(Đồ án tốt nghiệp) Ứng dụng bộ làm mát nhiệt điện để ngưng tụ hơi nước trong không khí, sử dụng nguồn điện trực tiếp từ pin mặt trời

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chun ngành: Cơng nghệ kỹ thuật nhiệt

TÊN ĐỀ TÀI:
CHẾ TẠO MƠ HÌNH THU NƯỚC TỪ KHƠNG KHÍ

ỨNG DỤNG BỘ LÀM MÁT NHIỆT ĐIỆN, SỬ DỤNG
NGUỒN TRỰC TIẾP TỪ PIN MẶT TRỜI
DANH SÁCH SINH VIÊN THỰC HIỆN VÀ MÃ SỐ SINH VIÊN:
1. TRẦN CÔNG DANH

15147073

2. PHAN THANH HUY

15147091

3. ĐỖ NGỌC PHỤNG

15147116

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS. LÊ MINH NHỰT
Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2019


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt bốn năm vừa qua, chúng em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình từ gia đình,
q thầy cơ, bạn bè và các anh chị khóa trước đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, hướng dẫn

chúng em tận tình trong suốt thời gian học tập tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành
phố Hờ Chí Minh.
Lời đầu tiên, chúng em xin được gửi lời cảm ơn và tri ân sâu sắc nhất đến TS Lê Minh
Nhựt. Trong suốt thời gian vừa qua, thầy luôn quan tâm và chia sẻ, chỉ dẫn cho nhóm em
tận tình về những khó khăn chúng em gặp phải trong quá trình làm đờ án tốt nghiệp.
Trong suốt thời gian qua, chúng em đã học được từ thầy rất nhiều không chỉ về thái
độ làm việc, sự nghiêm túc trong công việc và nghiên cứu cũng như lượng kiến thức quý
báu sẽ là điểm tựa để chúng em có thể ứng dụng vào công việc sau này. Cùng sự quan tâm,
yêu thương của q thầy cơ trong bộ mơn, q các anh chị khóa trước và gia đình đã giúp
đỡ chúng em hoàn thành tốt đề tài: “Ứng dụng bộ làm mát nhiệt điện để ngưng tụ hơi nước
trong khơng khí, sử dụng nguồn điện trực tiếp từ năng lượng mặt trời”.
Chúng em xin chân thành cảm ơn tồn bộ q thầy cô trong bộ môn Công nghệ Kỹ
thuật Nhiệt, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hờ Chí Minh đã tạo điều kiện
thuận lợi, truyền đạt cho chúng em những kiến thức rất quí báu tạo cho chúng em có nền
tảng để chúng em có thể vận dụng tính tốn, làm đờ án một cách tốt nhất. Chúng em cũng
gửi lời lời cảm ơn sâu sắc đến các anh chị khóa trước (khóa k11, k12, k14) đã hỗ trợ, giúp
đỡ chúng em tận tình và có những sự chỉ dẫn cần thiết để chúng em biết cách tra cứu tài
liệu phục vụ cho đồ án tốt nghiệp.
Cuối cùng, chúng em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến lãnh đạo khoa cơ khí
động lực đã tạo mọi điều kiện để chúng em kịp thời khắc phục những thiếu sót trong q
trình làm thủ tục chuẩn bị cho ngày nghiệm thu và bảo vệ đề tài của nhóm chúng em.
Với điều kiện thực hiện đồ án cũng như kinh nghiệm cịn non nớt, trong q trình làm
đờ án của chúng em khơng thể tránh khỏi những thiếu sót ngớ ngẩn. Vì vậy, chúng em kính
mong nhận được những phản hời và những đóng góp ý kiến từ q các thầy cô để chúng
em rút ra được bài học cho mình cũng như là những trang bị cần thiết trước khi

I


chúng em được tiếp cận với môi trường công nghiệp chun nghiệp, tránh khỏi những thiếu

sót trong những cơng việc sau này của chúng em.
Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn!

II


TÓM TẮT
Thực trạng thiếu nước sạch sử dụng vẫn còn đang diễn ra ở nhiều nơi, nhiều quốc gia
trên thế giới. Đặc biệt là những nơi thường xuyên phải đối mặt với hạn hán hay những nơi
có ng̀n nước bị ơ nhiễm, nhiễm mặn. Chính vì vậy mà việc nghiên cứu khoa học kỹ thuật
để đưa ra các giải pháp nhằm khắc phục tình trạng thiếu nước là một điều hết sức cần thiết.
Trong đó, ngưng tụ nước từ khơng khí được xem như là một bước đột phá mới để đảm bảo
cung cấp lượng nước cần thiết phục vụ cho con người. Trong nghiên cứu này, nhóm đã
đưa ra một giải pháp mới nâng cao hiệu quả của quá trình ngưng tụ nước từ khơng khí bằng
cách sử dụng bộ làm mát nhiệt điện Peltier thông qua việc tận dụng nguồn năng lượng mặt
trời làm nguồn phát. Từ việc đưa ra phương án cho đến việc thực hiện tính tốn thiết kế và
chế tạo mơ hình, cùng với đó là thu thập và xử lí các số liệu thơng qua thực nghiệm dưới
nhiều điều kiện thời tiết khác nhau (trời nắng và trời nhiều mây, mưa) đã giúp cho bài
nghiên cứu thể hiện một cách rõ ràng cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ làm mát nhiệt
điện Peltier và pin năng lượng mặt trời - hai mảnh ghép chính của mơ hình ngưng tụ nước
trong khơng khí. Mặc dù kết quả thu được từ lượng nước ngưng là rất hạn chế, song việc
tận dụng nguồn năng lượng mặt trời vơ tận thì ta có thể mong đợi một kết quả mang tín
hiệu tích cực hơn khi hệ thống làm việc ổn định qua từng ngày và cho ra nhiều lượng nước
ngưng hơn theo thời gian.
Ngoài ra, bài nghiên cứu còn đề cập đến một số nghiên cứu trong và ngồi nước có
liên quan đến mơ hình giúp cho người đọc có một góc nhìn đa dạng và chi tiết hơn với
nhiều loại hệ thống ngưng tụ nước trong khơng khí sử dụng bộ làm mát nhiệt điện Peltier.
Đờng thời, bài nghiên cứu cịn là cơ sở để phục vụ cho các mục đích nghiên cứu sâu và xa
hơn, nhằm hồn thiện và phát triển hơn mơ hình ngưng tụ nước để tối ưu hóa và cho ra kết
quả đáng mừng hơn.

