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. Cáú u 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 ph Khay chỉïa nỉåïc âỉåüc sån âen lm bãư màût háúp thủ Mạng chỉïa nỉåïc ngỉng Nỉåïc 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 noùng bồới sổỷ hỏỳp thuỷ nng lổồỹng mỷt trồỡi. Phỏửn õaùy cuớa khay õổồỹc sồn õen õóứ tng quaù trỗnh hỏỳp thu bổùc xaỷ mỷt trồỡi, nổồùc coù thóứ xem nhổ trong suọỳt trong vióỷc truyóửn bổùc xaỷ soùng ngừn tổỡ mỷt trồỡi. Bóử mỷt hỏỳp thuỷ nhỏỷn nhióỷt bổùc xaỷ mỷt trồỡi vaỡ truyóửn nhióỷt cho nổồùc. Khi nhióỷt õọỹ tng, sổỷ chuyóứn õọỹng cuớa caùc phỏn tổớ nổồùc trồớ nón rỏỳt maỷnh vaỡ chuùng coù thóứ taùch ra khoới bóử mỷt mỷt thoaùng vaỡ sọỳ lổồỹng tng dỏửn. ọỳi lổu cuớa khọng khờ phờa trón bóử mỷt mang theo hồi nổồùc vaỡ ta coù quaù trỗnh bay hồi. Sổỷ bọỳc lón cuớa doỡng khọng khờ chổùa õỏửy hồi ỏứm, sổỷ laỡm maùt cuớa bóử mỷt tỏỳm phuớ bồới khọng khờ õọỳi lổu bón ngoaỡi laỡm cho caùc phỏửn tổớ nổồùc ngổng tuỷ laỷi vaỡ chaớy xuọỳng maùng chổùa ồớ goùc dổồùi. Khọng khờ laỷnh chuyóứn õọỹng xuọỳng dổồùi taỷo thaỡnh doỡng khờ õọỳi lổu. óứ õaỷt hióỷu quaớ ngổng tuỷ cao thỗ nổồùc phaới õổồỹc ngổng tuỷ bón dổồùi tỏỳm phuớ. Tỏỳm phuớ coù õọỹ dọỳc õuớ lồùn õóứ cho caùc gioỹt nổồùc chaớy xuọỳng dóự daỡng. ióửu õoù cho thỏỳy rũng ồớ moỹi thồỡi õióứm khoaớng phỏn nổớa bóử mỷt tỏỳm phuớ chổùa õỏửy caùc gioỹt nổồùc. Quaù trỗnh ngổng tuỷ cuớa nổồùc dổồùi tỏỳm phuớ coù thóứ laỡ quaù trỗnh ngổng gioỹt hay ngổng maỡng, õióửu naỡy phuỷ thuọỹc vaỡo quan hóỷ giổợa sổùc cng bóử mỷt cuớa nổồùc vaỡ tỏỳm phuớ. Hióỷn nay ngổồỡi ta thổồỡng duỡng tỏỳm phuớ laỡ kờnh thuỏỷn lồỹi cho quaù trỗnh ngổng gioỹt. Ngổồỡi ta thỏỳy rũng ồớ vuỡng khờ hỏỷu nhióỷt õồùi, hóỷ thọỳng chổng cỏỳt nổồùc coù thóứ saớn xuỏỳt ra mọỹt lổồỹng nổồùc ngổng tổồng õổồng vồùi lổồỹng mổa 0,5cm/ngaỡy. Hỗnh 4.86. Taỷo thióỳt bở õồn giaớn Trong mọỹt sọỳ trổồỡng hồỹp, chuùng ta coù thóứ taỷo 154 mọỹt thióỳt bở õồn giaớn mọỹt caùch nhanh choùng õóứ lỏỳy nổồùc ngoỹt tổỡ nổồùc bióứn, hay tổỡ nguọửn nổồùc ọ nhióứm (hỗnh 4.86) 4.5.2. Tờnh toaùn thióỳt bở chổng cỏỳt nổồùc Ta coù thóứ phỏn tờch õồn giaớn quaù trỗnh chổng cỏỳt