Ngày nay máy nước nóng năng lượng mặt trời đã trở nên thông dụng với mỗi gia đình Việt Nam. Nó mang lại nhiều lợi ích như an toàn và thân thiện với môi trường thì chắc bạn đã rõ. Bạn đã lúc nào tự hỏi máy nước nóng NLMT hoạt động thế nào chưa? Hãy cùng Lidawa tìm hiểu kỹ hơn trong bài viết dưới đây nhé!

1 Cấu tạo máy nước nóng năng lượng mặt trời

Máy nước nóng năng lượng mặt trời hay còn gọi là bình nóng lạnh năng lượng mặt trời thường được cấu tạo gồm 3 bộ phận chính là ống hấp thụ nhiệt chân không, bình chứa nước nóng và giá đỡ.

a. Ống hấp thụ nhiệt chân không máy nước nóng năng lượng mặt trời

Ống hấp thụ nhiệt được hiểu như là trái tim của máy nước nóng năng lượng mặt trời. Nó có chức năng là hứng các tia nắng mặt trời và chuyển hóa những ánh nắng chói chang đó thành nhiệt năng làm nóng nước ở bên trong 

Hiện tại bộ hấp thụ nhiệt này có 3 loại: Loại tấm phẳng, loại ống chân không, và loại ống dầu. Tuy nhiên về nguyên lý thì cơ bản là giống nhau đều dựa trên bẩy nhiệt của ống thủy tinh chân không. Ống thủy tinh chân không gồm 3 lớp: Lớp trong cùng và lớp ngoài cùng làm bằng thủy tinh, ở giữa 2 lớp thủy tinh là lớp chân không. Cơ bản ống chân không này giống với 1 ruột phích nước. Lớp chân không có tác dụng để ngăn không cho nhiệt độ ở trong thoát ra ngoài.

Đến đây bạn có thể hỏi tại sao nhiệt độ truyền từ ngoài vào trong qua lớp chân không được mà lại không truyền ra ngoài được.Vâng năng lượng truyền vào qua ống thủy tinh này không phải là nhiệt năng. Mà chính xác nó là quang năng. Nó là những foton ánh sáng. Những foton này hoàn toàn có thể truyền qua chân không, bởi vậy nên nhiệt độ của mặt trời mới truyền qua vũ trụ chân không vào được trái đất của chúng ta đó bạn. Khi những foton truyền qua lớp thủy tinh sẽ được nước ở trong ống hấp thụ tạo thành nhiệt năng làm nóng nước. Và lúc này thì nhiệt độ trong nước không thể truyền qua lớp chân không để ra ngoài. Nó bị giữ lại làm nóng nước và truyền lên bình bảo ôn phía trên.

b. Bình chứa nước nóng hay còn gọi là bình bảo ôn

Bình bảo ôn có cấu tạo 3 lớp. Lớp trong cùng và lớp ngoài cùng thường được làm bằng inox. Một số loại máy dành cho vùng nước bị nhiễm phèn nhiễm mặn thì lớp trong cùng có thể được làm bằng nhựa PPR cao cấp. Lý do là inox thường bị nước phèn hoặc mặn ăn mòn, phá hủy. Lớp ở giữa là lớp bảo ôn thường được làm bằng Polyurethane có chức năng cách nhiệt, không cho nhiệt độ truyền từ trong bình ra môi trường. Máy nước nóng giữ được nhiệt độ lâu hay không là do lớp này quyết định.

Lớp bảo ôn chuẩn cần phải có độ dày đạt đủ 55mm. Lớp Polyurethane cần được phun đều, tơi xốp, không bị vón cục. Với lớp Polyurethane chuẩn sẽ giúp bình bảo ôn giữ nhiệt được từ 72 đến 96 giờ.

Do yếu tố giá thành và cạnh tranh nên trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại máy nước nóng năng lượng mặt trời lớp cách nhiệt này không đảm bảo do độ dày không đủ 55mm. Điều này làm giảm đáng kể thời gian giữ nhiệt trong bình. Vì vậy khi lựa chọn máy nước nóng năng lượng mặt trời, bạn nên tìm hiểu kỹ những vẫn đề này.

c. Giá đỡ máy nước nóng năng lượng mặt trời

Ống thu nhiệt và bình bảo ôn được đặt trên khung đỡ. Điều này nhằm 2 mục đích là bảo vệ ống thu nhiệt và tạo độ dốc cần thiết cho máy hoạt động. Giá đỡ này thường có cấu tạo lắp ráp từ nhiều thanh nhỏ tạo thành một giá đỡ chắc chắn. Các thanh này thường được làm bằng inox, thép không gỉ, hoặc nhôm định hình.

Yêu cầu của giá đỡ là phải chắc chắn và chống chịu được sự ăn mòn của thời tiết. 3 loại vật liệu trên đều đáp ứng được yêu cầu này. Tuy nhiên hiện nay trên thị trường loại làm bằng inox vẫn phổ biến hơn cả.

2 Nguyên lí hoạt động máy nước nóng năng lượng mặt trời

Hoạt động của máy nước nóng năng lượng mặt trời dựa trên nguyên lý đối lưu tự nhiên và bẩy nhiệt độ 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 foton quang năng của ánh nắng mặt trời được ống thủy tinh chân không hấp thụ. Nước ở trong ống sẽ hấp thụ những foton này và chuyển thành nhiệt năng làm nước nóng lên. Do ống thuy tinh có lớp chân không nên nhiệt độ ở trong ống được giữ lại không thoát ra ngoài được. Cái này người ta gọi là bẩy nhiệt.  

Do ống thủy tinh chân không có độ nghiêng. Nước nóng trong ống nhẹ hơn nước lạnh sẽ dịch chuyển lên bình bảo ôn và nổi lên phía trên đỉnh bồn. Nước lạnh trong bình bảo ôn có trọng lượng riêng lớn hơn nên sẽ đi xuống ống chân không. Ở đây nước lạnh nhận được nhiệt độ lại nóng lên. Cứ như vậy làm thành vòng tuần hoàn nước nóng chạy lên và nước lạnh chạy xuống thành dòng đối lưu trong ống thu nhiệt. Sau một thời gian tất cả nước trong bình bảo ôn đã được làm nóng thì quá trình đối lưu này kết thúc. Và chúng ta đã có nước nóng sẵn sàng dùng cho tắm rửa.