結論與未來工作 - I-Shou University Institutional Repository:Item 987654321/11545

根據第四章實體實驗和數值模擬所得到的數值，在本研究中透過雙層屋頂集熱器的設計，進行廢熱回收和隔熱可以得到相當良好的效果，而以下的結論為目前已完成的研究工作結果，所歸納而來的幾項重點。

1. 本實驗在於數值模擬部分，增加流道內鰭片會造成出口溫度增加和出口質流量的減少，當鰭片數量到達 50 時，其出口溫度無明顯的提升，所以對於本實驗模組只需要配置數量 50 的鰭片數量，即可在經濟考量下，達到最佳化設計。

改變此參數對其整體實驗模組效益達成集熱效率提升比為 1.18。

2. 在探討本實驗雙層屋頂集熱器的最佳尺寸設計方面，經過數值模擬分析後，可發現在實驗模組尺寸約 2（）後其溫度提升有趨緩的現象，在實驗模組尺寸 約 7（m）後溫度以無明顯的提升。在此模擬分析，本實驗可得知，如要得最 高溫度實驗模組尺寸約 7（m）即可，要提升本實驗效率則其實驗尺寸約為 2

－4（m）為其優化設計。

本實驗以吸收層是銀色鋁板無加蓋玻璃為基準，其實驗模組集熱效率為 0.6％，

並探討變動參數對整體研究集熱效率的效益。

3. 吸收層上方加蓋玻璃：加蓋玻璃層以減少吸熱層表面熱對流的影響。加蓋玻璃層對於整體實驗模組太陽熱能收集的效益，改變此參數對其整體實驗模組效益提升比為 1.5。

4. 鋁板塗黑並加蓋玻璃：將吸熱層鋁板塗黑，增加吸熱層吸收率和放射率。吸熱層塗黑對於整體實驗模組太陽熱能收集的效益，其結果發現改變此參數對其整體實驗模組效益提升比為 7.2。

5. 改變實驗模組尺寸：將實驗模組尺寸縮短為 1.2 2.4（），改變實驗模組尺

寸對於整體實驗模組太陽熱能收集的效益，其結果發現改變此參數對其整體實

1. 建築物所使用的屋頂建材相當廣泛，本研究針對鋁板一種材料來作戶外實體實驗與數值模擬，建議未來研究可嘗詴各種不同的屋頂材料來作綜合性的分析與探討。

2. 由於時間上的限制，無法對其他時節的氣候環境做更近一步的分析與探討，目前本研究只對於台灣的夏季與春季其 11：00~14：00 做量測，建議未來能在各時間點與各季節都可做相關討論。

3. 本研究目前只止於探討建築物屋頂集熱性能的層面，並未分析到屋頂隔熱性能與室內環境舒適度的問題，建議未來可加入隔熱性能與室內環境舒適度議題來加以探討評估。

4. 本實驗的雙層屋頂整合空氣集熱器尚未結合熱水設備，建議在未來可針對結合熱水裝置，並評估其整體節能效益。

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圖表

圖 1-1 研究流程圖

圖 1-2 建築物的熱獲得與熱損失

圖 1-3 台灣地區（24°N）各方位日射量[2]

圖 1-4 集熱器整合雙層屋頂構造剖面圖

圖 1-5 太陽能屋構造示意圖

圖 3-1 本實驗示意圖

圖 3-2 本實驗熱能運用示意圖

圖 3-3 太陽熱能運用圖太陽熱能應用

太陽能熱水應用

工業預熱(空調) 農、魚業(集熱器)

宿舍、商業、家用(儲水桶保溫)

游泳池(系統控制及設計)

太陽能乾燥應用 (熱空氣)

藥劑、倉庫除濕 (空調)

花卉栽培、農產品乾燥(溫室)

圖 3-5 實驗模組平、剖面圖

圖 3-6 雙層屋頂組合完成圖

圖 3-7 空氣集熱器運作示意圖

圖 3-8 實驗測量點選擇

圖 3-9 側面透視內部量測點

圖 3-10 實體實驗測量點與鋁板溫度

圖 3-11 實驗器材長度為 20m 模擬圖

0 10 20 30 40 50 60 70

1 2 3 4 5 6

溫度(

℃)

各溫度測量點空氣層溫度

圖 3-12 溫度分佈圖

圖 3-13 模擬模組各長度溫度分佈

圖 3-14 實驗模組吸熱層裝置

圖 3-15 不同緯度最佳仰角[18]

圖 3-16 實驗流程圖

圖 3-17 數值模擬流程圖

圖 4-1 第一型集熱器實驗數據曲線圖