CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ GIA TĂNG NHIỆT ĐỘ BÊN TRONG XE KHI ĐỖ XE NGOÀI TRỜI NẮNG, VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HIỆN NAY31.1. Xu hướng của việc gia tăng nhiệt độ và sự ảnh hưởng của hiệu ứng nhà kính đối với môi trường hiện nay31.2. Những nghiên cứu và thử nghiệm về sự gia tăng nhiệt độ trong xe ô tô và các thiết bị trên xe41.3. Những ảnh hưởng và rủi ro của sự gia tăng nhiệt độ tới xe ô tô và các thiết bị trên xe.71.4. Những biện pháp trong và ngoài nước đang được áp dụng để giảm sự gia tăng nhiệt độ bên trong xe ô tô kho đỗ xe ngoài trời nắng8CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ BỘ TỰ ĐỘNG GIẢM NHIỆT ĐỘ TRONG XE Ô TÔ KHI ĐỖ XE NGOÀI TRỜI NẮNG132.1. Các khái niệm cơ bản về truyền nhiệt132.1.1. Dẫn nhiệt132.1.2. Trao đổi nhiệt đối lưu142.1.3. Trao đổi nhiệt bức xạ142.1.4. Quá trình trao đổi nhiệt trên ô tô152.2. Tính cân bằng nhiệt trong xe ô tô đỗ ngoài trời nắng162.2.1. Phương trình cân bằng nhiệt tổng quát162.2.2. Nhiệt tỏa từ máy móc Q1172.2.3. Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng Q2172.2.4. Nhiệt tỏa từ người Q3182.2.5. Nhiệt tỏa từ thành phẩm mang vào Q4182.2.6. Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt Q5182.2.7. Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q6182.2.8. Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che Q7202.2.9. Nhiệt tỏa do rò lọt không khí Q8222.2.10. Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9232.2.11. Nhiệt thẩm thấu qua nóc xe Q10232.2.12. Nhiệt thẩm thấu qua sàn Q11242.2.13. Tổng nhiệt thừa của xe242.3. Nghiên cứu thiết kế bộ tự động giảm nhiệt độ trong xe ô tô252.3.1. Sơ đồ tổng quan hệ thống252.3.2. Nghiên cứu chip peltier262.3.2.1. Cấu tạo và nguyên lý cơ bản262.3.1.2. Tính toán công suất và hiệu suất làm lạnh của chip282.3.3. Nghiên cứu bộ tản nhiệt cho chip peltier312.3.4. Nghiên cứu chọn bộ điều khiển cảm biến nhiệt độ322.3.5. Nghiên cứu tính toán nguồn năng lượng cấp cho hệ thống332.3.5.1. Tính công suất pin mặt trời332.3.5.2. Tính toán kích cỡ pin mặt trời332.3.5.3. Tính toán bộ chuyển đổi nguồn điện332.3.5.4. Tính toán ắc quy342.3.5.5. Chọn bộ điều khiển sạc342.3.6. Tính toán thiết kế bộ tự động giảm nhiệt độ trên ô tô LEXUS LS 400352.3.6.1. Tính nhiệt thừa của ô tô352.3.6.2. Tính số chip362.3.6.3. Tính tổng tải tiêu thụ382.3.6.4. Tính công suất pin mặt trời382.3.6.5. Tính công suất ắc quy38CHƯƠNG 3: LẮP RÁP MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ CỦA THÍ NGHIỆM TRÊN Ô TÔ393.1. Lắp ráp bộ mô hình thử nghiệm trên xe ô tô393.1.1. Chọn số lượng chip Peltier cho mô hình403.1.2. Lắp ráp bộ tản nhiệt cho chip Peltier403.1.3. Lắp ráp bộ làm mát nước cho bộ tản nhiệt433.2. Bộ cảm biến nhiệt độ thực tế và cài đặt điều khiển nguồn điện theo nhiệt độ trên