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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 태양 다락방 팬. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
집을 시원하게 하는 가장 쉬운 방법은 에어컨을 설치하는 것입니다. 그러나 비용이 많이 들고 비효율적입니다. 실내 공기의 과열과 습도 증가를 주로 방지하는 저렴한 환기 시스템을 사용하는 것이 훨씬 저렴합니다.
환기 시스템은 다락방에서 공기를 제거하는 방식으로 설치해야 합니다. 왜 다락방에서? 그가 모든 문제의 근원이기 때문입니다. 태양이 지붕에 비치기 시작하자마자 모든 것이 이른 아침에 시작됩니다. 아시는지 모르겠지만 지붕 타일은 태양 복사를 상당히 효과적으로 흡수합니다. 역청으로 코팅된 지붕은 태양열을 특히 잘 끌어당기고 유지합니다. 지붕의 열은 다락방을 채우는 공기로 전달됩니다. 하루가 진행됨에 따라 점점 더 많은 열이 다락방 공기 공간으로 들어갑니다. 이제 다락방 내부에는 또 다른 메커니즘이 작용하는데, 따뜻한 공기는 위로 올라가고 차가운 공기는 가라앉는다는 것은 잘 알려진 사실입니다. 다락방의 공기는 섞이지 않기 때문에 그림과 같이 집안에 온도 분포가 생깁니다. 1. 층을 이룬 온도 분포로 인해 열 축적이 발생합니다. 우리는 사용해야 할 거대한 열 저장소를 가지고 있습니다. 많은 가정에서 다락방으로부터의 열 침입으로 인해 너무 더워집니다. 에어컨을 켤 때 생활 공간의 열을 제거하여 조건을 더 편안하게 만들려고 합니다. 그러나 동시에 다락방은 집을 계속 데우고 있습니다. 그러한 대결은 비용이 많이 들고 원하는 결과로 이어지지 않습니다. 다락방에서 생활 공간으로 열이 유입되는 것을 막는 유일한 방법은 집을 다락방에서 단열하는 것입니다. 유리솜을 사용한 단열은 매우 효과적입니다. 천장을 덮는 두께 15cm 이하의 유리솜 층은 아래로 침투하는 열의 양에 상당한 영향을 미칩니다. 냉각 메커니즘 그러나 어떤 단열재도 다락방의 열 침투로부터 낮은 방을 완전히 격리시킬 수는 없습니다. 열은 열 전달 및 복사를 통해 생활 공간으로 침투합니다. 이를 설명하기 위해 다음 예를 고려하십시오. 집의 다락방 크기가 9x12m(면적 108m2)라고 가정합니다. 다락방의 평균 온도가 55°C이고 거실의 온도가 27°C를 초과하지 않기를 원한다면 2000J/h 이하의 열 전달을 달성하는 것이 최선입니다. 그리고 이것은 완벽한 격리 시스템의 경우입니다. 단층 유리솜 천장 단열재가 있는 일반 주택의 경우 열 침투는 약 4500J/h입니다.
9000J의 열을 중화시키기 위해 에어컨은 1톤의 공기를 펌핑해야 한다는 것이 실험적으로 확립되었습니다. 따라서 다락방 난방의 영향을 없애려면 에어컨으로 추가로 0,5톤의 공기를 펌핑해야 합니다! 그러나 실제로 아래로 침투하는 열의 양은 다락방과 집 사이의 온도차에 따라 다릅니다. 5°C의 온도 차이는 수천 줄에 해당합니다. 따라서 다락방이 추울수록 에어컨이 덜 작동합니다. 다락방 환기 다락방을 어떻게 식힐 수 있습니까? 환기만 시키면 됩니다! 외부 공기 온도가 난로처럼 일반적으로 더운 다락방의 공기 온도보다 높은 경우는 매우 드뭅니다. 다락방 내부의 뜨겁고 정체된 공기를 더 차가운 외부 공기로 교체하여 다락방을 식힐 수 있습니다. 지붕 꼭대기 근처의 통풍구를 자르고 그 안에 배기 팬을 설치하면 비교적 쉽게 할 수 있습니다. 팬은 돌출된 지붕 처마를 통해 차가운 공기를 불어넣고 통풍구를 통해 다락방에서 따뜻하고 탁한 공기를 끌어냅니다. 다락방 내부의 이러한 공기 순환은 뜨거운 공기와 차가운 공기의 혼합을 유발하고 온도차를 제거합니다(그림 2). 그것이 다락방 내부의 온도에 어떤 영향을 미쳤는지 주목해야 합니다. 이제 온도가 더 고르게 분포되고 평균 온도가 떨어졌습니다.
다락방을 환기시키는 데 매우 큰 팬이 필요하지 않다는 점에 유의하고 싶습니다. 다락방의 공기 교환이 약 3분마다 수행되면 목표가 달성됩니다. 팬의 크기는 다락방의 크기에 따라 결정됩니다. 표준 치수(9x12m2)의 다락방의 부피는 약 135m3입니다. 4분마다 이 양의 공기를 교환하려면 분당 34m3를 펌핑하는 팬이 필요합니다. 다락방이 작으면 더 작은 팬이 필요합니다. 여기서 비율은 간단합니다. 다락방 부피(m3)를 원하는 공기 교환 시간(분)으로 나누고 팬 성능을 얻습니다. 예를 들어 135m3 / 4분 = 34m3/분. 팬의 주요 요소 팬은 일반적으로 선형인 소형 DC 모터로 구동됩니다. 더 많은 전력이 공급될수록 더 빠르게 회전합니다. 전력은 전압과 전류의 두 가지 양에 의존하는 것으로 알려져 있습니다. 이 값을 변경하면 전력이 변경됩니다. 예를 들어, 12A의 전류에서 6000V의 전압을 가진 모터는 6rpm의 속도로 회전할 수 있습니다. 전압을 2V로 낮추어 모터에 공급되는 전기 에너지를 줄이면 회전 속도가 3000배 감소하여 XNUMXrpm이 됩니다. 반면에 12A에서 3V의 동일한 모터에서 6000rpm의 동일한 속도로 회전하는 경우 전압을 동일한 수준(2A에서 12V)으로 유지하면서 전류를 1,5배 줄입니다. 동일한 결과를 얻습니다. 모터 속도는 3000rpm이 됩니다. 광전지 변환기의 작동 원리를 고려할 때 소비 전류의 변화에 따라 모터의 회전 속도가 변경되는 이유를 이해하는 것이 특히 중요합니다. 팬 블레이드가 증류하는 공기의 양은 회전 속도에 정비례합니다. 이는 단순히 모터의 속도를 변경하여 공기 흐름을 제어할 수 있음을 나타냅니다. 태양 전지 의심 할 여지없이 광전 변환기를 사용하여 배기 팬에 전원을 공급할 수 있습니다. 이것이 선호되는 선택입니다. 동시에 광전지 소스가 팬 전기 모터에 연결될 때 흥미로운 관계가 발생한다는 점에 유의해야 합니다. 광전지 태양 전지는 일반적으로 전류원으로 간주할 수 있습니다. 저조도에서 태양 전지판은 전압이 정상으로 유지되지만 작은 전류를 생성합니다. 결과적으로 팬(회전하는 경우)이 천천히 회전하므로 소량의 공기만 펌핑합니다. 이 상황은 다락방 환기 작업을 충족합니다. 아침에는 지붕이 거의 가열되지 않으며 이 시간에는 환기가 필요하지 않거나 약간의 환기만 필요합니다. 낮에는 일사량이 증가함에 따라 광전지 변환기에서 팬 모터에 점점 더 많은 전력이 공급되고 팬 속도가 증가합니다. 일사량이 증가함에 따라 다락방 공간으로 들어오는 열의 양이 증가합니다. 필요할 때 정확히 팬 속도(공기 교환)의 증가가 관찰된다는 점에 유의해야 합니다. 저녁이 되면 태양 복사의 강도가 다시 감소하고 지붕이 열을 덜 흡수하며 환기의 필요성이 줄어듭니다. 이는 팬을 더 낮은 속도로 회전시키는 태양광 변환기의 출력 전력 변화와 일치합니다. 그 결과 다락방 온도를 비교적 일정한 수준으로 유지하는 자기 조절 다락방 환기 시스템을 개발했습니다. 일반적으로 다락방 난방에 따른 팬 제어는 기계식 열 스위치로 수행됩니다. 태양 전지 설계 언급된 목적을 위해 이러한 응용 분야를 위해 특별히 설계된 두 개의 상업적으로 사용 가능한 상용 팬이 선택되었습니다. 팬 근처에 광전지 소스를 배치합시다. 그러나 자신에게 맞는 모터와 팬의 조합을 사용할 수 있다는 점을 기억하십시오. 첫 번째 팬은 Solarex Corp.의 배기 팬입니다. 