. Der Wirkungsgrad der Kollektoranlage beträgt bei der gemessenenSolarstrahlung von 800 W/m 2 ç = 15 %. Dieser relativ niedrige Wirkungsgrad ist wesentlichauf den geringen flächenbezogenen Luftmassenstrom (38 kg/(h·m 2 )) und die damit verbundeneniedrige Luftgeschwindigkeit im Kollektor (0,35 m/s) zurückzuführen (siehe auch Abb. 32 und33).! Ermittlung des Wirkungsgrades der LuftkollektoranlageDie Ermittlung des Wirkungsgrades der Luftkollektoranlage wurde unter natürlichen meteorologischenBedingungen bei normalem Anlagenbetrieb durchgeführt (Outdoor-Teststand). Dazuwurden Messwerte für den Sommerbetrieb (solare WWB mit reduziertem Kollektorfeld von84 m 2 ) und für den Winterbetrieb (reine Luftvorwärmung mit gesamtem Kollektorfeld von126 m 2 ) ausgewertet. Für die korrekte Wirkungsgradermittlung können prinzipiell nur Messdatenwährend eines quasistationären Gesamtzustandes von Witterung und Anlage genutzt werden, d.h.wenn Volumenstrom und Temperatur der in den Kollektor eintretenden Luft im wesentlichenkonstant sind und die Temperatur der austretenden Luft sich nur infolge geringfügiger Schwankungder Bestrahlungsstärke über die Zeit ändert.Unter quasistationären Bedingungen kann der Wirkungsgrad wie folgt ermittelt werden:( )M&⋅ c ⋅ t − tp aus einη therm =mit&McttpGAeinausG ⋅ A− Luftmassenstrom− spez.Wärmekapazität der Luft− Temperatur der eintretenden Luft− Temperatur der austretenden Luft− Solarstrahlung− Einstrahlfläche des LuftkollektorsWirkungsgrad und Temperaturhub konnten während unterschiedlicher Betriebsarten für einenflächenbezogenen Luftmassendurchsatz von 35 ... 42 kg/(h·m 2 ) ermittelt werden. Als Durchflussmediumwird Außenluft direkt am Kollektor angesaugt, d.h. die Kollektoreintrittstemperaturentspricht etwa der Außenlufttemperatur. Bei den ausgewerteten Messungen liegen die Werte fürdie natürliche solare Strahlung zwischen 500 und 900 W/m 2 .