III


MỤC LỤC
MỤC LỤC...................................................................................................................... IV
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ................................................. VII
DANH MỤC HÌNH ẢNH............................................................................................. IX
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................... XII
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................................... 1
1.1.

Đặt vấn đề ...............................................................................................................1

1.1.1.

Năng lượng tái tạo và mơi trường ...................................................................1

1.1.2.

Tình hình sử dụng năng lượng tái tạo của thế giới ..........................................2

1.1.3.

Tình hình sử dụng năng lượng tái tạo của nước ta ..........................................5

1.1.4.

Nhu cầu sử dụng nước sạch ở Việt Nam .........................................................6

1.1.5.

Phương pháp nghiên cứu .................................................................................8

1.1.6.

Khả năng ứng dụng đề tài nghiên cứu .............................................................9

1.2.

Tình hình nghiên cứu trong nước và ngồi nước .................................................10

1.2.1.

Tình hình nghiên cứu trong nước ..................................................................10

1.2.2.

Tình hình nghiên cứu ngồi nước ..................................................................10

1.3.

Mục tiêu đề tài ......................................................................................................11

CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ........................................ 12
2.1.

Cơ sở tính tốn .....................................................................................................13

2.2.

Tính tốn hệ thống ................................................................................................17

2.2.1.

Chọn các thơng số làm việc và điều kiện mơi trường ...................................17

2.2.2.

Tính tốn sơ bộ cơng suất hệ thống và tính chọn Pin mặt trời ......................19

2.3.

Tính tốn thiết kế hệ thống ngưng tụ nước trong khơng khí ................................20

2.3.1.

Đưa ra phương án thiết kế .............................................................................20

2.3.2.

Tính tốn thiết kế hệ thống ............................................................................21
IV


2.3.3.

Tính tốn tổn thất điện và tổn thất nhiệt ........................................................27

2.4. Mô phỏng bằng phần mềm mô phỏng số Comsol Multiphysics .............................30

2.4.1 Giới thiệu phần mềm Comsol Multiphysics ......................................................30
2.4.2. Môi trường Comsol Multiphysics ....................................................................31
2.4.3. Một số thành phần chính của Comsol Multiphysics .........................................34
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THỰC NGHIỆM ............................................................ 36
3.1.

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống ........................................................36

3.1.1.

Sơ đồ hoạt động của hệ thống .......................................................................36

3.1.2.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống ................................................................36

3.1.3.

Các thiết bị chính cấu thành nên mơ hình: ....................................................42

3.1.4.

Mạch giảm áp DC – DC XL4015 4 ÷ 38V/ 5A .............................................45

3.2.

Phương pháp thí nghiệm ......................................................................................46

3.3.

Các thiết bị đo.......................................................................................................47

3.3.1. Đo bức xạ mặt trời: ...........................................................................................47
3.3.2. Đo tốc độ gió .....................................................................................................48
3.3.3. Đo nhiệt độ ........................................................................................................49
3.3.4. Đo nhiệt độ và độ ẩm khơng khí .......................................................................50
3.3.5. Đo điện áp hoạt động của hệ thống ...................................................................51
3.4.

Các phương pháp đo .............................................................................................52

3.4.1. Đo nhiệt độ bộ tản nhiệt ....................................................................................52
3.4.2. Đo nhiệt độ, độ ẩm của dịng khơng khí trước và sau khi được làm lạnh .......52
3.4.3. Đo cường độ bức xạ mặt trời ............................................................................53
3.4.4. Đo tốc độ dịng khơng khí cấp ..........................................................................54
3.4.5. Đo điện áp, cường độ dòng điện .......................................................................55
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .................................................................. 56
V


4.1. Kết quả mô phỏng truyền nhiệt trên Comsol Multiphysics ....................................56
4.1.1. Kết quả mô phỏng .............................................................................................56
4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ mơi trường đến q trình ngưng tụ nước .........................58
4.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ mơi trường đến q trình ngưng tụ nước trong điều
kiện ngày nắng ............................................................................................................59
4.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ mơi trường đến q trình ngưng tụ nước trong điều
kiện ngày mây .............................................................................................................60
4.3. Ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến hiệu quả làm việc của hệ thống .....................61
4.3.1. Ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến hiệu quả làm việc của hệ thống trong điều
kiện ngày nắng ............................................................................................................61

4.3.2. Ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến hiệu quả làm việc của hệ thống trong điều
kiện ngày mây .............................................................................................................63
4.4. Lượng nước ngưng tụ được. ....................................................................................65
4.4.1. Lượng nước ngưng tụ được trong điều kiện ngày nắng ....................................65
4.4.2. Lượng nước ngưng tụ được trong điều kiện ngày mây.....................................66
4.4.3. Lượng nước ngưng tụ được trong điều kiện ngày mưa ....................................67
4.5. Hệ số làm lạnh của Peltier .......................................................................................68
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................. 75
5.1. Kết luận ...................................................................................................................75
5.2. Kiến nghị .................................................................................................................76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 77

VI


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
DB (Dry – bulb):

Nhiệt độ bầu khơ của khơng khí, oC

DP (Dew – Point):

Nhiệt độ đọng sương

FCU (Fan coil units):

Quạt cấp không khí ống cuộn

IEA (International Energy Agency): Cơ quan Năng lượng Quốc tế
PGF (Panel Generation Factor):

Hệ số hấp thụ năng lượng mặt trời

PS:

Chip Set

RH (Relative Humidility):

Độ ẩm tương đối

SLC (Solar Cel):

Pin mặt trời

TBGN:

Thiết bị giải nhiệt

COP (Coefficient of performance): Hệ số hiệu suất
Pcđ:

