Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu mô phỏng các quá trình nhiệt trong hệ thống sản xuất nước nóng dùng bộ thu năng lượng mặt trời kết hợp với bơm nhiệt - NCS Tạ Văn Chương


Ngày đăng: 03/08/2017
Tên luận án: Nghiên cứu mô phỏng các quá trình nhiệt trong hệ thống sản xuất nước nóng dùng bộ thu năng lượng mặt trời kết hợp với bơm nhiệt
Chuyên ngành: Kỹ thuật nhiệt                                       Mã số: 62520115
Nghiên cứu sinh: Tạ Văn Chương
Người hướng dẫn khoa học:
                                                 1. PGS.TS. Nguyễn Nguyên An
 2. PGS. TS. Hà Mạnh Thư
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
TÓM TẮT KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN
1.     Xây dựng mới các hàm toán học mô tả hai thông số đặc trưng của máy nén là hiệu suất thể tích và hiệu suất không thuận nghịch. Điều này góp phần nâng cao độ chính xác khi tính toán máy nén và xây dựng phần mềm mô phỏng máy nén.
2.     Đưa ra phương pháp hàm đặc tính để kết nối các mô-đun đơn lẻ trong mô hình mô phỏng hệ thống  sản xuất nước nóng dùng bộ thu năng lượng mặt trời kết hợp với bơm nhiệt (hệ thống NNMTBN). Phương pháp này là công cụ để kết nối các phần mềm, các kết quả nghiên cứu khác nhau trong mô phỏng hệ thống. Đề xuất và xây dựng một mô hình mô phỏng hệ thống NNMTBN sử dụng bình chứa nước nóng là trung tâm trong môi trường lập trình CFD (Computational fluid dynamics). Trong môi trường lập trình này, mô hình mô phỏng có thể thay đổi một cách linh hoạt góp phần hỗ trợ tính toán các phương án thiết kế mới hoặc tối ưu hóa hệ thống.
3.     Xây dựng một hệ thống thí nghiệm đủ độ tin cậy để kiểm chứng kết quả mô phỏng.
4.     Nghiên cứu được quá trình phân tầng nhiệt độ của nước trong bình chứa nước nóng. Các kết quả thu được có thể ứng dụng trong việc tối ưu hóa thiết kế bình chứa nước nóng nhằm nâng cao hiệu suất của hệ thống NNMTBN.
5.     Nghiên cứu thông số hoạt động của ống thủy tinh chân không thu năng lượng mặt trời (NLMT) cho thấy: với ống thu NLMT kiểu ống thủy tinh chân không hai lớp, đường kính ngoài 58 mm (loại ống được sử dụng phổ biến ở Việt Nam) được gắn trực tiếp vào bình chứa nước nóng thì lưu lượng khối lượng nước tuần hoàn qua ống lớn nhất là 0,0145 kg/s, năng suất nhiệt hữu ích của ống lớn nhất là 96,88 W. Các kết quả này có thể ứng dụng trong thiết kế cũng như tối ưu hóa bộ thu NLMT.
6.     Ứng dụng phần mềm mô phỏng bơm nhiệt để phân tích hiệu quả năng lượng của một bơm nhiệt cụ thể (bơm nhiệt sử dụng trong đề tài KC.05.03/11-15) cho thấy: trong điều kiện hoạt động phổ biến ở nước ta, nhiệt độ môi trường từ 20 oC đến 30 oC, nhiệt độ nước nóng vào từ 40 oC đến 50 oC thì COP của bơm nhiệt này khá cao, đạt từ 2,98 đến 4,58 chứng tỏ việc sử dụng bơm nhiệt để cấp nước nóng là hiệu quả; khi nhiệt độ môi trường thấp, từ 8 oC đến 10 oC, COP của bơm nhiệt thấp, để tăng hiệu quả sử dụng năng lượng của bơm nhiệt cần giảm nhiệt độ nước nóng sử dụng.
7.     Ứng dụng các phần mềm mô phỏng để phân tích hiệu quả của hệ thống sản xuất nước nóng sử dụng NLMT kết hợp với bơm nhiệt cho thấy: với hệ thống được lắp đặt ở Nha Trang, trung bình trong năm, NLMT có thể đáp ứng 83,7 % tổng năng lượng cần thiết để sản xuất nước nóng, tiêu thụ điện của hệ thống chỉ bằng 5,7 % so với phương pháp dùng điện trở; với hệ thống lắp đặt ở Hà Nội, NLMT đáp ứng được 66 % và tiêu thụ điện của hệ thống là 13,3 %. Lượng giảm phát thải CO2 khi sản xuất 1 m3 nước nóng trong một năm của hệ thống NNMTBN so với hệ thống sản xuất nước nóng dùng điện trở là 8,407 tấn/m3năm.

Ta Van Chuong.rar Chia sẻ bài viết lên facebook