Autor Thema: Näherung für Solarflüssigkeit TYFOCOR LS  (Gelesen 4084 mal)

Offline Prof. Dr. Peter Henning

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Näherung für Solarflüssigkeit TYFOCOR LS
« am: 01 Mai 2015, 18:31:02 »
Die am häufigsten verwendete Solarflüssigkeit ist TYFOCOR LS (http://www.tyfo.de/product/tyfocor-ls/), basierend auf Propylenglykol. Damit kann man den pro Liter transportierter Solarflüssigkeit erhaltenen Energiegewinn näherungsweise aus Vorlauf- und Rücklauftemperatur (TV,TR) des Solarkreislaufes bestimmen als

 delta-E [in Wh/l] = Dichte [in g/l] * Wärmekapazität [in J/(g K)] * ( TV - TR )/3600

Ungefähre Werte sind für die Dichte 993 g/l und für die Wärmekapazität 3.8 J/(g K).

Allerdings variiert die Dichte ebenso mit der Temperatur, wie die Wärmekapazität. Eine genauere Darstellung erhält man daher mit

  delta-E [in Wh/l] = C11 +
                              (C21 + C22*(TR-20)+C23*(TR-20)^2)*(TV-TR) +
                               C31 * (TV-TR)^2
wobei

 C11 = -0.00064
 C21 = 1.03392
 C22 = 0.00055
 C23 = 0.000002
 C31 = 0.00057

(Temperaturen jeweils in Grad Celsius). Habe ich auch ins Wiki eingetragen unter http://www.fhemwiki.de/wiki/Ertragsmessung_Solarthermie#Theoretische_Vorarbeiten

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pah
« Letzte Änderung: 01 Mai 2015, 18:46:49 von Prof. Dr. Peter Henning »

Offline Prof. Dr. Peter Henning

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Antw:Näherung für Solarflüssigkeit TYFOCOR LS
« Antwort #1 am: 19 Mai 2015, 06:11:48 »
Nachtrag: Die Erfassung des solaren Ertrages ist bei meinem Vaillant-System granatenmäßig ungenau, obwohl die Steuerung Thermometer an Vorlauf und Rücklauf sowie einen Durchflusssensor hat. Nachdem mich die Werte etwas misstrauisch gemacht haben, habe ich dazu eine eigene Messung aufgebaut.

Per 1-Wire zähle ich sowohl die Impulse des Durchflusssensors, als auch messe ich die beiden Temperaturen. Dann wird das mit der o.a. Berechnung verbunden.

Et voila: Gestern war ein optimaler Solartag (weiß ich von der PV-Anlage). Selbst gemessener Energieertrag der Röhrenkollektoren in den Warmwasserspeicher 9,93 kWh - aber das Vaillant-System zeigt nur 5 kWh an.

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Offline jkriegl

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Antw:Näherung für Solarflüssigkeit TYFOCOR LS
« Antwort #2 am: 23 Mai 2015, 13:12:02 »
mit 5x1,91 Absorberfläche erreichte ich schon mal 371 kWh (Monat April) auf der Vaillant-Anzeige, aber - ist das korrekt?
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Antw:Näherung für Solarflüssigkeit TYFOCOR LS
« Antwort #3 am: 23 Mai 2015, 16:01:25 »
Kann durchaus sein.

Ich habe Röhrenkollektoren mit insgesamt ca. 3 qm Absorberfläche, und dieses Jahr im April lt. Vaillant-Anzeige 102 kWh Ertrag. Der April war in diesem Jahr (wie ich an der PV-Anlage ablesen kann) etwas weniger als optimal, also würde ich im optimalen Fall bei 9.5 qm Absorberfläche durchaus 370 kWh bekommen können.

Wobei allerdings davon auszugehen ist, dass der tatsächliche Ertrag höher sein kann - Vaillant rundet da zu stark.

Siehe Bild:

Heute war ein eher miserabler Tag (solare Einstrahlung S nur ganz selten über 600 W/m²). Die beiden blauen Kurven sind der Ertrag laut Vaillant-Messung und mit der von mir angelegten Berechnung nach Durchfluss,essun (Volume) und Differenztemperatur (nicht im Bild).

(http://solar_2015-05-24.png)

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Offline jkriegl

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Antw:Näherung für Solarflüssigkeit TYFOCOR LS
« Antwort #4 am: 23 Mai 2015, 20:42:53 »
371 waren der Ertrag Apr. 2011. Im Apr. 2015 gab es nur 233 kWh, da die Sonne nur in der 2. Hälfte d. Monats geliefert hatte und es dann sogar zum Stillstand (Puffer) kam. Ich zeichne seit über 5 Jahren auf. Der erwartete Solarertrag laut einer Simulation (GetSolar) wurde nicht erreicht, kann u . a. auch an der Vaillant-Messung liegen.
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Antw:Näherung für Solarflüssigkeit TYFOCOR LS
« Antwort #5 am: 23 Mai 2015, 22:25:22 »
Klingt plausibel. Durchflusszähler installiert ?