Công suất cực đại Pin mặt trời, W

Pt:

Công suất thực Pin mặt trời, W

P:

Công suất tiêu thụ điện, W

I:

Cường độ dịng điện, A

U:

Điện áp, VDC

δ:

Góc lệch giữa đường xích đạo theo phương ngang, Độ

β:

Góc nghiêng Pin mặt trời, Độ

Փ:

Góc nghiêng tối ưu theo tháng, Độ

nr:

Hệ số ngày có bức xạ mặt trời trong năm

𝜂SLC:

Hiệu suất Pin mặt trời, %

t:

Thời gian, giờ

∆ξe:

Tổn thất điện năng

𝜑:

Độ ẩm tương đối, %
VII


pb:

Áp suất bão hịa, bar

B:

Áp suất khí trời, ba

d:

Dung ẩm, kg ẩm/kgkk

t:

Nhiệt độ, oC

VIII


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Biểu đờ tiêu thụ năng lượng của thế giới qua các năm........................................3
Hình 1.2: Biểu đờ sản xuất điện từ các nguồn năng lượng tái tạo trên thế giới năm 2016 4
Hình 1.3: Dự án điện mặt trời nối lưới đầu tiên ở Việt Nam trên nóc tịa nhà Bộ Cơng
Thương .................................................................................................................................6
Hình 2.1: Ngun lý hoạt động của Peltier - Hiệu ứng Nhiệt - Điện ............................... 13
Hình 2.2: Đờ thị thể hiện cường độ bức xạ mặt trời trong năm.........................................16
Hình 2.3: Góc lệch của đường xích đạo theo phương ngang ............................................22
Hình 2.4: Góc nghiêng của Pin mặt trời theo phương ngang ............................................23
Hình 2.5: Đờ thị thể hiện mối liên hệ của khối lượng riêng khơng khí với dung ẩm và
nhiệt độ...............................................................................................................................26
Hình 2.6: Thư viện mơ phỏng Comsol Multiphysics ........................................................33
Hinh 2.7: Chọn phương pháp giải ..................................................................................... 33
Hình 2.8: Mơ hình mẫu trong phần mềm Comsol Multiphysics .......................................34
Hình 2.9: Thanh cơng cụ trong phần mềm Comsol Multiphysics .....................................34
Hình 3.1: Sơ đờ hoạt động của hệ thống ........................................................................... 36
Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý hệ thống ngưng tụ nước từ khơng khí ....................................36
Hình 3.3: Đờ thị Qc – DT của Peltier .................................................................................37
Hình 3.4: Đờ thị mức độ hoạt động Pin mặt trời ...............................................................38
Hình 3.5: Bản vẽ kích thước mơ hình ................................................................................38
Hình 3.6: Mơ hình hệ thống 3D .........................................................................................39
Hình 3.7: Mơ hình hệ thống thực tế ...................................................................................40
Hình 3.8: Mơ hình hệ thống nhìn từ một bên ....................................................................40
Hình 3.9: Thơng số hệ thống lúc bắt đầu vận hành ...........................................................41
Hình 3.10: Quá trình ngưng tụ nước trên miếng nhơm .....................................................41
IX

Hình 3.11: Pin năng lượng mặt trời thí nghiệm mơ hình thực tế .......................................42
Hình 3.12: Peltier thí nghiệm mơ hình thực tế ..................................................................43
Hình 3.13: Bộ giải nhiệt khí SE - 207 thí nghiệm mơ hình thực tế ...................................43
Hình 3.14: Mạch điều áp dịng điện cho Peltier thí nghiệm mơ hình thực tế ....................44
Hình 3.15: Quạt tạo dịng khơng khí thực tế thí nghiệm trên mơ hình ..............................44
Hình 3.16: Mạch giảm áp XL4016E1 - 8A .......................................................................45
Hình 3.17: Mạch giảm áp DC - DC XL4015 4 ÷ 38V/ 5A ...............................................45
Hình 3.18: Thiết bị đo Cường độ bức xạ mặt trời .............................................................47
Hình 3.19: Thiết bị đo tốc độ gió .......................................................................................48
Hình 3.20: Đờng hờ đo nhiệt độ ........................................................................................49
Hình 3.21: Đờng hờ đo nhiệt độ - độ ẩm ...........................................................................50
Hình 3.22: Đờ hờ đo điện áp hoạt động của hệ thống .......................................................51
Hình 3.23: Lắp sensor đo nhiệt độ tại bộ tản nhiệt khí SE - 207 .......................................52
Hình 3.24: Đặt đờng hờ đo nhiệt độ mơi trường gần ngõ vào của b̀ng lạnh .................53
Hình 3.25: Đặt đờng hờ đo cường độ bức xạ mặt trời vng góc với pin mặt trời ...........54
Hình 3.26: Đặt đờng hờ đo tốc độ gió tại vị trí ngõ vào của b̀ng lạnh...........................55
Hình 3.27: Sơ đờ lắp đặt đờng hờ đo cường độ dịng điện và điệp áp ...............................55
Hình 4.1: Kết quả mô phỏng truyền nhiệt giữa Kim loại Nhôm và không khí ................ 56
Hình 4.2: Chiều chuyển động và nhiệt độ của khơng khí ra khỏi hệ thống ......................56
Hình 4.3: Đờ thị thể hiện nhiệt độ đầu ra của khơng khí từ kết quả mơ phỏng số trên
Comsol Multiphyscis .........................................................................................................57
Hình 4.4: Kết quả mô phỏng thể hiện sự giảm độ khô của khơng khí ..............................57
Hình 4.5: Đờ thị thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ mơi trường đến q trình ngưng tụ
nước vào ngày nắng ...........................................................................................................59

