Ống chân không thu nhiệt nước nóng năng lượng mặt trời

Ống thủy tinh là bộ phận quan trọng nhất của máy nước nóng năng lượng mặt trời dạng ống. Chức năng chính của nó là hấp thụ bức xạ mặt trời và chuyển hóa thành nhiệt năng để làm nóng nước tự nhiên để chung ta có nước nóng để sinh hoạt và sản xuất kinh doanh.

Thông số Ống chân không thu nhiệt nước nóng năng lượng mặt trời

Thông số kỹ thuật phổ biến của ống chân không ϕ58 (đường kính 58mm) dùng cho máy nước nóng năng lượng mặt trời (NLMT) thường bao gồm các điểm sau:

• Thuộc tính Chi tiết phổ biến
• Đường kính ngoài 58 mm
• Đường kính trong 47 mm (Lòng trong)
• Chiều dài ống 1800 mm (1.8 m)
• Chất liệu Thủy tinh Borosilicate cao cấp
• Trọng lượng Khoảng 2.0 kg−2.5 kg/ống
• Chu vi ống Khoảng 180 mm−190 mm
• Màu sắc Nâu đỏ, Xanh đen, Tím… (Phụ thuộc vào lớp mạ)

Đặc tính Kỹ thuật Thu nhiệt nước nóng năng lượng mặt trời

• Hiệu suất hấp thụ nhiệt Trên 98% Khả năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành nhiệt năng.
• Áp suất chân không P<5×10−3
•  Pa Độ chân không sâu, giúp cách nhiệt cực tốt, giảm thiểu tối đa thất thoát nhiệt.
• Hệ số tổn thất nhiệt 0.4∼0.6 W/m2.0
• C Chỉ số thể hiện mức độ thất thoát nhiệt ra môi trường, càng thấp càng tốt.
• Hệ số hấp thụ bức xạ H=3.7∼4.2 MJ/m2
• Khả năng thu nhận bức xạ mặt trời để làm nóng nước.
• Số lớp mạ Thường 5 đến 7 lớp Cấu tạo đa lớp giúp tăng cường khả năng hấp thụ và giữ nhiệt.
• Tuổi thọ Trên 20 năm  Độ bền của ống Ống chân không thu nhiệt nước nóng năng lượng mặt trời

Cấu tạo Cơ bản của Ống (Thường 5 Lớp)

Ống chân không $\varphi 58$ thường có cấu tạo từ hai lớp thủy tinh đồng tâm, hút chân không giữa chúng, và các lớp mạ đặc biệt:

1. Lớp Thủy tinh ngoài cùng: Thủy tinh trong suốt, cho phép ánh sáng mặt trời đi qua.
2. Lớp Truyền nhiệt/Hấp thụ nhiệt: Thường là hợp kim Nhôm hoặc các lớp mạ đặc biệt như Titan Dioxit, Đồng mạ Titanium, giúp hấp thụ bức xạ mặt trời.
3. Lớp Chống bức xạ tia hồng ngoại: Giữ nhiệt lượng đã hấp thụ lại bên trong ống, hạn chế thất thoát nhiệt (ví dụ: lớp Titan Dioxit).
4. Khoảng Chân không: Nằm giữa hai lớp thủy tinh, là yếu tố then chốt giúp cách nhiệt tuyệt đối (ngăn cản đối lưu và dẫn nhiệt).
5. Lớp Thủy tinh bên trong: Chứa nước và có thể có lớp chống bám cặn.

Lưu ý: Các thông số trên là phổ biến. Thông số chính xác có thể khác nhau tùy thuộc vào từng nhà sản xuất và công nghệ cụ thể (ví dụ: công nghệ ống chân không mạ đồng, ống dầu).