xe ô tô453.2.1. Bộ cảm biến nhiệt độ453.2.2. Cài đặt và sử dụng bộ cảm biến nhiệt độ463.3. Nguồn điện thực tế cung cấp cho mô hình483.3.1. Công suất tiêu thụ thực tế của các thiết bị điện trong mô hình483.3.1.1. Công suất tiêu thụ thực tế của chip Peltier483.3.1.2. Công suất tiêu thụ thực tế của quạt tuần hoàn khí lạnh493.3.1.3. Công suất tiêu thụ thực tế của quạt tản nhiệt493.3.1.4. Công suất tiêu thụ thực tế của mô tơ bơm nước503.3.1.5. Công suất tiêu thụ thực tế của cảm biến nhiệt độ503.3.1.6. Tổng công suất tiêu thụ thực tế của mô hình513.3.2. Nguồn điện cung cấp cho mô hình513.3.3. Lắp ráp nguồn điện cung cấp cho mô hình533.4. Lắp ráp mô hình tự động giảm nhiệt độ trên xe ô tô thực tế543.5. Phân tích và đánh giá kết quả của thí nghiệm trên ô tô553.5.1. Điều kiện và kết quả thí nghiệm trên ô tô.553.5.2. Phân tích và đánh giá kết quả thí nghiệm58
MỤC LỤC MỤC LỤC .i DANH MỤC HÌNH ẢNH iv DANH MỤC BẢNG BIỂU v MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ GIA TĂNG NHIỆT ĐỘ BÊN TRONG XE KHI ĐỖ XE NGOÀI TRỜI NẮNG, VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HIỆN NAY 1.1 Xu hướng việc gia tăng nhiệt độ ảnh hưởng hiệu ứng nhà kính mơi trường 1.2 Những nghiên cứu thử nghiệm gia tăng nhiệt độ xe ô tô thiết bị xe 1.3 Những ảnh hưởng rủi ro gia tăng nhiệt độ tới xe ô tô thiết bị xe .7 1.4 Những biện pháp nước áp dụng để giảm gia tăng nhiệt độ bên xe tơ kho đỗ xe ngồi trời nắng .8 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ BỘ TỰ ĐỘNG GIẢM NHIỆT ĐỘ TRONG XE Ô TÔ KHI ĐỖ XE NGOÀI TRỜI NẮNG 13 2.1 Các khái niệm truyền nhiệt 13 2.1.1 Dẫn nhiệt .13 2.1.2 Trao đổi nhiệt đối lưu 14 2.1.3 Trao đổi nhiệt xạ 14 2.1.4 Quá trình trao đổi nhiệt tơ 15 2.2 Tính cân nhiệt xe tơ đỗ ngồi trời nắng 16 2.2.1 Phương trình cân nhiệt tổng quát 16 2.2.2 Nhiệt tỏa từ máy móc Q1 .17 2.2.3 Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng Q2 17 2.2.4 Nhiệt tỏa từ người Q3 18 2.2.5 Nhiệt tỏa từ thành phẩm mang vào Q4 18 2.2.6 Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt Q5 18 2.2.7 Nhiệt tỏa xạ mặt trời qua cửa kính Q6 18 2.2.8 Nhiệt tỏa xạ mặt trời qua bao che Q7 20 2.2.9 Nhiệt tỏa rò lọt khơng khí Q8 22 2.2.10 Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9 23 2.2.11 Nhiệt thẩm thấu qua xe Q10 23 2.2.12 Nhiệt thẩm thấu qua sàn Q11 .24 2.2.13 Tổng nhiệt thừa xe 24 2.3 Nghiên cứu thiết kế tự động giảm nhiệt độ xe ô tô .25 2.3.