太陽能熱水系統 〉太陽能熱水系統概述 縮小字體放大字體

一.陽光普照大地

在人類大量使用化石燃料,產生過多溫室氣體後,「明天過後」的電影情節並非不可能發生在未來,全球暖化已成為世界各國急需面對的課題,而再生能源將成為未來能源發展重要的一環。

根據統計,台灣目前有97%以上能源是由國外進口,隨國內社會經濟蓬勃發展,能源需求不斷增高,我國也積極推廣再生能源,對一年四季日照充足的台灣而言,太陽能更是我們寶貴的潔淨能源之一。

太陽能的特色

屬乾淨,無污染的再生能源,對減緩能源與環境危機有極大之幫助。 

太陽能的應用

可分為太陽熱能與太陽光電兩種,在太陽熱能的應用方面,有發電、熱水、乾燥、空調、溫室和蒸氣消毒等。

二.陽光映照、繽紛世界

太陽能熱水器 多元化應用

太陽能熱水器是台灣最具商品化的太陽熱能技術應用產品。
應用的型式包括家用熱水器、宿舍/旅館盥洗系統、工業製程預熱系統、漁業養殖及溫水游泳池等。
在台灣太陽能熱水器每平方公尺集熱面積一年收集之能量約相當於80公升石油的能量。

三.生生不息、潔淨新產物

環保效益

使用太陽能熱水器能減少對環境的污染及溫室氣體二氧化碳的產生。 

節約能源

太陽能是屬於每個人的能源,只要有場地與設備,任何人都可使用它。

簡單安全

操作簡單、安全性高,不像使用瓦斯有爆炸或中毒的危機,使用燃料油鍋爐有爆炸的顧慮。

不佔空間

太陽能熱水器裝在屋頂上或屋外,不會佔用任何室內空間。

具經濟效益

使用太陽能熱水器可減少電費或瓦斯費支出,常使用下不易損壞,壽命至少在10年以上,甚至有到20年的。因為基本熱源為免費的太陽能,所以使用它十分符合經濟成本效益。

四.閃爍 . 耀眼 . 陽光

  • 太陽能熱水器就是利用太陽能製造熱水,因此,太陽光越強,太陽能熱水器越能提供充沛的熱水。
  • 太陽能熱水器設置在太陽照射條件越好的地方,提供的熱水越多。
  • 夜間或陰雨天,缺乏太陽光時,太陽能熱水器無法提供適當的熱水。
  • 為克服太陽光不足時之熱水供應,太陽能熱水器常搭配輔助加熱設備使用,其型式可包括電熱、瓦斯與鍋爐等,並且只要附溫控器,以小量其它輔助熱源的使用,即可隨心所欲的控制熱水溫度,十分方便。
  • 太陽能熱水器之容量需經規劃,規劃設置後之熱水使用量不可無限制擴大,以免降低供應熱水的可靠度。
  • 熱水使用量有大幅增加時,應請教專家意見,必要時重新規劃,增加適當容量。

實例:

依臺灣的平均日照強度而言,每一平方公尺集熱器一年約可減少220公斤二氧化碳排放量,以及約可節省1,900元的瓦斯費支出。一年中約可供應28,000公升洗澡水。

五.太陽能熱水器系統分類

太陽能熱水系統的分類以加熱循環方式可分為:自然循環式強制式儲置式等三種。

自然循環式太陽能熱水器

集熱器內的工作流體,吸收太陽輻射熱,溫度升高密度變小往上升至儲水桶,儲水桶內較冷的水往下流至集熱器,產生自然對流循環而將儲水桶 內的水加熱的裝置,自然循環式絕大部份用在小型家用熱水自然循環中,如果集熱器與儲水桶內循環的工作流體即為盥洗用水則屬於直接加熱型(單循環);如果工 作流體本身負責吸收太陽能,再間接加熱儲水桶內的用水則屬間接加熱型(雙循環),熱管集熱器即屬此型。

強制循環式太陽能熱水系統

利用集熱迴路泵浦,藉溫差控制器使儲水槽內的水,強制流經太陽能集熱器,將集熱器所吸收的太陽輻射熱帶回儲熱槽。強制式主要是用在大型太陽能熱水系統。

儲置式太陽能熱水器

其定義是一種把集熱器和儲水桶合而為一的太陽能熱水器,儲水桶本身不只有儲水功能,同時又具有收集太陽熱能功用之裝置。此種裝置構造簡單,價格低廉但集熱效率較低,在日射量充足的地方,適於使用此系統。

六.太陽能熱水器主要結構

太陽能熱水器主要由集熱器、儲熱槽管路三部分所組成。

集熱器

利用染色之高分子材料如EPDH(橡膠材質)或以表面處理附上一層選擇性吸收膜之金屬板面,專門大量吸收陽光中熱能光波,以加熱集熱板面下方管中的水,上表面蓋玻璃面板,底層則鋪上保溫玻璃籤維棉、保麗龍等絕緣物。

另一種集熱器裝置為真空管集熱器。其基本構造為玻璃管抽成真空,內部為鍍有吸收膜之內玻璃管或岐管,太陽輻設光波經由外層玻璃進入,經過真空層,被吸收膜吸收並加熱內管流通的水,真空層具有阻斷熱能散失的功能,水溫加熱能力較高,極適合氣溫滴低之地區應用。

 

 

儲熱槽

其功能在於儲存集熱器所加熱的熱水,儲熱槽由內外桶構成,中間充滿如PU發泡、保麗龍等保溫材質,以防止熱量散失。

管路

包括補充熱水器的冷水管與輸送熱水至用水龍頭的熱水管,熱水管路外覆保溫材,以防散熱。

輔助加熱器

家用熱水器ㄧ般多使用電熱棒,電熱棒安裝於最後一個出水的儲熱槽內或另外放置於一個較儲熱桶小的加熱桶內,以節省電能使用。以定時器及溫控器控制加熱時間與熱水溫度。
如固定晚上洗澡用水,則將定時器設定傍晚至就寢前作用,如果當天天氣好,水溫夠,則加熱器自然不作用,因此,有了輔助加熱器,不論天氣如何,皆有充足的熱水可用,十分方便。

七、使用太陽能熱水器目的

一、環保效益-相對於使用化石燃料製造熱水,能減少對環境的污染及溫室氣體-二氧化碳的產生。

二、節省能源-太陽能是屬於每個人的能源,只要有場地與設備,任何人都可免費使用它。

三、安全-不像使用瓦斯有爆炸或中毒的危險,或使用燃料油鍋爐有爆炸的顧慮,或使用電力會有漏電的可能。

四、不佔空間-不需專人操作自動運轉,另外,太陽能熱水器裝在屋頂上,不會佔用任何室內空間。

五、具經濟效益-正常的太陽能熱水器是不易損壞,壽命至少在十年以上,甚至有到二十年的,因為基本熱源為免費的太陽能,所以使用它十分符合經濟成本效益。

六、實例-依台灣的平均日照強度,及一個五人家庭熱水使用量為例,一年使用太陽能熱水器的結果,可以減少二氧化碳排放量為500公斤,及省下5,000元的瓦斯費用

以上部份資料取自工業技術研究院再生能源網