Bild 2/SO Glasning med två glas.
att det innersta glaset - om en glasning bestående av
två glas tänkes vara monterad - brustit på grund av för höga påkänningar. Vanligt glas har en längdutvidgnings-
koefficient som är
V glas =
Vid ett glas 1 x 1 m och om en övertemperatur på 60 K antages blir längdutvidgningen i diagonalens riktning
P
P
a -, •
L glas 0,8 10-5
• A0
1,41-60 68-10 m = 0,68 mm
Man får således en utvidgning på ca 0,7 mm vilket i och
för sig kan tyckas vara lite, men som vid en stum infäst
ning kan förorsaka en spricka i glaset.
I vanliga fönster används ofta så kallade isolerglas,
i vilka utrymmet mellan glasen evakuerats på luft för att öka isoleringen. Glasen i isolerglasen limmas ofta
till en aluminiumprofil, som tjänstgör som distansklots
mellan glasen. Denna limskarv kan då olyckliga omständig
heter råder utsättas för påfrestningar p g a olika
temperatur hos glasrutorna. Den inre glasytan blir i en solfångare betydligt varmare än det yttre glaset och
utvidgas mer. Under normala temperaturbetingelser liknande de, som råder vid fönster uppstår ej några
problem.
Vid avbrott i vattencirkulationen och samtidig stark solstrålning kan problem i form av spänningar uppkom
ma i isolerglasrutor pga stora temperaturdifferenser.
En glasning i en solfångare bör därför utföras så att
glaset eller glasen har möjlighet till att expandera.
Detta innebär att vid en glasning bestående av två glas
en sämre värmeisolering erhålles eftersom det under dessa betingelser ställer sig svårt att åstadkomma
evakuering av utrymmet mellan glasen. Risk finns att det uppstår kondens i utrymmet mellan rutorna med för
sämring av glasningens förmåga att transmittera sol
strålning som följd.
Kondensen, som uppstår t.ex. på glasinnerytan, utfälls
från den luft som finns i solfångaren. Luften tränger in i utrymmet innanför glasning och hölje genom otät
heter t.ex. vid rörgenomföringen vid inlopp och utlopp.
Under dagtid värmes även luften i utrymmet mellan glas
2:18
och absorbatoryta. Även luft i isoleringsmaterial - om
nu ett sådant med hög porositet användes - värmes och trycket i solfångaren stiger. Luft strömmar då ut genom
otätheter i hölje och glasning. Vid avkylning av sol
fångaren minskar trycket i solfångaren varvid luft sugs in samma väg som den förut tryckts ut. Det sker alltså
ett utbyte av luft med omgivningen och på detta sätt kan luft med hög relativ fuktighet transporteras in i
solfångaren och ge upphov till kondens.
Kondens i glasningen hos en solfångare medför således
att verkningsgraden hos denna blir sämre. Ett sätt att
undvika att vatten fälls ut i glasningen är att placera något ämne som upptar fukt i glasningen. Selica-gel
är ett sådant ämne.
Det kan vara intressant att veta hur stor energi som åtgår till att förånga en kondensutfällning. Som exem- pel väljes 1 m fönsteryta och vidare antages att
2
kondensfilmens tjocklek är 0,5 mm.
W = m*r = 0,5*2500 (kJ) = 1250 kJ = 350 Wh
m
= 0,5*1 = 0,5 kg.r
= ångbildningsvärme för vattenDetta värde, 350 Wh, är endast den energi som fordras för att förånga vattnet. Detta motsvarar uppvärmningen av ca 8,5 1 vatten från 10 - 45°C.
Totalt instrålar genom två glas med 90° lutning mot horisontalen under en klar dag i april månad då sol-fångaren är vänd mot söder ca 6400 Wh/(m dygn).
2
I en sådan solfångare skulle ca 350/6400 = 5 % av den energi som träffar absorbatorytan gå åt till att förånga kondensvatten. Det. är därför viktigt att åtgärder vidtages så att kondens ej uppstår i en glasning.
Energitransporten från en varm absorbatoryta genom
glasningen sker huvudsakligen genom konvektion och strålning. Den långvågiga strålningen transmitteras ej
genom glas utan en uppvärmning av den inre glasytan sker. Denna värmetransport är ej beroende av avståndet
mellan absorbatorytan och den inre glasytan i lika hög grad som värmeutbytet genom konvektion. Avståndet mellan absorbatorytan och glasytan inverkar på värraemotståndet.
Allmänt gäller att då luftspalten är 20 mm och större
så är värmemotståndets ändring relativt liten jämfört med den ändring som sker då spalten ändras vid mindre
avstånd mellan ytorna. Från värmeteknisk synpunkt är
det således önskvärt att luftspalten mellan inre glas
ytan och absorbatorytan är ca 20 nan.
Ett annat önskemål är att den ram, i vilken glasningen är fäst ej får sticka upp över absorbatorytan mer än nöd
vändigt med hänsyn till skuggning av absorbatorytan vid infallsvinklar nära 90°. I bild 2/31 visas hur skuggning
av absorbatorytan uppstår.
Av bild 2/31 framgår hur viktigt det är att avståndet
mellan absorbatorytan och glasinnerytan är så litet som praktiskt och tekniskt är försvarbart.^
Skuggningseffekten är mindre vid en glasning bestående av ett glas än en bestående av flera glas.
Det faktum att glasningen med nödvändighet måste
monteras på ett visst avstånd från absorbatorytan ger
upphov till att en viss sträcka uppstår vid höljet, som måste isoleras om inte onödigt stora värmeförluster
skall erhållas, se bild (2/32).
Om detta område, se bild 2/32, lämnas oisolerat och
höljet består av ett material med stort värmelednings- tal så kommer detta att verka som en kylfläns genom
vilken värme avges till omgivningen.
Storleksordningen på denna värmeförlust, om man förut
sätter 1 cm oisolerad yta och försummar motståndet till
följd av ledning i höljet, är:
a.«ot in(. 9
P = t U •
A •
A0 - • (4*0,01)*40 » 7 W/(ma .+a 22
^ u
solfångaryta) där a. = 7 W/(m2*X)
au
= 15 W/(m2-JO 40 = 40K A
= 4*0,01 m2I det föregående har glasning antagits bestå av ett eller
två fönsterglas.
Sedan lång tid tillbaka har ansträngningar gjorts för
att finna ett material som kan ersätta glaset i en sol- fångare. Ansträngningarna har först och främst gällt att få fram material, som transmitterar större del av
den infallande solstrålningen men samtidigt har låg transmission av långvågig strålning. Ett annat önskemål
har varit att göra solfångaren lättare samt, inte minst, billigare, men fortfarande tålig mot väder och vind.