• 開發一種集吸熱、儲能、瞬間給熱水於一體之集熱器

• 特點1: 不必另設儲水槽，可以做成超薄型、系統配管簡單、可瞬間給熱水。

• 特點2: 能與建築結合，設在陽台女兒牆上，或製成牆壁，充分利用空間。

         太陽能集熱器熱水器是台灣目前唯一技術成熟且商品化的太陽能技術。但由於國內水質不佳，往往造成集熱器內部結垢與腐蝕，太陽能熱管集熱器可避免管路結垢與腐蝕問題。對於太陽熱能的儲存研究，國內研究學者以顯熱儲存研究方向為主，包括了熱水儲存槽的溫度分層效應，對於以潛熱方式儲存太陽熱能方面的研究卻很少。由於潛熱儲存的能量密度遠較顯熱儲能為高，同時相變時可維持固定的溫度，能維持穩定的熱水輸出溫度。因此本計畫擬結合潛熱儲能(儲熱槽)、熱管集熱器、與瞬間熱水器於一體，開發新型儲能式太陽能集熱器。

         如右3圖 所示，新型儲能式太陽能集熱器可分為三大部份，1為太陽能集熱器，2為能量儲存槽，3為用來加熱冷水之熱交換器。

實際構造如下圖 所示。

         當管路內的工作流體受到日照後，工作流體吸收熱量後產生池沸騰現象，產生的氣態冷媒藉著浮力流入上水平管後，由上往下流入能量儲存槽內之垂直並聯管排內，此時，汽態工作流體冷凝後放出熱量給管外能量儲存室內之固態相變介質，而融解成為液態工作流體，由於凝結後的液態工作流體的密度遠較汽態工作流體的密度為大，靠著重力沿著垂直並聯管排之內壁流至下水平管，至高溫垂直導管完成了一個循環。
         新型儲能式太陽能集熱器迴異於傳統平板式集熱器，係以熱管吸收太陽能，再傳至相變儲能槽儲存，要用熱水時，只要在取水交換器通以冷水進行熱交換即可，是一種集吸熱、儲能、瞬間給熱水於一體之集熱器，是一種前所未見之創新設計。此種新型儲能式太陽能集熱器之最大特點為不必另設儲水槽，優點為能量儲存槽可以做成超薄型、不必另設體積龐大的儲水槽、系統配管簡單、可瞬間給熱水，完全符合輕薄短小的未來潮流，還可以與建築結合，設在陽台女兒牆上，或製成牆壁(如右下圖)，充分利用空間。

         本計畫已完成(1)能量儲存槽熱管之實驗設備與性能測試系統建立；(2)建立系統理論模式；(3)理論模式與性能測試驗證；(4)修正能量儲存槽的設計與製造。能量儲存槽經討論與更改，並依據理論模式建立第一代的能量儲存槽，其設計方式為蒸發與冷凝側採用並聯方式，即儲存槽內之熱管型式為迴路式兩相流虹吸管，實驗顯示因單排結構的熱傳面積不夠而性能不佳，因此在增加管排並以蒸發與冷凝側採用串聯式設計，即儲能槽內之熱管型式為封閉式兩相流虹吸管的第二代能量儲存槽，性能提升約5%，但實驗過程發現在第二代的能量儲存槽增加排數並不見得提升性能，藉由修正理論模式，探討上管排的熱傳長度與下管排的熱傳長度，並建立第三代的能量儲存槽，性能提升約8%，確定理論模式的正確性。

         經由實驗證實，新型儲能式太陽能集熱器之可行性，並設計出新的整體系統所需之硬體設施，已完成圖面之規劃與設計，並進行製作新型太陽能儲能集熱器樣機。對於新型儲能式太陽能集熱器，與其他形式熱水器或集熱器的性能比較，可以看到本新型儲能式太陽能集熱器集系統維護成本低、集熱板管路無腐蝕問題、構造為超薄型、無須體積龐大的儲水槽、可瞬間給水等等優點於一身，實為極具開發潛力的太陽能集熱器。