thiết kế hệ thống tách ẩm từ không khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán

Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP.HCM, ngày … tháng … năm 2018 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN PGS TS Phan Đình Tuấn TS Lý Cẩm Hùng SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng v Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TP.HCM, ngày … tháng … năm 2018 GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN PGS.TS LÊ VĂN LỮ SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng vi Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI NÓI ĐẦU ii MỤC LỤC vii DANH SÁCH HÌNH VẼ ix DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU xi CHƯƠNG TỔNG QUAN QUY TRÌNH TÁCH ẨM 1.1 NGUYÊN LÝ TÁCH ẨM TẬN DỤNG HIỆN TƯỢNG ĐỌNG SƯƠNG TRÊN BỀ MẶT 1.1.1 Nguyên lý .1 1.1.2 Vật liệu sử dụng 1.1.3 Một số thiết bị áp dụng 1.2 NGUYÊN LÝ TÁCH ẨM SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ TÁCH ẨM 13 1.2.1 Chất hút ẩm dạng lỏng .15 1.2.2 Chất hút ẩm dạng rắn 16 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NINH THUẬN 22 2.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ .22 2.2 KHÍ HẬU 22 2.3 NGUỒN NƯỚC SỬ DỤNG HIỆN NAY .23 2.3.1 Nước mặt 23 2.3.2 Nước ngầm 25 2.4 NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC Ở NINH THUẬN 25 2.5 TÁC ĐỘNG CỦA HẠN HÁN ĐỐI VỚI ĐỜI SỐNG VÀ SINH HOẠT CỦA NGƯỜI DÂN .27 2.5.1 Đối với đời sống sinh hoạt nhân dân 27 2.5.2 Đối với sản xuất trồng trọt 27 SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng vii Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán 2.5.3 Đối với phát triển chăn nuôi 28 2.5.4 Đối với cơng tác phòng chống cháy rừng 28 CHƯƠNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 29 3.1 TÍNH TỐN LƯU LƯỢNG KHƠNG KHÍ ĐẦU VÀO 29 3.2 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG .37 3.3 TÍNH CHỌN DÀN LẠNH 37 3.3.1 Thông số khơng khí vào khỏi dàn lạnh 37 3.3.2 Tính dàn lạnh .38 3.4 TÍNH CHỌN MÁY LỌC NƯỚC THEO CƠNG NGHỆ LỌC THẨM THẤU NGƯỢC (R.O) 45 3.4.1 Tổng quan thẩm thấu ngược 47 3.4.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống lọc nước sử dụng phương pháp thẩm thấu ngược 48 3.4.3 3.5 Tính chọn màng lọc R.O 56 TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .61 TÀI LIỆU THAM KHẢO .62 SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng viii Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Ngun lý tách ẩm bề mặt Hình 1.2 Bọ cánh cứng Stenocara Hình 1.3 Lưới có kích thước lỗ hỏng khoảng mm Hình 1.4 Các dạng lưới thiết kế sử dụng vật liệu khác (a) Sợi polyethylene phủ lớp nhôm (Aluminet) (b) Sợi poly kết hợp với sợi inox (c) Mẫu cấu trúc 3D sợi poly kết hợp với sợi inox Hình 1.5 Bộ thu thập sương mù DropNet Hình 1.6 Tháp warka Hình 1.7 Cấu tạo tháp Warka .7 Hình 1.8 Xe đạp gắn thiết bị Fontus Hình 1.9 Thiết bị thu nước Israel Hình 1.10 Nhà sản xuất bia sử dụng máy thu sương 10 Hình 1.11 Vị trí thu thập sương mù giới .12 Hình 1.12 Chu kỳ tái ngưng tụ nước từ khơng khí khí 14 Hình 1.13 Hệ thống ngưng tụ nước từ khơng khí thơng qua lượng mặt trời 15 Hình 1.14 Tháp hút ẩm dạng hấp thụ .16 Hình 1.15 Rotor hút ẩm 17 Hình 1.16 Cấu tạo dạng tổ ong rotor hút ẩm .17 Hình 1.17 Hoạt động rotor 18 Hình 1.18 Dàn lạnh 19 Hình 2.1 Bản đồ Tỉnh