(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời

1 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Công nghệ sấy sử dụng lượng mặt trời giới 11 1.2 Công nghệ sấy sử dụng NLMT việt nam 15 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 28 2.1 Đối tượng nghiên cứu 28 2.2 Phạm vi mục tiêu nghiên cứu 28 2.3 Phương pháp đo đạc, phân tích 28 2.3.2 Đo nhiệt độ, độ ẩm, lượng xạ mặt trời 31 2.3.3 Đo độ ẩm gỗ lò sấy 32 2.4 Quy trình sấy gỗ 36 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Giải mã lớp hấp thụ nhiệt lò sấy sử dụng NLMT 39 3.2 Nhiệt độ lò sấy NLMT sấy gỗ keo xẻ 45 3.1.1 Nhiệt độ lò sấy vào mùa nhiều nắng 46 3.1.2 Nhiệt độ, nhiệt lượng lị sấy vào mùa nắng 49 3.3 Khả xả ẩm lò sấy áp dụng cho sấy gỗ keo xẻ 53 3.3.1 Giai đoạn (giảm độ ẩm gỗ 30%) 53 3.3.2 Giai đoạn (giảm độ ẩm gỗ độ ẩm bão hòa thớ gỗ, 25%) 55 3.3.3 Giai đoạn (đưa độ ẩm gỗ giá trị mong muốn) 56 3.4 Khả giảm thải CO2 lò sấy sử dụng NLMT 58 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 1: QUY TRÌNH VẬN HÀNH LỊ SẤY 64 PHỤ LỤC 2: SỐ LIỆU ĐO ĐẠC 66 LỜI CẢM ƠN Để thực hồn thành đề tài Luận văn này, tơi nhận hỗ trợ, giúp đỡ tạo điều kiện từ Dự án “Công nghệ sấy hệ sử dụng lượng mặt trời ứng dụng Nông - Lâm nghiệp Việt Nam”, Trung tâm Phát triển công nghệ cao – Viện Hàn lâm KHCNVN Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Tuấn Hồng, người hướng dẫn khoa học dành nhiều thời gian dẫn dắt tơi q trình nghiên cứu hồn thành Luận văn Tôi xin trân trọng cám ơn Ban giám hiệu, trường Học viện Khoa học Công nghệ Việt Nam tồn thể thầy giáo tận tình truyền đạt kiến thức quý báu, giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu Q trình thực hồn thành luận văn, tơi ln nhận động viên, khích lệ từ gia đình, bạn bè đồng nghiệp Hà Nơi, ngày…tháng … năm 2021 Tác giả Nguyễn Khắc Hiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng xạ mặt trời nhiệt độ mơi trường đến hiệu suất lị sấy gỗ sử dụng lượng mặt trời” cơng trình nghiên cứu cá nhân thời gian qua Mọi số liệu sử dụng phân tích Luận văn kết nghiên cứu tơi tìm hiểu, phân tích cách khách quan, trung thực, có nguồn gốc rõ ràng chưa công bố hình thức Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm có khơng trung thực thơng tin sử dụng cơng trình nghiên cứu này! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả Nguyễn Khắc Hiệp DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT EDX Energy-Dispersive X-ray (Tán xạ lượng tia X) EMC Equilibrium Moisture Content (Độ ẩm cân bằng) IR NLMT NLBX Infrared (hồng ngoại) Năng lượng mặt trời Năng lượng xạ SEM UV-VIS XRD Scanning Electron Microscopy (Kính hiển vi điện tử quét) Ultraviolet-Visible (Tử ngoại khả kiến) X–ray Diffraction (Nhiễu xạ tia X) DANH