태양열 주택

소개글

태양열 주택에 대한 보고서 자료입니다.

목차

서론-대체 에너지의 필요성
-태양열 시스템

본론-자연형 태양열 주택
▷ 온풍식 평판형 직접획득형(Direct Gain)
▷ 직접획득형(Direct Gain)
▷ 부착온실형(Attached Sun Space)
▷ 자연대류형(온수 급탕기)
▷ 축열 지붕 방식 또는 지붕연못 방식
▷ 이중외피구조
-설비형 태양열 주택
○설비형 시스템의 구성요소
▷ 집열기
평판형 집열기
집광형 집열기
진공관형 집열기
▷ 축열장치
▷분배장치
▷운송장치
▷제어장치
▷보조열원
○설비형 태영열시스템의 분류
▷ 온수식 편판형
▷ 온수식 집광형
▷ 온풍식 평판형

본문내용

동판에 블랙크롬 선택 흡수막 처리)에 액체 운송관이 일체화되어 있어 흡수판 속에 있는 운송관 에 에너지가 전달된다.
-축열장치 열손실을 최소화하기 위하여 단열 처리된 콘크리트나 철재, 스테인리스, FRP등 을 사용한다. 축열조 내부는 누수방지 처리를 하고, 내구성이 높은 재료를 사용한다. 집열기로부터 모아진 열은 열교환 코일에 의해 축열조로 전달된다. 코일의 크기와 길이는 집열기의 성능에 따라 선택한다.
-분배 시스템 더워진 물을 주거 공간으로 전달하는 펌프와 파이프로 구성된다. 액체식 평판 집열기는 겨울철 보조 장치가 없이는 65O℃이상의 물을 얻기 어려우므로 팬코일 장 치나 컨벡터를 사용한다. 그리고 물의 유량이나 주택내의 팬코일 장치를 제어하기 위해 온도센스를 설치한다.
-보조 열원 집열기가 역할을 할 수 없을 때를 대비하여 가스보일러를 설치하거나 전기 히 터 등을 설치한다. 고온의 물을 얻기 위해서는 온수 가열기를 거치기 전에 배관을 온수 저장탱크를 통하도록 하여 온도를 높이는데 필요한 에너지를 절약할 수 있도록 한다.
장점- 작동의 반복적 점검 가능하다
- 값싸고 효율적인 열전달이 가능하다
- 저장매체 사용 배관 면적이 작고, 온풍식에 비해 배관이 쉽다
- 배관의 열손실량이 적다(배관은 짧을수록 좋다)
- 열교환 면적이 적다
단점- 높은 초기 투자비가 요구된다
- 부식, 찌꺼기, 동결 등에 세심한 주의가 필요하다
- 누수 발생시 시스템 및 주택의 손실이 크다
- 물탱크 누수시 온수 공급라인 오염 가능성이 있다
◇온수식 집광형
열전달 매체
-운송 특성이 좋고 비등점이 높은 열전달 매체를 사용한다.
구성
-선형 집광식 집열기 열흡수 파이프는 대류와 복사에 의한 열 손실을 줄이기 위해 흑색 의 강관을 유리관 속에 두고 그 사이를 진공으로 한다. 복사열을 파이프 주위에 U자형 반사 거울을 이용, 열 흡수체에 모아지게 된다. 이 집열기에는 트래킹 시스템을 장착하 여 항상 태양을 향하도록 해 효율이 높아진다.
-축열장치 물을 채운 강판제 탱크나 내표면 처리를 한 콘크리트 통으로 열손실을 최소화 하기 위해 단열처리를 한다.
-분배 분배는 베이스 보오드 컨벡터로 보내어지는 온수에 의해 이루어지는데 열은 축열 조로부터 액체-액체 열교환기에 의해 방출된다. 온수는 건물 전체에 설치된 베이스 보오 드 컨벡터로 펌프에 의해 보내진다. 온수 가열기와 바로 연결되어 보조 에너지가 필요할 경우 보조 열원을 가동시킬수 있다.
-보조 에너지원 축열조의 온도가 최저온도 이하로 떨어지면 액체 운송 순환로상에 설치 된기름, 가스보일러를 작동시킨다. 급탕시설을 사용할 경우 축열조 내로 배관을 통과시 켜 예열시켜 사용한다. 단, 열교환 면적이 커야 한다.