Ninh Thuận 22 Hình 3.1 Giản đồ Mollier khơng khí ẩm 29 Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ 37 Hình 3.3 Chi tiết thiết bị 43 Hình 3.4 Máy tách ẩm 44 SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng ix Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán Hình 3.5 Mặt sau máy tách ẩm 44 Hình 3.6 Tổng thể máy tách ẩm 45 Hình 3.7 Máy lọc nước .48 Hình 3.8 Lõi lọc tinh 50 Hình 3.9 Lõi than hoạt tính 51 Hình 3.10 Lõi than hoạt tính ép (CTO) 51 Hình 3.11 Màng lọc R.O 52 Hình 3.12 Lõi than hoạt tính T33 .53 Hình 3.13 Lõi bóng gốm .54 Hình 3.14 Hạt bóng gốm 66 Hình 3.15 Lõi lọc Alkaline .54 Hình 3.16 Lõi đá khống Maifan .55 Hình 3.17 Lõi hồng ngoại 55 Hình 3.18 Thông số kỹ thuật màng TW30 – 4014 57 Hình 3.19 Màng R.O vỏ 58 Hình 3.20 Hướng nước màng R.O .58 Hình 3.21 Tấm pin lượng mặt trời 60 Hình 3.22 Hình thực tế pin lượng mặt trời .60 SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng x Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Ưu điểm hạn chế công nghệ tách ẩm tạo nước từ khơng khí (AWG) 19 Bảng 3.1 Nhiệt độ t1= 20oC, độ ẩm 50% 30 Bảng 3.2 Nhiệt độ t1= 25oC, độ ẩm 50% .31 Bảng 3.3 Nhiệt độ t1= 27oC, độ ẩm 50% .31 Bảng 3.4 Nhiệt độ t1= 30oC, độ ẩm 50% .31 Bảng 3.5 Nhiệt độ t1= 35oC, độ ẩm 50% .32 Bảng 3.6 Nhiệt độ t1= 40oC, độ ẩm 50% .32 Bảng 3.7 Nhiệt độ t1= 20oC, độ ẩm 75% .32 Bảng 3.8 Nhiệt độ t1= 25oC, độ ẩm 75% .33 Bảng 3.9 Nhiệt độ t1= 27oC, độ ẩm 75% .33 Bảng 3.10 Nhiệt độ t1= 30oC, độ ẩm 75% .33 Bảng 3.11 Nhiệt độ t1= 35oC, độ ẩm 75% .34 Bảng 3.12 Nhiệt độ t1= 40oC, độ ẩm 75% .34 Bảng 3.13 Nhiệt độ t1= 20oC, độ ẩm 100% 34 Bảng 3.14 Nhiệt độ t1= 25oC, độ ẩm 100% 35 Bảng 3.15 Nhiệt độ t1= 27oC, độ ẩm 100% 35 Bảng 3.16 Nhiệt độ t1= 30oC, độ ẩm 100% 35 Bảng 3.17 Nhiệt độ t1= 35oC, độ ẩm 100% 36 Bảng 3.18 Nhiệt độ t1= 40oC, độ ẩm 100% 36 Bảng 3.19 Lưu lượng khơng khí khơ (m3) 36 Bảng 3.20 Kết quan trắc chất lượng khơng khí tỉnh Ninh Thuận khu vực dân cư năm 2014 .45 Bảng 3.21 Thông số kỹ thuật màng FILMTEC .56 Bảng 3.22 Các thông số giới hạn hoạt động màng 56 SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng xi Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán Bảng 3.23 Kích thước màng 56 SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng xii Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán CHƯƠNG TỔNG QUAN QUY TRÌNH TÁCH ẨM Theo khảo sát Liên Hợp Quốc [2] tổng số mười người có hai người khơng có nguồn nước uống an tồn, phần lớn trẻ em, chết bệnh liên quan đến việc thiếu nước sạch, vệ sinh ô nhiễm môi trường năm Nhưng số khu vực sa mạc, nơi có mưa, sương mù sương nguồn ẩm độ dồi thu hoạch để sản xuất nước Việc thu hoạch sương mù lấy nước phát triển từ thời kỳ cổ đại, chứng tìm thấy Israel nhà khảo cổ học, họ thấy có tường thấp xây dựng xung quanh cối nho để thu hoạch nước tưới cây, tương tự sa mạc Atacama Nam Mỹ Ai Cập đống đá xếp cho ngưng tụ chảy xuống tường bên nơi thu thập lưu trữ Nguyên lý hoạt động Khơng khí ẩm thu đưa qua thiết bị ngưng tụ, thiết bị nhiệt độ không khí giảm xuống nhiệt độ đọng sương từ xảy tượng chuyển pha từ pha khí sang pha lỏng, dung dịch lỏng dẫn đến bể chứa đường ống không thấm nước, nước qua thiết bị lọc sử dụng cho nhu cầu ăn uống cung cấp cho sinh hoạt cho nơng nghiệp khơng cần qua thiết bị lọc nước Tách ẩm trình làm giảm độ ẩm tuyệt đối khơng khí ẩm [3] Có nguyên lý tách ẩm thông dụng nguyên lý tách ẩm tận dụng tượng đọng sương nguyên lý tách ẩm sử dụng công nghệ tách ẩm 1.1 NGUYÊN LÝ TÁCH ẨM TẬN DỤNG HIỆN TƯỢNG ĐỌNG SƯƠNG TRÊN BỀ MẶT 1.1.1 Ngun lý Khơng khí ẩm đưa đến tiếp xúc với bề mặt có nhiệt độ thấp nhiệt độ đọng sương không khí ẩm, nước khơng khí ẩm ngưng tụ bề mặt Hiện tượng thường hay xảy dòng khơng khí qua dàn lạnh, hay giọt sương đọng lại cỏ, mạng nhện chứa đầy nước… mà thấy ngày SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán Hình 1.1 Nguyên lý tách ẩm bề mặt Áp dụng đặc tính có nhiều nghiên cứu phát triển nhà sưu tập sương mù khắp giới diễn từ cuối năm 1980 [4], Tiến sĩ Robert Schemenauer Giáo sư Pilar Cereceda (Univ Chile) khởi xướng.[5] Nhiều dự án thu hoạch sương mù thực hoạt động nhiều nước bao gồm Chile, Peru, Ghana, Eritrea, Nam Phi California Các nhà khoa học Úc [2] phát triển thu thập sương mù dựa mô hình bọ cánh cứng Stenocara sa mạc Namib Sa mạc Namib phía Tây Nam Châu Phi nơi khô trái đất, nhận cm năm, đêm sương mù sáng từ Đại Tây Dương huyết mạch hệ thực vật sa mạc Khi sương mù quét vào, bọ cánh cứng Stenocara có kích thước nhỏ xíu leo lên cồn cát, gài vào phía sau vào khơng trung đối mặt với ánh mặt trời trở lại sương mù Cấu tạo vết bẩn nước (water-loveing) đáy nước (waterrepellent) vết sẹo vỏ thu thập độ ẩm giọt nước kênh vào miệng bọ cánh cứng SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán Thay thế: việc rửa lõi than hoạt tính thực tế giúp làm vỏ nhựa chứa than, gần khơng có tác dụng làm tái tạo lớp xốp rỗng Thời gian thay đề xuất không 10 tháng 3.4.2.4 Lõi lọc số 4: Màng thẩm thấu ngược R.O Lõi lọc nhập từ USA Màng R.O cấu tạo sợi tổng hợp polyamid, chất khó phân hủy tự nhiên Với khe lọc siêu nhỏ 0.0001 micron, nhỏ hàng trăm lần vi khuẩn, màng R.O lọc loại bỏ hoàn toàn tạp chất có kích thước siêu nhỏ chất rắn, khí hồn toàn nước, ion kim loại nặng, vi sinh vật, vi khuẩn, siêu vi khuẩn, chất hữu làm cho nước trở nên hoàn toàn tinh khiết khơng làm thay đổi tính lý – hố (hiệu suất loại bỏ lên đến 90%) Nếu sử dụng nước giếng khoan nguồn nước nông, để màng sử dụng lâu dài nên lắp thêm cột lọc thô trước hệ thống, nhằm làm giảm chất cặn lắng, bịt vào khơng gian bên màng R.O, làm giảm công suất lọc Màng R.O xử lý khơng nguồn nước ngầm mà có nước lợ hay nước biển Hình 3.11 Màng lọc R.O Thay – bảo dưỡng: Màng R.O nên rửa bề mặt (với van xả tay) khoảng tháng lần Thông thường, sau khoảng 24 tháng sử dụng, màng R.O bắt đầu giảm công suất lọc Nếu thay lõi lọc thô kỳ hạn, tuổi thọ trung bình R.O ~ năm Đối với số nguồn nước tốt, sử dụng đến năm SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng 52 Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán 3.4.2.5 Lõi lọc số 5: Than hoạt tính T33 (còn gọi lõi carbon tăng cường) Đây lõi với than hoạt tính chất lượng cao nhất, nhằm bảo đảm tối đa chất lượng nước đầu ra, góp phần nâng pH, tạo cảm giác mát uống Hình 3.12 Lõi than hoạt tính T33 Thay thế: sử dụng phần nước tinh khiết, chuyên gia khuyến cáo không nên dùng lõi T33 năm Đây loại lõi có nhiệm vụ làm nước Những lõi khác lắp thêm vào hoàn toàn khơng có tác dụng lọc thêm nước mà lõi bổ sung Các loại lõi chức bổ sung