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Hocheffizienter, einfacher Vakuumröhrenkollektor
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23.01.2018 18:38
Leyonardo 
Re: Hocheffizienter, einfacher Vakuumröhrenkollektor

Hallo JoergW,

ich antworte hier mal zu deinem Beitrag in "Prinzipielle Betrachtungen zum Bau eines Versuchs-Luftkollektors":
Der Anbieter in Ebay hat mir schon geantwortet: er hat nur Röhren des einen Typs.

Also hab ich deinen Tipp mal als Fusstritt in meinen Hintern betrachtet und bin selbst aktiv geworden. Ich habe einen Heizungsbauer meines Vertrauens ganz bei mir in der Gegend angerufen ... und siehe da, ruck zuck hatte ich 5 Vakuumröhren aus einem alten Röhrenkolli. Dummerweise sind das auch die dünnen, dafür haben sie aber nix gekostet, außer dem Reinigungsmittel um sie innen und außen wieder sauber zu kriegen.

Ist mir schon klar, dass die Parallelschaltung der Röhren das Volumen ohne Druckverlust proportional erhöht. In dickeren Röhren wäre halt der Druckverlust geringer. Bei dieser Röhrenart stört mich halt auch die scharfe Umlenkung in diesem kleinen Querschnitt.
Aber wie dem sei, demnächst, wenn ich Zeit habe, kann ich mich mal an den Aufbau eines Röhrenversuchskollektors machen.

@High5:
Thomas, dir muss ich jetzt mal heftig widersprechen. Ich sehe das nicht so, das die meisten der Kollektoren über die ich hier im Forum gelesen habe "Gebastel" sind. Und ich nehm dir auch nicht ab, dass dir das egal ist, was du bastelst. Ob dein "Blechkasten" mit Folie oder Vakuumverglasung ausgestattet ist spielt eine große Rolle. Wenn du das anders siehst: darüber will ich dann nicht mehr diskutieren. Dann akzeptiere einfach dass wir unterschiedlicher Meinung sind.

Ich geb dir recht, das das Haus bei der Solarwärme die allergrößte Rolle spielt. Das hat dich doch aber auch nicht davon abgehalten viel Arbeit in deine Solaranlage zu investieren. Dummerweise können oder wollen die meisten ihr bestehendes Haus aber nicht auf Minergiestandard umbauen, weil das (ich hab das ja selbst gesehen) für ein älteres Haus sehr viel Geld kostet bzw. unmöglich ist.

Es gibt immer gute Ideen, die was taugen. Ob das jetzt für jeden Raum eine komplexe Wärmepumpe sein muss, möchte ich bezweifeln, wobei das nicht heißt, dass ich die Funktion anzweifle, denn ich kenne sie nicht.

Was ich hier erreichen will, und da musst du mir ja nicht folgen, ist es einfach rauszukriegen wie man mit Luft-Vakuumröhren eine möglichst hohe Effizienz erreichen kann. Und der springende Punkt dabei waren eigentlich beidseitig offene Vakuumröhren, auch wenn das jetzt etwas untergegangen ist.
Wenn du zum gleichen Geld eine Anlage aufbauen kannst, die vielleicht 20 bis 30% mehr Wärme in den Raum bringt ist das doch ein anstrebenswertes Ziel ... oder? Wenns nicht geht, hats dich kein Geld gekostet.

Wir müssen das aber nicht diskutieren. Lass mich so ein Ding aufbauen und dann sehen wir, ob noch mehr rauszuholen ist oder nicht. Wobei ich dazu sagen muss, dass ich ohne die beidseitig offenen Vakuumröhren schon etwas gehandikapt bin.

Bis dann
Herbert

23.01.2018 18:43
Leyonardo 
Re: Hocheffizienter, einfacher Vakuumröhrenkollektor

Nachtrag an High5:

Übrigens alter Mann, dein Jahrgang war ein guter. Ich weiß wovon ich sprech!

Herbert

24.01.2018 01:04
High5 

Re: Hocheffizienter, einfacher Vakuumröhrenkollektor

Ich meine Gebastel nicht so abschätzig, wie du das vielleicht verstehst. Aber vollumfängliche Projekte kosten alle viel Geld, Wissen&Planung, die richtigen Handwerker etc pp. Ich habe lange Zeit für eine Schweizer Illustrierte die "grünen Seiten" fotografiert und viele tolle Sachen gesehen.

