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패시브 솔라 시스템. 열 질량(축열). 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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벽, 창문, 지붕 및 기타 표면에 떨어지는 태양 복사열은 건물에 흡수되어 열 질량으로 저장됩니다. 이 열은 건물로 방출됩니다.

태양열 난방 시스템의 축열체는 태양광 발전 시스템의 배터리와 동일한 기능을 수행합니다. 즉, 나중에 사용할 수 있도록 태양 에너지를 저장합니다.

축열체는 타일 바닥에서 물로 채워진 컨테이너에 이르기까지 다양한 방법으로 패시브 태양열 시스템에 통합될 수 있습니다. 열을 흡수하고 유지하는 재료에는 콘크리트 바닥 슬래브, 돌담 및 기타 무거운 건축 자재가 포함됩니다. 그들은 수동 태양 에너지를 사용하는 주택의 주요 요소입니다. 건물의 대부분의 창문이 남쪽을 향하고 있지만 열량 예비가 없더라도 그러한 집은 에너지 효율적이지 않습니다. 어두운 표면은 덜 반사되고 더 많은 열을 흡수한다는 것을 알아야 합니다. 바닥이 어두운 타일로 덮여 있으면 낮에는 열을 흡수하고 밤에는 복사됩니다. 열유속의 크기는 열원과 대상 물체 사이의 온도차에 따라 달라집니다.

위에서 설명한 것처럼 열은 전도(고체 물질에 의한 열 전달), 대류(액체 또는 기체의 이동으로 인한 열 전달) 및 복사의 세 가지 방식으로 이동합니다. 집의 표면도 이 세 가지 방법을 통해 열을 잃습니다. 패시브 솔라 빌딩의 우수한 설계는 열 손실을 최소화하고 효율적인 분배를 극대화하는 데 도움이 됩니다. 필요한 축열량(축열재)의 양은 기후에 따라 크게 달라집니다. 열 질량이 큰 무거운 건물은 덥거나 건조하거나 추운 기후에서는 더 편안하지만 덥고 습한 기후에서는 그러한 건물이 비효율적입니다. 서늘한 기후에서는 축열체가 추운 날씨의 경우 열 예비역할을 하므로 구름이 많거나 매우 추운 날을 제외하고 편안함을 개선하고 보조 난방의 필요성을 줄입니다.

적절한 열 질량을 보장하는 것은 일반적으로 패시브 태양열 설계자에게 가장 어려운 작업입니다. 열 질량의 필요성은 남쪽을 향한 창의 총 면적과 건물의 위치에 따라 결정됩니다. 효과적인 설계를 위해서는 다음 원칙을 따라야 합니다.

햇빛이 닿는 곳에 열 질량을 배치하십시오. 태양광선이 직접 닿는 곳에 위치한 축열체는 태양으로부터 닿기 어려운 곳에 위치한 축열체보다 효율적입니다. 간접 태양열 흡수를 위해 설계된 건물은 직사광선을 사용하는 건물보다 34배 더 많은 열량이 필요합니다.
열 질량을 분배하십시오. 패시브 솔라 디자인을 사용하는 주택은 열 질량이 상대적으로 얇고 넓은 지역에 분산되어 있을 때 더 효율적입니다. 열 질량의 표면적은 남쪽을 향한 창의 전체 면적보다 3배 이상, 바람직하게는 6배 이상 커야 합니다. 두께 8~10cm의 바닥 슬래브가 두께 40~50cm의 바닥보다 효과적입니다.
열 질량을 덮지 마십시오. 카페트와 통로는 수동형 태양 전지로 또는 수동형 태양 전지에서 에너지 전달을 방해합니다. 돌담은 건식 마감일 수 있지만 큰 벽 태피스트리나 나무 패널로 덮어서는 안 됩니다. 건식 마감재는 벽에 직접 적용해야 하며 마감재와 축열체 사이에 원치 않는 단열 공기 공간을 생성하는 벽에 부착된 코팅재에는 적용하지 않아야 합니다.
축열체의 내부 표면을 단열하십시오. 바닥 슬래브와 외부 석벽을 단열하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 이러한 조치는 에너지 절약을 위해 필요합니다. 불행하게도 바닥 패널용 발포 단열재에 흰개미가 나타나는 것과 같은 문제가 때때로 발생할 수 있습니다.
열 질량은 다목적이어야 합니다. 재정적 비용을 정당화하기 위해 축열체는 축열기뿐만 아니라 다른 목적으로도 사용되어야 합니다. 예를 들어, 열을 저장할 수 있는 돌담은 패시브 솔라 설계의 요소 중 하나이지만 열 질량으로만 필요한 경우 비용이 비합리적으로 높습니다. 타일 바닥은 열을 유지하고 구조적 요소로 작용하며 아름다운 디자인 요소입니다. 내부 돌담은 방을 분리하고 따뜻하게 유지하는 구조적 요소입니다.

패시브 솔라 시스템을 설계할 때 건축 자재를 선택하는 과정에서 열을 유지하는 능력에 주의를 기울여야 합니다. 이 값을 체적 열용량(J / m3-oC), 즉 재료가 흡수하고 저장할 수 있는 열량이라고 합니다.

일반적으로 사용되는 일부 건축 자재의 체적 열용량:

자료	밀도(kg/m3)	체적 열용량(J/m°C)
물	1000	4186
콘크리트	2100	1764
벽돌	1700	1360
돌: 대리석	2500	2250
열 저장에 적합하지 않은 재료
건식 벽체	950	798
나무	610	866
매트 유리 섬유	25	25

과거에는 패시브 솔라 설계자들이 대형 용기에 저장된 물을 열 전달 매체로 사용했습니다. 물은 값이 싸지만 용기와 물이 차지하는 공간은 상당히 비쌉니다. 일부 설계자는 석재로 채워진 컨테이너로 이동하여 열 질량 저장소로 사용했습니다. 같은 양의 열을 유지하려면 돌이 물보다 XNUMX배 더 필요하다는 점을 명심해야 합니다. 그러나 물통이 설치된 장소에서 형성되는 습한 환경은 강한 불쾌한 냄새를 유발하고 곰팡이 및 박테리아의 번식에 유리한 환경입니다. 이러한 문제는 이 패시브 솔라 빌딩 옵션의 명성을 훼손했습니다.

물과 돌로 열을 저장하려면 복잡한 제어 시스템, 펌프 및 팬이 필요합니다. 이러한 열 보존 프로세스는 오늘날 거의 사용되지 않습니다. 그 주된 이유는 이러한 시스템의 기능이 전기에 의존하고 이러한 시스템은 유지 관리가 필요하고 주기적으로 고장이 나므로 수리가 필요하기 때문입니다.

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달에서 적철광이 발견되자 전문가들은 당황했습니다. 적철광은 산화된 형태의 철이기 때문에 공기와 물이 필요하기 때문입니다.

또한, 달은 태양풍의 흐름에 의해 끊임없이 수소가 폭격을 받아 전자를 물질에 "주어서" 물질과 상호 작용합니다. 연구원들은 산화가 전자의 손실로 인해 발생하기 때문에 달에 물과 공기가 있어도 태양풍이 산화를 방지한다고 지적합니다.

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