Đối với cuộc sống của loài người, năng lượng Mặt Trời là một nguồn năng lượng tái tạo quý báu. Có thể trực tiếp thu lấy năng lượng này thông qua hiệu ứng quang điện, chuyển năng lượng các p
4.5. THIÃÚT BË CHỈNG CÁÚT NỈÅÏC DNG NÀNG LỈÅÜNG MÀÛT TRÅÌI Nỉåïc ngt l mäüt nhu cáưu ráút cå bn cho sỉû säúng ca con ngỉåìi, Liãn hiãûp qúc â cho biãút hiãûn nay trãn thãú giåïi cọ hån 2 t ngỉåìi dán khäng âỉåüc cung cáúp â nỉåïc sảch cho mủc âêch sinh hoảt. Do váûy, cng våïi váún âãư thiãúu hủt nàng lỉåüng thç váún âãư nỉåïc sảch cng ngy mäüt trong nhỉng chiãún lỉåüc âỉåüc c thãú giåïi quan tám. Trãn trại âáút ca chụng ta, nhỉỵng nåi cọ nhiãưu nàõng thç thỉåìng åí nhỉỵng nåi âọ nỉåïc úng bë khan hiãúm. Båíi váûy nàng lỉåüng màût tråìi â âỉåüc sỉí dủng tỉì ráút láu âãø thu nỉåïc úng bàòng phỉång phạp chỉng cáút tỉì ngưn nỉåïc báøn hồûc nhiãùm màûn. 4.5.1. Cáúu tảo ngun l hoảt âäüng Cọ ráút nhiãưu thiãút bë khạc nhau â âỉåüc nghiãn cỉïu v sỉí dủng cho mủc âêch chỉng cáút nỉåïc, mäüt trong nhỉỵng hãû thäúng chỉng cáút nỉåïc dng nàng lỉåüng màût tråìi âån gin âỉåüc mä t nhỉ hçnh 4.85. Nỉåïc ngỉng tủ trãn táúm phKhay chỉïa nỉåïc âỉåüc sån âen lm bãư màût háúp thủMạng chỉïa nỉåïc ngỉngNỉåïc vo Hçnh 4.85. Thiãút bë chỉng cáút âån gin. Nỉåïc báøn hồûc nỉåïc màûn âỉåüc âỉa vo khay åí dỉåïi v âỉåüc âun 153 nọng båíi sỉû háúp thủ nàng lỉåüng màût tråìi. Pháưn âạy ca khay âỉåüc sån âen âãø tàng quạ trçnh háúp thu bỉïc xả màût tråìi, nỉåïc cọ thãø xem nhỉ trong sút trong viãûc truưn bỉïc xả sọng ngàõn tỉì màût tråìi. Bãư màût háúp thủ nháûn nhiãût bỉïc xả màût tråìi v truưn nhiãût cho nỉåïc. Khi nhiãût âäü tàng, sỉû chuøn âäüng ca cạc phán tỉí nỉåïc tråí nãn ráút mảnh v chụng cọ thãø tạch ra khi bãư màût màût thoạng v säú lỉåüng tàng dáưn. Âäúi lỉu ca khäng khê phêa trãn bãư màût mang theo håi nỉåïc v ta cọ quạ trçnh bay håi. Sỉû bäúc lãn ca dng khäng khê chỉïa âáưy håi áøm, sỉû lm mạt ca bãư màût táúm ph båíi khäng khê âäúi lỉu bãn ngoi lm cho cạc pháưn tỉí nỉåïc ngỉng tủ lải v chy xúng mạng chỉïa åí gọc dỉåïi. Khäng khê lảnh chuøn âäüng xúng dỉåïi tảo thnh dng khê âäúi lỉu. Âãø âảt hiãûu qu ngỉng tủ cao thç nỉåïc phi âỉåüc ngỉng tủ bãn dỉåïi táúm ph. Táúm ph cọ âäü däúc â låïn âãø cho cạc git nỉåïc chy xúng dãù dng. Âiãưu âọ cho tháúy ràòng åí mi thåìi âiãøm khong phán nỉía bãư màût táúm ph chỉïa âáưy cạc git nỉåïc. Quạ trçnh ngỉng tủ ca nỉåïc dỉåïi táúm ph cọ thãø l quạ trçnh ngỉng git hay ngỉng mng, âiãưu ny phủ thüc vo quan hãû giỉỵa sỉïc càng bãư màût ca nỉåïc v táúm ph. Hiãûn nay ngỉåìi ta thỉåìng dng táúm ph l kênh thûn låüi cho quạ trçnh ngỉng git. Ngỉåìi ta tháúy ràòng åí vng khê háûu nhiãût âåïi, hãû thäúng chỉng cáút nỉåïc cọ thãø