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Luftkollektor 1

Der Luftkollektor

Nachdem ich eine kommerzielle Brauchwasser-Solaranlage auf das Dach und in den Keller montiert habe, die problemlos funktioniert, fehlt mir ein Test-Luftkollektor. In einem Luftkollektor wird die Wärmestrahlung der Sonne absorbiert und an die durchströmende Luft als Wärmeträger weitergegeben. Die erwärmte Luft wird ins Gebäude geblasen. Der Ansatz ist eine möglichst einfache Konstruktion zu erstellen, um diese ggf mehrfach zu bauen. Ich werde den Kollektor senkrecht an die Wand hängen.

Bau des Gehäuses, Luftkollektor 1

Bild 1: Zusammensuchen der Werkzeuge und Materialien.

Bild 2: Die Breite der Rückwand anpassen, Seitenwände anleimen/schrauben.

Bild 3: Überprüfen der Länge/Breite anhand der Deckplatte (die Deckplatte soll im Originalformat verwendet werden)

Bild 4: Auswählen der Lüfter

Bild 5: Rahmen für Absorber bauen

Bild 6: Rahmen schwärzen und bespannen

Bild 7: Sehr wichtig!!! Pause machen

Bild 8: Gehäuse innen schwärzen, Rahmen einpassen. Abteilung für Lüfter einbauen

Bild 9: Abteilung für Lüfter und Elektronik (möglich 8 Stück, 6 Stück verbaut, 12V, 0,15A pro Stück, 4Pol Lüfter)

rechnerisch: 40.2 m3/h x 6 = 241.2 m3/h, bei 12V 900mA

Bild 10: gemessen mit Luftfilter und Absorber: 1.15 m/s Luftgeschwindigkeit im 160mm Rohr  (ca 80 m3/Stunde)

Steuerung

Von der Steuerung werden Temperaturwerte, Feuchte, Luftdruck und Beleuchtungsstärke erfasst.

Die Steuerung schaltet die Lüfter ein wenn die Temperatur im Kollektor oberhalb der Raumtemperatur liegt und die Beleuchtungsstärke einen festgelegten Wert überschreitet. Die Kombination Temperatur/Beleuchtungsstärke verhindert unnötiges Ein- und Aus-schalten. Die Drehzahl der Lüfter wird über ein PWM Signal abhängig von der Differenztemperatur gesteuert.

Ein PID Regler errechnet das PWM Signal anhand der Temperaturwerte. Es sollen durch die in der Drehzahl regelbaren Lüfter auch kleine Temperaturdifferenzen genutzt werden.

Die gemessenen und errechneten Daten werden in einer Logdatei für eine Auswertung und weitere Optimierung gespeichert. Eine Luftklappe verhindert Luftbewegung bei „kaltem“ Luftkollektor.

Bild 11: Fühler in der Mitte des Luftkollektors 1

Bild 12: Fühler am Lufteintritt des Luftkollektors 1

Bild 13: Beleuchtungsstärkesensor, BH1750FVI, maximale Empfindlichkeit bei 560nm, 0- 54612.50 Lux, Datenausgang 16bit seriell, Gehäuse WSOF6I 1,6x3mm

Den Beleuchtungsstärkesensor Messwert verwende ich als Kriterium um mehrfaches Ein/Ausschalten des Kollektors zu vermeiden. Die Temperatur allein als Einschaltkriterium sorgt für mehrfaches Ein/Ausschalten morgens und abends.

 

Bild 14: Der Kollektor 1 in funktionsfähigem Zustand

Bild 15: Die Messung sieht soweit vielversprechend aus. Der Kollektor 1 liegt noch auf den Montageböcken

Bild 16: Lufteingang mit Filtermatte vor Fliegengitter

Bild 17: Luftkollektor 1 fertig, wetterfest

Bild 18: Luftkollektor 1 zu Testzwecken in Richtung Süden ausgerichtet, Die Feuchtigkeit in der Hohlkammerplatte wird langsam weniger

Bild 19: Luftkollektor 1 Südausrichtung, Lüfter gesperrt, keine erkennbaren Probleme, Maximaltemperatur 94.4 Grad Celsius

Bild 20: Luftkollektor 1 Südausrichtung, Lüfter freigegeben, optimierte PID, alles OK, Lüftungsklappe fehlt noch