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống 25 2.3.2 Nghiên cứu chip peltier 26 2.3.2.1 Cấu tạo nguyên lý 26 2.3.1.2 Tính tốn cơng suất hiệu suất làm lạnh chip 28 2.3.3 Nghiên cứu tản nhiệt cho chip peltier 31 2.3.4 Nghiên cứu chọn điều khiển cảm biến nhiệt độ .32 2.3.5 Nghiên cứu tính tốn ng̀n lượng cấp cho hệ thống 33 2.3.5.1 Tính công suất pin mặt trời .33 2.3.5.2 Tính tốn kích cỡ pin mặt trời 33 2.3.5.3 Tính tốn chuyển đổi nguồn điện .33 2.3.5.4 Tính tốn ắc quy .34 2.3.5.5 Chọn điều khiển sạc 34 2.3.6 Tính toán thiết kế tự động giảm nhiệt độ ô tô LEXUS LS 400 35 2.3.6.1 Tính nhiệt thừa tơ 35 2.3.6.2 Tính số chip .36 2.3.6.3 Tính tổng tải tiêu thụ .38 2.3.6.4 Tính cơng suất pin mặt trời .38 2.3.6.5 Tính cơng suất ắc quy .38 CHƯƠNG 3: LẮP RÁP MƠ HÌNH THỬ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ CỦA THÍ NGHIỆM TRÊN Ơ TƠ .39 3.1 Lắp ráp mơ hình thử nghiệm xe ô tô .39 3.1.1 Chọn số lượng chip Peltier cho mơ hình .40 3.1.2 Lắp ráp tản nhiệt cho chip Peltier 40 3.1.3 Lắp ráp làm mát nước cho tản nhiệt 43 3.2 Bộ cảm biến nhiệt độ thực tế cài đặt điều khiển nguồn điện theo nhiệt độ xe ô tô 45 3.2.1 Bộ cảm biến nhiệt độ .45 3.2.2 Cài đặt sử dụng cảm biến nhiệt độ 46 3.3 Nguồn điện thực tế cung cấp cho mô hình 48 3.3.1 Cơng suất tiêu thụ thực tế thiết bị điện mơ hình 48 3.3.1.1 Cơng suất tiêu thụ thực tế chip Peltier .48 3.3.1.2 Công suất tiêu thụ thực tế quạt tuần hồn khí lạnh 49 3.3.1.3 Công suất tiêu thụ thực tế quạt tản nhiệt 49 3.3.1.4 Công suất tiêu thụ thực tế mô tơ bơm nước .50 3.3.1.5 Công suất tiêu thụ thực tế cảm biến nhiệt độ 50 3.3.1.6 Tổng công suất tiêu thụ thực tế mơ hình 51 3.3.2 Ng̀n điện cung cấp cho mơ hình 51 3.3.3 Lắp ráp ng̀n điện cung cấp cho mơ hình 53 3.4 Lắp ráp mơ hình tự động giảm nhiệt độ xe ô tô thực tế .54 3.5 Phân tích đánh giá kết thí nghiệm ô tô .55 3.5.1 Điều kiện kết thí nghiệm tơ .55 3.5.2 Phân tích đánh giá kết thí nghiệm .58 Kết luận và khuyến nghi .59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 DANH MỤC HÌNH Ả Hình 1.1 Xu hướng gia tăng nhiệt độ tồn cầu .3 Hình 1.2 Hiệu ứng nhà kính Hình 1.3 Sự gia tăng nhiệt độ xe tơ đỗ ngồi trời nắng .5 Hình 1.4 Nhiệt độ xe tơ đỗ ngồi trời nắng nhìn qua camera hồng ngoại Hình Phân bố nhiệt độ xe tơ đỗ ngồi trời nắng Hình 1.6 Nổ pin điện thoại xe tơ đỗ xe ngồi trời nắng Hình Nổ lon soda xe tơ đỗ xe ngồi trời nắng Hình Sự chênh lệch nhiệt độ xe sử dụng biện pháp khác để giảm nhiệt độ xe .9 Hình 1.9 Dán cách nhiệt phản quang Hình 1.10 Đỗ xe nơi râm mát, tránh ánh nắng trực tiếp .10 Hình 1.11 Dùng vải bạt chuyên dùng để chống nóng 11 Hình 12 Xe tơ chắn kính đỗ ngồi trời nắng .12Y Hình Các cách truyền nhiệt .13 Hình 2 Quá trình dẫn nhiệt .13 Hình Quá trình trao đổi nhiệt đối lưu 14 Hình Quá trình trao đổi nhiệt xạ .15 Hình Quá trình trao đổi nhiệt tơ 16 Hình Sơ đồ hệ thống tự động giảm nhiệt ô tô đỗ xe 25 Hình Chip Peltier (Sò nóng lạnh) 26 Hình Cấu tạo chip Peltier 27 Hình Sơ đồ nguyên lý hoạt động chíp Peltier 28 Hình 10 Tản nhiệt cho chíp peltier dùng quạt .31 Hình 11 Sử dụng nước làm mát chíp peltier .32 Hình 12 Biểu đồ hiệu suất chíp Hình Bộ mơ hình giảm nhiệt độ xe tơ sử dụng chịp peltier 39 Hình Sơ đồ mạch điện kết nối hệ thống 39 Hình 3.3 Bình chứa nước tản nhiệt nhơm 40 Hình 3.4 Quạt tuần hồn khí lạnh 41 Hình 3.5 Tấm nhơm tản nhiệt .41 Hình 3.6 Tấm nhựa mica lắp quạt 41 Hình 3.7 Tấm nhựa mica lắp bên 42 Hình 3.8 Bộ tản nhiệt cho chip Peltier 42 Hình 3.9 Tấm xốp cách nhiệt cho tản nhiệt .43 Hình 3.10 Mơ tơ bơm nước 43 Hình 3.11 Két làm mát nước 44 Hình 3.12 Quạt tản nhiệt 44 Hình 3.13 Bình chứa nước làm mát .45 Hình 3.14 Bộ cảm biến nhiệt độ XH-W2020 .46 Hình 3.15 Cài đặt sử dụng cảm biến nhiệt độ - Bước .46 Hình 3.16 Cài đặt sử dụng cảm biến nhiệt độ - Bước .47 Hình 3.17 Cài đặt sử dụng cảm biến nhiệt độ - Bước .47 Hình 3.18 Cài đặt sử dụng cảm biến nhiệt độ - Bước .48 Hình 3.19 Dòng điện tiêu thụ thực tế chip Peltier 48 Hình 3.20 Dòng điện tiêu thụ thực tế quạt tuần hồn khí lạnh 49 Hình 3.21 Dòng điện tiêu thụ thực tế quạt tản nhiệt 49 Hình 3.22 Dòng điện tiêu thụ thực tế mơ tơ bơm nước 50 Hình 3.23 Dòng điện tiêu thụ thực tế cảm biến nhiệt độ .50 Hình 3.24 Ắc quy Trojan J185H-AC 12V – 225Ah .51 Hình 3.25 Tấm pin lượng mặt trời .52 Hình 3.26 Bộ điều khiển sạc kỹ thuật số 53 Hình 3.27 Lắp đặt pin lượng mặt trời 53 Hình 3.28 Lắp đặt chuyển đổi nguồn điện xe ô tô 54 Hình 3.29 Bộ tự động giảm nhiệt độ xe ô tô 54 Hình 3.30 Lắp đặt tản nhiệt xe ô tô 55 Hình 3.31 Lắp đặt két nước xe ô tô .55 Hình 3.32 Nhiệt độ ngồi trời 57 Hình 33 Nhiệt độ khơng khí xe tơ cân 57 Hình 34 Chế độ hoạt động chuyển đổi điều khiển sạc .58 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Cường độ xạ mặt trời TP Hà Nội .20 Bảng 2.2: Hệ số hấp thụ xạ mặt trời hệ số dẫn nhiệt số vật liệu 22YY Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật chip Peltier 40 Bảng Thông số kỹ thuật pin lượng mặt trời 52 Bảng 3 Điều kiện kết thí nghiệm 56 MỞ ĐẦU Cơ sở pháp lý: Căn theo hợp đồng số 02-2017-RD/HĐ-ĐHCN ký ngày 15 tháng 05 năm 2017 Trường Đại học Cơng nghiệp Hà nội nhóm nghiên cứu đề tài Tính cấp thiết đề tài: Đối với xe ô tô ngừng hoạt động đỗ trời nắng, nhiệt độ cao làm cho khơng khí vật dụng để xe bị làm nóng lên theo Điều gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng, tuổi thọ thiết bị xe ô tô, chí gây cháy nổ, hư hỏng dẫn đến thiệt hại khơng đáng có cho xe tơ Ngồi ra, xe đỗ ngồi trời nắng tạo chất khí độc hại phát từ nội thất xe cánh cửa, táp lô… gây ảnh hưởng xấu đến người sử dụng xe, làm tiêu tốn thời gian lượng cho việc làm mát xe hoạt động trở lại Mặt khác trời nắng lượng nhiệt mặt trời lớn cần có nghiên cứu tận dụng nguồn lượng phục vụ cho việc làm mát xe ô tơ dừng đỗ Chính nên Nhóm nghiên cứu thực đề tài “Nghiên cứu, thiết kế tự động giảm nhiệt độ xe ô tô đỗ xe trời nắng” Mục tiêu nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu thiết kế giảm nhiệt độ tự động xe nhiệt độ xe vượt qua mức độ cài