Was mich an kommerziellen oder planerischen Vorschlägen vorgesetzt bekam, hat mich einfach geärgert. Es wurde nicht verhältnismässig gedacht. Ein Student machte seine Masterarbeit hier. Gebäudehülle dämmen war u.a. sein Vorschlag. Der Soluko Lieferant hat mich aus vielen Gründen nicht überzeugen können, die Kosten war einer. Mein Anteil an Blödsinn war, dieses Objekt gekauft zu haben. Die Verhältnismässigkeit ist nicht möglich. Eine Person in einem 350 m2 Haus. Aber eben. An dem Objekt konnte ich mich auf meinem Level (Ideen, Geld, handwerkliches Geschick) austoben. Der teuerste Einzelposten war meine Leistenbruchoperation!

Ich baue vieles nur als Idee, Provisorium, was dann gerne zum Providurium werden darf. Mein neuester Lieblingbergiff ist Wabi Sabi. (googeln)

Ob Folie oder Vacuumverglasung: Die Sonnenscheinstunden diesen Winter kann ich an zwei, drei Händen abzählen. Da nützt alles nichts. Meine Folie hat 70 Euro gekostet, war in 2 Std montiert und schon länger überlebt, als erhofft. Was kosten 55 qm hagelsichere Vacuumverglasung plus Montagevorrichtung und Montage?

Wenn bei mir eine Vacuumverglasung aufs Dach kommt, muss drunter ein anderes Haus an einem anderen Ort stehen und mehrere Menschen drin leben....

Gute Nacht
Thomas

24.01.2018 14:56
Leyonardo 
Re: Hocheffizienter, einfacher Vakuumröhrenkollektor

Hallo Thomas,

das sehe ich oft, dass Projekte aufgeblasen werden um möglichst viel Forschungsgelder rauszuholen. Um so mehr begeistert es mich, wenn Menschen ohne große wissenschaftliche Vorbildung versuchen, Ideen zu realisieren, auf die die "hochdotierten Experten" eben noch nicht gekommen sind.
Bei uns im Luftkollektorbereich ist noch viel Luft nach oben, weil die "Experten" das, meiner Meinung nach, noch vorhandene Potential nicht erkannt haben. Dann wird von "Hobbybastlern" oftmals mit äußerst geringen Mitteln was was richtig Gutes geschaffen, wozu die Industrie oft selbst mit teuerbezahlten Studien von irgendwelchen Forschungsdienstleistern nicht in der Lage ist.
Also warum sollte nicht aus einer Bastelei was richtig Gutes entstehen.

Klar, deine Luftkollis waren einfach und preiswert. Aber mal angenommen, du hättest mit den gleichen Mitteln viel mehr rausgeholt, nur durch Optimierung von Kleinigkeiten, dann hättest du das doch gemacht? Da unterscheiden sich unsere Ziele möglicherweise. Mir ist es auch wichtig zu wissen, ob das was ich gebaut habe gut ist. Ich bin zu neugierig um das unterdrücken zu können.

Aber seit ich in diesem Forum bin, habe ich auch schon viel gelernt. Ein entscheidender Punkt, der mich angetrieben hat (darum auch dieser Thread) war die bessere Nutzung von diffuser Strahlung (in diesen Monaten ja fast nur vorhanden), die wenn überhaupt nur durch effiziente Kollektoren möglich ist. Nach dem Bau meines unkalibrierten LowCost-Solarstrahlungsmeters hab ich schon mal eine etwas bessere Vorstellung von der diffusen Strahlung.
Bisher bin ich immer davon ausgegangen (weil es in der Literatur so angegeben war), dass die diffuse Strahlung im Bereich von 50 bis 400 W/qm liegt. Nach meinen ersten primitiven Schätzungen werde ich mir ein Solarmessgerät zulegen, das auf +-5% genau messen kann. Dann kann ich endlich besser einschätzen, ob meine Idee realisierbar ist. Aber wenn sie realisierbar ist, dann z. Z. am ehesten mit solchen Vakuumröhren und nur, wenn man bestimmte Dinge penibel beachtet. Das hat dann nix mit Kosten zu tun, nur mit konsequenter Vermeidung von Fehlern.

Ich werd mir jetzt und später auch nicht das Dach mit Vakuumdingsbums zupflastern und das obwohl das richtige Haus drunter ist, aber um einiges soll mein Energieverbrauch schon besser werden.

Bis dann
Herbert

26.01.2018 12:46
High5 

Re: Hocheffizienter, einfacher Vakuumröhrenkollektor

https://www.geo.de/wissen/16043-rtkl-kei...te-verschwinden

26.01.2018 13:47
Leyonardo 
Re: Hocheffizienter, einfacher Vakuumröhrenkollektor

Sehr interessant, aber leider auch extrem teuer.

