Thiết kế và chế tạo thiết bị sấy năng lượng mặt trời CAXE-2012

Thứ năm - 12/01/2017 20:28
Thiết kế và chế tạo thiết bị sấy năng lượng mặt trời CAXE-2012
Thực trạng của ngành chế biến lâm sản hiện nay, khâu sấy là một trong những khâu gây ô nhiễm môi trường và tiêu tốn năng lượng nhiều nhất, tính ra mỗi doanh nghiệp chế biến xuất khẩu gỗ có ít nhất từ 10 đến 20 hoặc 30 lò sấy. Đặc biệt các tỉnh từ miền Nam Trung bộ trở vào đến miền Đông, miền Tây Nam bộ và khu vực Tây Nguyên vẫn còn tồn tại khá nhiều dạng lò sấy hơi đốt cũ kỹ xuất xứ từ năm 1991 và những dạng lò sấy hơi nước tuy có tân tiến hơn song hàng ngày vẫn thải ra môi trường biết bao nhiêu là khói bụi và khí CO2. Lĩnh vực SẤY GỖ là một lĩnh vực tiêu tốn khá nhiều năng lượng và cũng là một lĩnh vực gây ô nhiễm môi trường không nhỏ trong ngành CHẾ BIẾN GỖ, cần phải được nghiên cứu chuyển đổi hoặc cải tạo thiết bị sấy sử dụng năng lượng mặt trời nhằm tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường và là vấn đề rất bức thiết và quan trọng cần được quan tâm nghiên cứu, tìm kiếm những giải pháp hữu hiệu để tồn tại và phát triển bền vững.
 
Thiết kế chế tạo lò sấy gỗ sử dụng năng lượng mặt trời là một trong những nội dung của đề tài nghiên cứu đã được Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bình Dương thông qua và cấp kinh phí thực hiện trong năm 2013.
 
Thiết kế chế tạo lò sấy sử dụng năng lượng mặt trời (NLMT) trong sấy gỗ và sấy hàng thủ công mỹ nghệ mây tre lá là một hướng đi mới, nhằm tiết kiệm năng lượng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và nâng cao chất lượng những sản phẩm sấy, đặc biệt là sấy các loại gỗ khó sấy dùng trong chế biến gỗ xuất khẩu.
 
Mục tiêu: Thiết kế chế tạo lò sấy sử dụng NLMT tạo không khí nóng thông qua nguyên lý hấp thụ nhiệt mặt trời (Solar Thermal Collectors) để gia nhiệt thực hiện quá trình sấy mà không cần nguồn nhiệt nào khác, có thể đạt được nhiệt độ từ 40 - 60oC trong lò sấy có sản phẩm.
 
Xuất phát từ những bản vẽ thiết kế lò sấy NLMT CAXE.2012 làm cơ sở cho việc tính toán, dự trù vật tư cũng như xác định giá thành của sản phẩm, đồng thời cũng làm cơ sở cho việc chế tạo và lắp đặt lò sấy NLMT CAXE-2012 CS = 40 m3.
 
Phạm vi ứng dụng:
 
Lò sấy NLMT CAXE.2012 sử dụng chủ yếu trong sấy gỗ, kho điều hòa bảo quản sản phẩm gỗ, ngoài ra còn ứng dụng trong sấy nông sản thực phẩm. Ứng dụng tốt ở những nước có khí hậu nhiệt đới, ở Việt nam từ vĩ tuyến 20 trở vào (từ Quảng Nam, Đà Nẵng, Nam Trung bộ, Đông Nam bộ đến Tây Nam bộ)
 
II. Tóm tắt nội dung, nhiệm vụ và phương pháp thiết kế.
 
Phương pháp thiết kế: Dựa theo phương pháp tính toán thiết kế lò sấy gỗ và kết hợp với thiết kế lò sấy năng lượng mặt trời. Sử dụng phương pháp kế thừa, tham khảo tài liệu, tham khảo qua mạng về nguyên lý thiết kế lò sấy NLMT.
 
Nội dung tính toán thiết kế lò sấy NLMT CAXE- 2012 gồm 3 phần cơ bản: 
 
1. Tính toán công nghệ
 
2. Tính toán nhiệt
 
3. Tính toán khí động học
 
Nhiệm vụ thiết kế.
 
Theo yêu cầu của từng nội dung nghiên cứu cụ thể của đề tài nghiên cứu đã được phê duyệt, ở đây cụ thể như sau:
 
Kiểu lò sấy gỗ: Solar Dryer CAXE-2012, Công suất sấy: 40m3/mẻ
 
Các loại sản phẩm sấy:
 
Gỗ Keo lai với quy cách:  50 x 50 x 1100 (mm)
 
Địa điểm lắp đặt lò sấy: Dĩ An Bình Dương
 
Nguyên lý kết cấu lò sấy CAXE-2012: Hình chiếu cạnh và hình chiếu đứng của lò sấy. Hình 1, 2,3 .
 
