Napkollektor mérési adatok

A vizsgált rendszer jellemzői

  • 2 db sík napkollektor
  • 120 literes bojler
  • Délkeleti tájolás
  • Gravitációs keringés
  • Mintavétel 10 percenként

A mérést hónapokon át folytattuk egy mérési adatgyűjtő rendszerrel.

A hőmérsékleteket a következő pontokon mértük:

  • Kollektor belseje
  • Tartály alja
  • Tartály közepe
  • Tartály teteje
  • Kollektor kilépő csonk
  • Kollektor belépő csonk
  • Külső hőmérséklet

A pillanatnyi teljesítményre a tartály átlaghőmérsékletének növekedéséből következtettünk. Ezzel a módszerrel közvetlenül a hasznos teljesítményt mértük a rendszer összes hőveszteségével csökkentve.

 

Az összegyűjtött adatok

Nézzük meg, hogy egy nap alatt hogyan alakultak a hőmérsékletek

hőmérséklet diagram

Napkollektor rendszer hőmérsékletének alakulása egy nyári nap alatt

A hőmérsékletek értékelése

A hőmérséklet diagram első szakaszában, kb. reggel 8 óráig azt látjuk, hogy a tartály tetejének hőmérséklete lassan csökken, a tartály aljának a hőmérséklete viszont lassan emelkedik. Vagyis tartályon belüli hőmérsékletkiegyenlítődés történik. Az esti zuhanyozáskor fölül kieresztett forró víz helyére alul hidegvíz áramlott be, éjszaka ez a hőmérsékletkülönbség lassan csökken de nem keveredéssel, hanem hővezetéssel.

Délelőtt, amikor a napkollektort elkezdi sütni a nap, a kollektorból kilépő víz hőmérséklete meredeken emelkedik, és beindul a természetes cirkuláció. A tartály aljának hőmérséklete a csőrendszerben az állásidő alatt lehűlt víz miatt kissé visszaesik, de azután a kollektorból kilépő víz ide kerül, és a hőmérséklet itt is meredeken emelkedik. Ugyanekkor a tartály tetejének hőmérséklete kissé visszaesik, hiszen a cirkuláció miatt a tartály alsó részéből a néhány fokkal hidegebb víz áramlik fölülre. A tartály tetejének hőmérséklete lassabban emelkedik, hiszen mire ide ér a kollektor forró vize, addigra összekeveredik az egész tartály vizével.

A tartály alsó szonda hőmérséklete 17:40 körül meredeken lezuhant. Ez azért történt, mert valaki melegvizet eresztett ki a rendszerből, és a tartály aljára hideg hálózati víz áramlott be. Látható azonban, hogy a tartály tetejének hőmérsékletén ez nem vehető észre, vagyis a vételezett melegvíz, amelyet a tartály tetejéből eresztünk ki, nagyjából állandó hőmérsékletű. Ennek oka, hogy vízelvételkor a tartályba alulról beáramló hideg víz nem keveredik össze a meleg vízzel, hanem rétegesen helyezkedik el. Látható, hogy a 22:30 körüli esti zuhanyozás után a tartály aljára 23 fok körüli víz került, de a tetején még akkor is 60 fokos volt a víz hőmérséklete. Ezért a tartályban tárolt forró vizet fel tudjuk használni, a használt melegvíz hőmérséklete jelentősen nem ingadozik.

A teljesítmény számítása

A tartály átlaghőmérsékletének változásából és a tárolt víz mennyiségéből következtethetünk a hasznos teljesítményre.

hőmérséklet diagram

Napkollektor teljesítmény diagram

A teljesítménydiagramon látható, hogy a napsütés kezdetétől a termelt teljesítmény 800W körüli, amíg a kollektorok árnyékba nem kerülnek. A fogyasztott teljesítményen látható tüskék a melegvíz-fogyasztást jelzik.

A termelt energia számítása

A teljesítmények idő szerinti integrálásával kapjuk az energiagörbéket.

Energia diagram

Napkollektor termelt energia diagram

A termelt energia mennyisége a napsütés folyamán fokozatosan növekszik. A fogyasztott energia mennyisége ugrásszerűen növekszik, amikor melegvizet fogyasztunk. Ezen a mérési napon a termelt és felhasznált energia 5kWh körül volt.

A rendszer kihasználtságát tovább növelhetjük, ha több melegvizet használunk. Innen láthatjuk el például a mosógépet és a mosogatógépet is.

Kapcsolódó cikkek:

Tovább az eszköztárra