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Hocheffizienter, einfacher Vakuumröhrenkollektor
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13.05.2018 12:59
Leyonardo 
Re: Hocheffizienter, einfacher Vakuumröhrenkollektor

Ich bin zwar immer noch überzeugt, dass Röhrenkollektoren gerade in den kalten Monaten prinzipiell besser sind als Flachkollektoren aber das hier angewendete Prinzip der luftdurchströmten Glasröhren hat doch einige Nachteile. Mein Versuchsaufbau mit 4 Röhren hat gezeigt, dass das verwendete Luftumlenkprinzip erstens sehr starke Druckverluste erzeugt, so dass man mit sehr starken Lüftern (dementsprechend viel Energiebedarf) arbeiten muss und dass zweitens durch die Verwendung des Metallröhrchens für die Luftzuführung die erzielbare Temperatur stark reduziert wird. Also gerade bei kalten Aussentemperaturen wird dadurch der Vorteil des VRKs wieder zunichte gemacht. Falls sich jemand für die Theorie interessiert, die dahintersteckt, kann ich das gerne noch mal genauer erklären und auch mit wissenschaftlichen Berichten untermauern, die ich dazu gefunden habe.

Thomas, bei deinem Röhrenkollektor könntest du den Wirkungsgrad sicher noch etwas verbessern, indem du die Kupferröhren etwa auf denn halben Querschnitt (oder größer) der inneren Glasröhren vergrößern würdest. Das wird schon so sein, wie Wolfgang sagt, dass dann nicht alle Röhren gleichmäßig durchströmt werden, aber alle Luftströme stark zu drosseln kann auch nicht die Lösung sein, dann kommt ja kaum mehr was an.

Die ideale Lösung wären natürlich die beidseitig offenen Röhren. Da stimme ich mit dir voll überein. Aber aus Glas bekommt man die aus China nicht (techn. Probleme?) und ansonsten bleibt hier in good old Germany nur die Firma Airwasol, die das zwar technisch perfekt macht, aber auch einen schönen Batzen Geld dafür verlangt.

Ich hatte zwar vor, noch einige Versuche mit meinen Vakuumröhren zu machen, aber aufgrund der nicht zufriedenstellenden Ergebnisse habe ich das inzwischen aufgegeben, auch weil ich mich wieder mehr auf die Flachkollektoren konzentrieren will. Das würde nur noch einige akademische Erfahrungen bringen, die aber nicht wirklich jemand braucht.

Thomas, ich hätte noch eine verücktere Idee als deinen Röhrenblock-Fensterflügel. Weil sich das momentan aber nicht so einfach realisieren lässt, verzichte ich lieber mal drauf, das hier auszubreiten und mich unbeliebt zu machen. Aber das Ende der Fahnenstange ist noch lange nicht erreicht, da wirds wohl noch einiges geben.

Einen sonnigen Sonntag wünscht euch
Herbert

PS: Beim Röhrenkollektor gibts eine Analogie zum unterströmten Flachkollektor:
Beide benutzen eine Glasscheibe als transparente Wärmefalle. Beim VRK sitzt die Kollektorschicht auf der Oberfläche des zweiten Glasrohrs, beim Flachkollektor ist das ein (selektives) Metallblech. Beim Glasrohr muss die Wärme nun durch knapp 2mm Glas (mit hohem Wärmedurchgangswiderstand), beim Flachkollektor durch z. B. 0,3mm dickes Metall (mit sehr niedrigem Wärmedurchgangswiderstand) d. h. ein Flachkollektor ist hier schon im Vorteil. Trotzdem ist diese Bauart des Flachkollektors nicht so beliebt, weil die für den Wärmeaustausch zur Verfügung stehende Oberfläche nicht optimal ist (lieber werden durchströmte Gitter verwendet, weil sie höhere Temperaturen bringen).
Bei der Glasröhre ist dieser Effekt jedoch noch ungünstiger, weil das Glas die Wärme nicht schnell genug nach liefern kann. Der einzige Vorteil des VRKs ist das Vakuum zwischen den beiden Glasröhren, das die ganzen Nachteile ausbügeln muss! Bei Airwasol ist darum das mittlere Rohr aus selektiv beschichtetem Edelstahl. Wenn man dann innen noch zusätzliche Rippen dran machen würde, wäre der Wärmeübergang wesentlich besser (Kühlkörperprinzip).

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