Ämne: solfångarvärme, "optimal" konstruktion?

[Orcus]

tänkte på en sak...

Hur vore det om man tog smalare rör med vatten för att transportera värmen från solfångarna?
alltså rören som går till elementen, krävs väl isåfall element som har tunnare rör också isåfall.
hm... var mycket enklare att tänka ut denna än att få ut samma tanke i skrift....

men.. som det är "idag" så går väl solfångarslingan in i en megastor tank och värmer vattnet där och när den tanken blivit hyffsat varm så startar man pumpen som transporterar vattnet runt i huset.

om man istället satte solfångarslingan på ett annat ställe med en litenliten tank så värms ju vattnet upp mycket fortare och sen transporteras det vattnet iväg ut till elementen för att efter det gå till en större tank och sen runt igen. samt en automatisk(termostatisk) omkopplare så värmen kan gå direkt till stortanken om värmen inte behövs just då.
Vet inte vad det skulle ge egentligen, men tycker att så fort solen lyser så borde man få ut värme i huset.

En idé iallafall, för våra rör idag är riktigt gamla och riktigt grova, borde ju gå att få bättre snurr på solvärme i smalare rör eller tänker jag helt fel?

[Ludvig XIV]

Det finns en enkel lösning pÃ¥ det problemet. Mha en termiskt växelventil cirkuleras vattnet i solfÃ¥ngarna tills önskad temperatur uppnÃ¥ts. Sedan gÃ¥r det varma vattnet till tanken. Nackdelen är sämre verkningsgrad pÃ¥ solfÃ¥ngaren. Men det har framförallt en fördel om man vill ha varmvatten. 50 liter 50 gradigt vatten räcker kanske till en dush men 500 liter ljumet vatten är inte sÃ¥ kul  Man mÃ¥ste ocksÃ¥ vara nogran sÃ¥ att man fÃ¥r en bra skiktning i tanken, annars fÃ¥r man ändÃ¥ bara ljummet vatten.

[Ludvig XIV]

Ungefär som i bif bild. Vattnet cirkuleras i pannan tills en viss temperatur uppnåts, sedan går överskottet till tanken. Byt pannan mot solfångare.

[Orcus]

Om man kör en sån slinga till elementen, hur stor betydelse har diametern på rören? tjänar man på att ha mindre diameter på rören så att mindre volym vatten cirkulerar i systemet eller försämrar man solvärmefunktionen då?

[Ludvig XIV]

Man kör inte vattnet direkt till elementen. Det mellanlagras i en ackumulator-tank.

För att sedan hushålla på bästa sätt så använder man en bivalent shunt. Den tar i första hand ut vatten till elementen en bit ned på tanken och använder bara det översta skiktet om det är nödvändigt. Toppskiktet ska åtminstånede hålla 50 grader för vartmvatten men elementen behöver oftast betydligt lägre temperatur.

Vattenvolymen i de rören som blir mellan tank och solfångare är väldigt liten och det blir snabbt varmt.

[Lakeman]

Målet är att värma huset med solvärme.
Detta fungerar vår och höst för på vintern är det för få soltimmar, då förvärmer vi kallvatten som skall bli varmvatten. Tillbaka till höst och vår, på dagen är det sol och 15 grader ute = huset behöver ingen värme.
Vi buffra detta i en tank till natten då det är mindre än 10 grader ute.
Vi får ingen övertemperatur på dagen och vi pyser ut lite sparad värme på natten.

[Orcus]

Hur lång tid tar det för solfångarna att få upp tempen i sitt eget system? (vakuumrörpaneler är väl det som funkar bäst så det är väl de jag är intresserade av isåfall) och det är perioden okt-april jag är nyfiken på.

[Lakeman]

Det går år 418 [J] för att höja temperaturen i en liter vatten en grad
Eller 418 [J/Kg K]
Detta är lika med 0,1161 [KWh/Kg K] KiloWattTimme per Kilogram (en liter vatten) per Kelvin (en grads skillnad i Kelvin = en grads skillnad i Celcius)
En solfångare ger ungefär 500 - 800 W/m2 (Absorbatorarea) vid fullt solljus momentan effekt.
12,5 m2 vid 800 ger alltså 10 KW (för enkelhetens skull)
Solfångare tappar i verkningsgrad när det blir tal om högre temp, typ 50 'C och mer.
Så att höja 1000 l från 20 till 50 'C tar 3,5 timmar
Att höja från 50 till 80 ger vi en verkningsgrad på 70 % på. = 5 timmar

[Orcus]

Det går år 418 [J] för att höja temperaturen i en liter vatten en grad
Eller 418 [J/Kg K]
Detta är lika med 0,1161 [KWh/Kg K] KiloWattTimme per Kilogram (en liter vatten) per Kelvin (en grads skillnad i Kelvin = en grads skillnad i Celcius)
En solfångare ger ungefär 500 - 800 W/m2 (Absorbatorarea) vid fullt solljus momentan effekt.
12,5 m2 vid 800 ger alltså 10 KW (för enkelhetens skull)
Solfångare tappar i verkningsgrad när det blir tal om högre temp, typ 50 'C och mer.
Så att höja 1000 l från 20 till 50 'C tar 3,5 timmar
Att höja från 50 till 80 ger vi en verkningsgrad på 70 % på. = 5 timmar

Tack för lite siffror att räkna på, får se om jag kan räkna ut nå annars så får jag förklara vad jag tänkt och se om ni kan räkna på det

[Ludvig XIV]

Det går år 418 [J] för att höja temperaturen i en liter vatten en grad
Eller 418 [J/Kg K]
Detta är lika med 0,1161 [KWh/Kg K] KiloWattTimme per Kilogram (en liter vatten) per Kelvin (en grads skillnad i Kelvin = en grads skillnad i Celcius)

Ooups! Blev det inte lite fel på kommat och enheten? 1,161 W/kg, ºC ska det väl vara?
http://www.varmepumpsforum.com/vpforum/index.php?topic=7063.0

[Lakeman]

Oppss det gäller att hålla reda på enheterna. Tack för att du var observant!

Det skall vara

Det går år 4,18 [KJ] för att höja temperaturen i en liter vatten en grad
Eller 4,18 [KJ/Kg K]
Detta är lika med 1,161 [Wh/Kg K] WattTimme per Kilogram (en liter vatten) per Kelvin (en grads skillnad i Kelvin = en grads skillnad i Celcius)
En solfångare ger ungefär 500 - 800 W/m2 (Absorbatorarea) vid fullt solljus momentan effekt.
12,5 m2 vid 800 ger alltså 10 KW (för enkelhetens skull)
Solfångare tappar i verkningsgrad när det blir tal om högre temp, typ 50 'C och mer.
Så att höja 1000 l från 20 till 50 'C tar 3,5 timmar
Att höja från 50 till 80 ger vi en verkningsgrad på 70 % på. = 5 timmar

[Orcus]

kom precis att tänka på en sak... är det solvärme eller solljus som solfångarna måste ha för att fungera? någon som vet vad solceller behöver för att fungera?

Vi har ju färre soltimmar på vintern men ger solfångaren lika mycket effekt en solig vinterdag som en solig vår/höst-dag om vi säger att solfångaren är i rätt läge mot solen.

[Lakeman]

En solstråle blir inte värme förren den träffar något. För att allt i solstrålen skall bli värme skall ytan absorbera allt. Ytan skall vara motsatsen till solstrålen i färg, typ matt svart.
För att den skall ge full effekt så skall det inte finnas moln eller dis. Men även när det är moln och dis ger den effekt för all effekt är inte upptagen av molnen och diset då de inte har den optimala motsatsen.
En solcell behöver mer själva fotonen för att kunna excitera elektronerna som ger upphov till ström.
Solceller är alltså känsligare för moln och dis, dom tappar fortare verkningsgrad när solstrålen inte kommer in vinkelrätt mot ytan.

Ja solfångaren ger lika mycket på vintern som på sommaren, det är alldeles riktigt det är bara soltimmar som skiljer. Tips optimera din solfångares vinken för vinter och våga överdimmensionera och lös så att du kan dumpa överskottsvärmen i marken som sedan värmepumpen kan hämta när den behövs så får man fin fin verkningsgrad på den. Det finns lite pyssel med temperaturer i mark, det går inte att köra ner för hög temp.

[Ludvig XIV]

Vi har ju färre soltimmar på vintern men ger solfångaren lika mycket effekt en solig vinterdag som en solig vår/höst-dag om vi säger att solfångaren är i rätt läge mot solen.

Nej, inte lika mycket. När solen står lägre så får solstrålarna längre väg genom atmosfären. Om jag minns rätt så får man ut ungefär hälften så mycket när solen står 10^o över horisonten jämfört med 45^o. Solhöjden vid midvintersolståndet, mitt på dagen är 90-longituden-23,5^o. För Göteborg blir det 8,5^o så det är inte mycket man får ut i december och januari även om man överdimensionerar.

Låna solgruppens bok om solfångare, den är faktiskt rätt bra.

[gano]

Det är inte sÃ¥ jättestor skillnad mellan vinter och sommar, det rör sig om 800 W/kvm pÃ¥ vintern och 1000 W/kvm pÃ¥ sommaren. DÃ¥ avser jag vinkelrätt mot solen. 

Problemet med vintern är att sÃ¥ fort det är minsta lilla dis äter det upp det mesta av solenergin, dessutom är värmeförlusterna frÃ¥n solfÃ¥ngaren och rören mycket större. Sedan tillkommer effekten att det är sÃ¥ rysligt fÃ¥ soltimmar pÃ¥ vintern och att solfÃ¥ngaren skuggas om den inte är tillräckligt högt placerad. OjdÃ¥ glömde frost och snö. Det tar ett tag för frosten att smälta. Har man inte brant vinkel pÃ¥ solfÃ¥ngaren kommer den att täckas av snö. 

Men en högt placerad solfÃ¥ngare med brant vinkel ger ändÃ¥ ganska bra effekt en klar och kall vinterdag. Jag själv har 4 kW pÃ¥ sommaren och ca 2 kW pÃ¥ vintern. NÃ¥gra futtiga kWh blir det ju faktiskt. Strax innan jul ifjol hade jag 70 grader varmt uppe i solfÃ¥ngaren. 

MVH/Gano

PS: Jag kör med en udda lösning, jag har en medveten överdimensionering, jag skärmar av under sommaren. Så här års har jag full yta, 8 kvm. Enbart till varmvatten ska jag tillägga.