Für die saunamässige Beheizung eines Badezimmers daher nicht geeignet, weil teurer als goldenen Wasserhähne darin zu installieren.

Mal noch ein paar Jährchen warten ...
Herbert

05.02.2018 23:20
Engelbert 

Re: Hocheffizienter, einfacher Vakuumröhrenkollektor

Hallo Herbert,

ich habe noch ein Konzept gefunden, welches interessant sein könnte.
Hier der Link, https://www.industrial-solar.de/de/produ...ft-kollektor-1/

es vereinigt die Vorzüge der Vakuumröhre(VR) mit Heissluftthermie.
Die Headpipe der VR hat wohl einen Wärmetauscher an dem man die warme Luft vorbeiführt.
Damit könnte man einen "billig" Kollektor umbauen auf Warmluft.

Die grauen Zellen sind angestossen und arbeiten schon.


LG
Engelbert

Bin ich ölig, bin ich fröhlich.

06.02.2018 11:01
Leyonardo 
Re: Hocheffizienter, einfacher Vakuumröhrenkollektor

Hallo Engelbert,

die Kollektoren werden von der Kollektorfabrik in March gefertigt und wurden hier im Forum schon mal angesprochen. Sie funktionieren genau so wie die Röhrenkollektoren von Wolfgang (verwenden allerdings keine Heatpipe).
Was mich daran stört, ist das dünne Röhrchen für die Fischluft in die Vakuumröhre. Meiner Meinung nach muss das umgekehrt sein. Das Rohr für die Frischluftzufuhr muss mehr als die Hälfte des Innenquerschnitts betragen.
Die Begründung dafür ist: ein kleiner Querschnitt erzeugt turbulente Strömung (dadurch auch erhöhten Druckabfall) kann aber dadurch die Wärme besser aufnehmen. Das Zuluftrohr selbst muss aber keine Wärme abgeben und braucht deswegen keine turbulente Ströhmung. Die Wärme entsteht in der Absorberschicht auf dem inneren Glasrohr und muss durch das Glas in den Luftstrom. Also wäre es sinnvoller direkt innen am Glasrohr die turbulente Strömung zu haben.

Nehmen wir als Beispiel eine Vakuumröhre von 70mm Außendurchmesser und 58mm Innendurchmesser. Der Innenquerschnitt beträgt 2642qmm. Ein Zuluftröhrchen von 18mm Durchmesser hat einen Querschnitt von 254qmm, also weniger als ein Zehntel. Das erzeugt hohen Druckverlust ohne einen Vorteil.
Wenn ich das Zuluftrohr aber auf z. B. 48mm Durchmesser vergrößere, ergibt sich ein Zuluftquerschnitt von 1809qmm. Der restliche Querschnitt beträgt dann etwa 800qmm (Rohrstärke vernachlässigt). Jetzt kann sich im Zuluftrohr eher eine laminare Strömung ausbilden und an der Glaswand eine eher turbulente, so dass die Luft am Glasrohr die Wärme besser mitnehmen kann. Gleichzeitig ist der Strömungswiderstand insgesamt geringer als bei der ersten Lösung. Zusätzlich kann das Zuluftrohr noch auf die "kalte Seite" des Innenrohrs gelegt werden, so dass die Luft, die das Glasrohr verlässt nur noch an der warmen Seite der Röhre entlangstreicht.

Ich bin ja seit ein paar Tagen Besitzer von 5 Vakuumröhren, die mir ein Heizungsbauer gesponsort hat. Damit will ich, sobald ich Zeit dazu habe, mal ausprobieren, ob das so stimmt.

Bis dann
Herbert

19.02.2018 22:29
Leyonardo 
Re: Hocheffizienter, einfacher Vakuumröhrenkollektor

Seit etwas mehr als einer Woche habe ich einen Versuchsaufbau für die Röhrenkollektoren fertig. Die 4 Kollektorröhren haben zusammmen eine Aperturfläche von knapp 0,25qm. Damit kann max. eine Strahlungsleistung von 250W auf die Röhren fallen.
Allerdings ist es z. Z. zu kalt um den Kollektor zu montieren. Die einzige sinnvolle Stelle, an der ich den Aufbau machen kann, befindet sich nämlich auf dem Dach. Alle anderen Flächen auf meinem Grundstück sind jetzt im Winter verschattet oder nicht geeignet. Leider (in Bezug auf Sonnennutzung) stehen hier überall hohe Bäume, entweder bei mir oder dem Nachbarn.

