Thiết bị đun nóng sử dụng năng lượng mặt trời

Chủ đề 5:
Thiết bị đun nóng sử dụng năng lượng mặt trời
GVHD: Nguyễn Văn Minh
Lớp: 53TP1
Nhóm: 5
Danh sách nhóm:
Biện Thị Tuyết Ly
Nguyễn Tấn Lực
Trần Thị Kim Linh
Đoàn Việt Minh
Đặng Thị Hồng Loan
Nội dung
I. Một số ứng dụng của thiết bị đun nóng NLMT
II. Một số thiết bị đun nóng NLMT
III. Hệ thống thiết bị đun nóng sử dụng NLMT
IV. Ưu, nhược của thiết bị NLMT
I. Một số ứng dụng của máy nước nóng NLMT
Theo con số thống kê cho đến năm 2004, số lượng TB đun nóng sử dụng NLMT đã được sản xuất và lắp đặt khoảng
115 triệu m
2
trên toàn thế giới. Trong đó, nước sử dụng nhiều nhất là Trung Quốc (64,3 triệu m
2
), sau đó là EU (14
triệu m
2
), Nhật Bản (12.7 triệu m
2
), Mỹ (2 triệu m
2
), …
Việt Nam là nước nhiệt đới có tiềm năng bức xạ mặt trời vào loại cao và số giờ nắng dao động từ 1600-2600 giờ

nắng/năm. Do đó mà khả năng ứng dụng thiết bị đun nước nóng sử dụng NLMT tại nước ta là rất khả thi và đem lại
nhiều lợi ích về kinh tế cũng như về môi trường.
Thiết bị đun nóng nước sử dụng NLMT được dùng trong các lĩnh vực sau:

Dùng trong sinh hoạt: nước nóng dùng để tắm, nấu nướng, …

Dịch vụ, giải trí: sử dụng cho hồ bơi, suối nước nóng nhân tạo, …

Ngành y tế: khủ trùng dụng cụ, …

Công nghệ thực phẩm: tẩy rửa, vệ sinh các thiết bị, dụng cụ, ….

Công nghiệp: sử dụng hơi nước và nước nóng để đốt nóng, cung cấp năng lượng, …
Ngoài ứng dụng để đun nóng nước, thiết bị NLMT còn có các ứng dụng khác như: chiếu sáng, nuôi trồng thủy sản,
sấy nông sản, …
Máy sấy nông sản/lúa bằng
NLMT sử dụng ống nhiệt thủy
tinh chân không
Hệ thống chiếu sáng (đường, bãi
biển) bằng NLMT sử dụng bóng
đèn compact
II. Một số máy năng nước nóng NLMT
Máy nước nóng NLMT
ống thủy tinh chân không
Máy nước nóng NLMT một tấm phẳng và hai tấm phẳng
Máy NLMT 3 tấm phẳng
III. Hệ thống thiết bị đun nóng sử dụng năng lượng mặt trời
1. Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống
Hệ thống hoạt động theo nguyên lý đối lưu nhiệt tự nhiên và hiện tượng hiệu ứng nhà kính, giúp biến đổi quang
năng thành nhiệt năng . Năng lượng mặt trời được hấp thụ tại bề mặt thiết bị sẽ đun nóng nước, do quá trình đối

lưu nhiệt, nhiệt độ 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.
Việc tạo ra nước nóng không phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường bên ngoài mà phụ thuộc vào khả năng hấp
thụ nhiệt của thiết bị năng lượng với các tia bức xạ ánh nắng mặt trời.
2. Thành phần hệ thống thiết bị
Một máy nước nóng NLMT bao gồm 3 phần: collector thu nhiệt (ống thủy tinh chân không, tấm phẳng),
bình bảo ôn và các phụ kiện kèm theo (giá đỡ, ống nối, …).
a. Bộ phận thu nhiệt (collector).
Có 2 loại bộ phận thu nhiệt: collector tấm phẳng và collector ống chân không.
.
Bộ thu nhiệt tấm phẳng: được cấu tạo bởi 3 lớp. Lớp trên cùng là tấm kính trong suốt, ở giữa là tấm
phẳng hấp thu nhiệt có lõi bằng đồng, nhôm hoặc hợp kim nhôm_đồng được sơn phủ bằng lớp sơn đặc
biệt hấp thụ nhiệt, dưới cùng là lớp xốp hấp thụ nhiệt và nhựa bảo vệ. Tất cả được đặt trong một khung
nhôm tạo thành một hợp kín

