Aurinkokeräimen mittaus

Abstract

Työssä tutkittiin aurinkokeräintä, joka siirtää auringon lämpöä keräimen läpi virtaavaan ilmaan. Keräin oli rakennettu jalustalle pystysuoraan, koska yleensä tämän tyyppiset keräimet asennetaan seinälle. Pystysuora asennus on hyvä talvella, kun aurinko paistaa matalalta.

Työn tarkoitus oli selvittää aurinkokeräimen hyötysuhdetta ja rakentamisen kannattavuutta. Tutkitun aurinkokeräimen oli valmistanut Porin Termolaite Oy. Se oli alun perin tarkoitettu kaupalliseen valmistukseen. Tästä kuitenkin luovuttiin, koska laite on edullinen ja helppo rakentaa itse. Englanninkielisiä rakennusohjeita on myös helppo löytää Internetistä. Porin Termolaite Oy mainostaa itseään lämpötekniikan osaajana jakamalla aurinkokeräimen rakennusohjetta suomeksi Internetissä.

Työssä mitattiin keräimeen liittyviä lämpötiloja, paine-eroa ja auringon säteilytehoa. Lämpötiloista mitattiin ulkolämpötilaa, kerääjän sisäosien lämpötiloja ja poistoilmakanavan alun lämpötilaa. Paine-eroa mitattiin poistokanavassa olevan mittalaipan yli ja siitä saatiin laskettua kanavan ilmavirta. Auringon säteilytehoa mitattiin laitteen sisäpuolelta ja laitteen päältä. Mittauksista laskettiin keräimen teho, hyötysuhde ja lämpöhäviöprosentti.

Investointilaskelmassa keskityttiin kyseisten mittausten tuloksiin ja pyrittiin selvittämään laitteiston kustannussäästöä verrattuna saman energian tuottamiseen sähköllä. Mahdollisia sovelluskohteita olisi useita, esimerkiksi pientalon ilmanvaihdon tuloilman esilämmittäminen. Mittausten ja säätilastojen perusteella arvioitiin, että kerääjä tuottaa noin 133 kWh vuodessa aikavälillä loka-maaliskuu.

Measurings of a solar heat collector In this thesis, I investigated a solar heat collector, which transfers solar heat to the air flowing through it. The collector was mounted vertically on a stand, while collectors of this type are normally mounted on the wall. Vertical mounting is preferable in the winter when the sun stays low in the sky.

The aim of this study was to examine the efficiency of the collector and its profitability. The collector investigated was constructed by Porin Termolaite Oy. It was originally intended for commercial manufacture. The plan was given up, however, since the device is inexpensive and easy to build on one's own. Building instructions can easily be found in English on the Internet. The company promotes itself as an expert in thermal technology and shares building instructions in Finnish on the Internet.

In this study, temperature, pressure difference and the power of solar radiation were investigated. The temperatures measured were outside temperature, temperatures inside the collector, and the temperature at the beginning of the outlet tube. The pressure difference was measured over a flange in the outlet tube in order to calculate the air flow in the tube. Solar radiation power was measured on the inside and on the top of the device. From these measurements the power, efficiency and rate of heat loss of the collector were calculated.

The investment calculations focused on the results of the measurements and sought to identify the cost savings of the collector compared with the same amount of heat produced by electricity. There are several possible applications of the device, such as preheating the supply air of the ventilation in a single-family house. Comparing the measurements and weather statistics, it was estimated that the collector produces about 133 kWh per year between October and March.