sn xút ra mäüt lỉåüng nỉåïc ngỉng tỉång âỉång våïi lỉåüng mỉa 0,5cm/ngy. Hçnh 4.86. Tảo thiãút bë âån gin Trong mäüt säú trỉåìng håüp, chụng ta cọ thãø tảo 154 mäüt thiãút bë âån gin mäüt cạch nhanh chọng âãø láúy nỉåïc ngt tỉì nỉåïc biãøn, hay tỉì ngưn nỉåïc ä nhiãøm (hçnh 4.86) 4.5.2. Tênh toạn thiãút bë chỉng cáút nỉåïc Ta cọ thãø phán têch âån gin quạ trçnh chỉng cáút nỉåïc ca thiãút bë theo så âäư hçnh 4.87. Thỉûc cháút nãúu phán têch chi tiãút thç âáy ra quạ trçnh ráút phỉïc tảp cọ liãn quan âãún quạ trçnh truưn cháút. Tuy nhiãn cọ thãø phán têch quạ trçnh âån gin nhỉ sau: Dng âi lãn våïi nhiãût âäü TTáúm ph cọ nhiãût âäü T1Dng âi xúng våïi nhiãût âäü T1Nỉåïc tiãúp xục våïi màût háúp thủ cọ nhiãût âäü T Hçnh 4.87. Miãu t quạ trçnh âäúi lỉu trong thiãút bë chỉng cáút nỉåïc. Gi thiãút ràòng nỉåïc tiãúp xục våïi bãư màût háúp thủ v chụng cng chung nhiãût âäü l T (hçnh 4.87), nhiãût âäü ca táúm ph l T1, thç ta cọ dng nhiãût truưn qua mäüt âån vë diãûn têch giỉỵa 2 bãư màût âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc: q = k(T- T1), (4.76) Trong âọ k l hãû säú truưn nhiãût (W/m2K) Biãøu diãùn quạ trçnh âäúi lỉu ny nhỉ tảo båíi 2 dng khäng khê (hçnh 4.87), mäùi dng cọ lỉu lỉåüng khäúi lỉåüng tỉång âỉång l m (kg/m2h), mäüt dng thç chuøn âäüng lãn cn mäüt dng thç chuøn âäüng xúng dỉåïi. Näüi nàng ca mäùi âån vë khäúi lỉåüng khäng khê cọ nhiãût âäü T l cT. Nãúu xem âàûc tênh ca khäng khê åí âáy nhỉ l khê l 155 tỉåíng thç c l nhiãût dung riãng ca khäng khê. Dng khê nọng råìi khi bãư màût phêa dưới mang nội năng ở mức mcT, còn dòng khí lạnh mang nội năng ở mức mcT1. Như vậy dòng nhiệt trao đổi giữa các bề mặt bởi những dòng ny l: q = mc (T- T1). (4.77) So sạnh cäng thỉïc 4.1 v 4.2 ta cọ lỉu lỉåüng dng khê: mc = k, hay m = k/c. (4.78) Vê dủ, våïi nhiãût dung riãng ca khäng khê l c = 0,28 Wh/kgK, v våïi trỉåìng håüp hãû säú truưn nhiãût k = 4W/m2K, thç m = 14,3 kg/m2h. Gi sỉí ràòng dng khäng khê âäúi lỉu chuøn âäüng tỉång tỉû v cng täúc âäü khi chụng chỉïa âáưy håi áøm. Sỉû gi thiãút ny ráút phäø biãún khi phán têch quạ trçnh truưn cháút nhỉng chè cọ thãø âụng khi quạ trçnh truưn cháút xy ra våïi täúc âäü nh. Hån nỉỵa ta cọ thãø cho ràòng khi khäng khê råìi khi mäùi bãư màût mang täøng lỉåüng håi nỉåïc ph håüp âãø cán bàòng våïi nhiãût âäü tỉång ỉïng ca bãư màût, åí trảng thại cán bàòng thç trong mäüt âån vë thåìi gian cọ bao nhiãu phán tỉí nỉåïc råìi khi bãư màût màût thoạng thç cng cọ báúy nhiãu 0.20.40.60.81.0310Nhiãût âäü, KÂäü áøm tỉång âäúi, w320 330 340 350 360 Hçnh 4.88. Âäü áøm tỉång âäúi ca khäng khê åí ạp sút khê quøn. 156 phán tỉí nỉåïc quay tråí lải. Sau âọ sỉû táûp trung ca cạc phán tỉí lng hay håi nỉåïc trong khäng khê gáưn bãư màût màût thoạng cng âảt âãún giạ trë cán bàòng v gi l âäü áøm tỉång âäúi, w. Âäü áøm tỉång âäúi l khäúi lỉåüng ca håi nỉåïc trong 1kg khäng khê, w phủ thüc nhiãưu vo nhiãût âäü (hçnh 4.88). Tiãúp theo, nãúu ta miãu t quạ trçnh âäúi lỉu båíi sỉû chuøn âäüng âäưng thåìi ca 2 dng khäng khê, mäùi mäüt dng cọ lỉu lỉåüng m trãn mäüt âån vë diãûn têch, lỉåüng nỉåïc váûn chuøn ra ngoi s l mw v lỉåüng nỉåïc vo trong l mw1. Váûy lỉåüng nỉåïc âi ra m(w ÷ w1), âáy cng chênh l lỉåüng nỉåïc âỉåüc sn xút ra båíi thiãút bë lc nỉåïc trong mäüt âån vë diãûn têch bãư màût, M. Tỉång tỉû nhỉ quạ trçnh trao âäøi nhiãût giỉỵa 2 táúm phàóng ta cọ thãø viãút phỉång trçnh cán bàòng nàng lỉåüng trong thiãút bë chỉng cáút cọ dảng: P = k (T-T1) + εσ (T4-T41) + m r(w-w1), (4.79) Trong âọ: P(W/m2) l nàng lỉåüng bỉïc xả màût tråìi âãún, e l âäü âen ca täø håüp bãư màût háúp thủ v nỉåïc, r (Wh/kg) l nhiãût hoạ håi ca nỉåïc. Våïi r = 660 Wh/kg, e = 1 v âäü chãnh nhiãût âäü trung bçnh ca thiãút bë khong 40K thç ta cọ thãø xạc âënh lỉåüng nỉåïc sn xút âỉåüc ca thiãút bë cọ thãø xạc âënh theo cäng thỉïc: M = (P-160)/660 (kg/m2h) (4.80) ÅÍ Â Nàơng våïi cỉåìng âäü bỉïc xả trung bçnh P = 850 W/m2 thç tỉì cäng thỉïc (4.80) ta tênh âỉåüc M = 1.0 kg/m2h hay våïi 6giåì nàõng trong ngy thç mäùi ngy 1m2 bãư màût háúp thủ thiãút bë sn xút âỉåüc M = 6kg nỉåïc. Âäúi våïi cạc hãû thäúng låïn thỉåìng âàût cäú âënh våïi diãûn têch låïn thç cạc dng nàng lỉåüng ch úu trong mäüt thiãút bë chỉng cáút nỉåïc sỉí dủng nàng lỉåüng màût tråìi khi nọ hoảt âäüng cọ thãø biãøu diãùn nhỉ hçnh 4.89. 157 Mủc âêch ca viãûc thiãút kãú mäüt thiãút bë chỉng cáút nỉåïc l lm sao cho nhiãût lỉåüng dng cho nỉåïc bay håi Qbh l låïn nháút. Quạ trçnh truưn nàng lỉåüng bỉïc xả màût tråìi â âỉåüc háúp thủ âãún bãư màût ngỉng xy ra båíi håi nỉåïc, v quạ trçnh ny t lãû thûn våïi nỉåïc ngỉng thu âỉåüc. Hån nỉỵa táút c cạc pháưn nàng lỉåüng khạc truưn tỉì âạy âãún pháưn xung quanh phi hản chãú cng nhiãưu cng täút. GQbxQdlQbxQbhQdlQpxaQhthuQtrqQhthuQpxaQraQdatQvaoQnuoc Hçnh 4.89. Cạc dng nàng lỉåüng chênh trong thiãút bë chỉng cáút nỉåïc kiãøu bãø. Háưu hãút cạc dng nàng lỉåüng cọ thãø âỉåüc xạc âënh theo cạc ngun l cå bn, nhỉng sỉû r rè v cạc täøn tháút qua cạc gọc cảnh ráút khọ xạc âënh v cọ thãø gäüp lải v âỉåüc xạc âënh bàòng thỉûc nghiãûm bàòng cạc thiãút bë chỉng cáút thỉûc tãú. Så âäư mảng nhiãût ca thiãút bë chỉng cáút nỉåïc dảng bãø tỉång tỉû nhỉ så âäư nhiãût ca collector táúm phàóng nhỉng cọ 3 sỉû khạc biãût sau (hçnh 4.90): Nàng lỉåüng truưn tỉì âạy âãún táúm ph xy ra båíi quạ trçnh bay håi-ngỉng tủ cäüng thãm âäúi lỉu v bỉïc xả. Täøn tháút phêa âạy ch úu l quạ trçnh truưn nhiãût xúng nãưn âáút. Chiãưu sáu ca nỉåïc 158 trong thiãút bë hay dung lỉåüng ca bãø phi âỉåüc xạc âënh trong tênh toạn . Lỉåüng nỉåïc ra chỉng cáút tênh âỉåüc tỉì quạ trçnh bay håi ngỉng tủ truưn tỉì âạy âãún táúm ph. Så âäư nhiãût âỉåüc trçnh by åí hçnh 4.90, trong âọ cạc nhiãût tråí tỉång ỉïng våïi cạc dng nàng lỉåüng hçnh 4.86. (Cạc pháưn r rè, täøn tháút qua cạc cảnh, nỉåïc vo v ra khäng trçnh by åí âáy). qTar,c-sqr,b-cqc,c-sc,b-cqr,c-sqqeTcTbTgGτα Hçnh 4.90. Så âäư mảng nhiãût. 4.5.3. Triãøn khai ỉïng dủng thỉûc tãú 34521671- Mạng láúy nỉåïc ngỉng 2 - Táúm kênh ngoi 3- Táúm kênh trong 4- Gỉång phn xả cäú âënh5- Gỉång phàóng phn xả xoay 6- Låïp cạch nhiãût 7- Táúm háúp thủ sån âen8- Khung ngoi8 Hçnh 4.91. Thiãút bë chỉng cáút nỉåïc cọ gỉång phn xả. 159 Thỉûc tãú, chãú tảo thiãút bë chỉng cáút nỉåïc cọ thãm gỉång phn xả âãø tàng cỉåìng âäü bỉïc xả âãún, gỉång phn xả cọ thãø gáûp lải khi khäng dng. Táúm gỉång phn xả cọ thãø âàût phêa trãn hồûc phêa dỉåïi tu theo hỉåïng âàût thiãút bë. Cáúu tảo ca thiãút bë v ngun l nháûn bỉïc xả âỉåüc mä t nhỉ hçnh 4.91. Hçnh 4.92. Thiãút bë chỉng cáút 5kg/ngy. Hiãûn nay åí Viãût Nam â cọ nhiãưu âãư ti nghiãn cỉïu triãøn khai ỉïng dủng thiãút bë chỉng cáút nỉåïc NLMT, dng âãø chỉng cáút nỉåïc ngt tỉì nỉåïc biãøn v cung cáúp nỉåïc sảch dng cho sinh hoảt åí nhỉỵng vng cọ ngưn nỉåïc ä nhiãùm våïi thiãút bë chỉng cáút nỉåïc NLMT cọ gỉång phn xả, âảt âỉåüc hiãûu sút tỉång âäúi cao. Chụng ta cọ thãø chãú tảo cạc thiãút bë chỉng cáút nỉåïc theo thiãút kãú åí trãn cọ cäng sút tỉì 5 âãún 10 Hçnh 4.93. Thiãút bë chỉng cáút nỉåïc cäú âënh. 160 lêt/ngy. Thiãút bë ny ráút thûn låüi cho cạc ngỉ dán âi thuưn âạnh cạ láu ngy trãn biãøn. Thiãút bë cọ thãø chãú tảo theo kiãøu khay (hçnh 4.94) thûn låüi cho quạ trçnh váûn chuøn v sỉí dủng. Tuy nhiãn thiãút bë ny giạ thnh cn cao, nãn viãûc triãøn khai räüng ri vo thỉûc tãú cn nhiãưu khọ khàn. Thiãút bë chỉng cáút nỉåïc thỉåìng cọ 2 loải: loải nàõp kênh phàóng cọ chi phê cao (khong 23 USD/m2), tøi th khong 30 nàm, v loải nàõp plastic cọ chi phê r hån nhỉng hiãûu qu chỉng cáút kẹm hån. ÅÍ nhỉỵng vng biãøn hay Hi âo chụng ta cọ thãø xáûy dỉûng cạc bãø xi màng våïi säú lỉåüng låïn thç giạ thnh cọ thãø r hån (hçnh 4.95) Hçnh 4.94. Thiãút bë chỉng cáút kiãøu khay. Hçnh 4.95. Hãû thäúng cạc thiãút bë chỉng cáút nỉåïc dng nàng lỉåüng Màût tråìi. 161 . qTar,c-sqr,b-cqc,c-sc,b-cqr,c-sqqeTcTbTgGτα Hçnh 4. 90. Så âäư mảng nhiãût. 4. 5. 3. Triãøn khai ỉïng dủng thỉûc tãú 3 45 2167 1- Mạng láúy nỉåïc ngỉng 2 -. 3- Táúm kênh trong 4- Gỉång phn xả cäú âënh 5- Gỉång phàóng phn xả xoay 6- Låïp cạch nhiãût 7- Táúm háúp thủ sån âen 8- Khung ngoi8 Hçnh 4. 91.