Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ

Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ

Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ

MỞ ĐẦU

Tính cấp thiết của đề tài

Ngành kỹ thuật lạnh ở nước ta đã phát triển rất mạnh mẽ trong những năm vừa qua, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như điều hòa không khí, chế biến và bảo quản thủy sản, sản xuất công nghiệp… Các thiết bị nhiệt lạnh là những thiết bị tiêu thụ năng lượng rất lớn, mà chủ yếu là năng lượng điện. Tuy nhiên, nguồn năng lượng truyền thống (than, dầu, khí…) để sản xuất điện năng đang ngày cạn kiệt. Vì vậy việc nghiên cứu, ứng dụng các nguồn năng lượng khác (năng lượng mặt trời….) áp dụng cho các thiết bị Nhiệt lạnh (công nghệ Lạnh, ĐHKK…) là điều hết sức thiết thực.

Cho đến hiện nay máy lạnh có máy nén hơi vẫn đang chiếm lĩnh gần như toàn bộ thị trường làm lạnh. Bên cạnh những ưu điểm không thể phủ nhận thì máy lạnh có máy nén hơi cũng còn tồn tại những khuyết điểm mà cho đến nay vẫn chưa thể nào khắc phục được. Làm lạnh bằng máy lạnh hấp thụ có những ưu điểm vượt trội là có thể vận hành bằng nhiệt năng và có thể sử dụng những chất làm việc thân thiện với môi trường.

Ngày nay, bên cạnh các nguồn năng lượng sạch như năng lượng gió, địa nhiệt… năng lượng mặt trời đã được khai thác và ứng dụng nhiều trong nhiều lĩnh vực. Một trong những ứng dụng cụ thể và hiệu quả là sử dụng bộ thu năng lượng mặt trời để gia nhiệt nước nóng cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ. Tuy nhiên do sự thay đổi bức xạ mặt trời giữa ban ngày và ban đêm nên sự thiếu hụt nguồn nhiệt cho nhu cầu sử dụng trong suốt thời gian ban đêm là không thể tránh khỏi. Hệ thống tích trữ năng lượng nhiệt có những thuận lợi như: dung lượng tích trữ nhiệt cao, khả năng tích trữ nhiệt ở nhiệt độ cao, chất trữ nhiệt dễ tìm kiếm…

Vì các lý do nêu trên tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ ” là đúng với xu thế phát triển của thời đại. Nhằm góp phần vào xu hướng chung trên thế giới và Việt Nam nói riêng trong việc tiết kiệm năng lượng

Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt để thiết kế, chế tạo mô hình thực nghiệm bình trữ nhiệt có công suất nhiệt đủ cung cấp nhiệt chạy máy lạnh hấp thụ để điều hòa không khí.

Nội dung nghiên cứu

  • Giới thiệu các phương pháp tích trữ nhiệt hiện nay đang được sử dụng trên thế giới. Qua đó so sánh và lựa chọn sơ đồ tích trữ nhiệt ứng dụng trong máy lạnh hấp thụ
  • Tính toán lý thuyết quá trình tích trữ nhiệt và công suất hệ trữ nhiệt
  • Đánh giá kinh tế kỹ thuật trong việc ứng dụng công nghệ tích trữ nhiệt
  • Rút ra các nhận xét, kết luận.

Phương pháp nghiên cứu

– Phương pháp kế thừa;

  • Nghiên cứu phương pháp tính toán chế tạo hệ tích trữ nhiệt
  • Nghiên cứu quá trình tích trữ nhiệt
  • Từ các kết quả tính toán và so sánh, luận văn đưa ra các kết luận về triển vọng trong việc chế tạo và sử dụng rộng rãi hệ tích trữ nhiệt dùng cho máy lạnh hấp thụ ở Việt Nam.

* Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

-Từ kết quả quá trình tích trữ nhiệt, ta có cơ sở để tính toán và thiết kế hệ tích trữ nhiệt.

