Cấu tạo - Nguyên lý hoạt động máy nước nóng năng lượng mặt trời

Để sử dụng tốt máy nước nóng năng lượng mặt trời, điều quan trọng là phải hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy. Là một trong những thiết bị tiện lợi, tiết kiệm điện, an toàn cho người sử dụng nên máy nước nóng năng lượng mặt trời trở thành thiết bị chính trong gia đình.

Máy nước nóng năng lượng mật trời có thiết kế đơn giản với 3 bộ phận chính là: bộ phận thu nhiệt, bình chứa nước nóng và giá đỡ. Mỗi một bộ phận sẽ đảm nhiệm một vai trò khác nhau.
 

- Máy nước nóng năng lượng mặt trời ống chân không: Sử dụng ống chân không là bộ phận hấp thụ nhiệt, được phủ 5 lớp lõi vàng.

- Máy nước nóng năng lượng mặt trời dạng ống dầu: Sử dụng ống dầu là bộ phận hấp thụ nhiệt, được phủ 3 lớp đồng, bạc, titan giúp hấp thụ nhiệt tốt.

- Máy nước nóng năng lượng mặt trời loại tấm phẳng: Sử dụng tấm phẳng làm bộ phận hấp thụ nhiệt, được bảo vệ bằng một lớp cường lực cao cấp.

Đây là bộ phận cực kỳ quan trọng của máy nước nóng năng lượng mặt trời. Bộ phận này làm từ chất liệu có khả năng chịu được va đập cao, sẽ đảm nhiệm vai trò hấp thụ và truyền nhiệt để làm nóng nước.

Bề mặt thân ống được tráng lớp màng kim loại đặc biệt với 3 lớp là lớp chống tản nhiệt, lớp hấp thụ nhiệt và lớp truyền dẫn nhiệt hấp thụ để làm nóng nước bên trong.

Bình chứa nước nóng hay còn gọi là bình bảo ôn là bộ phận giữ nhiệt, dùng để lưu trữ nước nóng và nước lạnh. Bình bảo ôn được thiết kế dày dặn tới 3 lớp có thể chịu được nhiệt độ lên tới 160 độ C và có khả năng giữ nhiệt kéo dài tới 72 giờ. Bình bảo ôn thường được làm bằng chất liệu inox SUS 304 vừa bền, vừa đảm bảo nước trong bình luôn sạch sẽ, chống gỉ. Ngoài ra, bình còn có khả năng cách nhiệt cực kì tốt nhờ vào hợp chất bảo ôn phức hợp.

Giá đỡ của máy nước nóng năng lượng mặt trời được làm từ bằng Inox chống gỉ, độ bền cao, chịu được va đập và các tác hại từ môi trường xung quanh. 

Bộ phận này được thiết kế một cách đặc biệt với góc nghiêng thích hợp để đón lấy ánh sáng mặt trời tại vị trí tốt nhất, giúp hấp thụ nhiệt tối ưu. Ngoài ra, giá đỡ còn có tác dụng gắn kết các bộ phận khác trên máy, tạo ra cấu trúc chắc chắn đồng thời đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng.

Hiện nay, có 3 loại sử dụng phổ biến là Máy nước nóng năng lượng mặt trời ống chân không, dạng ống dầu và tấm phẳng. Nhìn chung, các máy nước nóng năng lượng mặt trời đều có nguyên lý hoạt động khá giống nhau, đều hoạt động  theo nguyên lý đối lưu nhiệt tự nhiên và hiện tượng hiệu ứng lồng kính. Nguyên lý này giúp biến đổi quang năng thành nhiệt năng và bẫy nhiệt lượng. Dưới đây là chi tiết nguyên lý hoạt động của từng loại máy nước nóng năng lượng mặt trời.

Đối với loại ống dầu, nước được chảy trực tiếp vào trong bình bảo ôn chứ không chảy trực tiếp vào trong ống năng lượng. Máy hoạt động theo nguyên lý đối lưu nhiệt tự nhiên và hiện tượng hiệu ứng lồng kính, giúp biến đổi quang năng thành nhiệt năng. Khi đó ống thỷ tinh được hút chân không, bề mặt của ống được phủ lớp 03 lớp/ CU-AL-TITAN( đồng, bạc, titan) tạo thành một bề mặt hấp thụ nhiệt hoàn hảo giúp khả năng hấp thụ năng lượng cực cao. 

Dầu có nhiệt độ sôi thấp giúp lượng dầu trong ống nóng nhanh, khi dầu nóng sẽ làm nóng các dầu thủy tinh và truyền lên thanh dẫn nhiệt nằm ở phần đầu của ống và cắm trực tiếp vào bình bảo ôn, làm nước trong bình bảo ôn nóng lên. Quá trình này diễn ra liên tục, nước không chảy trực tiếp xuống ống hấp thụ nhiệt nên khả năng bám cặn là không có.
 

Hoạt động theo nguyên lý đối lưu nhiệt tự nhiên, tận dụng khả năng hấp thụ cao năng lượng mặt trời của các ống thu nhiệt, lớp phủ có độ trong suốt thấp chuyển bức xạ mặt trời thành nhiệt năng. Năng lượng mặt trời được hấp thụ tại bề mặt sẽ đun nóng nước, do quá trình đối lưu nhiệt, nước tại bình bảo ôn sẽ tăng lên, quá trình này diễn ra liên tục cho đến khi nhiệt độ trong bình bằng nhiệt độ của nước tại thiết bị hấp thụ.

 

Khi có ánh sáng mặt trời, tấm phẳng sẽ hấp thụ nhiệt độ từ mặt trời để làm nóng nước được dẫn xuống từ bình chứa. Dựa vào nguyên lý đối lưu nhiệt tự nhiên, nước nóng sẽ được dẫn lên trên và nước lạnh sẽ tiếp tục được dẫn xuống để làm nóng. Toàn bộ quá trình này sẽ được lập lại nhiều lần cho đến khi nước trong bình chứa và tắm phẳng cùng nhiệt độ với nhau.

Xem thêm: 

https://intechsolar.net/may-nuoc-nong-nang-luong-mat-troi-la-gi-bv101.htm

https://intechsolar.net/top-8-loai-nang-luong-sach-pho-bien-nhat-hien-nay-bv100.htm