BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SẤY ỚT BẰNG BƠM NHIỆT KẾT HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI S K C 0 0 3 9 5 9 TẠI TỈNH VĨNH LONG MÃ SỐ: T2020-03TĐ S KC 0 0 7 2 8 0 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08/2021 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SẤY ỚT BẰNG BƠM NHIỆT KẾT HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI TỈNH VĨNH LONG Mã số: T2020 - 03TĐ Chủ nhiệm đề tài: TS. Lê Minh Nhựt TP. HCM, Tháng 08, năm 2021 Luan van TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐƠN VỊ: KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SẤY ỚT BẰNG BƠM NHIỆT KẾT HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI TỈNH VĨNH LONG Mã số: T2020 – 03TĐ Chủ nhiệm đề tài: TS.
Lê Minh Nhựt Thành viên đề tài: ThS. Huỳnh Thị Thu Hiền ThS. Bùi Quang Huy TP. HCM, Tháng 08, năm 2021 Luan van DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI STT Họ và tên Học hàm/học vị Đơn vị 01 Lê Minh Nhựt TS Khoa Cơ Khí Động Lực ĐHSP Kỹ Thuật Tp.HCM 02 Huỳnh Thị Thu Hiền ThS Khoa Điện-Điện Tử ĐHSP Kỹ Thuật Tp.HCM 03 Bùi Quang Huy ThS ĐHSP Kỹ Thuật Vĩnh Long Luan van MỤC LỤC Trang Mục lục.
i Danh sách các hình .ii Danh sách các bảng. v Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt. vi Thông tin kết quả nghiên cứu. vii Information on research results.
ix PHẦN 1: GIỚI THIỆU. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước .2 Tình hình nghiên cứu trong nước .2 Tính cấp thiết của đề tài .3 Mục tiêu nghiên cứu. Mục tiêu cụ thể đạt được. Mục tiêu tổng quát.4 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu.
Cách tiếp cận. Phương pháp nghiên cứu .5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .1 Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu .6 Nội dung nghiên cứu. 22 PHẦN 2: CƠ SỞ NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ .1 Cơ sở lý thuyết và hệ thống thí nghiệm .1 Nguyên lý cấu tạo và làm việc của máy sấy bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời .2 Lý thuyết tính toán hệ thống sấy bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời.
Thiết kế hệ thống thí nghiệm .1 Mô tả hệ thống thí nghiệm. Phương pháp thí nghiệm. Kết quả tính toán và thảo luận. 32 PHẦN 3: KẾT LUẬN.
41 Tài liệu tham khảo ii Luan van DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình .1: Hình dạng thực tế của nhà kính được làm bằng các tấm plycarbonate kích thước lớn dùng đẻ sấy ớt [5].2: Hệ thống sấy bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời để sấy khoai mì [6] Hình 1.3: Hình dạng thực tế mô hình sấy bơm nhiệt kiểu thùng quay [9].4: Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo của máy sấy bơm nhiệt [10].1: Sơ đồ hệ thống sấy bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời [7] Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý hệ thống bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời.4: Đồ thị T-s và lgp-h Hình 2.5: Hệ thống sấy ớt bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời Hình 2.6: Ớt sau khi được chần và đưa vào khay sấy Hình 2.7: Sự thay đổi nhiệt độ vào buồng sấy, nhiệt độ và độ ẩm môi trường, bức xạ mặt trời và khối lượng ớt sấy độ ẩm môi trường trong ngày nắng Hình 2.8: Sự thay đổi nhiệt độ không khí vào và ra khỏi dàn ngưng trong ngày nắng Hình 2.9: Sự thay đổi nhiệt độ vào buồng sấy, nhiệt độ và độ ẩm môi trường, bức xạ mặt trời và khối lượng ớt sấy độ ẩm môi trường trong ngày mây Hình 2.10: Sự thay đổi nhiệt độ không khí vào và ra khỏi dàn ngưng trong ngày mây Hình 2.11: Sự thay đổi nhiệt độ vào buồng sấy, nhiệt độ và độ ẩm môi trường, bức xạ mặt trời và khối lượng ớt sấy độ ẩm môi trường trong ngày mưa Hình 2.12: Sự thay đổi nhiệt độ không khí vào và ra khỏi dàn ngưng trong ngày mưa Hình 2.13: Sự thay đổi độ ẩm của ớt theo thời gian trong 3 thực nghiệm của ngày nắng, ngày có mây và ngày mưa Hình 2.14: Sự thay đổi tốc độ sấy của ớt theo thời gian trong 3 thực nghiệm của ngày nắng, ngày có mây và ngày mưa Hình 2.15: Sự thay đổi hệ số SMER của sấy ớt theo thời gian trong 3 thực nghiệm của ngày nắng, ngày có mây và ngày mưa iii Luan van Hình 2.16: Năng lượng hữu ích của bộ thu, tiêu thụ điện năng của điện trở và bơm nhiệt trong 3 thực nghiệm của ngày nắng, ngày có mây và ngày mưa Hình 2.17: Ớt sau khi sấy iv Luan van DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1 Thông số trạng thái của quá trình sấy trên đồ thị I-d Bảng 2.2 Bảng các thông số nhiệt động của môi chất trên đồ thị như sau: v Luan van DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DR: Tốc độ sấy SMER: Hệ số tốc độ bay hơi và tiêu thụ năng lượng khi sấy TNS: Tác nhân sấy vi Luan van TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐƠN VỊ: KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Tp. HCM, ngày tháng 08 năm 2021 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu thực nghiệm sấy ớt bằng bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời tại tỉnh Vĩnh Long - Mã số: T2020-03TĐ - Chủ nhiệm: TS. Lê Minh Nhựt - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 01/01/2020 đến 30/12/2020 2.