상기 팬은 12V DC 모터에 의해 구동되지만 Solarex는 수명을 위해 모터를 6V에서 작동할 것을 권장합니다.m6/min. 언급한 요구 사항을 충족하는 7W 배터리를 개발하는 것은 어렵지 않을 것입니다. 먼저 필요한 최대 전류 강도를 상상해야 합니다. 위에서 언급했듯이 1,2A에 해당합니다. 7,5cm 원형 태양 전지가 1,2A의 전류를 전달한다는 것은 상식입니다. 실제로 "단지" 7,5A를 발생시키는 상당히 저렴한 하위 표준 1cm 전지를 찾을 수 있습니다. 이러한 전지는 언급된 목적에 적합합니다. 최대 태양 복사 강도에서 7W의 전력을 달성하려면 12개의 요소가 필요합니다. 요소는 각각 3개 요소의 4개 행에 배치하여 직렬로 납땜할 수 있습니다. 설계에 사용하기 위해 1A의 표준 이하 요소를 선택한 경우 결함을 보상하기 위해 배터리의 요소 수를 2로 늘리고 그 수를 14로 만들어야 합니다. 두 번째로 살펴볼 팬은 Wm입니다. 양고기. 지름은 35cm입니다. 볼 베어링이 있는 선형 전기 모터가 장착되어 있습니다. 프레스 볼 베어링은 모터 수명을 연장합니다. 모터는 6-48V의 모든 전압으로 구동됩니다. 우리의 목적을 위해 제조업체는 12V의 전압을 사용할 것을 권장합니다. 30W 태양열 발전기는 약 30m3/min의 속도로 공기를 교환하기에 충분한 속도로 팬을 회전시키는 반면, 7W 배터리는 14m3/min의 속도로 공기를 교환하기에 충분한 에너지를 제공합니다. 무화과에. 3은 광전 변환기의 전력에 대한 공기 교환율의 의존성을 보여줍니다.
지붕에 구조물 설치 환기 장치 설치 옵션 중 하나에 따라 지붕에 구멍을 뚫어야 합니다. 지붕에서의 모든 작업은 누수의 위험과 관련이 있으므로 작업 성공의 열쇠는 정확성입니다. 먼저 쇠톱으로 지붕의 둥근 구멍을 뚫습니다. 두 팬 모두 금속 케이싱에 고정되어 제공되며 루프의 개구부는 케이싱의 직경과 정확히 일치해야 합니다. 구멍의 위치가 지붕 서까래 사이에서 선택되었는지 확인하십시오! 그런 다음 구멍에 팬이 설치됩니다. 이제 장치 주위에 금속 반사판을 배치하고 누출을 방지하기 위해 가능한 모든 틈을 타르로 풍부하게 채웁니다. 만들어진 구멍을 통해 비가 들어오는 것을 방지하기 위해 팬은 원추형 또는 U자형 캡으로 덮여 있습니다. 지붕에 구멍을 뚫고 싶지 않다면 다른 옵션이 있습니다. 팬은 지붕 처마 아래에 있는 통풍구 중 하나 위에 장착할 수 있습니다. 이를 수행하는 가장 좋은 방법은 팬을 다락방 바닥에 45° 각도로 장착하는 것입니다. 가로 세로 비율이 2:1인 한 쌍의 프레임으로 프레임을 만든 다음(그림 4) 그 중 하나에 팬을 부착하는 것이 좋습니다(그림 5). 그런 다음 통풍구 위에 프레임을 놓을 수 있습니다. 교환된 모든 공기가 통과할 수 있도록 개구부가 충분히 큰지 확인하십시오. 그렇지 않으면 팬이 충분히 효율적으로 작동하지 않습니다.
태양 전지판은 지붕의 남향 부분에 부착되고 팬에 부착됩니다. 전선을 지붕에 특수 구멍을 뚫는 것보다 지붕 가장자리까지 전선을 연결하고 처마의 통풍구를 통해 통과시키는 것이 좋습니다. 지붕이 파손될 가능성이 적습니다.
태양 전지를 팬에 연결할 때 전기 모터의 회전 방향에 주의를 기울입니다. 한쪽 회전 방향에서는 공기가 빠져나가고 다른 방향에서는 실내로 끌어들여집니다. 팬이 올바른 방향으로 회전하지 않으면 공급선을 반대로 해야 합니다. 저자: 바이어스 T.
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