BẢN TIN KHOA HỌC VÀ GIÁO DỤC
2014 15 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐUN NƯỚC NÓNG SINH HOẠT
BẰNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ LẠT

TS. Nguyễn Thế Bảo, ThS. Phạm Thế Anh, ThS. Phan Ngọc Hùng
Trường Đại học Yersin Đà Lạt.

Tóm tắt
Cho đến ngày nay, nước nóng mặt trời sử dụng cho nhu cầu sinh hoạt là một trong những ứng dụng rộng rãi và
thành công nhất của năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng mặt trời nói riêng. Đã có rất nhiều nghiên cứu, cả lý
thuyết lẫn thực nghiệm, cho các hệ thống nước nóng mặt trời cho cả 2 loại: loại đối lưu tự nhiên và loại đối lưu cưỡng
bức. Với điều kiện khí hậu như thành phố Đà Lạt nói riêng và tỉnh Lâm Đồng nói chung, việc sử dụng nước nóng để
phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt hằng ngày như tắm giặt… là thiết yếu. Qua kết quả của đề tài, ta có thể kết luận việc sử
dụng công nghệ nước nóng bằng năng lượng mặt trời tại Đà Lạt là hoàn toàn khả thi. Khác với thói quen thường suy
nghĩ rằng Đà Lạt không thể sử dụng năng lượng mặt trời (NLMT) vì trời lạnh và mưa gió chiếm hầu hết thời gian
quanh năm, các bộ đun nước nóng bằng NLMT vẫn có thể cung cấp nước nóng cho sinh hoạt ngay cả trong những
ngày trời đầy mây. Bởi vì ngay trong những ngày trời mây, thành phần trực xạ của mặt trời vẫn đủ để đun nóng nước
trong các bộ đun nước nóng bằng NLMT này.
Abstract
Applying solar energy for daily life in Da Lat city
Solar heated water for daily needs is one of the most widely used and most successful applicaton of renewable
energy in general and solar in particular. There have been numerous studies, both theoretical and experimental, for the
solar hot water systems in both two types: natural convection type and forced convection type. With weather conditions
like Lam Dong province, particularly in Da Lat, the need of using hot water for daily uses such as bathing, washing, etc
is essential. Through the results of this research, we concluded that the use of technology of solar heat water in Da Lat is

acid, ô nhiễm không khí, nguồn nước…
 Việc sử dụng các bình nước nóng bằng điện
làm gia tăng các quan ngại về an toàn điện. Chỉ riêng
tại thành phố Đà Lạt trong những năm qua đã có ít
nhất 2, 3 vụ điện giật chết người khi đang sử dụng
các bình nước nóng bằng điện.
Vì vậy, việc tìm kiếm một giải pháp tiết kiệm, an
toàn để cung cấp nước nóng cho sinh hoạt của người
dân là việc làm cấp thiết và có ý nghĩa rất lớn về mặt
chiến lược. Chính vì vậy, thành phố Đà Lạt nói riêng
và tỉnh Lâm Đồng đã trở thành một trong những
địa phương đi đầu trong cả nước về việc tìm một
giải pháp mang tính phát triển bền vững.
BẢN TIN KHOA HỌC VÀ GIÁO DỤC
2014 16 2. Mục tiêu của đề tài
 Phát triển hệ thống thiết bị thu nhiệt mặt trời
dùng đun nước nóng thích hợp với điều kiện thành
phố Đà Lạt nhằm tiết kiệm năng lượng.
 Việc sử dụng thiết bị đun nước nóng dùng
năng lượng mặt trời còn mang lại sự an toàn cho
người sử dụng (do không sợ bị điện giật như khi sử
dụng bình nước nóng bằng điện) và an toàn cho môi
trường do giảm khí thải nhà kính sinh ra khi đốt các
dạng nhiên liệu hóa thạch để sản xuất điện.

được lắp đặt và đo đạc đồng thời các thông số:
- Bức xạ mặt trời: Cả thành phần trực xạ, tán xạ
và trực xạ sẽ được ghi tự động bằng thiết bị đo bức
xạ mặt trời Pyranometer và lưu tự động bởi bộ
Datalogger.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ môi trường, nhiệt độ nước
vào và ra thiết bị đun nước nóng sẽ được ghi tự động
bằng các Thermocouples và lưu tự động bởi bộ
Datalogger.
- Lưu lượng nước nóng: Lưu lượng nước nóng
sinh ra từ các thiết bị đun nước nóng cũng được đo
đạc với nhiều chế độ xả tải khác nhau: Xả tải liên tục,
xả tải theo 1 biểu đồ tải định sẵn…
 Việc đo đạc này sẽ được tiến hành trong những
điều kiện thời tiết khác nhau: ngày nắng tốt, nắng
dịu, mây mù, mưa…
 Từ các đo đạc nêu trên, năng suất và hiệu suất
của từng chủng loại thiết bị đun nước nóng sẽ được
xác định.
 Các kết quả đo đạc và tính toán nói trên sẽ
được đưa vào chương trình máy tính (simulation
program) để kiểm chứng độ tin cậy và chính xác của
chương trình được viết.
5. Kết quả nghiên cứu và bình luận
5.1. Chương trình máy tính mô phỏng cho
hệ thống nước nóng mặt trời tại Việt Nam
Trong đề tài nghiên cứu khoa học này, VIETSIM,
được viết riêng cho điều kiện Việt Nam. Cách tiếp
cận này được tiến hành do một số nguyên nhân. Thứ
nhất, mặc dù TRNSYS rất nổi tiếng và được ứng dụng


Bảng 1. Tóm tắt các chương trình chức năng trong VIETSIM.
Chức năng
Đầu vào
Đầu ra
Tính tóan bức xạ
mặt trời

a. ( ) là hằng số: Độ nghiêng và góc phương vĩ của tấm
thu, vĩ độ, thời gian tính toán
b. ( ) phụ thuộc góc giờ: Như trường hợp a. cộng thêm
các thông số kỹ thuật của tấm kính
Bức xạ theo giờ trên bề mặt đặt
nằm nghiêng
Bộ thu năng
lượng

a. F
R
và U
L
là hằng số: Diện tích bộ thu, lưu lượng dòng chảy
trong bộ thu, F
R
( )
n
, F
R
U
L

liệu

Số liệu xuất ra theo yêu cầu: theo giờ, ngày, tuần, tháng hay
năm

Hiệu suất hệ thống, tỉ lệ tải từ
NLMT, tổng năng lượng yêu
cầu theo dạng số liệu xuất ra

Chương trình được viết trên giao diện của
Windows sử dụng phần mềm Borland Delphi. Điều
này nhằm mục đích tạo một phần mềm thuận tiện và
dễ sử dụng cho người dùng. Người dùng có thể sử
dụng VIETSIM cho mục đích mô phỏng hay thiết kế.
Số liệu khí tượng có thể nhập vào theo số liệu giờ hay
đơn giản chỉ cần số liệu trung bình tháng, hay thậm
chí chỉ cần số liệu số giờ nắng trung bình tháng.
Thậm chí, người dùng có thể dùng những bảng đồ
phân bố bức xạ mặt trời của Việt Nam phát triển
riêng cho phần mềm này.
Khi người sử dụng nhấp chuột trên bảng đồ tại
địa điểm mong muốn, chương trình sẽ tự nhập vĩ độ,
kinh độ và giá trị bức xạ trung bình tháng của địa
điểm đó và tạo ra chuỗi số liệu giờ để chạy VIETSIM.
VIETSIM sau đó sẽ tính ra hệ số tỉ lệ nhận được
từ năng lượng mặt trời dùng cho hệ thống, thông số
cần thiết để tính toán các bài toán phân tích kinh tế.
Hình sau chỉ ra giao diện tổng quát của VIETSIM. Khi
có nhu cầu, các chương trình chức năng khác có thể
được viết độc lập sau đó nối kết với VIETSIM một


5.3 Kết quả lắp đặt các máy nước nóng dung năng
lượng mặ trời tại Đà Lạt
5.3.1. Các dạng công nghệ được lắp đặt
 Máy đun nước nóng có bộ thu dạng tấm phẳng, panel
hấp thụ bằng composit đúc sẵn.
 Máy đun nước nóng có bộ thu dạng ống thủy hút
chân không.
 Máy đun nước nóng có bộ thu dạng tấm phẳng dập.
5.3.2. Lắp đặt và đo đạc các thông số của các áy
nước nóng tại Đà Lạt
Lắp đặt 3 máy nước nóng đại diện cho 3 công nghệ nói
trên được lắp đặt tại cùng một địa điểm, tại sân thượng của
Khách sạn Sao Mai của Ông Trương Thành Trung, 45 Đinh
Tiên Hoàng – P2 – thành phố Đà Lạt, để theo dõi hoạt động
và đo đạc số liệu.
Hình 3. Ba máy nước nóng lắp đặt tại
sân thượng của Khách sạn Sao Mai - 45
Đinh Tiên Hoàng – P2 – thành phố Đà Lạt.

BẢN TIN KHOA HỌC VÀ GIÁO DỤC
2014 19 5.3.3. Kết quả
nhiệt độ 30
0
C, là nhiệt độ dễ chịu phục vụ cho nhu
cầu tắm rửa. Vào buổi trưa, nguồn nước nóng được
cung cấp ở 35-50
0
C, hồn tồn có thể phục vụ cho
nhu cầu tắm giặt của hộ gia đình mà khơng sợ thiếu.
Như vậy, máy nước nóng dùng NLMT hồn tồn
có thể đáp ứng cho nhu cầu cung cấp nước nóng sinh
hoạt vào những tháng mùa khơ mà khơng cần phải
sử dụng các nguồn bổ sung.
5.4. Kết luận và kiến nghị
5.4.1. Kết luận
 Qua kết quả của đề tài, ta có thể kết luận là việc
sử dụng cơng nghệ nước nóng bằng năng lượng mặt
trời tại thành phố Đà Lạt là hồn tồn khả thi. Khác
với thói quen thường suy nghĩ rằng thành phố Đà Lạt
khơng thể sử dụng NLMT vì trời lạnh và mưa gió
chiếm hầu hết thời gian quanh năm, các bộ đun nước
nóng bằng NLMT vẫn có thể cung cấp nước nóng cho
sinh hoạt ngay cả trong những ngày trời đầy mây. Bởi
vì ngay trong những ngày trời mây, thành phần trực
xạ của mặt trời vẫn đủ để đun nóng nước trong các
bộ đun nước nóng bằng NLMT này.
 Trong 3 loại cơng nghệ máy nước nóng NLMT
được sử dụng trong đề tài này, cơng nghệ sử dụng
ống thủy tinh hút chân khơng (Cơng ty Qn Qn)
tỏ ra ưu thế so với 2 cơng nghệ còn lại. Loại ống thủy
tinh hút chân khơng ln đạt được nhiệt độ nước

3:52 PM
4:27 PM
5:02 PM
5:37 PM
Thời gian
Nhiệt độ
Helio
Quán Quân
BK
Hình 4: Nhiệt độ nước nóng ghi nhận trong ngày.

45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
5:54 PM
7:14 PM
8:34 PM
9:54 PM
11:14 PM
12:34 AM
1:54 AM
3:14 AM

7:10 PM
8:25 PM
9:40 PM
10:55 PM
12:10 AM
1:25 AM
2:40 AM
3:55 AM
5:10 AM
6:25 AM
7:40 AM
8:55 AM
10:10 AM
11:25 AM
12:40 PM
1:55 PM
3:10 PM
4:25 PM
Thời gian
Nhiệt độ
Bình nước nóng
Môi trường
Hộ sử dụng
Hình 7: Nhiệt độ đo đạt tại máy nước nóng sử
dụng thực tế.
BẢN TIN KHOA HỌC VÀ GIÁO DỤC
2014 20

 Chúng ta cần xem điều kiện thiên nhiên, tiềm
năng năng lượng mặt trời ở thành phố Đà Lạt là
nguồn tài nguyên thiên nhiên quý báu, cần có chiến
lược đầu tư khai tác một cách hiệu quả.
 Tỉnh và thành phố sẽ là đầu mối tạo ra thị
trường, đưa các luật, nghị định, qui chế và xây dựng
năng lực cho việc ứng dụng công nghệ đun nước
nóng sinh hoạt bằng năng lượng mặt trời trên diện
rộng.
 Thành lập một cơ quan trực thuộc UBND
thành phố Đà Lạt phụ trách vấn đề năng lượng của
thành phố nói chung và sự phát triển ứng dụng công
nghệ đun nước nóng sinh hoạt bằng năng lượng mặt
trời nói riêng. Cơ quan này có các nhiệm vụ sau:
 Tham vấn cho UBND thành phố Đà Lạt các vấn
đề liên quan đến phát triển về an ninh năng lượng,
trong đó có sự phát triển ứng dụng công nghệ đun
nước nóng sinh hoạt bằng năng lượng mặt trời.
 Phối hợp với các sở ban ngành của thành phố trong
việc định hướng phát triển các vấn đề về năng lượng.
 Nghiên cứu, triển khai và phát triển các thiết bị
năng lượng tái tạo.
 Giao cho Sở Xây dựng ban hành những luật
định về sử dụng bình nước nóng mặt trời cho các hộ
xây mới và các khu dân cư mới.
 Đánh thuế đặc biệt cho mặt hàng bình nước
nóng dùng điện nói riêng và các thiết bị sử dụng năng
lượng không hiệu quả nói chung. Thuế này có thể
được dùng để hỗ trợ cho đầu tư nghiên cứu và phát
triển các thiết bị sử dụng năng lượng hiệu quả, trong

pp.33-40.
5. Gupta, C.L.& Garg, H.P.(1968), System design
in solar water heaters with natural circulation, Solar
Energy 12, pp. 163-182.
6. Misra, R.S.(1993), Evaluation of thermal
stratification in thermosyphonic solar water heating
systems, Energy Conversion and Management 34,
pp.347-361.
7. Morrison, G.L. & Ranatunga, D.B.J. (1980),
Thermosyphon circulation in solar collectors, Solar
Energy 24, pp.191-198.
8. Morrison, G.L. & Sapsford, C. M.(1983), Long
term performance of thermosyphon solar water
heater, Solar Energy 30, pp.341-350.
9. Ong, K.S.(1976), An improved computer
program for the thermal performance of a solar water
heater, Solar Energy 18, pp.138-191.
BẢN TIN KHOA HỌC VÀ GIÁO DỤC
2014 21 10. Young, M.F. & Bergquam, J.B. (1984), The
performance of a thermosiphon solar domestic hot
water system with hot water removal, Solar Energy 32,
pp.655-658.
11. Beckman, W.A., Thornton, J., Long, S. and
Wood, B.D.( 1994), Control problems in solar domestic