Bộ thu nhiệt ống chân không có cấu tạo như sau: bô phận thu nhiệt chân không do 2 ống thủy tinh cứng Bosilic
đồng trục tạo thành, lớp mạ trên bề mặt ống được tạo thành bởi nhôm, đồng và cacbon do đó có tỷ lệ hấp thụ và chọn
lọc ánh sáng cao, tỷ lệ phát xạ thấp. Chịu được sức ép của nước nóng và nước lạnh đột ngột.
=> Vì vậy, bộ thu nhiệt ống chân không được sử dụng phổ biến hơn so với tấm phẳng. Mặc dù, ống chân không có
giá thành cao hơn nhưng đây là sản phẩm của công nghệ mới do có 1 số điểm ưu việt hơn: hiệu suất thu nhiệt cao
hơn, diện tích lắp đặt nhỏ hơn, không bị ăn mòn có thể phù hợp với nhiều loại nước sinh hoạt (nước giếng khoan,
nước máy, nước xử lý lọc thô, ….).
b. Bình bảo ôn
Bình bảo ôn chứa nước nóng có cấu tạo gồm 3 lớp:

Lớp 1 (ruột bình): lớp trong cùng tiếp xúc với nước sử dụng là inox SUS304 , độ dày 0,4 mm.


Lớp 2 (lớp bảo ôn): có độ dày 5-5.5 cm, được làm bởi hỗn hợp nhựa xốp tổng hợp, có khả năng bảo ôn trên 72h, độ
tổn thất nhiệt qua đêm khoảng từ 2-4
0
C.

Lớp 3 (vỏ bình): bảo vệ lớp bảo ôn bên trong. Lớp này được làm bẳng Inox SUS304 dày 0,4 mm hoặc dùng hợp
kim nhôm kẽm dày 0,5 mm. Thành phần của hợp kim đảm bảo không bị oxy hóa, chịu được điều kiện nắng mưa và
sự thay đổi đột ngột của môi trường.
c. Các phụ kiện kèm theo

Đường ống cấp nước nóng và lạnh: làm bằng ống kẽm hoặc nhựa chịu nhiệt và được bảo ôn để tránh
tổn thất nhiệt. Đường ống cấp nước nóng phải có khả năng chống ăn mòn hóa học và chịu được nhiệt độ
đến 95
0
C.

Giá đỡ máy: làm bẳng thép không rỉ, giá đỡ được thiết kế đặc biệt với góc nghiêng thích hợp giúp hấp
thụ nhiệt tốt nhất tại vị trí lắp đặt.
3. Phân loại hệ thống
Có thể chia thành 2 loại theo phương thức vận hành: Hệ thống tuần hoàn hoàn và hệ thống tuần hoàn cưỡng
bức.
a. Hệ thống tuần hoàn tự nhiên
Là hệ thống nước nóng mặt trời lợi dụng đối lưu nội bộ của vật chất truyền nhiệt do chênh lệch tỷ trọng sinh
ra. Trong hệ thống tuần hoàn tự nhiên, để đảm bảo đầu thu áp của bình nhiệt cần thiết, bình chứa nước
phải cao hơn bộ phân thu nhiệt. Kết cấu của loại hệ thống này đơn giản, không cần động lực bổ sung.
b. Hệ thống tuần hoàn cưỡng bức
Là hệ thống nước nóng mặt trời dùng động lực bên ngoài (bơm) để tuần hoàn vật chất truyền nhiệt chảy qua bộ
thu nhiệt. Hệ thống tuần hoàn cưỡng bức thường được điều khiển bằng các thiết bị sử dụng phương pháp khống

chế sai lệch nhiệt độ, khống chế quang điện và khống chế bằng máy hẹn giờ. Hệ thống này có ưu điểm là hòa
trộn đều nước nóng và nước lạnh trong bình do vậy làm nước nóng nhanh đạt đến nhiệt độ yêu cầu.
Hệ thống tuần hoàn cưỡng bức sẽ có thêm 1 bộ phận đó là là thiết bị đun hỗ trợ bằng điện và điều khiển. Hệ thống
này cho phép kiểm soát nhiệt độ nước trong bình chứa theo yêu cầu, kiểm soát hệ thống van và bơm của hệ thống.
Trong trường hợp này thì bình chứa có thể đặt ở vị trí thấp và gần nơi sử dụng.
IV. Ưu nhược điểm của thiết bị năng lượng mặt trời
1. Ưu điểm

An toàn tuyệt đối khi xử dụng.

Tiết kiệm chi phí tối đa (chỉ đầu tư một lần và không tốn thêm bất cứ chi phí phát sinh nào khác).

Đảm bảo sức khỏe lâu dài, thoải mái tiện lợi khi sử dụng.

An toàn trước các nguy cơ giật điện, rò gas cháy nổ

Không chiếm không gian trong nhà vì lắp đặt ngoài trời.

Sản phẩm có tuổi thọ trung bình trên 20 năm.

Bảo vệ môi trường xanh, sạch.

Tiết kiệm thời gian đun nấu.