khác 3.4.2.6 Lõi lọc số 6: Bóng gốm Các hạt bóng gốm làm chất vơ cơ, kim loại đá khống tự nhiên Mỗi hạt bóng gốm lại sản xuất cách pha trộn theo tỷ lệ cân Hạt gốm có cấu trúc dày đặc, xốp hoạt động mặt nước nước dâng Khi nước qua, hạt gốm hấp thụ chất bẩn, kim loại độc hại, tăng cường nồng độ oxy cho nước, bổ sung thêm khoáng chất, ion cần thiết SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng 53 Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán Hình 3.13 Lõi bóng gốm Hình 3.14 Hạt bóng gốm 3.4.2.7 Lõi lọc số 7: Lõi tạo nước điện giải – Alkaline Có chức nâng pH nước lên cao Tạo nước kiềm tính, trung hòa axít dư thừa thể Thay thế: lõi tạo kiềm thường có tác dụng khoảng 12 tháng Hình 3.15 Lõi lọc Alkaline 3.4.2.8 Lõi lọc số 8: Đá khoáng Maifan Bổ sung đến 45 khống chất có lợi cho thể Lõi tạo khoáng: lõi chứa hạt gốm sinh học tự nhiên, chứa lượng nhỏ nguyên tố vi lượng magie, natri, canxi số loại khoáng chất thiên nhiên… SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng 54 Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán Hình 3.16 Lõi đá khống Maifan Thay thế: lõi tạo khống có tác dụng khoảng 24 tháng 3.4.2.9 Lõi số 9: Lõi hồng ngoại xa Lõi sử dụng hạt sứ có khả hấp thụ lượng nhiệt bên để phát tia hồng ngoại xa, tăng độ hoạt hóa nước làm cho nước dễ hấp thu vào máu Tiêu diệt loại vi sinh độc hại như: khuẩn trùng mủ xanh, ecolly, Amip ăn não người… Hình 3.17 Lõi hồng ngoại SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng 55 Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán 3.4.3 Tính chọn màng lọc R.O Màng chọn dựa khả xử lý TDS, khả gây bẩn màng, tỉ lệ thải muối lượng vận hành cần thiết Màng em chọn màng FM hãng DOW Nguồn nước vào có TDS < 2000 ppm Số màng (element) n > Áp suất vận hành cao (high, pressure) Suy chọn màng TW30 – 4014 [41] Bảng 3.21 Thông số kỹ thuật màng FILMTEC Tên màng Diện tích bề mặt hoạt động ft2 (m2) Tốc độ dòng thấm gpd (m3/d) Tỉ lệ loại muối ổn định % 20 (1,9) 525 (1,99) 99,5 TW30-4014 Bảng 3.22 Các thông số giới hạn hoạt động màng Thông số Giá trị Loại màng TW30-4014 Nhiệt độ vận hành tối đa 113oF (45oC) Áp suất vận hành tối đa 600 psig (41 bar) Tốc độ dòng chảy tối đa 14 gpm (3,2 m3/h) Độ giảm áp suất cực đại 13 psig (0,9 bar) pH vận hành – 11 pH rửa dung dịch (trong 30 phút) – 13 Clo dư tối đa < 0,1 ppm SDI Tỉ lệ nước qua element 15% Tỉ lệ thu hồi nước qua hệ thống 60% Bảng 3.23 Kích thước màng SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng 56 Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán Kích thước inch (mm) Loại màng A B C D 14 (356) 1,05 (27) 0,75 (19) 3,9 (99) TW30-4014 inch = 25,4 mm z z Hình 3.18 Thơng số kỹ thuật màng TW30 – 4014 Chọn loại module: ta biết có nhiều dạng module lọc Tuy nhiên thị trường Việt Nam phổ biến dạng module cuộn Nên ta chọn dạng thiết kế cho hệ thống R.O Chế tạo module cách đặt xốp mềm màng phẳng, gắn kín viền mép, viền thứ lại gắn vơi ống góp Nhiều cặp xếp chồng lên qua đệm mềm, sau cuộn lại thành ống Nước đem lọc vào khe đệm với tốc độ đủ lớn, từ khe thấm qua màng lọc tập trung vào rỗng thu gom ống góp Đường kính cuộn đến 105 mm, chiều dài 1060 mm Module gắn chặt có tổn thất áp lực thấp dạng module Tỷ lệ nước (% dòng thấm) cho tồn hệ thống Rc= 50 – 70 % => chọn Rc = 60% SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng 57 Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán Lưu lượng dòng thấm qua hệ thống: Q = 0,017 m3/h x 60 % = 0,01 m3/h Số màng TW30 – 4014 hệ thống n = 10 1,99 = 5,03 màng Chọn n = màng Lắp đặt màng vào vỏ áp lực Hình 3.19 Màng R.O vỏ Tóm lại, hệ thống R.O có: - Lưu lượng dòng vào 0,017 m3/h dòng thấm (dòng sản phẩm) 0,01 m3/h - Tỷ lệ thu hồi nước 60 % - Loại màng TW30 – 4014, dạng module cuộn - Số lượng màng: màng (element) Hình 3.20 Hướng nước màng R.O Hệ thống lọc nước em chọn có lõi lọc Kích thước lõi R.O: đường kính 99 mm, chiều dài 356 mm SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng 58 Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán Công suất điện tiêu thụ: 24 W Điện áp đầu vào: 220 V – 50 Hz 3.5 TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Ta có tổng thiết bị sử dụng điện ttrong hệ thống tách ẩm máy tách ẩm máy lọc nước [43] Máy tách ẩm tiêu thụ 1,97 kW sử dụng trung bình 8h ngày Số watt – hour sử dụng ngày là: 1,97 x 103 x = 15760 Wh Máy lọc nước tiêu thụ 24 W sử dụng trung bình 2h ngày Số watt – hour sử dụng ngày là: x 24 = 48 Wh  Tổng số W/h toàn tải sử dụng = 48 + 15760 = 15808 Wh  Số W/h pin mặt trời (PV modules) = 1,3 x tổng số W/h toàn tải sử dụng = 1,3 x 15808 = 20550,4 W/h Mức hấp thụ lượng mặt trời trung bình điểm nước Việt Nam kWh/m2/ngày [44] tỉnh miền trung miền nam Tổng số Wp pin mặt trời = 20550,4 / = 4110 Wp Số lượng pin mặt trời cần dùng = tổng số Wp pin lượng mặt trời / thơng số Wp (đây số lượng tối thiểu) = 4110 / 170 = 24,18 chọn số lượng pin 24 Các thông số pin lượng mặt trời (170 W) Công suất lớn nhất: 170 W Điện áp hở mạch: 44,2 V Dòng điện ngắn mạch: 5,14 A Điện áp làm việc: 36,14 V Dòng làm việc: 4,71 A Hiệu suất chuyển đổi pin: 15,75 % Kích thước: 1580 x 808 x 35 mm (L x W x H ) Trọng lượng: 16 kg Nhiệt độ hoạt động: - 40oC – + 90oC SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng 59 Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán Công suất chênh lệch: ± % Hình 3.21 Tấm pin lượng mặt trời (Xem chi tiết vẽ số – phụ lục) Hình 3.22 Hình thực tế pin lượng mặt trời SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng 60 Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Kết luận: Kết phần tính tốn dàn lạnh, với yêu cầu thu 10 lít nước/ngày Tên gọi Kích thước Đơn vị Diện tích bề mặt truyền nhiệt 0,5192 m2 Lượng khơng khí qua dàn lạnh 0,1607 kg/s Thể tích khơng khí qua dàn lạnh 0,1365 m3/s Diện tích cho khơng khí qua 0,0303 m2 Thiết bị lọc nước qua hệ thống lọc mang lại nguồn nước an tồn giàu khống chất, với lõi lọc R.O có kích thước lõi chiều dài 356 mm đường kính ống 99 mm Tổng lượng điện tiêu thụ toàn hệ thống ngày 15808 Wh Hệ thống sử dụng 24 pin lượng mặt trời với kích thước pin 170 W (L x W x H ) = 1580 x 808 x 35 mm Thiết bị sau đưa hoạt động mang đến nguồn nước cho người dân sử dụng, làm giảm thiểu vấn đề thiếu hụt nước địa bàn địa phương mà đề tài em khảo sát – tỉnh Ninh Thuận Đưa nước cho người dân góp phần nâng cao đời sống, đảm bảo sức khỏe mơi trường sống tốt đẹp hơn, an tồn Thiết bị sử dụng khu vực mưa hay nơi có độ cao cao với hàm lượng sương mù cao  Kiến nghị: Cần nâng cao cơng suất lớn 500 lít nước/ngày hay 2000 