TWI644066B - Non-circulating tube integrated solar water heater structure - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種無循環管一體式太陽能熱水器結構，主要係採不鏽鋼板等導熱性佳之金屬板材製成包括有儲熱區及加熱區之太陽能熱水器主體，其中該儲熱區乃位於主體後端並具有較大的容量空間，而該加熱區則採斜向設置並具有較大的平面面積，於該加熱區頂面乃覆設玻璃透光板，而在儲熱區及加熱區底部及側面則包覆有保溫材料層，另在儲熱區(或其內置的儲水桶)低位接設冷水進水管，及高位接設熱水出水管，據以利用陽光透過玻璃透光板對加熱區內之儲水進行加熱，配合熱上昇原理促使熱水流導至儲熱區貯存(或對儲水桶內部貯水進行間接加熱)，達依此構成本發明之無循環管一體式太陽能熱水器結構者。

Description

無循環管一體式太陽能熱水器結構

本發明係關於一種無循環管一體式太陽能熱水器結構，主要是捨棄習知太陽能熱水器之儲熱區與集熱器採分離設計，必須透過外接循環管路連接以達成熱交換、循環、儲存熱水之設計，利用不鏽鋼板打造太陽能熱水器主體，配合玻璃透光板的鋪設及保溫材料層的包覆，使其得以最直接最快速最有效率的循環結構達成利用太陽光熱源對貯水進行加溫之太陽能熱水器功能者。

按，傳統之太陽能熱水器在結構設計上，主要是設有複數組集熱器(管)以吸收太陽光之熱能，並將該等熱能由除熱區冷水端導入流經集熱器(管)內部進行熱交換作用，藉以增加其水溫，而後導至另製之儲水桶儲存，待欲使用熱水時，再由儲水桶將儲存的熱水導出使用，達利用太陽能加熱水溫以減少能源損耗之目的。

惟，由於此類傳統的太陽能熱水器係由複數集熱器(管)搭配多種水量儲熱槽所構成，雖然設計之變化靈活度較高，但由於透過外接循環管路，導致其流量較小，整體效率較低，且因一般自來水內含礦物質，在加熱後很容易形成水垢積卡於集熱器(管)內部，長時間下來將嚴重影響集熱器(管)的集熱效能，甚至造成阻塞故障，而外接的循環管路也常會因為熱脹冷縮造成漏水，衍生後續之保養維修問題，實為其使用上亟待 改善之缺失。

再者，此類太陽能熱水器因構造相當複雜，所以成本造價高昂，故販售的價格並不低廉，相對地一定會使消費者的安裝意願降低不少，間接地影響銷售量及產業利用，加上其後續的維修費用也是一大問題，又更令消費者怯步，導致產業在發展上面臨極待突破的困境。

為了企業的永續發展，發明人基於多年相關產業的製造技術與經驗，致力於研發符合實用性與經濟效益之替代產品，就一般消費者在熱水的用水習慣方面深入研究，認為習知的太陽能熱水器因受限於組合式搭配，導致循環功能受水垢影響而無法長久保持優良效率，致使輔助加熱的耗電漸漸增加，大大地降低了節約能源的本意，實有必要再設法解決改善之。

有鑑於現有太陽能熱水器的產製成本偏高等諸多問題，發明人特著手進行研發設計，期能在太陽能熱水器的產製成本與加熱效率方面得符合實際使用需求的雙贏局面，以增加消費者的安裝意願者。

本發明之太陽能熱水器於結構上，乃捨棄傳統的組合式集熱器(管)設計，利用不鏽鋼板打造太陽能熱水器主體，將儲熱槽底部開口與集熱器頂部開口直接連結，配合玻璃透光板的鋪設及保溫材料層的包覆，使其得以最簡易的結構達成利用太陽光熱源對貯水進行加溫，據此構成本發明之無循環管一體式太陽能熱水器功能者。

本發明之無循環管一體式太陽能熱水器，經由其結構之創新設計，捨棄了傳統的組合式集熱器(管)，於集熱器由陽光加熱的熱水利用 熱上昇的原理更快速更有效率地直接往上送到儲熱區來儲存保溫，更能有效簡化其整體結構，令其產製成本獲得減降，相對提昇消費者的安裝意願及業者的利潤維持，創造雙贏的產業利用價值者。

