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Luftkollektoren
haben den selben Aufbau wie der von Flachkollektoren
einer thermischen Solaranlage. Sie bestehen
aus einem Kollektorgehäuse, einer transparenten Abdeckung,
einem Absorber und einer rückseitigen Wärmedämmung.
Bei der Auswahl der Materialien der Komponenten und die Witterungsbeständigkeit
sind dieselben Grundregeln wie bei einem Flachkollektor zu
beachten. |
Solar-Luft-Kollektoren
können zur Beheizung und/oder Belüftung
von Gebäuden eingesetzt werden. Die vom Prinzip her einfachen
Solar-Lüftungssysteme arbeiten nach dem "Wärmefallen-Prinzip"
oder auch "Wintergarten-Prinzip".
Komplette Gebäude oder Teilfassaden können mit einem
Glasvorbau und integrierten Luftkollektoen versehen werden. |
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Kontrollierte
Lüftung |
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Hypokausten-System |
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| Diese
Kollektoren gibt es aber auch als Kollektoren für die
Aufdachmontage und als Kleinpaneele für
die Hauswand. |
| Im Sommer
wird die vertikale Luftbewegung im verglasten Bereich für
den Luftaustausch genutzt. Die im Winter eingefangene Strahlungswärme
unterstützt die Gebäudeheizung über die kontrollierte
Wohnungslüftung. Die Einstrahlintensität wird durch
automatische Jalousiensysteme geregelt. |
| Die solare
Energie aus der Luft kann auch zur Kühlung über
eine Adsorptionswärmepumpe genutzt werden.
Die Effektivität der solaren Lüftung ist von der
Strahlungsintensität, den Gebäudekonstruktion und
der verwendeten Haustechnik abhängig. |
| Den Solar-Luft-Kollektor
gibt es in verschiedenen Aufführungen, ja sogar viele
Eigenbauten. Besonders hat sich speziell perforiertes schwarzes
Aluminiumblech bewährt, das auch die diffuse Einstrahlung
(bei bedecktem Himmel) in Wärme umgewandelt. Die Perforation
lässt eine gute Zirkulation zu. Dadurch wird der Luftkollektor
relativ gleichmäßig erhitzt.
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Die seit
1992 in Deutschland entwickelten und gefertigten Absorberbleche
erhöhen die Zulufttemperatur, abhängig von der Luftwechselrate,
um bis zu 30 °C. und sind weltweit in verschiedensten
Ausführungen (auch
ohne Glasabdeckung) im Einsatz. Die Effizienz
wurde bei vielen Mess-Studien nachgewiesen. Im Solarluftkollektor
wurde, ohne Vorerwärmung, bereits im März 2006 eine
Temperatur von über 70 °C. gemessen. Bei einmaligem
Luftwechsel in der Minute, sank die Temperatur erst nach über
90 Minuten Ventilatorlaufzeit auf 55 °C. DRYTEC |
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| Kontrollierte
Lüftung |
Quelle:
SolarVenti® |
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Solar-Luftkollektor
- Luftumleitung > Durchstromung
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Quelle:
Grammer Solar |
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Luftkollektortrocknung |
Quelle:
TFZ - Technologie- und Förderzentrum Bayern |
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Auch bei der Trocknung
von Holzhackschnitzel werden Solarsysteme
(Luftkollektoren), die auf dem Gewächshausprinzip basieren,
angewendet. Hier wird die von einem Luftkollektor erwärmte
Luft durch das Holzschnitzellager geleitet. Dadurch ist eine
kostengünstige Hackschnitzelaufbereitung möglich. |
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Warmluftkollektor
- Fensterkollektor - Fassadenkollektor |
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Warmluftkollektor
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Fassadenkollektor |
Quelle:
Trubadu.de |
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Warmluftheizungen sind
an sich nichts Neues, schon die Römer beheizten hiermit
Ihre Tempelanlagen, indem Sie heißen Rauch durch mit
Hohlräumen versehene Fußböden leiteten -
der Vorläufer der ersten Fußbodenheizung war
geboren. Selbst in Walhalla im bayrischen Donaustauf integrierte
der Architekt Leo von Klenze 1840 eine Warmluftheizung.
Noch heute sind zwischen den ausgestellten Büsten die
runden und mit Gittern versehenen Luftzuführungen zu
erkennen. Viele Industrie- oder Veranstaltungsgebäude
werden heutzutage mit Luftsystemen klimatisiert. Im Sommer
dient die Anlage zur Kühlung im Winter zur Heizung.
Die erste solare Warmluftheizung wurde um 1890 in den USA
erfunden und nach dem 2. Weltkrieg als das Rohöl knapp
war, vermehrt in Wohngebäude in den USA eingebaut.
Mit dem Fall des Rohölpreises jedoch geriet der Luftkollektor
nach und nach in Vergessenheit.
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| > mehr
zum Thema |
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| PCM Warmluftspeicher |
Zunehmend werde Energiespeicher
(Latentspeicher) aus PCM Materialien hergestellt. In
diesem wird die thermische Energie verborgen, verlustarm
und mit vielen Wiederhohlzyklen über lange Zeit gespeichert. |
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PCM Materialien
haben festgelegte Temperaturgrenze an denen Sie schmelzen.
Die Nutzung eines Phasenübergangs
ist für die Energiespeicherung dabei
wesentlich effektiver als das bloße Erwärmen eines
Mediums. Die Zustandsänderung der Speichermaterials für
die Energiespeicherung sollte im Bereich zwischen 25 - 35
°C liegen. |
Der Speicher wird im Wohnraum
(beheizte Gebäudehülle) betrieben, um unnötige
Wärmeverluste so gering wie möglich zu halten.
Wenn wir uns nun unsere Wohnraumtemperatur ansehen, liegt
diese zwischen 18 und 22 °C. Wenn der Speicher entladen
wird, kühlt das geschmolzene PCM ab und gibt die Wärme
an die durch den Speicher strömende Luft ab. Hierzu
ist eine Temperaturdifferenz von einigen Grad (Kelvin) erforderlich.
Wenn nun die Wohnraumtemperatur auf ca. 17 °C absinkt,
so soll diese abgekühlte Raumluft automatisch durch
den Speicher transportiert und wieder auf ca. 22 °C
erwärmt werden.
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Hierbei behält
der Speicher solange seine Temperatur von z. B. 27 °C
(gewählte Schmelztemperatur des PCM Materials) bis alle
gespeicherte Energie an die Luft abgegeben das PCM wieder
vollständig erstarrt ist – der Speicher ist entladen.
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Eine elektronische
Regelung sorgt dafür, dass der Speicherlüfter
erst dann seinen Betrieb startet, wenn die Raumtemperatur
unter eine voreingestellte Temperaturgrenze sinkt. Zur Ladezyklenoptimierung
werden leise und leistungsfähige Walzenlüfter und
eine elektronische Steuerung aus dem Solarbereich verbaut. |
Bei diesen geringen
Wärmeunterschieden von 5 - 7 K spielt auch die Eigenabkühlung
des PCM keine wesentliche Rolle, zumal die Energie nicht verloren
geht, sondern auch zur Raumerwärmung mit beiträgt.
Die Eigenabkühlung ist aber so gering, dass am nächsten
Morgen der Speicher noch immer eine Kapazität von ca.
80% hat, wenn die gespeicherte Wärme nicht abgerufen
wurde. Quelle: Trubadu.de |
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Mit dieser Solar-Box
und einem Solar-Luftkollektor kann
die Solarenergie ganzjährig genutzt werden.
Im Winter und in der Übergangszeit wird sie zum
Heizen und zur Belüftung und im Sommer unterstützt
sie die Trinkwassererwärmung. |
In dem Gehäuse
ist neben dem Ventilator ein Wärmetauscher für
die Trinkwassererwärmung und eine elektrisch geregelte
Luftklappe integriert. |
Die Regelung bzw. Umschaltung
der Betriebszustände erfolgt über eine separate
"Solar-Regeleinheit". Diese wählt je
nach dem Temperatur- bzw. Anforderungsprofil zwischen
den Betriebszuständen "Heizen/Lüften"
und "Trinkwasser-erwärmung".
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Einbindung
eines Luftkollektors |
Quelle:
Schrag GmbH |
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Fassaden-Kollektor
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Solar
Air heater |
Quelle:
Richard Lewis |
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Eine andere
Art von Luftkollektor ist ein "Luft-Heizer",
der auch mit einen Luftbrunnen
kombiniert werden könnte. |
Dies ist ein
solarer Lufterhitzer, der die Wärme
der Sonne benutzt, um Luft vorgewärmt in ein Haus
zu fördern. Dabei wird auch Wärme in einem
Steinbett gespeichert. Auch nachdem
die Sonne untergeht, wird die Wärme aus den Steinen
nach dem Thermosiphoneffekt weiter arbeiten. |
| > mehr
vom Erfinder |
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VDI
Richtlinie 6022 — notwendigen Arbeiten
zur Wartung und Inspektion von Lüftungs- und Klimanalagen |
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