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Abb. 6.13
Schnitt durch
einen Vakuumflachkollek-
tor der Fa. Thermosolar
Modell TS400. (Thermoso-
lar
2012
)
Der Absorber befindet sich in einer speziell abgedichteten Wanne. Zur Reduktion der
Wärmeverluste im Kollektorkasten wird dieser durch eine extern anschließbare Vakuum-
pumpe evakuiert. Um die infolge der Druckdifferenz auftretenden Kräfte auf die Glasflä-
che zu reduzieren, sind elastische Stützelemente zwischen Wanne und Glas in definierten
Abständen angebracht. Wegen der Außenanbringung wird zumeist ein eisenarmes, aber
hagelschlagfestes Sicherheitssolarglas verwendet. Trotz dieser Maßnahmen lässt sich nicht
die Vakuumgüte einer Vakuumröhre erreichen. Gegenüber Vakuumröhren, in denen ein
Vakuum von 10
−4
-10
−5
mbar herrscht, werden hier Werte von 10
−1
bis 1 mbar erzielt. Der
Grund liegt in der Diffusionsdichtheit der großen Dichtflächen. Wegen dieser Undichtig-
keiten muss der Vakuumflachkollektor regelmäßig abgepumpt werden. Allerdings hat sich
die Qualität der Dichtungen erheblich verbessert, so dass gegenüber dem vor wenigen Jah-
ren üblichen Intervallen von einmal jährlich jetzt bis zu fünf und mehr Jahren als Intervall
von den Herstellern garantiert werden.
Der Wärmeübergangskoeffizient beträgt ca.
k
=
2
−
3 W
/
(m
2
K)
.
Durch das Ein-
füllen von Kryptongas in den evakuierten Kollektor, kann eine Leistungssteigerung von
in etwa 10 % erreicht werden. Der Vakuumflachkollektor hat sich bisher aufgrund der
umständlichen Handhabung und des Preises nicht durchgesetzt. Eigentlich handelt es
sich um einen Unterdruckkollektor, bei dem die Konvektion zwischen Absorberplatine
und Glasabdeckung gegenüber der Wärmeleitung im Luftraum keine Rolle mehr spielt.
Die konvektive Wärmeleitung entfällt erst bei einem um Größenordnungen kleineren
Druck; eine Pumpe für derartig niedrige Drücke ist aber wesentlich teurer als für nur we-
nige Hektopascal und lohnt daher nicht. Typische Eckdaten eines Vakuumflachkollektors
sind
η
0
≈ 0.79-0.83,
k
∗
ges
∗
≈
2
.
2
−
4
.
5 W
/
(m
2
K) und in einem Temperaturbereich von
ges
20-120 °C.
• Speicherkollektor
Beim Speicherkollektor (engl. „solar trap“ oder „solar batch collector“) bilden Kollektor
und Warmwasserspeicher eine Einheit (Abb.
6.14
). Er stellt in sich bereits eine komplette
Solaranlage dar.
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