BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CHƯNG CẤT NƯỚC NGỌT DẠNG HAI MÁI NGHIÊNG DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VỚI CHI PHÍ THẤP PHÙ HỢP ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM S K C 0 9 MÃ SỐ: T2009 - 73 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ~.~.~.~.~.~.~.~.~.~.~.~.~ ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG MÃ SỐ: T2009-73 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CHƢNG CẤT NƢỚC NGỌT DẠNG HAI MÁI NGHIÊNG DÙNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI VỚI CHI PHÍ THẤP PHÙ HỢP ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM Chủ nhiệm đề tài : ThS NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN TP.Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2009 Chƣơng I: MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề II Mục đích nghiên cứu III Đối tƣợng nghiên cứu IV Giới hạn nghiên cứu Chƣơng II: TỔNG QUAN I Tình hình lƣợng: II Nhu cầu nguồn nƣớc ngọt: III Thiết bị chƣng cất nƣớc đƣợc sử dụng: III.1 Dạng sơ khai: III.2 Dạng Single slope still: III.3 Dạng Double slope still: III.4 Dạng Double basin still: III.5 Dạng cầu: III.6 Dạng Multi-stage flash distillation (MSF): III.7 Dạng Multi-Effect distillation (MED III.8 Dạng Vapour compression distillation: III.9 Dạng Reverse Osmosis membrane distillation: III.10 Một số dạng nghiên cứu ứng dụng Việt Nam: IV Tổng quan lƣợng mặt trời IV.I Bức xạ tổng xạ: IV.2 Năng lƣợng mặt trời Việt Nam: Chƣơng III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I Ngun lý chƣng cất nƣớc ngọt: II Cơ sở lý thuyết: II.1 Tính cường độ xạ đến mặt phẳng nghiêng: II.2 Xác định hệ số phản xạ, hấp thụ truyền qua II.3 Phương trình truyền nhiệt truyền chất thiết bị chưng cất truyền thống hai mái nghiêng: II.3.1 Hệ thống đối lưu tự nhiên: II.3.2 Hệ thống đối lưu cưỡng bức: Chƣơng IV: THÍ NGHIỆM I Mục đích, ý nghĩa II Mơ tả hệ thống III Thuyết minh dụng cụ đo IV Tiến hành thí nghiệm, xử lý kết thí nghiệm, nhận xét, bàn luận Chƣơng V: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ I Thực trạng vùng khảo sát: II Tính hiệu kinh tế khả thu hồi vốn Chƣơng VI: KẾT LUẬN I Kết luận II Đề nghị Chương 1: MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề: Hiện nhà nước ta khuyến khích sử dụng thiết bị dùng lượng mặt trời Hơn nữa, người dân ngày thấy tầm quan trọng tiết kiệm sử dụng thiết bị chưng cất nước dùng lượng mặt trời họ sử dụng ngày nhiều Tuy nhiên điều quan trọng vấn đề tính hiệu kinh tế kỹ thuật thiết bị chưng cất nước dùng lượng mặt trời Bởi nay, số loại cổ điển cao cấp khơng phù hợp với lý hiệu suất giá chưa hợp lý Chính nên tác giả chọn đề tài với mục đích để đưa mơ hình hồn thiện thiết bị chưng cất nước sử dụng lượng mặt trời thân thiện với mơi trường đáp ứng hai yếu tố trên, là, hiệu suất cao, giá hợp lý Hiện nay, số vùng xa xơi hẻo lánh, vùng sâu vùng xa, hải đảo xa xơi ,đa số, sử dụng thiết bị chưng cất dạng hai mái nghiêng với chi phí khơng cao so với loại khác hiệu suất thấp, nên đề tài này, tác giả cố gắng đưa mơ hình với chi phí thấp để cải thiện hệ thống Mơ hình mà tác giả đưa có ý nghĩa thực tiễn lớn, làm tăng khả trao đổi nhiệt diện tích ngưng tụ, dẫn đến lượng nước thu cao II Mục đích nghiên cứu: Đưa mơ hình hồn thiện thiết bị chưng cất nước sử dụng lượng mặt trời thân thiện với mơi trường đáp ứng hai yếu tố trên, là, hiệu suất cao, giá hợp lý III Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu đề tài thống chưng cất nước dùng lượng mặt trời dạng hai mái nghiêng IV Giới hạn nghiên cứu: Trong phạm vi đề tài “Nghiên cứu hệ thống chưng cất nước dùng lượng mặt trời dạng hai mái nghiêng, phù hợp với điều kiện Việt Nam”, tác giả tập trung đưa thể thức nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm - Nghiên cứu lý thuyết đưa mơ hình tính tốn nhiệt cho hệ thống chưng cất nước - Thực nghiệm, sử dụng số liệu đo đạc thực tế, số liệu khí tượng thời điểm khác để so sánh đánh giá chương trình So sánh hiệu hệ thống cải tiến so với ban đầu Nguyễn Lê Hồng Sơn Chương 2: TỔNG QUAN I Tình hình lượng: Hiện hàng năm giới khai thác sử dụng khoảng 10 tỷ nhiên liệu khống Như thải mơi trường khoảng 200 triệu axit sulfuric, chưa kể thêm chất độc hại khác [14] Rất chưa cảm thấy tác động người lên mơi trường Các hiệu ứng tồn cầu tăng nhiệt độ, tăng mực nước biển, tăng mức tàn phá thời tiết (lụt, bão, hạn sa mạc hóa…) chứng cớ khơng nghi ngờ lồi người đạt đến khả giải phóng lượng làm thay đổi nghiêm trọng cân tự nhiên Các nước cơng nghiệp nhận thức rõ hiểm họa cạn kiệt lượng (đặc biệt giá dầu mỏ chưa có dấu hiệu bình ổn) có sách mạnh cụ thể để phát triển lượng tái tạo tăng hiệu lượng Chính phủ nước khuyến khích sử dụng lượng mặt trời qua miễn thuế, cho vay dài hạn lãi suất thấp, tài trợ nghiên cứu phát triển…Họ đặt mục tiêu rõ ràng tỷ trọng mà lượng mặt trời cần đạt thời đoạn Ví dụ cơng đồng châu Âu đạt 12% lượng tái tạo vào năm 2010 Các nước có quy mơ sử dụng lượng mặt trời rộng lớn Nhật Bản, Mỹ, Israel, Úc, Hy Lạp, Áo, Đức,… [16] Trong dạng lượng truyền thống ngày cạn kiệt, ánh sáng mặt trời coi kho lượng q giá thay So với dạng lượng khác, lượng mặt trời có ưu vừa sạch, vừa rẻ, lại gần vơ tận Bởi thế, sớm người nghĩ đến tìm cách khai thác Ở nước ta, từ hai mươi năm trở lại sử dụng nhiều loại thiết bị thu ánh sáng mặt trời để phục vụ cho q trình sản xuất như: thiết bị sấy, thiết bị đun nước nóng, thiết bị chưng cất nước dàn pin mặt trời Các thiết bị nhìn chung phù hợp với điều kiện khí hậu đặc điểm địa lí nước ta Sử dụng lượng mặt trời mang lại hiệu kinh tế, xã hội, góp phần bảo tồn nguồn lượng truyền thống, bảo vệ mơi trường thực điện khí hóa nơng thơn, vùng sâu, vùng xa việc làm cần thiết Vì Nhà nước cần có sách hỗ trợ tích cực cho quan nghiên cứu, doanh nghiệp cung cấp dịch vụ người sử dụng cơng nghệ lượng mặt trời II Nhu cầu nguồn nước ngọt: Nguyễn Lê Hồng Sơn Nước nguồn tài ngun thiên nhiên phong phú quanh ta, từ dòng chảy, sơng hồ, nước ngầm đến đại dương mênh mơng nơi mn lồi thuỷ sinh sinh sống, nước sử dụng mặt đời sống người lồi động thực vật trái đất Tuy nhiên, nguồn nước q giá bị khai thác dần cạn kiệt, thiếu nước khơng ảnh hưởng đến đời sống người mà ảnh hưởng đến loại sinh vật trái đất hoạt động sản xuất, sinh hoạt Nước nhu cầu cho sống người Theo báo cáo Liên Hiệp Quốc, tỷ người giới khơng có nước sạch, khoảng 2,5 tỷ khơng có nhà vệ sinh năm triệu người chết thiếu nước điều kiện vệ sinh Năm 2007, hội nghị nước bảo vệ mơi trường diễn nêu lên vấn đề xúc thiếu hụt nước trầm trọng diễn nhiều nơi giới Do vậy, với vấn đề thiếu hụt lượng vấn đề nước vấn đề giới quan tâm Còn Việt Nam sao? Các tỉnh miền núi Sơn La, Lào Cai…các hải đảo xa sơi, vùng có lượng nước lớn Long An, Bạc Liêu, Đồng Tháp thiếu nước để uống, sinh hoạt trầm trọng Còn thành phố lớn nhiễm nguồn nước vấn đề đau đầu người dân ngành có liên quan Lượng nước tự nhiên có khoảng 96,5% nước mặn phân bố biển đại dương, phần lại phân bố đất liền Điều cho thấy lượng nước cung cấp cho sinh hoạt hạn hẹp Vậy ta khơng tận dụng nguồn nước mặn, nhiễm để sử dụng vào sinh hoạt sử dụng nào? Đó lý đời đề tài, ta sử dụng máy chưng cất dùng lượng mặt trời mục đích tiết kiệm lượng (gas, điện…), tạo nguồn nước tinh khiết III Thiết bị chưng cất nước sử dụng: III.1 Dạng sơ khai: Từ người biết cách tìm nguồn nước lạc rừng rậm, hoang mạc hay lênh đênh biển cả, thiết bị chưng cất để lấy nước sơ khai hình thành Nhưng nhược điểm phương pháp lượng nước thu thấp a) Nguyễn Lê Hồng Sơn b) c) d) Hình 2.2: Các thiết bị chưng cất đơn giản a) Chưng cất nước từ hơ hấp b) Dùng nhiệt để chưng cất nước c) Dùng lượng mặt trời chưng cất nước từ đất ẩm d) Dùng lượng mặt trời chưng cất nước III.2 Dạng mái nghiêng (Single slope still): Loại Single slope still thiết bị chưng cất có kính đặt nghiêng phía bể chứa nước cần chưng cất để hấp thụ tia xạ mặt trời Tấm kiếng đặt góc nghiêng phù hợp để nước ngưng tự chảy xuống Dạng Single slope still dùng miếng bấc chia làm nhiều khay chứa làm tăng khả bay nước Lượng nước thu Single slope still khoảng 1,5 – lít/m2/ngày Ưu điểm lớn loại tính kinh kế, dễ chế tạo, dễ lắp đặt Nhược điểm: hiệu suất thấp a) Nguyễn Lê Hồng Sơn b) c) d) Hình2.3 : Thiết bị chưng cất nước dùng lượng mặt trời dạng single slope still a)Dạng đơn giản b) Dạng có nước chảy phía c)Dạng bấc d)Dạng nhiều khay III.3 Dạng hai mái nghiêng (Double slope still): Loại Double slope still thiết bị chưng cất có hai kính đặt nghiêng phía bể chứa nước cần chưng cất để hấp thụ tia xạ mặt trời, làm tăng diện tích hấp thu xạ ngưng tụ Tấm kiếng đặt góc nghiêng phù hợp để nước ngưng tự chảy xuống Dạng Double slope still dùng miếng bấc tăng khả bay nước Hiệu suất