Nguyên lý Hoạt động của Ống Thủy Tinh chân không f58

Ứng dụng của Ống chân không thu nhiệt nước nóng năng lượng mặt trời dựa trên nguyên lý hiệu ứng nhà kính và đối lưu nhiệt:

1. Hấp thụ nhiệt: Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào ống thủy tinh, các lớp mạ đặc biệt trên bề mặt bên trong (thường là hợp kim nhôm, titan…) sẽ hấp thụ tối đa các tia bức xạ.
2. Chuyển hóa năng lượng: Quang năng được chuyển hóa thành nhiệt năng. Lớp chân không giữa hai lớp thủy tinh hoạt động như một lớp cách nhiệt, ngăn cản nhiệt thoát ra ngoài, giúp giữ nhiệt độ nước bên trong ống luôn cao.
3. Đối lưu nhiệt: Nước lạnh từ bình bảo ôn sẽ chảy xuống các ống thủy tinh. Khi nước nóng lên, do có tỷ trọng nhẹ hơn, nó sẽ di chuyển ngược lên bình bảo ôn, trong khi nước lạnh tiếp tục chảy xuống để được làm nóng. Quá trình này diễn ra liên tục cho đến khi nhiệt độ nước trong toàn bộ hệ thống đạt mức tối đa.

Các Lĩnh vực Ứng dụng Chính Ống chân không thu nhiệt nước nóng năng lượng mặt trời

Ống chân không thu nhiệt nước nóng năng lượng mặt trời được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời, phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau:

• Hộ gia đình: Cung cấp nước nóng cho sinh hoạt hàng ngày như tắm, giặt giũ, rửa bát… giúp tiết kiệm 100% chi phí điện năng cho việc đun nước.
• Các cơ sở kinh doanh dịch vụ: Khách sạn, nhà hàng, khu nghỉ dưỡng, spa… sử dụng hệ thống máy nước nóng công suất lớn với nhiều ống thủy tinh để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước nóng cao, liên tục.
• Công nghiệp và thương mại: Nhà máy, khu công nghiệp, bệnh viện, trường học… lắp đặt các dàn ống thủy tinh lớn để cung cấp nước nóng cho các quy trình sản xuất, y tế, hoặc nấu ăn tập thể.
• Các ứng dụng đặc biệt khác: Làm nóng nước bể bơi, sưởi ấm không gian, hoặc thậm chí được nghiên cứu để sử dụng trong các hệ thống đun nấu bằng năng lượng mặt trời.

Ưu điểm về Thu nhiệt nước nóng năng lượng mặt trời

• Hiệu suất hấp thụ nhiệt cao: Nhờ có các lớp mạ đặc biệt và khoảng chân không, ống thủy tinh có thể hấp thụ hơn 98% năng lượng mặt trời. Điều này giúp làm nóng nước nhanh chóng và hiệu quả, ngay cả vào những ngày nắng yếu hoặc có mây.
• Giữ nhiệt tốt: Lớp chân không là một chất cách nhiệt tuyệt vời, ngăn chặn sự thất thoát nhiệt. Điều này có nghĩa là nước nóng có thể được giữ ở nhiệt độ cao trong bình bảo ôn tới 72 giờ, thậm chí cả vào ban đêm hoặc những ngày không có nắng.
• Tiết kiệm chi phí: Máy nước nóng năng lượng mặt trời sử dụng 100% năng lượng mặt trời, loại bỏ hoàn toàn chi phí điện năng để làm nóng nước. Điều này giúp tiết kiệm đáng kể hóa đơn tiền điện hàng tháng cho các hộ gia đình và doanh nghiệp.
• Thân thiện với môi trường: Việc không sử dụng điện hoặc nhiên liệu hóa thạch giúp giảm thiểu lượng khí thải carbon, góp phần bảo vệ môi trường và giảm hiệu ứng nhà kính.

Khi so sánh máy nước nóng năng lượng mặt trời với các loại máy nước nóng khác, ống thủy tinh thu nhiệt $\varphi 58$ nổi bật với nhiều lợi thế vượt trội, giúp bạn đưa ra lựa chọn hợp lý. Với những ưu điểm về hiệu quả, khả năng tiết kiệm và an toàn, máy nước nóng năng lượng mặt trời sử dụng ống thủy tinh ϕ58 là một khoản đầu tư thông minh và bền vững cho tương lai.