Erwärmung von Aluminium durch Sonne

varyemez · Anmeldungsdatum: 18.01.2023 Beiträge: 2 Wohnort: essen

Meine Frage:
Hallo, bin neu im Forum und habe auch schon direkt eine Frage smile

Ausgangssituation ist das eine Solarheizung realisiert werden soll. Aufbau soll sein das in einem Holzrahmen Alurohre verbaut werden, durch die Luft strömt.
Die durchströmte Luft kühlt die aufgeheizten Alurohre ab und transportiert die Wärme in einen Raum. Das Problem was ich habe ist das den Ansatz nicht aufstellen kann, wie viel Wärme pro m2 erzeugt wird. Wärmequelle sind die Sonnenstrahlen. Die Alurohre sollen von einem Acrylglas abgedeckt werden.
Lichtdurchlässigkeit beträgt ca 80%.

Meine Ideen:
Die Luft die angesaugt wird ist die Umgebungsluft. Durchmesser der Rohre sind max 70mm. Die Sonnenstrahlung habe ich mit G=600 W/m2 angekommen.

Ich hoffe ihr könnt mir ein Tipp geben.
Vielen Dank im Vorraus

Nobby1 · Anmeldungsdatum: 19.08.2019 Beiträge: 1664

Q = m* c×ΔΤ

Αus dem Durchmesser und der Länge (nicht angegeben) der Rohre die Oberfläche A berechnen. Mit G und Einstrahlungsdauer t dann Q = G * A * t * 0,8 berechnen.
Mit der Dicke der Rohrwand und der Oberfläche das Volumen bestimmen und mittels spezifischen Gewicht von Alu dann die Masse.
Mit der spezifischen Wärmekapazität von Alu und den eben errechneten Werten lässt sich ΔT ausrechnen.
Bei bekannter Starttemperarur ergibt sich die Endtemperatur. Jetzt kommt es drauf an Wieviel Luft wird durch gesaugt, wie weit erärmt sich diese. Da fehlen noch Daten.

varyemez · Anmeldungsdatum: 18.01.2023 Beiträge: 2 Wohnort: essen

Danke für die schnelle Rückmeldung.
Für die Einstrahlungsdauer habe ich 3600s genommen.
Die Länge des Rohrs beträgt 1m. Somit komme ich auf eine Oberfläche von 0.22m2 (2pi*r*l). Da nur die Hälfte bestrahlt wird, habe ich den Wert 0,11 genommen.

Volumen Alu Rohr:
Rohrdicke beträgt 0,2 mm
V=pi*h*(ra^2-ri^2)
V= 2,2 * 10^-5 m3
Masse:
m=V*ρ ρ= 2700 kg/m3
m= 0,06 kg

Q = G * A * t * 0,8 G=134 W/m2
Q= 42451,2 J

Delta T = 796,75 K mit cp= 888 j/kgK

Ich habe den Wert für G nochmal angepasst.
Auf jeden Fall ist der Wert für delta T zu hoch.

Starttemperatur: Umgebungsluft ca. 12° Celsius

Angesaugt soll es durch einen PC-Lüfter, der am Lüftungsaustritt (warme Luft )montiert werden soll. Der Lüfter hat einen Volumenstrom von 120 m3/h.
Die masse der Luft
m= ρ *Vrohr
m= 1,247 kg/m3 * 2,2 * 10^-5 m3
m= 2,7434 kg

ich hoffe soweit das die rechnung korrekt und nachvollziehbar ist.