Năng lượng Mặt Trời dùng để đun nước nóng trực tiếp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
MÔN HỌC NĂNG LƯỢNG VÀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG
----------

BÁO CÁO
Đề tài:
Năng lượng Mặt Trời

GVHD: HỒNG TRÍ
SVTH :Nhóm sinh viên Trường
TP HCM
LỚP

TP.HCM 2014

: Sáng thứ 5

ĐHSPKT –


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
MÔN HỌC NĂNG LƯỢNG VÀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG
----------

BÁO CÁO
Đề tài:

NLMT Đun nước nóng trực tiếp
GVHD :HỒNG TRÍ

SVTH :Nguyễn Hải Bình
MSSV :11243002
Khoa

:Cơ Khí Máy

LỚP

:112430B

TP.HCM 2014


Năng lượng Mặt Trời dùng để đun nước nóng trực tiếp

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Nhu cầu về năng lượng của con người trong thời đại khoa học kỹ thuật phát
triển ngày càng tăng cao trong khi các nguồn nguyên liệu dự trữ như
than đá,dầu mỏ,khí thiên nhiên và ngay cả thủy điện đều có hạn khiến
cho nhân loại đứng trước nguy cơ thiếu hụt năng lượng.
Việc nghiên cứu sử dụng năng lượng Mặt Trời ngày càng được quan
tâm, nhất là trong tình trạng thiếu hụt năng lượng và vấn đề cấp bách
về môi trường hiện nay.Năng lượng Mặt Trời được xem như nguồn
năng lượng ưu việt trong tương lai,đó là nguồn năng lượng vơ tận,sẵn
có và đặc biệt là khơng gây ô nhiễm môi trường.


Năng lượng Mặt Trời dùng để đun nước nóng trực tiếp

Biểu đồ phân bố bức xạ Mặt Trời


Năng lượng Mặt Trời dùng để đun nước nóng trực tiếp

Cơ sở lý thuyết

Cấu tạo và nguyên lý
hoạt động

4 phần

Tính kinh tế của thiết bị

Kết luận


Năng lượng Mặt Trời dùng để đun nước nóng trực tiếp

Cơ sở lý thuyết

Như chúng ta đã biết ánh sáng mặt trời mang theo một nguồn năng
lượng rất lớn và một phần năng lượng này sẽ biến đổi thành nhiệt
năng khi gặp các vật có thể hấp thụ và phát sinh nhiệt lượng.


Năng lượng Mặt Trời dùng để đun nước nóng trực tiếp

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Bộ phận thu nhiệt
1.Ruột bình

(Dạng ống chân khơng)

2.Lớp bảo ơn

3.Vỏ bình

A.Cấu tạo chung

Bình chứa nước nóng

4.Ống chân khơng
Gía đỡ và các phụ kiện khác
5.Gía đỡ


Năng lượng Mặt Trời dùng để đun nước nóng trực tiếp

I.Ống hấp thụ nhiệt chân không
Lớp 1
Hai lớp thủy tinh 1 và 5 chịu va đập cao,ở giữa là chân không
Lớp 2
Bề mặt ống tráng màng đặc biệt bằng 3 lớp

Lớp 2 truyền dẫn nhiệt hấp thụ làm nóng nước bên trong (ALN/AIN)

Lớp 3

Lớp 3 hấp thụ nhiệt (SS) có hệ số > 93%
Lớp 4
Lớp 4 chống tản nhiệt(CU) có hệ số <0.060%
Lớp 5


Năng lượng Mặt Trời dùng để đun nước nóng trực tiếp

II.Bình chứa nước nóng

Cấu tạo gồm 3 lớp: Ruột bình, lớp bảo ơn và vỏ bình.

+ Ruột bình: Chế tạo bằng thép khơng gỉ hoặc cao cấp hơp là bình
tráng men.

+ Lớp bảo ôn: Thường được làm từ hợp chất PolyUrethane bọt PU
cách ly khoảng 55 mm phun đẩy áp lực cao,cho phép cách nhiệt rất
tốt

+ Vỏ bình: Làm bằng thép không gỉ hoặc sơn tĩnh điện.


