Các giải pháp cải tiến hoàn thiện sản phẩm: nâng cao hiệu suất của thiết bị ; giảm kích thước, trọng lượng cũng như giảm giá

thành sản phẩm

MỤC LỤC

A. ĐẶT VẤN ĐỀ.................................................................................................1

B. NỘI DUNG......................................................................................................1

I. Đánh giá lựa chọn mô hình.........................................................................1

1.1. Yêu cầu thiết bị chưng cất.....................................................................1

1.2. Phân tích giải mã thiết bị tương tự của nước ngoài..............................2

1.2. Đánh giá lựa chọn modun phù hợp.......................................................9

II. Giải pháp cải tiến hoàn thiện sản phẩm.................................................11

2.1. Khung, giá đỡ thiết bị..........................................................................11

2.2. Bộ phận hấp thụ năng lượng mặt trời..................................................12

2.3. Bộ phận lấy sáng, ngưng tụ.................................................................12

2.4. Bộ phận khác.......................................................................................15

C. KẾT LUẬN...................................................................................................17

D. TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................18

A. ĐẶT VẤN ĐỀXuất phát từ kết quả của đề tài: "Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, lắp đặt và vận

hành thiết bị tạo nước ngọt từ nước biển bằng năng lượng mặt trời dùng cho sinh hoạt của quân và dân trên đảo" Nhóm tác giả nhận thấy, sản phẩm của đề tài đã đạt được năng suất từ 5 - 7 lít/modul/ngày. Tuy nhiên, để thiết bị có thể được ứng dụng rộng rãi trong thực tế và có khả cạnh tranh với thiết bị cùng loại trên thị trường cần phải hoàn thiện những tồn tại; đồng thời, đề xuất phương án chế tạo thiết bị nhẹ nhàng hơn, bền hơn, năng suất cao hơn và giá cả hợp lý.

B. NỘI DUNGI. Đánh giá lựa chọn mô hình1.1. Yêu cầu thiết bị chưng cất

Thiết bị chưng cất Viện Thủy điện & NLTT đã chế tạo thuộc kiểu thiết bị chưng cất đa khay nghiêng (đây là biến thể của dạng thiết bị một khay chứa truyền thống nhằm thu gọn kích thước và tăng hiệu suất chưng cất; tuy nhiên, thiết bị loại này ít được chế tạo do sự phức tạp của kết cấu). Một số yêu cầu của thiết bị loại này là:

1.1.1. Với bộ phận lấy ánh sángVật liệu lấy sáng cần phải có tính chất đặc thù:

- Phải trong suốt, không có màu sắc hoặc phản quang quá nhiều;

- Không được độc hoặc không được tiết những chất độc với con người dưới tác dụng của nhiệt độ và ánh sáng mặt trời;

- Phải có tính bền cơ học đối với cát, gió. Vật liệu không được rạn nứt trong quá trình làm việc dưới ánh sáng mặt trời;

- Cần có tính chất hạn chế bám dính của giọt nước ở mặt ngưng tụ.

1.1.2. Với bộ phận hấp thụ ánh sángBộ phận hấp thụ có nhiệm vụ hấp thụ những năng lượng của ánh sáng mặt

trời (dưới dạng sóng điện từ) và biến đổi nó thành nhiệt năng. Do bộ phận này tiếp xúc trực tiếp với nước biển nên nó truyền nhiệt năng này cho nước và làm nước nóng lên. Vật liệu làm bộ phận này cần có các tính chất cơ bản sau:

- Không được độc với con người hay không tiết ra những chất độc trong nước dưới ánh sáng và nhiệt độ;

- Vật liệu phải dễ tìm thấy trên thị trường, để có thể dễ thay thế khi bi hư hỏng;

- Giá thành phải rẻ, hợp lý;

1

- Hệ số phát xạ đối với tia hồng ngoại phải nhỏ nhất nếu có thể được;

- Hệ số dẫn nhiệt, khuyếch tán nhiệt phải tốt;

- Quán tính nhiệt phải bé;

- Bền vững về hoá học, không bị ăn mòn dưới nhiệt độ cao.

