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鴻茂工業股份有限公司
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熱水器,太陽能熱水器專業製造廠-鴻茂工業股份有限公司

專業太陽能熱水器銷售安裝,安全環保 售後維修保養全方位服務,您的不二選擇。
鴻茂太陽能熱水器 - 全國唯一生產高效率板式集熱板,集熱板上方吸熱後直接傳熱給板下的冷水,傳熱路徑最短最快,集熱效率最高。最適合一般家庭安裝使用,亦可用於旅館、宿舍等大型用水系統。
鴻茂太陽能熱水器特別針對台灣地區的水質條件,推出「標準型」與「雙循環-硬水專用型」等適合各地區的太陽能熱水器,提供您最經濟、環保的洗澡熱水。
1.太陽能熱水器原理
太陽能熱水器的作用原理是將來自太陽的輻射能量吸收下來並用以加熱水溫。以下以平板式太陽能熱水器為例,說明其熱吸收及傳導的原理。當一物體本身之溫度在絕對零度以上時,就會對外以電磁波的方式釋放出輻射能量,稱為熱輻射;而放射之能量則與絕對溫度四次方成正比。太陽輻射能之波長約在0.2 ~4μm間,涵蓋紫外線到紅外線範圍。若一個物質可以吸收這個波長範圍內之電磁波,當陽光照射其上時,其溫度將隨著所吸收之輻射能量而上升。實務上,當熱輻射入射到一個物質表面時,僅部分能量會被吸收,其他部分能量會被反射或透射 (對非透明體,透射率為零)。 其次,太陽輻射經由太陽能熱水器之集熱板吸收後,所吸收的熱能則經集熱板藉由熱傳導模式傳到分佈其間的水管外壁。熱傳導的原理在於物體中的分子及自由電子分別因受熱產生之振動及移動,帶動能量由高溫傳至低溫;其熱通量(單位面積上熱傳量)與熱傳方向的溫度梯度成正比(傅利葉傳導定律,Fourier's heat conduction law)。 接下來再藉由熱對流模式將傳至水管管壁之高溫能量傳送給流經管內之液體,完成加熱水溫的目的。
一.太陽能熱水器熱傳機制
太陽能熱水器吸收太陽能輻射能,轉換為熱能,產生熱水的設備,包含了所有熱傳模式:熱輻射、熱傳導和熱對流。一般來說,集熱板是選擇較高熱傳導係數之物質,如銅、鋁等金屬,作為基板,並於其上方塗裝一層具高熱輻射吸收率和低熱輻射放射率材質近黑色薄膜以利太陽熱能吸收。
二.太陽能熱水器加熱原理
太陽能熱水器加熱原理是利用冷水比熱水比重大的原理,冷水下流,熱水上升,這種自然對流循環,使水箱中的水不斷加熱。其熱水循環示意圖如【圖一】所示,真空管在太陽光線作用下,管內水逐漸被加熱,由於熱水受熱比重下降,會水箱上浮,而水箱中的冷水比重大,會向真空管下沉,這時真空管的水不斷被加熱,與水箱中的冷水不斷形成溫差自然循環,因此就會將整個儲水箱的水加熱到一定的溫度。
2.太陽能熱水器構造
太陽能熱水系統構造主要由集熱器、儲水桶、管路系統、控制系統四大部份所構成。集熱器為太陽能熱水器系統的心臟,主要功能是將太陽能輻射能轉換成熱能,再傳給循環工作流體。太陽光穿過透明面蓋到達吸收板,經板面之特殊處理轉換成熱能由吸收管內之流體帶出。整個吸收板、吸收管以及面蓋以外框固定,而中間填塞隔熱材料以防止熱損失。面蓋的作用為防止對流熱損失並可保護吸收板,多使用高強度高透射率強化玻璃製成。吸收板一般的材料為銅板、鋁板或不銹鋼板,也有使用有機聚合體製成者。吸收板表面需經特殊處理,一般常用者有噴漆、烤漆、電鍍等方式,其中以電鍍效果最佳。吸收管多為銅管製成,管內流體一般都直接用水,但亦有使用其它流體為傳熱媒介者。 另一種最近較為流行的集熱裝置為真空管集熱器,其基本構造為內外雙層玻璃管套,中間為真空層,外層玻璃為透明,內層玻璃鍍有深色吸收膜,太陽輻射光波經由外層玻璃進入,經過真空層,被吸收膜吸收進入內層玻璃管中,並加熱其中流通的熱水,而鍍膜與真空層皆具有阻斷熱能散失的功能,其所得到的熱水溫度比上述的板管式為高,所以適合高緯度的北部地區及高山地區使用。
