Các yếu tố ảnh hưởng tới nhiệt độ không khí sau thiết bị ngưng tụ có làm mát phụ bằng gạch nung rưới nước được nghiên cứu trong bài báo này. Bài viết nghiên cứu thực nghiệm yếu tố ảnh hưởng tới nhiệt độ không khí sau thiết bị ngưng tụ có làm mát phụ dùng gạch nung rưới nước.
JOURNAL OF TECHNOLOGY EDUCATION SCIENCE Ho Chi Minh City University of Technology and Education Website: https://jte.hcmute.edu.vn/index.php/jte/index Email: jte@hcmute.edu.vn ISSN: 1859-1272 Experimental Study of Factors Affecting Air Temperature After Sub-Cooled Condenser Using Fired Brick Sprinkler by Robust Design Methods Hung-Son Dang*, Thi-Anh-Tuyet Nguyen, Phi-Trung Nguyen Ho Chi Minh City University of Technology and Education, Vietnam * Corresponding author Email: sondh1986@gmail.com ARTICLE INFO Received: 07/09/2022 Revised: 05/10/2022 Accepted: 20/10/2022 Published: 28/10/2022 KEYWORDS HVAC; Taguchi; ANOVA; Optimization; Robust design ABSTRACT The factors affecting the air temperature after the condenser with auxiliary cooling using fired bricks sprinklered based on the experimental investigation of the difference in air temperature before and after the condenser was investigated in this study In order to make comments, and evaluate the operating status of the equipment, the best solutions can be given in operation, maintenance, equipment upgrading, and energy saving Using robust design methods, reputable statistical tests are Taguchi and ANOVA together with 3D modeling support software (INVENTOR) and numerical and statistical computing software (MINITAB) From there, proceed to build a condenser model, experiment, and process data After performing experiments and testing by statistical methods, the optimal model results for the room temperature field to be cooled are A1B1C1D1E1F2 (position of A1 fired bricks (horizontal bricks), material structure data B1 (2-hole fired bricks), set temperature at evaporator C1 (22℃), time of day D1 (measurement option at noon), the distance between bricks E1 (5cm apart), F2 brick arrangement (parallel) is the best combination for the ability to cool the air after the condenser The difference in air temperature before and after leaving the condenser is ΔT=6.1℃, with the temperature before and after exiting the device being 34,65℃; 28,55℃, respectively Which, the brick arrangement specification factor (F) has the greatest influence on the ability to cool the air after the condenser Nghiên Cứu Thực Nghiệm Yếu Tố Ảnh Hưởng Tới Nhiệt Độ Khơng Khí Sau Thiết Bị Ngưng Tụ Có Làm Mát Phụ Dùng Gạch Nung Rưới Nước Đặng Hùng Sơn*, Nguyễn Thị Ánh Tuyết, Nguyễn Phi Trung Trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam * Tác giả liên hệ Email: sondh1986@gmail.com THÔNG TIN BÀI BÁO Ngày nhận bài: 07/09/2022 Ngày hoàn thiện: 05/10/2022 Ngày chấp nhận đăng: 20/10/2022 Ngày đăng: 28/10/2022 TỪ KHÓA Hệ thống điều hồ khơng khí; Taguchi; ANOVA; Sự tối ưu hóa; Robust design JTE, Issue 72B, October 2022 TĨM TẮT Các yếu tố ảnh hưởng tới nhiệt độ không khí sau thiết bị ngưng tụ có làm mát phụ gạch nung rưới nước nghiên cứu báo Dựa việc khảo sát thực nghiệm giá trị chênh lệch nhiệt độ khơng khí trước sau thiết bị ngưng tụ đưa nhận xét, đánh giá tình trạng hoạt động thiết bị để từ đưa phương án tốt vận