Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật nhiệt: Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm mô hình sấy nông sản bằng năng lượng mặt trời kết hợp điện trở gia nhiệt với các kiểu phân phối dòng tác nhân sấy khác nhau

Ngoài ra dựa vào cách thức tiếp nhận bức xạ mặt trời chia làm ba loại chính: loạinhận bức xạ trực tiếp, loại nhận bức xạ gián tiếp và loại kết hợp cả hai vào sản phẩm sấy.Đối với say năn

PHAN HUU LUC

NGHIEN CUU LY THUYET VA THUC NGHIEM MO HINH SAYNONG SAN BANG NANG LUONG MAT TROI KET HOP DIEN

TRO GIA NHIET VOI CAC KIEU PHAN PHOI DONG TAC

NHAN SAY KHAC NHAU

Cán bộ hướng dẫn khoa hoc: TS HA ANH TUNG(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vi va chữ ky)

Cán bộ chấm nhận xét 1:(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vi và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 2:(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vi và chữ ký)

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Bách Khoa — ĐHQG Tp.HCM

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

NHIEM VU LUẬN VAN THẠC SĨHọ và tên hoc viên : Phan Hữu Luc Phái : NamNgày thàng năm sinh : 22/01/1992 Nơi sinh : Bến TreChuyên ngành : Kỹ thuật nhiệt

Mã ngành : 60520115I TÊN DE TÀI

NGHIÊN CỨU LÝ THUYÉT VÀ THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH SÂY

NONG SAN BANG NĂNGLƯỢNG MAT TRỜI KET HỢP ĐIỆN TRO GIA

NHIET VOI CAC KIEU PHAN PHOI DONG TAC NHAN SAY KHACNHAU

I NHIEM VU VA NOI DUNG

a Tim hiểu về say bang năng lượng mặt trời trên thé giới va trong nước.b Tìm hiểu lý thuyết về sấy và năng lượng mặt trời để ứng dụng vào thực tế

mô hình sấy nông sản kết hợp với điện trở gia nhiệt.c Nghiên cứu tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình say nông sản kết hợp điện

trở gia nhiệt với các kiểu phân phối dòng tác nhân sây khác nhau.d Khảo nghiệm và đánh giá các phương án phân phối dòng tác nhân sấy trong

buông sấy.e Đánh giá hiệu quả tiết kiệm năng lượng và viết chương trình tính toán cho

hệ thống say bằng chương trình EES (Engineering Equation Solver).II NGAY GIAO NHIỆM VU : 16/01/2017

Iv NGAY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 18/6/2017

Vv HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DAN 1: TS HÀ ANH TÙNG

CÁN BỘ HƯỚNG DAN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

(Họ tên và chữ ký) ĐÀO TẠO

(Họ tên và chữ ký)

Hoc viên bay to long biết ơn sau sắc đền:

Cán bộ hướng dẫn : TS HÀ ANH TÙNG, đã đưa ra định hướng cho học viên tiếpcận dé tài nghiên cứu thiết kế hệ thống say nông sản bang năng lượng mặt trời kết hợpvới điện trở gia nhiệt với các kiểu phân phối dòng tác nhân say khác nhau Trong quátrình thực hiện từ đề Cương đến luận văn này, thay đã tận tinh quan tam, chia sé, sửachữa, đóng góp ý kiến kịp thời hữu ích giúp đỡ hoc viên hoàn thành các nội dungnghiên cứu trong luận văn.

Xin chân thành cám ơn quý Thay Cô trong bộ môn Công nghệ nhiệt lạnh — TrườngĐại học Bách Khoa Tp.HCM đã tận tâm truyền đạt kiến thức cũng như kinh nghiệmtrong suốt quá trình 2 năm của học viên

Gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian, vật chất, chia sẽ và động viên họcviên trong suốt thời gian qua

Các bạn bè thân thiết, các em đã tạo điệu kiện về cơ sở vật chất và kiến thức ngoàingành để học viên hoàn thành mô hình thực nghiệm trong luận văn

Học viên

PHAN HỮU LỰC

ili

Trước tiên, luận văn giới thiệu về sấy năng lượng mặt trời, các phương pháp sấynăng lượng mặt trời đã được các nước trên thế giới nghiên cứu cũng như ở Việt Nam.

Các nội dung tiếp theo trình bày những kiến thức lý thuyết về năng lượng mặt trời,collector và công nghệ sấy Từ những lý thuyết dựa trên tài liệu trong và ngoài nướctrong lĩnh vực sấy dé ứng dụng vào tính toán, thiết kế và chế tao mô hình say nănglượng mặt trời kết hợp với điện trở

Sau phan tính toán, thiết kế và chế tao mô hình tiễn hành làm thí nghiệm với nhữngphương án khác nhau Trong đó có 4 phương án là sấy đối lưu tự nhiên, sấy đối lưu tựnhiên có quả cầu hút nhiệt, sấy đối lưu cưỡng bức và sấy đối lưu cưỡng bức với dòngtác nhân sấy thay đi

Từ kết quả thực nghiệm, luận văn tiến hành so sánh kết quả và đánh giá hiệu quảkinh tế kỹ thuật của sản phẩm Phần cuối xây dựng chương trình tính toán cho hệthống sấy với phần mềm EES (Engineering Equation Solver)

The first section of the thesis introduces about the solar drying technology andmethods of solar drying that were researched by Viet Nam and many other countriesin the world.

Next sections of the thesis will present in details some theories - from local andinternational researches - about the solar energy, collector and drying science Basedon those knowledge, the author applied into calculations, designs and manufacturingof the solar drying combined with heat resistance model.

After that the author will conduct some experiments with the created model Themethods performed includes natural convection drying, natural convection dryingcombined with a globe ventilator, forced convection drying and forced convectiondrying with the changed flow

With the experimental results, the author will make comparisons of them andassess the economical as well as technical efficiency of drying products Finally, theauthor builds the calculation program for the drying system with EES (EngineeringEquation Solver) software.

Bản luận văn này do tôi nghiên cứu và thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của

Thây T.S Hà Anh Tùng

Dé hoàn thành luận văn này, tôi đã sử dụng những tài liệu được ghi trong mục Tàiliệu tham khảo, ngoài ra không sử dụng bat cứ tài liệu tham khảo nào khác mà khôngđược ghi Tôi xin cam đoan không sao chép các kết quả nghiên cứu, các công trình khoahọc của người khác.

Nếu sai, tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định

Tp.Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 6 năm 2017

Phan Hữu Lực

1 CHỮ VIET TATEES: Engineering Equation SolverBXMT: Buc xạ mặt trời

ĐLTN: Đối lưu tự nhiênĐLCB: Đối lưu cưỡng bứcUV: Ultra Violet

ECC HCMC: Energy conservation center HCMC2 CAC KY HIEU, Y NGHIA VA DON VI DO

Ky hiệu Y nghia Don vị4 Hệ sô sẵn nhiệt W/m.độa Góc cao độ của mặt trời ĐộS Góc lệch cua mat trời Độo Góc gid mặt trời ĐộD Góc thiên đỉnh Độ

Góc phương vi Độ

ñ Góc nghiêng của bề mặt khảo sát Độ7 Bức xạ mặt trời đến một mặt phăng có điện tích

Gon Im? W/m?