1.1.3. Với bộ phận cách nhiệtChất cách nhiệt đóng một vai trò rất quan trọng trong các ứng dụng nhiệt

năng lượng mặt trời. Giống như các chất hấp thụ, nó vừa hạn chế được tổn thất nhiệt, vừa giữ được nhiệt lượng trong các ống dẫn nhiệt, trong các bình tích trữ nhiệt…

Một số yêu cầu về vật liệu cách nhiệt:

- Rẻ, dễ tìm kiếm trên thị trường;

- Dễ dàng gia công chế tạo theo hình dạng mong muốn;

- Khối lượng riêng nhỏ;

- Dễ vận chuyển lắp đặt.

1.1.4. Với bộ phận khung, vỏKhung hộp có vai trò giữ cứng vững cho thành các bộ phận của thiết bị,

chứa những thành phần thiết bị bên trong như: bộ phận khay chứa, cách nhiệt, bộ phận thu nước và là giá đỡ cho bản lề. Khung cần đảm bảo các yếu tố tính chất sau:

- Bền với ánh nắng mặt trời, không khí mặn và gió cát biển;

- Vật liệu chế tạo sẵn có tìm kiếm trên thị trường;

- Dễ chế tạo, nhẹ;

- Thân thiện với môi trường và con người;

- Đảm bảo tính mỹ thuật.

1.1.5. Một số bộ phận khácCác bộ phận còn lại bao gồm: ống dẫn nước, vật liệu liên kết và giá đỡ.

Những bộ phận này chỉ mang tính chất hỗ trợ nhưng cũng cần phải đảm bảo các yêu cầu chung về vật liệu chế tạo thiết bị chưng cất như: có độ bền cao với ánh nắng mặt trời, gió, cát biển và nước mặn; riêng ống dẫn nước và vật liệu liên kết phải không độc và không được tiết chất độc dưới tác động của nhiệt độ và ánh sáng mặt trời.

1.2. Phân tích giải mã thiết bị tương tự của nước ngoàiTấm lọc nước Carocell sử dụng năng lượng mặt trời là một phát minh với 6

2

bằng sáng chế được công nhận toàn cầu. Công nghệ khử muối/chưng cất nước sử dụng năng lượng mặt trời của Carocell có thể coi là một trong những sản phẩm hữu ích đạt hiệu quả chi phí tốt nhất của loại hình này trên thế giới. Hệ thống này sản xuất ra nước uống an toàn, chất lượng cao từ bất kỳ nguồn nước nào, bao gồm cả nước thải công nghiệp, nước bị ô nhiễm, nước nhiễm bẩn, nước ngầm nhiễm mặn và nước mặn.

Hình 1 : Thiết bị CarocellNguyên lý hoạt động của thiết bị là dòng nước đầu vào sẽ được phân tán

đồng đều trên thiết bị thu năng lượng mặt trời. Bức xạ mặt trời làm nước nóng lên và bốc hơi, sau đó sẽ ngưng tụ lại phía bên trong tấm panel bằng nhựa composite, được thiết kế và xử lí đặc biệt, bao quanh. Các giọt nước cất thu được sẽ chảy xuống phía dưới của thiết bị và theo vòi chảy ra ngoài. Trong quá trình nước bốc hơi rồi ngưng tụ do tác dụng của bức xạ mặt trời, tia cực tím kết hợp với tấm vải kim loại đặc biệt trong tấm panel sẽ loại bỏ được tất cả các vi khuẩn và các tác nhân gây bệnh, do đó cũng loại bỏ được các bệnh truyền qua môi trường nước. Chất lượng nước sạch thu được qua quá trình chưng cất đạt độ tinh khiết là 0,5 – 2 ppm (TDS) tổng chất rắn hòa tan (nước biển là 35 000 ppm TDS).

3

Hình 2 : Nguyên lý hoạt động của thiết bị Carocell

4

Để đáp ứng nhiều nhu cầu sử dụng hãng FCubed sản xuất thiết bị Carocell với nhiều kích thước khác nhau như Carocell 1000, Carocell 2000, Carocell 3000 và Carocell 6000 có diện tích bề mặt tương ứng là 1m2, 2m2, 3m2 và 6m2. Thiết bị chúng ta hiện có là modul Carocell 2000 với các thông số nhà sản xuất đưa ra như sau:

Lượng nước đầu ra: 10 lít/ngày cộng với lượng mưa thu được (nếu có);

Kích thước: 1110 x 2000mm

Diện tích bề mặt: 2,0m2

Trọng lượng: 15kg

Độ dày khung thiết bị: 4cm

Tuổi thọ: > 20 năm

Chi tiết các bộ phận như sau:

1.2.1. Bộ phận lấy sángLà một tấm nhựa composite trong suốt (dày 0.2mm), được thiết kế và xử lý

đặc biệt có độ bền cao, khả năng lấy sáng và chống đọng sương tốt.

