TWI413749B - 運用太陽能熱水器之全天候發電裝置 - Google Patents

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Description

運用太陽能熱水器之全天候發電裝置
本發明係有關於一種運用太陽能熱水器之全天候發電裝置，尤其是指一種運用自然界的能源來產生熱水，及運用該熱水能源來儲蓄發電的裝置，達到善加利用能源的環保概念為首先應用發明者。
按，太陽能一般指太陽光的輻射能量，太陽能的利用有被動式利用光熱轉換和光電轉換兩種方式。太陽能發電一種新興的可再生能源；廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風能、化學能、水的勢能等等。現在，太陽能的利用還不很普及，利用太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題。
而日漸普遍的太陽能熱水器，主要係冷水經過集熱板吸收陽光輻射熱而變成熱水，利用熱水與冷水之密度差，熱水密度低(輕)往上升、冷水密度高(重)往下流動，而產生對流，自然循環，製造熱水。太陽能熱水系統是利用太陽能集熱器，收集太陽輻射能把水加熱的一種裝置，是目前太陽熱能應用發展中最具經濟價值、技術最成熟且已商業化的一 項應用產品。
太陽能熱水系統依動作原理可分為自然循環式與強制循環式兩種。自然循環式的原理是陽光照射到集熱器，器內的水溫上升密度變小，對流作用使熱水流到高處的儲熱桶內，而溫度較低的水則因密度較大而補充流至集熱器中。白天所收集的熱水儲存在保溫良好的儲熱桶中。強制循環式太陽能熱水系統則是利用泵浦做為熱水流動的動力，並配合溫差感測器進行運轉。溫差感測器分別置於儲水桶與集熱器中，當集熱板中的水溫高於儲水桶中的水溫時，啟動泵浦將儲水桶中的水送至集熱板中吸取熱能；而當集熱板中的水溫低於儲水桶中的水溫時，泵浦則停止運轉。而太陽能熱水系統由四個主要元件所組成，分別是：
一、集熱器，是一種經過電鍍或噴烤漆製成的高集熱效果的金屬板，底部是PU泡綿或玻璃綿的保溫層，整個集熱器上方以強化玻璃覆蓋之。
二、熱水保溫桶，家用型放置在集熱器頂部，大型系統則獨立放置，保溫桶外披覆PU泡綿以減少熱量損失。
三、輔助加熱器，家用型採用電熱棒，放置在保溫桶內部，而大型熱水系統則以瓦斯、燃油或電熱鍋爐加熱。
四、自動控制系統，由於太陽能不是穩定的能源，遇到陰雨天水溫不足而又有熱水需求時，才須啟動輔助加熱器。
經由上述的四大構件而構成大眾所知悉的太陽能熱水系 統，而一般太陽能熱水系統僅作為供應熱水的用途，當一天日照下來，其所形成的熱水供應量係遠超出需求量，因此，熱能僅能每日讓它逐漸消散，可說有浪費之實。
有鑑於此，本發明人秉持多年該相關行業之豐富設計開發及實際製作經驗，針對現有之結構及缺失再予以研究改良，提供一種運用太陽能熱水器之全天候發電裝置，以期達到更佳實用價值性之目的者。
本發明係有關於一種運用太陽能熱水器之全天候發電裝置主要目的係在改善資源浪費的缺失，以藉由利用自然界的能源來產生熱水，及運用該熱水能源來儲蓄發電的裝置，達到善加利用能源的環保概念為首先應用發明者。
本發明運用太陽能熱水器之全天候發電裝置的目的與功效係由以下之技術所實現：其主要係設一發電晶片組對應與經太陽能收集熱源的集熱裝置結合，且藉集熱裝置中的熱導管與太陽能熱水器之保溫儲水筒導接來傳導熱能，讓發電晶片組在日照時段經由收集太陽熱能，而經熱導管一方面傳遞給保溫儲水筒作為熱水器使用來供應熱水，另一方面則傳遞給發電晶片組作為熱能儲蓄發電，而當無日照時，則藉由保溫儲水筒內之熱水的溫度，回朔傳導給熱導管，再經發電晶片組作為熱能儲蓄發電的設計；藉此，係利用太陽能熱水器及其附加集熱設備，來達成於日夜全天候的儲存發電功能者。
