森林太陽能熱熱水器產品：部落格

螺絲釘的重要     

熱水器裝室內害命 首對業者開罰 大年初五台中市清水區發生瓦斯熱水器燃燒不完全，造成兩人一氧化碳中毒死亡悲劇。由於該戶熱水器裝在室內，不符現行法規，消防局第四大隊調查後，日前依「屋外熱水器安裝在室內」、「不具技術士執照」，對販售熱水器的立昌廚具行開出兩張罰單，最高可罰十萬元，這是全國首度開罰承裝熱水器業者。 怕遭竊放室內這起一氧化碳中毒意外，禍首是裝在封閉前院的瓦斯熱水器，因當時瓦斯燃燒不完全，門窗又緊閉無法排放廢氣及一氧化碳，造成屋內的蔡伊婷（十三歲）、蔡瑞銘（十二歲）死亡。 消防隊追查此案時，屋主蔡奇燦（六十二歲）表示，出事的熱水器裝設三年，他當時擔心被偷，要求工人裝在室內，安裝工人有告知使用時要開窗。因熱水器上貼著「立昌廚具行」貼紙，消防隊找到該店負責人詹梨梧（五十三歲），他矢口否認幫蔡家安裝熱水器，強調「僅販售未安裝」。消防隊決定依《消防法》對立昌開罰，因業者未在適當地方安裝熱水器、未由合格技術士安裝，兩張罰單最高可罰十萬元，該分隊隊長趙瑞龍說：「這是一氧化碳中毒案追究承裝業者責任的首例。」詹梨梧涉及業務過失致死部分則由清水警分局函送法辦。 銘傳大學安全管理學系副教授唐雲明直言，此案業者違背專業安裝熱水器，要負最大責任，「業者不能只顧賺錢、不顧安全。」 推動熱水器規範立法的清水義消前分隊長蔡維修昨表示，很多人擔心熱水器被偷、風吹雨打故障，不願裝在戶外，業者便私下配合，「難道人命不值五千元（指買新熱水器的費用）？」另外，政府應落實查核，發生意外追究責任開罰索賠，業者才不敢胡來。 開罰減少意外中來廚具行負責人洪文彬表示，實務上常遇到屋主要求將戶外型熱水器裝在室內，他會斷然拒絕，或改裝有強制排氣的機型，「相信開罰可減少意外發生，也保障合法業者。」律師周志峰指出，業者明知安裝位置不對已違反專業原則，觸犯業務過失致死罪；但屋主已被告知仍執意安裝，或使用時未開窗，發生意外也有過失，須由法官認定責任。 燃氣熱水器安裝注意事項 ◎常見錯誤安裝位置．浴室．廚房．加裝窗戶的陽台．屋內樓梯間 ◎保命因應對策．遷移或更換熱水器至屋外．更換為強制排氣式熱水器．更換為電熱水器或太陽能熱水器 ◎選擇安裝業者須知．有消防局核發的燃氣熱水器承裝業證書．有勞委會核發的燃氣熱水器技術士證照．安裝熱水器完畢填寫施工登錄單，並在熱水器或排煙管貼上完工標籤 資料來源：清水消防分隊、消防署

 預防一氧化碳中毒注意事項：

1．屋外型熱水器（RF型）應裝屋外；半密閉強制排氣型（FE型）、半密閉自然排氣型（CF型） 屬室內型熱水器，應裝排氣管。

太陽能在有太陽的天氣時，使用熱水，不需要使用瓦斯或電來加熱，這是太陽能最大的功能!

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，其應用範圍廣泛，包括：工業製程用水預熱和家庭、宿舍、旅館、醫院、餐廳、游泳池等的熱水使用。 太陽能熱水系統的構造主要是由集熱器、儲水槽（桶）、管路和控制系統等四部份構成。 一、集熱器 集熱器為太陽能熱水系統的心臟，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。 二、儲水槽（桶） 因太陽光並非隨時穩定照射，由集熱器流出之熱水需暫時儲存，以供使用需要。一般儲水槽多用不銹鋼桶加一層或數層絕熱材料而成，在正常情況下，可保持水溫一天下降3℃以內。儲水槽可分立式、臥式兩種，其結構大致相同，都是內外各一層水桶，中間填塞隔熱材料保溫。一般而言，直立效果較佳，但市面上多使用臥式，因結構上較易固定，外表較美觀，且不佔空間，為減少冷熱水之混合，儲水儲內亦有種種設計，如分層隔板，進水檔板及進水噴管。 三、管路 管路的配置，依不同裝設環境、系統及需求而異，一般用戶如另裝有瓦斯熱水器，可將太陽能熱水器與其串聯，亦即以太陽能熱水器之熱水出口接於瓦斯熱水器之冷水入口，如果太陽能熱水器出水溫度夠高，則可直接使用，如果水溫不夠，可當成預熱設備，再經瓦斯熱水器加熱，亦能節省部分燃料費。 小型太陽能熱水器的管路材質有鍍鋅鋼管、不銹鋼管、PB管、銅管。較常用的為銅管與PB管。集熱器與儲水槽之間的管路與往浴室之管路，必須要有保溫，且須要有外覆材。對於自然循環或管路，必須避免管路先向上而後向下彎。中大型系統之管路，通常是用鍍鋅鋼管或不銹鋼管，PB管不適用。管路要有保溫及外覆材（鋁皮、亞鉛皮、塑膠布或橡膠布）每片集熱器之冷水管與熱水管長度和最好相等，且熱水管愈短愈好。至於溫水游泳池，則管路可用塑膠管。最近流行一種新材質－“開泰管”應用於熱水系統管路易於彎曲施工且耐高溫，雖然傳熱性能差但仍須外敷保溫材料，而價錢僅比普通PB管略貴一點而已。 四、控制系統 控制系統包括溫度控制及時間控制，可依所選定時間控制儲水槽內水溫。大部分家用太陽能熱水器如單獨使用時，都裝有輔助電熱器，可在日射量不足時，輔助加熱達到所需溫度。在大型強制式熱水系統之儲水桶與集熱器間裝有溫差控制器，如果溫度差達到一定值，將自動啟動泵浦將儲水桶內較冷之水打至集熱器吸收太陽輻射能加熱。 一、環保效益－相對於使用化石燃料製造熱水，能減少對環境的污染及溫室氣體－二氧化碳的產生。 二、節省能源－太陽能是屬於每個人的能源，只要有場地與設備，任何人都可免費使用它。 三、安全－不像使用瓦斯有爆炸或中毒的危險，或使用燃料油鍋爐有爆炸的顧慮，或使用電力會有漏電的可能。 四、不佔空間－不需專人操作自動運轉，另外，太陽能熱水器裝在屋頂上，不會佔用任何室內空間。 五、具經濟效益－正常的太陽能熱水器是不易損壞，壽命至少在十年以上，甚至有到二十年的，因為基本熱源為免費的太陽能，所以使用它十分符合經濟成本效益。 六、實例－依台灣的平均日照強度，及一個五人家庭熱水使用量為例，一年使用太陽能熱水器的結果，可以減少二氧化碳排放量為500公斤，及省下5,000元的瓦斯費用。 熱水系統〈大型系統30~50人用〉特性比較一覽表 項目／系統別 電熱水器 瓦斯熱水器 鍋爐 太陽能系統 設備費 16 萬元 20 萬元 15 萬元 35 萬元 設備使用年限 5~7 年 4~5 年 5~7 年 10~15 年 使用燃燒類別 電 液化瓦斯 | 天然瓦斯 燃料油 無 燃料效率 0.9 0.6 | 0.6 0.7 集熱效率：0.6 燃料費/年 20 萬元 16 萬元 13 萬元 6 萬元 操作過程 簡易 簡易 麻煩 免操作 安全性 老舊有漏電之虞 有外洩中毒、爆炸之虞 有外洩中毒、爆炸之虞 無安全顧慮 費用問題 1.電費高，為燃料 費用最高者。 2.需付燃料費。 3.有燃料費上漲與 缺乏之虞。 1.需付燃料費。 2.有燃料費上漲與 缺乏之虞。 [天然瓦斯] 3.負擔管線安裝費 4.有基本度數費。 1.設備費高。 2.需付燃料費。 3.有燃料費上漲與 缺乏之虞。 1.無燃料費上漲與 缺乏之虞。 2.定期付少許維護 費。 3.初期投資成本大 。 其它 長期總投入經費比太陽能系統高。 長期總投入經費比太陽能系統高。 [液化瓦斯] 需經常載瓦斯桶。 [天然瓦斯] 僅限於有天然瓦斯的地區。 1.易造成污染。 2.長期總投入經費 比太陽能系統高 。 1.可做屋頂隔熱。 2.美觀乾淨。 3.需有適當安裝場 所。 一、地理位置－顧名思義太陽能熱水器就是利用太陽能製造熱水，使用太陽能的先決條件就是日照 量要充足，基本上而言，台灣地處亞熱帶，日射量堪稱充足，但台灣地形狹長，南北日照情況又不同，尤其是冬天的差異更大，因此台灣中南部平地裝設太陽能熱水器的人口較多。 二、氣候關係－晚上或陰雨天，沒太陽，當然無法使用太陽能來加熱用水。 三、建築種類－大部分的太陽能熱水器都裝在屋頂上以便吸收太陽能，而透天獨棟房子，產權獨立，因此裝設太陽能熱水器比一般大樓、大廈為多，此外一些學校和公司宿舍也很適合裝置太陽能熱水系統。 四、必備輔助加熱裝置－為了克服上述日照問題，而達到二十四小時皆有熱水可用，太陽能熱水器〈系統〉一定要配備輔助加熱設備。其型式不外電熱、瓦斯與鍋爐。並且只要附溫控器，就可隨心所欲的控制熱水溫度，十分方便 一、用水量與水溫 家庭洗澡用水 男生：每人 50℃水 50公升 女生：每人 50℃水 80公升 旅館用水：每人 50℃水 80公升 二、儲水桶容水量(V)與集熱板集熱面積(A)之比值：V/A(公升/米2) 自然循環式：V/A=50~80 強制式：V/A=70~100 水溫要求較低者，可用較大的V/A值；水溫要求較高者，可用較小的V/A值 實例：一家五口，三男兩女，使用自然循環式太陽能熱水器，V/A取值80，依上述公式，則系統需約300公升容水量的儲水槽和3.75平方公尺面積的集熱板。 若太陽能熱水器距離浴室在3層樓(含)以上，水溫設計宜提高至60℃，裝置的集熱器片數應比原先50℃的設計為多。 三、各種集熱器或配備，有其特殊適用範圍，宜慎加選擇 1. 金屬式集熱器適合台灣日照狀況，特別是中南部，而價格也相對便宜，因此數量佔大宗且大部分廠牌為國內製造。 2. 真空管式集熱器適合高緯度、低日照量地區使用，因為真空管式保溫效果較好，因此在同樣日照情況下，所製造的熱水溫度也較高，所佔體積小，價錢比平板式的貴。 3. 非金屬式集熱器，材質一般採用EPDM，集熱效率低，水溫不高，適合溫水游泳池使用，台灣南部使用者較多。 4. 台灣地區水質不良地區居多，據統計太陽能熱水器最厲害的殺手就是集熱板結水垢，一旦結水垢就會造成集熱板阻塞。水質差的地區，如：雜質多或煮開水壺底會生白垢者，宜採用間接加熱式、非金屬式、可通洗式集熱器或加裝水質處理器等方式防止。 5. 此外，腐蝕問題亦時常困擾太陽能熱水器使用者，防治之道，在儲水槽裝置鎂極棒即可。 四、太陽能熱水系統的性能有下列兩種： 1. 集熱器性能--吸熱係數FR(τα)愈大愈好，散熱係數FR(UL)愈小愈好。尚須考慮堵塞、耐用等其它因素。 2. 自然循環式系統全天候性能--此種性能，係指儲水桶加集熱器，整套系統運轉一天的集熱效率。數值愈高愈好。 五、廠商及廠牌的挑選 台灣目前至少有百家以上的太陽能熱水器廠家，但良莠不齊，決定選購前，宜先瞭解一些太陽能熱水器的基本知識，並探聽親朋鄰居使用口碑和那家廠商售後服務好，貨比三家才不會吃虧。 六、其他基本常識 1. 良好的集熱器在烈日下運作時，表面玻璃面蓋不會發燙，且背面也不會發熱。 2. 使用太陽能熱水器，有太陽才會有熱水，預防陰雨天沒熱水可用，系統須加裝輔助加熱設備，如：電熱器、瓦斯熱水器或鍋爐，以便適時供應熱水。 一、集熱器方位：台灣位於北半球(北緯22~25度)，安裝時集熱器必須朝正南。 二、集熱器傾斜角Θ： 自然循環式：Θ＝25 ~ 30度 強制式：全年使用→Θ＝緯度 著重冬天使用→Θ＝緯度＋5 ~ 10度 三、遮蔭：集熱器不要被屋頂女兒牆、其它建築物或前排集熱器給遮蔭，而影響吸熱。 四、氣堵：安裝自然循環式熱水器管路不能有先向上後向下的現象，以避免造成氣堵。 五、儲水桶內冷水補充出口，必須設在桶底。 六、輸出儲水桶至樓下使用處的熱水管，必須有保溫層及外覆材，外覆材可以利用鋁皮、亞鉛皮 和塑膠布。 七、強制式，每片集熱器之冷水管和熱水管長度和必要相等，熱水管愈短愈好，且排氣閥必須裝 在每排集熱器的最候一個熱水出口處和全系統最高處。 八、管路與系統連接處，必須作好防水、防風沙之措施。並注意不要漏水。 九、若有補助加熱器則必須注意下列事項： 1. 輔助加熱器若為電熱器，則必須有漏電斷路器和溫控裝置，以免漏電或燒壞。 2. 輔助加熱器若為鍋爐，則必須注意鍋爐用水流量，以免發生暴炸。 十、施工時，必須告知廠商當地的水壓狀況，水壓如不夠，須有補救措施。 十一、如果儲水桶到浴室的水壓不夠，切勿用加壓泵浦，以免有忽強忽弱、忽冷忽熱的現象出現 ，補救方法為將儲水桶提高。 十二、太陽能熱水系統宜遠離冷卻水塔，以避免冷卻水塔水噴到集熱器面蓋上，造成面蓋鈣化不 透明，或集熱器框腐蝕，縮短使用年限。 一、定期檢修－應定期至屋頂檢查一下系統外觀情況，如有漏水、玻璃破裂或面蓋發燙〈表示有阻塞〉，應立即通知供應商檢修。。 二、定期保養－應定期〈至少每月一次〉清洗集熱器面蓋落塵，排放集熱器〈金屬型〉和儲水桶底堆積雜質與水垢。 三、如有停電，輔助加熱器的定時器會亂掉，因此，電力恢復時，應調回原位。 四、若2個晴天以上沒有使用太陽能熱水，要再使用時，必須先用冷水和熱水混合，調整成適當水溫，切勿直接使用，以免被燙到。 五、無論是自然循環式或強制式，若夏天熱水不用或溫度太高，可用帆布或類似物品，將集熱器全部或部分蓋住。

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。 資料來源: 成大能源研究中心網站 http://solar.rsh.ncku.edu.tw/t01_structure.php

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。 　　發生在流體與固體表面間或流體與流體間，高溫物體把熱量傳給接觸到的流體或固體表面上之熱傳機制，稱之為熱對流模式；其中包含了流體之能量儲存、熱傳導及流體分子間之混合運動等三種現象。 熱對流量正比於溫差，其結果亦取決於對流熱傳係數 ( convective heat -transfer coefficient、或稱薄膜熱傳係數)之大小，這又與流體種類、接觸面的幾何形式、表面狀態、流速及流動狀態(穩或紊態)等因素有關。流經附設於集熱板上集水管路中之水，經所吸收太陽能加熱後產生一個溫度梯度：位置愈高，溫度也跟著愈高，反應在管內流水之密度上就是形成一個隨著位置上升而下降之比重梯度，導致較熱之水(比重較小)經集水管路往置放於集熱板上方之儲熱桶流動；而儲熱水桶內亦因水溫差異形成比重梯度，底部較低溫、較冷(密度較大)的水往下經輸送管路流至集熱器底部，而形成一連續加熱之自然循環模式，此一模式稱之為「自然循環太陽能熱水器」。若儲熱水桶之位置並非在集熱器之上方，則須輔以幫浦加壓，使其形成上述之循環加熱系統 ， 該方式則稱為「強制循環太陽能熱水器」。 通常後者之集水管內流速較快，因而集熱效率較佳，且可順應部分特殊安裝屋頂環境或大型系統；但較耗電(幫浦需用電)，且因其管路長期處於加壓環境中，管路轉接處或與集熱器接縫處較可能產生漏水的現象。 　　由以上之說明知道發生在太陽能熱水器上之熱傳機制包含了所有的熱傳模式：熱輻射、熱傳導和熱對流。一般而言，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之近黑色薄膜以利太陽熱能之吸收。通常太陽能熱水器皆安裝於室外空曠處(避免遮蔭降低陽光之照射量)，為降低吸收陽光能量升溫後之集熱板溫度因室外颳風所引起之熱對流散失，一般市售之太陽能熱水器因此於集熱板外加設一個外罩，上覆一片高透光性(亦即高輻射透射率)之玻璃。 　　台灣目前使用較多的為金屬材料作成的板管式集熱板，金屬板面應用電鍍或烤漆技術附上一層選擇性吸收膜，專門吸收陽光中熱能光波，以加熱管中的熱水。為了保存所吸收的熱能不致散失，裝集熱板的矩形不銹鋼框架，上表面裝有玻璃面板，底層則鋪上保溫玻璃纖維棉和保麗龍等絕緣物。但近幾年真空管式集熱器的安裝量也有明顯的增多，真空管式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。 資料來源: 成大能源研究中心網站 http://solar.rsh.ncku.edu.tw/t01_principle.php

（１）                 能源與環境危機