-Từng bước đưa vào sử dụng năng lượng mặt trời để điều hòa không khí nhằm giảm bớt điện năng tiêu thụ trong các hệ thống lạnh, nhất là nước ta là nước nhiệt đới nên hệ thống này rất có triển vọng.

Bố cục đề tài

Ngoài phần mở đầu, mục lục, luận văn chia thành 5 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Nghiên cứu, lựa chọn công nghệ trữ nhiệt năng lượng mặt trời cho máy lạnh hấp thụ

Chương 3: Nghiên cứu, tính toán lý thuyết hệ thống trữ nhiệt năng lượng mặt trời cho máy lạnh hấp thụ

Chương 4: Nghiên cứu chế tạo thực nghiệm mô hình trữ nhiệt năng lượng mặt trời cấp nhiệt máy lạnh hấp thụ

Chương 5: Đánh giá hiệu quả, kỹ thuật, môi trường của thiết bị

Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ
Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ

TỔNG QUAN

    1. 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Ngày nay, do tốc độ phát triển về nhu cầu năng lượng của con người tăng rất nhanh, trong khi các nguồn năng lượng hóa thạch là có hạn và việc sử dụng các nguồn nhiên liệu này đã thải ra môi trường các loại khí độc làm ô nhiễm môi trường mà hậu quả tác hại là đã làm thay đổi khi hậu, tác động xấu đến cuộc sống hiện nay và tương lai của loài người. Để hạn chế sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng hóa thạch và những tác động xấu của nó vào môi trường sống, các nhà khoa học đã tìm ra và khai thác các nguồn năng lượng tái tạo như: năng lượng Mặt trời, năng lượng gió, năng lượng địa nhiệt…

– Trong các nguồn năng lượng trên, năng lượng Mặt trời đã được khai thác và ứng dụng nhiều trong cả lĩnh vực công nghiệp và dân dụng. Một trong những ứng dụng cụ thể và hiệu quả là sử dụng bộ thu năng lượng mặt trời để cấp nhiệt phục vụ cho sản xuất và sử dụng trong gia đình.

– Trên thực tế, người ta đã chế tạo nhiều hệ cấp nhiệt (nước nóng) khác nhau như: hệ dùng hiệu ứng siphon nhiệt; hệ tuần hoàn cưỡng bức; hệ bình chứa không có bộ trao đổi nhiệt; hệ bình chứa có bộ trao đổi nhiệt…Tuy nhiên, do sự lệch pha giữa chu kỳ của năng lượng mặt trời và chu kỳ sử dụng nhiệt trong bình tích trữ nên sự thiếu hụt nguồn nhiệt cho nhu cầu sử dụng trong suốt thời gian ban đêm là không thể tránh khỏi.

– Một giải pháp đã được thực hiện nhờ các hệ thống tích trữ nhiệt hiện với nước là chất tích trữ. Giải pháp này có hiệu quả kinh tế vì giá thành rẻ. Tuy nhiên, khi cần cấp nhiệt với số lượng lớn thì đòi hỏi thiết bị lớn, kéo theo chi phí đầu tư lớn. Hệ thống tích trữ năng lượng nhiệt ẩn sử dụng chất chuyển pha là môi trường tích trữ mang đến những thuận lợi như dung lượng tích trữ nhiệt cao, kích thước thiết bị nhỏ và đặc tính đẳng nhiệt trong suốt quá trình chuyển pha.

– Chính vì những lý do trên mà chúng ta cần phải nghiên cứu giải pháp tăng nhiệt độ môi chất và trữ nhiệt để cấp nhiệt liên tục

    1. 1.2. TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
      1. 1.2.1. Giới thiệu về mặt trời

Mặt trời là một khối khí hình cầu có đường kính 1.390.106 Km, cách xa Trái đất 150.106 Km. Khối lượng Mặt trời khoảng Mo = 2.1030 Kg, nhiệt độ trung tâm Mặt trời To thay đổi tr0ong khoảng từ 10.106K đến 20.106K, trung bình khoảng 15600000K.

