太阳能热水系统介绍

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一、集热器(collector)基本组成
吸热板（absorber）表面涂上选择性吸收膜，吸收太阳辐射能量。其上有管路导引工作流体（一般常用水作为工作流体），将吸热板上所吸收之太阳热能传输至使用端利用。
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选择性吸收膜（Selective Surface Coating）具有高吸收率、低放射率之光学特性，主要将太阳辐射能大量吸收，并降低辐射损失。

* X2 E# u; f, ~2 M7 f1 B( z1 E由於吸热板吸收太阳辐射能量，集热板表面温度提高，为降低与表面空气之对流损失（或受风影响）及热传导损失，因此，吸热板上方以透明面盖大气隔离；集热器周围及底部因太阳光并直接非照射，所获能量有限，故以保温材料包覆，以降低热损失。
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二、储热桶（Storage Tank）
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由於太阳能并非稳定供应，为供应阴雨天、夜间时之负载需求，需藉由储热桶储存热能，稳定供应负载热能。储热桶一般依外型长宽比分为卧式与立式两种。
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- T: W/ W: J4 ~& d  o" _$ z三、集热器种类（Types of Collectors）
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$ |- e. n. N$ o6 r# J9 U- j商用集热器可分为平板式集热器、真空管式集热器、热管式集热器、储置式热水器。
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1. 商用平板式集热器之集热板形式一般为铜板铜管、铜鳍片铜管、不锈钢板管、非金属板管（高分子化合物）等。依用途、操作温度及设置成本之考量，透明面盖成为非必要元件，因此，又分为有面盖式集热器及无面盖式集热器。一般非金属平板集热器主要由EPDM 或Copolymer 等制成，用於温水游泳池。

2. 商用真空管集热器之集热板形式有玻璃管、铜鳍片铜管、铜管等。集热板周围以透明材（玻璃管）包覆，内部抽制成真空状态，以降低内部空气造成之传导热损。由於真空管式集热器之上下四周均为透明材，因此，有些产品配合聚光用反射板，将太阳光有效集中在集热板上，提高收集能力。
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3. 热管式集热器是将集热板之导管做成热管形式，以提升集热板在寒地、高山、防结垢应用方面之适用能力。因此在集热器外型结构上有平板式热管集热器及真空热管式集热器。

6 g  Y* I* P" E- q4. 储置式集热器在结构上是将集热器与储热桶结合在一起之复合体。换句语说，储置式集热器是一种兼具集热储热功能之集热器。

" B$ u0 R5 v( P四、系统种类pes of Systems）

. ?+ M+ V+ z8 y) _! c1 V( p太阳能集热器之应系统主要依循环系统分类，分为自然循环式系统（passivesystem）与强制式循环系统（active system）两种，太阳能集热器系统之功能当然在于收集太阳热能、传输此一热能、及储存热能，以供应使用。而自然循环式系统之传热（循环）之动力方式系利用虹吸原理，以工作流体之密度因温度改变（受重力影响）造成之对流动力，驱动工作流体循环传输热能。强制循环式系统是利用控制器控制泵浦，以驱动工作流体循环，传输热能。因此，对于虹吸特性低之系统设计，均以强制循环式为主，其系统特性如储热桶之底部较集热器顶端低。

太阳能集热器之应用系统依工作流体性质分类，分为太阳能空气加热器与太阳能热水器两种。太阳能空气加热器主要以空气为工作流体，在集热器中吸收太阳热能，以热空报导利用在干燥、除湿等。太阳能热水器主要以水为工作流体，在集热器中吸收太阳热能，以热水方式利用在盥洗、养殖、工业预热等。

太阳能集热之应用系统依工作流体之加热循环形式，分为直接（循环）加热式及间接（循环）加热式。由於水在90oC 以上或10oC 以下之相态变化，对系统造成复杂性，因此，往往在水中加入抗冻液、或直接使用热媒油，以降低工作流体之相态变化现象及提升操作温度范围。此类系统之工作流体若因不适合直接利用，而必须利用热交换器引进另一循环系统来使用者，称为间接循环加热系统。在另一方面来说，不需利用热交换器介入另一循环系统，以集热器内之工作流体，加热后（吸收太阳热能）直接利用者，称为直接循环加热式系统。

+ t: V! a3 \- E% O7 L6 P2 h- N; [五、应用种类（Types of Applications）

太阳能热水器系统：
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＊鱼类养殖业（25~28oC）

$ {, C3 R4 N3 Q' J＊暖房（25~28oC）

3 t: u& M9 G; j$ A" K) U＊温水游泳池（28~30oC）

, z/ Y- [/ T, S＊家用、宿舍、旅等盥浴（55~60oC）
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＊工业过程预热（80oC 以上）

＊ 除湿（80oC 以上）

. y) G& y; ]8 t2 l6 Y太阳能空气加热器系统：
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＊暖房（25~28oC）

＊温室栽培（25~28oC）

' l+ C( ]5 h$ M% b( V＊农业、木材乾燥（80oC 以上）