đặt Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu ảnh hưởng gia tăng nhiệt độ bên xe ô tô đỗ trời nắng giải pháp khắc phục Nghiên cứu, thiết kế tự động giảm nhiệt độ xe tơ đỗ xe ngồi trời nắng Chế tạo, lắp ráp mơ hình tiến hành thí nghiệm kiểm nghiệm hoạt động mơ hình Phương pháp nghiên cứu: - Kết hợp nghiên cứu lý thuyết với thực nghiệm - Kết hợp chọn thiết bị công nghệ cao với nghiên cứu thiết kế tự chế tạo mạch, thiết bị khí, điện tử với vật tư sẵn có nước Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu thực nghiệm mơ hình xe Lexus LS400 Kết đạt đề tài: Đề tài đạt kết cụ thể sau: Đưa giải pháp thiết kế tự động giảm nhiệt độ xe ô tô đỗ xe ngồi trời nắng Mơ hình tự động giảm nhiệt độ xe ô tô đỗ xe trời nắng lắp, thực nghiệm xe Lexus LS400 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ GIA TĂNG NHIỆT ĐỘ BÊN TRONG XE KHI ĐỖ XE NGOÀI TRỜI NẮNG, VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HIỆN NAY 1.1 Xu hướng việc gia tăng nhiệt độ và ảnh hưởng hiệu ứng nhà kính mơi trường Xu hướng gia tăng nhiệt độ đáng báo động Trong kỉ 20, nhiệt độ trung bình khơng khí gần mặt đất tăng 0,6 ± 0,2 °C Theo báo cáo quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA - Environmental Protection Agency), nhiệt độ trung bình Trái đất cuối kỉ 19 tăng +0,8 °C kỷ 20 tăng 0,6 ± 0,2 °C Các dự án mơ hình khí hậu Ủy ban Liên phủ Biến đổi Khí hậu (IPCC - The Intergovernmental Panel on Climate Change) nhiệt độ bề mặt Trái Đất tăng 1,1 đến 6,4 °C suốt kỷ 21 Hình 1.1 Xu hướng gia tăng nhiệt độ toàn cầu Hiệu ứng nhà kính vấn đề đáng lo ngại mà giới phải đối mặt khắc phục, tượng hiểu đơn giản gia tăng nhiệt độ khơng khí đại dương bề mặt Trái Đất Hình 1.2 Hiệu ứng nhà kính Hậu biến đổi khí hậu tác động trực tiếp đến sống tất loài Trái Đất Ảnh hưởng lớn mà tượng tác động đến nguồn nước, chất lượng số lượng nước uống, nước tưới tiêu, nước cho cơng nghiệp sức khỏe lồi thủy sản thay đổi trận mưa rào tăng khí bốc Mưa tăng gây lụt lội nhiều hơn, lấp đầy lòng chảo nối sơng ngòi giới Nhiệt độ tăng khiến băng tan nhanh hơn, nước biển dâng cao khiến diện tích đất liền bị thu hẹp chưa kể đến trận đại hồng thủy Sự biến đổi khí hậu gây loạt tượng thiên nhiên cực đoan ngày nhiều số lượng cường độ 1.2 Những nghiên cứu và thử nghiệm gia tăng nhiệt độ xe ô tô và thiết bi xe Theo nhiều nghiên cứu trường đại học Mỹ Canada, nhiệt độ ca-bin ảnh hưởng lớn tới sinh vật sống, kể người Trong đó, trẻ em đối tượng bị ảnh hưởng nhanh nhiều Tốc độ tăng nhiệt trẻ nhỏ nhanh gấp lần so với người lớn Hiện tượng nóng ca-bin (thường gọi heatstroke hyperthermia) xác định nhiệt độ vượt ngưỡng 40,5oC Nhiều nghiên cứu rằng, nhiệt độ ngồi trời 35 oC cần 20 phút, ca-bin xe nhỏ (khơng bật điều hòa) đạt 50oC Nếu thời gian 40 phút, nhiệt độ ca-bin lên tới 65,5oC [10, 11, 12] Hình 1.3 Sự gia tăng nhiệt độ xe ô tô đỗ trời nắng Nghiên cứu trưởng hợp mở cửa kính nhiệt độ xe thấp đóng cửa kính, nhiên cao nhiều so với nhiệt độ trời Hình 3.10 Cài đặt sử dụng cảm biến nhiệt độ - Bước Bước 3: Chọn chế độ P1 => chọn mức chênh lệch nhiệt độ nhiệt độ cảm biến đo nhiệt độ mong muốn Hình 3.11 Cài đặt sử dụng cảm biến nhiệt độ - Bước Bước 4: Ấn nút "Set" để chọn nhiệt độ mong muốn Sau nhấn "Rst" để xác nhận trở 45 Hình 3.12 Cài đặt sử dụng cảm biến nhiệt độ - Bước Sau cài đặt nhiệt độ mong muốn, nhiệt độ môi trường tăng đến nhiệt độ mong muốn cảm biến nhiệt độ đóng rơ le cấp điện đầu để chạy thiết bị làm lạnh 3.3 Nguồn điện thực tế cung cấp cho mơ hình 3.3.1 Cơng suất tiêu thụ thực tế các thiết bị điện mô hình 3.3.1.1 Công suất tiêu thụ thực tế chip Peltier Với điện áp 12V, dòng điện thực tế mà chip Peltier tiêu thụ Iqtn = 3,28A Hình 3.13 Dòng điện tiêu thụ thực tế chip Peltier Công suất tiêu thụ thực tế chip Peltier: Pc = 6.3,28.12 = 236,16 (W) 46 3.3.1.2 Công suất tiêu thụ thực tế quạt tuần hoàn khí lạnh Với điện áp 12V, dòng điện thực tế mà quạt tuần hồn khí lạnh tiêu thụ Iqtn = 0,15A Hình 3.14 Dòng điện tiêu thụ thực tế quạt tuần hồn khí lạnh Công suất tiêu thụ thực tế quạt tuần hồn khí lạnh: Pqth = 2.0,15.12 = 3,6 (W) 3.3.1.3 Công suất tiêu thụ thực tế quạt tản nhiệt Với điện áp 12V, dòng điện thực tế mà quạt tản nhiệt tiêu thụ Iqtn = 1,2A Hình 3.15 Dòng điện tiêu thụ thực tế quạt tản nhiệt Công suất tiêu thụ thực tế quạt tản nhiệt: Pqtn = 2.1,2.12 = 28,8 (W) 47 3.3.1.4 Công suất tiêu thụ thực tế mô tơ bơm nước Với điện áp 12V, dòng điện thực tế mà mơ tơ bơm nước tiêu thụ I cb = 0,09A Hình 3.16 Dòng điện tiêu thụ thực tế mơ tơ bơm nước Công suất thực tế mô tơ bơm nước: Pmt = 0,09.12 = 1,08 (W) 3.3.1.5 Công suất tiêu thụ thực tế cảm biến nhiệt độ Với điện áp 12V, dòng điện thực tế mà cảm biến tiêu thụ Icb = 0,01A Hình 3.17 Dòng điện tiêu thụ thực tế cảm biến nhiệt độ Công suất thực tế cảm biến nhiệt độ: Pcb = 0,01.12 = 0,12 (W) 48 3.3.1.6 Tổng công suất tiêu thụ thực tế mơ hình P = Pc + Pqth + Pqtn + Pmt + Pcb = 157,44 + 3,6 + 28,8 + 1,08 + 0,12 = 191,04 (W) 3.3.2 Nguồn điện cung cấp cho mơ hình Qua tính tốn chương 2, dung lượng ắc qui yêu cầu là: 209,4 Ah, chọn loại ắc quy có sẵn thị trường loại Trojan J185H-AC miễn bảo dưỡng có thơng số kích thước 380x176x374mm có dung lượng 12V – 225Ah Hình 3.18 Ắc quy Trojan J185H-AC 12V – 225Ah Pin mặt trời chọn loại Mono ARMM6 – 36P – 150 hãng ARMSolar sản xuất 49 Hình 3.19 Tấm pin lượng mặt trời Thông số kỹ thuật pin lượng mặt trời thể bảng 3.2 Bảng Thông số kỹ thuật pin lượng mặt trời Ngoài ra, để sạc lại cho ắc quy cần có chuyển đổi nguồn điện, ta chọn điều khiển sạc kỹ thuật số 12V – 250W hãng SolarV cung cấp 50 Hình 3.20 Bộ điều khiển sạc kỹ thuật số 3.3.3 Lắp ráp nguồn