: Số thứ tự của ngày trong năm

Go Bức xa mặt trời đến một mat phăng có điện tích W/m?Rp Im đặt ngoài bau khí quyền

lor Thanh phan trực xa đến bé mặt nghiêng dang khảo

sat trong | gio W/m”h

I Thanh phan trực xạ đến bề mặt ngang dang khảo

sát trong | giờ W/m”h

cos@ Góc tới tia trực xa

cos 8 Góc tới tia bức xa trên mat phăng nghiêng ĐộTp Hệ số xuyên qua bầu khí quyền của tia trực xạ Độ

Vil

Độ cao người quan sát

Hệ số xuyên qua bầu khí quyền của tia khuếch tánThành phân tia khuếch tán xuyên qua bầu trời cóđộ trong sáng tiêu chuân đên Im

Buc xa mặt trời dén mat dat

Hệ sô phan xạ

Hệ số phản xạHệ số hấp thụHệ số khúc xạGóc tới

Hệ số dập tắt tia khúc xạ của vật liệuChiêt suất môi trường |

Chiết suất môi trường 2Hệ số xuyên qua

Bức xạ đến bề mặt hấp thụĐộ am tuyết đối

Khối lượng 4m chứa trong vậtKhối lượng vật khô tuyệt đối

km

W/m"

Wim?

Wim?

Lượng không khí tiêu hao

Lượng tiêu hao không khí can thiết dé bốc hơi Ikgnước

Tiêu hao nhiệt lý thuyếtNhiệt lượng

Nhiệt dung riêng

kg/h

kg/h

kJ/kg âmWkJ/kgK

1X

PHU 0098:1717; 0 A24525)ạäš xiv

PHU LUC BÁNG << << << << 99 HH 90 9.0 0 0g sex XX

CHƯƠNG 1: TONG QUAN DE TAL - 5< 5< se +eseE+eseEEeserEeserkseerrsertrserie 1

1.1 Tổng quan về say năng lượng mặt trOi ec eecceseesesessssesessesesessesesesseseseeseseseesesesen 11.1.1 Giới thiệu về sấy năng lượng mặt LOL oe cece + ¿2+ es cseeeseseseseseeseseeeeen |1.1.2 Điều kiện địa lý Việt Nam ¿ - - +52 E21 1 1E E1 11111111111 11111111 0111 xe 21.2 Các phương pháp say năng lượng mặt trời và công trình nghiên cứu có liên quani28: 07777 31 5

1.2.2 Say năng lượng mặt trời thụ động (dòng không khí nóng ĐLTN) 61.2.3 Say năng lượng mặt trời kiểu chủ động (DLCB) ¿-5- 5 55csccscs¿ 121.3 Các phương pháp sấy năng lượng mặt trời trong nước - + 25s s+s+escze: 16

1.3.1 Những dé tài nghiên cứu khoa học, luận văn có liên quan đến sấy năng lượng¡1010017 ằằ.Šằ ằ Ẽ.ẼỀ 161.3.2 Sản phẩm, mô hình đã áp dụng trong nước [20] - 2 2 555252 5s5s+2 191.4 Tổng quan về quả Xoài eeeeeccccccsscsessesssesscsesesscsesscsescsscsesesscsssesscsesessesesesscsesesseseseseeeen 211.4.1 Giới thiệu về quả Xoài [22] - ¿c5 E2 22223 E215 11121112111 111111111 rk 21I ÝÄu 0c 211.4.3 Thành phan hóa học có trong quả XOài -+- 5+ 2552 s+E+E£+xvxersreerered 241.4.4 Giá tri sử dụng CUA XOÀÀI - Gà 251.5 Lý do chọn để tài - + 56221 x2 E5 1 1115151511111 5111111111515 11 1101001011101 Hy 271.6 MUC tl@u oo -‹“‹‹11 271.7 Ý nghĩa thực tiễn của dé tai cceccccsssesescscssescsescscsssscsessssssssesssesessssseseseeneens 28CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÍNH TOÁN LÝ THUY ẾT 2< ssesseesessee 292.1 Collector mặt trời dang tâm phăng - ¿2 S2 SE2E+EE 2E E92 1232121211212 292.1.1 CẤU VAO SG C11 HH 10191111 01110101111 H11 TT HT TT HH ưg 292.1.2 Vật liệu Chế tạO -á- 111 5191912111 5 1181911110 51110111111 0111110111 gen 30

2.3 Cơ sở lý thuyết quá trình sấy [7 ] -¿- ¿6252 SE 2x3 SE2ES 2E 3 21211121211 EEerreee 412.3.1 Giới thiệu VỀ SAY - ¿E11 S121 1 19151111 111111511 11110111111 0101 01.01010101 0 xe Al2.3.2 Động hoc quá trình sấy [7] c.ccsccccscsccsssessssesessesesessesesecscsesessesesecscsessesescseeeeseseees 452.3.3 Ly thuyết khơng khí âm [3].,[4|.[ 5 ] - + ¿5-52 25+ 5£+x+£e£e+xexerezeerereced 502.3.4 Cơ sở tính tốn quá trình sấy [7] -¿-¿- + 25252 S£+E+E£EE+EeEererkerererrererered 522.4 Yêu cau tính tốn bài tốn say thực tẾ với Xồi -.¿ - 5+ 2c czcecxcxsrsrrrereee 582.4.1 Tính tốn cụ thể hệ thơng sấy ¿+ - S2 22223 E915 E 1212151151121 1 211 xe 582.4.2 Tính tốn quá trình sấy lý thuyết [7] ¿5-5 2 s+++S++£+x+Ezezxexrerrerered 592.4.3 Tính tốn quá trình sấy thực tẾ - ¿+ +52 SE+ESE2EEEEEEEEEEEEErkrrrrkrerrerred 612.5 Tính tốn thiết kế bộ phận thu nhiệt collector ¿ - 52 52 2 2+s+£+£z££szxzs+2 662.5.1 Chọn các hệ số cho collector [5 ] ¿+ se EsE9EE+ESEEeESESESE+EEeEeEseseeersesed 66

2.5.2 Tính tốn lượng bức xa mặt trời ma Collector nhận được - 66

2.5.3 Tính tốn thiết bộ Đife0115uio 1 7]

2.5.4 Tính tốn lý thuyết nhiệt độ khơng khí ra khỏi Collector: . ‹- 72

2.6 Chương trình tính tốn hệ thơng sấy bang phần mềm EES - +: 76

2.6.1 Phan giao diện của chương trình - + 25552 S22E+E££E‡E+EeErterererrererered 762.6.2 Code của chương frÌnH «c1 900010 nà 792.7 Tính tốn chọn QUẠI: - << «5 5G 999999900000 ng S0CHUONG 3: THIET KE VÀ CHE TẠO HE THONG SAY 2 5 5-ss- 823.1 Thiét ké hé thOng SAY 0 -Ữ-Ơ 823.1.1 Thiết kế bộ phận thu nhiệt — ColleCtOT - + 2 22 2 2 2£2£££E+£z££ezxzseẻ 823.1.2 Thiết kế buỒng SAY 556221213 1 191311211111 2111111 0111111111111 853.1.3 Thiết kế hệ thong điều khiến . - - - + + + EEEEESEEESEEEEEEEEkeErkrkrkrerree 893.1.4 Mơ hình 3D của tồn hệ thống . ¿-¿- + 2252 SE2E‡E£E‡ESEEEEeErkrrrrerered 9]3.2 Quy trình chế tạo mơ Ninh ccscscsescsescsscsescscsssscscsescsesssscscsescessssscsessssseeeseess 943.3 Chế tạo và lắp đặt mơ hình ¿-¿- ¿- - kEk+E+E#E#E#EEEEEEEE SE TT TT TT grờt 953.3.1 Ché tao DUGN ga 963.3.2 Chế tạo bộ phận thu nhiệt cỌÏ€CfẨOT 5G Ă S333 1 11 1 he 99

0ì): ÔÔ 111

4.1 Mục tiêu và nội dung thử nghiệm cần tiễn hanh ow eee eee 1114.1.1 Mục tiêu thử nghi@m ccccccccccscsscscscsscscscssescscsscscsssscsssssescssssesesvseesesnsseaes 1114.1.2 Nội dung thử nghiệm cần tiến hành - ¿+ - + eseesesesescssseseseeeseneee 1114.2 Chuẩn bị nguyên li@u woc.ecccccccccscsccscsescscsscscsessscsssscscssssssssesesssssesessssssseeseseeneens 1134.2.1 Lựa chọn nguyên Qu - Ăn 00 HH ke 1134.2.2 Rửa sạch, cắt lát và sắp khayy -. 6 + 5c Sc 3 2v 2212111111111 re 1134.3 Tiến hành thí nghiệm -¿- 2° + SE E5 EEEEEEEEEEEE121151111511 11511 e0 1144.3.1 Sơ đồ thí nghiệm 5-5522 1E 12521215115 1111111111 1111011111111 11 11c 1144.3.2 Thidt Di ỔO -G- - tx 539191 11 51111151111 1111011113 11110111111 ng na ngu reg 1184.3.3 Quy trình thí nghiỆm - - - << 5G 3009001001119 ke 1214.4 Két qua thi nghiGm, 88 :-21IJÃ 1234.4.1 So sánh kết quả thực nghiệm và mô phỏng lý thuyết -5- +: 1234.4.2 So sánh hiệu quả giữa 2 quá trình say DLTN và DLTN kết hop quả cau hút4.4.3 Xác định tốc độ gió và khoảng cách giữa 2 khay hợp lý cho mô hình sấy 1304.4.4 So sánh và đánh giá chất lượng say giữa các phương án phân phối dòng tácnhân sấy khác nhau ¿6 SE 2E9ESE S339 SE 3 123111211111 2111 1111.1111 138"0ñ 1414.5.1 So sánh kết quả thực nghiệm và mô phỏng lý thuyết -. 5+: 1414.5.2 So sánh hiệu quả giữa 2 quá trình say DLTN và DLTN kết hop quả cau hút0110 — 1424.5.3 Xác định tốc độ gió và khoảng cách giữa 2 khay hợp lý cho mô hình sấy 1424.5.4 So sánh và đánh giá chất lượng say giữa các phương án phân phối dòng tácnhân sấy khác nhau ¿6 SE 2E9ESE S339 SE 3 123111211111 2111 1111.1111 1424.6 Phân tích đóng góp năng lượng mặt trời cho quá trình sấy -. - 143

5.3 Phương hướng phát triển của dé tài ¿- 5+ 25252 Set 2x2EEEErkererkrerrees 148Phụ lục 1:Code lập trình EES dựa vào lý thuyết chương 2 phần bức xa mặt trời .149Phu lục 2: Code chương trình hệ thống khiến của hệ thống sấy 157TÀI LIEU THAM KHAO << s2 S2 s94 9954 3s s59 3s 180

xiii

Hình [.2 Lượng bức xạ trung bình của một SỐ quốc gia có đặt tính khí hậu giống hoặcgần giống Việt Nam [20] ¿-¿- ¿6252221931233 2121511212111 11111111111 111.111 11.T.cre 3Hình 1.3 Phân loại sây năng lượng mặt tTỜI - - «E113 991111 1 ke 6Hình 1.4 Biến thể của mô hình 2-5525 S++E+EE+E£EE+EEEEEEeEEEEeEErkererkerrrkererrees 8Hinh 1.5 M6 hinh say khoai mi, chuối và xoài ở Yamoussoukro, Céte d'Ivoire (Chau0n0P2 Ea 9Hình 1.6 Cầu tạo của hệ thống bức xạ mặt trời chiếu gián tiếp vào sản phẩm sây [10].9Hình 1.7 Mô hình thực nghiệm sây đậu xanh, hành tây, cà chua bằng năng lượng mặttrời DLTN với bức xạ gián tiếp vào vật liệu say ở trường dai hoc Tanta thuộc Ai cập

Hình 1.9 Nguyên lý lưu thông không khí trong hệ thống say năng lượng mặt trời chủđộng bức xạ trực tiếp vào sản phẩm sây [Í ]- - - << + << 22S£sseeeessssees 13Hình 1.10 Nguyên lý hoạt động của sấy năng lượng mặt trời kiêu chủ động bức xạ gián177 :ẼÓŒ:: 13Hình 1.11 Mô hình thực nghiệm sây đậu xanh và dứa ở Chennai, India (An d6).[14] 14Hình 1.12 Hệ thống sây năng lượng mặt trời chủ động bức xạ loại kết hợp 14Hình 1.13 Cấu tạo của mô hình say mậnn ¿-¿- - - 2 2 +E+E+E+E2EE£E£E£ESEEErErererree 15Hình 1.14 Mô hình thực tế say man cách 460 km hướng tây của Kunming, China.[15]

¬ Ắaa 15Hình 1.15 Mô hình thực nghiệm sấy ớt đỏ va nho ở tại trung tâm nghiên cứu công nghệnăng lượng ở Borj Cedria của Tunisia (Bắc Phi).[16] 55 se eEsesesesesecee 16Hình 1.16 Cau tạo chính của mô hình sấy tác giả Nguyễn Văn Hạp - 16Hình 1.17 Máy say năng lượng mặt trời với 2 cánh phản xa tập trung bức xạ vào bộ

Hình 1.19 Mô hình say cá dứa ở Cần Giờ sử dụng năng lượng mặt trời cưỡng bức kiểubức xạ trực tiếp ¬— .ốằe 19Hình 1.20 Máy say nhãn bằng năng lượng mặt trời kiểu cưỡng bức với bức xa trực tiếp1:00), 8 1-1 20Hình 1.21 Máy say chùm nhây bang năng lượng mặt trời kiểu chủ động với bức xạ mặttrời chiếu trực tiếp vào sản phẩm sấy - ¿6-5523 SE E93 121511212111 21 111111 20Hình 1.22 Xoài Cat Hòa Lộc sau khi thu hoạch -<< << << <<+<ssssssssssesss 22Hình 1.23 Xoài TU (QUÍ G G0 nọ nọ kh 22Hình 1.24 Xoài Thanh Ca - - - - G9909 090000 ch 23Hình 1.25 Xoài Tượng << 0 Họ nọ kh 23Hình 1.26 Xoài XIÊm - - G5 000900 Họ nọ kh 23Hình 1.27 Xoài K€O G0 nọ ch 24Hình 2.1 Mặt cat của Collector tam phăng loại CO bản .- ¿5 + 5s cs+cscscsccee 29Hình 2.2 Một số dang lắp đặt tm hấp thụ - ¿5 - 252522223 E2 2 1 1212152 1211k rkee 30a)Không khí lưu động phía trên tam hap thụ - b) Không khí lưu động phía dưới tamhấp thụ - c) Tam hấp thụ với bé mặt gon sóng — d) Tam hap thu duoc gan thêm cánh —e) Không khí lưu động 2 chiều phía trên và dưới tam hap thụ - f) Tâm hap thụ chia làmtừng lớp chồng lên nhau — 8) Bé mặt hấp thụ là 2 tắm lưới đặt song song — h) Bé mặthap thụ là nhiều tam lưới đặt nghiêng ¿+ 256 ES2SE2E+EEEE£ESEEEE2EEEEEEEErrkrrrreee 30Hình 2.3 Góc cao độ của mặt tTỜI C1111 11111011010100 0 2211111111111 1 nen 34Hình 2.4 Góc lệch của mặt trod - - - <3 3311011010131111113 11111011 111111111 3 £rrr 34Hình 2.5 c1 t1 2 12111111111 110111111 111111 1111111111011 01 1111111111111 .110111 1170.0111 35Hình 2.5 Góc tới của hai môi trường trong SUỐT - + 25252 22s+x+£+ze+xerrseseei 39Hình 2.6 Sơ đồ các dạng liên kết âm trong vật liệu - - 2 2 2 2+s+£+£z£zszsceee 43Hình 2.7 Quá trình say lý thUYẾT - - ¿5c S22 32123 1 121911212111 1111 2111111111 cyye 53Hình 2.8 Quá trình sấy thực -¿- S2 S121 3 121211212111 511111111 112111 11110100111 cv 57Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn quá trình say với nhiệt lượng tốn thất lớn hơn nhiệt lượng bồ

Hình 3.4 Giao diện chương trình tinh toán hệ thống say băng phần mềm EES 77Hình 3.5 Giao diện chương trình tính toán bức xạ mặt trỜI ‹ 555555 ss***s+++2 78Hình 3.6 Giao diện chương trình tính toán cho colÏeCfOr «<5 << <<+<<<<+ 78Hình 3.7 Giao diện chương trình tính toán quá trình sấy ¿ - 5 +5+c+cz£s+scs+2 79Hình 4.1 Bản vẽ thiết kế bộ phận thu nhiệt colleCtO ¿ - - + 2 2 2 2+s+£+£z££szxzS+z 82Hình 4.2 Hình phối 3D của bộ phận colleCtOT- ¿+ + 2225252 +*+£+£++s+x+£zsvsee: 83Hình 4.3 Bản vẽ thiết kế bộ phận Q6p cceccccescscsessssesessssessesssessesssessssesessesesesseseseseeseee 84Hình 4.4 Hình phối 3D của bộ phận góp - ¿2 5252222 £E£E+EE£EEeErereerees 84Hình 4.5 Bản vẽ thiết kế ống dan eececcccccssssessssesessssesessssessesesessessscesesesessesessseescseseesesen 85Hình 4.6 Bản vẽ 3D thiết kế Ống dẫn - - + 52562252 SE E221 1911212111211 11121 85Hình 4.7 Hình chiếu đứng của buồng sấy - - ¿©5252 SE 2E£EEvEverererrrrees 86Hình 4.8 Hình phối 3D của buồng sấyy 5+ 6 S222 3E E232 121211121211 1xx 87Hình 4.9 Bản vẽ thiết kế khay sấy ¿55c 3S1 v3 12191121 211111 111111111111 88Hình 4.10 Bản vẽ thiết kế quả cầu hút nhiét 20.0 csesesescscsesesesesssssseseseeeees 89Hình 4.11 Bản vẽ 3D thiết kế quả cầu hút nhiệt - ¿2-5-5 252 2+£+£+£z££szxcs+ẻ 89Hình 4.12 Hình chiếu đứng của hệ thống - ¿2 5252222 2E£E+EE£EEeErersrrees 91Hình 4.13 Hình chiếu bang của hệ thống ¿+ 252252 SE+E+E££E£EEE£EEeEerererrees 92Hình 4.14 Hình cắt của hệ thống - ¿2E 2 SE SE2EEE2 E1 12121511 1252111115111 xe 93Hình 4.15 Hình phối 3D của toàn bộ hệ thong + 22-5 52 222+E£E+EzErreceee 94Hình 4.16 Sơ đồ chế tạo, lắp đặt mô hình - + + + SE EkEkEEEEEEeEererrrrree 95Hinh 4.17 Do dac, Cat 1 ::‹-11755a5 96Hình 4.18 Lap ráp các mặt và chân buông SAY cescscccescssssessesesesesesessesesessesesessesseeesesen 96Hình 4.19 Buồng sấy đã hoàn thành phan tho o.c.c.ccecccseeesessesesescssssssesesssesseseseees 97Hình 4.20 Chế tao và lap giá đỡ khay và hệ thống phân phối khí - 97Hình 4.21 Sơn đen cho buông sAy và dán keo o.ccscscssessssssessssesesscsesessesesessesesesseseseeseeen 98Hình 4.22 Hoàn thiện buông sấy thực tẾ - + +52 2S S23 E215 E5 E121215E5 E51 1E xe 98

Hình 4.27 Bộ phận nhận nhiệt được kết nối với bộ phận góp và tắm kính trong sudt.100Hình 4.28 Chế tạo ống dẫn khí ¿ - - + 25626239 SE 121115 5 1112171111111 111 e 101Hình 4.29 Hoan thiện mô hình chưa có qua cầu hút nhiỆt - s5 s2 ssxzx+ecx£ 101Hình 4.30 Hoàn thiện mồ hình có qua cầu hút nhiỆT -¿ ¿xxx eEsesesxei 102Hình 4.31 Vị trí gắn các cảm biến của hệ thống + + 2 252 52+E+E+££z£szEzesree, 103Hình 4.32 6 động cơ bước chuẩn bị lắp vào damper ¿5-5 2 s+c+cszs+sze: 103Hình 4.33 Thử nghiệm 6 động cơ khiển 6 damper - ¿+25 2s+s+cezs+sze: 104Hình 4.34 Lap thiết bị gia nhiệt và quạt hút - + ¿5-5 + 2 2 +E2E+E+E£££E+EzEeezrzreei 104Hình 4.35 Thiết kế mạch cho bô khiến trung tâm - + 22 2552£+£+£2£2£££xz£zcze: 105Hình 4.36 Chip xử lý tong A2560 5 2S S1 3 1 1 52111112111101 01017111 11010111 1 ty 105Hình 4.37 Điều khiến 6 động co step bằng A4988 - - 5c c2 tt re 106Hình 4.38 Bản mạch thiết kế và thực tẾ chế tạO - - - 6s ksxESx+E£EeEsEskekeesersesed 108Hình 4.39 Hệ thông khiến hoàn thành và lắp lại thành cụm - - <2 5c: 109Hình 4.40 Màn hình hiển thị nhiệt độ từ T I-T6 - + 2 2 5522+£2££E+E£EzEzrrsrereee 109Hình 4.41 Màn hình hiển thị độ âm - - s11 E12 EgEgvgkc gvrvgvseree 110oY 110Hình 4.42 Màn hình điều khiến 6 động cơ bước ¿- ¿2-2 2+2 s+s+k+x+xzxzeeescse 110Hình 4.43 Man hình điều khiển tốc độ quat ccccccescscecsessescsescsesssesesssssseeseseseseeees 110Hình 5.1 Xoài keo sau khi mua VỀ cccccccccccscssescscecesceccscesesceseseeseseescseescseescseeseeseseeseaees 113Hình 5.2 Xoài sau khi thái mỏng sắp khay ¿2-2-5252 S*2E+Ectcverrerrerees 114Hình 5.3 Hình thiết kế thé hiện sự phân phối dòng phân phối khí từ dưới lên 115Hình 5.4 Hình thiết kế thé hiện sự phân phối dòng tác nhân sấy từ trái qua phải .116Hình 5.5 Hình thiết kế thé hiện sự phân phối dòng tác nhân say từ dưới lên và đảochiều trên XUỐng ¿-:- ¿56 5£ E292 121911 1215E121111 211111211111 111 11111111111 T.cyy I17Hình 5.6 Hình thiết kế thé hiện sự phân phối dòng tác nhân say từ trái qua phải và từPIAL Ua tral eee - 118Hình 5.7 Thiết bi đo bức Xa mặt trOi sce cceecescscesececesecesescscecessssevecsceceesevevaceceevacsceceees 119Hình 5.8 Thiết bị đo nhiệt d6 wc cccccccscssscececescssccececececeevscecscecescevscsceceavacacecsssevacseeceees 119

