CHƯƠNG 2. CÔNG NGHỆ NHIỆT MẶT TRỜI
2.2. CÔNG NGHỆ NHIỆT MẶT TRỜI ÁP DỤNG HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH
2.2.2. Công nghệ nhiệt mặt trời áp dụng hiệu ứng nhà kính
2.2.2.2. Hệ thống đun nước nóng
Hệ thống đun nước nóng dùng NLMT hiện nay được sử dụng rộng rãi trong sinh hoạt đời sống hàng ngày.
Cấu tạo của thiết bị gồm có bộ phận hấp thụ BXMT gọi là collector (hình 2.3), ngoài ra còn có các bộ phận khác như đường nước vào, ra và bình chứa.
Hình 2.2. Một thiết bị sấy nông sản
Collector làm nhiệm vụ hấp thụ BXMT, truyền nhiệt cho nước chứa bên trong nó, nhờ quá trình đối lưu tự nhiên, nước nóng chứa trong collector lại trao đổi nhiệt với nước lạnh trong bình chứa.
Việc chế tạo Collector phải đảm bảo rằng collector có khả năng hấp thụ nhiệt tốt nhất, đồng thời cũng phải được bọc cách nhiệt tốt nhất.
Hình 2. 3. Cấu tạo của một collecctor
1.Lớp cách nhiệt; 2. Lớp đệm tấm phủ trong suốt; 3. Tấm phủ trong suôt; 4. Đường nước nóng ra; 5. Bề mặt hấp thụ nhiệt; 6. Lớp tôn bọc; 7.
Đường nước lạnh vào; 8. Khung đỡ Collector
Lớp cách nhiệt : Do lượng nhiệt toả ra từ collector là rất lớn, nên yêu cầu của lớp cách nhiệt cần phải giảm tối đa thất thoát nhiệt, đồng thời cũng phải chịư được nhiệt độ lên tới 1000C. Thông thường, lớp cách nhiệt có chiều dày khoảng 5cm hoặc mỏng hơn tuỳ thuộc vào vật liệu (điều này được quyết định bởi giá thành và tính sẵn có trên thị trường), và điều kiện khí hậu.
Tấm phủ trong suốt : Dùng để cách ly bề mặt hấp thụ với môi trường, tạo ra hiệu ứng nhà kính, đồng thời bảo vệ bề mặt hấp thụ khỏi bị bám bẩn.
Tuy nhiên, vì dùng tấm phủ nên sẽ làm giảm cường độ bức xạ, và tăng giá thành sản phẩm, vì vậy cần dùng vật liệu có khả năng cho ánh sáng xuyên qua cao, mà vẫn đảm bảo về độ bền và giá thành phù hợp.
Bề mặt hấp thụ : đây là thành phần trung gian nhận nhiệt và truyền nhiệt giữa năng lượng BXMT và nước cần đun nóng. Bề mặt hấp thụ thường được phủ lên bề mặt một lớp sơn đen, có tỉ lệ hấp thụ đạt đến 90% năng lượng BXMT. Thông thường, người ta sử dụng một lớp mỏng ôxit niken và đồng hoặc sunfit niken và kẽm màu đen [19].
Hình 2.4. Sơ đồ cấu tạo của bình nước nóng dạng ống chân không
Hình 2.5. Thiết bị đun nước nóng ARISTON dạng dãy ống (trái) và dạng tấm (phải) đang ban trên thị trường
Khung đỡ collector : Khung đỡ dùng để bảo vệ collector khỏi tác động của môi trường. Khung đỡ thường được làm bằng kim loại (thép), để đảm bảo được độ bền cho thiết bị.
Nguyên lý hoạt động của bình nước nóng NLMT : BXMTchiếu tới bề mặt collector, được hấp thu chuyển thành nhiệt năng, nhờ quá trình dẫn nhiệt giữa collector và nước chứa trong collector, cùng với quá trình đối lưu tự nhiên, nên nước chứa trong collector và bình nước nóng sẽ nóng dần lên.
Giá thành của một thiết bị nước nóng rất khác nhau, phụ thuộc chất lượng của tấm hấp thụ, dung lượng bình chứa, và kết cấu vật liệu. Đối với sản phẩm có ống hấp thụ chân không sản xuất trong nước có giá mỗi bộ thiết bị khoảng từ 6,5 triệu trở lên, còn đối với các thiết bị nhập ở nước ngoài thì từ 11 triệu đồng trở lên.
Ưu điểm của thiết bị bình nước nóng NLMT : Do sử dụng NLMT nên không tốn chi phí trong quá trình sử dụng, đồng thời khá an toàn, và tiện lợi.
Tuy nhiên, bình nước nóng NLMT cũng có nhược điểm :
Yêu cầu nguồn nước phải sạch để tránh đóng cặn bẩn, gây ôxi hoá làm hỏng thiết bị, và độ nóng của nước thì phụ thuộc thời tiết, dung lượng nước nóng cố định với mỗi ngày.
Do thiết bị thường đặt trên mái nhà, nên cần một đường bảo ôn để dẫn nước, gây tốn kém, và khó khăn trong việc lắp đặt, đồng thời, với giá thành hiện nay thì đắt hơn so với các sản phẩm dùng điện hoặc ga (cho quá trình cài đặt ban đầu).