Die Bilder 1-6 zeigen den Aufbau des Kollektors, der mit 4 Vakuumröhren bestückt ist:



Das Gehäuse besteht aus 3 gebogenen Alublechen (Vorderseite, Rückseite und Deckel). Darin befindet sich die Wärmeisolierung, die mit einer Kappsäge aus einer 35mm dicken Holzfaserdämmplatte geschnitten ist. Die Holzfaserplatte hat den Vorteil, dass sie sehr hohe Temperaturen aushält und sich gut verarbeiten lässt. Die einzelnen Teile können sehr präzise geschnitten werden, so dass sich innen ein dicht abgeschlossener Luftkanal ergibt. In Bild 1 sind die Dämmteile zu sehen, die obere Isolierplatte ist dabei herausgenommen um in den Luftkanal sehen zu können. Man kann in der Mitte eine weiße Trennplatte erkennen, die jeweils 2 Vakuumröhren voneinander trennt, so dass ich damit getrennte Versuche fahren kann.
Ebenfalls auf Bild 1 ist die Rückseite mit zwei angeschraubten DC-Gebläsen zu sehen. Sie saugen die erwärmte Luft durch Öffnungen aus dem Innenkanal an und blasen sie nach unten aus. Diese Gebläse sind nur für den Versuchsbetrieb eingebaut und liegen deshalb der Einfachheit halber außerhalb der Isolierung. Eine Nutzung der Wärme ist bei diesem Aufbau noch nicht vorgesehen. Zwei Temperatursensoren sitzen in den Öffnungen direkt vor den Gebläsen. Hier wird die Kollektortemperatur gemessen.
Auf Bild 1 und 2 sind 4 Kupferbögen für die angesaugte Frischluft zu sehen. Die Luft wird vorne über Öffnungen im Gehäuse angesaugt und über die Kupferbögen in die Vakuumröhren geleitet. Die Gummis in Bild 2 sorgen für den Halt der Röhren.



In Bild 3 sind Dämmteile und Gehäuseteile zusammengesteckt und werden dann mit 8 Schrauben unter Druck so zusammengeschraubt, dass sich ein luftdichter Innenraum ergibt. Unten sind die rechteckigen Zuluftkanäle zu erkennen, darüber die runden Öffnungen mit Gummis für die Röhren.
In Bild 4 sind die Zuluftröhren mit den Kupferbögen befestigt. Es ist zu erkennen, dass die beiden Röhren rechts dünner sind als die beiden links. Damit soll dann der Einfluss der Röhrendurchmesser ermittelt werden.



Jetzt werden die Vakuumröhren auf die Kupferrohre aufgeschoben und mit den Gummis befestigt (Bild 5). Das Ende der Röhren wird einfach in eine Schichtholzplatte mit 4 Bohrungen und eingesetzten Gummihalterungen eingeschoben. Die Holzplatte dient als zweite Halterung für die Röhren. Die Gummis sind aus dem Sanitärbereich im Baumarkt.


Eine Elektroniksteuerung, die die Temperaturmessungen und die Messung der Strahlungsleistung durchführen kann, ist ebenfalls schon größtenteils feriggestellt (ursprünglich für meine Flachkollektoren gedacht). Abhängig von der Strahlungsleistung kann dann ein Gebläse stufenlos abhängig von der Strahlungsleistung gesteuert werden. Das zweite Gebläse wird zum Vergleich auf eine feste Drehzahl und Temperaturdifferenz eingestellt. Dazu werde ich später noch ausführlicher schreiben.

Sobald die Temperaturen etwas angenehmer werden, um auf dem Dach zu arbeiten, werde ich die Montage durchführen.

Bis dann
Herbert

21.02.2018 10:35
Holger73 
Re: Hocheffizienter, einfacher Vakuumröhrenkollektor

Sehr schöne Arbeit - mein Kompliment!!!

Kannst Du die Bleche selber biegen, oder hast Du sie biegen lassen? Welche Vakuumröhren hast Du jetzt genommen? Die hier verlinkten von Ebay-kleinanzeigen waren Dir ja zu dünn...

Was hat Dich der jetzige Aufbau (für 4 Röhren) ungefähr gekostet. Lässt sich das auch schon "in groß" (10 oder 20 Rohre) hochrechnen?

Ich bin gespannt auf die praktischen Versuche... Bleib dran!

Gruß,
Holger73

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