4.5. THIÃÚT BË CHÆNG CÁÚT NÆÅÏC DUÌNG NÀNG
LÆÅÜNG MÀÛT TRÅÌI
Næåïc ngoüt laì mäüt nhu cáöu ráút cå baín cho sæû säúng cuía con ngæåìi,
Liãn hiãûp quäúc âaî cho biãút hiãûn nay trãn thãú giåïi coï hån 2 tyí ngæåìi dán
khäng âæåüc cung cáúp âuí næåïc saûch cho muûc âêch sinh hoaût. Do váûy,
cuìng våïi váún âãö thiãúu huût nàng læåüng thç váún âãö næåïc saûch cuîng ngaìy
mäüt trong nhæng chiãún læåüc âæåüc caí thãú giåïi quan tám.
Trãn traïi âáút cuía chuïng ta, nhæîng nåi coï nhiãöu nàõng thç thæåìng åí
nhæîng nåi âoï næåïc uäúng bë khan hiãúm. Båíi váûy nàng læåüng màût tråìi âaî
âæåüc sæí duûng tæì ráút láu âãø thu næåïc uäúng bàòng phæång phaïp chæng cáút
tæì nguäön næåïc báøn hoàûc nhiãùm màûn.
4.5.1. Cáúu taûo nguyãn lyï hoaût âäüng
Coï ráút nhiãöu thiãút bë khaïc nhau âaî âæåüc nghiãn cæïu vaì sæí duûng
cho muûc âêch chæng cáút næåïc, mäüt trong nhæîng hãû thäúng chæng cáút
næåïc duìng nàng læåüng màût tråìi âån giaín âæåüc mä taí nhæ hçnh 4.85.
Næåïc ngæng tuû trãn táúm phuí
Khay chæïa næåïc âæåüc sån
âen laìm bãö màût háúp thuû
Maïng chæïa
næåïc ngæng
Næåïc
vaìo
Hçnh 4.85. Thiãút bë chæng cáút âån giaín.
Næåïc báøn hoàûc næåïc màûn âæåüc âæa vaìo khay åí dæåïi vaì âæåüc âun
153
noïng båíi sæû háúp thuû nàng læåüng màût tråìi. Pháön âaïy cuía khay âæåüc sån
âen âãø tàng quaï trçnh háúp thu bæïc xaû màût tråìi, næåïc coï thãø xem nhæ
trong suäút trong viãûc truyãön bæïc xaû soïng ngàõn tæì màût tråìi. Bãö màût háúp
thuû nháûn nhiãût bæïc xaû màût tråìi vaì truyãön nhiãût cho næåïc. Khi nhiãût âäü
tàng, sæû chuyãøn âäüng cuía caïc phán tæí næåïc tråí nãn ráút maûnh vaì chuïng
coï thãø taïch ra khoíi bãö màût màût thoaïng vaì säú læåüng tàng dáön. Âäúi læu
cuía khäng khê phêa trãn bãö màût mang theo håi næåïc vaì ta coï quaï trçnh
bay håi. Sæû bäúc lãn cuía doìng khäng khê chæïa âáöy håi áøm, sæû laìm maït
cuía bãö màût táúm phuí båíi khäng khê âäúi læu bãn ngoaìi laìm cho caïc pháön
tæí næåïc ngæng tuû laûi vaì chaíy xuäúng maïng chæïa åí goïc dæåïi. Khäng khê
laûnh chuyãøn âäüng xuäúng dæåïi taûo thaình doìng khê âäúi læu.
Âãø âaût hiãûu quaí ngæng tuû cao thç næåïc phaíi âæåüc ngæng tuû bãn
dæåïi táúm phuí. Táúm phuí coï âäü däúc âuí låïn âãø cho caïc gioüt næåïc chaíy
xuäúng dãù daìng. Âiãöu âoï cho tháúy ràòng åí moüi thåìi âiãøm khoaíng phán
næía bãö màût táúm phuí chæïa âáöy caïc gioüt næåïc. Quaï trçnh ngæng tuû cuía
næåïc dæåïi táúm phuí coï thãø laì quaï trçnh ngæng gioüt hay ngæng maìng,
âiãöu naìy phuû thuäüc vaìo quan hãû giæîa sæïc càng bãö màût cuía næåïc vaì táúm
phuí. Hiãûn nay ngæåìi ta
thæåìng duìng táúm phuí laì
kênh thuáûn låüi cho quaï
trçnh ngæng gioüt. Ngæåìi
ta tháúy ràòng åí vuìng khê
háûu nhiãût âåïi, hãû thäúng
chæng cáút næåïc coï thãø
saín xuáút ra mäüt læåüng
næåïc ngæng tæång âæång
våïi læåüng mæa
0,5cm/ngaìy.
Hçnh 4.86. Taûo thiãút bë âån giaín
Trong mäüt säú træåìng
håüp, chuïng ta coï thãø taûo
154
mäüt thiãút bë âån giaín mäüt caïch nhanh choïng âãø láúy næåïc ngoüt tæì næåïc
biãøn, hay tæì nguäön næåïc ä nhiãøm (hçnh 4.86)
4.5.2. Tênh toaïn thiãút bë chæng cáút næåïc
Ta coï thãø phán têch âån giaín quaï trçnh chæng cáút næåïc cuía thiãút
bë theo så âäö hçnh 4.87. Thæûc cháút nãúu phán têch chi tiãút thç âáy ra quaï
trçnh ráút phæïc taûp coï liãn quan âãún quaï trçnh truyãön cháút. Tuy nhiãn coï
thãø phán têch quaï trçnh âån giaín nhæ sau:
Doìng âi
lãn våïi
nhiãût âäü T
Táúm phuí coï nhiãût âäü T1
Doìng âi xuäúng
våïi nhiãût âäü T1
Næåïc tiãúp xuïc våïi màût
háúp thuû coï nhiãût âäü T
Hçnh 4.87. Miãu taí quaï trçnh âäúi læu trong thiãút bë chæng cáút næåïc.
Giaí thiãút ràòng næåïc tiãúp xuïc våïi bãö màût háúp thuû vaì chuïng cuìng
chung nhiãût âäü laì T (hçnh 4.87), nhiãût âäü cuía táúm phuí laì T1, thç ta coï
doìng nhiãût truyãön qua mäüt âån vë diãûn têch giæîa 2 bãö màût âæåüc xaïc
âënh theo cäng thæïc:
q = k(T- T1), (4.76)
Trong âoï k laì hãû säú truyãön nhiãût (W/m2K)
Biãøu diãùn quaï trçnh âäúi læu naìy nhæ taûo båíi 2 doìng khäng khê
(hçnh 4.87), mäùi doìng coï læu læåüng khäúi læåüng tæång âæång laì m
(kg/m2h), mäüt doìng thç chuyãøn âäüng lãn coìn mäüt doìng thç chuyãøn
âäüng xuäúng dæåïi. Näüi nàng cuía mäùi âån vë khäúi læåüng khäng khê coï
nhiãût âäü T laì cT. Nãúu xem âàûc tênh cuía khäng khê åí âáy nhæ laì khê lyï
155
tæåíng thç c laì nhiãût dung riãng cuía khäng khê. Doìng khê noïng råìi khoíi
bãö màût phêa dưới mang nội năng ở mức mcT, còn dòng khí lạnh mang
nội năng ở mức mcT1. Như vậy dòng nhiệt trao đổi giữa các bề mặt
bởi những dòng naìy laì:
q = mc (T- T1). (4.77)
So saïnh cäng thæïc 4.1 vaì 4.2 ta coï læu læåüng doìng khê:
mc = k, hay m = k/c. (4.78)
Vê duû, våïi nhiãût dung riãng cuía khäng khê laì c = 0,28 Wh/kgK,
vaì våïi træåìng håüp hãû säú truyãön nhiãût k = 4W/m2K, thç m = 14,3
kg/m2h.
