2.6.1 Sơ đồ hệ thống 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
51
Hình 2.8. Sơ đồ tổ hợp hệ thống sản xuất nước đá và nước nóng
2.6.2 Nguyên tắc hoạt động
Collector hấp thụ năng lượng mặt trời và làm nóng nước, nhiệt độ nước trong bình chứa tăng lên và làm tăng nhiệt độ của thiết bị hấp thụ đặt trong bình chứa. Khi nhiệt độ chất hấp phụ trong bộ phận hấp phụ tăng thì môi chất lạnh sẽ bốc hơi khỏi chất hấp phụ và làm cho áp suất trong hệ thống tăng lên đến áp suất ngưng tụ. Hơi môi chất thoát ra được ngưng tụ lại ở dàn ngưng và chảy xuống thiết bị bay hơi. Nhiệt độ của nước trong bình chứa và bộ phận hấp thụ tiếp tục tăng do nhận nhiệt bức xạ mặt trời từ collector theo nguyên lý đối lưu tuần hoàn tự nhiên và đạt đến nhiệt độ khoảng (800C 950C). Quá trình bốc hơi và ngưng tụ xảy ra từ sáng đến tối (lúc không còn ánh nắng mặt trời). Khi nước nóng trong bình chứa được dẫn đi sử dụng vào ban đêm hoặc dẫn đến một bình chứa khác thì nước trong bình chứa được tự động bổ sung bằng nguồn nước lạnh từ bên ngoài (nhiệt độ nước lạnh khoảng 150C), nước lạnh vào làm mát bộ phận hấp thụ, nhiệt độ bộ phận hấp thụ giảm xuống một cách đột ngột, áp suất môi chất trong bộ phận hấp thụ cũng giảm xuống đến dưới áp suất bay hơi của môi chất lạnh lúc đó quá trình bay hơi của môi chất lạnh xảy ra và nước đá sẽ được tạo thành trong thùng đá. Trong quá trình sản xuất nước đá, collector đóng vai trò là thiết bị giải nhiệt. Quá trình làm lạnh tiếp tục xảy ra trong suốt đêm đến khi collector nhận nhiệt từ bức xạ mặt trời vào ngày hôm sau, lúc đó có thể lấy nước đá ra để dùng.
Ưu điểm đặc trưng của hệ thống cung cấp nước nóng và làm lạnh kiểu này là collector đóng vai trò hai mục đích: Vừa hấp thụ nhiệt từ bức xạ mặt trời để làm nóng nước ban ngày, vừa giải nhiệt cho quá trình hấp thụ vào ban đêm.
52
Mà đây cũng chính là nhược điểm làm giảm hiệu quả của các hệ thống cung cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời bình thường). Do vậy hầu như toàn bộ năng lượng mặt trời đều được sử dụng một cách có ích.
2.6.3 Cấu tạo của các thiết bị
* Thiết bị hấp thụ - bình chứa:
Tổ hợp hệ thống sản xuất nước đá và nước nóng có thiết bị hấp thụ được cấu tạo dạng bình hình trụ nằm ngang, bên trong có than hoạt tính, chất hấp thụ được gia nhiệt bới nước nóng và được làm mát bằng nước lạnh. Thiết bị hấp thụ được tính toán thiết kế dựa trên lượng than hoạt tính, lượng than này phải hấp thụ hết lượng môi chất methanol để làm đông 5 kg nước đá.
* Thiết bị bay hơi:
Thiết bị bay hơi của tổ hợp có cấu tạo tương tự hình 2.6 * Bộ thu năng lượng mặt trời:
Bộ thu năng lượng mặt trời trong hệ thống có dạng kiểu ống có gương phản xạ parabol trụ cố định đối lưu không khí tự nhiên. Với bộ thu này hệ thống hoạt động không cần thêm bất kỳ nguồn năng lượng nào ngoài năng lượng mặt trời. Tính toán với sản lượng 5 kg nước đá /ngày, được bộ thu cần thiết khoảng 2 m2. Nước nóng trong hệ thống có thể đạt được 900C