Đang tải... (xem toàn văn)
Việc sử dụng năng lượng mặt trời trong quá trình sấy đang trở thành một giải pháp thay thế quan trọng và khả thi vì nó làm giảm tiêu thụ năng lượng thông thường và cải thiện hiệu quả sản xuất. Sấy bằng năng lượng mặt trời giúp khắc phục nhược điểm của phơi nắng ngoài trời là bảo vệ sản phẩm khỏi mưa gió, bụi bẩn, sự xâm nhập của côn trùng, động vật... Sử dụng máy sấy năng lượng mặt trời, thời gian sấy có thể rút ngắn khoảng 65% so với phơi nắng ngoài trời do hiệu suất của máy sấy cao hơn, thời gian hoàn vốn dao động từ 2 ~ 4 năm tùy theo tỷ lệ sử dụng. Trong quá khứ gần đây, nhiều loại máy sấy năng lượng mặt trời khác nhau đã được phát triển để sử dụng hiệu quả năng lượng mặt trời. Nhiều nghiên cứu đã được báo cáo về việc làm khô nông sản bằng năng lượng mặt trời. Hệ thống sấy năng lượng mặt trời được phân loại chủ yếu theo chế độ sưởi ấm và cách thức sử dụng nhiệt mặt trời. Theo nghĩa rộng, chúng có thể được phân thành hai nhóm chính, đó là hệ thống sấy năng lượng mặt trời trực tiếp và hệ thống sấy năng lượng mặt trời gián tiếp. Hệ thống sấy năng lượng mặt trời thụ động thường được gọi là hệ thống sấy năng lượng mặt trời tuần hoàn tự nhiên, không yêu cầu quạt để bơm không khí qua máy sấy và chúng có chi phí thấp, có thể được xây dựng tại chỗ và không cần năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, có thể mong đợi một số hạn chế của quá trình sấy vì hiệu suất thấp hơn so với đối lưu cưỡng bức. Một máy sấy năng lượng mặt trời hoạt động điển hình chỉ phụ thuộc vào năng lượng mặt trời làm nguồn nhiệt nhưng sử dụng quạt cơ giới hoặc máy bơm để luân chuyển cưỡng bức không khí nóng qua buồng sấy. Vòng tuần hoàn không khí cưỡng bức sẽ có hiệu suất cao hơn so với chu trình tự nhiên, yêu cầu điện năng của quạt rất thấp và có thể hoạt động bằng một môđun quang điện độc lập với lưới điện. Thành phần cơ bản của máy sấy năng lượng mặt trời đang hoạt động và hiệu suất của hệ thống sấy năng lượng mặt trời phụ thuộc nhiều vào hiệu suất của máy sưởi năng lượng mặt trời, có một số loại máy sưởi năng lượng mặt trời đã được sử dụng trong máy sấy năng lượng mặt trời trong các nghiên cứu trước đây. Dựa trên các đánh giá và kinh nghiệm, trước tiên máy sưởi năng lượng mặt trời được thiết kế cho hệ thống sấy khô, sau đó, hệ thống sấy năng lượng mặt trời được thiết kế và thử nghiệm để sấy thảm và len.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO KỸ THUẬT SẤY VÀ CHƯNG CẤT Đề tài : Sấy Năng Lượng Mặt Trời MÔN : Kỹ thuật sấy chưng cất GVGD : NHĨM : SVTH : TP.Hồ Chí Minh, Tháng 10 năm 2022 LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành thầy tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm cho em suốt trình thực chủ đề báo cáo Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới thầy cô giảng viên trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM nói chung thầy mơn Cơng nghệ Nhiệt – Điện Lạnh nói riêng truyền đạt cho em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em trình học tập thời gian em thực chủ đề báo cáo Tuy nhiên, hạn chế thời gian thực chủ đề báo cáo kiến thức thân cịn hạn hẹp nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận bảo q thầy góp ý bạn Cuối cùng, em xin chúc quý Thầy cô dồi sức khỏe để cống hiến thật nhiều nghiệp trồng người cao quý Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn! Nhận xét của giáo viên ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………… Contents CHƯƠNG LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY VÀ TIA BỨC XẠ MẶT TRỜI .2 2.1 Tổng quan trình sấy 2.1.1Khái niệm chung sấy 2.1.2 Phân loại: 2.1.3 Chọn tác nhân sấy, chất tải nhiệt chế độ sấy: 2.1.3.1 Tác nhân sấy: .3 2.1.4 Các loại tác nhân sấy: 2.1.4.1Chế độ sấy: 2.2 Năng lượng mặt trời 2.3.1 Bức xạ mặt trời 2.3.2 Tính tốn lượng mặt trời 2.3.3Năng lượng mặt trời Việt nam 2.3.4 Thiết bị sử dung lượn mặt trời 2.4.1 Thiết bị sử dụng lượng mặt trời dạng quang điện .9 2.4.2 Năng lượng mặt trời sấy trực tiếp 10 2.4.3 Năng lượng mặt trời sấy loại gián tiếp 10 Chương Cấu tạo, nguyên lí hoạt động ứng dụng 12 3.1 Cấu tạo 12 3.2 Máy sấy lượng mặt trời kết hợp bơm nhiệtt trời kết hợp bơm nhi ệtt 13 3.3.Hiệu suất máy sưởi lượng mặt trời 14 3.3.1 Mô tả máy sưởi lượn mặt trời 14 3.3.2 Hiệu suất nhiệt 15 3.4 Thiết bị sấy kiểu quay dùng lượng mặt trời 16 3.4.1 Cấu tạo nguyên lí hoạt động 16 3.4.2 Tính tốn nhiệt hệ thống 17 3.4.3.Dòng nhiệt đối lưu ống hấp thụ khơng khí bên 17 3.4.4.Dẫn nhiệt qua ống hấp thụ .17 3.4.5.Truyền nhiệt từ ống hấp thụ đến ống kính .18 3.5 Truyền nhiệt từ ống kinh đến môi trường 20 3.5.1.Dòng nhiệt đối lưu 20 3.5.2.Dòng nhiệtt xạ 20 3.5.3.Hấp thụ xạ mặt trời kết hợp bơm nhiệtt trời 21 3.6.Truyền nhiệtt từ ống hấp thụ ngồi mơi trường 22 3.7.Ưu điểm máy sấy lượng mặt trời kết hợp bơm nhiệtt trời 23 3.8 Nhược điểm máy sấy lượng mặt trời kết hợp bơm nhiệtt trời .24 CHƯƠNG 4:ỨNG DỤNG MÁY SẤY NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 24 4.1 Ứng dụng sấy lúa 25 4.2 Sấy cá lượng mặt trời 26 CHƯƠNG5 :TÍNH NHI T CHO MÁY SẤY THÓC KIỂU QUAY SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG M ẶT TRỜI.T TRỜI 27 5.1: Cân v t chất thiết bị sấy sử dụng lượng m ặt trời kết hợp bơm nhiệtt trời 28 5.2 Tính tốn nhiệtt cho thiết bị sấy thóc kiểu quay dùng lượng m ặt trời kết hợp bơm nhiệtt trời .28 5.2.1 Lượng ẩm cần tách khỏi hạt thóc .28 5.2.2 Lượng ẩm tách 28 5.2.3 Tính hiệtu suất nhiệtt thiết bị sấy 29 CHƯƠNG : KẾT LUẬNN 29 TÀI LI U THAM KHẢO 31 CHƯƠNG LỜI MỞ ĐẦU Việc sử dụng lượng mặt trời trình sấy trở thành giải pháp thay quan trọng khả thi làm giảm tiêu thụ lượng thông thường cải thiện hiệu sản xuất Sấy lượng mặt trời giúp khắc phục nhược điểm phơi nắng trời bảo vệ sản phẩm khỏi mưa gió, bụi bẩn, xâm nhập côn trùng, động vật Sử dụng máy sấy lượng mặt trời, thời gian sấy rút ngắn khoảng 65% so với phơi nắng trời hiệu