thấp, lượng nước thu – 2,5 lít/m2/ngày Ưu điểm loại tính kinh kế, dễ chế tạo, lắp đặt Nhược điểm: hiệu suất thấp cao loại dạng single slope still a) b) Hình 2.4 : Thiết bị chưng cất nước dùng lượng mặt trời dạng double slope still Nguyễn Lê Hồng Sơn III.4 Dạng hai bể chứa (Double basin still): Dạng Double basin still dạng có phần chứa nước có hai lớp kính, mục đích làm tăng diện tích ngưng tụ, từ làm tăng lượng nước bay Lượng nước thu khoảng – lít/m2/ngày Ưu điểm: tính kinh kế, dễ dàng chế tạo, lắp đặt Nhược điểm: cách chế tạo có phần phức tạp hai loại phải bố trí số van để điều khiển lưu lượng nước a) Hình 2.5 : Thiết bị chưng cất nước dùng lượng mặt trời dạng double basin still IV Tổng quan lượng mặt trời: Năng lượng xạ mặt trời thực chất nguồn lượng nhiệt hạch vơ tận thiên nhiên Hàng năm mặt trời cung cấp cho trái đất lượng lượng khổng lồ, gấp 10 lần trữ lượng lượng có từ nguồn nhiên liệu trái đất Trong năm gần có nhiều quốc gia giới quan tâm nghiên cứu sử dụng nguồn lượng siêu sạch, vơ tận nhiều hình thức khác đạt nhiều kết Nguyễn Lê Hồng Sơn 21 Chương 4: THỰC NGHIỆM I Mục đích, ý nghĩa: I.1 Mục đích Thu thập thơng số thay đổi trạng thái nhiệt độ, độ ẩm khơng khí tuần hồn hệ thống có lượng nước ngưng thu ta thay đổi thơng số: chiều cao lớp nước, độ nghiêng phủ tốc độ gió chuyển động phía thiết bị I.2 Ý nghĩa Căn vào số liệu thu thập kết xử lý số liệu q trình tiến hành thí nghiệm hệ thống thực, kết hợp với đánh giá, nhận xét sở lý thuyết, ta kiểm chứng đưa kết luận đầy đủ II Mơ tả hệ thống: Trong phạm vi luận văn này, tác giả chế tạo 04 mơ hình chưng cất nước sử dụng lượng mặt trời có diện tích đáy 1m2, lớp cách nhiệt làm xốp dày cm, đáy dày cm, có hệ số dẫn nhiệt k = 0,072 (w/m0C), bề mặt hấp thụ làm kẽm k =273 (w/m0C), phủ lớp sơn đen có hệ số hấp thụ  b = 0,98 Tấm phủ làm kính suốt dày 3mm có hệ số phản xạ 0,08, hệ số xun qua  g = 0,79 Thiết bị ngưng tụ có cấu tạo hộp hình vng, bên có ống chứa nước đường kính 12mm có nhiệm vụ cung cấp nước cho bể chứa, quạt hút điều chỉnh tốc độ cơng suất 0,2W, nguồn cấp 12Volt để hút ẩm Vị trí đặt thiết bị đo nhiệt độ, độ ẩm hình 4.1 III Thuyết minh dụng cụ đo * Thơng số kỹ thuật máy đo nhiệt độ độ ẩm HTM – 1004 - Nhà sản xuất: Viện học ứng dụng Tp HCM - Thang đo độ ẩm tương đối: Từ – 100% - Độ xác:  2% - Độ phân giải: 0,1% - Sensor: Polymer Thin – Film (Đức) - Thang đo nhiệt độ: Từ - 40oC – 120oC - Độ xác:  0,4oC - Độ phân giải: 0,1oC - Sensor: Pt1000 DIN Class B (Đức) * Thơng số kỹ thuật máy đo tốc độ gió ANEMOMETER Nguyễn Lê Hồng Sơn 22 + Nhà sản xuất: Đài Loan + Độ xác:  3% * Thơng số kỹ thuật máy đo cường độ xạ: + Hãng sản xuất Casela + Độ xác  1% IV Q trình làm thí nghiệm: Hình 4.1: Mơ hình thí nghiệm vị trí đặt thiết bị đo Các đơn vị đo: ta: nhiệt độ mơi trường (0C) tw: nhiệt độ nước bể chứa (0C) tg: nhiệt độ kính (0C) tf: nhiệt độ bể chứa (0C) tfin: nhiệt độ vào (0C) tfout: nhiệt độ (0C) tb: nhiệt độ đáy (0C) tnv: nhiệt độ nước giải nhiệt vào (0C) tnr: nhiệt độ nước giải nhiệt (0C) phin: độ ẩm vào (%) phout: độ ẩm (%) m: lượng nước ngưng thu (lit) Thí nghiệm 01: thay đổi chiều cao lớp nước từ: 1,0 cm; 1,5 cm; 2,0 cm; 3,0 cm Với góc nghiêng 100, vận tốc gió thiết bị 1m/s Sau kết thí nghiệm 02 ngày từ 17 – 18/07/2009: Từ kết thực nghiệm, ta xây dựng biểu đồ tương quan giá trị sau: Nguyễn Lê Hồng Sơn 23 Hình 4.2: Cường độ xạ (W/m2) theo thời gian 60 50 40 30 tA 20 tw tg 10 tnv tnr Hình 4.3: Nhiệt độ (0C) theo thời gian Nguyễn Lê Hồng Sơn h 17 h 16 h 15 h 14 h 13 h 12 h 11 h 10 9h 8h 7h 24 m1(lít) m1.5(lit) m2(lit) m3(lit) 17h 16h 15h 14h 13h 12h 11h 10h 9h 8h 7h Hình 4.4: Lượng nước thu theo chiều cao lớp nước (cm) ngày Nhận xét: - Cường độ xạ lớn, lượng nước thu nhiều - Độ chênh nhiệt độ nước – kính, – nước giải nhiệt lớn lượng nước ngưng tụ nhiều - Khi chiều cao lớp nước tăng lượng nước thu giảm, từ 1cm đến 3cm giảm 12% Thí nghiệm 02: thay đổi độ nghiêng phủ: 50;100;150;200 Với chiều cao lớp nước cm, vận tốc gió thiết bị 1m/s Sau kết thí nghiệm 02 ngày từ 19 – 20/07/2009: Từ kết thực nghiệm, ta xây dựng biểu đồ tương quan giá trị sau: Nguyễn Lê Hồng Sơn 25 60 50 nhiệt độ (độ C) nhiệt độ mơi trường nhiệt độ kính 40 nhiệt độ nước vào nhiệt độ nước 30 17h 16h30 16h 15h30 15h 14h 14h30 thời gian 13h30 13h 12h30 12h 11h30 11h 10h30 10h 9h30 9h 8h30 8h 7h 7h30 20 Hình 4.5: Nhiệt độ theo thời gian m5(lit) m10(lit) m15(lit) m30(lit) h 17 h 16 h 15 h 14 h 13 h 12 h 11 h 10 9h 8h 7h Hình 4.6: Lượng nước thu theo độ nghiêng phủ ngày Nhận xét: - Khi độ nghiêng phủ tăng lượng nước thu tăng, lượng nhiệt hấp thụ nhiều độ nghiêng phủ tăng (diện tích bề mặt tăng) Khi độ nghiêng phủ tăng từ 50 lên 100 lượng nước ngưng thu tăng 3,5% tăng lên 150 đến 300 lượng nước ngưng tăng lên ít, tăng 0,86% - 0,34% - Lượng nước ngưng thu 50 phần nước ngưng rơi lại bể chứa độ nghiêng phủ q thấp Nguyễn Lê Hồng Sơn 26 Thí nghiệm 03: thay đổi vận tốc gió thiết bị: 0,3 m/s; 0,5 m/s; 1,0 m/s; 1,5 m/s Với chiều cao lớp nước cm, độ nghiêng phủ 100 Sau kết thí nghiệm 02 ngày từ 23 – 24/07/2009: Từ kết thực nghiệm, ta xây dựng biểu đồ tương quan giá trị sau: 60 50 40 tA tw 30 tg 20 tnr tnv 10 h 17 h 16 h 15 h 14 h 13 h 12 h 11 h 10 9h 8h 7h Hình 4.7: Nhiệt độ (0C)theo thời gian m0.3(lit) m0.5(lit) m1(lit) m1.5(lit) Nguyễn Lê Hồng Sơn h 17 h 16 h 15 h 14 h 13 h 12 h 11 h 10 9h 8h 7h 27 Hình 4.8: Lượng nước (lít) thu theo vận tốc gió ngày Nhận xét: - Khi tốc độ gió thiết bị tăng từ 0,3m/s đến 0,5m/s lượng nước thu tăng 4,4%, tốc độ gió tăng lên 1,0m/s đến 1,5 m/s lượng nước thu lại giảm nhiều, từ 13% đến 17% nhiệt lượng làm bay nước bị quạt hút mơi trường bên ngồi q nhiều Thí nghiệm 4: So sánh lượng nước thu hệ thống đối lưu tự nhiên cưỡng ngày liên tiếp, từ ngày 27/11 – 3/12/2009 : Từ kết tính tốn thực nghiệm, ta xây dựng biểu đồ tương quan giá trị sau: - Đồ thị cường độ xạ theo thời gian ngày liên tục, từ 27/11 – 03/12/2009 - Đồ thị lượng nước ngưng thu theo tính tốn theo thực nghiêm thiết bị đối lưu tự nhiên đối lưu cưỡng Nguyễn Lê Hồng Sơn 28 Cường độ xạ (W/m2) 900 800 700 600 500 400 300 200 100 7h thời gian (giờ) CĐBX Hình 4.9: Cường độ xạ theo thời gian ngày liên tục, từ 27/1103/12/2009 Nguyễn Lê Hồng Sơn 29 Lượng nước thu (lit) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 7h 17h 15h 13h thời 11h gian (giờ) 9h 7h 17h 15h mtn mcb mtttn mttcb Hình 4.10: Lượng nước ngưng thu ngày liên tục 27/113/12/2009 Sai số thực nghiệm so với tính tốn: Nguyễn Lê Hồng Sơn 30 - Đối lưu tự nhiên: mtn  9.756  7.6  19.63% 9.756 - Đối lưu cưỡng bức: mtn  17.896  15.4  13.94% 17.896 Sai số thực nghiệm so với tính tốn đối lưu cưỡng trường hợp xấu 19.63% (trong ngày có nhiều mây, nắng yếu), sai số trung bình ngày lại 3.9% Sai số dụng cụ đo bọc cách nhiệt khơng tốt, ngồi lượng nước ngưng rơi trở lại bể chứa Lượng nước ngưng thu đối lưu cưỡng so với đối lưu tự nhiên 49% ,do ta sử dụng loại lưu cưỡng có lợi hơn, thời gian thu hồi vốn nhanh Nguyễn Lê Hồng Sơn 31 Chương V: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ I Thực trạng vùng khảo sát: Theo khảo sát Unicef châu Á [11] bình qn người dân sử dụng khoảng 14 lít nước / ngày cho việc ăn uống nấu nướng Hiện nay, giá nước vùng sâu, vùng xa, hải đảo, cụ thể Phú Quốc (mùa khơ từ tháng 12 kéo dài đến tháng 5, nhiệt độ mơi trường cao 34,5 0C, số nắng trung bình: 7,5h/ngày) nơi khảo sát nước sử dụng uống khơng qua nấu chín: nước đóng bình 20 lít giá 42.500VNĐ – 45.000VNĐ (thực tế 12.000VNĐ / bình), giá nước đóng chai 0,5 lít 7.00010.000VNĐ (thực tế giá 3.000VNĐ/ chai) vào thời điểm khơ hạn Nhưng giá nước sinh hoạt rẻ hơn, dao động từ 8.000- 15.000VNĐ can 10 lít Như tính bình qn người dùng 14 lít nước ngày 16.100VNĐ , để đun sơi lượng nước tốn thếm 1,14 kwh điện (giá điện Phú Quốc 3.945 VNĐ/kwh) tương đương 4.500 VNĐ Vậy tổng giá trị lượng nước dùng cho ăn uống nấu nướng cho người dùng ngày 20.600VNĐ Đây số tiền khơng nhỏ người dân lao động II Tính hiệu kinh tế khả thu hồi vốn: Để làm thiết bị chưng cất nước dùng lượng mặt trời Tole lạnh: m2 x 30.000 VNĐ /m2 = 180.000 VNĐ Sắt V: 8m x 6.000 VNĐ /m = 42.000 VNĐ Kính ly: 50.500VNĐ/m2 x 1,5 = 76.000 VNĐ Xốp cách nhiệt: 2.000 VNĐ/m2 x = 4.000 VNĐ Phụ liệu kèm: vít, que hàn, keo, sơn đen, ống nhựa : 155.000 VNĐ Quạt 0,2 W: 15.000 x = 30.000 VNĐ Acquy 12V: 65.000 VNĐ/cái + chi phí sạc bình: 395 VNĐ Ống đồng đường kính 12 mm: 6.000 VNĐ/m x 5m = 30.000 VNĐ Vậy tổng chi phí cho 1m2: 457.000 VNĐ, có quạt thiết bị ngưng: 582.000 VNĐ Tính trung bình theo thí nghiệm liện tục với cường độ xạ trung bình (480 W/m2) ứng với m2 thiết bị đối lưu tự nhiên thu khoảng 3,07 lít nước ngày, đối lưu cưỡng 5,9 lít/ ngày diện tích ta cần làm cho người sử dụng 14 lít/ ngày là: Đối lưu tự nhiên: 4,56 m2 tương đương vốn đầu tư ban đầu 2.084.000 VNĐ Đối lưu cưỡng bức: 2,37m2 tương đương 1.380.000 VNĐ Ta so sánh chi phí tối thiểu cho người/ ngày dùng 14 lít nước - Nước mua: Nguyễn Lê Hồng Sơn 32 Chi phí đầu tư ban đầu: VNĐ/người Chi phí thường xun: 20.600 VNĐ/người/ngày - Dùng thiết bị đối lưu tự nhiên: Chi phí đầu tư ban đầu cho 5,6 m2: 2.084.000 VNĐ/người Chi phí thường xun: VNĐ/người Thời gian hồn vốn so với ta mua nước sử dụng ngày: 102 ngày - Dùng thiết bị đối lưu cưỡng bức: Chi phí đầu tư ban đầu cho 2,6 m2 : 1.380.000 VNĐ/người Chi phí thường xun: 395 VNĐ/người/ngày (sạc bình acqui) Thời gian hồn vốn so với ta mua nước sử dụng ngày: 67 ngày Vậy chi phí thường xun cho bình acquy 27.000 VNĐ Như vậy, sử dụng thiết bị chưng cất nước dùng lượng mặt trời dạng đối lưu cưỡng vùng sâu, vùng xa, hải đảo có lợi Chi phí đầu tư ban đầu thấp mà tiết kiệm nhiều cơng sức, chi phí hàng ngày người, kết cấu gọn diện tích nhỏ, thời gian khấu hao ngắn, lượng nước ngưng thu cao gấp đơi Nguyễn Lê Hồng Sơn 33 Chương V: KẾT LUẬN I Kết luận: Dựa nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm cho thấy rằng: ta sử dụng thiết bị chưng cất nước dùng lượng mặt trời đối lưu cưỡng với điều kiện lý tưởng kết lượng nước ngưng thu khả quan (chiều cao lớp nước, độ nghiêng phủ, tốc độ gió) ứng dụng rộng rãi cho vùng khơ hạn, hải đảo, nơi mà nước Với chi phí đầu tư ban đầu thấp, khả thu hồi vốn nhanh có ích người có thu nhập thấp Cụ thể sau: - Cường độ xạ lớn, lượng nước thu nhiều - Độ chênh nhiệt độ nước – kính, – nước giải nhiệt lớn lượng nước ngưng tụ nhiều - Khi chiều cao lớp nước tăng lượng nước thu giảm, từ 1cm đến 3cm giảm 12% - Khi độ nghiêng phủ tăng lượng nước thu tăng, lượng nhiệt hấp thụ nhiều độ nghiêng phủ tăng (diện tích bề mặt tăng) Khi độ nghiêng phủ tăng từ 50 lên 100 lượng nước ngưng thu tăng 3,5% tăng lên 150 đến 300 lượng nước ngưng tăng lên ít, tăng 0,86% - 0,34% Lượng nước ngưng thu 50 phần nước ngưng rơi lại bể chứa độ nghiêng phủ q thấp - Khi tốc độ gió thiết bị tăng từ 0,3m/s đến 0,5m/s lượng nước thu tăng 4,4%, tốc độ gió tăng lên 1,0m/s đến 1,5 m/s lượng nước thu lại giảm nhiều, từ 13% đến 17% nhiệt lượng làm bay nước bị quạt hút mơi trường bên ngồi q nhiều Lượng nước ngưng thu đối lưu cưỡng so với đối lưu tự nhiên 49% ,do ta sử dụng loại lưu cưỡng có lợi hơn, thời gian thu hồi vốn nhanh II Đề nghị: Những nghiên cứu tập luận văn hồn tồn áp dụng thực tế, nhiên vốn đầu tư ban đầu lắp đặt bảo dưỡng thiết bị thiết bị có cao so với hệ thống truyền thống nên cần rõ ưu điểm hệ thống Hướng phát triển đề tài: ta tiếp tục nghiên cứu vấn đề chưng cất nước dùng lượng mặt trời điều kiện khí hậu Việt Nam ta cần phân tích số khía cạnh mà đề tài chưa đề cập tới kết hợp cơng nghệ tích trữ lượng vào hệ thống cho lượng nước thu Nguyễn Lê Hồng Sơn 34 cao hơn, giá thành phù hợp Nguyễn Lê Hồng Sơn