제품용도

태양열집열장치
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순환식 열교환장치의 열전달매체 EG-SOL 301은 설비전용 부동액으로 사용가능한 제품으로 고급방청제를 사용하여 안전하게 장기간 사용이 가능하며 유체의 원활한 흐름으로 경제적 손실을 최소화한 방청브라인입니다.
⊙ 제품의 특징
◆ 물 40%, 브라인60% 혼합 할 경우 -52℃에서도 동결되지 않습니다.
◆ 혼합 비율에 따라 온도 조절이 가능 합니다.
◆ 산화안정성 및 열안정성이 뛰어납니다.
◆ 침전물 및 슬러지의 발생을 방지 합니다.
◆ 배관 및 사용 설비의 수명을 연장시킵니다.
⊙ 제품의 용도
◆ 태양열 집열장치
- 뛰어난 열전달 열매체액으로 열전달 및 내부 스케일 방지.

태양열 집열장치

태양열 에너지의 사용원리
태양의 복사에너지는 흡수하면서 외부로 발산하는 전도와 대류 열전달은 차단해 주는 것입니다.

태양으로 부터 흡수한 에너지는 비열이 큰 물에다가 저장에 두었다가 샤워나 난방 등 열이 필요할 때 꺼내 쓰는 방식입니다. 아래 그림은 간단한 태양열의 사용경로입니다.
주요장치
  • 태양열 집열장치
  • 태양열 복사에너지를 축적하고 전달하는 장치입니다. 구조는 복사에너지는 잘 흡수하고, 대류 및 전도로 손실되는 열전달을 차단할 수 있도록 유리와 보온구조로 되어 있습니다. 크게 진공관형, 이중진공관형, 평판형 태양열 집열기가 시판되고 있습니다.
  • 태양열 축열조
  • 낮에 축적한 태양열 에너지를 저장하는 장치입니다. 비열이 큰 물을 저장하기 때문에 대부분 스테인레스스틸로 되어있습니다. 사용목적에 따라 난방장치에는 두꺼운 철판을 이용합니다.
  • 태양열 열매체
  • 태양열 집열장치는 실외에 설치되기 때문에 겨울철 동파방지 및 여름철 과열방지를 위해 물과 열매체를 섞은 유체를 작동매체로 이용합니다.
  • 태양열 열교환기
  • 열매체를 그냥 쓸 수는 없으므로 열매체와 우리가 직접 사용하는 물과의 열교환을 위해서 필요한 장치입니다. 판형, 이중관형 등 용도에 따라서 여러가지 종류가 있습니다.
에너지의 이동
종류별 분류
태양열을 사용하는 장치는 집열기에 따라서
1.평판형
사각형의 알루미늄 프레임에 우측과 같은 동관위에 흡수판이 부착된 구조로 되어있습니다.
흡수판은 보통 특수코팅이 되어 태양복사에너지를 반사하는 것을 최소화합니다.
대류열 손실을 방지하기 위해 두꺼운 단열처리와 3㎜ 이상의 강화유리로 마감됩니다. 아무래도 강화유리이다 보니 제품의 내구성이 뛰어나다는 장점이 있습니다.
예전에는 효율이 낮았었는데 요즘에는 효율이 많이 개선되어 가정용으로 많이 쓰입니다.
2.진공관형
평판형 태양열 집열기는 아무리 단열을 잘한다고 하더라도 내부에 있는 공기의 대류열전달로 인한 열손실을 피할 수 없습니다. 이런 이유로 개발 된 것이 진공관형 태양열 집열기입니다.
진공퓨브안에 열매체 흡수판을 설치하여 대류, 전도로 빠져나가는 열손실을 최소화 하였으며 열매체 수송관의 구조에 따라서 이중진공관형과 단일진공관형으로 분류됩니다.
- 단일진공관형
태양열 흡수판은 흡수된 태양복사에너지는 열전도관으로 전도열이 전달되고 열전도관은 진공튜브 내부에 있으므로 고온으로 가열됩니다. 그 위를 열매체 수공관이 지나면서 열매체가 가온 되고 그 에너지를 사용하는 방식입니다.
- 이중진공관형
단일진공관 이후로 가장 최근에 개발된 방식이라고 할 수 있습니다. 열매체 수송관을 이중관을 사용하여 열매체가 진공튜브 내부를 순환하게 만들어서 열효율을 높였습니다. 그러나 에너지 관리공단의 인증규격을 보면 그다지 열효율이 많이 높지는 않습니다.
태양열을 저장하는 방식에 따라
1.일체형(자연대류형)
태양열에 의해서 얻어지는 열을 이동하는 펌프나 펜과 같은 구동장치가 없이 직접 이용하는 시스템을 말합니다.
열을 저장하는 축열조가 외부에 노출되어 있어서 열손실이 큽니다.
원리
집열기 내부가 가열되면 열매체가 가열되고 온도에 따른 밀도차이 때문에 가열된 열매체는 위로 상승하게 됩니다. 상대적으로 차가운 열매체는 아래로 하강하게 됩니다. 그러니까 뜨거운 집열판 상층부에 있는 축열조로 흘러가게 되고 축열조 안에 있는 냉수를 가열하게 됩니다. 가열된 따뜻해진 물을 가정에서 빼내쓰면되는 기초적인 방식입니다.
2.설비형(강제대류형)
일체형 태양열 온수기의 단점을 보완한 방식입니다. 축열조를 내부에 비치하여 외부로의 열손실을 차단하여 효율을 높이고, 태양열이 뜨거울 때에만 열매체가 순환하여 에너지를 저장하는 방식으로 태양이 뜨지 않을 때는 보조에너지를 사용하여 언제든지 온수나 난방을 사용할 수 있다는 장점이 있습니다. 펌프로 열매체와 온수를 순환하여야 하기 때문에 펌프 가동을 위한 전기에너지가 필요합니다. 대부분 밀폐형 순환방식을 사용하기 때문에 펌프의 사용동력이 그렇게 크지는 않습니다. 온수를 많이 사용하는 곳에서는 가장 효율적인 신재생에너지원 중에 하나입니다.
*보조열원에 대한 이용방식 및 연결방식, 열교환 방식은 상황에 따라 달라집니다.
원리
태양이 뜨겁게 비추는 날 열매체 순환펌프와 열교환 순환펌프가 가동되어 열매체를 순환시켜 태양열을 흡수하고, 축열조의 물을 순환시켜 열매체와 열교환하여 태양열 축열조에 다시 저장합니다.
태양열이 부족해 온수의 온도가 낮을 경우에는 보조열원을 가동하여 축열조에서 나온 물을 다시 가열해서 사용하게 됩니다.
설비형 태양열 시스템의 단점은 설치비가 비싸다는 점, 시스템을 전자제어 해야되기 때문에 제어의 어려움과 잔고장, 보조열원과의 적절한 시스템 연계, 설치공간이 많이 필요하다는 (축열조가 큼) 단점이 있습니다.