Nghiên cứu thực nghiệm giải pháp làm mát không khí dựa vào chu trình bay hơi nước trong điều kiện thời tiết thực

CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BẤCH KHOA - ĐHQG - HCM Cán hướng dẫn khoa học : TS Nguyễn Quốc Ý Cán chấm nhận xét 1: TS Nguyễn Tường Long Cán chấm nhận xét : TS Huỳnh Thị Minh Thư Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Đảch Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 15 tháng 07 năm 2016 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS Trương Tích Thiện TS Nguyễn Tường Long TS Huỳnh Thị Minh Thư TS Trương Quang Tri TS Vũ Cơng Hòa Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu cố) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KHƯD ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHl NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG DẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Lê Thanh Thuận MSHV: 7140928 Ngày, tháng, năm sinh: 13/08/1988 Nơi sinh: Bình Định Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật Mã số : 60.52.01.01 TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thục nghiệm giải pháp làm mát khơng khí dựa vào chu trình bay nước điều kiện thời tiết thực I NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiêm vu: Nghiên cứu thực nghiệm giải pháp làm mát khơng khí dựa vào chu trình bay nước điều kiện thời tiết thực + Tổng quan nguyên lý làm mát dựa vào chu trình bay nuớc + Thí nghiệm mơ hình nhà cấp bốn nhà cấp bốn (Phòng Thí Nghiệm Cơ Lưu Chất) điều kiện thời tiết + Phân tích, xử lý số liệu thu II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/01/2016 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/03/2016 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS Nguyễn Quốc Ý CÂN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) Tp HCM, ngày tháng năm 2016 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TS Nguyễn Quốc Ý TS Vũ Cơng Hòa TRƯỞNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG (Họ tên chữ ký) PGS.TS Huỳnh Quang Linh LỜI CẢM ƠN Qua luận văn tốt nghiệp em xỉn chãn thành cảm ơn thầy cô công tác trường Đại Học Bách Khoa thành phổ Hồ Chi Minh tận tình giảng dạy giúp đỡ chúng em suốt trình học tập trường Đặc biệt thầy cô Khoa Khoa Học ửng Dụng, môn Cơ Kỹ Thuật truyền đạt cho em kiến thức kinh nghiệm quỷ báu, giúp em có tảng kiến thức vững chẳc Em xin gửi lời cảm ơn sâu sẳc chân thành đến TS Nguyễn Quốc Ý dành nhiều thời gian, tận tình hướng dẫn em suốt trình thực luận văn Em xin gởi lời cảm ơn tri ân đến: Quỷ Thầy Cô bên môn Cơ lưu chất, Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Đại học Bách Khoa TP.HCM tận tình truyền đạt kiến thức chia sẻ kinh nghiệm quỷ báu cho em suốt trình thực tập làm luận văn Phòng đào tạo sau đại học tận tình giải đáp vấn đề liên quan tớỉ học vụ hỗ trợ mặt hành Bên cạnh đó, em xỉn chân thành cảm ơn Th.s Đặng Ngọc Thiện Hảo, sinh viên Trần Quang Huy, Trình Quang Lộc, Nguyễn Ngọc Hảo, Nguyễn Vũ Đức Minh hỗ trợ chuyên môn giúp đỡ trình thực luận vãn Cuối cùng, xin gửi đến gia đình, người thân lỏng biết ơn sâu sẳc Gia đình ln chỗ dựa vững chẳc cho suốt đời Xin chân thành cảm cm ! Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2016 Lê Thanh Thuận TÓM TẮT Trong điều kiện khí hậu nóng nước ta, việc sử dụng quạt điện hay máy điều hòa điều tất yếu gần hoạt động hết cơng suất có người nhà Thậm chí, ngơi nhà nông thôn phải nhờ đến việc điều hòa khơng khí quạt hay máy lạnh mật độ xây dựng khu vực ngày cao lượng xanh giảm dần Các giải pháp thông gió tự nhiên tính tốn hợp lí đưa vào thiết kế nhà hay dùng để cải tạo nhà tại, khơng khí khơng gian sống làm việc đảm bảo mức chấp nhận không sử dụng quạt điện hay máy điều hòa hay sử dụng Điều khơng góp phần tiết kiệm điện lượng mà góp phần ổn định suất lao động, an toàn sức khỏe cho người Dựa vào kết thực nghiệm phòng thí nghiệm đề tài luận văn “nghiên cứu thực nghiệm giải pháp làm mát khơng khí dựa hiệu ứng bay nước điều kiện phòng thí nghiệm” học viên Đặng Ngọc Thiện Hảo (chuyên ngành Cơ Kỹ Thuật- khóa 2013) Bài luận văn trình bày “nghiên cứu thực nghiệm giải pháp làm mát khơng khí dựa hiệu ứng bay nước điều kiện thời tiết thực” Bài luận văn trình bày kết thực nghiệm phương pháp tự nhiên để làm mát khơng khí dựa vào chu trình bay - làm mát gián tiếp Mơ hình làm mát với kích thước (dài X cao X rộng) 1,41 lm X 0,5m X 1.5m, gồm ống dẫn khí nhơm mỏng nối thông với bọc lớp vải xung quanh để làm ướt Bề mặt ống dẫn khí tạo thành kênh khơ Bề mặt ngồi bọc vải thấm nước quạt cơng nghiệp đẩy khí vào tạo thành kênh ướt Đầu vào kênh khô gắn quạt ly tâm có đường kính 150 mm, cơng suất 330W (theo nhà sản xuất) để thổi khơng khí từ bên ngồi vào chạy dọc theo ống dẫn khí Quạt ly tâm điều khiển fan control hay biến tần để điều chỉnh lưu lượng theo mong muốn Đầu kênh khơ có đường kính 90mm Khơng khí đầu đưa vào không gian cần làm mát mơ hình nhà cấp bốn nhà cấp bốn (PTN Cơ Lưu Chất) Sử dụng cảm biến để đo chênh lệch nhiệt độ, độ ẩm bên bên khơng gian cần làm mát Ket thí nghiệm cho thấy, mơ hình làm khơng khí giảm - 6°c so với nhiệt độ đầu vào, độ ẩm (tuyệt đối) khơng tăng Ngồi Khơng khí làm mát đáp ứng mức tiện nghi nhiệt tốt, làm giảm nhiệt độ môi trường đến vùng tiện nghi nhiệt nhiệt độ khơng làm độ ẩm tương đối khơng khí đầu vượt vùng tiện nghi nhiệt độ ẩm ABSTRACT Vietnam urban citizens get used to using fan or aừ - conditioner when they are at home or office because of hot climates But nowadays, rural individuals have to equip these equipment for theừ house due to the lack of umbrage, what resulted by development of industry This will contribute to exacerbate the energy crisis and global warming So a cooling system saving energy is necessary Based on the thesis “An experiment on a evaporative cooling system conducted in laboratory condition” by Dang Ngoc Thien Hao (Master of Mechanics Engineering - class 2013), this thesis presents the experimental result of an indirect cooling system working in natural envnonment The model consists of six aluminum tube which used for conveying aừ through a rectangle box with dimension 1,411m X 0,5m X 1.5m These tubes were interconnected together and wrapped by fabric for the purpose of making the wet and dry channel A 330W centrifugal fan was placed at the inlet The diameter of outlet is 90 mm The cooled aừ was transported to two locations: four - levels house model and fluid mechanics laboratory The experimental result showed that the model can reduce aừ temperature to 5-6°C, compared with the envnonmental one, without raising the absolute humidity In addition, the cooled aừ satisfied the thermal comfort conditions LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, thơng tin, tài liệu trích dẫn đuợc sử dụng trình nghiên cứu trung thực, có nguồn gốc rõ ràng tuân thủ nguyên tắc trình bày luận văn Thạc sĩ Người thực Lê Thanh Thuận MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH - BẢNG BIÊU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN 1.2 TÔNG QUAN 1.2.1 Giải pháp làm mát bay trực tiếp 1.2.2 Giải pháp làm mát bay gián tiếp 10 1.2.3 Giải pháp kết hợp phương pháp làm mát bay trực tiếp phương pháp bay gián tiếp .14 1.2.4 Tính cấp thiết đề tài Việt Nam 16 1.3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 17 CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 18 2.1 TÓM TẮT KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM GIẢI PHÁP LÀM MÁT BAY HƠI NƯỚC TRONG ĐIỀU KIỆN PHỊNG THÍ NGHIỆM 18 2.1.1 Mơ hình làm mát theo phương pháp làm mát bay trực tiếp (hình 2.1) 19 2.1.2 Mơ hình làm mát theo phương pháp làm mát bay gián tiếp (hình 2.2) 20 2.2 MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM .21 2.3 KỊCH BẢN THÍ NGHIỆM 26 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 27 3.1 Thực nghiệm ttên mơ hình nhà cấp 27 3.1.1 Ví dụ số liệu đo ngày 27 3.1.2 Ảnh hưởng nhiệt độ, độ ẩm đầu vào đến hiệu làm mát 31 3.2 Giải pháp làm mát hoàn chỉnh .35 3.3 Thực nghiệm ttên nhà cấp (Phòng thí nghiệm Cơ Lưu Chất) 36 3.3.1 Ví dụ số liệu đo ngày 36 3.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ, độ ẩm đầu vào đến hiệu làm mát 38 3.4 Phân tích, đánh giá hiệu giải pháp làm mát .39 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN 42 4.1 Kết luận 42 4.2 Hạn chế hướng phát triển 42 4.2.1 Hạn chế 42 4.2.2 Hướng phát triển 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 PHỤ LỤC 1: TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO GIẢI PHÁP LÀM MÁT PHÙ HỢP ĐÊ THỰC NGHIỆM TRÊN MƠ HÌNH NHÀ THU NHỎ 45 PHỤ LỤC 2: KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC VÀ KẾT CẤU NHÀ ĐÊ LỰA CHỌN NHÀ CẤP PHÙ HỢP 55 PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ THựC NGHIỆM MƠ HÌNH LÀM MÁT THEO NGÀY VÀ THEO NHIỆT ĐỘ ĐỘ ẦM ĐẦU VÀO 68 PHỤ LỤC 4: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH LÀM MÁT HỒN CHỈNH 103 PHỤ LỤC 5: BÀI BÁO KHOA HỌC 108 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 109 DANH MỤC HÌNH ẢNH - BẢNG BIỂU Hình 1.1- Nhiệt hóa từ đất ố Hình 1.2- Nguyên lý phương pháp làm mát bay trực tiếp Hình 1.3- Nguyên lý phương pháp làm mát bay giản tiếp Hình 1.4- Mơ hình làm mát Abdulrahman Th Mohammad & cộng 13] Hình 1.5- Mơ hình làm mát Jiang He Akỉra Hoyano [6] 10 Hình 1.6- Mơ hình làm mát WaleedA Abdel-Fadeel & M Attalla [7].ỈO Hình 1.7- Mơ hình hệ thống làm mát Chan & cộng [10] 11 Hình 8- Ơng dẫn khí làm sứ ịhĩnh trái) mô hĩnh thực ịhĩnh phải) thí nghiệm E Velasco Gomez & đồng [11] 12 Hình 1.10- Mơ hình làm mát Rabah Boukhanouf & cộng [12] 13 Hình 1.10- Mơ hình làm mát M Jradi s Riffat [13] 13 Hình 1.11- Mơ hình đề tài Vườn ươm 14 Hình 12 - Mơ hình làm mát Ts.Kongre [14] 15 Hình 13 - Mơ hĩnh hệ thống làm mát Gasshem &cộngsự [15] 16 Hình - Mơ hình làm mát dựa vào chu trình bay - làm mát trực tiếp 19 Hình 2 -Mơ hình làm mát theo phương pháp làm mát bay giản tiếp 20 Hình - Mơ hình thí nghiêm giải pháp làm mát bay giản tiếp 21 Hình - Sơ đồ ngun lý mơ hình nhà cấp tích hợp mơ hình làm mát gắn cảm biến vị trí 1, 2, 3, 4, 24 Hình - Mơ hình thực nhà cap gan hệ thong làm mát 24 Hình - Sơ đồ nguyên lỷ PTN Cơ lưu Chat tích hợp mơ hình làm mát gan cảm biến vị trí 1, 2, 25 Hình - Mơ hình thực gắn hệ thong làm mát cảm biến 25 Hình — Qui trình thí nghiệm 26 Hình 3.1- Đồ thị T RH theo thời gian trường hợp giải pháp làm mát ngày 1/4/2016 28 Hình 3.2- Đồ thị T RH theo thời gian trường hợp có giải pháp làm mát