Hình 5.11 Hiền thị nhiệt độ và độ âm từ cảm biến 6 6+3 EsEsEseseseree 121Hình 5.12 Biểu đỗ so sánh nhiệt độ ra khỏi collector lý thuyết với thực tế thí nghiệm

¬ 124Hình 5.13 Đồ thị biểu diễn sự thay đối khối lượng trong lúc sấy -: 126Hình 5.14 Đồ thị biểu diễn độ âm thực tế và ý thuyết của vật liệu sấy 127Hình 5.15 Vật liệu (xoài) trước khi sấy - + S621 3 2E 121215111 111111 xe 127Hình 5.16 Vật liệu (xoài) sau khi sây ¬— 127Hình 5.17 Đồ thị độ âm xoài say của DLTN va say DLTN có quả cau hút nhiệt 130Hình 5.18 Đồ thị biểu diễn độ âm xoài sấy với tốc độ 0,5m/s và khoảng cách giữa 23m19 0 131Hình 5.19 Đồ thị biểu diễn độ âm xoài sấy với tốc độ 0,5m/s và khoảng cách giữa 230009 1 - 132Hình 5.20 Đồ thị biểu diễn độ am xoài sấy với tốc độ 1m/s và khoảng cách giữa 2 khayTC CQ Q0 HH HT TH TH TT c0 0 00 0685 E6 133Hình 5.21 Đồ thị biểu diễn khối lượng nước tách được va độ 4m sản phẩm say 134Hình 5.22 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ âm theo tốc độ gió ở khoảng cách giữa 2Kay SCM 0 135Hình 5.23 Đồ thị biểu diễn sự thay đối độ âm theo tốc độ gió ở khoảng cách giữa 230009 0 136Hình 5.24 Đồ thị biểu diễn sự thay đối độ 4m theo khoảng cách giữa 2 khay ở tốc độ0A 136Hình 5.25 Đồ thị biểu diễn sự thay đối độ 4m theo khoảng cách giữa 2 khay ở tốc độ

ÏITI/S C00000 000110 HH TH ng cu TH cu TH HH 000 E00 56 137Hình 5.26 Biéu đồ thể hiện sự chênh lệch nhiệt độ tại các vị trí khảo sát 139Hình 5.27 Đồ thị thé hiện sự đồng đều về khối lượng sản phẩm say ở từng khay say 140Hình 5.28 Hình ảnh trước khi Say - ¿6-5522 3x E3 2121111211111 11 11x 140

XIX

Bang 1.1 Số liệu về bức xạ mặt trời tại Việt Nam wo.eccceccescsseeesescscsessesesessseeeeseees 5Bang 1.2 Bảng tóm tat thành phan hóa học có trong quả xoài [22] - 25Bang 2.1 Thông số cơ ban của các loại vật liệu thường được dùng để làm tắm hấp thụ

¬ 31Bang 2.2 Thông số co bản của một vài vật liệu thường được dùng dé làm tam phủ 32Bang 3.1 Các thành phan cường độ bức xạ đến bề mặt khảo sát - - +: 68Bang 3.2 Bảng giá trị lượng bức xạ mặt trời (lý thUyẾt) - ¿5-5 2 2 cs+c+sszscsee 70Bảng 3.3 Bảng giá trị lượng bức xạ mặt trời (thực tế) từ 9h30 đến 15h30 ngày

01200725 70Bảng 5.1 Bảng tóm tắt nội dung thử nghiệm cần tiến hành - 2 55-5+ 112Bang 5.2 Bảng thông số thiết bị đo mô hình - ¿5-5 25525252 2*+E+£££szxvzrxesee 121

Bảng 5.3 Kết quả thực nghiệm nhiệt độ môi trường, nhiệt độ ra khỏi collector lý thuyết

tính bang phần mềm EES và thực tế của say ĐLTN ngày 16/06/2017 123Bảng 5.4 Kết quả thực nghiệm độ am thực tế và lý thuyết của các khay của xoài ngày

7/7200 124Bang 5.5 Bảng kết qua thực nghiệm nhiệt độ ở 1/3 Hạ, , 2/3 Hạ, và ra khỏi buông saycủa say DLTN va say DLTN có quả cầu hút nhiệt ngày 09/06/2017 - 128Bang 5.6 Đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi nhiệt độ 1/3 Hy , 2/3 Hạ, và ra khỏi buồngsay của say DLTN va say ĐLTN có quả cầu hút nhiỆt 2-5-5 5525 £s5s+scc+2 129Bang 5.7 Bảng kết quả thực nghiệm khối độ âm sản phẩm say của DLTN va say DLTNcó quả cầu hút nhhiỆ( - - + SE 9E SE 2E E919 5 5 1111511152111 111511 1111115110111 T1 0 Hy 129Bảng 5.8 Kết quả thực nghiệm khối lượng nước tách được và độ 4m xoài say với tốcđộ 0,5m/s và khoảng cách giữa 2 khay 5€M <1 19011 199951 kg ke 130Bang 5.9 Kết quả thực nghiệm khối lượng nước tách được va độ âm xoài say với tốcđộ 0,5m/s và khoảng cách giữa 2 khay IÚCm 25555311 32511 ke 131

Bảng 5.12 Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của tốc độ gió đến độ âm xoài ở khoảngcách giữa 2 Khay 5CIm .- - «G000 0 nọ 134Bảng 5.13 Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của tốc độ gió đến độ âm xoài ở khoảngcách giữa 2 khay CI - << << 1 90000 0 0 nọ 135Bảng 5.14 Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của khoảng cách giữa 2 khay đến độ amxoài ở tốc độ (,5Im/S - cv 9111211115 51111101111 1111111110 11111111111 1H11 ng net 136Bảng 5.15 Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của khoảng cách giữa 2 khay đến độ âmxoài ở tốc AO Í Im/S óc s xxx 5111911115 5113119111 5 11119111101 11 1101191 110111 rke 137Bang 5.16 Kết quả thực nghiệm giá trị nhiệt độ trung bình của các điểm trong buôngsay ngày 12/06/2017 và ngày 14/06/2(017 ¿52 +22 e2t9E2E 1511212111211 11211 xeeg 138Bảng 5.17 Bảng kết quả thực nghiệm độ âm từng khay ngày 12/06/2017 và ngày