nổồùc cuớa thióỳt bở theo sồ õọử hỗnh 4.87. Thổỷc chỏỳt nóỳu phỏn tờch chi tióỳt thỗ õỏy ra quaù trỗnh rỏỳt phổùc taỷp coù lión quan õóỳn quaù trỗnh truyóửn chỏỳt. Tuy nhión coù thóứ phỏn tờch quaù trỗnh õồn giaớn nhổ sau: Doỡng õi lón vồùi nhióỷt õọỹ T Tỏỳm phuớ coù nhióỷt õọỹ T 1 Doỡng õi xuọỳng vồùi nhióỷt õọỹ T 1 Nổồùc tióỳp xuùc vồùi mỷt hỏỳp thuỷ coù nhióỷt õọỹ T Hỗnh 4.87. Mióu taớ quaù trỗnh õọỳi lổu trong thióỳt bở chổng cỏỳt nổồùc. Giaớ thióỳt rũng nổồùc tióỳp xuùc vồùi bóử mỷt hỏỳp thuỷ vaỡ chuùng cuỡng chung nhióỷt õọỹ laỡ T (hỗnh 4.87), nhióỷt õọỹ cuớa tỏỳm phuớ laỡ T 1 , thỗ ta coù doỡng nhióỷt truyóửn qua mọỹt õồn vở dióỷn tờch giổợa 2 bóử mỷt õổồỹc xaùc õởnh theo cọng thổùc: q = k(T- T 1 ), (4.76) Trong õoù k laỡ hóỷ sọỳ truyóửn nhióỷt (W/m 2 K) Bióứu dióựn quaù trỗnh õọỳi lổu naỡy nhổ taỷo bồới 2 doỡng khọng khờ (hỗnh 4.87), mọựi doỡng coù lổu lổồỹng khọỳi lổồỹng tổồng õổồng laỡ m (kg/m 2 h), mọỹt doỡng thỗ chuyóứn õọỹng lón coỡn mọỹt doỡng thỗ chuyóứn õọỹng xuọỳng dổồùi. Nọỹi nng cuớa mọựi õồn vở khọỳi lổồỹng khọng khờ coù nhióỷt õọỹ T laỡ cT. Nóỳu xem õỷc tờnh cuớa khọng khờ ồớ õỏy nhổ laỡ khờ lyù 155 tổồớng thỗ c laỡ nhióỷt dung rióng cuớa khọng khờ. Doỡng khờ noùng rồỡi khoới bóử mỷt phờa di mang ni nng mc mcT, cũn dũng khớ lnh mang ni nng mc mcT 1. Nh vy dũng nhit trao i gia cỏc b mt bi nhng dũng naỡy laỡ: q = mc (T- T 1 ). (4.77) So saùnh cọng thổùc 4.1 vaỡ 4.2 ta coù lổu lổồỹng doỡng khờ: mc = k, hay m = k/c. (4.78) Vờ duỷ, vồùi nhióỷt dung rióng cuớa khọng khờ laỡ c = 0,28 Wh/kgK, vaỡ vồùi trổồỡng hồỹp hóỷ sọỳ truyóửn nhióỷt k = 4W/m 2 K, thỗ m = 14,3 kg/m 2 h. Giaớ sổớ rũng doỡng khọng khờ õọỳi lổu chuyóứn õọỹng tổồng tổỷ vaỡ cuỡng tọỳc õọỹ khi chuùng chổùa õỏửy hồi ỏứm. Sổỷ giaớ thióỳt naỡy rỏỳt phọứ bióỳn khi phỏn tờch quaù trỗnh truyóửn chỏỳt nhổng chố coù thóứ õuùng khi quaù trỗnh truyóửn chỏỳt xaớy ra vồùi tọỳc õọỹ nhoớ. Hồn nổợa ta coù thóứ cho rũng khi khọng khờ rồỡi khoới mọựi bóử mỷt mang tọứng lổồỹng hồi nổồùc phuỡ hồỹp õóứ cỏn bũng vồùi nhióỷt õọỹ tổồng ổùng cuớa bóử mỷt, ồớ traỷng thaùi cỏn bũng thỗ trong mọỹt õồn vở thồỡi gian coù bao nhióu phỏn tổớ nổồùc rồỡi khoới bóử mỷt mỷt thoaùng thỗ cuợng coù bỏỳy nhióu 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 310 Nhióỷt õọỹ, K ọỹ ỏứm tổồng õọỳi, w 320 330 340 350 360 Hỗnh 4.88. ọỹ ỏứm tổồng õọỳi cuớa khọng khờ ồớ aùp suỏỳt khờ quyóứn. 