Wie man an der Grafik sieht, unterschätzt Vaillant insbesondere bei hoher Einstrahlung den solaren Ertrag. Blau sind die Vaillant-Werte, die magentafarbenen Balken sind meine Messungen. Verstehe noch nicht ganz, was dahinter für eine Systematik steckt.
(http://solar_2015-05-24a.png)
Ich werde das weiter verfolgen, und bei Gelegenheit mal einen Brief an Vaillant schreiben.

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Offline jkriegl

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Antw:Näherung für Solarflüssigkeit TYFOCOR LS
« Antwort #6 am: 24 Mai 2015, 15:16:30 »
Es ist eine Solarstation 22 l/min verbaut.
Die Anzeige zeigt Balken für die Ertragsgüte, bei der Durchflussmenge sind 240 Liter/h eingestellt.
Nun gibt es in der Anleitung der Solarstation eine Durchflusseinstellung. Dort ist beschrieben, wie man an der Anzeige die Durchflussmengenbegrenzung ablesen kann (l/min).
D. h. dass die Durchflussmenge auf die Durchflussmengenbegrenzung abzustimmen ist, um eine korrekte Ertragsanzeige zu bekommen.
Habe den Eindruck, dass seit einer Wartung (hatte Geräusche im Solarkreis bemängelt) die abgelesenen Ertragswerte niedriger geworden sind. (Hat er am Begrenzer gedreht?)
Die Balken resultieren vermutlich aus Vorlauf/Rücklauf.

Edit: Der Begrenzer zeigt 12 l/min an. (Achtung nur bei laufender Pumpe). Also ist der bisherige abgelesene Solarertrag deutlich zu niedrig.
« Letzte Änderung: 24 Mai 2015, 16:24:38 von jkriegl »
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Antw:Näherung für Solarflüssigkeit TYFOCOR LS
« Antwort #7 am: 24 Mai 2015, 16:33:47 »
Nichts Anderes sage ich doch ...

Mein Tipp: Volumenstromsensor installieren lassen, 2 Thermometer und FHEM.

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Offline jkriegl

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« Antwort #8 am: 11 August 2015, 19:46:25 »
Ergänzung zu obigen Fragen:
solaryield 15,b509,0d0600 wird geändert, wenn man am Rad (Display) dreht und zum Tageswechsel.
SolarYield2 15,b509,0d4600 wird zum Tageswechsel aktualisiert.
Beide sind also am nächsten Tag gleich, solange man nicht am Display dreht.
Ein laufend aktualisiertes solaryield-Register habe ich bislang nicht gefunden.
Hat jemand einen Befehl gefunden, um die Anzeige über den ebus zu aktualisieren?
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« Antwort #9 am: 11 August 2015, 22:43:46 »
Nein. Ich werte immer die Differenz der beiden Register aus und bekomme damit den Ertrag, der am heutigen Tag bisher erreicht wurde. 1. Nachteil der Vaillant-Zählung: Nur ganze kWh. 2. Nachteil: systematisch zu wenig gegenüber der oben beschriebenen Messung.

Beispiel heute: Vaillant behauptet, 2 kWh. Tatsächliche Messung 6,3 kWh

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Offline RobertG

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Antw:Näherung für Solarflüssigkeit TYFOCOR LS
« Antwort #10 am: 04 Januar 2016, 12:08:45 »
wenn Du den Solarertrag mit der über RL-VL Solarflüssigkeit errechneten Energie gleichsetzt, gehst Du davon aus, dass diese Energie komplett verlustfrei auf das Brauchwasser übertragen wird?
Der Solarertrag lt. Vaillant bezieht sich wahrscheinlich auf die Energie die tatsächlich beim Brauchwasser ankommt. Bei meiner auroCOMPACT (ca. 5m² Brutto-Kollektorfläche / High-Flow-Betrieb: 3,5 l/min = 210 l/h) ist leider -noch- kein Durchflusssensor im "Sole"-Kreis eingebaut. Bei der auroCOMPACT wird der Durchflusswert d.57 standardmäßig fest in der Steuerung eingestellt und der Solarertrag offenbar mittels eines "Vaillant-Algorithmus" "berechnet". Häufig ist dieser Wert auf den Sollwert eingestellt und nicht auf den Istwert (ablesbar am Durchflussbegrenzer) abweichend von der Realität eingestellt, so dass Phantasieerträge angezeigt werden.
Bei mir passt es mittlerweile ganz gut. Der Solarertrag lt. Vaillant kommt der verlustbehafteten Realität wohl am Nächsten. Mich interessiert der Netto Solarertrag unter Berücksichtigung der Wirkungsgrade (Kollektor, Wärmeübertrager) und Abzug der für den Pumpenbetrieb erforderlichen Energie.
Bester Gruß,
Andreas.
« Letzte Änderung: 04 Januar 2016, 13:19:13 von RobertG »

Offline Prof. Dr. Peter Henning

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« Antwort #11 am: 04 Januar 2016, 15:18:04 »
Das ist, pardon das direkte Wort, kompletter Unsinn.

