Diskussionsforum (Archiv)
U-Wert Veränderung durch Sonneneinstrahlung
AlphaRay (14 Beiträge)am 3.8.15
Hallo :)
Da im Niedrigenergieforum nichts los ist und ich wohl nie eine Antwort bekomme, stelle ich sie hier (hätte ich direkt, wenn ich gesehen hätte, dass es hier eine Art Forum gibt):
ich benutze den U-Wert Rechner schon ne lange Zeit.. allerdings gibts da eine Sache, welche ich nicht simulieren kann: wird eine Fläche von der Sonne angestraht, dann gilt der U-Wert des Materials ja nicht mehr (ist ja wie eine Wandheizung - die Wand hat dann theoretisch einen U-Wert gegen 0).
Es geht um die Simulation verschiedener Abdeckungen für einen Luftkollektor. PET 0,8mm Kunstglas gegen zwei Schichten von diesem. Die Luft dazwichen wird ja auch aufgeheizt. Ich denke, dass die Temperatur der Scheiben und der Luft dazischen locker um die 50°C erreichen müssten. Da gilt ein errechneter U-Wert von 1-2 ja gar nicht mehr. Das selbe gilt für Abdeckungen aus Glas. Durch unterschiedliche Wärmespeicherkapazitäten und Dichten der Materialien dürften auch andere Ergebnisse raus kommen.
Gibt es da irgendwelche Formeln oder gar Tools, die das berücksichtigen können..?
Der Kollektor wird ja nur genutzt, wenn der Innenraum aufgeheizt ist. Durch die aktive Kühlung ist dieser ja innerhalb kürzester Zeit auf unter Zimmertemperatur wenn die Sonne verdeckt wird, wodurch die Lüftung abgestellt wird. Der Rest der Wärme geht dann nach dem Abkühlen der Scheibe(n) durch diese + Gehäuse raus. Genau diesen Fall würde ich gerne simulieren..
Gruß
Paul
Da im Niedrigenergieforum nichts los ist und ich wohl nie eine Antwort bekomme, stelle ich sie hier (hätte ich direkt, wenn ich gesehen hätte, dass es hier eine Art Forum gibt):
ich benutze den U-Wert Rechner schon ne lange Zeit.. allerdings gibts da eine Sache, welche ich nicht simulieren kann: wird eine Fläche von der Sonne angestraht, dann gilt der U-Wert des Materials ja nicht mehr (ist ja wie eine Wandheizung - die Wand hat dann theoretisch einen U-Wert gegen 0).
Es geht um die Simulation verschiedener Abdeckungen für einen Luftkollektor. PET 0,8mm Kunstglas gegen zwei Schichten von diesem. Die Luft dazwichen wird ja auch aufgeheizt. Ich denke, dass die Temperatur der Scheiben und der Luft dazischen locker um die 50°C erreichen müssten. Da gilt ein errechneter U-Wert von 1-2 ja gar nicht mehr. Das selbe gilt für Abdeckungen aus Glas. Durch unterschiedliche Wärmespeicherkapazitäten und Dichten der Materialien dürften auch andere Ergebnisse raus kommen.
Gibt es da irgendwelche Formeln oder gar Tools, die das berücksichtigen können..?
Der Kollektor wird ja nur genutzt, wenn der Innenraum aufgeheizt ist. Durch die aktive Kühlung ist dieser ja innerhalb kürzester Zeit auf unter Zimmertemperatur wenn die Sonne verdeckt wird, wodurch die Lüftung abgestellt wird. Der Rest der Wärme geht dann nach dem Abkühlen der Scheibe(n) durch diese + Gehäuse raus. Genau diesen Fall würde ich gerne simulieren..
Gruß
Paul
u-wert.net (498 Beiträge)
am 6.8.15
Hallo AlphaRay,
Tools sind mir dafür keine bekannt, mich würde es allerdings wundern, wenn es keine gäbe. Ob die dann kostenlos sind, ist eine andere Frage.
Was mir spontan zum Thema einfällt:
-Meine Langzeiterfahrungen mit Kunstglas sind äußerst schlecht. Dem Wetter ausgesetzt ist es schon nach wenigen Jahren milchig und undurchsichtig. Putzen hilft nicht.