MỤC HÌNH Hình 1 Nhà sấy sử dụng lượng mặt trời Ấn Độ 13 Hình Nhà sấy sử dụng lượng mặt trời Úc 14 Hình Thiết bị sấy gỗ sử dụng lớp phủ nhà sấy có khả hấp thụ nhiệt làm nóng khơng khí bên buồng sấy Cơng ty Wood-mizer 15 Hình Thiết bị sấy sử dụng ống nhiệt thủy tinh chân không làm thu nhiệt Công ty TNHH Phát triển Ứng dụng Kỹ nghệ (SAV) 16 Hình Nhà sấy sử dụng hiệu ứng nhà kính có cải tiến - Cơng ty Cổ phần Công nghệ lượng bền vững Việt Nam 18 Hình Nhà sấy sử dụng hiệu ứng nhà kính có cải tiến - Dự án Wecare 18 Hình Nồi có buồng đốt phụ made in Đức Việt Nam 21 Hình Sơ đồ luân chuyển chất lỏng tải nhiệt thiết bị sấy gỗ kết hợp lượng điện lượng mặt trời 22 Hình Hình ảnh thực tế lò sấy sử dụng NLMT 24 Hình 10 Sơ đồ mặt cắt thể nguyên lý hoạt động lò sấy NLMT 25 Hình 11 Chu trình làm việc ban ngày 26 Hình 12 Chu trình làm việc ban đêm 27 Hình Sơ đồ tia tới tia phản xạ tinh thể 29 Hình 2 Cảm biến đo đổ ẩm gỗ solamoist 35 Hình Sắp xếp gỗ lò sấy 36 Hình Hình ảnh trực quan lớp phủ hấp thụ lượng mặt trời 39 Hình Ảnh SEM chụp mặt cắt ngang lớp phủ hấp thụ lượng mặt trời 40 Hình 3 Phổ EDX lớp phủ hấp thụ lượng mặt trời lị sấy 41 Hình Phổ truyền qua hồng ngoại lớp phủ hấp thụ lượng mặt trời lò sấy 41 Hình Phổ hồng ngoại biến đổi truyền qua lớp phủ hấp thụ lượng mặt trời lò sấy (trên) mẫu PE chuẩn (dưới) 42 Hình Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) lớp phủ hấp thụ lượng mặt trời lò sấy 43 Hình Phổ xạ mặt trời 44 Hình Phổ UV-VIS lớp phủ hấp thụ lượng mặt trời lị sấy 45 Hình Đồ thị nhiệt độ buồng sấy điều kiện thời tiết (ngày 26/05/2021) 46 Hình 10 Chênh lệch nhiệt độ lị ngồi trời (ngày 26/05/2021) 47 Hình 11 Nhiệt độ bên lị sấy ngồi mơi trường đêm 22/05/2021 48 Hình 12 So sánh nhiệt độ lị ngồi trời ngày 10/06/2021 49 Hình 13 Chênh lệch nhiệt độ lị ngồi trời ngày 10/06/2021 49 Hình 14 So sánh nhiệt độ lị ngồi trời ngày 19/12/2020 50 Hình 15 Chênh lệch nhiệt độ lị ngồi trời ngày 19/12/2020 51 Hình 16 Hình so sánh nhiệt độ lị ngồi trời đêm ngày 19/12/2020 rạng sáng 20/12/2020 52 Hình 17 Chênh lệch nhiệt độ lị ngồi trời đêm ngày 19/12/2020 rạng sáng 20/12/2020 52 Hình 18 Đường cong độ ẩm lị sấy giai đoạn 54 Hình 19 Đường cong độ ẩm lò sấy giai đoạn 55 Hình 20 Đường cong độ ẩm lò sấy giai đoạn 58 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Liên hệ EMC gỗ với độ ẩm tương đối (RH) nhiệt độ môi trường (buồng sấy…) 34 Bảng Chênh lệch nhiệt độ ngồi lị sấy theo mẫu thời tiết 53 Bảng Lượng phát thải CO2 loại lò sấy 59 Bảng phụ lục Nhiệt độ lò sấy điều kiện thời tiết ngày 26/5/2021 66 Bảng phụ lục 2 Nhiệt độ bên lị sấy ngồi trời đêm 22/5/2021 69 Bảng phụ lục Số liệu nhiệt độ lò sấy ngày 10/06/2021 70 Bảng phụ lục Số liệu nhiệt độ lò sấy ngày 19/12/2020 72 Bảng phụ lục Số liệu nhiệt độ lò sấy đêm ngày 19/12/2020 74 MỞ ĐẦU Trong chế biến gỗ, sấy khâu quan trọng Có nhiều phương pháp sấy gỗ khác nhau, ví dụ: sấy nhiệt, sấy ngưng tụ ẩm, sấy chân không, sấy cao tần vi sóng, sấy sử dụng lượng mặt trời (hong phơi tự nhiên dùng nguyên lý chuyển lượng mặt trời thành nhiệt năng…) Phương pháp hong phơi tự nhiên thường kéo dài khó kiểm soát chất lượng gỗ sấy Phương pháp sấy ngưng tụ ẩm, sấy chân không sấy cao tần công nghệ mới, chi phí đầu tư ban đầu lớn thích hợp với sấy số loại gỗ cao cấp, đắt tiền Phần lớn lò sấy gỗ chủ yếu sử dụng công nghệ sấy nhiệt chi phí đầu tư hợp lý, gỗ sau sấy chất lượng đạt yêu cầu người dùng Tuy nhiên, phương pháp sấy nhiệt thường sử dụng gỗ vụn, nhiên liệu hóa thạch (than, khí đốt) để cấp nhiệt cho nồi hơi, trình sinh CO2, khó bụi gây nhiễm mơi trường Do đó, nhu cầu công nghệ sấy gỗ sử dụng nguồn lượng thân thiện mơi trường, giảm chi phí nhiên liệu doanh nghiệp đơn vị nghiên cứu nghành gỗ quan tâm Gần đây, Trung tâm Phát triển công nghệ cao (Viện Hàn lâm KHCNVN) triển khai thực dự án “Công nghệ sấy hệ sử dụng lượng mặt trời ứng dụng Nơng - Lâm nghiệp Việt Nam” có thiết bị sấy hệ sử dụng lượng mặt trời (NLMT) Lò sấy sử dụng nguyên lý sấy gián tiếp, mái che lò sấy đồng thời phận hấp thụ chuyển hóa lượng xạ mặt trời thành nhiệt cung cấp cho buồng sấy Lị sấy có hệ thống điều khiển thơng minh, cân sấy ban ngày giữ nhiệt vào ban đêm Lị sấy có kết cấu khung nhơm hợp kim, có khả di chuyển ray trượt dễ dàng Tuy nhiên, cơng nghệ lị sấy chưa triển khai Việt Nam Việc nghiên cứu, thử nghiệm, đánh giá khả hoạt động thực tế lò sấy sử dụng NLMT cần thiết Đây mục tiêu đề tài luận văn Đề tài bao nội dung nghiên cứu trình bày 03 chương, cụ thể sau: Chương I: Tổng quan công nghệ sấy sử dụng NLMT giới Việt Nam; giới thiệu ứng dụng công nghệ sấy sử dụng NLMT sấy gỗ Chương trình bày chi tiết kiến trúc, cấu tạo nguyên lý hoạt động lị sấy sử dụng NLMT dự án “Cơng nghệ sấy hệ sử dụng lượng mặt trời ứng dụng Nông - Lâm nghiệp Việt Nam”, đối tượng nghiên cứu đề tài luận văn Chương II: Trình bày phạm vi, mục tiêu nội dung nghiên cứu, phương pháp phân tích sử dụng luận văn Các nội dung nghiên cứu bao gồm: - Phân tích, giải mã cấu trúc lớp hấp thụ xạ lượng mặt trời; - Khảo sát nhiệt độ lò sấy sử dụng NLMT theo thời tiết: Mùa nắng (hè, thu) mùa nắng (đông, xuân) khu vực Hà Nội (Khu Phát triển công nghệ Cổ Nhuế); - Khả sấy (xả ẩm) lò sấy sử dụng NLMT sấy gỗ keo xẻ; - Tính tốn hiệu giảm phát thải CO2 (so sánh với dùng nhiên liệu than, điện…) Chương III: Trình bày kết thực nghiệm lý giải, đánh giá kết đạt Phần Kết luận luận văn trình bày kết đạt CHƯƠNG TỔNG QUAN Mặt trời nguồn cung cấp lượng cho sống trái đất Bức xạ 10 lượng mặt trời gây chu kì hoạt động tự nhiên Trái Đất mưa, gió, dịng hải lưu, quang hợp số tượng khác Từ xưa đến nay, người tận dụng nguồn lượng tự nhiên sẵn có hoạt động hàng ngày Điển lĩnh vực nông lâm nghiệp, phơi sấy công đoạn quan trọng sơ chế, bảo quản sản phẩm sau thu hoạch Đặc biệt nước có khí hậu khắc nghiệt, nóng ẩm mưa nhiều, điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn nấm mốc phát triển, sản phẩm nơng lâm nghiệp dễ bị hỏng khơng phơi, sơ chế Vì thế, người tận dụng ánh nắng mặt trời để phơi khô sản phẩm sau thu hoạch nhằm hạn chế hư hỏng bảo quản để sử dụng thời gian dài Về chất, sấy trình làm bốc nước khỏi vật sấy nhiệt Nhiệt cung cấp cho vật liệu ẩm cách dẫn nhiệt, đối lưu, xạ lượng điện trường có tần số cao Mục đích q trình sấy làm giảm khối lượng vật liệu, tăng độ liên kết bề mặt bảo quản tốt Trong trình sấy, nước bay nhiệt độ khuếch tán chênh lệch độ ẩm bề mặt vật sấy Đồng thời, bên vật sấy có chênh lệch áp suất riêng phần nước bề mặt vật sấy mơi trường xung quanh Hiện có hai phương pháp sấy sử dụng NLMT áp dụng phổ biến sấy trực tiếp sấy gián tiếp Sấy trực tiếp phương pháp mà nguyên liệu sấy hấp thụ trực tiếp lượng xạ nhiệt ánh sáng mặt trời để làm bay nước, giảm độ ẩm Đây cách thức sấy truyền thống lâu đời, nhiên có nhược điểm ánh sáng mặt trời trực tiếp gây ảnh hưởng không tốt đến chất lượng sản phẩm cần sấy (tia cực tím xạ mặ trời gây nứt, cong vênh, giảm chất lượng, thay đổi màu sắc…), thời gian sấy lâu Sấy gián tiếp phương pháp sử dụng nguồn lượng cách gián tiếp cách sử dụng vật liệu có hiệu suất hấp thụ xạ NLMT cao để chuyển thành nhiệt làm nóng khơng khí buồng sấy, kích thích q trình bay nước, giảm độ ẩm ngun liệu sấy Khơng khí buồng sấy thường lưu chuyển thông qua hệ thống quạt thổi làm cho nhiệt độ buồng sấy đồng đều, chất lượng sản phẩm sấy tốt Phương pháp sấy gián tiếp phát triển mạnh từ giai đoạn nửa sau kỷ 20, song hành với cách mạng khoa học công nghệ vật liệu Tùy vào công nghệ thu nhiệt, cơng nghệ điều khiển tuần hồn gió mà có nhiều kiểu, loại lị sấy sử dụng lượng mặt trời khác ... đoan luận văn đề tài ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng xạ mặt trời nhiệt độ môi trường đến hiệu suất lò sấy gỗ sử dụng lượng mặt trời? ?? cơng trình nghiên cứu cá nhân thời gian qua Mọi số liệu sử dụng phân... Nhà sấy sử dụng lượng mặt trời Ấn Độ 13 Hình Nhà sấy sử dụng lượng mặt trời Úc 14 Hình Thiết bị sấy gỗ sử dụng lớp phủ nhà sấy có khả hấp thụ nhiệt làm nóng khơng khí bên buồng sấy. .. án “Công nghệ sấy hệ sử dụng lượng mặt trời ứng dụng Nông - Lâm nghiệp Việt Nam” có thiết bị sấy hệ sử dụng lượng mặt trời (NLMT) Lò sấy sử dụng nguyên lý sấy gián tiếp, mái che lò sấy đồng thời