- Xác định kích thƣớc đầu 0 và kích thƣớc kết thúc QTS e (ứng với trạng thái cân bằng của VLS với TNS) Các giá trị này cũng tƣơng ứng với độ
8 Tiêu chuẩn Bio
5.2.4. Thí nghiệm đánh giá khả năng tiết kiệm năng lƣợng của HTS GT-
Một trong những nhiệm vụ đặt ra của luận án là đánh giá khả năng tiết kiệm năng lƣợng của HTS BN kiểu bậc thang. Với cơ sở lý thuyết đã trình bày trong mục 4.2 chúng tôi đã xây dựng đƣợc HTS GT-01. Sau khi tiến hành chạy thử và hiệu chỉnh thiết bị, chúng tôi tiến hành thực nghiệm để thu thập số liệu, với các chế độ hoạt động khác nhau nhƣ bật/tắt các máy khác nhau, bật/tắt các van điện từ, các quạt dàn ngƣng phụ chúng tơi tiến hành lần lƣợt 9 chế độ thí nghiệm tƣơng ứng từ chế độ A đến I nhƣ đã trình bày trong bảng 4.3. Mỗi chế độ thực hiện 3 lần, kết quả là trung bình của 3 lần thí nghiệm tƣơng ứng với từng chế độ. Thời gian tiến hành thí nghiệm từ tháng 12/2012 đến hết tháng 3/2013. Địa điểm thực hiện tại phịng thực hành Bộ mơn Nhiệt kỹ thuật, khoa Cơ khí, trƣờng Đại học GTVT (Phịng 409
nhà A4 trƣờng Đai học GTVT). Biên bản thí nghiệm gồm các thông số: nhiệt độ trung bình của TNS taoC, giá trị độ ẩm tƣơng đối trung bình của TNS trong TBS
a%, vận tốc trung bình TNS a, m/s, thời gian sấy, khối lƣợng của VLS G, gVLÂ và lƣợng điện tiêu thụ N, kWh. Bảng 5.9 giới thiệu kết quả của 1 chế độ TN, các chế độ khác cho trong phụ lục 6:
Bảng 5.9 Kết quả thí nghiệm và tính SMER chế độ A
TT TGS N G ta φa SMER phút kWh kg oC % kgâ/kWh 1 25 0,7 0,055 33,1 61,5 0,079 2 50 0,7 0,066 37,8 60,1 0,083 3 75 0,8 0,078 41,2 59,2 0,097 4 100 0,7 0,060 42,4 58,3 0,086 5 125 0,7 0,066 43,7 56,7 0,094 6 150 0,7 0,067 44,5 57,7 0,096 7 175 0,7 0,062 46,4 55,2 0,089 8 200 0,7 0,064 47,3 53,9 0,091 9 225 0,7 0,053 48,5 53,0 0,076 10 250 0,7 0,048 47,8 52,7 0,069 11 275 0,7 0,045 48,2 51,9 0,064 12 300 0,7 0,033 47,3 51,9 0,047 13 325 0,7 0,035 49,0 52,0 0,050 14 350 0,7 0,024 50,0 49,7 0,034 15 375 0,6 0,023 49,8 49,9 0,038 16 400 0,7 0,015 50,4 48,9 0,021 17 425 0,7 0,017 49,7 49,2 0,024 18 450 0,7 0,017 48,9 49,1 0,024 19 475 0,7 0,011 49,1 48,9 0,016 20 500 0,7 0,009 49,1 48,7 0,013 Trung bình 46,2 53,4 0,061
Các thông số ở chế độ sấy A bao gồm:
- Khối lƣợngVLS ban đầu: G0 = 1,00 kg
- Khối lƣợngVLS cân bằng:Ge = 0,152 kg VLÂ - Khối lƣợng VLK: Gk = 0,137 kg VLK
- Độ ẩm ban đầu: M0 = 6,29 kgâ/kgVLK hay w0 = 86,5% - Độ ẩm cân bằng: Me = 0,11 kgâ/kgVLK hay we = 9,9% - Thời gian tiến hành TN: ngày 8, 9, 10 tháng 1 năm 2013
- Điều kiện môi trƣờng: nhiệt độ 16oC, độ ẩm tƣơng đối 68% - Tốc độ TNS trung bình a = 1,5 m/s
Từ bảng 5.9 cho thấy để tách đƣợc lƣợng ẩm là 0,848 kg ẩm ra khỏi VLS mất 500 phút, SMER trung bình đạt 0,066 kgâ/kWh. Sự thay đổi của SMER theo thời gian cũng đƣợc trình bày dƣới dạng đồ thị hình 5.19
Hình 5.19. Thay đổi SMER theo thời gian của chế độ TN A
Đồ thị hình 5.17 cho biết sự thay đổi của SMER có xu hƣớng giảm dần theo thời gian. Trong khoảng thời gian 100 phút đầu giá trị SMER đạt lớn nhất rồi giảm dần, kết quả này cũng phù hợp với sự thay đổi SMER trong kết quả TN sấy khoai tây [5], cà rốt [3], [26]. Tiếp tục TN với các chế độ B, C, D, E, F, G, H, I và kết quả cho ở phụ lục 6, từ bảng PL6-1 đến bảng PL6-8. Sau khi xử lý số liệu và tính tốn, chúng tơi tổng hợp kết quả trong bảng 5.10
Bảng 5.10. Tổng hợp kết quả thí nghiệm và tính tốn từ các chế độ sấy A-I