Hình 3 : Tấm lấy sáng – ngưng tụ modun CarocellHỗ trợ tấm nhựa composite gồm: 3 thanh nhôm chữ V (kích thước

25x25x1mm) đặt dọc thiết bị giúp cho tấm không bị trùng khi giãn nở bởi nhiệt độ và gioăng cao su giúp cố định tấm vào khung thiết bị.

5

Hình 4 : Gioăng cao su cố định tấm lấy sáng1.2.2. Bộ phận hấp thụ bức xạ mặt trời

Một tấm hấp thụ được thiết kế đặc biệt bao gồm một lưới Inox (dày 0.3mm, ô lưới kích thước 1x1mm) đặt giữa hai lớp vải màu đen làm từ sợi polyethylene (dày 0.35mm) có tác dụng chứa nước biển (hoặc nước lợ...) và hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời.

Bộ phận đi kèm hỗ trợ hoạt động của tấm hấp thụ bao gồm:

- Ba thanh nhôm đặc (kích thước mặt cắt ngang 10x2mm) làm nhiệm vụ nẹp giữ cố định tấm hấp thụ.

- Một tấm nhôm (dày 0.3mm) được đặt ngay dưới bộ phận hấp thụ năng lượng mặt trời có tác dụng phân tán nhiệt và giữ cho nước biển thấm trong bấc thấm không rơi xuống tấm bóng kính phía dưới. Tấm nhôm này có kết cấu dạng khay và được đỡ bởi 3 thanh nhôm định hình đặt bên dưới.

- Một ống nhôm DN15 (làm vát 1cm để luồn miếng vải hấp thụ NLMT) nằm ngang phía trên cùng khay nhôm làm nhiệm vụ tiếp nhận nước đầu vào và giúp nước được thấm đều trên toàn bộ bề mặt tấm hấp thụ.

6

Hình 5 : Ống nhôm nhận nước và khay chứa

Hình 6 : Bộ phận nẹp hỗ trợ1.2.3. Bộ phận khung, giá đỡ

Khung thiết bị được lắp ráp từ các thanh nhôm định hình độ dày 4cm có các rãnh và lỗ bắt vít để cố định khung và gá các bộ phận khác. Ngoài ra, tất cả các

7

chi tiết nhôm trong thiết bị đều được chế tạo đặc biệt có độ bền cơ học cao và chống ăn mòn rất tốt.

Hình 7 : Khung thiết bịBộ phận đỡ thiết bị bao gồm hai ống thép mạ kẽm DN21 được uốn thành

hình chữ U, liên kết với khung bằng ốc vít. Ống thép uốn phía nguồn nước vào cao hơn ống thép uốn phía đầu nước ra, hai ống thép này cố định khung một góc 210 so với mặt phẳng nằm ngang. Thiết bị đặt nghiêng giúp thiết bị hấp thụ ánh sáng mặt trời tốt hơn và có lợi về mặt thủy lực bên trong thiết bị.

1.2.4. Bộ phận khácVới độ dày chỉ 4cm nhưng thiết bị có tới 2 tấm nhựa composite được lắp ở

mặt trên và mặt dưới. Cả 2 tấm panel này đều được cố định vào khung bằng gioăng cao su đảm bảo thiết bị kín tuyệt đối (ngăn hơi nước không bị rò rỉ ra ngoài, ngăn chặn bụi bẩn xâm nhập vào trong thiết bị và làm giảm áp suất giúp tăng lượng nước bốc hơi). Khoảng cách từ bộ phận hấp thụ năng lượng mặt trời tới 2 tấm nhựa composite chỉ xấp xỉ 2cm giúp bộ phận hấp thụ nhận năng lượng mặt trời lớn hơn, hơi nước đối lưu và ngưng tụ dễ dàng (nước ngưng tụ chủ yếu ở tấm nhựa bên dưới do có nhiệt độ thấp hơn).