lít nước/ngày cao để lượng nước thu nhiều Sử dụng thiết bị tách ẩm khơng khí nhiều nơi, phát triển cơng nghệ để đưa thiết bị tách ẩm khơng khí ngày phổ biến rộng rãi SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng 61 Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tuổi trẻ online, Biến đổi khí hậu làm trầm trọng tình trạng sa mạc hóa, 27/06/2016 [2] Renee Cho, The fog collectors: harvesting water from thin air, 3/2011 [3] Lý thuyết nguyên lý tách ẩm, 02/08/2016 [4] Robert A Nelson, Air wells, fog fences & dew ponds methods for recovery of atmospheric humidity, 2003 [5] Jacopo Prisco, CNN Desert ‘fog catchers’ make water out of thin air, November 18, 2016 [6] Fellipe Abreu and Luiz Felipe Silva Chile Trapping humidity out of fog in Chile, 17 May 2015 [7] Bebecca Paul DropNet fog collector harvests the mist to create pure drinking water, 19/02/2010 [8] Báo tiền phong “Lưới lọc nước từ sương mù lớn giới”, 23/11/2016 [9] Cơng an Bình Thuận Thiết bị thu nước từ sương mù mang đến hy vọng cho nơi thiếu nước, 10/09/2009 [10] giới trẻ Tương lai người không lo thiếu nước nhờ phát minh tuyệt diệu này, 02/07/2016 [11] Beth Buczynskl MIT develops advanced fog harvesting material that pulls 5x more water from thin air, 17/05/2015 [12] David L Chandler, MIT News Office How to get fresh water out of thin air, august 30, 2013 [13] University of Washington CBE SEFS GH fog collection basic, 2017 [14] Shanyengana ES, Sanderson RD, Seely MK, Schemenauer RS Testing greenhouse shade nets in collection of fog for water supply J Water Supply Res Technol AQUA 52:237–241, 2003 [15] Van Heerden J, Olivier J, Schalkwyk V Fog water systems in South Africa: In: Proceedings of the 5th international conference on fog, fog collection, and dew Munster, 2010 [16] ClimateTechWiki.org, Fog harvesting SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng 62 Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán [17] Kistof Retezar, Fontus [18] Bnew Phát minh “máy gặt nước” từ khơng khí 17/04/2017 [19] Báo Khánh Hòa Thiết bị biến khơng khí thành nước dùng Việt Nam 12/10/2016 [20] Wikipedia.org Atmospheric water generato 19 September 2017 [21] A M Hamed, “Absorption-Regeneration Cycle for Production of Water from Airtheoretical Approach,” Re newable Energy, Vol 19, 2000, No 4, , pp 625-635 [22] Ahmed Hamed A technical review on the extraction of water from atmospheric air in arid zones, October 2010 [23] mayxulyamcongnghiep Lý thuyết nguyên lý tách ẩm 08/2016 [24] Appropedia.org Original: Understanding solar stills 25 November 2016 [25] Báo Vnexpress.net Thiết bị biến khơng khí thành nước lượng mặt trời 25/10/2016 [26] R V Wahlgren “Atmospheric Water Vapour Processor Designs for Potable Water Production: a Review,” Water Resources Management, 2001 Vol 35, No 1, pp 1-22 [27] Wikipedia.org Ninh Thuận 21/08/2017 [28] Sở kế hoạch đầu tư tỉnh Ninh Thuận [29] Đồ án Đánh giá tài nguyên nguồn nước mặt, nước ngầm tỉnh Ninh Thuận 14/11/2013 [30] Đặng Thanh Bình - Phan Hoàn- Quý Minh Trung, Đánh giá tác động hạn hán thiếu nước đến sản xuất nông nghiệp ninh thuận, Báo cáo tham luận hội thảo khoa học “nước việc làm” 2016 [31] Võ Chí Chính, Tính tốn thiết kế hệ thống điều hòa khơng khí [32] Võ Chí Chính, Dàn ngưng