태양열 온수기 기술

태양열 온수기, 태양열 에너지를 사용하여 온수를 생산하는 장치. 전형적인 태양열 온수기는 건물의 지붕에 설치되어 물 저장 탱크에 연결된 태양열 수집기로 구성됩니다. 시스템에 따라, 가열되지 않은 물은 수집기를 통해 탱크에서 순환하여 직접 가열되거나 수집기에서 데워진 고열 열교환 유체에 의해 가열되어 수중의 튜브를 통해 열을 전달할 수 있습니다. 탱크. 기계적 수단없이 태양열 집열기로부터 미가 열수로의 열 전달이 수동적으로 촉진 될 수 있지만, "활성"태양열 온수 시스템은 전기를 사용하여 열교환 유체를 순환시키고 기계식 펌프 및 제어기를 작동시킨다.

가정용 온수를 위해 태양을 사용하는 관행은 여러 고대 문화로 거슬러 올라갈 수 있지만 1891 년이되어 최초의 특허받은 태양열 온수 시스템이 상업적으로 판매되었습니다. 메릴랜드 주 볼티모어에서 Clarence Kemp가 발명 한이 시스템은“Climax”라고 불리며 캘리포니아와 다른 따뜻한 미국 주에서 인기가있었습니다. 물을 데우기 위해 기존의 연료를 사용하는 데 비해 상대적으로 높은 비용과 불편 함을 감안할 때 많은 가정이이 태양열 온수기에 투자하기를 열망했습니다. 그러나, 클라이맥스 시스템은 가열 요소가 저장 탱크로서 2 배로 증가하여 이용 가능한 온수의 양을 제한한다는 제한이 있었다. 1909 년 윌리엄 J. 베일리는 태양열 온수기에서 물 저장 탱크를 분리하여 오늘날 사용되는 태양열 온수기 설계의 기초를 형성하는 시스템을 특허했습니다.

능동 및 수동 시스템

능동형 태양열 온수 시스템은 기계식 펌프 및 차동 컨트롤러를 사용하여 열 전달 유체 또는 물의 흐름을 태양열 수집기에서 탱크로 조절하고 보냅니다. 컨트롤러는 탱크의 물과 태양열 수집기의 온도 사이의 온도 차이를 감지하고 탱크의 물이 수집기의 온도 아래로 냉각되면 펌프를 켭니다. 일부 펌프는 주 전기 (라인 전기)로 작동하고 다른 펌프는 태양 광 패널에서 생성 된 전기로 작동합니다. 일부 태양열 시스템은 태양이 비추는 경우에만 유체를 순환시키고 야간 공간 난방을 위해 잘 절연 된 탱크에 온수를 저장하는 반면, 다른 일부는 야간 및 흐린 날의 백업으로 주 전력을 사용합니다. 능동형 태양열 온수 시스템에서 물 저장 탱크는 지붕 공간 내부 또는 물의 흐름이 중력에만 의존하지 않기 때문에 냉기의 열 손실을 최소화 할 수있는 다른 위치에 위치 할 수 있습니다. 따라서이 탱크는 가정용 우주 난방 시스템의 온수 실린더와 결합 될 수 있으며 태양 온수 시스템은 겨울에 우주 난방을 위해 실린더의 물을 예열하는 데 사용될 수 있습니다.

전기보다는 중력에 의존하는 수동 시스템은 밤이나 겨울에 얼지 않는 더운 기후에서 가장 효율적입니다. 일부 수동 시스템은 중력과 대류 열 흐름을 사용하는 열 사이펀 구성을 사용합니다. 냉수는 높이에서 중력에 의해 태양열 집열기로 흐르고, 물이 수집기를 통과하고 가열됨에 따라 대류를 통해 상승하여 저장 탱크에 다시 도달합니다. 다른 유형의 수동 시스템은 통합 수집기 저장 시스템으로, 수집기는 저장 탱크의 상단을 형성하고 탱크에서 직접 물을 가열합니다.