Các đại lƣợng trung bình Chế độ thí nghiệm A B C D E F G H I Độ chứa ẩm đầu M0, kg/kgVLK 6.30 6.35 6.35 6.19 6.19 6.30 6.25 6.30 6.30 Độ chứa ẩm cân bằng Me, kgâ/kgVLK 0.11 0.11 0.10 0.09 0.09 0.11 0.11 0.10 0,11 Khối lƣợng VLS đầu G0, kgVLÂ 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Khối lƣợng VLS
cân bằng Ge, kgVLÂ 0.152 0.150 0.150 0.151 0.151 0.152 0.153 0.151 0.152 Khối lƣợng VLK Gk, kgVLK 0.137 0.136 0.136 0.139 0.139 0.137 0.138 0.137 0.137 Nhiệt độ TNS ta oC 46.2 48.8 43.9 50.8 49.0 40,7 42,78 49.6 39,9 Độ ẩm TNS a % 58.5 52.8 46.5 42.4 39.5 48,6 55.3 50,5 52,5 Thời gian sấy
, phút 500 450 550 475 425 450 600 565 700 Lƣợng tách ẩm
Bảng 5.10 cho thấy, TGS lâu nhất là chế độ I, để tách đƣợc khoảng 0,85 kg ẩm trong VLS thì mất 700 phút trong khi TGS ít nhất là ở chế độ E mất 425 phút. Hệ số SMER của chế độ E cũng cao hơn 8,3% so với chế độ I. TGS ở chế độ E nhỏ hơn chế độ sấy I là 275 phút (giảm hơn 39%). Nhiệt độ TB TNS ở chế độ E cao hơn nhiệt độ TB TNS ở chế độ I, điều đó có nghĩa là nhiệt độ TNS tăng thì hệ số SMER cũng tăng, kết quả này cũng phù hợp với nhận xét của các tác giả trong [5], [65], [90]. Nhìn chung các kết quả TN cho thấy, đối với các chế độ chạy 2 MN với 2 dàn BH cùng hoạt động đồng thời (chế độ A-F), hệ số SMER đều cao hơn các chế độ chạy 1 MN khi chỉ có một dàn BH làm việc (chế độ G-I), điều này cho biết việc sử dụng 2 dàn BH để tách ẩm có khả năng lớn hơn so với khi sử dụng 1 dàn BH. Nhận xét đó cũng phù hợp với [4], [5], [19]… Bên cạnh đó, kết quả SMER thu đƣợc từ TN cho trong bảng 5.10 cũng tƣơng đối phù hợp với kết quả trong [37] khi nghiên cứu HTS BN đối với một số loại sản phẩm nông nghiệp nhƣ củ sâm, rau thơm…
Đánh giá về mặt tiết kiệm năng lƣợng khi sử dụng HTS BN kiểu bậc thang nhƣ đã trình bày trong chƣơng 4, chúng tôi lựa chọn các chế độ hoạt động giống nhau của HTS-GT01 để so sánh ở bảng 4.3 và 5.10. Với chế độ A và G, khi chạy cả 2 máy nén để TNS thay đổi theo bậc thì hệ số SMER của A là 0,061 kgâ/kWh và khi không chạy HTS theo bậc ở chế độ G có SMER bằng 0,054 kgâ/kWh. Hệ số SMER của chế độ A tăng lên so với chế độ G là 0,007 kgâ/kWh tức là khả năng tiết kiệm năng lƣợng đã tăng lên đƣợc 13% khi sử dụng chế độ sấy A để tách khoảng 0,85 kg ẩm ra khỏi VLS là cà rốt. Tuy nhiên, TGS ở chế độ sấy A nhỏ hơn TGS ở chế độ sấy G là 100 phút tƣơng đƣơng giảm đƣợc 16,7% TGS khi so với chế độ G. So sánh tiếp chế độ hoạt động D (chạy cả 2 MN và mở 2 NP) với chế độ H (chạy 1 MN và mở NP). Kết quả cho thấy chế độ D và H có SMER lần lƣợng bằng 0,061kgâ/kWh và 0,056 kgâ/kWh. Nhƣ vậy, ta đã tiết kiệm đƣợc 8,9% năng lƣợng nếu sử dụng chế độ hoạt động để TNS thay đổi nhiệt độ theo bậc. TGS ở chế độ D cũng giảm đáng kể so với chế độ H. Từ bảng 5.10 cho biết, HTS làm việc ở chế độ D, TGS giảm đƣợc 90 phút hay 15,9% so với chế độ H. Đối với chế độ hoạt động F (tất cả MN và NP đều làm việc) và chế độ I (MN1 và NP1 cùng hoạt động) cho thấy TGS ở chế độ F nhỏ hơn chế độ I là 250 phút (bằng 35,7%). Hệ số SMER của chế độ F cũng cao hơn của chế độ I là 0,008 kgâ/kWh hay giảm tiêu hao năng lƣợng đƣợc 13,3%.
Tóm lại, thơng qua nghiên cứu 9 chế độ thí nghiệm chúng tôi đã chứng minh đƣợc khả năng tiết kiệm năng lƣợng của HTS BN kiểu bậc thang. Mặt khác, qua nghiên cứu về lƣợng nhiệt hấp thụ của VLS trong mục 5.1.3.4 và các chế độ TN