Mục tiêu: Nghiên cứu thực nghiệm sự ảnh hưởng của điều kiện thời tiết đến hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống sấy ớt bằng bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời nhằm giảm chi phí năng lượng trong quá trình sấy để tăng tính cạnh tranh của ớt sấy xuất khẩu 3. Tính mới và sáng tạo: - Chế tạo máy sấy ớt bằng bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời - Xác định được các thông số ảnh hưởng đến độ ẩm của ớt sau khi sấy 4. Kết quả nghiên cứu: Đạt yêu cầu đề ra - Mô hình hóa các công thức tính của bộ thu, các phương trình truyền nhiệt, cân bằng nhiệt, kích thước buồng sấy v. - Chế tạo được máy sấy ớt bằng bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời - Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng hệ số SMER của ngày nắng, có mây và mưa là 0.33 kg/kWh và 0.26 kg/kWh, và năng lượng mặt trời hữu ích thu được tương ứng là 14.91 kWh và 0 kWh, trong khi năng lượng tiêu thụ của hệ thống tương ứng là 18.
Thông tin chi tiết sản phẩm: - Sản phẩm khoa học: vii Luan van + Báo cáo khoa học (ghi rõ số lượng, giá trị khoa học): Một cuốn báo cáo tổng kết + Bài báo khoa học (ghi rõ đầy đủ tên tác giả, tên bài báo, tên tạp chí, số xuất bản, năm xuất bản): Một bài báo với tiêu đề “A study on the effect of the weather conditions on the performance of the solar assisted heat pump drying system for red chili” đăng trên proceeding hội nghị quốc tế 2019 International Conference on System Science and Engineering (ICSSE). Link bài báo: https://ieeexplore.org/document/8823413 - Sản phẩm ứng dụng (bao gồm bản vẽ, mô hình, thiết bị máy móc, phần mềm…, ghi rõ số lượng, quy cách, công suất…. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng: - Các kết quả nghiên cứu đăng ở tạp chí uy tín được trích dẫn. - Ứng dụng cho sấy nông sản thực phẩm Trưởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ và tên) (ký, họ và tên) Lê Minh Nhựt viii Luan van INFORMATION ON RESEARCH RESULTS 1.
General information: Project title: Experimental investigation of solar assisted heat pump dryer for the drying of chili. Code number: T2020 - 03TĐ Authors: Le Minh Nhut, Huynh Thi Thu Hien, Bùi Quang Huy Implementing institution: Ho Chi Minh City University of Technology and Education Duration: from January 01, 2020 to December 30, 2020 2. Objective(s): The objective of this research is as follows: - Designed and manufactured a solar assisted heat pump dryer for the drying of chili. - Evaluate the effect of the weather conditions on the performance of the solar assisted heat pump dryer for the drying of chili.
Creativeness and innovativeness: The study is the first research in Vietnam and is also one of the new researches on the world. Research results: - Scientific output: + Modeling the formulas, heat transfer equations, thermal balances of solar air collector, compressor, evaporator, condenser, drying chamber and so on. + Designed and manufactured a solar assisted heat pump dryer for the drying of chili. + The calculated and experimental results show that the average values of the specific moisture extraction rate (SMER) of the solar assisted heat pump drying system for red chili in three days of the fair day, intermittent cloud sky day and overcast sky day are 0.33 kg/kWh and 0.26 kg/kWh, respectively, and the contribution of the useful heat gain of solar collectors in three cases are 14.91 kWh, and 0 kWh, respectively, while the corresponding amount of energy consumption of this system are 18.
ix Luan van - Applied output: The results of this research can be applied in the field of drying agricultural products. Link: https://ieeexplore. Effects, transfer alternatives of research results and applicability: The results publishing on international journals will be cited by scienti x Luan van PHẦN 1: GIỚI THIỆU Hiện nay khi nền kinh tế và qui mô dân số của thế giới ngày càng phát triển, đời sống con người ngày một nâng cao dẫn đến nhu cầu năng lượng ngày càng lớn thế nhưng nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt nên các nước trên thế giới nói chung và Việt nam nói riêng đẩy mạnh nghiên cứu sử dụng nguồn năng lượng sạch đó là nguồn năng lượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng mặt trời, đồng thời nghiên cứu sử dụng hiệu quả năng lượng, tận dụng các nguồn nhiệt thải từ các hệ thống nhiệt, lạnh cũng như các nguồn nhiệt thừa bỏ đi trong quá trình sản xuất công nghiệp để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, phục vụ quá trình sản xuất, đặc biệt là sản xuất nông nghiệp là rất cần thiết. Việt Nam là một đất nước được thiên nhiên ưu đãi với đất đai màu mỡ, nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm nên nền nông nghiệp của Việt Nam hiện nay ngày càng phát triển và được chú trọng quan tâm của chính phủ trong việc phát triển lĩnh vực này.