3.太陽能熱水器種類
一.自然循環式太陽能熱水器
集熱器內的工作流體,吸收太陽輻射熱,溫度升高密度變小往上升至儲水桶,儲水桶內較冷的水往下流至集熱器,產生自然對流循環而將儲水桶內的水加熱的裝置,自然循環式絕大部份用在小型家用熱水自然循環中,如果集熱器與儲水桶內循環的工作流體即為盥洗用水則屬於直接加熱型;如果工作流體本身負責吸收太陽能,再間接加熱儲水桶內的用水則屬間接加熱型,熱管集熱器即屬此型。
二.強制循環式太陽能熱水系統
利用集熱迴路泵浦,藉溫差控制器使儲水槽內的水,強制流經太陽能集熱器,將集熱器所吸收的太陽輻射熱帶回儲熱槽。強制式主要是用在大型太陽能熱水系統。
三.儲置式太陽能熱水器
其定義是一種把集熱器和儲水桶合而為一的太陽能熱水器,儲水桶本身不只有儲水功能,同時又具有收集太陽熱能功用之裝置。
4.如何選購太陽能熱水器
太陽能熱水器因用途不同 ( 如家庭、宿舍、旅館的沐浴使用,餐館廚房的洗碗使用,工業預熱用,或溫水游泳池的加溫使用等 ) ,其使用水量、所需水溫、裝置環境、甚至是用水的習慣也都不同,所以在選購或規劃安裝太陽能熱水器時,須考量下列一些重要的因素。
(1)使用熱水量
裝設太陽能熱水器前,首先要估計使用之熱水水量,若是一般沐浴用之太陽能熱水器,可透過使用人數來估算所需之設備容量(包括集熱器及儲熱水桶),基本上以一個人每次盥洗大概需要 50~60 公升左右的熱水量(約略等於在台灣地區 1 平方公尺的集熱板面積所能產生的熱水量)為設計準則。
(2)熱水使用習慣
一般洗澡方式包括淋浴或沐浴,通常淋浴用水量較省,但需視使用時間延長而增加;沐浴泡澡的用水量較多,且浴缸越大熱水需求量就越多。另外若是老人安養院之沐浴始使用,因老人通常會在白天分批洗澡而非如一般家庭大都是在太陽下山後洗澡,所耗費之熱水可及時由太陽能補充,所需裝設之集熱板面積相對較低。工業預熱用的太陽能熱水系統,亦大多在白天使用熱水,在其規劃估算集熱板面積時皆需列入考量。
(3)熱水使用設備
大型按摩浴缸,花灑、淋浴水柱、SPA... 等等特殊的衛浴設備需要對等功能的熱水設備。如按摩浴缸因容量較大,熱水器的出口管徑應較大些才能縮短供水時間。 至於 SPA 其噴出水柱則需要強大水壓才能達到應有按摩效果, 此時必須裝設加壓機供水 ; 但是當加壓供水時,必須維持冷熱水壓平衡,才不會有忽冷忽熱的現象,所以太陽能熱水器出水必須包括定壓的設計。
(4)架設方向與位置
台灣橫跨北半球的北迴歸線,故為求所能吸收太陽輻射之最大值 (陽光直射且冬天時有較多之太陽照射量) ,安裝時以集熱器朝南、傾斜角約在 25°~30° 間之安裝方位效能較高,且應注意鄰近建物是否產生遮蔭現象,或在遭強風吹襲下之系統結構安全 (台灣地處環太平洋亞熱帶地區,夏、秋兩季常有颱風侵襲,故集熱器的結構安全是另一項特別需要注意的議題)。
(5)使用水質
影響太陽能熱水器之使用壽命主要原因除了上述颱風吹襲損害外,水質則是另一重要因素。而水質的問題可分為結垢和腐蝕二種情況,特別是後者對於熱水器之破壞尤其嚴重。由以往的調查顯示:使用地下水為熱水系統之水源時,其水質常發生較為明顯之腐蝕傾向,故在部分地區使用地下水為太陽能熱水器水源時便須選擇抗腐蝕性較強的產品( 如不銹鋼、玻璃或非金屬材質所製) ,而金門地區則不論使用地下水或自來水為熱水系統之水源,皆須考慮腐蝕問題。至於結垢方面,其對於太陽能熱水器之影響雖不似腐蝕來得快且明顯,但其日積月累地讓熱水系統集熱效率減低,到最後甚至阻塞,無形中拉長該系統之實質回收年限。因此若該地區水質有結垢傾向者,最好每隔一段時間,請專業技術人員進行除垢作業,或在熱水入口處安裝軟水設備、採用間接加熱之系統等方式皆可有效防止系統管路內部結垢的產生。
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