Svart emalj pä stål (exempel)
Cu O
Våglängd (im
Bild 2/24. Reflektion av monokromatisk strålning med
vinkelrätt infall mot ytan.
/lödning /svets /lödskarv el. svets
Bild 2/25. Exempel på utföranden av absorbâtorytan.
Material av olika slag kan användas i rör och plåtyta
beroende på hur systemet i övrigt är uppbyggt.
För att absorptionen av den infallande strålningen skall bli så stor som möjligt behandlas plåtytan genom målning
eller på annat sätt. Det vanligaste sättet att få en yta med stor absorption av kortvågig solstrålning är att måla
ytan svart. I bild 2/26 visas hur absorptionen ändras
med infallsvinkeln för en svartmålad yta. Som synes änd
ras absorptionen endast litet även vid ganska stora in
fallsvinklar och är också vid så stor vinkel som t.ex.
70° 0,82.
absorption, A
10 20 30 40 50 60 70 80 90
infallsvinkel
Bild 2/26. Absorptionen hos svart färg som funktion av
in fa lIsvinkeIn.
Temperaturer lämpliga för bad, tvätt och disk skulle ej
kunna erhållas under dagar med utetemperatur ned mot 0°C om inte framför allt solfångarens baksida värmeiso-
lerades.
Isoleringen består dels av den som anbringas på absor-
batorplåtens baksida men också isolering vid övriga
ytor, kanter m m måste ske för att inte oönskade värme
förluster skall uppstå.
Som isoleringsmaterial kan användas de flesta i byggnads- branschen förekommande typer av isolering för drifttempe
raturer över ca 100°C. Driftstemperaturerna hos sol-
fångare för varmvattenberedning är visserligen (eller bör inte vara) inte högre än vad som motsvarar ca 45°C
hos vattnet ut från fångaren. Man får dock inte utesluta
att det kan uppstå avbrott i flödet vilket kan ge tempera
turer av över 100 °C både i solfångare med en och tva rutor i glasningen. Mineralull är ett lämpligt isoler—
material som tål de temperaturer som kan upstå i en solfångare för värmning av tappvatten.
2:14
2.3 Ingående granskning av komponenterna 2.3.1 Glasningen
En solfångare för värmning av tappvatten måste som nämnts
för att bli effektiv förses med en glasning. Denna kan bestå av ett eller flera glas. Även plastmaterial som
ej förändras under inverkan av ultraviolett strålning
har använts.
Trots den utveckling som skett inom plastindustrin har ej något material, som har bättre egenskaper då det
gäller att transmittera den kortvågiga solstrålningen
och att "fånga" den långvågiga strålningen som sker från
absorbatorytan, utvecklats. Vanligt fönsterglas anses fortfarande vara det material som är billigast och bäst då det gäller glasningen i en solfångare.
Ett eller två glas i glasningen väljs med hänsyn till de
klimatförhållanden under vilka solfångaren skall arbeta, av vilken temperatur som önskas på det utgående vattnet och med hänsyn till ekonomin. En solfångare för värmning
av vatten till en swimming-pool kan i många fall klara
sig utan någon glasning eftersom en temperaturstegring
på vattnet önskas som endast är några grader över ute
temperaturen. Likaså kanske en glasning bestående av ett glas räcker i en solfångare för varmvattenberedning i en sommarstuga om man ej ställer samma krav pa komfort
som i t. ex en installation i en permanent bostad. Dess
utom är utetemperaturen ofta så hög under den tid man
utnyttjar installationen i sommarstugan att värmeförlusten ej blir besvärande stor. Det råder således en viss omgiv
ningstemperatur där ett glas är bättre än tva. Beaktas
bör att transmissionen genom ett glas är större än genom
två glas.
I bild 2/27 och 2/28 visas verkningsgraden för en solfångare
med ett och två glas och där absorbatorn målats med mörk
oljefärg. Beräkningen är förenklad såtillvida att endast förlusten genom glasningen har medtagits i beräkningen
av verkningsgraden. Dessutom har transmissionsfaktorn,
T, satts konstant. Denna varierar med strålningens in
fallsvinkel som framgår av bild 2/21 men är ca 0,87 för ett glas upp till infallsvinklar av 40° och ca 0,77 för
två glas upp till infallsvinklar av 30°. Även absorb-
tionsfaktorn, Ä, för oljefärg varierar med infallsvinkel,
se bild 2/26, och är ca 0,95 upp till infallsvinklar av
verkningsgrad rj
60 80 100
absorbatorns medeltemp. ©;
Bild 2/27 Verkningsgraden för en solfångare med en ruta i glasningen som funktion av absorba
torns medeltemperatur och med utetemp eratu-.
ren som parameter.