X


Hình 4.6: Đờ thị thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ mơi trường đến q trình ngưng tụ

nước vào ngày mây ............................................................................................................60
Hình 4.7: Đờ thị thể hiện sự ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến điện áp của tồn hệ thống
vào ngày nắng ....................................................................................................................61
Hình 4.8: Đờ thị thể hiện sự ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến cường độ dịng điện của
tồn hệ thống vào ngày nắng .............................................................................................62
Hình 4.9: Đờ thị thể hiện sự ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến điện áp toàn hệ thống vào
ngày mây ............................................................................................................................63
Hình 4.10: Đờ thị thể hiện sự ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến cường độ dòng điện
tồn hệ thống vào ngày mây ..............................................................................................64
Hình 4.11: Đờ thị thể hiện sự ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến quá trình ngưng tụ nước
vào ngày nắng. ...................................................................................................................65
Hình 4.12: Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến quá trình ngưng tụ nước
vào ngày mây .....................................................................................................................66
Hình 4.13: Đờ thị thể hiện sự ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến quá trình ngưng tụ nước
vào ngày mưa .....................................................................................................................67
Hình 4.14: Đờ thị thể hiện sự ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến hệ số làm lạnh COP của
hệ thống vào ngày nắng. ....................................................................................................68
Hình 4.15: Đờ thị thể hiện sự ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến hệ số làm lạnh COP của
hệ thống vào ngày mây ......................................................................................................69
Hình 4.16: Đờ thị thể hiện sự chênh lệch hệ số làm lạnh của toàn hệ thống trong 3 trường
hợp thực nghiệm ................................................................................................................70
Hình 4.17: Đờ thị thể hiện sự chênh lệch nhiệt độ khơng khí đầu ra khỏi hệ thống giữa dữ
liệu lý thuyết, thực nghiệm và mô phỏng ..........................................................................71
Hình 4.18: Đờ thị thể hiện sự ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến nhiệt độ khơng khí ra
khỏi hệ thống giữa tính tốn, thực nghiệm và mơ phỏng ..................................................72
Hình 4.19: Đờ thị thể hiện sự thay đổi của nhiệt độ khơng khí đầu ra khi nhiệt độ khơng
khí mơi trường thay đổi giữa tính tốn, thực nghiệm và mô phỏng ..................................73
XI

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2: Giá trị góc lệch theo tháng. ..................................................................................23

XI


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Đặt vấn đề
1.1.1. Năng lượng tái tạo và mơi trường
Năng lượng hóa thạch là năng lượng sử dụng nhiên liệu hóa thạch sau đó chuyển
thành nhiệt rồi chuyển thành điện năng cung cấp cho các hoạt động con người. Việc
đốt nhiên liệu hóa thạch tạo ra khoảng 21,3 tỉ tấn CO2 hàng năm, theo ước tính rằng
các q trình tự nhiên có thể hấp thu phân nửa lượng khí thải trên, vì vậy hàm lượng
CO2 sẽ tăng rất lớn 10,65 tỉ tấn mỗi năm trong khí quyển. Việc sử dụng năng lượng
hóa thạch gây tác động rất lớn đến môi trường mà vấn đề biến đổi khí hậu được quan
tâm, hiện nay các nước trên thế giới đang đưa ra các chiến lược đối phó trong đó có
Việt Nam… Theo số liệu mới nhất của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (tên tiếng Anh:
International Energy Agency, tiết tắt là IEA), lượng tiêu thụ hóa thạch năm 2015 chiếm
81,5 %, số còn lại là năng lượng tái tạo. Do đó, lượng khí thải CO2 cũng đang tăng lên
với con số gấp đôi, gấp ba... điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến ô nhiễm môi trường
và biến đổi khí hậu tồn cầu.
Chính vì thế việc tìm kiếm ng̀n năng lượng mới thay thế ng̀n năng lượng hóa
thạch là vấn đề cấp thiết hiện nay... Thế giới hiện nay đang nghiên cứu sử dụng các
nguồn năng lượng tái tạo như: năng lượng gió, năng lượng sóng, năng lượng thuỷ
triều… Năng lượng tái tạo hay năng lượng tái sinh là năng lượng từ những nguồn liên
tục mà theo chuẩn mực của con người là vô hạn như năng lượng mặt trời, gió, mưa,
thủy triều, sóng và địa nhiệt. Nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng năng lượng tái tạo là
tách một phần năng lượng từ các quy trình diễn biến liên tục trong môi trường và đưa
vào trong các sử dụng kỹ thuật. Các quy trình này thường được thúc đẩy đặc biệt là từ
Mặt Trời. Năng lượng tái tạo thay thế các nguồn nhiên liệu truyền thống trong 4 lĩnh

vực gờm: phát điện, đun nước nóng, nhiên liệu động cơ, và hệ thống điện độc lập. Theo
bách khoa toàn thư: Năng lượng tái tạo là năng lượng từ các nguồn tài nguyên được bổ
sung liên tục và không thể bị cạn kiệt, chẳng hạn như năng lượng mặt trời, thủy điện,
gió, địa nhiệt, đại dương và sinh học. Chúng là một nguồn năng lượng sạch, không gây
ô nhiễm khơng khí, và khơng đóng góp vào sự nóng lên của khí hậu tồn cầu, hiệu ứng
nhà kính. Vì các ng̀n năng lượng này là tự nhiên nên chi phí nhiên liệu và bảo dưỡng
1


thấp. Trong các ng̀n năng lượng tái tạo có thể nói ng̀n năng lượng mặt trời là
ng̀n năng lượng vơ tận, có thể sản xuất điện năng hay nước nóng.
Việt Nam, một quốc gia sử dụng nhiên liệu hóa thạch để phục vụ nhu cầu năng
lượng trong nước. Trong những năm gần đây, nhà nước kêu gọi tiết kiệm năng lượng
và chấm dứt xây dựng thêm các nhà máy thủy điện, nhiệt điện… Thu hút đầu tư vào
lĩnh vực năng lượng gió, năng lượng mặt trời tại các tỉnh miền Trung và Nam Bộ. Cụ
thể, hiện nay có hàng loạt dự án đầu tư tại tỉnh Bình Thuận và Ninh Thuận của Việt
Nam. Ở Việt Nam tuy chúng ta đang chỉ ứng dụng thử nghiệm cách đây vài năm nhưng
theo các báo cáo cho thấy thì tiềm năng về lĩnh vực năng lượng mặt trời rất lớn. Chúng
ta được vị trí đia lí ưu đãi một ng̀n năng lượng mặt trời vô cùng lớn. Cụ thể năng
lượng bức xạ mặt trời trung bình đạt 4 đến 5kWh/m2 mỗi ngày. Mật độ năng lượng mặt
trời biến đổi trong khoảng 300 đến 500 cal/cm2/ngày. Số giờ nắng trung bình cả năm
trong khoảng 1.800 đến 2.100 giờ, đặc biệt là khu vực phía Nam từ Đà Nẵng trở vào
có số giờ nắng trung bình cả năm trong khoảng 2.000 đến 2.600 giờ. Đây là khu vực
được đánh giá là ứng dụng năng lượng mặt trời rất hiệu quả. Do đó, việc sử dụng ng̀n
năng lượng mặt trời để làm nóng nước… thay cho các phương thức cũ như điện trở, lị
hơi… có ý nghĩa hết sức to lớn.
1.1.2. Tình hình sử dụng năng lượng tái tạo của thế giới
Thế kỉ XXI chúng ta đang chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của ngành công
nghiệp thế giới, cụ thể là năng lượng mặt trời – nguồn năng lượng sạch và không bao
giờ cạn kiệt. Các quốc gia đang có những chương trình hành động để giảm thiểu biến

đổi khí hậu, do đó chúng ta có thể thấy rõ sản lượng điện từ năng lượng của các quốc
gia tăng theo hàng năm với những con số ấn tượng.

2


Hình 1.1: Biểu đồ tiêu thụ năng lượng của thế giới qua các năm. Nguồn [36]
Các dạng năng lượng chính:
- Năng lượng không tái tạo: Năng lượng nguyên tử, Năng lượng hóa thạch.
- Năng lượng tái tạo: Năng lượng mặt trời, Năng lượng gió, Năng lượng thủy
triều, Năng lượng thủy điện, Năng lượng sóng biển, Năng lượng địa nhiệt, Năng
lượng sinh khối
Với nhu cầu sử dụng các nguồn nhiên liệu khai thác từ các mỏ nhiên liệu thô như than,
dầu, khí tự nhiên ở mức thái quá và gần như phụ thuộc vào chúng trong suốt 30 năm qua.
Bên cạnh đó, các ng̀n năng lượng sạch và có sẵn trong tự nhiên như ng̀n năng lượng
mặt trời, năng lượng gió, sóng... các ng̀n năng lượng thuộc nhóm năng lượng tái tạo, tận
dụng phản ứng phân hạch của nguyên tố Uranium để tạo ra ng̀n nhiệt có cường độ bức
xạ lớn, ứng dụng trong các ngành cơng nghệ nhiệt điện cịn rất hạn chế và chưa được tạn
dụng nhiều trong suốt khoảng thời gian từ năm 1990 đến 2020.
Tầm nhìn trong 20 năm tới – từ năm 2020 đến năm 2040, mức độ sử dụng các nguồn
nhiên liệu lỏng như xăng, dầu hay các loại nhiên liệu lỏng khác vẫn có xu hướng tăng cao.
Tuy nhiên, các nguồn năng lượng tái tạo được con người khai thác và phát triển rất mạnh
trong 20 năm tới, giai đoạn chuyển giao mức độ khai thác mạnh mẽ nguồn năng lượng tái
tạo là trong năm 2020 trở đi. Bên cạnh đó, ng̀n năng lượng hạt nhân có khơng có dấu
hiệu phát triển mạnh nhưng lại có dấu hiệu đứng lại thậm chí có xu hướng hạn chế.
3


Hình 1.2: Biểu đồ sản xuất điện từ các nguồn năng lượng tái tạo trên thế giới năm 2016.
Nguồn [37]

Dân số tăng nhanh và tốc độ đơ thị hóa chóng mặt trên toàn cầu cũng là một yếu
tố ảnh hưởng mạnh đến nhu cầu về năng lượng. Dân số thế giới đã tăng từ khoảng 5,5
tỷ người trong năm 1993 lên tới gần 7 tỷ người vào năm 2010.
EU (Europe) là khu vực phát triển năng lượng mặt trời rất sớm với những cam kết
về các hiệp định giảm thiểu ơ nhiễm nhà kính, do đó pin mặt trời được áp dụng rất
nhiều ở những quốc gia này. Sự hỗ trợ mạnh mẽ của chính phủ trong các dự án như:
pin mặt trời ở trên nóc tàu cao tốc hay dự án kết hợp tuabin gió kết hợp với pin mặt
trời để chiếu sáng, xe sử dụng năng lượng mặt trời di chuyển với tốc độ cao… nhằm
giải quyết vấn đề chất lượng khơng khí, đảm bảo nhu cầu năng lượng thể hiện sự quyết
tâm nghiêm túc của các quốc gia.
Chi phí đầu tư cho một số cơng nghệ năng lượng mặt Trời đang giảm nhanh. Ở
nhiều quốc gia, giá của năng lượng tái tạo hiện nay rất cạnh tranh so với năng lượng
hóa thạch và năng lượng hạt nhân. Bên cạnh đó, việc triển khai năng lượng Mặt Trời
đã và đang tạo ra nhiều giá trị và việc làm tại địa phương. Đối với các nước có nền
kinh tế tăng trưởng thấp và các nước đang phát triển trên thế giới, nó sẽ cung cấp một