-mit dem U-Wert alleine kommt man bei dieser Berechnung tatsächlich nicht weit. Bei diesen hohen Temperaturen spielt die langwellige Wärmeabstrahlung des Kollektors auch eine Rolle. Außerdem muss die Transmission der kurzwelligen Sonnenstrahlung durch das Glas berücksichtigt werden. Ein Einfachglas lässt ca. 85% der Strahlung durch, ein Doppelglas nur noch ca. 72% (die Werte gelten für echtes Glas). D.h. mit einer zusätzlichen Scheibe sinkt die Kollektorleistung gleich mal um 15%. Bei schrägem Einfall der Sonne reduziert sich die Transmission zusätzlich durch Reflektion - dann ist die zweite Scheibe noch ungünstiger.
-Auskühlung des Kollektors bei bedeckter Sonne: Diese Verluste würde ich versuchen zu minimieren, indem ich den Kollektor möglichst leicht, d.h. mit sehr geringer Wärmekapazität baue. Das hat außerdem den Vorteil, dass der Kollektor bei Sonneneinstrahlung möglichst schnell warm und einsatzbereit wird.
-um zeitabhängige Effekte (Aufheizen und Auskühlen) korrekt zu berechnen, reichen einfache Formeln nicht aus. Da muss auf jeden Fall eine Simulation her.
Grüße
Ralf Plag
Tools sind mir dafür keine bekannt, mich würde es allerdings wundern, wenn es keine gäbe. Ob die dann kostenlos sind, ist eine andere Frage.
Was mir spontan zum Thema einfällt:
-Meine Langzeiterfahrungen mit Kunstglas sind äußerst schlecht. Dem Wetter ausgesetzt ist es schon nach wenigen Jahren milchig und undurchsichtig. Putzen hilft nicht.
-mit dem U-Wert alleine kommt man bei dieser Berechnung tatsächlich nicht weit. Bei diesen hohen Temperaturen spielt die langwellige Wärmeabstrahlung des Kollektors auch eine Rolle. Außerdem muss die Transmission der kurzwelligen Sonnenstrahlung durch das Glas berücksichtigt werden. Ein Einfachglas lässt ca. 85% der Strahlung durch, ein Doppelglas nur noch ca. 72% (die Werte gelten für echtes Glas). D.h. mit einer zusätzlichen Scheibe sinkt die Kollektorleistung gleich mal um 15%. Bei schrägem Einfall der Sonne reduziert sich die Transmission zusätzlich durch Reflektion - dann ist die zweite Scheibe noch ungünstiger.
-Auskühlung des Kollektors bei bedeckter Sonne: Diese Verluste würde ich versuchen zu minimieren, indem ich den Kollektor möglichst leicht, d.h. mit sehr geringer Wärmekapazität baue. Das hat außerdem den Vorteil, dass der Kollektor bei Sonneneinstrahlung möglichst schnell warm und einsatzbereit wird.
-um zeitabhängige Effekte (Aufheizen und Auskühlen) korrekt zu berechnen, reichen einfache Formeln nicht aus. Da muss auf jeden Fall eine Simulation her.
Grüße
Ralf Plag
AlphaRay (14 Beiträge)
am 7.8.15
Hallo Ralf,
hat ja doch wer was zum Thema zu sagen...schön :)
Die Kollektoren werden - da hauptsächlich im Winter genutzt - an die Hauswände bei 90° aufgehangen. An einen Wetterschutz dachte ich aber auch schon, falls diese nicht direkt unter dem Dach drunter kommen. Dafür wollte ich über die Kollektorbreite ein 20-30 cm tiefes Stück PET Folie oben drauf tun als "Dach".
Du meinst auch sicher die PET und nicht PVC Folien? Bei diesen kann ich mir das vorstellen - sieht man ja deutlich bei transparenten Welldächern, die fast immer aus PVC sind
Das 0,8er PET hat eine Durchlässigkeit von irgendwas um 92..95%. Auch bei Doppelglas würde man hier gerade mal knapp unter 90% kommen. Das war einer der Gründe - neben dem qm Preis - weshalb ich von 6 und 10mm Doppelstegplatten bei der Planung weg bin.
