Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy nước nóng năng lượng mặt trời

Chắc hẳn bạn đã từng nghe nói đến máy nước nóng năng lượng mặt trời với nhiều lợi ích như an toàn và thân thiện với môi trường. Vậy bạn đã hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nước nóng năng lượng mặt trời chưa? Hãy cùng Thcslytutrongst.edu.vn tìm hiểu kỹ hơn trong bài viết dưới đây nhé!

Máy nước nóng năng lượng mặt trời là gì?

Máy nước nóng năng lượng mặt trời là một thiết bị vô cùng phổ biến và được rất nhiều gia đình lựa chọn sử dụng bởi nó mang lại rất nhiều lợi ích cho đời sống con người. Chúng ta có thể hiểu đơn giản, máy nước nóng năng lượng mặt trời là thiết bị hấp thụ ánh nắng mặt trời và chuyển thành năng lượng để làm nước nóng lên phục vụ cho các nhu cầu sinh hoạt hằng ngày.

Máy nước nóng năng lượng mặt trời hoạt động hoàn toàn dựa vào năng lượng ánh sáng của mặt trời, không sử dụng điện và rất an toàn với môi trường tự nhiên cũng như sức khỏe của người dùng. Đó cũng chính là lý do máy nước nóng bằng năng lượng mặt trời ngày càng phổ biến và được nhiều gia đình lắp đặt sử dụng.

Cấu tạo của máy nước nóng năng lượng mặt trời

Cấu tạo của một máy nước nóng năng lượng mặt trời gồm 3 bộ phận chính là bộ phận hấp thụ nhiệt, bình chứa nước nóng và giá đỡ.

Bộ phận hấp thụ nhiệt

Đây là bộ phận hết sức quan trọng của một máy nước nóng năng lượng mặt trời. Ống hấp thụ nhiệt của một máy nước nóng năng lượng mặt trời gồm có hai lớp với khả năng chịu được va đập cao và ở giữa là lớp chân không. Tác dụng của bộ phận này là hấp thụ và truyền nhiệt để làm nóng nước. 

Máy nước nóng mặt trời có 3 loại: 

• 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.

Bình chứa nước nóng

Bình chứa nước nóng là bình bảo ôn 3 lớp, thường được chế tạo từ chất liệu inox SUS 304 cao cấp với ưu điểm là vô cùng bền bỉ. Ngoài ra, bình còn có khả năng cách nhiệt cực kì tốt nhờ vào hợp chất bảo ôn phức hợp. Hơn nữa, bình có thể chịu được nhiệt độ lên tới 160 độ C và có khả năng giữ nhiệt kéo dài tới 72 giờ.

Giá đỡ

Giá đỡ của máy nước nóng năng lượng mặt trời được làm từ thép không gỉ hoặc inox. 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.

Nguyên lý hoạt động của máy nước nóng năng lượng mặt trời

Ống thủy tinh chân không

Hoạt động của máy nước nóng năng lượng mặt trời dựa trên nguyên lý đối lưu nhiệt tự nhiên và hiệu ứng lồng kính giúp biến đổi quang năng thành nhiệt năng.

Đầu tiên nước sẽ đi vào các ống chân không. Sau đó, khi có ánh nắng mặt trời lên, các chất liệu hấp thụ nhiệt bên mặt ngoài ống thủy tinh sẽ làm ống thủy tinh nóng lên truyền nhiệt độ cho nước bên trong ống.  

Theo nguyên lý đối lưu nhiệt, nước nóng hơn có xu hướng di chuyển lên trên bồn chứa và nước lạnh di chuyển xuống dưới ống chân không để được làm nóng. Cứ luân phiên như vậy cho đến khi nhiệt độ nước trong cả bình chứa và ống chân không bằng nhau thì quá trình này kết thúc. 

Ống thủy tinh dầu

Nếu máy nước nóng năng lượng mặt trời ống chân không hoạt động bằng cách dẫn nước trực tiếp vào ống chân không thì với loại ống thủy tinh dầu sẽ khác hơn, nước sẽ được đưa vào bình bảo ôn trước.

Sau khi đã dẫn nước vào bình chứa, nước sẽ được tiếp tục dẫn qua máy nước nóng và chảy vào bên trong ống thủy tinh chân không lõi dầu. Khi có mặt trời lên, nhiệt độ từ ánh nắng mặt trời sẽ được lớp thủy tinh bên ngoài hấp thụ, rồi từ từ truyền vào ống dầu làm cho ống thuỷ tinh phía bên trong nóng lên và cuối cùng là làm cho nước bên trong ống chứa nóng lên.

Khi nước trong ống chứa nóng lên sẽ truyền nhiệt làm nước ở bên trong ống dầu nóng dần lên. Vì hoạt động theo nguyên lý đối lưu nhiệt tự nhiên và hiệu ứng lồng kính nên nước nóng sẽ được đẩy lên trên và nước lạnh sẽ tiếp tục đổ xuống. Quá trình này sẽ được lập đi lập lại tuần hoàn như vậy cho đến khi nhiệt độ của bình chứa và ống dầu cân bằng.

Nước sẽ được duy trì nhiệt độ trong vòng từ 3 đến 4 ngày, đảm bảo cho gia đình bạn luôn có nước nóng sử dụng kể cả khi trời không có nắng.

Tấm phẳng

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.

Hi vọng rằng thông qua bài viết này, bạn đã có thêm nhiều thông tin bổ ích về cấu tạo cũng như nguyên lí hoạt động của máy nước nóng năng lượng mặt trời.