156 phỏn tổớ nổồùc quay trồớ laỷi. Sau õoù sổỷ tỏỷp trung cuớa caùc phỏn tổớ loớng hay hồi nổồùc trong khọng khờ gỏửn bóử mỷt mỷt thoaùng cuợng õaỷt õóỳn giaù trở cỏn bũng vaỡ goỹi laỡ õọỹ ỏứm tổồng õọỳi, w. ọỹ ỏứm tổồng õọỳi laỡ khọỳi lổồỹng cuớa hồi nổồùc trong 1kg khọng khờ, w phuỷ thuọỹc nhióửu vaỡo nhióỷt õọỹ (hỗnh 4.88). Tióỳp theo, nóỳu ta mióu taớ quaù trỗnh õọỳi lổu bồới sổỷ chuyóứn õọỹng õọửng thồỡi cuớa 2 doỡng khọng khờ, mọựi mọỹt doỡng coù lổu lổồỹng m trón mọỹt õồn vở dióỷn tờch, lổồỹng nổồùc vỏỷn chuyóứn ra ngoaỡi seợ laỡ mw vaỡ lổồỹng nổồùc vaỡo trong laỡ mw 1 . Vỏỷy lổồỹng nổồùc õi ra m(w ữ w 1 ), õỏy cuợng chờnh laỡ lổồỹng nổồùc õổồỹc saớn xuỏỳt ra bồới thióỳt bở loỹc nổồùc trong mọỹt õồn vở dióỷn tờch bóử mỷt, M. Tổồng tổỷ nhổ quaù trỗnh trao õọứi nhióỷt giổợa 2 tỏỳm phúng ta coù thóứ vióỳt phổồng trỗnh cỏn bũng nng lổồỹng trong thióỳt bở chổng cỏỳt coù daỷng: P = k (T-T 1 ) + (T 4 -T 4 1 ) + m r(w-w 1 ), (4.79) Trong õoù: P(W/m 2 ) laỡ nng lổồỹng bổùc xaỷ mỷt trồỡi õóỳn, e laỡ õọỹ õen cuớa tọứ hồỹp bóử mỷt hỏỳp thuỷ vaỡ nổồùc, r (Wh/kg) laỡ nhióỷt hoaù hồi cuớa nổồùc. Vồùi r = 660 Wh/kg, e = 1 vaỡ õọỹ chónh nhióỷt õọỹ trung bỗnh cuớa thióỳt bở khoaớng 40K thỗ ta coù thóứ xaùc õởnh lổồỹng nổồùc saớn xuỏỳt õổồỹc cuớa thióỳt bở coù thóứ xaùc õởnh theo cọng thổùc: M = (P-160)/660 (kg/m 2 h) (4.80) aỡ Nụng vồùi cổồỡng õọỹ bổùc xaỷ trung bỗnh P = 850 W/m 2 thỗ tổỡ cọng thổùc (4.80) ta tờnh õổồỹc M = 1.0 kg/m 2 h hay vồùi 6giồỡ nừng trong ngaỡy thỗ mọựi ngaỡy 1m 2 bóử mỷt hỏỳp thuỷ thióỳt bở saớn xuỏỳt õổồỹc M = 6kg nổồùc. ọỳi vồùi caùc hóỷ thọỳng lồùn thổồỡng õỷt cọỳ õởnh vồùi dióỷn tờch lồùn thỗ caùc doỡng nng lổồỹng chuớ yóỳu trong mọỹt thióỳt bở chổng cỏỳt nổồùc sổớ duỷng nng lổồỹng mỷt trồỡi khi noù hoaỷt õọỹng coù thóứ bióứu dióựn nhổ hỗnh 4.89. 157 Muỷc õờch cuớa vióỷc thióỳt kóỳ mọỹt thióỳt bở chổng cỏỳt nổồùc laỡ laỡm sao cho nhióỷt lổồỹng duỡng cho nổồùc bay hồi Q bh laỡ lồùn nhỏỳt. Quaù trỗnh truyóửn nng lổồỹng bổùc xaỷ mỷt trồỡi õaợ õổồỹc hỏỳp thuỷ õóỳn bóử mỷt ngổng xaớy ra bồới hồi nổồùc, vaỡ quaù trỗnh naỡy tyớ lóỷ thuỏỷn vồùi nổồùc ngổng thu õổồỹc. Hồn nổợa tỏỳt caớ caùc phỏửn nng lổồỹng khaùc truyóửn tổỡ õaùy õóỳn phỏửn xung quanh phaới haỷn chóỳ caỡng nhióửu caỡng tọỳt. G Q bx Q dl Q bx Q bh Q dl Q pxa Q hthu Q trq Q hthu Q pxa Q ra Q dat Q vao Q nuoc Hỗnh 4.89. Caùc doỡng nng lổồỹng chờnh trong thióỳt bở chổng cỏỳt nổồùc kióứu bóứ. Hỏửu hóỳt caùc doỡng nng lổồỹng coù thóứ õổồỹc xaùc õởnh theo caùc nguyón lyù cồ baớn, nhổng sổỷ roỡ rố vaỡ caùc tọứn thỏỳt qua caùc goùc caỷnh rỏỳt khoù xaùc õởnh vaỡ coù thóứ gọỹp laỷi vaỡ õổồỹc xaùc õởnh bũng thổỷc nghióỷm bũng caùc thióỳt bở chổng cỏỳt thổỷ c tóỳ. Sồ õọử maỷng nhióỷt cuớa thióỳt bở chổng cỏỳt nổồùc daỷng bóứ tổồng tổỷ nhổ sồ õọử nhióỷt cuớa collector tỏỳm phúng nhổng coù 3 sổỷ khaùc bióỷt sau (hỗnh 4.90): Nng lổồỹng truyóửn tổỡ õaùy õóỳn tỏỳm phuớ xaớy ra bồới quaù trỗnh bay hồi-ngổng tuỷ cọỹng thóm õọỳi lổu vaỡ bổùc xaỷ. Tọứn thỏỳt phờa õaùy chuớ yóỳu laỡ quaù trỗnh truyóửn nhióỷt xuọỳng nóửn õỏỳt. Chióửu sỏu cuớa nổồùc 158 trong thióỳt bở hay dung lổồỹng cuớa bóứ phaới õổồỹc xaùc õởnh trong tờnh toaùn . Lổồỹng nổồùc ra chổng cỏỳt tờnh õổồỹc tổỡ quaù trỗnh bay hồi ngổng tuỷ truyóửn tổỡ õaùy õóỳn tỏỳm phuớ. Sồ õọử nhióỷt õổồỹc trỗnh baỡy ồớ hỗnh 4.90, trong õoù caùc nhióỷt trồớ tổồng ổùng vồùi caùc doỡng nng lổồỹng hỗnh 4.86. (Caùc phỏửn roỡ rố, tọứn thỏỳt qua caùc caỷnh, nổồùc vaỡo vaỡ ra khọng trỗnh baỡy ồớ õỏy). q Ta r,c-s q r,b-c q c,c-s c,b-c q r,c-s q q e Tc Tb Tg G Hỗnh 4.90. Sồ õọử maỷng nhióỷt. 4.5.3. Trióứn khai ổùng duỷng thổỷc tóỳ 3 4 5 2 1 6 7 1- Maùng lỏỳy nổồùc ngổng 2 - Tỏỳm kờnh ngoaỡi 3- Tỏỳm kờnh trong 4- Gổồng phaớn xaỷ cọỳ õởnh 5- Gổồng phúng phaớn xaỷ xoay 6- Lồùp caùch nhióỷt 7- Tỏỳm hỏỳp thuỷ sồn õen 8- Khung ngoaỡi 8 Hỗnh 4.91. Thióỳt bở chổng cỏỳt nổồùc coù gổồng phaớn xaỷ. 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 nhiãù m 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/m 2 ), 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 dn g nàng lỉåüng Màût tråìi. 161