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太陽能熱水系統的構造主要是由集熱器、儲水桶、管路和控制系統等四部份構成。

 

一.集熱器

 

集熱器為太陽能熱水系統的心臟,主要功能是將太陽能輻射能轉換成熱能,再傳給循環工作流體。太陽光穿過透明面蓋到達吸收板,經板面之特殊處理轉換成熱能由吸收管內之流體帶出。整個吸收板、吸收管以及面蓋以外框固定,而中間填塞隔熱材料以防止熱損失。面蓋的作用為防止對流熱損失並可保護吸收板,多使用高強度高透射率強化玻璃製成。吸收板一般的材料為銅板、鋁板或不袗板,也有使用有機聚合體製成者。吸收板表面需經特殊處理,一般常用者有噴漆、烤漆、電鍍等方式,其中以電鍍效果最佳。吸收管多為銅管製成,管內流體一般都直接用水,但亦有使用其它流體為傳熱媒介者。 另一種最近較為流行的集熱裝置為真空管集熱器,其基本構造為內外雙層玻璃管套,中間為真空層,外層玻璃為透明,內層玻璃鍍有深色吸收膜,太陽輻射光波經由外層玻璃進入,經過真空層,被吸收膜吸收進入內層玻璃管中,並加熱其中流通的熱水,而鍍膜與真空層皆具有阻斷熱能散失的功能,其所得到的熱水溫度比上述的板管式為高,所以適合高緯度的北部地區及高山地區使用。

 
 
 

二.儲水桶

 

因太陽光並非隨時穩定照射,由集熱器流出之熱水需暫時儲存,以供使用需要。一般儲水槽多用不袗桶加一層或數層絕熱材料而成 。 儲水槽可分立式、臥式兩種,其結構大致相同,都是內外各一層水桶,中間填塞隔熱材料保溫。一般而言,直立效果較佳,但市面上多使用臥式,因結構上較易固定,外表較美觀,且不佔空間,為減少冷熱水之混合,儲水儲內亦有種種設計,如分層隔板,進水檔板及進水噴管。

 

三.管路

 

管路的配置,依不同裝設環境、系統及需求而異,一般用戶如另裝有瓦斯熱水器,可將太陽能熱水器與其串聯,亦即以太陽能熱水器之熱水出口接於瓦斯熱水器之冷水入口,如果太陽能熱水器出水溫度夠高,則可直接使用,如果水溫不夠,可當成預熱設備,再經瓦斯熱水器加熱,亦能節省部分燃料費。 小型太陽能熱水器的管路材質有鍍鋅鋼管、不袗管、 PB 管、銅管。較常用的為銅管與 PB 管。集熱器與儲水槽之間的管路與往浴室之管路,必須要有保溫,且須要有外覆材。對於自然循環或管路,必須避免管路先向上而後向下彎。中大型系統之管路,通常是用鍍鋅鋼管或不袗管, PB 管不適用。管路要有保溫及外覆材(鋁皮、亞鉛皮、塑膠布或橡膠布)每片集熱器之冷水管與熱水管長度和最好相等,且熱水管愈短愈好。至於溫水游泳池,則管路可用塑膠管。最近流行一種新材質- “ 開泰管 ” 應用於熱水系統管路易於彎曲施工且耐高溫,雖然傳熱性能差但仍須外敷保溫材料,而價錢僅比普通 PB 管略貴一點而已。

 

四.控制系統

 

控制系統包括溫度控制及時間控制,可依所選定時間控制儲水槽內水溫。大部分家用太陽能熱水器如單獨使用時,都裝有輔助電熱器,可在日射量不足時,輔助加熱達到所需溫度。在大型強制式熱水系統之儲水桶與集熱器間裝有溫差控制器,如果溫度差達到一定值,將自動啟動泵浦將儲水桶內較冷之水打至集熱器吸收太陽輻射能加熱。

 

 
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