Năng lượng Mặt Trời dùng để đun nước nóng trực tiếp

III.Gía đỡ và các phụ kiện khác

Thơng thường giá đỡ máy được làm bằng
chất liệu inox có độ bền độ cứng vững cao.
Tùy thuộc vào yêu cầu khách hàng mà nhà
sản xuất sẽ lựa chọn những vật liệu thích hợp từ khung cho đến các phụ kiện đi

kèm.


Năng lượng Mặt Trời dùng để đun nước nóng trực tiếp

B.Nguyên lý hoạt động

Hệ thống 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 và bẫy nhiệt lượng
này

Năng lượng mặt trời được hấp thụ tại bề mặt thiết bị sẽ bị đun nóng nước, do quá trình đối lưu nhiệt, nước tại bình bảo ơn 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.


Năng lượng Mặt Trời dùng để đun nước nóng trực tiếp

Tính kinh tế của thiết bị

Nhược
Ưu điểm
điểm

An tồn khơng lo bị điện giật, thân thiện với môi trường, độ bền
Kết cấu cồng kềnh,tốn nhiều diện tích
cao.

Chi phí bảo trì thấp; khơng
Kén vị

tốntrídiện
lắp tích
đặt trong nhà,vì lắp ngồi
(đặt nơi cótrời
nhiều nắng)

Khơng chịu được áp lực nước chung
Cung cấp được nước nóng cả ngày và đêm thơng qua bình dự trữ
(phải thơng qua bình giảm áp)


Năng lượng Mặt Trời dùng để đun nước nóng trực tiếp

Kết luận

Đáp ứng nhu cầu thiết yếu của cuộc sống

Mang lại lợi ích lớn về kinh tế

Mang lại lợi ích rất lớn về môi trường

Phù hợp với nhiều vùng trên cả nước


Năng lượng Mặt Trời dùng để đun nước nóng trực tiếp

Video


NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐỂ ĐUN NƯỚC GIÁN TIẾP

Giảng viên hướng dẫn:

ThS. HỒNG TRÍ

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN BÌNH
Mssv:
Lớp:

11243003
11243B

15


NỘI DUNG

PHẦN 1: GIỚI THIỆU

PHẦN 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

PHẦN 3: CÁC DẠNG MÁY NƯỚC NÓNG GIÁN TiẾP

PHẦN 4: TỔNG KẾT


PHẦN 1: GIỚI THIỆU

•
•

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng thiên nhiên quý giá và vô tận
Việc sử dụng năng lượng mặt trời một cách gián tiếp để đun nước là
một trong những ứng dụng phổ biến và mang lại hiệu quả

17


PHẦN 2: CẤU TẠO VÀ NGUN LÝ HOAT ĐƠNG

•
•

1. CẤU TẠO
Gồm 3 bộ phận chính:

_Bộ phận thu nhiệt (collector)
_Bình bảo ôn: cấu tạo gồm 3 lớp
+ ruột bình được chế tạo bằng thép không gỉ
+ lớp bảo ôn được làm từ hợp chất cách nhiệt
+ vỏ bình thép khơng gỉ sử dụng tốt với điều kiện khắc nghiệt
_Giá đỡ thép hoặc hợp kim(thường làm bằng inox)

18


2. NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG

•

Theo sơ đồ mơ phỏng trên, bức xạ mặt trời chiếu vào tấm hấp
thu năng lượng mặt trời sẽ chuyển hóa làm nóng dung dịch
truyền nhiệt nằm trong hệ thống các ống dẫn bằng đồng
nguyên chất . Dung dịch này sẽ luân chuyển tuần hoàn lên trên
và đi vào lõi bình chứa truyền nhiệt làm nhiệt độ của dung
dịch truyền nhiệt tăng lên cao nhanh chóng. Sau đó ,dung dịch
truyền nhiệt sẽ truyền tồn bộ nhiệt lượng hấp thu được từ mặt
trời sang nước lạnh chứa ở lõi bình t(màu xanh trong sơ đồ)
làm nước nóng lên. Nước nóng này sẽ được sử dụng để phục
vụ nhu cầu sinh hoạt.