Das habe ich quasi auch mitberücksichtigt: der Kollektor besteht aus einem 19mm Fichterahmen (90mm Tiefe), HDF-Doppelboden und HDF-Innenrahmen. Boden und Rahmen mit ca. 30mm Perlite. Beide kommen auf nen U-Wert knapp unter 1,0.
Das Gesamtgewicht des Kollektors kommt gerade mal auf berechnete 12,85 kg bei 1,2 m²bzw. 15,48 kg bei 1,5 m². Ich wollte es extra leicht haben wegen der Montage. Und Perlite hat im Gegensatz zur Stein/Glaswolle den Vorteil, dass es auch verdunsten kann, wenn es feucht werden sollte (Kondensat im Winter) + keine Fasern abgibt. Neben dem offensichtlichem Vorteil Gewichtseinsparung.
Ich dachte man könnte die U-Werte irgendwie umrechnen. Hier gibts ja z.B. ruhende Luftschicht und ein mal Luft bei 20°C. Der U-Wert fällt um einiges, wenn ich bei einer Doppelverglasung die ruhende Luftschicht durhc die 20°C Luft austausche. Kann man diese nicht weiter hoch rechnen? Und da selbe für das PET?
Gruß
Paul
hat ja doch wer was zum Thema zu sagen...schön :)
Die Kollektoren werden - da hauptsächlich im Winter genutzt - an die Hauswände bei 90° aufgehangen. An einen Wetterschutz dachte ich aber auch schon, falls diese nicht direkt unter dem Dach drunter kommen. Dafür wollte ich über die Kollektorbreite ein 20-30 cm tiefes Stück PET Folie oben drauf tun als "Dach".
Du meinst auch sicher die PET und nicht PVC Folien? Bei diesen kann ich mir das vorstellen - sieht man ja deutlich bei transparenten Welldächern, die fast immer aus PVC sind
Das 0,8er PET hat eine Durchlässigkeit von irgendwas um 92..95%. Auch bei Doppelglas würde man hier gerade mal knapp unter 90% kommen. Das war einer der Gründe - neben dem qm Preis - weshalb ich von 6 und 10mm Doppelstegplatten bei der Planung weg bin.
Das habe ich quasi auch mitberücksichtigt: der Kollektor besteht aus einem 19mm Fichterahmen (90mm Tiefe), HDF-Doppelboden und HDF-Innenrahmen. Boden und Rahmen mit ca. 30mm Perlite. Beide kommen auf nen U-Wert knapp unter 1,0.
Das Gesamtgewicht des Kollektors kommt gerade mal auf berechnete 12,85 kg bei 1,2 m²bzw. 15,48 kg bei 1,5 m². Ich wollte es extra leicht haben wegen der Montage. Und Perlite hat im Gegensatz zur Stein/Glaswolle den Vorteil, dass es auch verdunsten kann, wenn es feucht werden sollte (Kondensat im Winter) + keine Fasern abgibt. Neben dem offensichtlichem Vorteil Gewichtseinsparung.
Ich dachte man könnte die U-Werte irgendwie umrechnen. Hier gibts ja z.B. ruhende Luftschicht und ein mal Luft bei 20°C. Der U-Wert fällt um einiges, wenn ich bei einer Doppelverglasung die ruhende Luftschicht durhc die 20°C Luft austausche. Kann man diese nicht weiter hoch rechnen? Und da selbe für das PET?
Gruß
Paul
u-wert.net (498 Beiträge)
am 8.8.15
Hallo Paul,
ok, ich sehe, da steckt schon einige Denkarbeit drin!
Den Datensatz "Luft bei 20°C" hatte ein anderer Benutzer angelegt und dabei den Wärmetransport über Konvektion komplett unberücksichtigt gelassen. Ich habe den Datensatz deshalb jetzt aus der öffentlichen Baustoffliste entfernt. Tatsächlich gibt es keinen so großen Unterschied bei unterschiedlichen Temperaturen.
