Ứng dụng tấm bán dẫn peltier để điềuhòa nhiệt độ nước chobể cá

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN i NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN ii TÓM TẮT Tên đề tài: Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá Sinh viên thực hiện: Nguyễn Viết Thiết Số thẻ SV: 10412012 Lớp: 12N2 Nội dung tóm tắt: Chương 1: Giới thiệu đề tài ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá Nói mục đích, nhiệm vụ đề tài giới thiệu đặc điểm cá, phương pháp điều hòa nhiệt độ cho bể cá giới thiệu bán dẫn peltier Chương :Tính cân nhiệt cho bể cá Ở chương tính toán tổn thất nhiệt để từ xác định suất lạnh yêu cầu hệ điều hòa từ làm sở để chọn công suất cho thiết bị Chương : Thành lập tính toán sơ đồ điều hòa Thành lập sơ đồ điều hòa cho hệ để từ định hình nguyên lý hoạt động hệ dựa vào công suất yêu cầu hệ điều hòa hiệu suất bán dẫn để tính toán công suất bán dẫn Chương 4: Tính chọn bán dẫn thiết bị phụ Chọn bán dẫn dựa vào công suất yêu cầu loại có thị trường Để từ tính toán thiết bị phụ bơm quạt Chương : Tự động trì nhiệt độ cho bể cá Dựa vào sơ đồ điều hòa mà thiết kế mạch điện để trì, tự điều chỉnh nhiệt độ cho bể cá iii ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT-ĐIỆN LẠNH NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Viết Thiết Lớp:12N2 Số thẻ sinh viên: 104120128 Khoa: Công nghệ nhiệt-điện lạnh Ngành: Kỹ thuật nhiệt Tên đề tài đồ án: Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá Các số liệu liệu ban đầu: o Nhiệt độ nước yêu cầu: 270C o Nhiệt độ không khí : Mùa hè: 400C Mùa đông: 100C o Thể tích bể thiết kế: V = 36 lít Nội dung phần thuyết minh tính toán: o Giới thiệu đề tài ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá o Tính cân nhiệt cho bể cá o Thành lập tính toán sơ đồ điều hòa o Tính chọn bán dẫn thiết bị phụ o Tự động điều chỉnh nhiệt độ nước cho bể Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): Họ tên người hướng dẫn: T.S Thái Ngọc Sơn Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 02/2017 Ngày hoàn thành đồ án: 06/2017 Đà Nẵng, ngày 26 tháng 05 năm 201 Trưởng Bộ môn …………………… Người hướng dẫn iv Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá LỜI NÓI ĐẦU Nước ta nước nằm vùng khí hậu nhiệt đới Do điều hoà không khí chiếm vị trí quan trọng cho người lẫn vật nuôi Khi mà đời sống kinh tế nâng cao nhu cầu điều hoà cao Mục đích việc điều hoà không khí tạo môi trường vi khí hậu thích hợp cho điều kiện sinh lý người sinh vật giúp cho thích nghi tốt với biến đổi môi trường Với đề tài ‘’Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá’’sau tìm hiểu tiến hành làm đồ án, với hướng dẫn tận tình hướng dẫn đề tài đem lại cho em kiến thức bổ ích kinh nghiệm cho công việc tương lai sau Trong suốt trình làm đồ án với nổ lực thân với hướng dẫn tận tình thầy: TS.Thái Ngọc Sơn thầy cô khác khoa, đến đồ án em hoàn thành Trong thuyết minh em cố gắng trình bày cách trọn vẹn mạch lạc từ đầu đến cuối nhiên vài sai sót, phần kiến thức hạn chế tài liệu không đầy đủ nên không tránh khỏi Vì em mong muốn có bảo quý báu thầy Em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, tháng năm2017 Sinh viên thực Nguyễn Viết Thiết SVTH: Nguyễn Viết Thiết GVHD: TS Thái Ngọc Sơn Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng hướng dẫn khoa học TS Thái Ngọc Sơn Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa công bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Nếu phát có gian lận xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung đồ án Trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền gây trình thực (nếu có) Sinh viên thực Nguyễn Viết Thiết SVTH: Nguyễn Viết Thiết GVHD: TS Thái Ngọc Sơn Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN i NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN ii TÓM TẮT iii NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv LỜI NÓI ĐẦU CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG TẤM BÁN DẪN PELTIER VÀO ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ NƯỚC CHO BỂ CÁ 10 1.1 Tính cấp thiết đề tài 10 1.2 Cá ảnh hưởng thay đổi nhiệt độ đến cá 10 1.2.1 Cá 10 1.2.2 Các ảnh hưởng thay đổi nhiệt độ đến cá 14 1.2.2.1Hệ miễn dịch cá 14 1.2.2.2Ảnh hưởng đến khả chuyển hóa thể 15 1.3 Các giải pháp điều hòa nhiệt độ nước bể cá 16 1.3.1 Sử dụng thiết bị sưởi điện trở để sưởi ấm bể cá 16 1.3.2 Sử dụng máy điều hòa làm lạnh nước chu trình nhiệt 17 1.4 Giới thiệu bán dẫn peltier( hay nhiệt điện, sò lạnh) 17 1.4.1 Cấu tạo 17 1.4.2 Nguyên lý hoạt động bán dẫn 18 1.5 Ứng dụng bán dẫn 19 1.6 Các thông số tính toán toán 20 CHƯƠNG 2: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT CHO BỂ CÁ CÁNH 21 SVTH: Nguyễn Viết Thiết GVHD: TS Thái Ngọc Sơn Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá 2.1 Phương trình cân nhiệt 21 2.2 Tính toán hệ số truyền nhiệt kết cấu bao che 21 2.2.1 Cấu trúc kết cấu bao che 21 2.2.2 Xác định hệ số truyền nhiệt kết cấu bao che 21 2.2.2.1 Xác định hệ số truyền nhiệt kính bao bể cá 22 2.2.2.2 Xác định hệ số truyền nhiệt đáy bể cá 35 2.3 Tính cân nhiệt 36 2.3.1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1 36 2.3.2 Dòng nhiệt qua bề mặt thoáng bể Q2 38 2.3.3 Dòng nhiệt tỏa từ thiết bị chiếu sáng, trang trí Q3 38 2.3.4 Tổng tổn thất nhiệt 39 CHƯƠNG 3: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA 40 3.1 Thành lập sơ đồ tính toán 40 3.1.1 Cơ sở thiết lập sơ đồ điều hòa 40 3.1.2 Sơ đồ 40 3.1.3 Nguyên lý hoạt động 41 3.2 Tính toán suất bán dẫn 41 3.2.1 Công suất bán dẫn 41 3.2.2 Kết tính toán 42 CHƯƠNG 4: TÍNH CHỌN TẤM BÁN DẪN VÀ THIẾT BỊ PHỤ 43 4.1 Lựa chọn bán dẫn 43 4.2 Thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt 44 4.3 Tính chọn bơm, quạt giải nhiệt cho bán dẫn 44 4.3.1 Cơ sở lý thuyết 44 4.3.1.1 Tính chọn đường kính ống: 45 4.3.1.2 Tính trở lực 45 4.3.1.3 Tính chọn bơm, quạt cho mạng nhiệt 48 4.3.2 Tính chọn bơm chọn bơm 49 4.3.2.1 Lưu lượng nước tuần hoàn 49 4.3.2.2 Tính tổn thất áp suất 49 4.3.2.3 Tính chọn bơm 50 4.3.2.4 Chọn bơm 51 4.3.3 Chọn quạt 51 SVTH: Nguyễn Viết Thiết GVHD: TS Thái Ngọc Sơn Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá 4.4 Chọn tính kiểm tra tản nhiệt cho bán dẫn peltier 51 4.4.1 Chọn tản nhiệt cho bán dẫn peltier 51 4.4.2 Tính kiểm tra tản nhiệt bán dẫn peltier 52 CHƯƠNG 5: TỰ ĐỘNG DUY TRÌ NHIỆT ĐỘ NƯỚC CHO BỂ 57 5.1 Sơ đồ mạch điện 57 KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 SVTH: Nguyễn Viết Thiết GVHD: TS Thái Ngọc Sơn Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Hình 1: Hình ảnh bể cá 10 Hình 2: Thiết bị sưởi bể cá 16 Hình Máy điều hòa sử dụng chu trình nhiệt 17 Hình 4: Sự kết nối bán dẫn bán dẫn 18 Hình 5: Cấu tạo bán dẫn peltier 18 Hình 6: Tấm bán dẫn peltier 19 Hình 7: Kết cấu bể cá 20 Hình 8: Truyền nhiệt qua kính 22 Hình 9: Truyền nhiệt qua kính 33 Hình 10: Kết cấu bể cá 37 Hình 11: Sơ đồ nguyên lý hoạt động 40 Hình 12: Bố trí thiết bị trao đổi nhiệt 44 Hình 13: Cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt 49 Hình 14: Tấm tản nhiệt bán dẫn peltier 52 Hình 15: bố trí tản nhiệt bán dẫn peltier 52 Hình 16: Kết cấu cánh tản nhiệt 53 Hình 17: Sơ đồ bố trí mạch điện 57 Bảng 1: Diện tích mặt bể cá 37 Bảng 2: Các loại bán dẫn peltier 43 Bảng 3: Tính chọn tốc độ cho môi chất 45 Bảng 4: Hệ số KTN 46 Bảng 5: Hệ số trở lực cục 47 Bảng 6: Thông số kỹ thuật quạt 51 SVTH: Nguyễn Viết Thiết GVHD: TS Thái Ngọc Sơn Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá + ∆𝑝𝑚 = 𝜆 𝜌𝜔2 , (N/𝑚2 ) áp suất để khắc phục trở lực ma sát môi chất 𝑑 chảy ổn định ống thẳng, l(m) chiều dài ống, 𝑑 (𝑚) = ống, 𝜆 hệ số ma sát thủy lực, 𝜌𝜔2 𝜌𝜔2 4𝑓 𝑢 đường kính động dòng chảy 𝜌2 𝑙 + ∆𝑝𝑐 = 𝜉 = 𝜆 𝑡𝑑, (N/𝑚2 ) áp suất để khắc phục trở lực cục 2 𝑑 chi tiết, với ξ hệ số trở lực cục bộ, 𝑙𝑡𝑑 (m) chiều dài tương đương, chiều dài ống thẳng có trở lực trở lực cục chi tiết + ∆𝑝ℎ = fgh (N/𝑚2 ) áp suất để nâng chất lỏng lên cao khắc phục áp suất thuỷ lực, với ρ (kg/𝑚3 ) khối lượng riêng chất lỏng, g = 9,81 m/𝑠 ), h(m) chiều cao nâng chất lỏng cột chất lỏng + ∆𝑝𝜔 = độ ω(m/s) 𝜌𝜔2 (N/𝑚2 ) áp suất động lực học, cần để tạo dòng khỏi ống với tốc + ∆𝑝𝑡 (N/𝑚2 ) áp suất để khắc phục trở lực thiết bị + ∆𝑝𝑓 (N/𝑚2 ) áp suất bổ sung cuối ống dẫn cần đưa chất lỏng vào thiết bị có p > pk để phun chất lỏng vào thiết bị, v.v b, Hệ số trở lực ma sát λ Nói chung λ = f (Re, độ nhám ε thành ống) Khi chảy tầng Re 4000 hệ số ma sát thủy lực tính theo công thức: 𝜆 = (1,8𝑙𝑔𝑅𝑒 − 1,64)−2 = (1,8 lg(9994,45) − 1,64)−2 =0,032 Khi tổn thất ma sát đường ống là: 𝜌𝜔2 𝑙 996,95 1,52 2,5 ∆𝑝𝑚 = 𝜆 = 0,032 = 17945,1 𝑁/𝑚2 𝑑 2.0,005 Với chiều dài đường ống 2,5m + Tổn thất cục ∑∆𝑝𝑐𝑖 = ∑𝜉𝑖 Hệ gồm: Vào ống, với 𝜉𝑖 = 0,5 𝜌𝜔2 Vào bình: với 𝜉𝑖 = 0,92 Qua cút vuông thiết bị trao đổi nhiệt,với 𝜉𝑖 = 6.1,5 = Khi ta có: 996,95.1,5 ∑∆𝑝𝑐𝑖 = (0,5 + 0,92 + 9) = 7791,16 𝑁/𝑚2 + Tổn thất áp suất để nâng lên độ cao h = 2.0,3 = 0,6 m ∆𝑝ℎ = 𝜌𝑔ℎ = 996,95.9,81.0,6 = 5868 𝑁/𝑚2 Ta có tổng tổn thất áp suất: ∆𝑝 = ∆𝑝𝑚 + ∑∆𝑝𝑐𝑖 + ∆𝑝ℎ = 17945,1 + 7791,16 + 5868 = 31604 = 3,22 𝑚𝐻2 𝑂 𝑁 𝑚2 4.3.2.3 Tính chọn bơm Chọn bơm có công suất bằng: 𝑁𝑏 = 𝜌𝑔𝑉𝐻 𝑔𝐺𝐻 𝜂 = 𝜂 W Với: 𝐿ư𝑢 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝐺 = 42,4.10-6 kg/s Hiệu suất bơm 𝜂 = 0,6 SVTH: Nguyễn Viết Thiết GVHD: TS Thái Ngọc Sơn 50 Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá Cột áp bơm: H = 1,2 ∆𝑝 = 1,2.3,22 = 3,86 𝑚𝐻2 𝑂 𝑁𝑏 = 9,81.996,95.42,4.10−6 3,86 0,6 = 2,67 W 4.3.2.4 Chọn bơm Với công suất bơm yêu cầu Nb = 2,67 W ta chọn bơm mini có công suất N = W, có G = 1,8 lít/phút 4.3.3 Chọn quạt Công suất peltier phụ thuộc lớn vào giải nhiệt mặt nóng, để hệ thống hoạt động công suất, yêu cầu giải nhiệt phải tốt Quạt phải có công suất phù hợp Tốc độ gió ảnh hưởng lớn đến giải nhiệt, tốc độ gió lớn trao đổi nhiệt tốt, nhiên tốc độ lớn không tăng cường trao đổi nhiệt mà gây tốn điện Vì bề mặt trao đổi nhiệt công suất peltier nhỏ nên công suất quạt tương đối nhỏ Chọn loại quạt: SANYO DENKI tài liệu [ ] có kích thước: dài x rộng x dày: 92mm x 92 mm x 32 mm Có thông số: Bảng 6: Các thông số kỹ thuật quạt Mã quạt 9G0912H201 Điện áp làm việc (V) 12 Dòng điện tiêu thụ (A) 0,23 Công suất tiêu thụ (W) 2,76 Tốc độ quay (min 1) 2,850 Lưu lượng khí ( m3/ phút) 1,59 Áp suất tính (Pa) Độ ồn (dB) Trọng lượng (g) 51 32 170 4.4 Chọn tính kiểm tra tản nhiệt cho bán dẫn peltier 4.4.1 Chọn tản nhiệt cho bán dẫn peltier Việc chọn tản nhiệt cho bán dẫn peltier dựa loại có sẵn thị trường Trên thị trường có loại, hình dáng tản nhiệt cho bán dẫn peltier sau: loại có cánh loại tròn có cánh Chúng thường làm nhôm Trên đồ án ta chọn loại tản nhiệt hình bánh có cánh Và có kích thước: Đường kính d = cm = 0,09 m Có cánh dài h = 0,03 m SVTH: Nguyễn Viết Thiết GVHD: TS Thái Ngọc Sơn 51 Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá Hình 14: Tấm tản nhiệt bán dẫn peltier 4.4.2 Tính kiểm tra tản nhiệt bán dẫn peltier Hình 15: bố trí tản nhiệt bán dẫn peltier Hiệu suất nhiệt bán dẫn peltier phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ bề mặt nóng Vì vậy, để bán dẫn peltier đạt hiệu suất cao nhiệt độ mặt nóng phải thấp tốt, nhiệt độ mặt nóng bán dẫn peltier cao làm cho sò lạnh peltier bị cháy Ta có: Theo tài liệu [ 9] loại sò lạnh TC1-12715 có độ chênh nhiệt độ Δtmaz = tw1 – tw2 = 670C nhiệt độ tw2 = -30C; có lượng nhiệt tỏa bề mặt nóng bán dẫn peltier: Q0MAX = 130W = Qc Qc lượng nhiệt mà cánh tỏa Khi ta có tw1 = 67 + tw2 = 67 – = 640C Vậy để bán dẫn hoạt động với hiệu suất cao nhiệt độ bề mặt mặt nóng bán dẫn tw1 ≤ 640C SVTH: Nguyễn Viết Thiết GVHD: TS Thái Ngọc Sơn 52 Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá • Mô hình toán: tỏa nhiệt qua thanh, cánh có tiết diện không đổi Hình 16: Kết cấu cánh tản nhiệt Chú thích: tw1 – Nhiệt độ gốc cánh; tf2 - Nhiệt độ không khí; tf2 = 40 0C b – Khoảng cách cánh; b = 1,5.10-3 m h – Chiều dài cánh; h = 0,03 m l – chiều rộng cánh; l = 0,03 m αk – hệ số tỏa nhiệt phần không làm cánh; αc – hệ số tỏa nhiệt phần làm cánh; δc – chiều dày cánh; δc = 0,001 m • Tính lượng nhiệt tỏa bước cánh: Q1c Theo toán tỏa nhiệt qua thanh, cánh tiết diện không đổi ta có: Q1c = Qc + Qk; W Trong đó: Qc – lượng nhiệt tỏa bề mặt cánh; W Qk – lượng nhiệt tỏa bề mặt không làm cánh; W SVTH: Nguyễn Viết Thiết GVHD: TS Thái Ngọc Sơn 53 Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá ❖ Lượng nhiệt tỏa bề mặt cánh tính: QC = θ0.αc.Fc.ηc; W Trong đó: θ0 – Độ chênh nhiệt độ vách không khí; 0C αc – Hệ số tỏa nhiệt phần làm cánh; W/m2K Fc – Diện tích phần làm cánh; m2 ηc - Hiệu suất tỏa nhiệt cánh  Xác định: θ0 Ta có θ0 = |𝑡𝑤1 − 𝑡𝑓2 | tw1 nhiệt độ gốc cánh tf2 nhiệt độ cảu không khí  Xác định: αc Bài toán: tỏa nhiệt đối lưu cưỡng Theo tài liệu [3] ta có công thức tính αc thực nghiệm: αc = 6,15 + 4,17.ω W/m2K Với ω tốc độ gió không khí qua khe cánh; m/s Ta có : ω = 𝑉 𝐹𝑘ℎ𝑒 ; m/s Trong đó: V - lưu lượng quạt: V = 1,59 m3/phút = 2,65.10-2 m3/s Fkhe – Diện tích khe hở cánh F = ncánh b h ; m2 ncánh: số cánh tản nhiệt ncánh = SVTH: Nguyễn Viết Thiết 𝑃 𝑏+𝛿𝑐 GVHD: TS Thái Ngọc Sơn 54 Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá Trong đó: P chu vi tản nhiệt tròn P = Π.d = 0,09.3,14 = 0,2826 m ncánh = 0,2826 1,5.10−3 +0,001 = 114 cánh Khi ta có Fkhe = 114.1,5.10-3.0,03 = 5,13.10-3 m2 Ta tính được: ω = 2,65.10−2 5,13.10−3 = 5,17 m/s Vậy: αc = 6,15 + 4,17.5,17 = 27,7 W/m2K  Xác định: Fc Fc = u.h ; m2 Trong đó: u – chu vi cánh u = 2l + 2δc = 2.0,03 + 2.0,001 = 0,062 m Fc = 0,062.0,03 = 1,86.10-3 m2  Xác định: ηc Hiệu suất cánh xác định: ηc = 𝑡ℎ(𝛽.ℎ) 𝛽.ℎ 𝛼𝑐 𝑢 Trong đó: β = √ 𝜆𝑐 𝑓𝑐 λc – hệ số dẫn nhiệt nhôm: λc = 209 W/mK fc – tiết diện cánh, m2 fc = l.δc = 0,03.0,001 = 3.10-5 m2 β=√ Khi ta tính được: ηc = 27,7 0,062 209.3.10−5 𝑡ℎ(16,55.0,03) 16,55.0,03 = 16,55 = 0,93 Vậy ta có: QC = θ0.αc.Fc.ηc = ( tw1 – tf2 ).27,7.1,86.10-3.0,93 ; W ❖ Lượng nhiệt tỏa bề mặt không làm cánh tính công thức: Qk = θ0.αk.Fk; W SVTH: Nguyễn Viết Thiết GVHD: TS Thái Ngọc Sơn 55 Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá Trong đó: αk hệ số tỏa nhiệt cánh W/m2K αk = αc = 27,7 W/m2K Fk – Diện tích phần không làm cánh; m2 Fk = b.l = 1,5.10-3.0,03 = 4,5.10-5 m2 Vậy ta có: Qk = θ0.αk.Fk = ( tw1 – tf2 ).27,7.4,5.10-5 ; W Vậy lượng nhiệt tỏa toàn bước cánh: Q1c = Qc +Qk = ( tw1 – tf2 ).27,7.1,86.10-3.0,93 + ( tw1 – tf2 ).27,7.4,5.10-5 ; W Q1c = ( tw1 – tf2 ).( 27,7.1,86.10-3.0,93 + 27,7.4,5.10-5 ) ; W • Tính lượng nhiệt tỏa toàn tản nhiệt: Q1 Qt = Q1c ncánh = ( tw1 – tf2 ).( 27,7.1,86.10-3.0,93 + 27,7.4,5.10-5 ).114 ; W Mà ta có Qt = 130 W nên ta có: ( tw1 – tf2 ).( 27,7.1,86.10-3.0,93 + 27,7.4,5.10-5 ).114 = 130  ( tw1 – 40 ).0,05.114 = 130  tw1 – 40 = 22,8  tw1 = 40 + 22,8 = 62,80C Vì tw1 = 62,80 < 63 0C nên tản nhiệt chon thỏa mãn với yêu cầu toán sử dụng SVTH: Nguyễn Viết Thiết GVHD: TS Thái Ngọc Sơn 56 Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá CHƯƠNG 5: TỰ ĐỘNG DUY TRÌ NHIỆT ĐỘ NƯỚC CHO BỂ 5.1 Sơ đồ mạch điện Hình 17: Sơ đồ bố trí mạch điện Chú thích: K : khóa K T : rơ le nhiệt độ thường hở R : cuộn hút tiếp điểm thường hở R B : Bơm Q : Quạt SL: bán dẫn peltier ĐC: công tắc đảo chiều 5.2 Nguyên lý làm việc Rơ le nhiệt độ T cài đặt nhiệt độ hoạt động > 280C mùa hè < 260C mùa đông + Mùa hè: Công tắc ĐC tiếp điểm cặp 23 45 lúc điểm x bán dẫn peltier mang dấu + điểm y mang dấu - Đóng khóa k, nhiệt độ bể cá không lớn 280C, rơ le nhiệt độ T chưa hoạt động, T hở, dẫn đến cuộn hút R điện làm cho tiếp điểm R SVTH: Nguyễn Viết Thiết GVHD: TS Thái Ngọc Sơn 57 Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá thường hở nên mạch điện, làm cho quat, bơm bán dẫn peltier không hoạt động Khi nhiệt độ bể cá lớn 280C rơ le nhiệt độ T đóng lại, cuộn hút R có điện dẫn đến tiếp điểm R thường hở trở thành thường đóng Lúc mạch cấp điện: bơm, quạt, bán dẫn có điện hoạt động + Mùa đông Công tắc ĐC tiếp điểm cặp 12 65 lúc điểm x bán dẫn peltier mang điện dấu – điểm y mang dấu +, Đóng khóa k, nhiệt độ bể cá không nhỏ 260C rơ le nhiệt độ T chưa hoạt động, T hở dẫn đến cuộn hút R điện làm cho tiếp điểm R thường hở nên mạch điện làm cho quạt, bơm, bán dẫn peltier không hoạt động Khi nhiệt độ bể cá nhỏ 260C rơ le nhiệt độ T đóng lại, cuộn hút R có điện làm cho tiếp điểm R thường hở trở thành thường đóng lúc cấp điên: bơm, quạt, bán dẫn peltier hoạt động SVTH: Nguyễn Viết Thiết GVHD: TS Thái Ngọc Sơn 58 Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá KẾT LUẬN • Đã tính toán thiết kế thành công mô hình điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá, • Có thể sử dụng dể dàng tiện lợi nhỏ gọn an toàn • Thiết bị sử dụng cho mùa đông mùa hè SVTH: Nguyễn Viết Thiết GVHD: TS Thái Ngọc Sơn 53 Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá TÀI LIỆU THAM KHẢO [ ] PGS TS PHẠM LÊ DẦN, GS TS ĐẶNG QUỐC PHÚ: CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT NXB GIÁO DỤC [ ] PGS TS NGUYỄN BỐN, ThS BÙI THỊ HƯƠNG LAN: GIÁO TRÌNH MẠNG NHIỆT [ ] TS TRẦN VĂN PHÚ: KỸ THUẬT SẤY NXBGD [ ] PGS.TS VÕ CHÍ CHÍNH: GIÁO TRÌNH ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ [ ] NGUỒN INTERNET: https://en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_cooling [ ] NGUỒN INTERNET: https://vi.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1 [ ] NGUỒN INTERNET: http://lavusta.longan.gov.vn/Default.aspx?tabid=657&ChiTiet=True&CmsId=395 [ ] NGUỒN INTERNET: http://www.vatgia.com/raovat/8891/10134113/quat-hutcong-nghiep-sanyo-denki.html [9] NGUỒN INTERNET: http://greentecco.net/sanpham.html?txt=s%C3%B2%20l%E1%BA%A1nh 54 ... 17 Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá loại dẫn điện tốt dùng để kết nối bán dẫn P bán dẫn N; hai điện cực để nối vào chân bán dẫn P chân bán dẫn N Hình 4: Sự kết nối bán. .. đoạn mạch tạo suất điện động tạo thành nguồn điện chiều 1.5 Ứng dụng bán dẫn Hình 6: Tấm bán dẫn peltier Tấm bán dẫn peltier ứng dụng: Tấm bán dẫn peltier thường ứng dụng rộng rãi sản phẩm làm... Ngọc Sơn Ứng dụng bán dẫn peltier để điều hòa nhiệt độ nước cho bể cá DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT V – Thể tích bể cá; t - Nhiệt độ;