19


3. Ưu nhược điểm
Ưu điểm:
+ Hiệu suất và tuổi thọ cao
+Dễ lắp đặt , cấu tạo đơn giản
+Dể sử dụng
+chất lượng nước đảm bảo
_Nhược điểm:
+ dễ bị tổn thất nhiệt ngay từ chính hệ dàn thu nhiệt tỏa ngược ra mơi trường.
+ Giá thành cịn cao.

20


PHẦN 3 . CÁC DẠNG MÁY NƯỚC NÓNG MẶT TRỜI GIÁN TiẾP

Hiện nay có 3 loại được sử dụng phổ biến :

1. Máy tấm phẳng có ruột bình chứa tráng men
 Máy tấm phẳng có ruột bình chứa tráng men
Ưu điểm: 
- Là loại máy duy nhất có lõi bình nước nóng được tráng men, làm gia tăng tuổi thọ cho máy và giữ sạch nguồn nước.
-tăng hiệu suất hấp thụ nhiệt. Nhiệt độ nước nóng của loại máy này ln ở mức ổn định, thông thường là 75 độ C.
- Chịu được áp, phụ kiện thiết bị đồng bộ.
- Loại máy này có thể thích hợp với bất kỳ điều kiện thời tiết khắc nghiệt nào.
- Tuổi thọ cao, trung bình trên 20 năm
Nhược điểm:
-Giá thành cao so với những loại máy thông thường.

21


•

2.Máy tấm phẳng có ruột bình chứa bằng Inox

•

Ruột bồn chứa nước nóng của máy là inox, vỏ của bồn có thể là inox hoặc thép màu sơn tĩnh
điện. Đầu bịt của bồn có thể được làm bằng các chất liệu như inox, nhôm, nhựa, thép màu sơn
tĩnh điện. Khung bao tấm và chân máy làm bằng nhôm, inox, hoặc thép màu sơn tĩnh điện
-  Nhỏ gọn.

•

-Dễ chế tạo

•

-Giá thành vừa phải
Nhược điểm:
- Một số chi tiết máy được sản xuất thủ cơng nên độ chính xác khơng cao.
- Dễ bị oxy hóa , đóng cặn và gây tắc ống dẫn
- Đa phần là dạng bồn không chịu áp.
- Tuổi thọ kém, trung bình dưới 10 năm.

22


3. Máy tấm PPR
 

 Máy tấm PPR có tấm gia nhiệt được làm bằng nhựa
Polypropylene(PPR)
Ưu điểm:
-hấp thu nhiệt tốt
- Tấm hấp thụ PPR có tuổi thọ cao
Nhược điểm:
- Ruột bồn rất nhanh bị thủng.Không chịu được áp.
- Sau một thời gian sử dụng, tấm PPR hay bị co lại và biến dạng
do tác động của nhiệt độ trong nước.
- Giá thành tương đối cao.
- Tuổi thọ trung bình khơng cao

23


PHẦN 4 : TỔNG KẾT

•

Phương pháp đun nước bằng máy năng lượng mặt trời gián tiếp có những ưu điểm hơn so với máy
nước nóng trực tiếp như (chất lượng đảm bảo,khơng bị hiện tượn đóng băng hay đóng cặn đường ống).
Nhưng bên cạnh đó cũng có khơng ít nhược điểm so với phương pháp gián tiếp như(cấu tạo phức tạp
hơn,giá thành thường đăt hơn) .Vậy tùy vào đặc điểm của từng loại,từng vùng và nhu cầu sử dụng mà chọn
ra loại phù hợp với nhu cầu.

24


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP.HCM

CHÀO THẦY VÀ
CÁC BẠN
GVHD: ThS. HỒNG TRÍ
SVTH : NGUYỄN CƠNG CHIẾN