4


giải pháp để tăng thu nhập, cải thiện cán cân thương mại, đóng góp cho phát triển cơng
nghiệp và tạo ra việc làm.
Nhu cầu sử dụng năng lượng của các quốc gia ngày càng tăng mạnh kèm theo vấn
đề ô nhiễm mơi trường gây nên tình trạng biến đổi khí hậu. Đây là vấn đề mà cả thế
giới đang rất quan tâm. Do đó việc tìm kiếm ng̀n năng lượng thay thế cho ng̀n
năng lượng hóa thạch làm vấn đề hết sức cấp bách.
1.1.3. Tình hình sử dụng năng lượng tái tạo của nước ta
Ở Việt nam, các ứng dụng năng lượng mặt trời đã phát triển nhanh chóng kể từ
những năm 90, tuy nhiên đa số chỉ ở quy mô nhỏ lẻ và tập trung chủ yếu vào việc khai
thác nhiệt năng từ năng lượng mặt trời, được thực hiện ở các hộ gia đình, đơn vị có
điều kiện kinh tế khá (do vốn đầu tư bấy giờ còn lớn) có nhu cầu về nước nóng, tranh

thủ khơng gian trên cao đón nắng như tầng thượng nhà cao tầng. Hiện nay, với điều
kiện kinh tế đã tốt hơn, nhu cầu của con người cũng tăng, hệ thống các bộ thu năng
lượng Mặt Trời đã trở nên phổ biến hơn, khơng chỉ ở thành thị mà cịn ở các vùng nơng
thơn, những nơi có điều kiện nắng tự nhiên tốt. Các hộ gia đình và doanh nghiệp sẵn
lịng đầu tư vào bộ thu khơng khí sử dụng năng lượng mặt trời vì có thể tiết kiệm hố
đơn tiền điện. Cho đến nay, công nghệ sản xuất thiết bị collector tấm phẳng bằng năng
lượng mặt trời có thể dễ dàng huy động vốn đầu tư từ thành phần kinh tế tư nhân. Tuy
nhiên, nhìn chung việc ứng dụng sử dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam vẫn chưa
cao, do ý thức của người dân về sử dụng năng lượng tái tạo còn hạn chế.

5


Hình 1.3: Dự án điện mặt trời nối lưới đầu tiên ở Việt Nam trên nóc tịa nhà Bộ Cơng
Thương. Nguồn [38]
Ước tính, ng̀n năng lượng tự nhiên hiện nay của chúng ta sẽ cạn kiệt trong thời
gian tới, trong đó dự báo ng̀n dầu mỏ thương mại trên thế giới cịn dùng khoảng 60
năm, khí tự nhiên 80 năm, than 150 - 200 năm. Tại Việt Nam, các nguồn năng lượng
tự nhiên này có thể cịn hết trước thế giới một vài chục năm. Trong bối cảnh đó, các
chuyên gia kinh tế năng lượng đã dự báo đến trước năm 2020, Việt Nam sẽ phải nhập
khoảng 12% - 20% năng lượng, đến năm 2050 lên đến 50% - 60%, chưa kể điện hạt
nhân. Tình hình năng lượng hiện nay của chúng ta, trong lĩnh vực điện năng chủ yếu
dựa vào nhiệt điện và thủy điện. Thủy điện tuy có tiềm năng phát triển nhưng lại phụ
thuộc vào thời tiết, nếu phát triển quá lớn chưa thể lường trước những biến đổi về dịng
chảy tác động tiêu cực đến mơi trường sinh thái. Điện hạt nhân cịn đang trong q
trình chuẩn bị phương án…
1.1.4. Nhu cầu sử dụng nước sạch ở Việt Nam
Nước là nguồn tài nguyên quý giá và được xem là vô tận, nhưng không phải ai
cũng được hưởng như nhau. Theo thống kê của hiệp hội tài nguyên nước quốc tế
(IWRA), Việt Nam được xem như là một quốc gia đang thiếu nước khi mà lượng nước

6


bình qn đâu người chỉ đạt được 3600m3/người/năm, ít hơn 400m3 so với bình qn
tồn câu. Đáng báo động hơn, Bộ Tài ngun và Mơi trường dự đốn con số bình quân
trên sẽ giảm một nửa vào năm 2025. Hiểu được tầm quan trọng của sự thiếu hụt tài
nguyên nước, bên cạnh việc sử dụng một cách hiệu quả và tiết kiệm tài nguyên nước
thì các nghiên cứu khoa học hướng đến việc sản xuất nước sạch được xem như là một
bước tiến lớn để giải quyết bài toán thiếu hụt nước sạch cho thế giới nói chung và Việt
Nam nói riêng.
Vấn đề về nước, đặc biệt là nước sạch hiện nay đang trở thành vấn đề bức thiết,
nhận được sự quan tâm không chỉ ở phạm vi một quốc gia, một khu vực mà đang là
vấn đề được quan tâm trên phạm vi toàn cầu. Nhận thức được tầm quan trọng của nước
sạch, cũng như những thách thức đang phải đối mặt, Đảng và Nhà nước ta đã và đang
có nhiều cố gắng, nỗ lực. Theo báo cáo của các Bộ, ngành, địa phương và đoàn thể
tham gia thực hiện Chương trình mục tiêu quốc gia về nước sạch và vệ sinh môi trường
nông thôn, đến hết năm 2015 số dân ở nông thôn được sử dụng nước hợp vệ sinh (HVS)
đạt khoảng 85%. Tuy nhiên, trong đó số dân được sử dụng nước sinh hoạt đạt QCVN
02:2009/BYT chỉ đạt 44%. Nhiều vùng nông thôn, miền núi, hải đảo vẫn cịn rất khó
khăn về nước uống và nước sinh hoạt. Cùng với đó là tình trạng lãng phí ng̀n nước
sạch, có các hành vi xấu làm ảnh hưởng đến chất lượng nước đã đặt ra vấn đề: Làm
thế nào để sử dụng bền vững tài nguyên nước? Mặc dù ¾ bề mặt trái đất là nước, nhưng
nước không là phải là tài nguyên vô hạn. Không chỉ ở Việt Nam mới phải đối mặt với
tình trạng ng̀n nước ngày càng khan hiếm mà ở rất nhiều nơi trên thế giới cũng đang
gặp phải điều này. Thiếu nước làm cho sự sống của con người và các sinh vật khác lâm
vào tình trạng nguy hiểm bởi nước là một trong những yếu tố khơng thể thiếu để duy
trì sự sống trên trái đất. Vậy, nguyên nhân do đâu mà nguồn nước ngày càng khan
hiếm?
Một trong những nguyên nhân hàng đầu dẫn đến tình trạng khan hiếm nước là hiện
tượng trái đất càng ngày càng nóng lên khiến cho các đợt khô hạn xảy ra thường xuyên