14/0/20 ÏÏ7 Họ v0 139Bang 6.1 Bang số liệu nhiệt độ tại các vị trí trong ngày có bức xạ mặt trời tỐt 143Bảng 6.2 Bảng số liệu nhiệt độ tại các vị trí trong ngày có bức xạ mặt trời trung bình

xxI

CHƯƠNG 1: TONG QUAN DE TÀI1.1 Tổng quan về say năng lượng mặt trời

1.1.1 Giới thiệu về sấy năng lượng mặt trời.Ngày nay, khoa học công nghệ phát triển kéo theo sản phẩm nông nghiệp như tráicây, rau qua, được sản xuất ra ngày càng nhiều Khi việc sản xuất thuận lợi và đượcmùa thì cung sẽ vượt quá cầu, dẫn đến việc lưu trữ sản phẩm thời gian dài là một tháchthức Bởi vì, nếu lưu trữ thời gian dài phải đối mặt với các khó khăn như sau: chất lượngsản phẩm giảm xuống rất nhanh, sản phẩm bị các động vật gam nhắm, côn trùng, nam, phá hoại Từ rat xa xưa, con người đã biết đến cách dùng tia năng mặt trời dé làm khôhạt lúa để bảo quản được thời gian dài Vào mùa vụ thì cây lúa được thu hoạch rộ lên dẫnđến giá thành của nó bị giảm đáng kể, chính vì thế việc trữ lúa dé bảo quan là rất cầnthiết

Tương tự như cây lúa, các loại rau quả và trái cây cũng chín và thu hoạch theo vụmùa Các loại trái thu hoạch theo mùa như: chôm chôm, nhãn, vải thiểu, hành, càchua cũng rất cần thiết dé lưu trữ và sử dung lâu dài Với việc trữ và sử dụng được lâudài, việc xuất khâu ra nước ngoài sẽ rat dé dang, nó sẽ làm tăng giá trị lên gấp bội phan.Nhưng các loại rau quả và trái cây thì không thể chỉ sử dụng tia năng mặt trời chiếu trựctiếp mà phải có những cách thức và phương pháp lưu trữ khác nhau để bảo quản chúng tốthơn.

Hình 1.1 Sản phẩm sau khi được sdy bằng phơi trực tiếp bức xạ mặt trời

Để giúp việc lưu trữ lâu và không làm hỏng sản phẩm từ những năm 1960-1970đã có những nghiên cứu về sấy [10] Tuy nhiên công nghệ sấy lúc này còn khá thô sơ vàđơn giản Cùng theo thời gian ngoài việc lưu trữ sản phẩm để phục vụ trong thôn, xã,vùng thì việc xuất khâu những sản phẩm nông sản giá trị cao cũng được chú ý đến.Công nghệ sấy ngày một phát triển nhưng quá trình sấy thường sử dụng năng lượng lớndẫn đến tốn nhiều chi phí cho nên việc tận dụng năng lượng mặt trời để sây là mộtphương án rất đáng được xét đến Việc làm sao để tận dụng tốt nhất nguồn năng lượng táitạo từ mặt trời để giảm chi phí trong quá trình sấy là một thách thức Sau nhiều thập kynghiên cứu có rất nhiều mô hình cũng như nghiên cứu thực nghiệm đã được công bố[10].[11] Trên thé giới đã nghiên cứu va phát triển những mô hình say bang năng lượngmặt trời từ những năm 1980[10].Vay Việt Nam có điều kiện như thé nào dé có thé nghiêncứu hệ thống sây năng lượng mặt trời Phần tiếp theo tác giả sẽ giới thiệu về điều kiện địalý Việt Nam

1.1.2 Điều kiện địa lý Việt Nam.1.1.2.1 Vị trí địa lý phía nam.Đối với các nước thuộc khu vực vùng xích đạo, nhiệt đới, cận nhiệt đới thì tiềmnăng sử dụng nguồn năng lượng mặt trời là rất khả quan O những khu vực nay,lượng bức xạ trung bình năm luôn luôn đạt trên ngưỡng 4 kWh/m”/ngày [20]

oo 2

a

|

g3 Ss & _= ¿® xe ` ý eo „# ® ,@ Po 4€

Hình 1.2 Lượng bức xạ trung bình của một số quốc gia có đặt tính khí hậu giống hoặc

gan giống Việt Nam [20]Xét vé phía nam Việt Nam thì do nam từ dưới vi tuyén 17, bức xạ mặt trời khôngchỉ nhiều mà còn rất Ôn định trong suốt thời gian của năm, giảm khoảng 20% từ mùa khôsang mùa mưa Số giờ nắng trong năm ở miền Bắc vào khoảng 1500-1700 giờ trong khi ởmiền Trung và miền Nam Việt Nam, con số này vào khoảng 2000-2600 giờ mỗi năm

1.1.2.2 Điều kiện sử dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam.a Số gid năng ở các vùng

- Các tinh ở phía Bac (từ Thừa Thiên — Huế trở ra) bình quân trong năm cóchừng 1800 — 2100 giờ nang Trong đó các vùng Tây Bắc (Lai Châu, Sơn La, Lào Cai)và vùng Bắc Trung Bộ (Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh) được xem là những vùng có nắngnhiều

- Các tỉnh ở phía Nam (từ Đà Nẵng trở vào), bình quân có khoảng 2000 — 2600

giờ nang, lượng bức xạ mặt trời tăng 20% so với các tỉnh phía Bắc O vùng này, mặt trờichiếu gần như quanh năm, ké cả vào mùa mưa Do đó, đối với các địa phương ở NamTrung bộ và Nam bộ, nguồn bức xạ mặt trời là một nguồn tài nguyên to lớn dé khai thácsử dụng.

b Lượng bức xạ ở các vùng

Việt Nam có nguồn năng lượng mặt trời dồi dào cường độ bức xạ mặt trời trung

bình ngày trong năm ở phía bắc là 3,69 kWh/m/ngày và phía nam là 5,9 kWh/m/ngày

Lượng bức xạ mặt trời tùy thuộc vào lượng mây và tầng khí quyền của từng địa phương,giữa các địa phương ở nước ta có sự chênh lệch đáng kế về bức xạ mặt trời Cường độbức xạ ở phía Nam thường cao hơn phía Bắc Cụ thể trong đó:

- Vùng Tây Bắc: Nhiều nắng vào các tháng 8 Thời gian có năng dài nhất vàocác tháng 4,5 và 9,10 Các tháng 6,7 rất hiếm nang, mây va mưa rất nhiều Lượng tong xatrung bình ngày lớn nhất vào khoảng 5,234 kWh/m/ngày và trung bình trong năm là3,489 kWh/m7/ngay Vùng núi cao khoảng 1500m trở nên thường ít nắng Mây phủ vamưa nhiều, nhất là vào khoảng tháng 6 đến tháng 1 Cường độ bức xạ trung bình thấp (<3,489 kWh/m7/ ngày)

- Vùng Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ: Ở Bắc Bộ, năng nhiều vào tháng 5 Còn ởBắc Trung bộ càng đi sâu về phía Nam thời gian nắng lại càng sớm, nhiều vào tháng 4.Tổng bức xạ trung bình cao nhất ở Bắc Bộ khoảng từ tháng 5, ở Bắc Trung Bộ từ tháng4 Số giờ năng trung bình thấp nhất là trong tháng 2 3 khoảng 2h/ngày, nhiễu nhất vàotháng 5 với khoảng 6 — 7h/ngày và duy trì ở mức cao từ tháng 7.

