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太陽能熱水器的選擇及安裝

 
一般小家庭裝設1組太陽能熱水系統,約需新台幣5、6萬元,扣掉政府補助的6000、7000元,比傳統瓦斯或電熱水器貴好幾倍,然而,安裝太陽能熱水器到底划不划算?根據統計,太陽能熱水器所消耗的能源費用是電能熱水器的1/4、瓦斯費用的1/3、鍋爐柴油費用的1/2,如果以四口之家計算,約4、5年可以回本,如保養得當可使用超過20年,因此在能省則省的年代算是個很划算的投資,而且在日照條件良好情況下,每天使用的熱水幾乎等於免費。

當你在選擇太陽能熱水器時,重要的是,你需要有個清楚的概念你需要的是那種系統,在選定之前,需考量生活方式、環境氣候、預算及預期的環保目標。以下是一些需考慮的問題︰

1. 你需要多少熱水?生活方式會影響熱水用量,譬如家裡的人口,使用熱水的方式,習慣洗泡澡或沖涼,是否有使用熱水洗碗的習慣等等。如果家裡的人口比較多及熱水需求量也比較高,強制循環式的太陽能熱水器可能會比較適合。

2. 你住的區域所接受到的太陽輻射量,如果你是居住在偏北部及雨天比較多的地區,太陽能熱水器是「看天氣吃飯」,這時你需要考慮加裝電熱輔助器,水溫不夠時就得利用儲水桶裏的電熱棒加溫。另外,安裝太陽能熱水器的位置也會影響熱水器的效能。集熱板多以南向30度仰角裝設,以求在冬天多吸收直射陽光,若此方向容易被附近建物遮蔽,也會影響加溫效率。但如果受到先天的空間及日照條件限制,可考慮另一項綠能產品︰熱泵熱水器。

3. 你的預算︰在選擇不同的太陽能熱水器型式時,需要考量到不僅是購買熱水器的費用,而且需瞭解安裝的費用,基本的安裝費是一定的,但會因各別現況而有差別,另外房子內部的水管是否適合太陽能熱水器的使用。

太陽能熱水器的型式︰
1. 自然循環式
2. 強制循環式

自然循環式
原 理:
太陽的輻射熱被集熱器吸收後,熱能傳到集熱板中的冷水,經吸熱後,
密度變小、浮力大、重量變輕,自然上升至上方的儲水桶; 儲水桶底部的冷水,密度較大、重量較重,自然下降至集熱板再吸熱,此循環是利用太陽能源,因水溫密度差而自然對流循環的將儲水槽的水液加熱。如此反覆自然循環加熱,稱為「自然循環式」。此設備須將儲水槽置於集熱器上方,裝置同一平面上,需依地區緯度成傾斜架設。
優 點:
(1)系統構造單純耐用,不需使用額外電力。
(2)不需控制元件,不用維護。
只需定期清洗玻璃及清除水垢,即可保持系統正常運作。
適 用 範 圍:
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。

強制循環式
原 理:
當集熱板水溫比儲水桶水溫高3℃以上時,循環泵浦啟動,將儲水槽低溫的水液輸送至集熱板吸熱然後後再回儲水桶,此系統是利用溫差控制器模擬冷熱水的溫度差成階梯式比例而強制循環運轉。本系統特點可將「集熱器」集中,「儲水槽」分離裝置,適合於各種地形。如此強制循環加熱,稱為「強制循環式」。
優 點:
適合大型熱水系統
缺 點:
(1)需額外動力來驅動冷熱循環,耗電。
(2)有溫差控制器、馬達、幫浦、管路多、接頭多、保溫多。
(3)零件多且複雜,需專人定期保養維護,否則系統容易故障。

適 用 範 圍:
日需數十噸以上用水的大型熱水系統,如:工業預熱、溫水游泳池等。

選擇大小適中的太陽能熱水器
按照工研院研究報告,台灣每一人份平均須使用集熱面積0.8M2 的陽光製造熱水,每人使用熱水量50公升以上,依據經濟部太陽能集熱面積大小給於補助款的金額,即可得知參考值,來購買太陽能熱水器,以下是秋冬陽光性能參考表如下: