năng lượng mặt trời đun nước nóng trực tiếp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY TIỂU LUẬN Đề tài: “ NLMT ĐUN NƯỚC NÓNG TRỰC TIẾP ” Giảng viên hướng dẫn : HOÀNG TRÍ Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2014 GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp LỜI CẢM ƠN Trên thực tế thành công mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý Thầy Cô, gia đình bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô Khoa Cơ khí chế tạo máy – ĐH SPKT TP Hồ Chí Minh với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Và đặc biệt, học kỳ này, Khoa tổ chức cho chúng em tiếp cận với môn học mà theo em hữu ích sinh viên ngành Công nghệ chế tạo máy tất sinh viên thuộc chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy khác Đó môn học “ Năng lượng quản lí lượng ” Em xin chân thành cảm ơn Thầy Hoàng Trí tận tâm hướng dẫn chúng em qua buổi học lớp buổi nói chuyện, thảo luận lĩnh vực lượng đời sống Nếu lời hướng dẫn, dạy bảo thầy em nghĩ thu hoạch em khó hoàn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Bài thu hoạch thực khoảng thời gian gần tuần Bước đầu vào thực tế, tìm hiểu lượng mặt trời đun nước nóng đời sống nay, kiến thức em hạn chế nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi thiếu sót điều chắn, em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô bạn học lớp để kiến thức em lĩnh vực hoàn thiện Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầy Cô Khoa Cơ khí chế tạo máy thầy Hoàng Trí thật dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Sinh viên thực Lê Xuân Ben SVTH: Lê Xuân Ben Page GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp TÓM TẮT TIỂU LUẬN TÊN ĐỀ TÀI “ Năng lượng mặt trời đun nước nóng trực tiếp” Năng lượng mặt trời (NLMT) nguồn lượng thiên nhiên quý giá vô tận Khai thác tối đa nguồn NLMT mắt xích quan trọng chiến lược giới với định hướng: Phát triển nguồn lượng nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế ngày tăng Đồng thời nỗ lực giảm mạnh phát thải khí "nhà kính" CO2 nhằm ngăn chặn mối hiểm họa biến đổi khí hậu toàn cầu Cùng với phát triển kinh tế đất nước, tốc độ tăng trưởng đơn vị doanh nghiệp ngày cao, đời sống vật chất người cao Kinh tế - xã hội phát triển nên nhu cầu tiêu thụ lượng ngày gia tăng Trong đó, sản phẩm để sản xuất nguồn lượng điện nước, chất đốt, sức gió ngày cạn kiệt, không đáp ứng đủ, dẫn đến có chênh lệch lớn cung cầu Chính vậy, tiết kiệm lượng điện yêu cầu tất yếu sinh hoạt, sản xuất đời sống nhằm bảo đảm an ninh lượng quốc gia, phục vụ trình phát triển kinh tế - xã hội đất nước cách bền vững Với đề tài “ NLMT đun nước nóng trực tiếp” , em hy vọng sẻ giúp thầy bạn hiểu rỏ NLMT, NLMT dùng đun nước nóng trực tiếp, tầm quan trọng thời đại CNH- HĐH ngày nay.Qua đề tài em xin giới thiệu mô hình đun nước nóng NLMT vừa hiệu quả, vừa kinh tế, dễ chế tạo, thuận tiện hợp với hộ gia đình Hy vọng mô hình đưa vào sử dụng phổ biến hộ gia đình Sinh viên thực SVTH: Lê Xuân Ben Page GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp Lê Xuân Ben SVTH: Lê Xuân Ben Page GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp MỤC LỤC Trang LỜI CÁM ƠN II TÓM TẮT ĐỒ ÁN III MỤC LỤC IV DANH MỤC BẢNG BIỂU V DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ .VI DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VII CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VII CHƯƠNG 2:Mô hình NLMT Đun nước trực tiếp VIII TÀI LIỆU THAM KHẢO .………….XV SVTH: Lê Xuân Ben Page GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp DANH MỤC BẢNG BIỂU SVTH: Lê Xuân Ben Page GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Trang Hình 1: IX Hình 2: IX Hình 3: Collector phẳng X Hình 4: Collector chân không X Hình 5: Bình bảo ôn XI Hình 6: Giá đỡ XI Hình 7: Nguyên lí hoạt động HT Đun nước nóng tt NLMT XII Hình 8: Mô hình XIII Hình 9: Sơ đồ máy……………………………………………………………………XIV SVTH: Lê Xuân Ben Page GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT NLMT SVTH: Lê Xuân Ben Năng lượng mặt trời Page GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp Chương I : GIỚI THIỆU Năng lượng mặt trời Năng lượng mặt trời, xạ ánh sáng nhiệt từ Mặt trời, khai thác người từ thời cổ đại cách sử dụng loạt công nghệ phát triển hết Bức xạ mặt trời, với tài nguyên thứ cấp lượng mặt trời sức gió sức sóng, sức nước sinh khối, làm thành hầu hết lượng tái tạo có sẵn Trái Đất Chỉ có phần nhỏ lượng mặt trời có sẵn sử dụng Điện mặt trời nghĩa phát điện dựa động nhiệt pin quang điện Sử dụng lượng mặt trời bị giới hạn khéo léo người Một phần danh sách ứng dụng lượng mặt trời sưởi ấm không gian làm mát thông qua kiến trúc lượng mặt trời, qua chưng cất nước uống khử trùng, chiếu sáng ánh sáng ban ngày, nước nóng lượng mặt trời, nấu ăn lượng mặt trời, trình nhiệt độ cao nhiệt cho công nghiệp purposes Để thu lượng mặt trời, cách phổ biến sử dụng lượng mặt trời Công nghệ lượng mặt trời mô tả rộng rãi lượng mặt trời thụ động lượng mặt trời hoạt động tùy thuộc vào cách chúng nắm bắt, chuyển đổi phân phối lượng mặt trời Kỹ thuật lượng mặt trời hoạt động bao gồm việc sử dụng quang điện lượng mặt trời nhiệt thu để khai thác lượng Kỹ thuật lượng mặt trời thụ động bao gồm định hướng tòa nhà phía Mặt trời, lựa chọn vật liệu có khối lượng nhiệt thuận lợi tài sản ánh sáng phân tán, thiết kế không gianlưu thông không khí tự nhiên Trái Đất nhận 174 petawatts (PW) xạ mặt trời đến (sự phơi nắng) phía không khí Khoảng 30% phản xạ trở lại không gian phần lại hấp thụ đám mây, đại dương vùng đất phổ ánh sáng lượng mặt trời bề mặt Trái Đất chủ yếu lây lan qua nhìn thấy cận hồng ngoại phạm vi với vai nhỏ cận tử ngoại Bề mặt Trái Đất, biển bầu không khí hấp thụ xạ mặt trời, điều làm tăng nhiệt độ chúng Không khí ấm có chứa nước bốc từ đại dương tăng lên, gây lưu thông khí đối lưu Khi không khí đạt đến độ cao, nơi nhiệt độ thấp, nước ngưng tụ thành mây, mưa lên bề mặt Trái Đất, hoàn thành chu kỳ nước Tiềm ẩn nhiệt ngưng tụ nước khuếch đại đối lưu, sản xuất tượng khí gió, bão chống bão Ánh sáng mặt trời bị hấp thụ đại dương vùng đất giữ bề mặt nhiệt độ trung bình 14 °C Bằng cách quang hợp xanh chuyển đổi lượng mặt trời vào lượng hóa học, sản xuất thực phẩm, gỗ sinh khối từ nhiên liệu có nguồn gốc hóa thạch Tổng số lượng mặt trời hấp thụ bầu khí quyển, đại dương Trái Đất vùng đất khoảng 3.850.000 exajoules (EJ) năm < SMIL trích dẫn thông lượng hấp thụ lượng mặt trời 122 PW Nhân số số giây năm sản lượng 3.850.000 EJ -> Trong năm 2002, lượng so với giới sử dụng năm SVTH: Lê Xuân Ben Page GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp Yearly Solar fluxes & Human Energy Consumption Solar 3,850,000 EJ[6] Wind 2,250 EJ[7] Biomass 3,000 EJ[8] Primary energy use (2005) 487 EJ[9] Electricity (2005) 56.7 EJ[10] Hình Hình 2: Khoảng nửa số lượng mặt trời đến đạt đến bề mặt Trái Đất SVTH: Lê Xuân Ben Page 10 GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp NLMT Đun nước nóng a) Cấu tạo: gồm phần  Bộ phận thu nhiệt ( Collector) Có loại thu nhiệt : dạng phẳng dạng ống chân không + Dạng phẳng : Gồm nhiều ống nhỏ đồng có hấp thụ nhôm đồng, bên ống môi chất truyền nhiệt làm nóng bên - Trên bề mặt hấp thụ phủ lớp sơn đặc biệt màu đen để tăng khả hấp thụ nhiệt - Để làm giảm mát nhiệt độ, hấp thụ bao bọc bảo ôn lớp Foam cách nhiệt đặt hộp kín hợp kim nhôm chuyên dung, bề mặt lắp kính để bảo vệ tác động thời tiết - Ngoài ra, có loại hấp thụ phẳng đúc nhựa PPR màu đen theo qui trình đặc biệt Lớp màng phủ chống tia U/V đảm bảo hiệu suất hấp thụ ổn định theo thời gian Tuổi thọ thiết bị lên tới 25 năm Loại không đóng cáu cặn sử dụng với nhiều loại chất lượng nước khác từ nước phèn đến nước xử lí với Clo Hình Collector Tấm Phẳng + Dạng ống chân không : - Gồm ống chân không gắn song song với Mỗi ống có dạng ống thủy tinh lớp, chân không Bề mặt lớp ống tráng lớp màng kim loại đặc biệt, gồm lớp: • Lớp 1: Lớp chống tản nhiệt ( Hợp kim Inox + đồng) • Lớp 2: Hấp thụ nhiệt ánh sang mặt trời ( Hợp kim đồng) • Lớp 3: Truyền nhiệt hấp thụ cho nước chứa bên ống (Hợp kim Inox) SVTH: Lê Xuân Ben Page 11 GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp Hình : Collector chân không  Bình bảo ôn Cấu tạo gồm lớp: Ruột bình, lớp bảo ôn vỏ bình  Ruột bình: chế tạo thép không gỉ ( SUS304/2B) dùng công nghệ thực phẩm hàn nối phương pháp hàn cao tần, đảm bảo thành phần nước sử dụng không bị thay đổi xúc tác nhiệt độ  Lớp bảo ôn: làm từ hợp chất cách nhiệt (PolyUrethane), điều kiện nhiệt độ ổn định cho phép cách nhiệt tốt  Vỏ bình: làm thép không gỉ, sử dụng tốt với điều kiện môi trường khắc nghiệt Hình 5: Bình bảo ôn  Giá đỡ: làm thép không gỉ hợp kim nhôm Hình : Giá đỡ b) Nguyên lí hoạt động máy nước nóng NLMT làm nóng trực tiếp - Khi ánh sang mặt trời chiếu vào phận thu nhiệt, ống thủy tinh chân không hấp thụ xạ mặt trời chuyển thành nhiệt Lượng nhiêt làm nóng lượng nước có ống thủy tinh chân không - Nước nóng có tỷ trọng nhỏ lên bình bảo ôn theo bề mặt ống, nước lạnh có tỷ trọng lớn từ bề mặt bình bảo ôn xuống bề mặt ống - Quá trình diễn lien tục nước bồn chứa đạt tới nhiệt độ cao ( khoảng 80 độ C) SVTH: Lê Xuân Ben Page 12 GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp Hình 7: Nguyên lí hoạt động hệ thống đun nước nóng NLMT trực tiếp c) Ưu nhược điểm  Loại collector phẳng ống cánh kim loại: + Ưu điểm: Có hiệu suất cao, thi công lắp đặt dễ dàng, xảy khả rò rỉ, tuổi +  + +  + thọ cao (tới 20 năm) lắp đặt sử dụng đúng, dễ dàng vệ sinh trường hợp collector đóng cáu bẩn, phù hợp sử dụng để cung cấp nước nóng quy mô công nghiệp Khuyết điểm: Chất lượng nguồn nước sử dụng phải tốt, cần có biện pháp chống ăn mòn, thất thoát nhiệt cao loại ống chân không Loại collector phẳng nhựa Ưu điểm: Thi công lắp đặt dễ dàng, xảy khả rò rỉ, tuổi thọ cao (tới 20 năm), không đòi hỏi chất lượng nguồn nước cấp vào tốt, dễ dàng vệ sinh trường hợp collector đóng cáu bẩn, phù hợp sử dụng để cung cấp nước nóng quy mô công nghiệp Khuyết điểm: Hiệu suất không cao dạng phẳng ống cánh dạng ống chân không, nhiệt độ nước nóng không cao hai loại này; thất thoát nhiệt tương đương loại phẳng ống cánh cao loại ống chân không, giá thành tương đối cao Loại collector ống chân không: Ưu điểm: Hiệu suất cao (rất cao) ổn