Giaí sæí ràòng doìng khäng khê âäúi læu chuyãøn âäüng tæång tæû vaì
cuìng täúc âäü khi chuïng chæïa âáöy håi áøm. Sæû giaí thiãút naìy ráút phäø biãún
khi phán têch quaï trçnh truyãön cháút nhæng chè coï thãø âuïng khi quaï trçnh
truyãön cháút xaíy ra våïi täúc âäü nhoí.
Hån næîa ta coï thãø cho ràòng khi khäng khê råìi khoíi mäùi bãö màût
mang täøng læåüng håi næåïc phuì håüp âãø cán bàòng våïi nhiãût âäü tæång æïng
cuía bãö màût, åí traûng thaïi cán bàòng thç trong mäüt âån vë thåìi gian coï bao
nhiãu phán tæí næåïc råìi khoíi bãö màût màût thoaïng thç cuîng coï báúy nhiãu
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
310 Nhiãût âäü, K
Âäü áøm tæång âäúi, w
320 330 340 350 360
Hçnh 4.88. Âäü áøm tæång âäúi cuía khäng khê åí aïp suáút khê quyãøn.
156
phán tæí næåïc quay tråí laûi. Sau âoï sæû táûp trung cuía caïc phán tæí loíng
hay håi næåïc trong khäng khê gáön bãö màût màût thoaïng cuîng âaût âãún giaï
trë cán bàòng vaì goüi laì âäü áøm tæång âäúi, w. Âäü áøm tæång âäúi laì khäúi
læåüng cuía håi næåïc trong 1kg khäng khê, w phuû thuäüc nhiãöu vaìo nhiãût
âäü (hçnh 4.88).
Tiãúp theo, nãúu ta miãu taí quaï trçnh âäúi læu båíi sæû chuyãøn âäüng
âäöng thåìi cuía 2 doìng khäng khê, mäùi mäüt doìng coï læu læåüng m trãn
mäüt âån vë diãûn têch, læåüng næåïc váûn chuyãøn ra ngoaìi seî laì mw vaì
læåüng næåïc vaìo trong laì mw1. Váûy læåüng næåïc âi ra m(w ÷ w1), âáy
cuîng chênh laì læåüng næåïc âæåüc saín xuáút ra båíi thiãút bë loüc næåïc trong
mäüt âån vë diãûn têch bãö màût, M.
Tæång tæû nhæ quaï trçnh trao âäøi nhiãût giæîa 2 táúm phàóng ta coï
thãø viãút phæång trçnh cán bàòng nàng læåüng trong thiãút bë chæng cáút coï
daûng:
P = k (T-T1) + εσ (T4-T41) + m r(w-w1), (4.79)
Trong âoï: P(W/m2) laì nàng læåüng bæïc xaû màût tråìi âãún, e laì âäü âen cuía
täø håüp bãö màût háúp thuû vaì næåïc, r (Wh/kg) laì nhiãût hoaï håi cuía næåïc.
Våïi r = 660 Wh/kg, e = 1 vaì âäü chãnh nhiãût âäü trung bçnh cuía
thiãút bë khoaíng 40K thç ta coï thãø xaïc âënh læåüng næåïc saín xuáút âæåüc
cuía thiãút bë coï thãø xaïc âënh theo cäng thæïc:
M = (P-160)/660 (kg/m2h) (4.80)
ÅÍ Âaì Nàông våïi cæåìng âäü bæïc xaû trung bçnh P = 850 W/m2 thç tæì
cäng thæïc (4.80) ta tênh âæåüc M = 1.0 kg/m2h hay våïi 6giåì nàõng trong
ngaìy thç mäùi ngaìy 1m2 bãö màût háúp thuû thiãút bë saín xuáút âæåüc M = 6kg
næåïc.
Âäúi våïi caïc hãû thäúng låïn thæåìng âàût cäú âënh våïi diãûn têch låïn
thç caïc doìng nàng læåüng chuí yãúu trong mäüt thiãút bë chæng cáút næåïc sæí
duûng nàng læåüng màût tråìi khi noï hoaût âäüng coï thãø biãøu diãùn nhæ hçnh
4.89.
157