本發明運用太陽能熱水器之全天候發電裝置中的集熱裝置進一步包含有一可注入水源的蓄熱槽，於蓄熱槽向陽端面設有收集太陽能的集熱器，整個集熱器上方以強化玻璃覆蓋抽真空之，以達保溫，且蓄熱槽內部設有將熱能傳遞的熱導管，而熱導管與太陽能熱水器之保溫儲水筒導接一起者。
本發明運用太陽能熱水器之全天候發電裝置進一步設有散熱裝置對應組設於發電晶片組之一端面，係藉由可注入水源的排熱槽、及排熱槽下方之數散熱鰭片、與排熱槽內部具有降溫功能的冷導管，為導入冷水塔中之冷卻水或冷水循環，來提高了溫差發電晶片的發電效益。
(1)‧‧‧太陽能熱水器
(11)‧‧‧集熱盤
(111)‧‧‧集熱管
(12)‧‧‧保溫儲水筒
(2)‧‧‧發電裝置
(21)‧‧‧集熱裝置
(211)‧‧‧蓄熱槽
(212)‧‧‧集熱器
(213)‧‧‧熱導管
(214)‧‧‧玻璃
(22)‧‧‧發電晶片組
(23)‧‧‧散熱裝置
(231)‧‧‧排熱槽
(232)‧‧‧散熱鰭片
(233)‧‧‧冷導管
第一圖：本發明之整體立體外觀示意圖
第二圖：本發明之俯視剖視示意圖
第三圖：本發明之發電裝置剖視示意圖
第四圖：本發明之使用狀態示意圖(一)
第五圖：本發明之使用狀態示意圖(二)
為令本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號：首先，請參閱第一~三圖所示，本發明之運用太陽能熱水器之全天候發電裝置整體立體外觀及剖視示意圖，該發電 裝置(2)主要係於太陽能熱水器(1)之保溫儲水筒(12)導接一起，而其保溫儲水筒(12)內置有經收集太陽能之集熱盤(11)內的集熱管(111)，該發電裝置(2)包含有：一集熱裝置(21)，係具有一可注入水源的蓄熱槽(211)，於蓄熱槽(211)向陽端面設有收集太陽能的集熱器(212)，且蓄熱槽(211)內部設有將熱能傳遞的熱導管(213)，而熱導管(213)與太陽能熱水器(1)之保溫儲水筒(12)導接一起，整個集熱器(212)上方以強化玻璃(214)覆蓋抽真空之，以達保溫；一發電晶片組(22)，係對應組設於集熱裝置(21)之蓄熱槽(211)非向陽端面，其係對應接收集熱裝置(21)所收集的熱能；一散熱裝置(23)，係對應設置於發電晶片組(22)之一端面，其中包含有一可注入水源的排熱槽(231)，於排熱槽(231)下方設有數散熱鰭片(232)，且排熱槽(231)內部設有降溫的冷導管(233)者。
請一併參閱第一~五圖所示，於組裝時，係對應附加組裝於一般的太陽能熱水器(1)上，首先係於集熱裝置(21)中的蓄熱槽(211)內設有熱導管(213)，而熱導管(213)導接進入太陽能熱水器(1)保溫儲水筒( 12)內，於蓄熱槽(211)內注入純水源，而於蓄熱槽(211)向陽端面設有收集太陽能的集熱器(212)，接續，於集熱裝置(21)之蓄熱槽(211)背面組設發電晶片組(22)，再於發電晶片組(22)下設置一散熱裝置(23)，該散熱裝置(23)中主要組設有一排熱槽(231)，於排熱槽(231)內注入純水源及可降溫的冷導管(233)，再於排熱槽(231)下方設有數散熱鰭片(232)，即完成組裝。
請一併參閱第一~五圖所示，當使用時，於白天日照時段，其集熱裝置(21)中的蓄熱槽(211)，藉由向陽端面的集熱器(212)收集太陽能，以使蓄熱槽(211)內的水溫提升，而高溫的純水將溫度經由熱導管(213)傳遞，直接導入保溫儲水筒(12)內，使保溫儲水筒(12)內的水源形成熱水〔而原太陽能熱水器(1)的集熱盤(11)與集熱管(111)同樣傳遞熱源給予保溫儲水筒(12)〕，且藉由保溫儲水筒(12)本身的保溫作用，來保持水溫以供使用；另外，與蓄熱槽(211)相組合的發電晶片組(22)，亦同時接收蓄熱槽(211)經日照的高溫，而發電晶片組(22)再將熱能經由轉換器〔圖中未示〕來轉變成電能以供運用者；而當發電晶片組(22)接收蓄熱槽(211)溫度時，為了保持發電晶片組(22)的使用壽命，而設有散熱裝置(23)來對應保持發電晶片組(22)的溫度，以防止過熱〔發電晶片組(22) 大約可承受120℃左右〕，其利用散熱裝置(23)之排熱槽(231)與發電晶片組(22)相貼，而將過熱溫度傳遞，再經冷導管(233)降低排熱槽(231)內的水溫，及藉數散熱鰭片(232)將溫度發散出去而達降溫者，大大提高了溫差發電晶片的發電效益。
續，當無日照時，其集熱裝置(21)中的集熱器(212)無法再持續收集與提供熱源，此時係藉由太陽能熱水器(1)中保溫儲水筒(12)內的溫度回朔傳導熱能給集熱裝置(21)的熱導管(213)，再經熱導管(213)傳遞熱能予發電晶片組(22)，讓發電晶片組(22)作熱能儲蓄發電；藉此，係利用太陽能熱水器(1)的設備來達成於日夜全天候的儲存發電功能者。
前述之實施例或圖式並非限定本發明之結構樣態或尺寸，任何所屬技術領域中具有通常知識者之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之專利範疇。
根據上述可知，藉由本發明運用太陽能熱水器之全天候發電裝置相較於現有技術確實具有諸多優點，其詳述如下：
1.本發明運用太陽能熱水器之全天候發電裝置，運用大自然界的資源太陽能，與其所配合之太陽能熱水器中所產生的熱水來集熱發電，為一種資源利用及具有環保概念的發明設計。
2.本發明運用太陽能熱水器之全天候發電裝置，係附加於原 本的太陽能熱水器，且利用太陽能熱水器之保溫儲水筒本身的保溫特性，讓發電晶片組具有日夜全天候的儲存發電功能。
綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
(1)‧‧‧太陽能熱水器
(11)‧‧‧集熱盤
(111)‧‧‧集熱管
(12)‧‧‧保溫儲水筒
(2)‧‧‧發電裝置
(21)‧‧‧集熱裝置
(211)‧‧‧蓄熱槽
(212)‧‧‧集熱器
(213)‧‧‧熱導管
(214)‧‧‧玻璃
(22)‧‧‧發電晶片組
(23)‧‧‧散熱裝置
(232)‧‧‧散熱鰭片

Claims (3)

  1. 一種運用太陽能熱水器之全天候發電裝置，其主要將發電裝置係附加設置於由集熱盤與保溫儲水筒所構成之太陽能熱水器上，其中：該發電裝置係設一發電晶片組對應與經太陽能收集熱源的集熱裝置結合，而該集熱裝置具有一可注入水源的蓄熱槽，於蓄熱槽向陽端面設有收集太陽能的集熱器，且蓄熱槽內部設有將熱能傳遞的熱導管，該熱導管與太陽能熱水器之保溫儲水筒導接來傳導熱能，而該發電晶片組對應組設於集熱裝置之蓄熱槽非向陽端面，以接收集熱裝置所收集的熱能；藉此，讓發電晶片組在日照時段可經由集熱裝置收集太陽熱能，而由熱導管傳遞給發電晶片組作為熱能儲蓄發電，而當無日照時，則藉由保溫儲水筒內之熱水的溫度，回朔傳導給熱導管，再經發電晶片組作為熱能儲蓄發電者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之運用太陽能熱水器之全天候發電裝置，其中於整個集熱器上方以強化玻璃覆蓋抽真空之，以達保溫者。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之運用太陽能熱水器之全天候發電裝置，其中於發電晶片組一端面設置有幫助發電晶片組排熱的散熱裝置，而該散熱裝置包含有一可注入水源的排熱槽，於排熱槽下方設有數散熱鰭片，且排熱槽內部設有降溫的冷導管者。
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