Hình 1.1. Mặt trời

Về cấu trúc, Mặt trời có thể chia làm 4 vùng, tất cả hợp thành một khối cầu khí khổng lồ. Vùng giữa gọi là nhân hay “lõi” có những chuyển động đối lưu, nơi xảy ra những phản ứng nhiệt hạt nhân tạo nên nguồn năng lượng mặt trời (NLMT). Vùng kế tiếp là vùng trung gian còn gọi là vùng “đổi ngược” qua đó năng lượng truyền từ trong ra ngoài. Tiếp theo là vùng “đối lưu” và vùng “quang cầu”, ở vùng này gồm các bọt khí sôi sục, có chỗ tạo ra các vết đen, là các hố xoáy có nhiệt độ thấp khoảng 4500K và các tai lửa có nhiệt độ từ 7000K đến 10000K. Vùng ngoài cùng là vùng bất định và gọi là “khí quyển” của Mặt trời

Nhiệt độ bề mặt của Mặt trời là 5762K nghĩa là có giá trị đủ lớn để các nguyên tử tồn tại trong trạng thái kích thích, đồng thời đủ nhỏ để ở đây thỉnh thoảng lại xuất hiện những nguyên tử bình thường và các cấu trúc phân tử. Nguồn năng lượng bức xạ chủ yếu của Mặt trời là do phản ứng nhiệt hạch tổng hợp hạt nhân Hyđrô, phản ứng này đưa đến sự tạo thành Hêli. Hạt nhân của Hyđrô có một hạt mang điện dương là proton.

Trong quá trình diễn biến của phản ứng có một lượng vật chất của Mặt trời bị mất đi. Khối lượng của Mặt trời do đó mỗi giây giảm chừng 4.106 tấn. Mỗi năm Mặt trời sản xuất một nguồn năng lượng qua phản ứng nhiệt hạch lên đến 9.1024kWh.

      1. 1.2.2. Các phản ứng hạt nhân trong mặt trời

a. Phản ứng tổng hợp hạt nhân Hêli

Trong quá trình hình thành, nhiệt độ bên trong Mặt trời sẽ tăng dần. Khi vùng tâm Mặt trời đạt nhiệt độ T ≥ 107K, thì có đủ điều kiện để xảy ra phản ứng tổng hợp Hêli từ Hyđrô theo phương trình: 4H1 → He4 + q.

Đây là phản ứng sinh nhiệt q = Δm.c2, trong đó c = 3.108 m/s là vận tốc ánh sáng trong chân không, Δm = (4mH – m­He) là khối lượng bị hụt, được biến thành năng lượng theo phương trình Einstein. Mỗi kg hạt nhân H1 chuyển thành He4 thì bị hụt một khối lượng Δm = 0,01 kg, và giải phóng ra năng lượng:

q = Δm.c2 = 0,01.(3.108)2 = 9.1014 J.

Lượng nhiệt sinh ra sẽ làm tăng áp suất khối khí, khiến Mặt trời phát ra ánh sáng và bức xạ, và nở ra cho đến khi cân bằng với lực hấp dẫn. Mỗi giây Mặt trời tiêu hủy hơn 420 triệu tấn Hyđrô, giảm khối lượng Δm = 4,2 triệu tấn và phát ra năng lượng Q = 3,8.1026 W.

b. Phản ứng tổng hợp cácbon và các nguyên tố khác

Khi nhiên liệu Hyđrô dùng sắp hết, phản ứng tổng hợp Hêli sẽ yếu dần, áp lực bức xạ bên trong không đủ mạnh để cân bằng lực nén do hấp dẫn, khiến thể tích co lại. Khi co lại, khí Hêli bên trong bị nén nên nhiệt độ tăng dần, cho đến khi đạt tới nhiệt độ 108K, sẽ xảy ra phản ứng tổng hợp nhân cacbon từ Hêli:

3He4 → C12 + q (1-1)

Kết thúc quá trình cháy Hêli, áp lực trong sao giảm, lực hấp dẫn ép sao co lại làm mật độ và nhiệt độ tăng lên, đến T = 5.106K sẽ xảy ra phản ứng tạo oxy:

4C12 → 3O16 + q (1-2)

Quá trình cháy xảy ra như trên, với tốc độ tăng dần và thời gian ngắn dần. Chu trình cháy – tắt – nén – cháy được tăng tốc, liên tiếp thực hiện các phản ứng tạo nguyên tố mới O16 → Ne20 → Na22 → Mg24 → Al26 → Si28 → P30 → S32 → … → Cr52 → Mn54 → Fe56.

Các phản ứng trên đã tạo ra hơn 20 nguyên tố, tận cùng là Fe56.

      1. 1.2.3. Cân bằng nhiệt cho các vật thu bức xạ mặt trời

a. Cường độ bức xạ tới Et(r) và hằng số mặt trời

Ta sẽ lập công thức tính cường độ Et(r) của bức xạ mặt trời chiếu tới điểm M đặt trong chân không, cách mặt trời một khoảng r. Vì chân không không hấp thụ, nên công suất bức xạ toàn phần Q0 của mặt trời sẽ không đổi khi truyền đến mặt cầu F(r) bất kỳ. Do đó, có phương trình cân bằng nhiệt:

Q0 = E0F0 = Et(r)F(r) = const, ∀r. Suy ra :

Et(r) = E0, [W/m2] (1-3)

Nếu r = rđ = 1,495.1011m là khoảng cách mặt trời – trái đất, thì có

Et(rđ) = 5,67.10-8.57624 = 1353 W/m2

Giá trị Et(r) = Et(rđ) = 1353 W/m2 được thiên văn học dùng làm đơn vị đo độ sáng các ngôi sao và gọi là hằng số mặt trời. Hằng số mặt trời chính là cường độ tới của bức xạ mặt trời đến mặt ngoài khí quyển của trái đất.

Công suất bức xạ chiếu tới trái đất là :

Qt = Et(rđ).Ft = Et(rđ).πd2/4 = 1353. π.(1,275.107)2/4 = 1,73.1017 W

Nếu so với tổng công suất điện toàn cầu P = 1013W thì Qt = 17300P và so với công suất mặt trời thì Q0/Qt = 3,8.1026/1,73.1017 = 2,2.109 tức Qt gấp 17300 lần nhu cầu năng lượng loài người những chỉ bằng 1 phần 2 tỷ của công suất mặt trời.

Khi truyền qua khí quyển, tia bức xạ bị hấp thụ và tán xạ bởi nguyên tử O3, H2O, CO2, NOx, bụi và các vật khác. Trong tính toán kỹ thuật, có thể coi cường độ bức xạ tới mặt đất là hàm của thời gian τ, tính từ lúc mặt trời mọc τ = 0 đến khi mặt trời lặn τ = τn/2 với τn = 24h = 24.3600s như sau :

E(τ) = Ensinωτ với ωτ là góc nghiêng tia nắng so với mặt đất, ω = 2π/τm­ = 7,27.10-5 rad/s là tốc độ góc tự xoay của trái đất. En, [W/m2] là cường độ bức xạ cực đại trong ngày, lấy trị trung bình cả năm theo số liệu đo lường thực tế tại vĩ độ cần xét.

b. Cân bằng nhiệt và nhiệt độ cân bằng của vật thu bức xạ mặt trời

Nhiệt độ cân bằng T của vật thu bức xạ mặt trời là nhiệt độ ổn định trên bề mặt vật, khi có sự cân bằng giữa công suất bức xạ vật hấp thụ được và công suất nhiệt bất kì từ vật ra môi trường.

Nhiệt độ cân bằng chính là nhiệt độ lớn nhất mà V có thể đạt tới sau thời gian thu bức xạ mặt trời đủ lâu, khi ΔU của vật bằng 0.

Ta sẽ lập công thức tính nhiệt độ cân bằng T của vật V có diện tích xung quanh F, hệ số hấp thụ A, hệ số bức xạ ε, đặt trong chân không cách mặt trời một khoảng r có diện tích hứng nắng Ft, là hính chiếu của F lên mặt phẳng vuông góc tia nắng, hay là diện tích ” cái bóng ” của V. Phương trình cân bằng nhiệt cho V có dạng :

Công suất do V hấp thụ = công suất phát ra bức xạ từ V hay

AEtFt = EF =

Suy ra: T(r, Ft, F,A, ε) = T0

– Nếu V là vật xám, có A = ε thì T(r, Ft, F) = T0

– Nếu V là vật xám hình cầu, có Ft/F = ¼, thì T(r) = , [K]

– Nếu V là vật có thông số (ρ, C, ε, A, F, V) đặt trong khí quyển nhiệt độ tf, tỏa nhiệt phức hợp hệ số α, thì phương trình cân bằng nhiệt trong thời gian dτ cho V là :

δQA = dU + δQα hay AEn­sin(ωτ). Ft(τ)dτ = ρVCdt + αF(t-tf)dτ

Có dạng:

Hình 1.2. Để tìm T(r,Ft,F) và t(τ) của V trong khí quyển

Khi biết luật thay đổi diện tích thu nắng Ft(τ), có thể giải phương trình vi phân trên với điều kiện đầu t(τ=0) = tf để tìm hàm biến thiên t(τ) của nhiệt độ vật theo thời gian τ.

      1. 1.2.4. Hiệu ứng lồng kính.

Hiệu ứng lồng kính là hiện tượng tích lũy năng lượng bức xạ của mặt trời phía dưới một tấm kính hoặc một lớp khí nào đó, ví dụ CO2 hoặc NOx.

Giải thích hiệu ứng lồng kính như sau: Tấm kính hoặc lớp khí có độ trong đơn sắc Dλ giảm dần khi bước sóng λ tăng. Còn nước sóng λm khi Eλ cực đại, là bước sóng mang nhiều năng lượng nhất, thì lại giảm khi nhiệt độ vật phát bức xạ tăng, theo định luật Wien λm = 2,9.10-3/T.

Hình 1.3. Giải thích hiệu ứng lồng kính

Bức xạ mặt trời phát từ nhiệt độ cao T0 = 5672K, có năng lươgnj tập trung quanh sóng λm0 = 0,5μm sẽ xuyên qua kính hoàn toàn, vì D(λm0) = 1. Bức xạ thứ cấp phát từ vật thu có nhiệt độ thấp, khoảng T≤ 400K, có năng lượng tập trung quanh sóng λm = 8μm, hầu như không xuyên qua kính, vì D(λm) = 0 và bị phản xạ lại mặt thu. Hiệu số năng lượng (vào – ra) > 0, được tích lũy phía dưới tấm kính, làm nhiệt độ tại đó tăng lên.

Ứng dụng hiệu ứng lồng kính để chế tạo các bộ thu nhiệt từ bức xạ mặt trời. Bộ thu gồm mặt thu Ft có hệ số hấp thụ A lớn, bên trong Ft là môi chất cần gia nhiệt, xung quanh được cách nhiệt bằng vật liệu cách nhiệt hoặc bằng một lớp không khí hay chân không, phía trên có một lớp kính. Mặt thu và lồng kính có thể ở dạng phẳng, trụ hay cầu, có thể dùng gương phản xạ để hội tụ bức xạ.

      1. 1.2.5. Ưu nhược điểm của năng lượng mặt trời

a. Ưu điểm

– Năng lượng mặt trời là một nguồn năng lượng tái sinh, có trữ lượng to lớn và lâu bền, có thể cung cấp tại chỗ miễn phí ở khắp nơi trên địa cầu. NLMT được dùng để phơi sấy, sưởi ấm, gia nhiệt các môi chất và sản phẩm trong thiết bị trao đổi nhiệt trong sản xuất, đời sống; để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ dùng điều hòa không khí hay làm lạnh; để sản xuất hơi chạy máy phát điện; để luyện kim sạch. NLMT có thể biến trực tiếp ra điện bằng pin mặt trời cấp điện cho các trạm vũ trụ, biến ra cơ năng như tuabin hơi, động cơ stirling dùng cho bơm nước, sản xuất điện,…

– Sử dụng năng lượng mặt trời sẽ giảm bớt gánh nặng trên thế giới về việc khai thác và tiêu thụ các nguồn năng lượng truyền thống hiện nay như: than đá, dầu ,khí đốt,…

– Giảm phát thải đáng kể các khí gây hiệu ứng nhà kính.

– Mức độ an toàn cao, vận hành tương đối dễ dàng với các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời.

b. Nhược điểm

– Nhược điểm lớn nhất của việc sử dụng NLMT là phụ thuộc vào thời tiết, phụ thuộc thời gian ngày đêm; phụ thuộc vào địa lý từng vùng.

– Vốn đầu tư cao, vận hành không liên tục nếu không trữ nhiệt.

Tuy vậy, năng lượng mặt trời vẫn là lựa chọn tốt nhất trong thời đại thiếu hụt năng lượng như hiện nay và là nguồn năng lượng chủ yếu trong tương lai của nhân loại.

    1. 1.3. ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI HIỆN NAY TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

Năng lượng mặt trời hiện nay hầu hết được sử dụng để cung cấp nhiệt năng và điện năng dưới nhiều hình thức khác nhau. Sau đây là tổng hợp một số thiết bị được ứng dụng NLMT rộng rãi ở trên thế giới và Việt Nam:

      1. 1.3.1. Thiết bị đun nước nóng bằng NLMT

Các hệ thống nước nóng dùng NLMT đã được dùng rộng rãi và mang lại hiệu quả khá lớn. Các hệ thống này đã tiết kiệm cho người sử dụng một lượng đáng kể về năng lượng, góp phần rất lớn trong việc thực hiện chương trình tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường chung của nhân loại. Các thành phố lớn ở nước ta đã và đang sử dụng khá nhiều các hệ thống này.

Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ
Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ

Hình 1.4. Bộ thu nước nóng NLMT

      1. 1.3.2. Thiết bị sấy khô sử dụng NLMT

Sấy là quá trình tách ẩm từ vật liệu. Điều kiện cần thiết để sấy khô hay tách ẩm là phải cung cấp nhiệt để làm bay hơi nước trong vật sấy đồng thời dùng không khí thổi vào để mang hơi nước đó đi.

Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ
Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ

Hình 1.5. Tủ sấy trái cây dùng NLMT

Trong thiết bị sấy dùng NLMT, nhiệt được cung cấp bởi việc hấp thụ trực tiếp năng lượng bức xạ Mặt trời của vật sấy. Hơi nước được sinh ra được mang đi bởi không khí thổi ngang qua vật sấy. Không khí chuyển động được là nhờ quá trình đối lưu tự nhiên hoặc do quạt thổi cưỡng bức.

Hình 1.6. Hệ thống sấy gỗ dùng NLMT

      1. 1.3.3. Bếp nấu dùng NLMT

Hiện nay bếp được sử dụng phổ biến dưới 2 loại đó là bếp hình hộp và bếp Parabol.

Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ
Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ

Hình 1.7. Bếp nấu dùng NLMT

  • Nguyên lý cấu tạo bếp parabol:

1- đế đặt nồi

2- Nồi chứa thức ăn

3- mặt phản xạ

4- khung đở

5- thanh chóng điều chỉnh

6- hệ thống chân đở

Hình 1.8. Nguyên lý cấu tạo bếp Parabol

      1. 1.3.4. Thiết bị chưng cất nước dùng NLMT

Thiết bị chưng cất nước thường có 2 loại: loại nắp kính phẳng có chi phí cao, tuổi thọ khoảng 30 năm và loại nắp plastic có chi phí rẻ hơn nhưng hiệu quả chưng cất kém hơn.

Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ
Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ

solar_still_water

Hình 1.9. Thiết bị chưng cất dùng NLMT

* Cấu tạo nguyên lý hoạt động:

Hình 1.10. Cấu tạo thiết bị chưng cất đơn giản

      1. 1.3.5. Động cơ Stirling sử dụng NLMT

Động cơ Stirling có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, trong đó bơm nước là một trong những ứng dụng đó. Bơm nước sử dụng NLMT này có thể sử dụng hiệu quả trong các trường hợp như bơm nước từ bể lên bồn chứa hoặc dùng bơm nước từ ao hồ, sông ngòi dùng cho tưới tiêu cho các nông trường.

Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ
Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ

Hình 1.11. Bơm nước dùng NLMT công suất 5m3/ngày

      1. 1.3.6. Pin Mặt trời

Pin Mặt trời làm việc theo nguyên lý là biến đổi trực tiếp năng lượng bức xạ Mặt trời thành điện năng nhờ hiệu ứng quang điện.

Pin Mặt trời có ưu điểm là gọn nhẹ có thể lắp đặt bất kỳ ở đâu có ánh sáng Mặt trời, đặc biệt là trong lĩnh vực tàu vũ trụ ứng dụng NLMT dưới dạng này được phát triển với tốc độ rất nhanh. Ngày nay con người đã ứng dụng pin NLMT để chạy xe thay thế dần nguồn nhiên liệu truyền thống.

Hình 1.12. Pin Mặt trời

      1. 1.3.7. Nhà máy nhiệt điện sử dụng NLMT

Điện năng còn có thể tạo tạo ra từ NLMT dựa trên nguyên tắc tạo nhiệt độ cao bằng hệ thống gương phản chiếu và hội tụ để gia nhiệt cho môi chất làm việc truyền động cho máy phát điện.

Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ
Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ

CHIMNEY

Hình 1.13. Nhà máy điện Mặt trời Hình 1.14. Tháp NLMT

      1. 1.3.8. Thiết bị làm lạnh và điều hòa không khí sử dụng NLMT

Trong số những ứng dụng của NLMT thì làm lạnh và điều hòa không khí là ứng dụng hấp dẫn nhất vì nơi nào khí hậu nóng nhất thì nơi đó có nhu cầu về làm lạnh cao nhất. Với các máy lạnh làm việc trên nguyên lý biến đổi NLMT thành điện năng nhờ pin Mặt trời là thuận tiện nhất. Ngoài ra các hệ thống lạnh còn được sử dụng NLMT dưới dạng nhiệt năng để chạy máy lạnh hấp thụ.

Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ
Nghiên cứu công nghệ trữ nhiệt từ năng lượng mặt trời để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thụ

Hình 1.15. Tủ lạnh dùng pin Mặt trời

Hình 1.16. Máy lạnh hấp thụ sử dụng NLMT

    1. 1.4 TỔNG QUAN VỀ MÁY LẠNH HẤP THỤ

Máy lạnh hấp thụ giữ một vai trò quan trọng trong kỹ thuật lạnh. Máy lạnh hấp thụ chu kỳ H2O/H2SO4 do Losli phát minh năm 1810 và máy lạnh hấp thụ liên tục NH3/H2O do Carré phát minh năm 1850. Với chặng đường phát triển gần 200 năm, ngày nay các loại máy lạnh khác nhau đã được hoàn chỉnh và sử dụng có hiệu quả ở nhiều nước trên thế giới nhất là ở Nga, Nhật Mỹ và Trung Quốc…

      1. 1.4.1. Sơ đồ nguyên lý

Các quá trình ngưng tụ 2-3, tiết lưu 3-4 và bay hơi 4-1 của máy lạnh nén hơi và máy lạnh hấp thụ hoàn toàn giống nhau. Riêng quá trình 1-2 là khác nhau. Ở máy lạnh nén hơi quá trình 1-2 được thực hiện bằng máy nén cơ, còn ở máy lạnh hấp thụ quá trình 1-2 được thực hiện nhờ một vòng tuần hoàn của dung dịch qua các thiết bị hấp thụ, bơm dung dịch, bình sinh hơi và tiết lưu dung dịch. Cũng chính vì vậy tập hợp thiết bị trên được gọi là máy nén nhiệt.

LIÊN HỆ:

SĐT+ZALO: 0935568275

F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\LUAN VAN 2015\TRUONG THE PHUC

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *