- 50 -6.2.4 WärmetauscherDie Leistungsfähigkeit einer <strong>Solar</strong>anlage hängt nicht unerheblich von der richtigen Auslegung desWärmetauschers zwischen Kollektorkreis und Ladekreis ab. Für die richtige Auslegung eines außenliegenden Plattenwärmetauschers können folgende Werte empfohlen werden: Wärmedurchgang im WT (k∙A-Wert) etwa 100 (W/(m² KF ∙K)), KF = Kollektorfläche mittl. log. Temperaturdifferenz (ΔT log ) am WT etwa 5 K (bei einer spezifischen Wärmeleistungvon ca. 500 W pro m² Kollektorfläche)Tabelle 5 zeigt die Nachrechnung mit dem Auslegungsprogramm SSP 2000 vom Hersteller SWEPfür die in den 3 <strong>Solar</strong>anlagen eingebauten Wärmetauscher der Firma SWEP. Für die Temperatur-Eintrittswerte in den WT wurden Messwerte eines annähernd stationären Betriebszustands ausgewählt,der Durchfluss auf beiden Seiten entspricht den Planungsvorgaben.Haus 17 Haus 20 Haus 37Eingebaute WTSWEPPrimärseiteEintrittPrimärseiteAustrittSekundärseiteEintrittSekundärseiteAustrittDurchflussprimärDurchflusssekundär2 x B45 x 70,2 in Reihe2 x B45 x 70,2 in Reihe2 x B45 x 80,2 in Reihe°C 85,00 85,00 85,00°C 54,10 54,10 54,20°C 50,00 50,00 50,00°C 80,73 80,73 80,63l/(m²KF∙h)m³/hl/(m²KF∙h)m³/h14,06,7213,06,2414,06,6513,06,18Ergebnisse14,08,2513,07,66Leistung kW 222,9 222,9 272,7mittl. log.Temp.differenzK 4,18 4,18 4,28k∙A pro m² KF W/(m² KF ∙K) 111 111 108Tabelle 5: Nachrechnung der Wärmetauscher KollektorkreisDie Ergebnisse der Nachrechnung zeigen eindeutig, dass die Wärmetauscher richtig ausgelegt wurden.Die empfohlenen Werte für den Wärmeübergang k∙A pro m² Kollektorfläche <strong>so</strong>wie auch diemittl. log. Temperaturdifferenz werden in der Nachrechnung gut eingehalten.Bei der Überprüfung, ob dieses Ergebnis auch mit Messwerten belegt werden kann, gilt wieder (wiebei der Analyse des Kollektorkreises), dass nur Messwerte aus Zeiträumen ausgewertet werden dürfen,bei denen sich die Anlage im stabilen Betriebszustand befand. Ausgewählt wurde der28.07.2002, ein Tag mit idealer glockenförmiger Einstrahlung.
- 51 -Abbildung 18 zeigt die Verhältnisse an den drei Wärmetauschern in den Kollektorkreisen für einenausgewählten Tag mit stabilen Strahlungs- und Verbrauchsbedingungen (28. Juli 2002). Hier sind nurdie aus Messwerten gewonnenen Punkte aufgetragen. Die für die Häuser 17 und 20 deutlich zu erkennendeKurvenaufspaltung in 2 parallele Äste ist auf kapazitive Effekte zurückzuführen. DieserEffekt ist unterschiedlich stark ausgeprägt, da die Verrohrung im Kollektorfeld und von dort bis zumWärmetauscher bei den Häusern sehr unterschiedlich ausgeführt ist (zum Teil mehrere Steig- undFallleitungen). Aus Abbildung 18 wird deutlich, dass in Haus 37 über den gesamten Leistungsbereichund für alle Betriebspunkte ein zu geringer k∙A-Wert des Wärmetauschers vorliegt. Die Wärmetauscherin Haus 17 und 20 kommen bei hoher Einstrahlung in die Nähe der vorgesehenen Planwerte(k∙A-Wert gut 100 kW/(m²∙K); log. T gut 4 K), während der Wärmetauscher in Haus 37 diese sehrdeutlich verfehlt. Nachrechnungen mit dem Auslegungsprogramm für Wärmetauscher der FirmaSWEP zeigen, dass die zu geringen Durchflüsse im Kollektorkreis in Haus 37 (ca. 10 statt14 l/(m²∙h)) hierfür nicht ursächlich sind. Eine Analyse des leistungsschwachen Wärmetauschers ausHaus 37 (auf z.B. Verschmutzungen bzw. Ablagerungen) in einem Labor konnte an dieser Anlageleider nicht durchgeführt werden, da dafür keine Mittel im Forschungsprojekt zur Verfügung standen.Ähnliche Leistungsdefizite an SWEP-Wärmetauschern wurden auch an einer anderen Anlage (mit5 Wärmetauschern) beobachtet, während SWEP-Wärmetauscher in anderen Systemen im Sollbereicharbeiten.
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