Bộ phận thu gom nước thừa sau chưng cất làm bằng nhựa đúc liền ống dẫn ra ngoài. Toàn bộ chiều dài cạnh cuối khay chứa được đặt trong bộ phận thu gom đảm bảo nước thừa không tràn, lẫn vào nước cất.

8

Hình 8 : Bộ phận thu gom nước thừa sau chưng cấtChi tiết ống dẫn nước vào, ra:

- Ống dẫn nước vào làm bằng thép mạ kẽm ∅3 cắm xuyên qua khung và dẫn nước chảy vào ống nhôm trên khay chứa. Lỗ tiếp xúc giữa ống dẫn và khung sử dụng gioăng cao su để giữ ống và làm kín.

Hình 9 : Ống dẫn nước vào- Ống dẫn nước chưng cất: do bộ phận khung (cạnh dưới cùng) kết hợp

làm máng thu nước chưng cất nên phía góc dưới cùng của khung có khoét một lỗ nhỏ để thoát nước, một ống nhựa ∅10 đúc liền đế dính vào khung chỗ lỗ nhỏ để dẫn nước ra ngoài.

9

Hình 10 : Ống thu nước chưng cất1.2. Đánh giá lựa chọn modun phù hợp1.3.1. So sánh hai modun

TT Nội dungModun của Viện Thủy

điện và NLTTModun tương tự của

nước ngoài

1 Bộ phận lấy sáng, ngưng tụ

- Làm bằng kính vô cơ dày 3mm, liên kết với khung bằng keo- Ưu điểm: bền, lấy sáng tốt, độ đọng sương ít, vệ sinh dễ dàng- Nhược điểm: nặng, dễ vỡ

- Làm bằng màng nhựa mỏng đã qua xử lý công nghệ cao- Ưu điểm: bền, lấy sáng tốt, có thành phần chống đọng sương- Nhược điểm: dễ xước, rách.

2 Bộ phận hấp thụ NLMT

- Khay chứa được chế tạo từ vật liệu composite có màu đen, thiết kế dạng bậc thang mỗi bậc có một gờ nhỏ để giữ nước. Sử dụng xốp đặt dưới khay chứa để giữ nhiệt- Ưu điểm: dễ chế tạo, độ bền tương đối cao- Nhược điểm: xốp cách nhiệt nhanh hỏng, cần một khoảng diện tích lớn cho phần khay chứa

- Bao gồm một lưới Inox mỏng đặt giữa hai lớp vải làm từ sợi polyethylene. Một tấm nhôm mỏng đặt bên dưới có tác dụng phân tán nhiệt và giữ cho nước biển thấm trong bấc thấm không rơi xuống phía dưới.- Ưu điểm: gọn nhẹ, độ bền cao, không phải bảo dưỡng trong suốt vòng đời- Nhược điểm: chế tạo đòi hỏi công nghệ cao

10

TT Nội dungModun của Viện Thủy

điện và NLTTModun tương tự của

nước ngoài

3 Khung modun

- Bao gồm khung trên và khung dưới điều được chế tạo bằng vật liệu composite, khung trên lắp kính và máng chứa nước chưng cất, khung dưới đặt khay chứa- Ưu điểm: dễ chế tạo, lắp ráp, độ bền cao- Nhược điểm: nặng, cồng kềnh

- Lắp phép từ các thanh nhôm định hình đã được xử lý công nghệ cao nhằm chống ăn mòn bởi muối- Ưu điểm: gọn nhẹ, dễ lắp ráp, tính thẩm mỹ và độ bền cao- Nhược điểm: chế tạo đòi hỏi công nghệ cao

4 Khác

- Ưu điểm: giá vật liệu chế tạo rẻ, chủ động nguồn cung cấp, bảo hành, bảo dưỡng sau này.- Nhược điểm: mô hình cồng kềnh khó khăn cho việc vận chuyển, lắp đặt.

- Ưu điểm: modun có tuổi thọ cao, hầu như không cần bảo dưỡng trong suốt vòng đời, khối lượng nhẹ thuận tiện cho việc vận chuyển và có thể lắp đặt tại nhiều vị trí khó như mái nhà...- Nhược điểm: phụ thuộc vào đơn vị sản xuất nước ngoài, giá thành thiết bị cao.