điện cung cấp cho mô hình Nguồn điện cung cấp cho mơ hình bao gồm pin lượng mặt trời, ắc quy chuyển đổi nguồn điện Tấm pin lượng mặt trời lắp đặt xe tơ Hình 3.21 Lắp đặt pin lượng mặt trời Ắc quy chuyển đổi nguồn điện lắp đặt khoang hành lý phía sau xe tơ 51 Hình 3.22 Lắp đặt chuyển đổi nguồn điện xe ô tô 3.4 Lắp ráp mơ hình tự động giảm nhiệt độ xe tơ thực tế Mơ hình bao gồm tự động giảm nhiệt độ tản nhiệt cho chip Peltier Hình 3.23 Bộ tự động giảm nhiệt độ xe ô tô 52 Bộ tản nhiệt gồm mơ tơ bơm nước, bình chứa nước đặt khoang hành lý phía sau xe tơ, kết nối với tự động giảm nhiệt độ xe két nước làm mát gầm xe thông qua dây ti ô dẫn nước Hình 3.24 Lắp đặt tản nhiệt xe ô tô Hình 3.25 Lắp đặt két nước xe tơ 3.5 Phân tích và đánh giá kết thí nghiệm tơ 3.5.1 Điều kiện kết quả thí nghiệm tơ 53 Sau lắp đặt mơ hình lên xe thử nghiệm, nhóm nghiên cứu bắt đầu tiến hành chạy thí nghiệm với điều kiện kết sau: Bảng 3 Điều kiện kết quả thí nghiệm Lần Thời gian thử Điều Nhiệt Thời Nhiệt độ Nhiệt Chênh lệch kiện độ gian xe độ nhiệt độ thời ngoài chạy có lắp mô xe xe lắp tiết trời mơ hình hoạt khơng và khơng hình động) lắp mơ lắp mơ 20 o 27 C hình 41oC hình 14oC 29oC 49oC 20oC 33oC 55oC 22oC 36oC 66,5oC 30,5oC 38oC 68oC 30oC Lần ngày Trời 21 tháng nắng năm 2018 12 nhẹ Trời ngày 21 nắng to Lần o 29,7 C phút 31,0oC 30 phút tháng Lần Lần năm 2018 14 ngày Trời 21 tháng nắng to năm 2018 11 Trời ngày 23 nắng to 32,7oC 30 phút 36,0oC 40 phút tháng Lần năm 2018 14 ngày Trời 23 tháng nắng to 38,5oC 60 phút năm 2018 54 Hình 3.26 Nhiệt độ trời Hình 27 Nhiệt độ khơng khí xe ô tô cân Tấm Pin lượng mặt trời sạc cho ác quy thể qua đèn báo sáng chuyển đổi điều khiển sạc cho ác quy: - Công tắc chế độ ON - Đèn chế độ bình thường sáng - Đèn báo sạc sáng 55 Hình 28 Chế độ hoạt động chuyển đổi điều khiển sạc 3.5.2 Phân tích đánh giá kết quả thí nghiệm Hoạt động tự động giảm nhiệt độ: - Rơle nhiệt hoạt động tốt (tự động chạy nhiệt độ xe vượt mức cài đặt) - Hệ thống làm mát hoạt động tốt (nhiệt độ nước làm mát gần nhiệt độ môi trường) - Bơm tuần hồn nước có lưu lượng ổn định - Bộ tự động giảm nhiệt độ giảm nhiệt độ khơng khí bên tơ đạt u cầu đặt giảm nhiệt độ khoảng 30 oC so với khơng lắp mơ hình Pin lượng mặt trời điều khiển sạc hoạt động tốt Trong điều kiện thí nghiệm Pin đảm bảo cung cấp đủ điện cho giảm nhiệt độ hoạt động theo yêu cầu Kết luận chương Đề tài lắp đặt mơ hình xe tơ thực tế tiến hành thí nghiệm điều kiện cụ thể, mơ hình hoạt động đảm bảo yêu cầu đặt 56 Kết luận và khuyến nghi Đề tài đưa nghiên cứu tổng quan ảnh hưởng việc tăng nhiệt độ xe ô tô đỗ trời nắng giải pháp khắc phục Đề tài đưa sở tính tốn thiết kế tự động giảm nhiệt độ xe tơ đỗ ngồi trời nắng dựa nguyên lý hoạt động chíp Peltier (sò nóng – lạnh) sử dụng lượng từ pin lượng mặt trời