Hier gibt es keine "Verluste", denn die Energie kann nur an das Brauchwasser abgegeben werden (und nicht irgendwo im Nirvana verschwinden).

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Offline RobertG

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« Antwort #12 am: 04 Januar 2016, 18:42:31 »
klar, Energie verschwindet nicht, sondern wird umgewandelt und das nicht immer so wie man sich das wünscht. Es geht mir darum, wieviel davon bei mir nutzbar, damit meine ich in Form von warmem Wasser beispielweise unter der Dusche ankommt. Das was nicht "ankommt" ist der "Verlust" auf dem Wege vom Kollektor bis zur Dusche.

Die fehlerhafte Berechnung mit dem konstanten Durchflusswert ist Fakt und einfach durch einstellen an der Steuerung und ablesen des angezeigten Ertrags nachvollziehbar.

Gruß,
Andreas.

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« Antwort #13 am: 04 Januar 2016, 20:36:40 »
Nochmal: Unsinn. >:( >:(

Hier wird keine Energie "umgewandelt". Es handelt sich um Wärmeenergie - und alles das, was die solare Trägerflüssigkeit beim Durchgang durch den Speicher verliert, wird an das Wasser im Speicher abgegeben. Dort wird der solare Ertrag gemessen (denn dort wird ja auch der Energieverbrauch durch eine eventuelle andere Heizung gemessen - und nicht "an der Dusche").

Die Transportverluste auf dem Weg vom Kollektor zum Speicher sind damit selbstverständlich berücksichtigt, denn die Messung der Eintrittstemperatur und der Austrittstemperatur erfolgt am Speicher.

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Offline RobertG

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« Antwort #14 am: 06 Januar 2016, 21:49:31 »
ja, so ist es wohl.

Wenn dich der Grund für die Abweichung zwischen dem Vaillant und dem von dir errechneten Wert noch interessiert, kannst Du diesen in dieser (http://home.arcor.de/thermischesolaranlage/) höchst detaillierten Ausarbeitung erfahren. (Kapitel 8_Solarertrag  http://home.arcor.de/thermischesolaranlage/8_Solarertrag.pdf

Der Author erklärt das Problem unter Anderem damit, dass Vaillant die Temperaturdifferenz der Solarflüssigkeit zwischen Kollektor und Rücklauf bei der Berechnung des Ertrags zu Grunde legt und dadurch unbrauchbare Ergebnisse produziert. Dort ist auch das Einfließen des Volumenstroms in die Berechnung als Konstante (bei Anlagen ohne Volumenstromerfassung) beschrieben. Nun, in meiner Anlage ist für die Solarflüssigkeit weder ein RL-Temperaturfühler, noch ein Volumenstromsensor vorhanden. Werd ich demnächst nachrüsten. Habe die VR68 schon hier. Dann habe ich auch die Kickfunktion um den Ertrag etwas zu verbessern. Ist jetzt aber alles schon ziemlich OT.

Beste Grüße,
Andreas.

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« Antwort #15 am: 07 Januar 2016, 12:36:41 »
Na, da hat sich jemand eine ziemliche Fleißarbeit gemacht und interessanterweise auch den Fehler der Hersteller gefunden.

Diese Arbeit habe ich mir nicht gemacht, sondern lieber gleich den richtigen Wert bestimmt - und zwar mit einer ziemlich genauen nummerischen Integration, die auch die unterschiedlichen Wämekapazitäten in Betracht zieht. Insofern keine "grobe Näherung", wie in dem Artikel.

Die Kickfunktion hat nur einen Effekt: bei hoher Einstrahlung kann es sein, dass die Kollektortemperatur sehr viel höher ist, als die am Kollektorfühler (Wärmeleitung ist deutlich langsamer, als der Wärmetransport mit der Flüssigkeit). Kurzes Einschalten der Pumpe "auf Probe" sorgt dann dafür, dass auch der Fühler feststellt: Hier kann Energie gewonnen werden. Ich bin davon überzeugt, dass viel mehr Optimierungspotenzial in einem Nachlauf der Pumpe liegt - denn der Fühler behauptet ja, dass keine Energie mehr in der Flüssigkeit steckt, auch wenn noch die gesamte Rücklaufleitung voll mit heißer Flüssigkeit ist.

LG

pah

 

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