Ich würde vermuten, dass der per U-Wert-Rechnet berechnete U-Wert für den Bereich Kollektorfläche via Glas bis Außenluft nicht um mehr als 50% vom wahren Wert bei Temperaturen bis 50°C abweicht und der relative Unterschied der Wärmeverluste bei Einfachglas vs. Doppelglas noch hilfreiche Aussagen macht. Ich würde dann auch nicht nur auf die Auskühlphase schauen, sondern auch auf den stationären Betrieb.
Grüße
Ralf Plag
ok, ich sehe, da steckt schon einige Denkarbeit drin!
Den Datensatz "Luft bei 20°C" hatte ein anderer Benutzer angelegt und dabei den Wärmetransport über Konvektion komplett unberücksichtigt gelassen. Ich habe den Datensatz deshalb jetzt aus der öffentlichen Baustoffliste entfernt. Tatsächlich gibt es keinen so großen Unterschied bei unterschiedlichen Temperaturen.
Ich würde vermuten, dass der per U-Wert-Rechnet berechnete U-Wert für den Bereich Kollektorfläche via Glas bis Außenluft nicht um mehr als 50% vom wahren Wert bei Temperaturen bis 50°C abweicht und der relative Unterschied der Wärmeverluste bei Einfachglas vs. Doppelglas noch hilfreiche Aussagen macht. Ich würde dann auch nicht nur auf die Auskühlphase schauen, sondern auch auf den stationären Betrieb.
Grüße
Ralf Plag
AlphaRay (14 Beiträge)
am 14.8.15
Hallo Ralf,
ja schade..dachte das wäre doch so einfach ;/
Doppelverglasung wird wohl nichts werden. Bin die letzten Tage verschiedene Materialien durch. PET hat das Problem wie PVC, dass es doch nach bereits wenigen Jahren eiiniges an Lichtdurchlässigkeit verliert (im Schlimmsten Fall gute 20 % nach bereits 3 Jahren!).
PMMA ist da ein gutes Material - d.h. Plexiglas / Acrylglas.
Hier zahlt man je qm keine 11, sondern mind. 18 €. Wäre bei 1,5 qm Kollektor mit Doppelverglasung statt etwa 30 bereits über 50 €. Bei 10-20 qm wirkt sich das schon aus...
Es sei denn, es stellt sich die nächsten Wochen bei Echttests herauß, dass die doppelverglasung bei schlechtem bzw. kalten Wetter doch was bringt... Das müssten aber schon gute Prozente mehr sein, damit sich das lohnt (Amortisation!).
Habe jetzt auch ein Forum auf gemacht, wo ich diese Seite hier öfter mit Rechenbeispielen verlinken werde ;)
http://sollenkollektor.info bzw http//forum.umweltsau.net
Gruß
Paul
ja schade..dachte das wäre doch so einfach ;/
Doppelverglasung wird wohl nichts werden. Bin die letzten Tage verschiedene Materialien durch. PET hat das Problem wie PVC, dass es doch nach bereits wenigen Jahren eiiniges an Lichtdurchlässigkeit verliert (im Schlimmsten Fall gute 20 % nach bereits 3 Jahren!).
PMMA ist da ein gutes Material - d.h. Plexiglas / Acrylglas.
Hier zahlt man je qm keine 11, sondern mind. 18 €. Wäre bei 1,5 qm Kollektor mit Doppelverglasung statt etwa 30 bereits über 50 €. Bei 10-20 qm wirkt sich das schon aus...
Es sei denn, es stellt sich die nächsten Wochen bei Echttests herauß, dass die doppelverglasung bei schlechtem bzw. kalten Wetter doch was bringt... Das müssten aber schon gute Prozente mehr sein, damit sich das lohnt (Amortisation!).
Habe jetzt auch ein Forum auf gemacht, wo ich diese Seite hier öfter mit Rechenbeispielen verlinken werde ;)
http://sollenkollektor.info bzw http//forum.umweltsau.net
Gruß
Paul
AlphaRay (14 Beiträge)
am 14.8.15
Ups... http://sonnenkollektor.info