- Vùng Trung Bộ: Từ Quảng Trị đến Tuy Hòa, thời gian nang nhiều nhất vàocác tháng giữa năm với khoảng 8 — 10h/ngay Trung bình từ tháng 3 đến tháng 9, thờigian nang từ 5 — 6 h/ngày với lượng tong bức xạ trung bình trên 3,489 kWh/m”/ngày (cóngày đạt 5,815 kWh/m”/ngày)

- Vùng phía Nam: Ở vùng này, quanh năm dồi dào nắng Trong các tháng 1, 3,4 thường có nang từ 7h sáng đến 17h Cường độ bức xạ trung bình thường lớn hơn 3,489

kWh/m”/ngày Đặc biệt là các khu vực Nha Trang, cường độ bức xạ lớn hon 5,815

kWh/m7/ngay trong thời gian 8 tháng/năm

Dưới đây là bang sô liệu vê lượng bức xạ mặt trời tại các vùng miên nước ta.

HVTH: PHAN HỮU LỰC Trang 4

MSHV: 1570318

Bang 1.1 Số liệu về bức xạ mặt trời tại Việt Nam

Vùng Giờ nang trong Cường độ Ứng dụng

năm BXMT

Đông Bắc 1600 — 1750 33—4.1 Trung bìnhBắc Trung Bộ 1700 — 2000 46-52

vực phía Nam, ở khu vực phía bắc thì lượng bức xạ mặt trời nhận được là ít hơn Lượngbức xạ mặt trời giữa các vùng miễn là khác nhau và nó cũng phụ thuộc vào từng thángkhác nhau [20].

Với lượng bức xạ như thế Việt Nam rất thích hợp để sử dụng trong lĩnh vực sấycác sản phẩm từ nông nghiệp, nông sản, thủy san, Dé hiểu thêm về lĩnh vực sấy thì phantiếp theo sẽ trình bày khái quát về nguyên lý của hệ thong say băng năng lượng mặt trờiđã có trên thế giới và ở Việt Nam

1.2 Các phương pháp sấy năng lượng mặt trời và công trình nghiên cứu có liênquan trên thế giới

Theo [10] thi say sử năng lượng mặt trời chia làm 2 nhóm chính: say tự nhiên vàsay năng lượng mặt trời Ta sẽ tìm hiểu về sấy năng lượng mặt trời còn say tự nhiên thikhông dé cập đến trong dé cương này Trên thế giới hiện nay có nhiều phương pháp saynăng lượng mặt trời nhưng chủ yếu được phân chia ra làm 2 nhóm chính đó là: sấy năng

Ngoài ra dựa vào cách thức tiếp nhận bức xạ mặt trời chia làm ba loại chính: loạinhận bức xạ trực tiếp, loại nhận bức xạ gián tiếp và loại kết hợp cả hai vào sản phẩm sấy.

Đối với say năng lượng mặt trời kiểu chủ động thì trên co bản cũng giống như saynăng lượng mặt trời kiểu thụ động nhưng có phan khác là có thêm một quạt dé cưỡng bứcdòng không khí nóng qua sản phẩm sấy

Sấy năng lượng mặt trời

HVTH: PHAN HỮU LỰC Trang 6

MSHV: 1570318

1.2.2.1 Bức xạ mặt trời chiếu trực tiếp vào sản phẩm sấy.Quy luật hoạt động của sây năng lượng mặt trời bức xạ trực tiếp vào sản phẩmsay được minh họa như bên dưới Không khí ngoài trời vào từ bên dưới buồng sấy sau đóđi qua sản phẩm say và thoát ra ngoài qua lỗ thoát bên trên như trong hình Tia bức xạmặt trời sẽ đi xuyên qua lớp kính bao phủ và đến làm nóng sản phẩm sấy, một phần bịphản xa lại ra môi trường Khi tia bức xạ đến sản phẩm say thì sản phâm say hap thụ nhiệtvà nóng lên, tia bức sóng ngắn chuyển bức sóng dài không xuyên qua lớp kính Những tianay được giữ trong buông say nhờ lớp kính trong suốt Một phan tia bức xạ đã xuyên qualớp kính lại bị phản chiếu ra bên ngoài Sản phẩm sấy nhận được lượng nhiệt làm khôngkhí xung quanh nó cao hơn va thấp dan lên tới lỗ thoát Do sự chênh lệch nhiệt độ bêntrong buông sấy và bên ngoài môi trường nên có sự ĐLTN, tạo ra dòng chuyển độngkhông khí từ phía dưới lên phía trên buông say.

Bức xạ bứcsống ngăn Nhiệt mắt mát -

đối lưu thấp Tâm phủ,

Ôngkhóái ==†=Tấm hấp thụ bề mặt

- Tốc độ loại bỏ âm trong sản phẩm sấy tương đối chậm.- Giới hạn công suất nhỏ, phạm vi ứng dụng nhỏ

- Nhiệt độ sây từ năng lượng mặt trời không đạt được như mong muon củanhiệt độ đê sây sản phâm.

HVTH: PHAN HỮU LỰC Trang 8

MSHV: 1570318

Khay lưới thep chứanông sẵn

Buồng sấy ——†-.⁄ Cửa đưa san phẩm

% Không khi vào qua

Hình 1.7 Cầu tạo của hệ thông bức xạ mặt trời chiếu gián tiếp vào sản phẩm sấy [10]Hệ thống say năng lượng mặt trời thụ động bức xạ gián tiếp vào sản phẩm sấy

nhận ánh sáng trực tiếp nữa mà thay vào đó là có thêm một bộ phận hấp thụ nhiệt Bộphận này được kết nối với buông say Ở bộ phận hấp thụ nhiệt, bức xạ mặt trời sẽ đượchap thụ và không khí nóng sẽ đi xuyên qua sản phẩm sấy, lay đi âm chứa trong sản phẩmsay Sau đó, không khí với độ âm cao được thoát ra ngoài ở ống khói Vì bức xạ nănglượng mặt trời không tác động trực tiếp lên nông sản, sản phẩm nên quá trình carame hóavà ton thương cục bộ không xảy ra Hệ thống sấy này cũng được dé nghị áp dụng chungcho những trái cây và hàng hóa dễ bị biến đổi thành phan vitamin, màu sắc và sắc tố củasản phẩm.

- Ưu điểm: Máy sây năng lượng mặt trời kiểu thụ động gián tiếp có nhiệt độhoạt động cao hơn máy say bức xạ trực tiêp vào sản phâm say.

- Nó có thé tạo ra sản phẩm chất lượng cao hơn Đề đạt được đều đó thì phảikết hợp với sấy theo nhiều lớp

- Nhược điểm: là sự biến động của nhiệt độ không khí, do đó làm cho nó khódé duy trì điều kiện vận hành 6n định trong buông sấy Hệ thông sấy thụ động trực tiếpkhó khăn trong déu kiện vận hành khi có nông sản và không có nông sản ở trên nhữngkhây chứa, và khi trong giai đoạn chuyển động của sản phẩm Máy sấy thụ động loại giántiếp có hiệu quả tốt hơn nhờ thành phần cấu tạo được thiết kế với hiệu suất tối ưu hơn[10] Tuy nhiên, nó có cấu trúc tương đối phức tạp, yêu cầu đầu tư cơ bản nhiều hơn vềthiết bị và chi phí vận hành nhiều hơn so với máy sấy thụ động loại

HVTH: PHAN HỮU LỰC Trang 10

MSHV: 1570318

Hình 1.9 Hệ thong sấy năng lượng mặt trời thụ động kết hợp trực tiếp và gián tiép[ 10].

Hệ thống này là sự kết hợp của hai hệ thống trên Bức xạ mặt trời chiếu trực tiếpvào sản phẩm say trong buông say, tam hap thụ nhiệt và cũng có thé ống khói Tam hapthụ nhiệt làm nóng không khí xung quanh, không khí trong tắm hấp thụ nhiệt có nhiệt độvà áp suất cao hơn sẽ duy chuyển đến buông say chứa sản phẩm say có nhiệt độ và áp suấtthấp hon Sau đó không khí sau khi đã lay được độ 4m của sản phẩm sẽ thoát ra ngoài ởống khói

1.2.3 Say năng lượng mặt trời kiểu chú động (DLCB)Say năng lượng mặt trời kiểu chủ động có nguyên lý và cau tạo tương tự như saynăng lượng mặt trời kiểu thụ động Nhưng ở hệ thống sấy này sẽ được gắn thêm quạt đểkhông khí DLCB trong buông say Không khí nóng được DLCB sẽ làm tăng kha năngtrao đối nhiệt và âm trong buông sấy, giúp quá trình say diễn ra một cách dễ dàng, nhanhchóng hơn và kiểm soát quá trình tốt hơn Ở kiểu say nay, cũng bao gồm ba phương thứcsay giống hoàn toàn say năng lượng mặt tro kiểu thụ động

1.2.3.1 Bức xạ mặt trời chiếu trực tiếp vào sản phẩm sấy.Thiết bị sây năng lượng mặt trời trực tiếp chủ động này nhận bức xạ trực tiếp từmặt trời để làm nóng vật liệu sấy

Vật liệu sây được đặt trên sàn hoặc khung của thiết bị say, bức xa mặt trờichiếu trực tiếp vào vật liệu say bằng cách xuyên qua kính phủ trong suốt Sự trao đôi nhiệtdiễn ra nhanh hơn nhờ quạt cưỡng bức Lớp kính trong suốt bao phủ giúp nâng cao chấtlượng vệ sinh, ngăn ngừa côn trùng , động vật,

HVTH: PHAN HỮU LỰC Trang 12

MSHV: 1570318

Hình 1.10 Nguyên lý lưu thông không khí trong hệ thong sấy năng lượng mặt trời chủ

động bức xạ truc tiếp vào sản phẩm say [11].1.2.3.2 Bức xa mặt trời chiếu gián tiếp vào san phẩm sayNgược lại với loại trên, thiết bị loại này sử dụng năng lượng mặt trời ở dạng giántiếp Không khi được đun nóng đến nhiệt độ nhất định nhờ collector thu năng lượng từmặt trời, sau đó không khí này được thôi vào buông sấy nhờ quạt Trong buông sấy cónhiều tầng (khay) để chứa vật liệu sấy, không khí nhả nhiệt và nhận âm sau đó thoát rangoài.

Hình 1.11 Nguyên lý hoạt động của sây năng lượng mặt trời kiều chủ động bức xạ gián

tiếp

Hình 1,12 Mô hình thực nghiệm say đậu xanh và dứa ở Chennai, India (Ấn độ).[14]1.2.3.3 Bức xạ mặt trời chiếu kết hợp trực tiếp và gián tiếp vào sản phẩm sayNguyên lý hoạt động: quạt thoi không khí thông qua tam collector, tại đây khôngkhí được nung nóng đến nhiệt độ yêu cầu sau đó đưa đến buông sấy Vật liệu sấy trongbuông được làm nóng lên một phan nhờ năng lượng mặt trời chiếu trực tiếp vào buôngsay Tại buông say không khí nha nhiệt cho vật liệu sấy và nhận 4m vào được đưa rangoài qua cửa thoát [10].

Hình 1.13 Hệ thông say nang lượng mặt troi chu động bức xạ loại kết hop

MSHV: 1570318

- Ưu điểm:+ Giảm sự tác động của nhiệt độ lên vật liệu say.+ Cải thiện được tốc độ sấy.

- Nhược điểm:+ Các tia bức xạ mặt trời (UV) có thể gây hại và làm giảm chất lượng vật

Kính

ow

- " Khay sayBộ phận điêu chỉnh

Cách nhiệt

Tắm hap thu

.Chân kim loại

Kính bao phủ | /

Khong khi vao

Hình 1.15 Mô hình thực tế sấy man cách 460 km hướng tây của Kunming, China.[15]

Hình 1.16 Mô hình thực nghiệm sdy ớt đỏ và nho ở tại trung tâm nghiên cứu công nghệ

năng lượng ở Borj Cedria của Tunisia (Bắc Phi).[ 16]1.3 Các phương pháp say năng lượng mặt trời trong nước

1.3.1 Những đề tài nghiên cứu khoa học, luận văn có liên quan đến sấy nănglượng mặt trời.

1.3.1.1 Thiết kế và xác định các thông số công nghệ của hệ thống sấy một sốnông sản và dược liệu bằng năng lượng mặt trời — luận văn tốt nghiệp thạc sĩ củaNguyễn Van Hap, trường đại học Bách Khoa Tp.HCM.[18]

Cách nhiệt

Tấm phi = ui

Tấm hấp thụ

Hình 1.17 Cầu tạo chính của mô hình sấy tác giả Nguyễn Van Hap

HVTH: PHAN HỮU LỰC Trang 16

MSHV: 1570318

- Độ am sây vật liệu cuối cùng đạt yêu cầu đề ra.- Chất lượng sản phẩm có màu sắc tươi, độ khô đồng đều.- Màu sac của sản phẩm sấy ít biến doi.

- Đạt được các yêu cầu về sản phẩm sấy.1.3.1.2 Nghiên cứu hệ thong say hi tiếu bang năng lượng mat trời kết hợpvới trau — luận văn tốt nghiệp thạc sĩ của Đặng Văn Bên, trường đại học Bách KhoaTp.HCM Mô hình thực nghiệm nghiên cứu sấy năng lượng mặt trời DLCB kiểu bứcxạ gián tiếp Mô hình này kết hop với lò đốt trau [19]

Hình 1.19 Mô hình thực nghiệm sấy hủ tiéu bằng năng lượng mặt trời kết hợp hóa trấu

khí.

- Bánh hủ tiéu sau khi sây đạt chất lượng tốt và hợp vệ sinh thực phẩm.- Lượng trau tiêu hao Ikg/mẻ, ít hơn 2kg/mé-4kg/mé nếu không dùng sấy nănglượng mặt trời.

- Nhiệt độ đạt được thất hơn so với lý thuyết.1.3.1.3 Máy sấy kết hợp năng lượng mặt trời và lò hơi sử dụng biomass đểsây cà phê, nông sản và hải sản, Mai Thanh Phong ở trường đại học Bách Khoathành phó Hỗ Chí Minh

Sơ đồ tóm gon máy say năng lượng mặt troi va biomass

Máy sdy năng lượng mặt trời kết hợp với lò hơi sử dung biomass

HVTH: PHAN HỮU LỰC Trang 18

MSHV: 1570318