태양열 난방 시스템. 계획, 설명

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태양열 온수기 설치. 태양열 난방 시스템. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전

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태양광 발전소의 활용을 바탕으로 주거용, 행정용 건물, 산업 및 농업 시설의 냉난방 및 온수 공급 문제를 해결할 수 있습니다. 태양광 설비는 다음과 같이 분류됩니다.

목적에 따라: 온수 공급 시스템; 난방 시스템; 열 및 냉기 공급 목적의 결합 설비;
사용된 냉각수 유형별: 액체; 공기;
작업 기간별: 연중; 계절적;
계획의 기술 솔루션에 따르면 : 단일 회로; 이중 회로; 다중 루프.

태양열 난방 시스템에서 가장 일반적으로 사용되는 냉각수는 액체(물, 에틸렌 글리콜 용액, 유기 물질)와 공기입니다. 각각에는 특정한 장점과 단점이 있습니다. 공기는 얼지 않으며 누출 및 장비 부식과 관련된 주요 문제를 일으키지 않습니다. 그러나 공기의 밀도와 열용량이 낮기 때문에 공기 설비의 크기와 냉각수 펌핑에 필요한 전력 소비가 액체 시스템보다 높습니다. 따라서 작동 중인 대부분의 태양열 시스템은 액체를 선호합니다. 주택 및 공동 수요의 경우 주요 냉각수는 물입니다.

외부 온도가 마이너스인 기간 동안 태양열 집열기를 작동하는 경우 부동액을 냉각수로 사용하거나 어떻게든 냉각수의 동결을 방지해야 합니다(예: 적시에 물을 배수하고 가열하고 태양열 집열기를 단열하는 등).

농촌 주택, 다층 및 아파트 건물, 요양소, 병원 및 기타 시설에는 백업 열원을 갖춘 연중 태양열 온수 공급 장치를 설치할 수 있습니다. 예를 들어 개척자 캠프를 위한 샤워 시설, 하숙집, 지질학자, 건축업자, 목자를 위한 이동식 시설과 같은 계절별 시설은 일반적으로 외부 온도가 양호한 기간인 여름과 전환기에 운영됩니다. 물체의 유형과 작동 조건에 따라 백업 열원이 있을 수도 있고 없을 수도 있습니다.

태양열 온수 설치 비용은 시설 비용의 5~15% 범위일 수 있으며 기후 조건, 장비 비용 및 개발 정도에 따라 달라집니다.

난방 시스템용 태양광 설비에서는 액체와 공기가 모두 냉각제로 사용됩니다. 다중 회로 태양광 시스템에서는 다양한 냉각수를 다양한 회로에 사용할 수 있습니다(예: 태양광 회로의 물, 분배 회로의 공기). 우리나라에서는 열 공급을 위한 태양광 물 설치가 널리 보급되어 있습니다.

난방 시스템에 필요한 태양열 집열기의 표면적은 일반적으로 온수 시스템용 집열기 표면적의 3~5배이므로 이러한 시스템의 활용률은 특히 여름철에 낮습니다. 난방 시스템 설치 비용은 건물 비용의 15~35%가 될 수 있습니다.

결합 시스템에는 난방 및 온수 공급을 위한 연중 설치뿐만 아니라 난방 및 냉방 목적으로 히트 펌프 및 히트 파이프 모드로 작동하는 설치도 포함될 수 있습니다. 이러한 시스템은 아직 업계에서 널리 사용되지 않습니다.

집열기 표면에 도달하는 태양 복사의 자속 밀도는 태양열 난방 시스템의 열 공학 및 기술 및 경제 지표를 크게 결정합니다.

태양 복사 플럭스 밀도는 하루 종일 그리고 일년 내내 다양합니다. 이는 태양에너지를 사용하는 시스템의 특징 중 하나이며, 태양광 설비의 특정 엔지니어링 계산을 수행할 때 계산된 E 값을 선택하는 문제가 결정적입니다.

태양열 난방 시스템의 설계 다이어그램으로 그림 3.3에 제시된 다이어그램을 고려하면 다양한 시스템의 작동 기능을 고려할 수 있습니다. 태양열 집열기 1은 태양 복사 에너지를 열로 변환하고, 이 열은 열 교환기 2을 통해 저장 탱크 3로 전달됩니다. 열 교환기는 저장 탱크 자체에 위치시킬 수 있습니다. 냉각수 순환은 펌프에 의해 제공됩니다. 가열된 냉각수는 온수 공급 및 난방 시스템으로 들어갑니다. 일사량이 부족하거나 없는 경우 온수 공급 또는 난방을 위한 백업 열원이 켜집니다. 5.

태양열 온수 설비. 태양열 난방 시스템
그림 3.3. 태양열 난방 시스템의 다이어그램: 1 - 태양열 집열기; 2 - 온수 저장 탱크; 3 - 열교환기; 4 - 바닥 난방이 가능한 건물; 5 - 백업(추가 에너지원) 6 - 수동 태양계; 7 - 조약돌 배터리; 8 - 댐퍼; 9 - 팬; 10 - 건물 안으로 따뜻한 공기가 유입됩니다. 11- 건물에서 재순환 공기 공급

태양열 난방 시스템은 스테인레스 스틸로 만든 열 흡수 패널에 선택적 코팅을 사용하고 내구성이 뛰어난 유리로 만든 반투명 코팅을 사용하여 열 특성이 향상된 NPP "Konkurent"의 차세대 태양열 집열기 "Raduga"를 사용합니다. 광학적 특성.

시스템은 난방 기간 동안 양의 온도의 물 또는 부동액(태양열 회로), 물(바닥 난방의 두 번째 회로) 및 공기(공기 태양열 난방의 세 번째 회로)를 냉각수로 사용합니다.

전기 보일러는 백업 소스로 사용되었습니다.

다양한 열 에너지 축적 방법, 태양열 시스템과 열 보일러 하우스 및 열 펌프 장치의 합리적인 결합, 효과적인 수단 및 방법 개발을 위한 능동 및 수동 시스템의 조합을 통해 태양 에너지 공급 시스템의 효율성을 높일 수 있습니다. 자동 제어의.

계절별 온수 공급을 위한 SC 기반 태양광 시스템과 계절별 축열식 난방용 패시브 태양광 시스템을 널리 도입하면 에너지 부족 지역의 화석 연료 소비를 대폭 줄여 수만 톤의 탄소 배출을 방지할 수 있습니다. 이산화물 및 환경 개선.

저자: 마고메도프 A.M.

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매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 연구원들이 신체의 산화질소 수준을 실시간으로 측정하는 새로운 도구를 개발했습니다. 엔지니어가 설계한 센서는 XNUMX년 이상 신체(피부 아래)에 이식할 수 있으며 염증 과정(NO가 생성되는 과정)을 제어할 수 있습니다.

이번 연구는 나노센서를 체내에서 장기간 직접 사용할 수 있다는 최초의 증거다. 탄소 나노튜브로 만들어진 센서는 무엇보다도 포도당과 같은 다른 분자를 감지하는 데 사용될 것으로 예상됩니다. 이미 연구원 팀은 혈액 샘플을 채취할 필요 없이 설탕과 인슐린 수치를 모니터링할 당뇨병 환자용 센서를 개발하고 있습니다.

XNUMX 나노미터 두께의 탄소 나노튜브는 과학자들이 센서 제조에 유망하다고 생각합니다. Massachusetts Institute of Technology의 연구원들은 최근 과산화수소와 사린을 포함한 다양한 분자에 대한 탄소관 센서를 개발했습니다. 이러한 센서는 탄소 나노튜브의 형광을 사용합니다. 나노튜브가 특정 분자에 결합하면 더 밝게 또는 더 어둡게 빛납니다.

새로운 연구에서 연구원들은 나노튜브를 수정하여 두 가지 다른 유형의 센서를 만들었습니다. 하나는 단기 모니터링을 위해 혈류에 삽입하고 다른 하나는 피부 아래에 장기간 이식하기 위한 것입니다.

센서 성능을 개선하기 위해 과학자들은 혈류에서 입자가 서로 달라붙는 것을 방지하는 생체적합성 폴리머(폴리에틸렌 글리콜)를 사용했습니다. 쥐에 대한 실험에 따르면 이 경우 입자는 손상을 일으키지 않고 폐와 심장을 통과할 수 있습니다. 대부분의 입자는 간에 축적되어 NO 수준을 모니터링하는 데 사용됩니다. 동시에 연구자들은 지금까지 간만 연구했지만 이제는 입자가 혈액에 남아 있음을 확인했습니다. 이것은 나노 입자의 도움으로 신체의 다른 영역을 연구하는 것이 가능하다는 것을 의미합니다.

체내 장기 체류를 위한 센서는 알지네이트 겔(조류에서 추출한 폴리머)에 내장된 나노튜브로 구성됩니다. 쥐의 피부 아래에 이식한 후 젤은 제자리에 남아 400일 동안 기능했습니다. 그러나 연구원들은 센서의 수명이 연장될 수 있다고 제안합니다. 미래에 이러한 센서는 암 또는 기타 염증성 질환을 모니터링하고 인공 고관절 또는 기타 이식된 장치를 가진 환자의 면역 반응을 감지하는 데 유용할 것입니다.

과학자들은 현재 이 기술을 포도당 검출에 적용하기 위해 노력하고 있습니다. 나노튜브는 오랫동안 작동하지 않는 혈당 측정을 위한 전기화학적 센서를 대체하고 전극이 피부 아래로 침투하여 감염 위험을 증가시킬 것으로 추정됩니다. 그러나 새로운 센서는 실시간으로 당의 양을 결정하고 그것에 연결된 인슐린 펌프는 적절한 양의 호르몬을 공급할 것입니다.

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