III. Kết quả:
 
3.1. Bản vẽ ba hình chiếu của lò sấy.
 
Thông qua phần tính toán thiết kế lò sấy NLMT CAXE-2012. Kết quả đạt được những bản vẽ chính nguyên lý cấu trúc theo ba mặt cắt của lò sấy như sau:
 
 
Hình 1: Hình chiếu cạnh của lò sấy NLMT Caxe - 2012 (đơn vị tính: mm)
 
 
Hình 2: Sơ đồ nguyên lý chuyển động của dòng không khí trong lò sấy
 
Hình 3: Hình chiếu đứng của lò sấy CAXE - 2012
 
 3.2. Các thông số kỹ thuật và công nghệ

 

Đặc tính kỹ thuật
Công suất lò sấy (m3)
15 - 20
20 - 25
30 - 40
Kích thước lò (HxRxD)mm
2000 x 8000 x 4000
2000 x 8000 x 6000
2000 x 8000 x 7000
Công suất mô tơ quạt gió (kW)
1,1
1,1
1,1
Số lượng quạt gió (cái)
3
5
7
Nhiệt độ sấy (0C)
40 - 50 - 60
40 - 50 - 60
40 - 50 - 70
Thời gian sấy (ngày)
Ván gỗ. W.OAK (mm)
15-20
30-35
40-50
 
15
25
40
 
15
25
40
 
15
25
40
3.3. Sản phẩm lò sấy NLMT CAXE-2012.
 
1. Mô tả nguyên lý cấu trúc lò sấy (Solar Dryer Model) CAXE.2012         
 
Lò sấy NLMT CAXE.2012 được thiết kế và chế tạo dựa trên những nguyên lý cấu trúc của một lò sấy gỗ bao gồm các bộ phận chính sau đây:
 
Phần vỏ lò sấy: Vỏ lò sấy được lắp ráp bằng kim loại (khung sắt) đảm bảo chịu lực theo kết cấu, đảm bảo cách nhiệt và độ kín cần thiết, sử dụng các loại vật liệu chịu nhiệt tốt… (Giữa là lớp Rookwool, lớp trong và ngoài tôn sóng màu), tác dụng cách nhiệt cho lò sấy và đảm bảo cứng vững, thẩm mỹ. (Hình vẽ)
 
Phần thiết bị gia nhiệt: Ở đây là lò sấy sử dụng năng lượng bức xạ nhiệt mặt trời, nên áp dụng nguyên lý hấp thụ nhiệt mặt trời đang có trong công nghệ năng lượng mặt trời sau đây: Nguyên lý hiệu ứng nhà kính (Greenhouse), nguyên lý hấp thụ tấm đen (Solar Air Collectors),
 
Việc giữ nhiệt cho ban đêm và những lúc không có nắng sẽ do hệ thống bơm nhiệt chạy bằng điện đảm nhận.
 
Phần khí động lực: Với mục đích tạo đối lưu không khí nóng bức xạ đi qua gỗ sấy một cách liên tục và đều đặn, phù hợp với yêu cầu của công nghệ sấy (Chế độ và quy trình sấy tương ứng của từng loại gỗ sấy). Ở đây, trong thiết bị sấy CAXE-2012, việc điều tiết các thông số công nghệ của chế độ sấy (nhiệt độ và độ ẩm môi trường sấy) do hệ thống quạt gió (6 quạt gió loại quạt trục có đường kính vành quạt 600mm, với công suất mô tơ chạy quạt là 1,1 kW), bộ biến tần và hệ thống cửa thoát dẫn khí đảm nhận.
 
 
Nguyên lý cấu trúc của lò sấy CAXE 2012 - 40 m3
 
 2. Mô tả chi tiết lò sấy CAXE.2012, CS 40 M3
 
 
Sơ đồ cấu trúc tổng thể của lò sấy NLMT CAXE 2012 CS 40 m3
Sau đây mô tả kỹ hơn đặc điểm và công dụng của từng bộ phận trong lò:
 
Hộp lấy sáng: Bao gồm thể tích lấy sáng, tấm nhựa trong suốt 2 lớp, sườn bằng khung sắt và nhôm. Tác dụng hấp thụ ánh sáng mặt trời, giữ nhiệt, không cho thất thoát nhiệt ra ngoài. Tấm lấy sáng đặt nghiêng một góc 50 so với phương thẳng đứng, hướng Nam Bắc, để mặt trời từ Đông sang Tây luôn luôn phản chiếu ánh sáng xuống bề mặt của tấm lấy sáng. Sở dĩ góc nghiêng bé 50, vì nó đạt được một diện tích hấp thụ ánh sáng lớn nhất trong một khoảng thời gian dài nhất trong ngày so với những góc nghiêng lớn hơn và mặt khác góc nghiêng nhỏ còn phù hợp với kích thước hộp lấy sáng, và phù hợp với hệ thống quạt trao đổi nhiệt.
 