Intensitet I^= 1000 iV/(m"K)
verkningsgrad r|
absorbatorns medeltemp.Ga
Bild 2/28 Verkningsgraden för en solfångare med två rutor i glasningen som funktion av absorba
torns medeltemperatur och med utetemperatu
ren som parameter.
Intensitet I1000 W/im^K)
30 .
T-A I.
-klBa- eu)
h
(2:20)
där
T
= glasets transmissionA
= plåtens absorbtionsfaktork
= glasningensk-vä
rdeI.
= instrålad intensitet0q = absorbatorytans medeltemperatur 0^ * utetemperaturen.
Som framgår av bild 2/27 är verkningsgraden, n, för en solfångare med 1 glas vid 20°C temperatur på absorbator-
ytan ca 0,?9 medan 2 glas ger n = 0,71. Vid en absorba- tortemperatur 0^ = 40°C är verkningsgraden fortfarande
bättre för en solfångare med 1 glas (n^
glas ~
0*68, n2glas
* ®»65) om utetemPeraturen ar = 15°C. Vid en utetemperatur 0^ = 0°C är verkningsgraden lika med0,60.
Det framgår av bild 2/27 och 2/28 att om solfångaren skall värma vatten även under dagar då utetemperaturen är låg
är det önskvärt att man förser solfångaren med två glas.
Även då högre temperatur önskas på vattnet är det lämpligt att förse solfångaren med två glas.
Med stöd av bild 2/27 och 2/28 synes det för en solfångare
som endast användes under månaderna juni - augusti, då
medeltemperaturen under dagen (8.00 - 18.00) är över 15°C, att endast ett glas är motiverat i glasningen.
Dessutom kan man notera att 40°G är en ganska hög medel
temperatur på absorbatorytan. Om medeltemperaturen beräk
nas enligt
0
am ( 2 : 21 )
där 0 utgående vattnets temperatur inkommande vattnets temperatur,
så ger 0 = 40°C en utgående temperatur av 0 = 70°C
ö
am
orau
om 0 . sättes till 10°C. Här har som synes ej någon hänsyn
av
tagits till det temperaturfall som sker i rörväggarna.
En temperatur av 0^ = 70°C är hög och vid lägre tempera
tur hos utgående vattnet erhålles en lägre medeltemperatur
på absorbatorytan varvid
ett glas
ytterligare motiveras.En solfångare för varmvattenberedning med en glasning bestående av 3 glas synes ej vara motiverad vid de tem
peraturer, som det här rör sig om.
5-R83
2:16
Glasningen i en fristående solfångare utförs med en ram.
Materialet i ramen väljs beroende på materialet i höljet.
Höljet utgör nämligen vid detta utförande fäste för
fönsterramen. Är höljet utfört i trä ligger det nära till hands att även använda trä i glasningens ram, se
bild 2/29.
En solfångare, som används för att värma vatten i ett
fritidshus under sommarmånaderna, kan lämpligen utföras med ett hölje av trä eftersom den ej kan förväntas bli
utsatt för samma klimatförhållanden som en använd vid
en permanentbostad. Vid en installation i t.ex. en villa får man räkna med att en solfångare är i drift under tiden
mars - oktober samt att den är en permanent installation, som ej monteras ned under vinterhalvåret utan även utsätts
för vinterväderlek. En solfångare i ett fritidshus, som
är inkopplad endast under juni till augusti kan monteras ned under vinterhalvåret. Givetvis måste en solfångare
med ett hölje av trä skyddas mot röta genom målning eller
annan form av impregnering.
För en permanent installerad solfångare som är tänkt att
fungera under större delen av året bör man använda ett material, som är mer beständigt mot väder och vind i
höljet och som ej fordrar ofta återkommande underhåll
i form av målning m m. Aluminium, som dessutom har den
fördelen att vara lätt, kan med fördel användas.
Denna längre utnyttjningstid som fås vid t.ex. en villa
gör att väderleken, som solfångaren kan tänkas bli ut
satt för, är mera skiftande och framför allt kommer det att under en stor del av tiden - solfångaren tänkes vara i drift under tiden 1 mars - 31 oktober - råda en temperatur utomhus, som motiverar en glasning med två
rutor. I bild 2/30 visas hur en sådan kan utföras.
Under normala drifsförhållanden råder över glasningen
i en solfångare ungefär samma temperaturdifferens som vintertid över fönster. Under sådana betingelser uppstår ej några problem med glasningen men under icke ordinära
omständigheter, som till exempel vid avbrott i vatten
cirkulationen, kan temperaturförhållanden uppstå som
gör att vissa hänsyn måste tas vid utformningen av glasningen. Vid avbrott i vattencirkulationen kan tem
peraturer på ca 100°C uppnås på absorbatorytan och detta
medför att även det närliggande glaset uppnår en hög