giải nhiệt khơng khí [33] Các bước tính nhiệt lượng, hệ số tỏa nhiệt mơi chất q trình trao đổi nhiệt đối lưu 19/03/2016 [34] Võ Chí Chính, Giáo trình phân tích ưu điểm nhược điểm dàn ngưng khơng khí đối cưỡng SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng 63 Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán [35] Lê Xuân Hòa Giáo trình Kỹ Thuật Lạnh, 2004 [36] Trần Thanh Kỳ, Máy Lạnh, Nhà xuất đại học quốc gia thành phố hồ chí minh, năm 2004, pp 139 – 238 [37] Hồ Trần Anh Ngọc “Nghiên cứu thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống có cánh sử dụng kỹ thuật lạnh” [38] Công Ty Cổ Phần Cơ Điện Lạnh Đại Việt “Nguyên lý hoạt động máy điều hòa khơng khí.” Internet: http://tapdoandaiviet.com.vn/vn/page/nguyen-ly-hoat-dong-maylanh.html , 2011 [39] Nguyễn Đức Hùng Nguyễn Minh Thái Kỹ thuật xử lý khơng khí ẩm Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, năm 2007, pp.88 [40] Trịnh Xuân Lai Xử lý nước cấp sinh hoạt công nghiệp Nhà xuất xây dựng, Hà Nội, năm 2004, pp 346 – 398 [41] Lenntech “Dow Water Solutions FILMTECTM Membranes Product Information Catalog” Internet: https://www.lenntech.com/Data-sheets/Filmtec-Reverse-OsmosisProduct-Catalog-L.pdf Form No 609 – 00204 – 1108 [42] Công ty CP Lavio Việt Nam “Cách lựa chọn lõi lọc máy lọc nước ro” Internet: http://laviovietnam.com/tim-hieu-ve-cac-loi-loc-nuoc-trong-may-loc-nuocro.html 2016 [43] Nguyễn Duy Long “Xây dựng hệ thống sử dụng lượng mặt trời cho chiếu sáng” Internet: http://luanvan.co/luan-van/de-tai-xay-dung-he-thong-su-dung-nangluong-mat-troi-cho-chieu-sang-60556/ [44] Vũ Phong “ Cường độ xạ lượng mặt trời khu vực Việt Nam” Internet: https://solarpower.vn/cuong-do-buc-xa-nang-luong-mat-troi-tai-cac-khu-vucviet-nam/ 2009 – 2017 [45] Công Ty Cổ Phần Thiết Bị Lọc Nước Đại Dương “Máy lọc nước gia đình” Internet: http://maylocnuocdaiduong.com/may-loc-nuoc-kangaroo-9-loi-loc-kg108uv [46] Công Ty Cổ Phần Công Nghệ Thương Mại Hồng Ngân “Ứng dụng lõi lọc oxy bóng gốm máy lọc nước RO” Internet: http://locnuocnhapkhau.vn/-ung-dungloi-loc-oxy-bong-gom-trong-may-loc-nuoc-ro.html SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng 64 Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán [47] Báo Cáo Hiện Trạng Môi Trường Tỉnh Ninh Thuận Năm Giai Đoạn 2011 – 2015, Ủy Ban Nhân Dân Tỉnh Ninh Thuận Sở Tài Nguyên Và Môi Trường, tháng 12 năm 2015, pp.141 SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng 65 Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán PHỤ LỤC 123456- Giản đồ Mollier Quy trình cơng nghệ – Bản vẽ số Bản vẽ vật thể – Bản vẽ số Chi tiết thiết bị – Bản vẽ số Hệ thống lọc nước – Bản vẽ số Tấm pin lượng mặt trời – Bản vẽ số SVTH: Hồ Thị Bích Thu GVHD: PGS TS Phan Đình Tuấn GVHD: TS Lý Cẩm Hùng 66 ... nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Ưu điểm hạn chế công nghệ tách ẩm tạo nước từ không khí (AWG)... nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán Hình 1.13 Hệ thống ngưng tụ nước từ khơng khí thơng qua lượng mặt trời Hệ thống bao gồm bề... GVHD: TS Lý Cẩm Hùng Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế hệ thống tách ẩm từ khơng khí để sản xuất nước uống cho người dân vùng hạn hán Người ta ứng dụng công nghệ bắt sương mù để sản xuất nhà máy