1.3.2. Chọn hướng nghiên cứu phù hợpBộ phận hấp thụ năng lượng mặt trời ảnh lớn đến kết cấu của cả mô hình.

Với ưu điểm của bộ phận hấp thụ bằng bấc thấm là gọn nhẹ, chiếm khoảng không nhỏ nên cần một bộ khung không quá dày và các thiết bị đi kèm như chân đế, giá đỡ cũng gọn nhẹ. Vì thế rất thuận tiện cho việc vận chuyển và dễ dàng lắp đặt modun tại nhiều vị trí khó như mái nhà hay vị trí có diện tích khiêm tốn.

Ngoài ra, với hướng phát triển của thiết bị là tiếp cận với nhiều đối tượng sử dụng như: lắp đặt cho các tàu đánh cá, nhà giàn, các đảo xa bờ và nhiều mục đích sử dụng khác nhau như: xử lý nước biển, nước nhiễm mặn - nhiễm phèn, nước bị ô nhiễm... Cho nên, chọn hướng phát triển một thiết bị có kết cấu gọn nhẹ thuận tiện cho các khâu đóng gói, vận chuyển, lắp đặt và bảo dưỡng là hợp lý. Đồng thời, nghiên cứu công nghệ tiên tiến về vật liệu chế tạo giúp thiết bị bền hơn trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

II. Giải pháp cải tiến hoàn thiện sản phẩm2.1. Khung, giá đỡ thiết bị

11

Qua nghiên cứu tìm hiểu, bộ phận khung và giá đỡ sử vật liệu kim loại là phù hợp nhất. Nhôm và thép mạ kẽm đã được nhóm tác giả cân nhắc lựa chọn.

Bảng 1 : Bảng so sánh giữa Thép mạ kẽm và Nhôm

Ưu điểm Nhược điểm

Vật liệu không tương thích

Tuổi thọĐộ giãn nở

nhiệt(10-6in/0F)

Thép mạ kẽm

Rẻ tiền nhất. Cứng cáp, khả năng chịu lực cao. Việc mạ kẽm giúp khôi phục vết cắt nhỏ và vết trầy xước

Rất dễ bị oxi hóa, ăn mòn từ các vết cắt và vết xước. Bề mặt xốp và thô, khó khăn để làm sạch.

Đồng, sắt, thép, gỗ.

Không sơn: 15-30 năm. Tiếp xúc với hơi muối: 5-10 năm

7,5

Nhôm

Chống ăn mòn siêu việt. Trọng lượng nhẹ. Tốt cho các khu vực ven biển. Bề mặt cứng và trơn, dễ dàng vệ sinh loại bỏ vi khuẩn

Đắt. độ giãn nở nhiệt cao. Tương đối mềm, điểm nóng chảy thấp.

Đồng, chì, vữa bê tông, gỗ, than chì.

Không sơn: 30-40 năm

12,7

Khung thiết bị nhóm tác giả đề xuất sử dụng các thanh nhôm định hình sản xuất từ hợp kim nhôm cao cấp được sơn tĩnh điện có khả năng chống ăn mòn cao, chống xước và chống tia cực tím. Các thanh nhôm được cắt góc rồi ghép nối với nhau nhờ vít và làm kín bằng keo silicone.

Hình 11 : Mặt cắt thanh nhôm định hình làm khungKích thước khung được lựa chọn là: dài x rộng = 2 x 1m, trọng lượng thiết bị

ước tính khoảng 15-18kg. Với kết cấu gọn nhẹ, độ rộng khung vừa phải rất thuận tiện cho việc khuân, bê thủ công cũng như vận chuyển số lượng lớn bằng

12

xe tải. Ngoài ra, diện tích thiết bị là 2m2, với năng xuất dự kiến đạt được từ 5-7 lít/m2/ngày thì mỗi ngày thiết bị sẽ sản xuất được từ 10-14 lít nước chưng cất đủ cho một hộ gia đình có từ 4-6 người uống.

Bộ phận giá đỡ sử dụng các thanh thép hình chữ V có lỗ kích thước: 30x30x1mm được sơn tĩnh điện chống gỉ. Các thanh thép ghép với nhau bằng bulông tạo thành một mặt nghiêng 200 có bốn chân đỡ. Bulông và các vết cắt, xước trong quá trình lắp ghép được quét sơn Jotamastic 80 chống ăn mòn.

Hình 12 : Vật liệu giá đỡ2.2. Bộ phận hấp thụ năng lượng mặt trời

Bộ phận hấp thụ bao gồm hai thành phần là bấc thấm và khay chứa bấc. Khay chứa sử dụng vật liệu nhôm tấm mỏng 0,6mm. Kết cấu khay dạng hình chữ nhật với các cạnh được gấp mép sao cho vừa lòng khung thiết bị và đảm bảo kín nước. Phần bấc thấm sử dụng vải sợi polyethylene (vải dựng dùng trong may mặc), bấc thấm được cắt sao cho vừa với lòng khay chứa.

Vì bấc thấm lựa chọn là loại vải dùng trong may mặc nên hiện tại chưa có nghiên cứu nào đánh giá, lựa chọn loại vật liệu này phù hợp trong thiết bị chưng cất. Qua tìm hiểu thị trường, nhóm tác giả tìm được 3 mẫu vải sợi polyethylene với độ dày và độ mịn khác nhau (độ dày các mẫu vải từ 0,6-1,2mm), giá cả chênh lệch không nhiều. Để lựa chọn được loại vải tốt nhất trong số những loại vải tìm được cần phải có các thử nghiệm so sánh và xử lý, chế tạo nếu cần thiết.

2.3. Bộ phận lấy sáng, ngưng tụ

Các vật liệu chế tạo được cân nhắc lựa chọn là:

13

Bảng 2 : Bảng so sánh các loại vật liệu làm bộ phận lấy sáng, ngưng tụ

Vật liệu kính Giá thành (USD/Ft2)

Trọng lượng

(lb/Ft2)

Tuổi thọ

Nhiệt độ

lớn nhất

Truyền ánh sáng

(%)

Truyền tia hồng

ngoại (%)

Chống va đập

Độ trơn (Chống

đọng sương)

Nguồn địa

phương

Kính 0.95 1.23 50 năm 2040C 86 2 Thấp Rất tốt Có

Tedlar (PVF) 0.6 0.029 5-10 năm 1070C 90 58 Thấp Có thể xử

lý được Có

Mylar (PET) Thấp Có thể xử lý được Có

Mica (Acrylic) 1.5 0.78 Trên 25 năm 930C 89 6 Trung

bìnhCó thể xử lý được Có

Polycarbonate 2.00 0.78 10-15 năm 1270C 86 6 Cao Có thể xử

lý được Có

Cellulose Acetate Butyrate 0.68 0.37 10 năm 820C 90 Trung

bình Có

Composite 0.78 0.25 8-12 năm 930C 72-87 2-12 Trung

bìnhCó thể xử lý được Có

PE 0.03 0.023 8 tháng 710C 90 80 Thấp Có thể xử lý được Có

14

Nhóm tác giả nhận thấy một vật liệu có tiềm năng tốt là polycaronate với những ưu điểm như:

- Nhẹ: So sánh với hệ kết cấu kính bình thường, hệ tấm poly đặc giảm đáng kể trọng lượng của khối kết cấu xuống còn khoảng 60% so với hệ kính có cùng chiều dày;

- Trong suốt: Có khả năng truyền suốt ánh sáng lên đến 86% (tương đương kính).

- Chống va đập - không vỡ: Tấm polycarbonate đặc có độ bền chắc cao hơn 280 lần so với kính thông dụng. có khả năng chống được lực va đập của búa hay đá viên;

- Tuổi thọ: từ 10 đến 15 năm phù hợp với tuổi thọ yêu cầu thiết bị chưng cất;

- Cách nhiệt tốt: tấm polycarbonate đặc thể hiện khả năng cách nhiệt tốt hơn so với kính và nhôm. Điều này góp phần đáng kể vào việc giảm tổn thất nhiệt độ của thiết bị chưng cất;

- Chống chịu thời tiết tốt: dòng sản phẩm này giữ ổn định cơ tính và lý tính dưới mọi điều kiện thời tiết tự nhiên;

- Dễ lắp đặt: Tấm polycarbonate đặc dễ thi công và lắp đặt;

- Dễ uốn định hình: Tấm polycarbonate đặc dễ dàng uốn cong bằng nhiệt, hay trong điều kiện bình thường. Theo các biên dạng và hình dạng của yêu cầu thiết kế;

- Dễ lau chùi: Tấm polycarbonate đặc dễ dàng vệ sinh bằng vải cotton và chất tẩy rửa trung tính.