Tấm hấp thụ nhiệt: Khung thép và nhôm, lớp mặt tiếp xúc với ánh nắng mặt trời phủ lớp sơn tĩnh điện màu đen, lớp giữa bằng Rook Wool, lớp dưới cùng bằng hợp kim pha nhôm kẽm. Trần hấp thụ nhiệt ngăn cách giữa phần chiếu sáng và khoang gỗ sấy, công dụng hấp thụ nhiệt mặt trời và cách nhiệt cho gỗ sấy. 
 
Cửa lò sấy: Gồm 1 cửa lớn và 4 cửa phụ. Kết cấu khung thép giữa là lớp Rook wool, lớp trong nhôm, xung quanh có roong cửa, lớp ngoài tôn sóng màu, đảm bảo cách nhiệt, công dụng ra vào gỗ (cửa chính) và tăng cường thêm hút và xả ẩm khi cần thiết (4 cửa phụ).
 
Hệ thống hút và xả ẩm: Bao gồm 6 quạt hút và xả ẩm được điều tiết theo quy trình sấy.
 
Bộ phận trao đổi nhiệt: Gồm 6 quạt công suất 1.1kW, cánh quạt bằng nhôm nhập ngoại, hoạt động theo hai chiều hút và đẩy, điều chỉnh bán tự động tốc độ quạt gió theo quy trình sấy thông thường tốc độ quạt gió chỉ sử dụng 50 % công suất trong những giờ nắng đảm bảo tiết kiệm do đó tiết kiệm được phần lớn năng lượng và tăng tuổi thọ cho quạt, ít phải sửa chữa.
 
Bộ điều khiển: Gồm biến tần thay đổi tốc độ quạt phụ thuộc vào quy trình sấy. Các khởi động từ, role,...
 
Nguyên lý hoạt động: Lò sấy CAXE.2012 hoạt động theo nguyên lý lò sấy kiểu chu kỳ, tuần hoàn đối lưu cưỡng bức. Ở đây, tùy theo công suất sấy của từng cỡ quy cách ván, gỗ sẽ được xếp vào lò và thực hiện các bước theo quy trình sấy đã được thiết lập sẵn. 
 
Dụng cụ đo:
 
Máy đo độ ẩm của môi trường sấy: Máy đo điện tử được cài đặt tự động
 
Máy đo độ ẩm cho gỗ: Sử dụng máy đo cảm ứng Wagner thông dụng                    
 
IV. Kết luận:
 
Qua kết quả nghiên cứu và thử nghiệm 9 mẻ sấy gỗ keo lai dày 50mm trên lò sấy NLMT CAXE-2012 đã rút ra được những kết quả đáng ghi nhận.
 
Không gây ô nhiễm môi trường
 
Tiết kiệm năng lượng (điện năng và nhiên liệu đốt tới 50%)
 
Chất lượng sản phẩm sấy đảm bảo.
 
Thời gian sấy đối với những loại gỗ có bề dày lớn (< 40-50 mm) ngang bằng thời gian sấy của lò sấy hơi nước đơn thuần.
 
Cải thiện đáng kể điều kiện lao động trong sấy gỗ, giảm chi phí công nhân trực sấy.
 
Điều tiết quá trình sấy ổn định và dễ dàng.
 
PGS.TS. Hứa Thị Huần
 
                                                                                                                   (Theo http://khcnbinhduong.gov.vn)
 Từ khóa: lo say

Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá

Click để đánh giá bài viết

  Ý kiến bạn đọc

lò sấy , Sấy gỗ gia công giá rẻ Bình Dương

-  Được thành lập và điều hành bởi các chuyên gia tu nghiệp ở nước ngoài, từng giảng dạy lâu năm, có học hàm và học vị cao trong trường đại học Nông Lâm Tp HCM (PGS.TS. Hồ Xuân Các – chuyên gia đầu ngành chế biến gỗ và lò sấy gỗ, PGS.TS. Hứa thị Huần – chuyên gia tẩm gỗ, TS. Hồ Thu Thủy –...

Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây