再生能源為近年來逐漸受到重視的領域，其中又以太陽能最受廣泛應用，極具發展潛力，一般家庭中常運用太陽能於熱水系統中。本文主要針對市面上之太陽能真空管式熱水器，考量不同的設計型式，配合商業流體力學軟體進行數值模擬，研究各模型加熱下的內部流場、溫度分布與自然循環，並進一步探討其對流效率，找出最合適的設計形式。
主要研究方向有下列幾點：一、分析加熱過程中之自然循環，找出溫度之低溫與高溫區域。二、計算真空管之對流情形，比較各種設計下熱能傳遞之優劣。三、討論熱水器設計時之參數，以利未來市場應用。四、觀察流場隨時間之變化，提出增進加熱效率之可行辦法。
本文研究目標在於可將成果應用於實際使未來熱水器之發展能同時兼顧加熱均勻、水溫穩定、快速自然循環等實用理念，並依據模擬結果對目前的設計提出改善的建議，使真空管熱水器能符合大眾之需求，以利綠色概念的推廣。

The renewable energy has been paid much attention in recent years. Among this field the solar energy has a relative high potential. For example, the solar energy is generally used in the hot water system. This study considers different designs, on the basis of solar vacuum tube, and their flow fields and heat transfer are calculated by a computation fluid model. By analyzing the flow state, temperature profile, and natural circulation, the efficiency of convection and the most suitable design form are proposed.
The following are several main directions in this research: First, analyzing the natural circulation to find out the low and high temperature zone in the heating process; Second, calculating and comparing the heat convection of different designs; Third, discussing the parameters of design which is commercially useful; Fourth, observing the time-varied flow field to bring up some methods of efficiency improvement.
The research results contribute to uniform heating, steady temperature, fast natural circulation, etc. The results also provide improving suggestions to the present design.

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