Thiết kế, chế tạo thiết bị chưng cất nước bằng phương pháp phun sử dụng năng lượng mặt trời
Email tác giả liên hệ:
nghianh@ntu.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.2025.1893Từ khóa:
Năng lượng mặt trời, Chưng cất nước, Khử mặn, Phun bay hơi, Xâm nhập mặnTóm tắt
Năng lượng mặt trời được xem là nguồn năng lượng tái tạo và được ứng dụng nhiều trong công nghiệp và đời sống. Bài báo này trình bày kết quả tính toán thiết kế, chế tạo thiết bị chưng cất nước, sử dụng nguồn năng lượng mặt trời để gia nhiệt nước biển, kết hợp với quá trình phun bay hơi để thu nhận nước ngọt, hướng đến ứng dụng cho các vùng bị xâm nhập mặn. Thiết bị gồm tấm thu năng lượng mặt trời có diện tích 2 m2, bình gia nhiệt có dung tích 15 lít, buồng phun có D x H = 52 x 65cm, áp suất phun p = 3bar, bộ ngưng tụ dạng ống xoắn có đường kính d = 6mm, l = 5m. Kết quả vận hành thử nghiệm cho thấy trong khoảng thời gian từ 8 giờ –16 giờ, cường độ bức xạ đo được từ 300 – 1200 W/m2, lượng nước ngọt thu được từ 0,5 - 1,12 lít/h, lượng điện tiêu thụ trung bình 0,433 kWh/lít. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng thiết kế chế tạo thiết bị chưng cất nước ở nhiệt độ không cần đun sôi và việc kết hợp với năng lượng tái tạo để tiết kiệm năng lượng.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
V. H. Pham and T. T. T. Khuong, “Công nghệ khử mặn hiệu quả cấp nước sinh hoạt cho các cụm dân cư nông thôn Đồng bằng sông Cửu Long,” Tạp chí Khoa học – Trường Đại học Cần Thơ, no. 45, pp. 33–42, 2016. DOI: https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2016.509
X. H. Dang, “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ màng thẩm thấu ngược trong quá trình khử mặn phục vụ cấp nước cho sinh hoạt vùng duyên hải và hải đảo,” Tạp chí Hóa học và Ứng dụng, no. 12, pp. 35-39, 2009.
T. S. Le, T. D. Nguyen, and T. D. Nguyen, “Ảnh hưởng của nhiệt độ và chiều dầy của lớp đệm khí đến hiệu quả khử mặn của mô đun chưng cất màng đệm khí,” TNU Journal of Science and Technology, vol. 225, no. 02, pp. 17–23, 2020.
D. N. Ngo and V. C. Pham, “Tính toán thiết kế mô hình thiết bị chưng cất nước ngọt từ nước biển trong môi trường áp suất thấp,” Tạp chí Khoa học Công nghệ Giao thông Vận tải, no. 17-11, pp. 47–51, 2015.
X. A. Tran, X. P. Le, V. V. Hoang, and T. B. Nguyen, “Đánh giá ảnh hưởng của góc nghiêng và bộ ngưng tụ phụ đến sản lượng của thiết bị chưng cất nước sử dụng năng lượng mặt trời,” Tạp chí Cơ khí Việt Nam, no. 1+2, pp. 197-203, 2016.
X. P. Le, V. V. Hoang, and T. B. Nguyen, “Mô phỏng số thiết bị chưng cất nước sử dụng NLMT dạng bậc thang kết hợp bộ ngưng tụ phụ,” Tạp chí Cơ khí Việt Nam, no. 1+2, pp. 208-214, 2016.
V. T. Pham, M. V. Tran, L. T. Huynh, V. T. Nguyen, and P. D. T. Van, “Đánh giá công nghệ xử lý nước nhiễm mặn sử dụng năng lượng mặt trời cung cấp nước ngọt quy mô hộ gia đình,” Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, vol. 59, Special Issue on Environment and Climate Change, pp. 104–113, 2023. DOI: https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2023.112
M. P. Nguyen, T. N. H. Hoang, and T. M. T. Nguyen, “Nghiên cứu chưng cất nước ngọt bằng năng lượng mặt trời có cấp nhiệt bổ sung bằng Collector ống nhiệt ống chân không,” Tạp chí Cơ khí Việt Nam, no. 6, pp. 27-32, 2017.
V. V. Hoang, X. P. Le, T. D. Nguyen, X. A. Tran, and T. B. Nguyen, “Lý thuyết tính toán và thực nghiệm thiết bị chưng cất nước sử dụng năng lượng mặt trời dạng single basin kết hợp ống thủy tinh chân không,” Tạp chí Cơ khí Việt Nam, no. 6, pp. 104-111, 2015.
C. Parkhi, S. S. Daurewar, A. M. Gedam, D. M. Telang, S. H. Lonare, and A. S. Makode, “Solar water distillation,” International Research Journal of Modernization in Engineering Technology and Science, vol. 6, no. 4, pp. 3753-3757, 2024.
D. W. Medugu and L. G. Ndatuwong, “Theoretical analysis of water distillation using solar still,” International Journal of Physical Sciences, vol. 4, no. 11, pp. 705–712, 2009.
S. L. Jadhav, B. L. Chavan, and S. S. Patil, “Designing, fabrication and performance analysis of solar still for purification of water,” Innovative Systems Design and Engineering, vol. 2, no. 3, pp. 1-7, 2011.
U. Sahoo, S. K. Singh, I. Barbate, R. Kumar, and P. C. Pant, “Experimental study of an inclined flat plate-type solar water distillation system,” Renewables, vol. 3, pp. 1-5, 2016. DOI: https://doi.org/10.1186/s40807-016-0026-4
S. P. Reddy, M. S. Abd-Elhady, N. Mansoura, and D. Dahlhausa, “Enhancing the efficiency of solar-powered water distillation units by utilization of waste heat,” Water Practice & Technology, vol. 20, no. 1, pp. 65-77, 2024. DOI: https://doi.org/10.2166/wpt.2024.304
F. Fathinia, M. Khiadani, and Y. M. Al-Abdeli, “Experimental and mathematical investigations of spray angle and droplet sizes of a flash evaporation desalination system,” Powder Technology, vol. 355, pp. 542–551, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2019.07.081
M. M. A. Raj, K. K. Murugavel, T. Rajaseenivasan, and K. Srithar, “A review on flash evaporation desalination,” Desalination and Water Treatment, pp. 1–10, 2015.
Q. Chen, G. Xu, and P. Xia, “The performance of a solar-driven spray flash evaporation desalination system enhanced by microencapsulated phase change material,” Thermal Engineering, no. 27, art. 101267, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101267
S. A. El-Agouz, G. B. A. El-Aziz, and A. M. Awad, “Solar desalination system using spray evaporation,” Energy, vol. 76, pp. 276–283, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.08.009
C. H. Kiran, U. C. Veerabhadrappa, H. N. Chethan, M. S. Madhu, and H. T. Maruthi, “Solar desalination using phase change materials and vacuum pump,” Journal of Applied Science and Computations, vol. 5, no. 5, pp. 103-114, 2018.
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Giấy phép
Bản quyền (c) 2025 Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ Thuật
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