suất máy sấy cao hơn, thời gian hoàn vốn dao động từ ~ năm tùy theo tỷ lệ sử dụng Trong khứ gần đây, nhiều loại máy sấy lượng mặt trời khác phát triển để sử dụng hiệu lượng mặt trời Nhiều nghiên cứu báo cáo việc làm khô nông sản lượng mặt trời Hệ thống sấy lượng mặt trời phân loại chủ yếu theo chế độ sưởi ấm cách thức sử dụng nhiệt mặt trời Theo nghĩa rộng, chúng phân thành hai nhóm chính, hệ thống sấy lượng mặt trời trực tiếp hệ thống sấy lượng mặt trời gián tiếp Hệ thống sấy lượng mặt trời thụ động thường gọi hệ thống sấy lượng mặt trời tuần hồn tự nhiên, khơng u cầu quạt để bơm khơng khí qua máy sấy chúng có chi phí thấp, xây dựng chỗ khơng cần lượng từ nhiên liệu hóa thạch Tuy nhiên, mong đợi số hạn chế trình sấy hiệu suất thấp so với đối lưu cưỡng Một máy sấy lượng mặt trời hoạt động điển hình phụ thuộc vào lượng mặt trời làm nguồn nhiệt sử dụng quạt giới máy bơm để luân chuyển cưỡng không khí nóng qua buồng sấy Vịng tuần hồn khơng khí cưỡng có hiệu suất cao so với chu trình tự nhiên, yêu cầu điện quạt thấp hoạt động mơ-đun quang điện độc lập với lưới điện Thành phần máy sấy lượng mặt trời hoạt động hiệu suất hệ thống sấy lượng mặt trời phụ thuộc nhiều vào hiệu suất máy sưởi lượng mặt trời, có số loại máy sưởi lượng mặt trời sử dụng máy sấy lượng mặt trời nghiên cứu trước Dựa đánh giá kinh nghiệm, trước tiên máy sưởi lượng mặt trời thiết kế cho hệ thống sấy khơ, sau đó, hệ thống sấy lượng mặt trời thiết kế thử nghiệm để sấy thảm len CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẤY VÀ TIA BỨC XẠ MẶT TRỜI 2.1 Tổng quan trình sấy 2.1.1Khái niệm chung sấy Sấy trình dùng nhiệt để làm bốc ẩm khỏi vật liệu rắn lỏng Với mục đích giảm bớt khối lượng vật liệu (giảm công chuyên chở), tăng độ bền vật liệu (như gốm, sứ, gỗ ) Và để bảo quản thời gian dài, lương thực thực phẩm Bản chất trình sấy trình khuyếch tán chênh lệch độ ẩm bề mặt vật liệu, nói cách khác chênh lệch áp suất riêng phần ẩm bề mặt vật liệu môi trường xung quanh Sấy q trình khơng ổn định, độ ẩm vật liệu thay đổi theo không gian thời gian sấy 2.1.2 Phân loại: Quá trình sấy bao gồm hai phương thức: 2.1.2.1Sấy tự nhiên: Quá trình làm bay nước vật liệu lượng tự nhiên như: lượng mặt trời, lượng gió - Ưu điểm phương pháp: + Thực đơn giản, không cần kỹ thuật cao + Đầu tư vốn (máy móc, nhân cơng) tốn nhiệt + Bề mặt trao đổi nhiệt lớn - Nhược điểm phương pháp: + Khó thực giới hóa,khơng điều chỉnh nhiệt độ cần thiết + Cường độ sấy không cao,sản phẩm sấy khơng đồng + Chiếm diện tích mặt lớn + Sản phẩm không đạt vệ sinh nhiễm bụi,vi sinh vật + Quá trình sấy phụ thuộc vào thời tiết thời gian ngày + Sử dụng nhiều nhân công , tốn thời gian, suất thấp +Nhiều sản phẩm tạo thành không đạt yêu cầu kỹ thuật 2.1.2.2.Sấy nhân tạo: Thường tiến hành loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho vật liệu ẩm Với sấy nhân tạo tùy theo loại sản phẩm yêu cầu chất lượng mà có dạng khác nhau: Sấy đối lưu, sấy tiếp xúc sấy tia hồng ngoại, sấy dòng điện cao tần, sấy thăng hoa, sấy tầng sôi - Ưu điểm phương pháp: + Khắc phục nhược điểm sấy tự nhiên + Kiểm soát sản phẩm vào,nhiệt độ cung cấp + Chất lượng sản phẩm theo u cầu + Tốn mặt bằng, nhân cơng - Nhược điểm: + Tốn chi phí cho đầu tư trang thiết bị, cán kỹ thuật, chi phí lượng 2.1.3 Chọn tác nhân sấy, chất tải nhiệt chế độ sấy: 2.1.3.1 Tác nhân sấy: Những chất dùng để chuyên chở lượng ẩm tách từ vật liệu sấy Trong q trình sấy, mơi trường buồng sấy ln ln bổ sung ẩm từ vật sấy Nếu độ ẩm khơng mang độ ẩm tương đối buồng sấy tăng lên, đến lúc đố đạt cân vật sấy môi trường buồng sấy q trình ẩm vật liệu sấy ngừng lại Vì nhiệm vụ tác nhân sấy : - Gia nhiệt cho vật sấy - Tải ẩm mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường - Bảo vệ vật sấy khỏi bị hỏng nhiệt Tùy theo phương pháp sấy mà tác nhân sấy thực nhiệm vụ Cỏ chế trình sấy gồm giai đoạn : Gia nhiệt cho vật liệu sấy để làm ẩm hóa mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường Nếu ẩm khỏi vật liệu mà khơng mang kịp thời ảnh hưởng tới trình bốc ẩm từ vật liệu sấy chí cồn làm ngừng trệ q trình ẩm Để tải ẩm bay từ vật sấy vào mơi trường dùng biện pháp: - Dùng tác nhân sấy làm chất tải nhiệt - Dùng bơm chân không để hút ẩm từ vật sấy thải ( sấy chân khơng) Trong sấy đối lưu vai trị tác nhân sấy đặt biệt quan trọng đóng vai trị vừa tải nhiệt vừa tải ẩm Các tác nhân sấy thường dùng khơng khí nóng khói lị, nhiệt, chất lỏng… 2.1.4 Các loại tác nhân sấy: - Khơng khí nóng: loại tác nhân sấy thơng dụng dùng cho hầu hêt loại sản phẩm Dùng khơng khí nóng khơng làm sản phẩm sau sấy bị ô nhiễm thay đổi mùi vị Tuy nhiên dùng khơng khí nóng làm tác nhân sấy cần trang bị thêm gia nhiêt khơng khí (calorife khí, hay khí khói), nhiệt độ sấy khơng q cao, thường nhỏ 5000C nhiệt độ cao thiết bị trao đổi nhiêt phải chế tạo thép hợp kim hay gốm sứ với chi phí đắt Đối với thiết bị sấy thùng quay tác nhân sấy sử dụng chủ yếu khơng khí nóng với ba yếu tố : độ ẩm tương đối khơng khí, nhiệt độ khơng khí trước vào thùng quay t1 nhiệt độ khối khơng khí khỏi thùng quay t2 nhiệt độ tác nhân sấy sau khỏi thùng sấy t2 chọn cho tổn thất lượng nhỏ - Khói lị: khói lị dùng làm tác nhân sấy nâng nhiệt độ sấy lên 10000C mà không cần thiết bị gia nhiêt nhiên làm vật liệu sấy bị ô nhiễm gây mùi khói - Hơi nhiệt: tác nhân sấy dùng cho loại sản phẩm đễ bị cháy nổ có khả chụi nhiệt độ cao 2.1.4.1Chế độ sấy: Chế độ sấy cách thức tổ chức trình truyền nhiệt truyền chất tác nhân sấy vật liệu sấy thông số để đảm bảo suất , chất lượng sản phẩm yêu cầu chi phí vận hành chi phí lượng hợp lí 2.1.4.2Các phương thức sấy Sấy gián đoạn: phương thức cho suất thấp, thao tác nặng nhọc, cồng kềnh Thiết bị thường sử dụng suất nhỏ,sấy loại sản phẩm có hình dạng khác Sấy liên tục: Phương thức cho chất lượng sản phẩm tốt suất cao hơn, thao tác nhẹ nhàng Thường dùng sấy sản phẩm có kích thước gần