TWI330245B - - Google Patents

Description

1330245 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係利用「全玻璃式太陽真空集熱管」，作為集熱 單元之強制循環式太陽能集熱器，藉導流分岐管、紊流產 生器、導葉片等之設計，以改善太陽能熱水器之效能。 【先前技術】

Ik著油價的飆漲地球的暖化效應，人類追求替代能 源之需求愈加迫切，其中最常應用的一項便是太陽能。傳 統上’有關太陽能應用例子很多，市面上已有一般類似之 太％月b熱水器先剷技術產品出現，例如台灣專利第 84203166號、第93214374號所揭示者。 太陽此熱水器依其循環方式分類主要可分為：「強制循 環」式（forced circulation);與「自然循環」式（natural circulation)。其中「自然循環」式是利用流體本身之密 度=化所產生之自然對流機制來做循環與熱交換，此種方 _式常用於熱水用量較少之一般家庭用太陽能熱水器。而「強 制循％」式，則是利用水泵將水驅動循環於收集器及熱水 f存容器之間做強制熱流熱交換，此種方式常用於熱水用 量較多之工廠、醫院、旅館及機關學校等。 太陽能熱水器之構造主要由集熱器（c〇Uect〇r)與蓄 熱器（storage tank)兩大部分組成，其中集熱器是技術. 關鍵，它直接關係到太陽能熱水器之使用性能，與能否正 常運行之環境溫度條件。目前廣泛應用於太陽能熱水器之 集熱器，主要為「玻璃真空管式」（glassevacuatedtube) 5 1330245 衩一類集熱态。它採用一個真 # - . si ^ y- ^ 具工臾層來進仃集熱器之隔熱 保胍，因此在熱能之吸收率、熱她 璃真空管式較佔優勢。尤i是庫 中、二”；'面，玻 ，、疋應用在中两溫集熱時（>80 C )’或疋在低太陽輻射時，其效果更加明顯。因 來玻璃真空管式集熱器之使用量有逐漸增加之趨勢。平 玻璃真空管式集熱器依其從真空管中將熱導出之方 式，玻璃真空管式集熱器可再分為3種，即「熱管式」（hW plpe)、「u型金屬管式」（u_tube)與「全玻璃式」㈤ 細s)。其中全玻璃式太陽真空管式集熱器，係採用雙層 玻璃套管’内玻璃管-端為封閉之圓頂形狀，另一端與外 玻璃管一端炫封成環狀之開口端，並在内外圓管之間抽成 高真空，具有結構最簡單，製造成本低之優點。 由於全玻璃式太陽真空管式集熱器之外形具有單一開 口，及利用將工作流體（一般為水）充滿内層玻璃管，並 直接與太陽能做直接熱交換之特性，使工作流體只能藉由 此單一開口，在同一個開口截面下同時做流入與流出之雙 (逆）向循環熱交換；加上全玻璃式太陽真空管之外形十 分細長（直徑約l〇cm ’長度約使得工作流體 之流動更為困難。甚至在靠近玻璃管底部附近形成一段停 滯區（stagnation region)，令流入之冷水無法流到玻璃 管就被擠出管外’造成沒有充分之時間、接觸面積與真空 管内壁之高溫熱源做熱交換’而大大影響真空管之集熱效 能。另由於工作流體在玻璃管内之流動速度低，加上玻璃 管面十分光滑，故全玻璃式太陽真空管内之流動一般皆屬 1330245 第四圖為本創作之分歧管組裝葉月之示意圖。 第五圖為習知產品之剖視圖。 第六圖為習知產品之使用示意圖。 【主要元件符號說明】

(1) 水套 (11) 保溫層 （12 ) 冷水進口 (13) 熱水出口 （ 14 ) 導流主幹管 (15) 分岐管 （16) 紊流產生器 (16A) 紊流產生器 (2) 真空管 (L) 真空管内部之總長度 (Li) 延伸入真空管内部之分岐管 (Di) 真空管之内徑 (Do) 分岐管之外徑 (Sr) 分岐管上紊流產生器 之間隔長唐 (Nr) 分岐管上紊流產生器每一間隔之 器數目 (A) 水套 （A1) 保溫 (A2) 冷水進口 （A3) 熱水出〇 (B) 真空管

Claims (1)

1. 丄JJUZ40 十、申請專利範園： 1. 一種強制循環式太陽 7 套、真空管，水备一 ’、…益（一），其係包括水 其特徵係在於：—端為冷水進° ’另—端為熱水出口， &套内於冷水進 管另一端予以封門 、 導机主幹官，導流主幹 複數支分岐管，二再沿導流主幹管軸心線再垂直延伸出 空管内，並在八：：管則以一對一之方式延伸入對應之真 2 h由 之外壁上設置紊流產生器。 熱器（二1項所述的強賴環式太陽能集 連接。 /、導流主幹管與水套之冷水進口呈水平同軸 集执3器專利範圍第1項所述的強制循環式太陽能 '、’’’、4〜），其中紊流產生器為凸出物或凹孔。 盤孰哭^申4專利範圍第1項所述的強制循環式太陽能 .......〜）’其中紊流產生器為導葉片。 月& 如申請專利範圍第4項所述的強制循環式太陽 集熱态（二、，甘+ 其中導葉片數目大於1。 6 如由 >主 J甲請專利範圍第4項所述的強制循環式太陽能 ' )其中導葉片係為靜葉片或可旋轉之動葉片。 。·如申請專利範圍第1項所述的強制循環式太陽能 集熱器（二）’其中水套係由保溫層封閉而成。 Οι. J甲請專利範圍第1項所述的強制循環式太陽能 集熱器（二），其中真空管係為全玻璃式太陽真空集熱管。 12