(1)‧‧‧冷水進水管

(2)‧‧‧熱水出水管

(10)‧‧‧主體

(11)‧‧‧儲熱區

(12)‧‧‧加熱區

(13)‧‧‧玻璃透光板

(14)‧‧‧保溫材料層

(20)‧‧‧儲水桶

第1圖：係本發明較佳實施例之結構示意圖。

第2圖：係本發明較佳實施例之結構關係示意圖。

第3圖：係本發明較佳實施例之加溫示意圖。

第4圖：係本發明另一較佳實施例之結構示意圖。

第5圖：係本發明另一較佳實施例之結構關係示意圖。

第6圖：係本發明另一較佳實施例之加溫示意圖。

有關於本發明之結構組成、技術手段及功效達成方面，謹配合圖式再予舉例進一步具體說明於后：請參閱第1~3圖所示，係為本發明之第一較佳實施例，如圖所示，本發明之無循環管一體式太陽能熱水器於結構設計上，主要是採不鏽鋼板等導熱性佳之金屬板材製成包括有儲熱區(11)及加熱區(12)之太陽能熱水器主體(10)，其中該儲熱區(11)乃位於主體(10)後端並具有較大的容量空間，而該加熱區(12)則採斜向設置並具有較大的平面面積，且該加熱區(12)至少其頂面塗著有黑色等深色漆料，而於該加熱區(12)頂面更覆設封合一層玻璃透光板(13)，該層玻璃透光板(13)與加熱區(12)頂面並保持適當間距而形成溫室效 應，使陽光得以透過該層玻璃透光板(13)照射於加熱區(12)，並將溫度透過加熱區(12)的金屬板材向內傳遞而對內部貯水形成加熱作業，並藉玻璃透光板(13)封合形成的溫室效應來減降其溫度的散失，而在該儲熱區(11)的全周面與加熱區(12)的底部及側面則包覆有一保溫材料層(14)，另在儲熱區(11)的低位接設冷水進水管(1)，於儲熱區(11)高位則接設熱水出水管(2)，據此構成本發明之無循環管一體式太陽能熱水器的基本功能架構，利用陽光透過玻璃透光板(13)對加熱區(12)內部的儲水進行加熱，配合熱上昇原理促使高溫的熱水流導至儲熱區(11)上部區域貯存，而儲熱區(11)底部較低溫的水則透過虹吸作用而導流至加熱區(12)的底部形成內部循環加熱，依此達成其利用太陽能加熱水溫的功能；次請參閱第4~6圖所示，係為本發明之第二較佳實施例，如圖所示，其無循環管一體式太陽能熱水器之結構基本上相同於第一較佳實施例，仍係採不鏽鋼板等導熱性佳之金屬板材製成包括有儲熱區(11)及加熱區(12)之太陽能熱水器主體(10)，其中該儲熱區(11)乃位於主體(10)後端並具有較大的容量空間，於該儲熱區(11)內部並配置一預定容量之儲水桶(20)，而該加熱區(12)則採斜向設置並具有較大的平面面積，並將加熱區(12)頂面塗著一層深色漆料(以黑色漆為最佳)，於該加熱區(12)頂面並呈預定間距而覆設一層玻璃透光板(13)，使陽光得以透過該層玻璃透光板(13)照射於加熱區(12)，並將溫度透過加熱區(12)的金屬板材向內傳遞而對內部貯水(或導熱液)形成加熱作業，而在該儲熱區(11)的全周面與加熱區(12)的 底部及側面則包覆有一保溫材料層(14)，另在儲熱區(11)內部儲水桶(20)的低位接設冷水進水管(1)，於該儲水桶(20)高位則接設熱水出水管(2)，據此構成本發明之無循環管一體式太陽能熱水器另一較佳實施型態的基本功能架構，利用陽光透過玻璃透光板(13)對加熱區(12)內部的儲水進行加熱，配合熱上昇原理促使高溫的熱水流導至儲熱區(11)貯存，再透過儲熱區(11)內部儲存熱水的水溫對儲水桶(20)內部貯水進行間接加熱，達成其利用太陽能加熱水溫的功能；透過上揭實施例之無循環管一體式太陽能熱水器設計，可知本發明直接將太陽能熱水器主體採導熱性佳之金屬板材一體打造成型，配合保溫材料層的包覆與玻璃透光板的鋪設，使其在達成利用太陽光熱度照射加溫主體內部儲水的功能上，特可簡化其整體結構，取代習知太陽能熱水器的儲熱區與集熱器(管)採分離式配置在藉循環管連結之設計，不但可減降其產製成本外，日後的維修成本與清理難度方面也可以獲得大幅減降，而在其整體的加熱效率方面也足以因應使用者的熱水使用需求，據以特能達到產銷業者與消費者雙贏的局面，解決現有太陽能熱水器可能面臨裝機量衰退的窘境；總結以上說明，可知本發明之無循環管一體式太陽能經由結構之組成設計，特能以更簡易的結構來達成利用太陽能加熱水溫的熱水使用需求，不但能減降其設備成本，同時在日後的維修及清洗方面也更為便利，可有效解決現有同類產品所面臨的問題，整體而言，誠不失為一優異、突出之創新設計，爰依法提出專利申請。

Claims (6)

1. 一種無循環管一體式太陽能熱水器結構，主要設具有一金屬板材製成且包括有儲熱區及加熱區之太陽能熱水器主體，其中該儲熱區乃位於主體後端並具有較大的容量空間，而該加熱區則採斜向設置並具有較大的平面面積，於該加熱區頂面乃呈預定間距而覆設一層玻璃透光板，而在該儲熱區的全周面與加熱區的底部及側面則包覆有一保溫材料層，另在該儲熱區的低位接設冷水進水管，而於該儲熱區高位則接設熱水出水管，據此構成無需外接循環管的一體式太陽能熱水器者。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之無循環管一體式太陽能熱水器結構，其中該儲熱區內部乃得配置另一儲水桶，並在該儲水桶低位接設冷水進水管，而在該儲水桶高位接設熱水進水管，據以利用儲熱區內部的水溫對儲水桶內的貯水進行間接式加熱者。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之無循環管一體式太陽能熱水器結構，其中所述之太陽能熱水器的主體係採導熱性佳之金屬板材所一體打造成型者。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之無循環管一體式太陽能熱水器結構，其中所述之太陽能熱水器的主體係採不鏽鋼板材所一體打造成型者。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之無循環管一體式太陽能熱水器結構，其中該加熱區乃至少於其頂面塗著一層深色漆料者。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之無循環管一體式太陽能熱水器結構，其中該加熱區乃至少於其頂面塗著一層黑色漆料者。