ắc qui dự phòng Đề tài xây dựng, lắp đặt mô hình lắp xe tơ thực tế tiến hành thực nghiệm với kết đạt yêu cầu đặt Kết rút từ đề tài nghiên cứu ban đầu để chế tạo thành công điều khiển tự động giảm nhiệt độ bên ô tô đỗ xe ngồi trời nắng Để sản phẩm đề tài ứng dụng rộng rãi cần tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện nội dung: - Nghiên cứu tối ưu hóa hiệu làm việc tự động điều chỉnh nhiệt độ xe ô tô - Nghiên cứu tối ưu nguồn lượng cung cấp cho tự động điều chỉnh nhiệt độ xe ô tô (ưu tiên sử dụng nguồn lượng sạch) - Nghiên cứu phát triển tự động điều chỉnh nhiệt độ xe ô tô trở thành hệ thống ô tô từ khâu sản suất ô tô hãng (kết thực tiễn độ hiệu hệ thống cao từ thuyết phục hãng đưa vào sản xuất) - 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Bốn, Hoàng Ngọc Đồng, Nhiệt kỹ thuật – NXB Giáo dục, 2010 [2] Bùi Hải, Tính tốn thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt - Nguyễn Bốn, Hoàng Ngọc Đồng, Nhiệt kỹ thuật – NXB giao thơng vận tải, 2002 [3] Võ Chí Chính, Giáo trình điều hòa khơng khí – NXB KH&KT, 2005 [4] http://moitruong.com.vn/moi-truong-sos/bien-doi-khi-hau/thuc- trang-va-xu-huong-bdkh-tren-the-gioi-6809.htm [5] http://khoahoc.tv/hieu-ung-nha-kinh-5383 [6] http://vietnamnet.vn/vn/khoa-hoc/hieu-ung-nha-kinh-moi-hiem- hoa-toan-cau-199995.html [7] http://vnexpress.net/tin-tuc/oto-xe-may/tu-van/nguy-hiem-khi- do-xe-duoi-troi-nang-2105462.html [8] http://ictnews.vn/cong-nghe-360/o-to-xe-may/5-cach-chong- nong-hieu-qua-cho-xe-hop-127585.ict [9] http://www.thermonamic.com/ [10] Hussain H Al-Kayiem, M Firdaus Bin M Sidik and Yuganthira R.A.L Munusammy Study on the Thermal Accumulation and Distribution Inside a Parked Car Cabin, ISSN 1546-9239 [11] Johannes Horak, Ivo Schmerold, Kurt Wimmer, Günther Schauberger, Cabin air temperature of parked vehicles in summer conditions: lifethreatening environment for children and pets calculated by a dynamic model [12] LYNN I GIBBS, MPH; DAVID W LAWRENCE, MPH, RN, CS; MEL A KOHN, MD, HEAT EXPOSURE IN AN ENCLOSED AUTOMOBILE 58 [13] Issam Mohammed Ali Aljubury, Ammar Ali Farhan, Munther Abdullah Mussa, Experimental Study of Interior Temperature Distribution Inside Parked Automobile Cabin [14] M.A Jasni and F.M Nasir, Experimental Comparison Study of the Passive Methods in Reducing Car Cabin Interior Temperature [15] Saidur, R., Sattar, M.A., and Masjuki, H H (2008) “Performance of an Improved Solar Car Ventilator” GMSARN International Conference on Sustainable Development: Issues and Prospects for the GMS, 12-14 Nov 2008 [16] Rugh, J P., Chaney, L., Lustbader, J (2007) “Reduction in Vehicle Temperatures and Fuel Use from Cabin Ventilation, Solar-Reflective Paint, and a New Solar-Reflective Glazing” SAE World Congress, Detroit, Michigan, April 16-19, 2007 59