TWI642882B - 具太陽導光照明及儲熱節能系統 - Google Patents

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張源清
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Abstract

本發明提供一種具太陽導光照明及儲熱節能系統，其包含:一導光管件及一接收模組，一導光管件為筆直長條狀，導光管件之一側面設置一第一反射區及一第二反射區，第一反射區具有複數第一反射部，第二反射區具有複數第二反射部，其中，各第一反射部及各第二反射部為彼此對稱排列，導光管件設有一散射區，散射區異於第一反射區及第二反射區位於導光管件之一側面，並對應第一反射部及第二反射部，接收模組將日光反射至每一第一反射部或每一第二反射部，並導引至散射區。藉此，導光過程不但不會消耗額外的光源量，還可提高室內照明範圍。

Description

具太陽導光照明及儲熱節能系統
本發明係關於一種導光系統，尤指一種將太陽光直接導引至室內的具太陽導光照明及儲熱節能系統。
按，太陽本身具備著豐沛的光能與熱能，這種能量可以直接取之使用，不但具有環保、低汙染等優點，亦可加以儲存並轉換成新的能量，使用在住宅或辦公大樓裡進行室內照明、發電、培養園藝等能源產業上，用途不可謂不廣。
在習用收集日光的裝置設計，如中華民國專利M427545及201139920揭示導光系統，其中，M427545揭露一種高能量具太陽導光照明及儲熱節能系統，其係以陣列式的接收模組來接收太陽光，接收模組包含了主反射鏡及次反射鏡，能將光線導入一個封閉的導光管件中，其中，導光管件內部鍍上反光膜或貼上反光膜，且導光管件可做三維方向的調整，使得具太陽導光照明及儲熱節能系統能精確的對準太陽，能夠得到最有效率的光線及熱能收集。
然而，上述的導光管件係由一組延伸管及一組彎管組成，於導光管件裝設於建築物時，需先將延伸管及彎管進行組裝，進而增加安裝的程序及時間，且當太陽光線導入導光管件時，太陽光線經由延伸管及彎管之間的反射鏡或反光膜進行複數次反射、散射之後，容易使太陽光線導出的光源量變小。
再者，加上導光管件的光線導出端僅為管件的管口面積，因此所能提供整個室內或廠房的照明實為非常有限；藉此，如何針對上述之缺失進行改善，有待相關業者解決之。
為解決上述課題，本發明提供一種具太陽導光照明及儲熱節能系統，其導光管件為筆直長條狀，而接收模組將日光反射至導光管件之第一反射部或第二反射部，並導引至散射區，在日光導引過程僅經過二次反射，不會降低導入室內的光源量，透過散射區還可以提升照明範圍的效果。
為達到上述目的，本發明提供一種具太陽導光照明及儲熱節能系統，其包含:一導光管件，其為筆直長條狀，導光管件之一側面設置一第一反射區及一第二反射區，第一反射區具有複數第一反射部，第二反射區具有複數第二反射部，其中，各第一反射部及各第二反射部為彼此對稱排列，導光管件設有一散射區，散射區異於第一反射區及第二反射區位於導光管件之一側面，並對應第一反射部及第二反射部；以及一接收模組，其設於導光管件之兩端，接收模組將日光反射至每一第一反射部或每一第二反射部，並導引至散射區。
其中，導光管件之兩側分別具有一第一入光部及一第二入光部，接收模組具有一第一導光部及一第二導光部，第一導光部及第二導光部分別傾斜導向第一入光部及第二入光部。
其中，更包含一儲熱構件，導光管件具有一外管壁，儲熱構件設於外管壁，並包覆或貼合第一反射區及第二反射區。
其中，儲熱構件包含一乾淨水源，乾淨水源用來與導光管件進行熱交換。
藉由上述，本發明可達成功效之一，本發明之整體結構簡單，安裝過程僅需穿設建築物中，即可將日光導引至室內中，在導光過程僅透過二次反射，不但不會消耗額外的光源量，還可以藉由散射區提高照明範圍。
藉由上述，本發明可達成功效之二，儲熱構件之乾淨水源可與導光管件進行熱交換，除了可冷卻導光管件的溫度，而可使乾淨水源轉變成熱水，達到有效節能之功效。
為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於列舉說明之比例，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。
請參閱圖1至圖4所示，本發明提供一種具太陽導光照明及儲熱節能系統，其包含:
一導光管件10，其為筆直長條狀，其中，導光管件10係由玻璃材質製成之具導光性之封閉真空管狀體型態，於本發明實施例中，真空的導光管件10可避免內部經由陽光照射而產生溫度過高的問題。導光管件10具有相反設置之一內管壁11及一外管壁12，且導光管件10之兩端管口分別具有一第一入光部13及一第二入光部14，內管壁11之一側面沿著導光管件10之軸線設置有一第一反射區15及一第二反射區16，其中，第一反射區15具有複數第一反射部151，第二反射區16具有複數第二反射部161，內管壁11異於第一反射區15及第二反射區16之另一側面設置有一散射區17，散射區17為霧面玻璃，其對應第一反射部151及第二反射部161。
其中，各第一反射部151及各第二反射部161為玻璃材質製成之反光鏡，且各第一反射部151及各第二反射部161以一體成形製成，或者以高溫熔合方式結合在內管壁11之一側面，如圖2所示，第一反射部151與第二反射部161為彼此對稱傾斜排列，於本發明之實施例中，各第一反射部151分別係由第一入光部13往第二反射區16方向漸擴傾斜排列，且靠近導光管件10中間處的第一反射部151之長度相對長於靠近第一入光部13之第一反射部151，各第二反射部161分別係由第二入光部14往第一反射區15方向漸擴傾斜排列，且靠近導光管件10中間處的第二反射部161之長度相對長於靠近第二入光部14之第二反射部161。
一接收模組20，其設於導光管件10之兩端，接收模組20具有一第一導光部21及一第二導光部22，於本發明中，第一導光部21與第二導光部22為具有追日功能之導光鏡，第一導光部21與第二導光部22分別傾斜安裝在建築物的室外牆面上，並各別靠近導光管件10之第一入光部13及一第二入光部14，其中，第一導光部21為頂端往底端向下傾斜，且第一導光部21之鏡面導向第一入光部13，同樣地，第二導光部22之傾斜狀態與第一導光部21相同，且第二導光部22之鏡面導向第二入光部14；藉此，可依照日光導入角度的不同，可更準確地反射至每一第一反射部151或每一第二反射部161上，並且進而將導入的日光導引至散射區17，使本發明達到提升室內照明範圍的效果。
一儲熱構件30，其截面為半圓狀，儲熱構件30係由光滑表面的不鏽鋼材質製成的水管，儲熱構件30沿著導光管件10之軸向設置於外管壁12上，如圖2及3所示，儲熱構件30係包覆或貼合第一反射區15及第二反射區16，當日光照射於接收模組20上時，其導入角度無法反射至各第一反射部151及各第二反射部161時，導入的日光可經由儲熱構件30與導光管件10貼合之表面將日光反射至散射區17，增加日光反射率之功效。
儲熱構件30包含有一入水端31、一出水端32及一能量轉換空間33，於本發明之實施例中，入水端31設置於第一入光部13之上方，出水端32設置於第二入光部14之上方，但入水端31及出水端32組立方式並不侷限於本例，可以適宜地變更。
其中，入水端31用於導入一乾淨水源至能量轉換空間33，使乾淨水源與導光管件10進行熱交換，以冷卻導光管件10的溫度，還可使乾淨水源轉換成熱水，再透過出水端32導出廠房或住家提供沐浴使用，達到有效節能之功效。
如圖4所示，具太陽導光照明及儲熱節能系統之整體結構簡單，於安裝過程中，先將導光管件10設置於廠房或住家室內屋頂，並相對於地面橫向穿設於建築物之兩牆面間，且第一入光部13及第二入光部14分別外露於室外，接著將第一導光部21及第二導光部22各別傾斜裝設於建築物之室外牆面，並分別導向第一入光部13及第二入光部14，進而即可將日光透過第一反射區15或第二反射區16導引至散射區17，其中，導入的日光不但不會消耗額外的光源量，還可以大幅提升室內照明範圍的效果。
另外，由於第一導光部21及第二導光部22之反射角度不同，因此導入的日光可經由儲熱構件30之表面反射至散射區17，可作為增加日光反射的作用，提升導入日光的使用率；再者，儲熱構件30之乾淨水源可與導光管件10進行熱交換，除了可冷卻導光管件10的溫度，而可使乾淨水源轉變成熱水，提供進行沐浴使用，達到有效節能之功效。
以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制本發明之範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或變化，俱屬本發明意欲保護之範疇。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 導光管件10 </td></tr><tr><td> 內管壁11 </td></tr><tr><td> 外管壁12 </td></tr><tr><td> 第一入光部13 </td></tr><tr><td> 第二入光部14 </td></tr><tr><td> 第一反射區15 </td></tr><tr><td> 第一反射部151 </td></tr><tr><td> 第二反射區16 </td></tr><tr><td> 第二反射部161 </td></tr><tr><td> 散射區17 </td></tr><tr><td> 接收模組20 </td></tr><tr><td> 第一導光部21 </td></tr><tr><td> 第二導光部22 </td></tr><tr><td> 儲熱構件30 </td></tr><tr><td> 入水端31 </td></tr><tr><td> 出水端32 </td></tr><tr><td> 能量轉換空間33 </td></tr></TBODY></TABLE>
圖1係為本發明之外觀立體圖。 圖2係為本發明之結構分解圖。 圖3係圖1之剖面示意圖。 圖4係本發明之使用狀態示意圖，表示接收模組將光線透過導光管件導引至建築物的室內。

Claims (10)

  1. 一種具太陽導光照明及儲熱節能系統，其包含: 　　一導光管件，其為筆直長條狀，該導光管件之一側面設置一第一反射區及一第二反射區，該第一反射區具有複數第一反射部，該第二反射區具有複數第二反射部，其中，各該第一反射部及各該第二反射部為彼此對稱排列，該導光管件設有一散射區，該散射區異於該第一反射區及該第二反射區位於該導光管件之一側面，並對應該些第一反射部及該些第二反射部；以及 　　一接收模組，其設於該導光管件之兩端，該接收模組將日光反射至每一第一反射部或每一第二反射部，並導引至該散射區。
  2. 如請求項1所述之具太陽導光照明及儲熱節能系統，其中，該導光管件之兩側分別具有一第一入光部及一第二入光部，該接收模組具有一第一導光部及一第二導光部，該第一導光部及該第二導光部分別傾斜導向該第一入光部及該第二入光部。
  3. 如請求項2所述之具太陽導光照明及儲熱節能系統，其中，各該第一反射部分別係由該第一入光部往該第二反射區方向傾斜設置，各該第二反射部分別係由該第二入光部往該第一反射區方向傾斜設置。
  4. 如請求項3所述之具太陽導光照明及儲熱節能系統，其中，各該第一反射部分別係由該第一入光部往該第二反射區呈漸擴間隔排列，各該第二反射部分別係由該第二入光部往該第一反射區方向呈漸擴間隔排列。
  5. 如請求項1所述之具太陽導光照明及儲熱節能系統，其中，該導光管件為具導光性之封閉真空管狀體型態。
  6. 如請求項5所述之具太陽導光照明及儲熱節能系統，其中，各該第一反射部及各該第二反射部以一體成形製成，或以高溫熔合方式結合於該導光管件之一側面。
  7. 如請求項1所述之具太陽導光照明及儲熱節能系統，其中，各該第一反射部及各該第二反射部係為反光鏡，該散射區為霧面玻璃。
  8. 如請求項1所述之具太陽導光照明及儲熱節能系統，更包含一儲熱構件，該導光管件具有一外管壁，該儲熱構件設於該外管壁，並包覆或貼合該第一反射區及該第二反射區。
  9. 如請求項8所述之具太陽導光照明及儲熱節能系統，其中，該儲熱構件包含一乾淨水源，該乾淨水源用來與該導光管件進行熱交換。
  10. 如請求項8所述之具太陽導光照明及儲熱節能系統，其中，該儲熱構件係為不鏽鋼材質製成。
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