Nhóm tác giả đề xuất lựa chọn tấm nhựa trong suốt polycarbonate 1.2mm làm bộ phận lấy sáng, ngưng tụ.

15

Hình 13 : Tấm polycarbonate đặc ruộtThông số kỹ thuật cho tiết như sau:

Bảng 3 : Thông số kỹ thuật của tấm polycarbonate

Tấm polycarbonate có một nhược điểm là không có khả năng chống đọng sương, tuy nhiên, nhược điểm này hoàn toàn có thể xử lý được bằng cách phủ hệ chất chống đọng sương chuyên dụng dành cho nhựa polycarbonate.

Đề xuất thiết kế cho bộ phận này là sao cho khoảng cách từ mặt ngưng tụ tới miếng vải hấp thụ năng lượng mặt trời hợp lý (< 5cm) đảm bảo cho hơi nước ngưng tụ dưới mặt tấm nhiều và năng lượng ánh sáng mặt trời ít tổn thất. Đồng thời, tấm polycarbonate phải được liên kết tốt với bộ phận khung đảm bảo không bị hở tránh tổn thất hơi nước.

2.4. Bộ phận khác

Máng nước chưng cất:

Với bộ khung nhôm có kích thước nhỏ gọn, phần cuối của khung sẽ được tận dụng làm máng nước chưng cất.

Linh kiện phụ trợ:

16

- Vật cách nhiệt:

Bọt xốp cách nhiệt Apolo Foam được lựa chọn làm chất cách nhiệt cho thiết bị. Chất cách nhiệt sẽ được phủ bao bọc phần dưới của khay chứa với chiều dày khoảng 1-2cm.

Hình 14 : Chất cách nhiệt- Chất bịt kín:

Keo silicone được dùng để làm kín các kẽ hở đảm bảo thiết bị luôn kín hơi.

Hình 15 : Chất bịt kín-  Đường ống:

Đường nước cấp Sử dụng một ống thép không gỉ ∅3 được đưa thẳng vào thiết bị qua một lỗ khoan sẵn. Nước cấp dẫn vào thiết bị qua đường nước cấp sẽ tới một ống thép không gỉ ∅15 nằm ngang đầu khay chứa (ống thép được mài khuyết ¼ ống, một cạnh của bấc thấm được vắt vào trong ống thép; ống nằm

17

ngang với mục đích làm cho nước thấm đều theo chiều ngang từ trên xuống dưới).

C. KẾT LUẬNTừ những đánh giá so sánh giữa các thiết bị chưng cất; qua phân tích lựa

chọn, thấy được ưu nhược điểm của từng loại thiết bị chúng tôi quyết định chọn hướng nghiên cứu, chế tạo thiết bị chưng cất dạng Bấc thấm nghiêng. Từ hướng nghiên cứu này, các vật liệu phù hợp được nghiên cứu lựa chọn và kết cấu thiết bị được đề xuất dựa trên những vật liệu chế tạo này. Tuy nhiên, để có được sản phẩm cuối cùng đạt các yêu cầu đề ra cần có các thử nghiệm dài hạn cũng như hiệu chỉnh thiết bị cần thiết.

18

D. TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Báo cáo đề tài "Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, lắp đặt và vận hành thiết bị tạo nước ngọt từ nước biển bằng năng lượng mặt trời dùng cho sinh hoạt của quân và dân trên đảo" của Ths. Đỗ Anh Tuấn- Viện Thủy điện và NLTT.

2. Catalog thiết bị Carocell của hãng FCubed.

3. "More other homes and garbage" Jim Leckie, Gil Masters, Harry Whitehouse, Lily Young. Sanfrancisco 1981.

4. "Understanding Solar Stills" Joel Gordes, Horace McCracken. Vita Technical Paper, No 37: 9/1985.

5. "Effect of Nanofluids in a Modified Vacuum Single Basin Solar Still" M. Koilraj Gnanadason, P. Senthil Kumar, G.Jemilda, S.Sherin Jasper. International Journal of Scientific & Engineering Research Volume 3, Issue 1, 01/2012.

19