title: Leistungsoptimierung einer Fassadenwärmeenergieversuchsanlage
Creators: name: Hinterleitner, Christian
Publisher: name: TU Wien
Year: 2014
Subjects: subject: Gesteins-Absorber
subject: Neuhauser-granite absorber
subject: stone-collector

description: Im praktischen Teil meiner Diplomarbeit soll für einen Messstand, der mit Hilfe von vertikal montierten Gesteins-Absorbern solare Strahlung in Wärme umwandelt, eine Regelung entwickelt werden. Auf der Hinterseite jedes Gesteins-Absorbers befindet sich eine Betonschicht die eine Rohrschlange umschließt. Durch die Rohrschlange wird eine kalte Flüssigkeit gepumpt. Die Regelung variiert nun den Volumenstrom so, dass sich ein konstantes Temperaturniveau der Flüssigkeit nach Verlassen der Rohrschlange einstellen lässt. Im theoretischen Teil meiner Arbeit wird ein 1-dim physikalisches Modell des Gesteinsabsorbers erstellt und implementiert. Diese Simulation wird mit Hilfe von Daten, die im praktischen Teil der Arbeit gesammelt und gespeichert werden, verifiziert. Ziel der Diplomarbeit ist es, die thermische Energie, welche vom Gestein auf die Flüssigkeit übertragen wird zeitaufgelöst zu ermitteln. An beliebigen Standorten der Erde soll es dann möglich sein, mittels der Simulation den Jahreswirkungsgrad dieses Gesteinsabsorber-Typs zu ermitteln. Um den Jahreswirkungsgrad an verschiedenen Standorten bestimmen zu können benötigt man die jeweiligen Klimadaten und ein vorgegebenes Nutztemperaturniveau des Fluids. Es wird in dieser Arbeit der Neuhauser Granitabsorber untersucht. Für diesen Gesteinskollektor ergibt sich ein durchschnittlicher thermischer Energieübertrag von 118kWh/m 2 a (Standort Wien Umgebung) bei einem Nutztemperaturniveau von 23 °C. Dies entspricht einem Wirkungsgrad von 13,5%. Betrachtet man jene thermische Energie, die in der Heizperiode (=Jän. bis April und Okt. bis Dez.) vom Kollektor an das Fluid übertragen wird, so kommt man auf einen Durchschnittswert von 28,5 kWh/m 2 a.
description: In the practical part of my master thesis a controller for a prototype solar thermal facade energy system is being developed. This facade energy system consists of different stone slabs which absorb solar rays. The absorbed solar energy is converted in heat.The stone slabs are mounted vertically on a plate. On the back side of each stone-collector there is a pipe system installed, sourounded by concrete, through which a mixture of water and glycol is pumped. The heat from the collector is transferred to the colder fluid. The task of the control is to vary the flow rate so, that the temperature of the fluid after passing the pipe system is constant. In the theoretical part of this project a 1-dim phsical model of the stone-collector is created and implemented. This simulation is verified with aide of data, which have been collected and stored in the practical part of the work. The aim of this project is to determine time-resolved the thermal energy, that is transferred to the fluid. At any location on earth with aide of the simulation it should be possible to determine the annual energy efficiency. Therefore both climate data and a defined operating temperature are needed. In this work the Neuhauser-granite absorber is investigated. For this stone-collector the average thermal energy transfer results in 118kWh/m 2 a (location Vienna) by an opeating temperature of 23 °C. This corresponds to an efficiency of 13.5%. Considering the thermal energy in the heating season (=Jan. to April and Oct. to Dec.) which is transferred from the collector to the fluid, we arrive at an average value of 28.5 kWh/m 2 a.