Thiết kế bộ ổn định nhiệt độ cho máy nước nóng năng lượng mặt trời dân dụng

Bài viết đề xuất giải pháp ứng dụng van điều khiển 3 ngã dựa trên loại van cơ thông thường kết hợp với động cơ servo và giải thuật điều khiển PID để thiết kế bộ ổn định nhiệt độ nước tự động cho máy nước nóng năng lượng mặt trời dân dụng. Một giải thuật điều khiển được nhúng vào kit Arduino Nano để điều chỉnh góc mở của van điều khiển cho phép pha trộn nguồn nước nóng từ máy năng lượng mặt trời và nguồn nước ở nhiệt độ môi trường để đạt được nhiệt độ nước mong muốn cài đặt trước.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế bộ ổn định nhiệt độ cho máy nước nóng năng lượng mặt trời dân dụng Hội nghị Quốc gia lần thứ 23 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2020) Thiết Kế Bộ Ổn Định Nhiệt Độ Cho Máy Nước Nóng Năng Lượng Mặt Trời Dân Dụng Ngô Thanh Thế1, Đỗ Hữu Hậu1, Huỳnh Thế Hiển2 và Lương Vinh Quốc Danh3 1 Khoa Điện tử, trường Cao Đẳng Nghề Cần Thơ 2 Công ty Cổ phần Phân bón Dầu Khí Cà Mau 3 Khoa Công Nghệ, trường Đại học Cần Thơ E-mail: ngothanhthecdnct@gmail.com, dohuuhau2010@gmail.com, hienht@pvcfc.com.vn, lvqdanh@ctu.edu.vn Tóm tắt— Trong bài viết này, chúng tôi đề xuất giải pháp thời gian và có rủi ro cao do người sử dụng có thể bị ứng dụng van điều khiển 3 ngã dựa trên loại van cơ bỏng nước nóng, đặc biệt là trẻ em và người cao tuổi. thông thường kết hợp với động cơ servo và giải thuật Việc thiết kế bộ ổn định nhiệt độ nước cho máy điều khiển PID để thiết kế bộ ổn định nhiệt độ nước tự nước năng lượng mặt trời đã nhận được sự quan tâm động cho máy nước nóng năng lượng mặt trời dân dụng. của cộng đồng nghiên cứu trong khoảng 10 năm gần Một giải thuật điều khiển được nhúng vào kit Arduino Nano để điều chỉnh góc mở của van điều khiển cho phép đây [3-9]. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu này tập pha trộn nguồn nước nóng từ máy năng lượng mặt trời trung vào việc đề xuất giải pháp ổn định nhiệt độ cho và nguồn nước ở nhiệt độ môi trường để đạt được nhiệt máy nước nóng năng lượng mặt trời kiểu chủ động độ nước mong muốn cài đặt trước. Nghiên cứu này cũng (Active solar water heating systems) sử dụng điện năng xác định được giá trị tối ưu của góc mở van ban đầu để vận hành. Ngoài ra, công việc thiết kế, xây dựng mô nhằm đạt được yêu cầu về hiệu quả năng lượng và thời hình điều khiển ổn định nhiệt độ cho hệ thống cũng gian đáp ứng. Kết quả thực nghiệm cho thấy thiết bị vận chưa được trình bày một cách chi tiết. hành ổn định với thời gian đáp ứng khoảng 60 giây và sai Trong nghiên cứu này, chúng tôi đề xuất giải pháp số nhiệt độ là 1oC. Kết quả nghiên cứu cung cấp một ứng dụng van điều khiển 3 ngã dựa trên loại van cơ tính năng tiên tiến cho máy nước nóng năng lượng mặt trời góp phần tiết kiệm năng lượng và mang đến sự an thông thường kết hợp với động cơ servo và giải thuật toàn, tiện lợi cho người sử dụng. điều khiển PID (Proportional – Integral – Derivative) để thiết kế bộ ổn định nhiệt độ nước tự động cho máy Từ khóa- Máy nước nóng, năng lượng mặt trời, ổn nước nóng năng lượng mặt trời dân dụng. Một giải định nhiệt độ, PID, van ba ngã. thuật điều khiển được nhúng vào kit Arduino Nano để điều chỉnh góc mở của van điều khiển cho phép pha I. GIỚI THIỆU trộn nguồn nước nóng từ máy năng lượng mặt trời và nguồn nước ở nhiệt độ môi trường để đạt được nhiệt độ Trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng năng nước mong muốn cài đặt trước. Nghiên cứu này cũng lượng mặt trời như một nguồn cung cấp năng lượng xác định được giá trị tối ưu của góc mở van ban đầu sạch và bền vững cho dân dụng và công nghiệp ngày nhằm đạt được yêu cầu về hiệu quả năng lượng và thời càng tăng. Đặc biệt, việc sử dụng năng lượng mặt trời gian đáp ứng. để đun nóng nước cho mục đích sử dụng tại hộ gia đình Phần còn lại của bài báo được tổ chức như sau: ngày càng trở nên phổ biến. Điều này giúp tiết kiệm trong phần II, chúng tôi mô tả cấu tạo và nguyên lý đáng kể lượng điện năng tiêu thụ và góp phần làm giảm hoạt động của hệ thống ổn định nhiệt độ đề xuất. Nội lượng khí CO2 phát thải từ việc đốt nhiên liệu hóa dung phần III trình bày việc thiết lập mô hình điều thạch. khiển PID cho hệ thống. Công việc xây dựng giải thuật Khu vực Nam Trung bộ và miền Nam - Việt Nam chương trình điều khiển hoạt động của bộ ổn định nhiệt có tổng số giờ nắng từ 2000 đến 2500 giờ/năm và độ được trình bày ở phần IV. Phần V cung cấp các kết cường độ bức xạ của mặt trời trong khoảng từ 4,9 đến quả thực nghiệm. Cuối cùng, chúng tôi kết luận bài báo 5,7 kWh/m2/ngày [1] rất thích hợp để triển khai sử trong phần VI. dụng loại máy nước nóng năng lượng mặt trời thụ động (Passive solar water heating systems) [2]. Ưu điểm của II. CẤU TẠO HỆ THỐNG máy nước nóng năng lượng mặt trời kiểu thụ động là Hình 1 trình bày sơ đồ nguy ...