định, tuổi thọ tương đối cao sử dụng đúng, giá thành chi phí thay rẻ (rất rẻ) SVTH: Lê Xuân Ben Page 13 GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp + Khuyết điểm: Khó lắp đặt, đòi hỏi nguồn nước cấp phải bảo ; khó vệ sinh trường hợp ống đóng cáu bẩn Chương : Mô hình NLMT Đun nước trực tiếp I Giới thiệu Hiện thị trường sản suất nhiều mặt hàng máy nước nóng lượng mặt trời Ưu điểm lớn máy thể tên gọi, không tốn điện Sau nguồn nước nóng dồi dào, an toàn, không tiếng ồn, độ bền, chi phí bảo trì thấp bảo vệ môi trường Nhiều người lầm tưởng máy lượng mặt trời cung cấp nước nóng trời nắng vào ban ngày Thực tế loại máy có bồn dự trữ cung cấp đủ nước nóng vào ban đêm, chí đến sáng hôm sau có nước nóng Tại TP HCM, nhiệt độ nước nóng đủ tắm quanh năm suốt 365 ngày Riêng Đà Lạt, tỉnh miền Trung phía Bắc, sử dụng khoảng 300 ngày Số ngày lại người tiêu dùng lựa chọn phương án nấu nước nóng điện, gas, củi hay… tắm nước lạnh Tuy nhiên chừng ưu điểm không khắc phục nhược điểm “không thể tha thứ” được: giá cao, rẻ khoảng máy nước nóng điện Do đó, qua tìm hiểu kiến thức học lớp em xin giới thiêu với người mô hình “ Hệ thống NLMT 1” : Vừa đun nước nóng vừa lọc nước để uống Phù hợp với vùng ven biển, nông thôn chưa có điều kiện lắp đặt máy nước nóng NLMT II Mô hình SVTH: Lê Xuân Ben Page 14 GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp Ý tưởng : Sử dụng NLMT đun nước nóng kết hợp lọc nước Cấu tạo : + Vỏ làm hộp xốp thành cao, thành thấp + Nắp hộp: kính suốt, cách cm + Bên hộp : - Đáy : kính sơn đen, cách nhiệt với vỏ hộp (giữ hấp thụ nhiết) - Thành hộp: lớp kính sơn đen, đặt cách nhiệt + Phía nắp hộp : có kính để hội tụ ánh sang( Có thể có không) + Hệ thống ống dẫn nước nóng, lạnh chưng cất nước Nguyên lí hoạt động:  Ánh sang mặt trời xuyên qua kính trắng ( đặt cách cm), che phủ hộp, lớp kính màu đen bên hấp thụ ánh sáng mặt trời làm nước nóng dần lên Hai mặt kính bên dễ dàng cho ánh sang mặt trời qua, mặt khác kính có lớp không khí nên ngăn truyền nhiết bên ngoài( hiệu ứng nhà kín) Lớp nước nóng đến độ định, lớp nước mặt bốc sau ngưng tụ thành giọt nước mặt kính phía nắp hộp Những giọt nước chảy theo mặt nghiêng kính xuống máng hứng phía Cuối máng hứng có ống để lấy nước Nước nên sử dụng để uống, nấu ăn… SVTH: Lê Xuân Ben Page 15 GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp  Sẽ có ống dùng để lấy nước nóng phục vụ cho sinh hoạt ngày : tắm giặt, nấu ăn hoạt động khác TÀI LIỆU THAM KHẢO Internet: • • http://vi.wikipedia.org/wiki/N%C4%83ng_l%C6%B0%E1%BB%A3ng_M%E1%BA%B7t_Tr%E1%BB%9Di • • http://www.youtube.com/watch?v=3_O-gC63Cv4 http://www.youtube.com/watch?v=5M8yqGLG-mI http://vnexpress.net/tin-tuc/nang-luong-xanh-cho-cuoc-song/hieu-qua-khi-su-dung-binhnuoc-nong-nang-luong-mat-troi-2884412.html SVTH: Lê Xuân Ben Page 16 ... SVTH: Lê Xuân Ben Năng lượng mặt trời Page GVHD: Hoàng Trí NLMT Đun nước nóng trực tiếp Chương I : GIỚI THIỆU Năng lượng mặt trời Năng lượng mặt trời, xạ ánh sáng nhiệt từ Mặt trời, khai thác người... ngày, nước nóng lượng mặt trời, nấu ăn lượng mặt trời, trình nhiệt độ cao nhiệt cho công nghiệp purposes Để thu lượng mặt trời, cách phổ biến sử dụng lượng mặt trời Công nghệ lượng mặt trời mô... NLMT Đun nước nóng trực tiếp TÓM TẮT TIỂU LUẬN TÊN ĐỀ TÀI “ Năng lượng mặt trời đun nước nóng trực tiếp Năng lượng mặt trời (NLMT) nguồn lượng thiên nhiên quý giá vô tận Khai thác tối đa nguồn NLMT