hành, bảo dưỡng, nâng cấp thiết bị tiết kiệm lượng Bằng cách dùng phương pháp thiết kế bền vững, kiểm định có uy tín thống kê học Taguchi Anova với phần mềm hỗ trợ việc xây dựng mô hình 3D (INVENTOR) phần mềm tính tốn số thống kê (MINITAB) Từ đó, tiến hành xây dựng mơ hình thiết bị ngưng tụ, thực nghiệm xử lý số liệu Sau thực thực nghiệm kiểm định phương pháp thống kê cho kết mơ hình tối ưu cho trường nhiệt độ phịng cần làm mát A1B1C1D1E1F2 (vị trí đặt gạch nung A1 (gạch nằm ngang), cấu tạo vật liệu B1 (gạch nung lỗ), nhiệt độ cài đặt thiết bị bay C1 ( 22 oC), khoảng thời gian ngày D1 (phương án đo buổi trưa), khoảng cách viên gạch nung E1 (cách 5cm), quy cách xếp gạch nung F2 (xếp song song) kết hợp tốt cho khả làm mát không khí sau thiết bị ngưng tụ, với độ chênh lệch nhiệt độ khơng khí trước sau khỏi thiết 21 JOURNAL OF TECHNOLOGY EDUCATION SCIENCE Ho Chi Minh City University of Technology and Education Website: https://jte.hcmute.edu.vn/index.php/jte/index Email: jte@hcmute.edu.vn ISSN: 1859-1272 bị ngưng tụ 𝛥𝑇 = 6.1 0C, với nhiệt độ trước sau khỏi thiết bị 34.650C; 28.550C Trong đó, yếu tố quy cách xếp gạch (F) có ảnh hưởng lớn đến khả làm mát khơng khí sau thiết bị ngưng tụ Doi: https://doi.org/10.54644/jte.72B.2022.1275 This is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium for non-commercial purpose, provided the original work is properly cited Copyright © JTE Giới thiệu Vấn đề ấm lên tồn cầu hay nóng lên tồn cầu, tượng nhiệt độ trung bình khơng khí đại dương Trái Đất tăng lên theo quan sát thập kỷ gần Trong kỷ 20, nhiệt độ trung bình khơng khí gần mặt đất tăng 0.6 ± 0.2 oC Theo báo cáo Cơ quan bảo vệ môi trường (EPA), nhiệt độ trung bình Trái Đất cuối kỷ 19 tăng 0.8 oC kỷ 20 tăng 0.6 ± 0.2 oC Các dự án mơ hình khí hậu Ủy ban Liên phủ Biến đổi Khí hậu (IPCC) nhiệt độ bề mặt Trái Đất tăng 1.1÷6.4 oC suốt kỉ 21 [1] Một nguyên nhân chủ yếu gây nên tượng ấm lên toàn cầu phát triển kinh tế từ hoạt động người (xây dựng, kinh tế, khoa học, ) Hình Nhiệt độ mặt đất trung bình toàn cầu từ 1880 đến 2018 Đường màu đen: nhiệt độ trung bình hàng năm, đường đỏ nhiệt độ trung bình năm [1] Làm mát điều hịa khơng khí cho tồ nhà nhu cầu cần thiết nhằm đáp ứng tiện nghi cho người thiết bị hoạt động khơng gian Ở vùng khí hậu nóng ẩm Việt Nam nhu cầu khơng thể thiếu ngày tăng mức sống người nâng cao Việc sử dụng lượng tòa nhà tăng lên năm gần dẫn theo nhiệt độ khơng khí xung quanh tịa nhà tăng cao vào thời điểm hệ thống làm mát tịa nhà đạt mức cơng suất cao nhất, dẫn tới giảm khả trao đổi nhiệt thiết bị ngưng tụ làm tăng phụ tải điện Từ cho ta thấy tầm quan trọng việc kiểm soát nhiệt độ khơng khí xung quanh tịa nhà ngày trở nên quan trọng Để góp phần tháo gỡ tình hình đó, ngồi việc tiết giảm nhu cầu điều hịa đến mức tối thiểu sử dụng mơ hình làm mát khơng khí gạch nung, giúp làm giảm nhiệt độ khơng khí sau qua thiết bị ngưng tụ, góp phần thân thiện với mơi trường, ngồi nghiên cứu làm tăng khả tối ưu hóa trường nhiệt độ phịng phù hợp với vùng thoải mái tiện nghi người, giúp ích cho tiết kiệm nguồn lượng cho tòa nhà Thibault Faverie [2], nhà thiết kế người Thụy Sĩ thiết kế mơ hình để làm giảm nhiệt độ khơng khí xung quanh “cold pot”, lấy cảm hứng từ tự nhiên để hạ nhiệt độ khơng khí Thiết kế đơn giản “cold pot” với bên hệ thống tản nhiệt nhôm kết hợp quạt gió để lưu thơng khơng khí Nói cách khác, khơng phải gạch nung đơn mà máy điều hịa khơng khí hoạt động cách tự nhiên kết hợp gạch nung làm mát thơng qua q trình bay để biến nước thành khơng khí lạnh lưu thơng JTE, Issue 72B, October 2022 22 JOURNAL OF TECHNOLOGY EDUCATION SCIENCE Ho Chi Minh City University of Technology and Education Website: https://jte.hcmute.edu.vn/index.php/jte/index Email: jte@hcmute.edu.vn ISSN: 1859-1272 Hình Cơ chế hoạt động “cold pot” [2] Miguel Johanna Navarro [3] tạo SAS, studio thiết kế phát triển giải pháp kiến trúc bền vững Một dự án thành công họ “Bloque Termodisipador”, khối gốm thiết kế với mặt cắt không cho phép khơng khí qua gạch, làm giảm lượng nhiệt vào bên tịa nhà Hình Các cơng trình kiến trúc xây “Bloque Termodisipador” [3] “Bloque Termodisipador” viên gạch làm đất nung để xây dựng cơng trình kiến trúc mặt tiền, áp dụng quy trình sản xuất gạch nung truyền thống, với đổi thiết kế mặt cắt sử dụng trình ép đùn Hình dạng khác thường nó, tạo thành từ hình chữ nhật hình tam giác khơng đều, bảo vệ phần gạch khỏi xạ mặt trời truyền nhiệt Sự tách biệt khối, kết hợp với kênh tạo nên hình tam giác khơng đều, cho phép thơng gió qua viên gạch, nhanh chóng tản nhiệt lưu trữ giảm lượng lượng nhiệt phát bên tòa nhà Với gạch nung truyền thống, nhiệt truyền theo hướng, bề mặt nằm ngang tạo nên kênh gạch, đóng vai trị cầu nhiệt dẫn nhiệt vào bên với tốc độ lớn Các bề mặt ngang “Bloque Termodisipador” nhiệt bị gián đoạn loạt kênh phụ nhỏ hơn, khiến cho đường truyền nhiệt dài hơn, làm chậm giảm nhiệt theo lối vào bên Hiện nay, xu hướng giới tiết kiệm sử dụng nguồn lượng hệ thống điều hịa khơng khí cho hiệu bảo vệ môi trường hơn, song song đó, phải đáp ứng yêu cầu người thoải mái tiện nghi Trên thực tế, hệ thống điều hịa khơng khí thiết kế thường sử dụng lượng lớn lượng để vận hành không gian lớn, phần lớn hệ thống điều hịa khơng khí giải nhiệt gió thải lượng nhiệt lớn mơi trường Do đó, việc nghiên cứu khả JTE, Issue 72B, October 2022 23 JOURNAL OF TECHNOLOGY EDUCATION SCIENCE Ho Chi Minh City University of Technology and Education Website: https://jte.hcmute.edu.vn/index.php/jte/index Email: jte@hcmute.edu.vn ISSN: 1859-1272 giải nhiệt cho khơng khí sau thiết bị ngưng tụ nghiên cứu thêm phân bố nhiệt độ vùng làm việc để tối ưu hóa hiệu sử dụng lượng khơng gian, góp phần giảm nhiệt thải môi trường Monish Siripurapu [4], người sáng lập Ant Studio phát triển hệ thống sử dụng ống đất nung nước để làm mát khơng khí xung quanh Hệ thống ban đầu tạo cho nhà máy, nhiên, thay xanh, rẻ tiền cho hệ thống điều hịa khơng khí tồn giới, bao gồm số ống đất nung xếp theo hình cầu giữ cấu trúc kim loại, thiết bị đòi hỏi nước phải đổ (hoặc bơm) lên phần gạch nung Chất lỏng hấp thụ gạch nung, sau từ từ bay hơi, làm mát khơng khí (đến khoảng 6-10 độ F) Dự án Siripurapu chứng cho thấy có vật liệu cơng nghệ cổ xưa có mục đích xã hội đại Hơn nữa, sử dụng thiết bị đơn giản làm từ vật liệu đơn giản xác cần để chấm dứt q trình gây tổn hại giả tạo cho mơi trường Hình Cấu tạo “Bloque Termodisipador” (figura 2) so với gạch nung truyền thống (figura 1) [3] Hình Hệ thống làm mát khơng khí Ant Studio [4] Milorad Bojic cộng [5] thực nghiên cứu tối ưu hóa vùng tiện nghi nhiệt xây dựng thông qua thiết kế tường bao Gaikwad R.S cộng [6] đại học Shivaji, Kolhapur, Ấn Độ thực nghiên cứu đánh giá hệ thống làm mát khơng khí ống đất để làm mát không gian Hsu cộng [7-8] nhóm dùng cơng cụ cho toán tối ưu thiết kế sản phẩm nhiệt Như nêu trên, việc nghiên cứu phát triển hệ thống làm mát không khí đất nung nghiên cứu theo nhiều cách khác Nhưng qua tài liệu tìm cho thấy chưa nghiên cứu đề cập việc phân tích ảnh hưởng yếu tố đến kết làm mát khơng khí hệ thống gạch nung sau thiết bị ngưng tụ Với ý tưởng trên, tạo động lực thúc đẩy cho nhóm nghiên cứu thực nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Mơ hình thực nghiệm 2.1 Phương pháp nghiên cứu 2.1.1 Phương pháp Taguchi JTE, Issue 72B, October 2022 24 JOURNAL OF TECHNOLOGY EDUCATION SCIENCE Ho Chi Minh City University of Technology and Education Website: https://jte.hcmute.edu.vn/index.php/jte/index Email: jte@hcmute.edu.vn ISSN: 1859-1272 Phương pháp Taguchi bổ sung cho phương pháp hoạch định yếu tố toàn phần yếu tố phần Phương pháp Taguchi dựa bảng hoạch định trực giao (OA – Orthogonal Arrays) nhằm xây dựng trước bảng thông số đưa giả thuyết để phân tích đánh giá kết Nhằm mục đích nâng cao chất lượng sản phẩm cách giảm thiểu sai số không cần thiết so với tiêu đề Nói cách khác phương pháp nhằm kiểm soát yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm Các bước tiến hành việc thiết lập chọn yếu tố khảo sát thực chặt chẽ phương pháp Tiếp theo việc chọn mức độ khảo sát chọn bảng quy hoạch trực giao tiến hành Trước chọn bảng trực giao cần tính số thực nghiệm tối thiểu cần tiến hành dựa tổng số độ tự khảo sát Số thực nghiệm tối thiểu phải lớn tổng số độ tự Ấn định yếu tố ảnh hưởng vào bảng trực giao, vị trí yếu tố bảng trực giao quan trọng Trong trường hợp có nhiều mức độ vị trí yếu tố ấn định bảng trực giao Việc ấn định vị trí yếu tố bảng trực giao trợ giúp cơng cụ hoạch định Taguchi Trước tiến hành thực nghiệm cần xác định mức độ thực tế yếu tố Phần trăm đóng góp ý nghĩa yếu tố phụ thuộc vào mức độ thực tế yếu tố Phân tích liệu thực nghiệm, đánh giá tỉ số SN Phân tích tốn: Trong q trình tối ưu hóa tốn tĩnh ta sử dụng hệ số (S/N) tương ứng với trường hợp sau: Đánh giá ảnh hưởng yếu tố (Giá trị danh nghĩa tốt nhất): 𝑆𝑁𝑖 = 10𝑙𝑜𝑔 𝑦̄ 𝑖 2 𝑆̄𝑖 (1) Tối thiểu hóa đáp ứng (Nhỏ tốt hơn): 𝑦̄ 𝑢 𝑁𝑖 𝑁 𝑖 𝑆𝑁𝑖 = −10𝑙𝑜𝑔 ∑𝑢=1 (2) Tối đa hóa đáp (Lớn tốt hơn): 𝑁𝑖 𝑆𝑁𝑖 = −10𝑙𝑜𝑔 𝑁 ∑𝑢=1 𝑖 𝑦̄ 𝑢 (3) Sau tính tốn giá trị trung bình S/N, ta ấn định giá trị vào bảng đưa giá trị R (rank) sau so sánh giá trị 𝛥 bảng Giá trị R có giá trị yếu tố ảnh hưởng lớn ngược lại Bảng Giá trị trung bình tỷ số SN Exp No A B C D E F 𝑆𝑁𝐴,1 𝑆𝑁𝐵,1 𝑆𝑁𝐶,1 𝑆𝑁𝐷,1 𝑆𝑁𝐸,1 𝑆𝑁𝐹,1 𝑆𝑁𝐴,2 𝑆𝑁𝐵,2 𝑆𝑁𝐶,2 𝑆𝑁𝐷,2 𝑆𝑁𝐸,2 𝑆𝑁𝐹,2 ∆ RA RB RC RD RE RF Rank … … … … … 2.1.2 Phương pháp phân tích phương sai (ANOVA - Analysis of Variance) Mục tiêu phương pháp so sánh kết trung bình nhiều nhóm (tổng thể) dựa giá trị trung bình mẫu quan sát từ nhóm thơng qua kiểm định giả thuyết để kết luận số trung bình Trong nghiên cứu, phân tích phương sai dùng công cụ để xem xét ảnh hưởng hay số yếu tố nguyên nhân (định tính) đến yếu tố kết (định lượng) Phân tính phương sai yếu tố: Phân tích phương sai yếu tố phân tích ảnh hưởng yếu tố nguyên nhân đến yếu tố kết nghiên cứu Giả sử cần so sánh trung bình k tổng thể độc lập Ta lấy k có mẫu số quan sát n1, n2, n3 … nk; tuân theo phân phối chuẩn Trung bình tổng thể kí hiệu là𝜇1 , 𝜇2 , 𝜇3 … 𝜇𝑘 mơ hình phân tích phương sai yếu tố ảnh hưởng mô tả dạng kiểm định giả thuyết sau: 𝐻0 : 𝜇1 = 𝜇2 = 𝜇3 = ⋯ = 𝜇𝑘 (4) JTE, Issue 72B, October 2022 25 JOURNAL OF TECHNOLOGY EDUCATION SCIENCE Ho Chi Minh City University of Technology and Education Website: https://jte.hcmute.edu.vn/index.php/jte/index Email: jte@hcmute.edu.vn ISSN: 1859-1272 𝐻1 : tồn cặp có 𝑢𝑖 ≠ 𝑢𝑗 , 𝑖 ≠ 𝑗 Các bước tiến hành: Bước 1: Tính tốn trung bình mẫu trung bình chung k mẫu Bước 2: Tính tổng lệch bình phương Bước 3: Tính phương sai (phương sai nội nhóm phương sai nhóm) Bước 4: Kiểm định giả thiết Phân tích phương sai hai yếu tố: Phân tích phương sai hai yếu tố nhằm xem xét lúc hai yếu tố nguyên nhân (dưới dạng liệu định tính) ảnh hưởng đến yếu tố kết (dưới dạng liệu định lượng) nghiên cứu Phân tích phương sai hai yếu tố giúp đưa thêm yếu tố nguyên nhân vào phân tích làm cho kết có giá trị Các bước tiến hành Để kiểm định ta đưa giả thiết sau: Mỗi mẫu tuân theo phân phối chuẩn N(𝜇, 𝜎2 ) Ta lấy K mẫu độc lập từ K tổng thể, H mẫu độc lập từ H tổng thể Mỗi mẫu quan sát lần khơng lặp Bước 1: Tính số trung bình Bước 2: Tính tổng độ lệch bình phương Bước 3: Tính phương sai Bước 4: Kiểm định giả thuyết Bước 5: Kiểm định lý thuyết 2.1.3 Phần mềm Minitab Autodesk Inventor Nghiên cứu sử dụng phần mềm Autodesk Inventor việc dựng hình lại hệ thống phần mềm Minitab nhằm hỗ trợ việc phân tích kiểm tra lại giá trị tính theo cơng thức lí thuyết 2.2 Mơ hình thực nghiệm 2.2.1 Xây dựng mơ hình thiết bị giải nhiệt khơng khí Sau tính tốn lên phương án thiết kế sơ cho mơ hình, tiến hành thiết kế mơ hình định dạng 3D phần mềm Autodesk Inventor với thơng số theo hình 6: Hình Mơ hình thiết kế thiết bị giải nhiệt 3D vẽ phần mềm Inventor Mơ hình thực nghiệm tiến hành gia công lắp đặt mô tả hình bên 2.2.2 Xây dựng thơng số yếu tố (factors) mức độ (levels) Thực nghiệm yếu tố ảnh hưởng đến khả làm mát nhiệt độ tháp giải nhiệt, xác định bao gồm yếu ảnh hưởng đến kết quả: vị trí đặt gạch, cấu tạo vật liệu, nhiệt độ dàn lạnh, khoảng thời gian ngày, khoảng cách viên gạch, quy cách xếp gạch Thực nghiệm độ chênh nhiệt độ trước sau khỏi tháp giải nhiệt khơng khí (độ C) Chọn yếu tố khảo sát (factors) mức độ khảo sát (levels) Bảng trực giao L8 sử dụng để tiến hành ấn định thơng số vào bảng, sau chuẩn bị bước thiết bị cho việc tiến hành thực nghiệm JTE, Issue 72B, October 2022 26 JOURNAL OF TECHNOLOGY EDUCATION SCIENCE Ho Chi Minh City University of Technology and Education Website: https://jte.hcmute.edu.vn/index.php/jte/index Email: jte@hcmute.edu.vn ISSN: 1859-1272 Hình Mơ hình thực tế sau gia cố lại khe hở vách ngăn Bảng Bảng thông số yếu tố đầu vào STT Yếu tố Ký hiệu Mức yếu tố Mức Mức Vị trí đặt gạch A Ngang Đứng Cấu tạo vật liệu B Gạch nung lỗ Gạch nung lỗ Nhiệt độ dàn lạnh C 22 24 Khoảng thời gian ngày D Trưa Chiều Khoảng cách viên gạch E cm 10 cm Quy cách xếp gạch F So le Song song 2.2.3 Tiến hành thực nghiệm Tiến hành thực nghiệm bên phòng lạnh xưởng nhiệt, sử dụng hai máy lạnh Daikin Non Inverter công suất 2.0Hp để đưa nhiệt độ phòng mốc nhiệt độ cài đặt *Các bước tiến hành thực nghiệm: Bước 1: Điều chỉnh nhiệt độ bên phòng thực nghiệm theo bảng Taguchi L8 Bước 2: Đặt mơ hình tháp giải nhiệt vào vị trí khớp với miệng gió quạt dàn nóng Bước 3: Tiến hành xếp gạch theo bảng Taguchi L8 Bước 4: Đặt đầu dò nhiệt độ vào nơi quy định Hình Thực nghiệm dựa bảng L8 Taguchi JTE, Issue 72B, October 2022 Hình Nhiệt độ khơng khí trước sau qua mơ hình thiết bị giải nhiệt 27 JOURNAL OF TECHNOLOGY EDUCATION SCIENCE Ho Chi Minh City University of Technology and Education Website: https://jte.hcmute.edu.vn/index.php/jte/index Email: jte@hcmute.edu.vn ISSN: 1859-1272 Kết bàn luận Kết thu sau thực nghiệm nhập vào bảng số liệu theo phương pháp phân tích theo Taguchi Anova nhằm đảm bảo tính xác thực xác 3.1 Xử lý số liệu theo phương pháp Taguchi Sau tiến hành thực đo thực nghiệm với số lần lặp lại lần, có bảng kết sau: Bảng Bảng thực nghiệm kết độ chênh nhiệt độ (oC) Exp No Trial Trial Trial 4.9 4.75 7.05 6.45 4.9 4.8 6.75 4.95 6.2 4 3.95 3.45 4.1 4.25 5.2 6 5.6 5.45 4.75 4.6 4.65 4.55 4.2 5.2 3.1.1 Xử lý số liệu theo phương pháp tỷ số SN (Signal Noise) Phương pháp Taguchi sử dụng tỷ số tín hiệu/nhiễu (Signal to noise), với thực nghiệm có giá trị tỷ số S/N cao cho kết tối ưu bị ảnh hưởng nhiễu Tỷ số S/N dùng để xác định mức cho kết đầu tối ưu Tính tỷ số SN thực nghiệm Thực nghiệm cần để tính tốn giá trị độ chênh nhiệt độ lớn nên ta cần giá trị cực đại, ta sử dụng cơng thức tính SN theo cơng thức số (1) Tương tự cho yếu tố lại ấn định kết đạt thể bảng Bảng Bảng giá trị trung bình tỷ số SN No A B C D E F 13.93316 14.2341 13.88369 14.03453 14.531 13.06438 13.66383 13.3629 13.71329 13.56246 13.066 14.53261 ∆ 0.26933 0.87114 0.170398 0.472075 1.4644 1.468222 Rank Kết luận: Theo bảng ấn định yếu tố F (quy cách xếp gạch) có ảnh hưởng lớn Tính tốn sử dụng phần mềm Minitab để kiểm tra kết tính tốn cho thấy kết tính tốn phần mềm hồn tồn trùng khớp với thơng số tính bên Đồ thị với kết cho giá trị SN cao làm cho mức độ yếu tố tối ưu theo kết tính tốn JTE, Issue 72B, October 2022 28 JOURNAL OF TECHNOLOGY EDUCATION SCIENCE Ho Chi Minh City University of Technology and Education Website: https://jte.hcmute.edu.vn/index.php/jte/index Email: jte@hcmute.edu.vn ISSN: 1859-1272 Hình 10 Bảng giá trị kết tính tốn theo tỷ số SN Hình 11 Đồ thị biểu diễn kết theo tỷ số SN 3.1.2 Xử lý số liệu theo giá trị trung bình Means Tính giá trị trung bình thực nghiệm Tương tự yếu tố khác tính theo cơng thức kết đạt sau ấn định kết vào bảng trung bình bảng Bảng Bảng giá trị trung bình theo Means No A B C D E F 5.179167 5.2875 5.066667 5.179167 5.4667 4.633333 4.879167 4.77083 4.991667 4.879167 4.5917 5.425 ∆ 0.3 0.51667 0.075 0.3 0.875 0.791667 Rank Kết luận: theo bảng ấn định yếu tố E (khoảng cách viên gạch) gây ảnh hưởng lớn Tính tốn sử dụng phần mềm Minitab 19 để kiểm tra kết tính tốn cho thấy kết tính tốn phần mềm hồn tồn trùng khớp với thơng số tính bên 3.1.3 Nhận xét kết hai phương pháp S/N Means Theo tính tốn dựa hai phương pháp Signal Noise (SN) giá trị trung bình (MEANS), kết cho thấy mơ hình kết hợp tối ưu để làm mát khơng khí sau thiết bị ngưng tụ dựa theo tiêu chí độ chênh nhiệt độ trước sau qua mô hình thiết bị giải nhiệt là: A1B1C1D1E1F2 Tuy nhiên, kết sau tính tốn yếu tố gây ảnh hưởng lớn lại không đồng kết (giữa yếu tố E F) Vì thế, để kiểm định lại kết trên, chọn phương pháp phân tích phương sai (ANOVA-Analysis of Variance) để tìm yếu tố gây ảnh hưởng lớn đến thực nghiệm Hình 12 Bảng kết giá trị tính tốn theo Means Hình 13 Đồ thị biểu diễn theo giá trị Means Đồ thị cho kết có giá trị Means cao mức độ yếu tố tối ưu 3.2 Xử lý số liệu theo phương pháp ANOVA Từ kết trên, xét giá trị F-test (F) cho thấy yếu tố mang tín hiệu có độ nhiễu khơng đáng kể (B, E, F) hai bảng phân tích theo Means SN Vì tiếp tục phân tích yếu tố B, E, F theo JTE, Issue 72B, October 2022 29 JOURNAL OF TECHNOLOGY EDUCATION SCIENCE Ho Chi Minh City University of Technology and Education Website: https://jte.hcmute.edu.vn/index.php/jte/index Email: jte@hcmute.edu.vn ISSN: 1859-1272 phương pháp ANOVA để tìm yếu tố cho tín hiệu có độ nhiễu thấp Từ hai bảng phân tích hình 12, hình 13 trên, cho thấy giá trị F-test tỷ số SN cao Means Điều có nghĩa, phương pháp tính tốn theo tỷ số SN cho thấy tín hiệu có độ nhiễu thấp nhất, đồng thời giá trị P-value < α = 5% theo lý thuyết ANOVA kiểm chứng giả thuyết Xét giá trị F-test bảng kết tỷ số SN, cho thấy yếu tố F cho tín hiệu cao gấp 19.38 lần so với độ nhiễu Từ đó, kết luận yếu tố (quy cách xếp gạch) yếu tố gây ảnh hưởng lớn đến mơ hình Hình 14 Bảng kết tính tốn ANOVA theo giá trị Means Hình 15 Bảng kết phân tích ANOVA cho tỷ số SN 3.3 Kiểm tra kết xử lý số liệu 3.3.1 Kết kiểm chứng số liệu: thực nghiệm tiến hành lại mơ hình để kiếm chứng kết Bảng Thông số thực nghiệm kiểm chứng lại kết Yếu tố Ký hiệu Vị trí đặt gạch A Cấu tạo vật liệu B Nhiệt độ dàn lạnh C Khoảng thời gian ngày D Khoảng cách viên gạch E Quy cách xếp gạch F Stt JTE, Issue 72B, October 2022 Mức độ 30 JOURNAL OF TECHNOLOGY EDUCATION SCIENCE Ho Chi Minh City University of Technology and Education Website: https://jte.hcmute.edu.vn/index.php/jte/index Email: jte@hcmute.edu.vn ISSN: 1859-1272 Hình 16 Mơ hình chạy kiểm chứng dựa vào thơng số tối ưu Hình 17 Nhiệt độ trước sau khỏi tháp giải nhiệt Bảng Bảng giá trị sau làm thực nghiệm kiểm tra Số lần đo Nhiệt độ khơng khí trước vào mơ hình thiết bị (oC) Nhiệt độ khơng khí sau khỏi mơ hình thiết bị (oC) Độ chênh lệch nhiệt độ trước sau khỏi mơ hình thiết bị (oC) Đo lần 36.45 30.5 5.95 Đo lần 35.6 28.95 6.65 Đo lần 31.9 26.2 5.7 Trung bình 34.65 28.55 6.1 Lưu ý: Thực nghiệm đo vào ngày 02/08/2020, trời mưa to 3.3.2 Kết kiểm tra số liệu Sau kiểm chứng số liệu, thiết lập mơ hình tốt nhất: A1B1C1D1E1F2 Tương ứng với: Vị trí đặt gạch: Ngang (A1); Cấu tạo vật liệu: gạch nung lỗ (B1); Nhiệt độ dàn lạnh: 22oC (C1); Khoảng thời gian ngày: Trưa (D1); Khoảng cách viên gạch: 5cm (E1); Quy cách xếp gạch: song song (F2) Kết luận Sau tính tốn thiết kế mơ hình kết hợp tối ưu phương pháp Taguchi dùng phương pháp ANOVA để kiểm định lại kết quả, ta nhận thấy ảnh hưởng yếu tố đến khả làm mát không khí sau qua thiết bị giải nhiệt Trong yếu tố F (quy cách xếp gạch) cho tín hiệu có độ nhiễu thấp nhất, yếu tố có ảnh hưởng lớn Cùng với đưa mơ hình kết hợp tốt (Best Combination) là: Gạch nung lỗ đặt ngang; xếp theo kiểu song song cách 5cm; thực nghiệm vào buổi trưa với nhiệt độ phòng 22oC kí hiệu mơ hình là: A1B1C1D1E1F2 Sau đưa kết hợp tốt nhất, tiến hành thực nghiệm kiểm chứng lại kết Kết thu cho kết hợp tốt độ chênh nhiệt độ khơng khí trước sau qua mơ hình thiết bị giải nhiệt ∆T = 6.1oC sau lần thực nghiệm kiểm tra, với nhiệt độ trước sau khỏi thiết bị giải nhiệt 34.65 oC; 28.55 oC Qua so sánh cho thấy chênh lệch nhiệt độ thay đổi rõ rệt JTE, Issue 72B, October 2022 31 JOURNAL OF TECHNOLOGY EDUCATION SCIENCE Ho Chi Minh City University of Technology and Education Website: https://jte.hcmute.edu.vn/index.php/jte/index Email: jte@hcmute.edu.vn ISSN: 1859-1272 Lời cảm ơn Xin trân trọng cảm ơn môn Công nghệ Nhiệt Điện Lạnh, Khoa Cơ Khí Động Lực trường Đại học sư phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh hỗ trợ nhóm nghiên cứu địa điểm, trang thiết bị thiết bị phụ trình nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Hegerl, Gabriele C; et al, “Understanding and Attributing Climate Change” Climate Change, The Physical Science Basis, 2007 Thibault Faverie, ““cold pot” is a natural air conditioner” Jetson Green, 05, 2014 Miguel, Johanna Navarro, “Heat dispersing brick developed in colombia Bloque Termodisipador BT” Archdaily 2015 Monish Siripurapu, “DIY-air-conditioning-terracotta” The Green Optimistic, 2017 Milorad Bojić, et al, “Optimization of thermal comfort in buildings through envelope design” International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems, ECOS 2012 Gaikwad R.S, Wagh M M A, “Review on Earthen Tube” Air Cooling System for Space Cooling Application Cheng-Hsing Hsu, Jui-Chin Jiang, Hung-Son Dang, Thi-Anh-Tuyet Nguyen, “Investigating the design parameters on the multi-layer micro-channel heat sink by using Quality Function Deployment and Taguchi method with the enlarged outlet”, IEEE Explore 2017(IE), DOI: 10.1109/ICASI.2017.7988170 Cheng-Hsing Hsu, Jui-Chin Jiang, Hung-Son Dang, Thi-Anh-Tuyet Nguyen, “Investigating the Designed Parameters of Dual-Layer Micro-Channel Heat Sink by Design for Six Sigma (DFSS)”, IEEE Explore 2017 (IE), DOI: 10.1109/ICASI.2017.7988155 Hung-Son Dang received the B.S from the Faculty of Automotive and Energy Engineering, HCMC University of Technology and Education (HCMUTE), Viet Nam, in 2009 and the Master of Science, Ph.D degree in the College of Mechanical Engineering, Chung Yuan Christian University, Zhongli, Taoyuan, Taiwan, in 2013 and 2017, respectively Currently, he is a lecturer at the Faculty of High-Quality Training and the Faculty of Automotive and Energy Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology and Education Thi-Anh-Tuyet Nguyen received the B.S from the Faculty of Auditing and Accounting, Ho Chi Minh Banking University, Viet Nam, in 2009 and the Master of Science, Ph.D degree in the Department of Industrial System Engineering, Chung Yuan Christian University, Zhongli, Taoyuan, Taiwan, in 2014 and 2018, respectively Currently, she is a lecturer at the Department of Industrial System Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology and Education Phi-Trung Nguyen received the B.S from the Machine Manufacturing Technology, Faculty of of Mechanical Engineering, HCMC University of Technology and Education (HCMUTE), Viet Nam, in 2008 and the Master of Engineering in 2011 Currently, he is a lecturer at the Department of Industrial System Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Ho Chi Minh City University of Technology and Education JTE, Issue 72B, October 2022 32 ... 1859-1272 bị ngưng tụ