장점- 공기식온수식 평판 집열기 온도의 2배 이상의 잠재력을 갖는다.(특히, 태양열 냉방을 위해 이용될 때)
- 필요한 열 흡수 면적이 평판형에 비하여 상당히 작다.
- 집열기 형태는 대량 집열에 적합하다
단점- 집열기의 투자 비용이 비싸다.
- 집열기 운전, 반사면 내구성, 설치상 구조적 문제점 등이 있다.
- 유연성이 있는 열 흡수관과의 연결부위의 누수가 발생할 수 있다
◇ 온풍식 평판형
열전달 매체 - 공기
구성
-공기식 평판 집열기 열 흡수면에서 공기를 데운다.
-축열장치 축열 매체로는 물을 이용하기도 하지만 일반적으로 암석을 많이 이용한다. 축 열조는 보통 지하실이나 건물 밑 지중에 콘크리트 통을 설치하여 단열시킨 다음, 그 속 에 직경 5cm정도 되는 자갈을 채워 넣는다. 축열 용량은 겨울철 며칠간의 난방을 하기 에 충분한 양이어야 한다. 암석 축열조 내의 온도는 입구에서 출구까지 변화가 심하므로 공기의 흐름이 축열조 상부에서 하부로 이어지도록 주의해야 한다. 이것은 축열조에서 나와서 집열기로 들어가는 공기의 온도를 최대한 낮추어 집열기의 효율을 증가시켜 준 다. 축열조 내에 모인 에너지를 이용하기 위해서는 출구를 높게 하여 축열 시와는 반대 로 되게 한다.
-운송 및 분배 각 방으로 운송되는 따뜻한 공기는 집열기로부터 직접 운송되거나 축열조 에서 공급된다. 집열기에서 축열조로 보내는 공기의 이동 덕트는 액체식 집열기에 비해 많은 면적을 차지한다. 기본적으로 두 개의 송풍기가 시스템 전체에 공기를 보내는데 사 용된다.
-보조 에너지 장치 대부분의 보조 에너지 장치가 이 시스템과 연결되어 사용되어 질 수 있으며, 태양열 시스템과는 완전히 분리하여 사용할 수도 있고 완전히 일체화시켜서 사 용할 수도 있다. 그러나 대부분의 경우 태양열 시스템에 보조 장치를 적용하는 것은 경 제적인 측면에서 이루어지므로 축열조의 온도가 낮을 때, 운송 라인을 거쳐 거주공간에 연결되도록 설치한다.
-축열조로부터의 연결 히트 펌프, 랭킹 엔진, 흡수 냉동기와 연결되어 사용될 수도 있다. 히트 펌프는 전력으로 가동되는 압축기에 의해 한 온도에서 다른 온도의 레벨로 열을 전 달하는 장치인데, 축열조에 저장된 태양열을 거주공간으로 공급한다. 히트 펌프는 태양 열에 의해 데워진 공기를 이용함으로써 소모되는 전기에너지를 아낄 수 있고 열에서 전 기를 추출하거나 전기를 열로 변환시킬 수 있는 아주 효율적인 장치이다. 급탕시설을 이 용할 때, 배관이 암석 축열조를 지나게 하여 예열하게 되면 전기를 절약할 수 있게 된 다.
장점- 온수 시스템에 비해 투자 비용이 적다.
- 부식, 녹, 동결, 스케일 등이 발생하지 않는다.
- 공기의 누출은 누수에 비해 심각한 결과를 초래하지 않는다.
- 온수식 시스템의 저장조 누수와 같은 온수 오염이 없다
단점- 덕트의 용량이 커서 많은 면적을 차지 한다.
- 공기는 물보다 열저장 용량이 적기 때문에 같은 열전달을 하기 위해서는 순환이 빨라 야 한다.
- 공기 운송시 열손실이 많이 생길 우려가 있다.
- 단열재가 많이 소요된다.
- 자갈이나 공기 덕트에 먼지가 쌓일 우려가 있으므로 자주 청소를 해 주어야 한다.(필 터 설치시 문제 해결)
- 열교환 면적이 커야 한다
▶참고문헌: 생태건축(임상훈, 이시웅, 이점우, 도서출판 고원)
인터넷 검색: 네이버, 구글, 엠파스

키워드

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