và ở nhiều nơi hơn. Nhiều nơi, sông suối cạn khô, con người và các loại động thực vật
khơng có nước để sinh hoạt, các hoạt động sản xuất ở các khu vực hạn hán cũng tạm
ngừng hoạt động. Hiện tượng biến đổi khí hậu làm đảo lộn việc phân bổ mưa ở nhiều
nơi trên thế giới. Ở một số nơi có mây dày, mưa lũ diễn ra thường xuyên hơn nhưng ở
7


một số nơi nhất là ở các khu vực xích đạo thì mây lại mỏng, mưa ít và lượng mưa cũng
không nhiều nên khô hạn, cằn cỗi.
Lượng nước trong các mạch nước ngầm bị sụt giảm cũng là lí do khiến cho nguồn
nước khan hiếm. Vốn dĩ, trữ lượng nước ngầm chiếm 30% lượng nước dự trữ của trái
đất. Tuy nhiên theo thực tế, lượng nước được lấy đi vượt quá lượng nước được bổ sung
nên theo dự báo của các chuyên gia, chỉ khoảng vài chục năm nữa nhiều mạch nước
ngầm trên trái đất sẽ rơi vào tình trạng cạn kiệt. Bên cạnh đó, dân số thế giới ngày càng
tăng nhanh dẫn đến nhu cầu sử dụng nước cũng tăng theo một cách “chóng mặt” khiến
lượng nước dự trữ cũng sụt giảm đáng kể. Ngoài ra, việc nước bị nhiễm mặn, nhiễm
phèn, bị ơ nhiễm bởi nhiều lí do khác nhau cũng là một lí do khiến cho nước ngày càng
khan hiếm.
1.1.5. Phương pháp nghiên cứu
Hiện nay, có một số giải pháp được đưa ra nhằm khắc phục được tình trạng thiếu
nước. Đó là:
- Nâng cao ý thức của người dân về việc sử dụng nước tiết kiệm cũng như bảo vệ
mơi trường, bảo vệ rừng để có thể hạn chế được việc nước bị ơ nhiễm, từ đó giữ
được nguồn nước ổn định.
- Sử dụng máy lọc nước để có được ng̀n nước sạch trong sinh hoạt hàng ngày.
- Một lượng rất lớn hơn nước có trong khơng khí, đặc biệt là những vùng có độ ẩm
cao như Việt Nam, nếu chúng ta có thể ngưng tụ được lượng hơi nước này thì đây
là một ng̀n nước khổng lờ cho nhu cầu sinh hoạt của con người
- Ngồi ra, chính phủ các nước trên thế giới cần phối hợp với nhau và đưa ra những
kế hoạch, chiến lược chung để bảo vệ và duy trì ng̀n nước.

Mỗi năm, hàng loạt các thiết bị, sáng kiến được ra đời nhằm làm cho quá trình tạo
ra nước sạch dễ dàng hơn, rẻ hơn và dễ di chuyển đến những vùng thiếu nước sạch.
Các giải pháp này đều xuất phát từ việc ngưng tụ nước từ sương, biến nước biển thành
nước ngọt, sử dụng chip lọc UV nhỏ, tế bào nhiệt điện Peltier… Đặc biệt là về tế bào
nhiệt điện điện Peltier (hay còn được biết đến với một số tên thơng dụng như chip
Peltier hay sị nóng lạnh) với cấu tạo là một loại linh kiện điện tử có các mối tiếp xúc
8


hai bán dẫn p-n được nối tiếp với nhau, có chức năng thực hiện sự chuyển hóa nhiệt
năng thành điện năng và ngược lại, chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng chính là
đối tượng mà đề tài nghiên cứu hướng đến. Tế bào nhiệt điện Peltier được ra đời với
sự phát triển của công nghệ bán dẫn, đối với loại tế bào nhiệt điện chuyển hóa điện
năng thành nhiệt năng thì đây được xem như là một cơ hội để ứng dụng nguyên lý
chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng sản xuất nước sạch. Một điều đáng tiếc là việc
nghiên cứu ở quy mơ trong nước tuy đã có nhưng khơng nhiều và một phân ngun
nhân là do chưa có điều kiện để ứng dụng thực tế nên hiệu quả còn chưa cao.
1.1.6. Khả năng ứng dụng đề tài nghiên cứu
Ứng dụng vào các hộ gia đình, cơ sở kinh doanh, trường học, xí nghiệp… để cung
cấp nước cho các nhu cầu sinh hoạt hoặc nước uống có người dân. Đặc biệt, ứng dụng
ở những nơi khan hiếm nguồn nước sạch nhưng có độ ẩm cao và cường độ nắng mặt
trời lớn như các vùng hải đảo, vùng ven biển, vùng đồi núi cao… Dùng làm nguồn
tham khảo cho sinh viên trong trường, cho các công ty muốn triển khai hệ thống. Có
thể ứng dụng trong nghiên cứu và thiết kế các hệ thống cung cấp nước sạch từ năng
lượng mặt trời.
Năng lượng mặt trời có thể nói là ng̀n năng lượng vô tận, sử dụng nguồn nhiệt
từ năng lượng này để ứng dụng vào sinh hoạt và công nghiệp.
Bộ tách nước từ khơng khí dùng pin mặt trời là môṭ trong những hệ thống sử dụng
điện từ năng lượng mặt trời hiệu quả mà không cần dùng điện lưới cao thế cần được
nghiên cứu ứng dụng để đáp ứng nhu cầu cho sinh hoạt và cơng nghiệp. Việc tính tốn

mơ hình hóa là rất cần thiết và quan trọng, vì nó giúp cho việc tính tốn thiết kế, so
sánh kết quả lý thuyết và thực nghiệm để từ đó dễ dàng cải thiện hiệu suất của hệ thống.
Bên cạnh đó nghiên cứu này có thể ứng dụng trong đào tạo sinh viên chuyên ngành
công nghệ kỹ thuật nhiệt, cũng như chuyển giao cho các công ty chuyên về lĩnh vực
năng lượng mặt trời.

9


1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước và ngồi nước
1.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
Trong nước: TS. Lê Thu Quý và TS. Nguyễn Tuấn Anh [1] đã nghiên cứu đề cập
đến việc sử dụng tế bào nhiệt điện Peltier được cấp nguồn thông qua các tấm pin mặt
trời để ngưng tụ hơi nước trong khơng khí. Đây được xem như là một thiết bị thân
thiện với môi trường và thích hợp cho việc sử dụng nước sạch ở các trạm y tế vùng núi
cao hẻo lánh.
Nhóm Water Team, gờm bốn sinh viên khoa vật lý và một sinh viên khoa quản trị
kinh doanh của Trường ĐH Quy Nhơn. Đinh Thành Tấn là trưởng nhóm, các thành
viên cùng nghiên cứu, chế tạo máy gồm Huỳnh Quang Đạt, Trần Thị Lệ Thi, Nguyễn
Hoài Huệ và thành viên phụ trách mảng kinh doanh là Phạm Thị Ánh Tuyết. Chiếc
máy do Water Team sáng chế trông rất đơn giản, gồm một chảo parabol làm bằng thép
không gỉ, nồi chưng cất nước biển bằng thủy tinh, bơm tự động sử dụng năng lượng
mặt trời để lấy nước biển vào nồi chưng cất và chất xúc tác hạt nano titan nitrua (TiN).
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ngồi nước
Trên thế giới đã có một số quốc gia phát triển ứng dụng công nghệ này để sản xuất
nước sạch như Ấn Độ, Áo, Hoa Kỳ…. Abhay Bendekar và các cộng sự [13] đã thực
hiện tính tốn và mô phỏng thiết bị ứng dụng tế bào nhiệt điện Peltier dùng pin năng
lượng mặt trời để ngưng tụ nước. V. P. Joshi cùng các cộng sự [30] đã thực hiện một
cuộc khảo sát thực nghiệm, mô tả chi tiết hệ thống thiết bị sản xuất nước bằng cách sử
dụng thiết bị làm lạnh bởi hiệu ứng nhiệt điện (hiệu ứng Peltier). Từ kết quả thu được

của cuộc khảo sát thực nghiệm, V. P. Joshi đã đưa ra kết luận rằng lượng nước thu
được tỉ lệ thuận với lượng hơi nước chứa trong một lưu lượng khơng khí nhất định,
càng tăng lưu lượng khơng khí thì càng tăng lượng nước thu được. Đồng thời, lượng
nước thu được tỉ lệ thuận với dịng điện cấp vào mơ hình do sự gia tăng tỉ lệ hấp thụ
nhiệt của mơ hình. Robert A. Taylor và các cộng sự [23] đã tối ưu hóa thiết bị làm lạnh
bởi hiệu ứng nhiệt điện. Thông qua các cuộc kiểm tra thực nghiệm, Robert A. Taylor
cùng các cộng sự đã đưa ra các công thức, biểu đồ thể hiện quá trình làm việc của bộ
làmmát dưới nhiều yếu tố ảnh hưởng khác nhau (nhiệt trở, lưu lượng, nhiệt độ, hệ số
Seebeck...). Qua đây, chúng ta cũng thấy được rằng, việc nghiên cứu và phát triển tế
10


bào nhiệt điện Peltier đã và đang rất phổ biến ở một số các quốc gia phát triển trên thế
giới, nhưng ở Việt Nam vẫn còn đang hạn chế. Do đó, việc nghiên cứu, phát triển và
ứng dụng tế bào nhiệt điện Peltier là một điều cân thiết hiện nay đối với Việt Nam nó
riêng và thế giới nói chung. Đây sẽ là một bước tiến về mặt công nghệ mang đây hứa
hẹn bởi các tính năng ưu việt của tế bào nhiệt điện Peltier. Cụ thể hơn nữa, việc áp
dụng tế bào nhiệt điện Peltier trong đề tài nghiên cứu sẽ giúp giải quyết phân nào bài
toán về sự thiếu hụt nước sạch sử dụng trong tương lai.
1.3. Mục tiêu đề tài
Thực tế cho chúng ta thấy rằng, nguồn nước sử dụng cho phần lớn các khu vực có
khí hậu khắc nghiệt, thời tiết nóng bức dẫn đến tình trạng khan hiếm nước cho người
tiêu dùng. Nhưng chính ng̀n bức xạ rất lớn tại những khu vực lại là điểm mạnh để
phát triểu tối ưu tính năng đặc biệt của Pin mặt trời và đó chính là mục tiêu để phát
triển và hình thành nên mơ hình thu hời nước từ khơng khí và ng̀n điện sử dụng trực
tiếp từ Pin mặt trời.
Do đó, đề tài “Chế tạo mơ hình thu nước từ khơng khí ứng dụng bộ làm mát
nhiệt điện, sử dụng nguồn trực tiếp từ pin mặt trời” là thực sự cần thiết và cần được
phát triển lên theo một hướng tích cực. Chính sự tận dụng nguồn bức xạ rất lớn từ mặt
trời tại những khu vực có kiểu khí hậu nóng ẩm sẽ là cơ sở rất tốt để hình thành và phát

triển tính thực dụng của đề tài.

11


CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
Khơng khí là một dạng vật chất trong tự nhiên có 3 dạng: rắn, lỏng, khí và hơi nước
trong khơng khí chính là dạng vật chất thứ 3. Tuy nhiên, hơi nước hồn tồn có thể chuyển
đổi trạng thái từ pha khí sang pha lỏng bởi một quá trình gọi là quá trình đọng sương, như
thế nhiệt độ của khơng khí trong mơi trường tự nhiên của nó phải được làm lạnh và hạ
nhiệt độ xuống bằng nhiệt độ đọng sương của nó.
Nhiệt động đọng sương (DP): Là nhiệt độ của trạng thái khơng khí bão hịa nhưng lại
có độ chứa hơi khơng đổi so với trạng thái của khơng khí đang xét. Thông thường, hiện
tượng đọng sương trong ngành kỹ thuật điều hịa khơng khí được thể hiện rõ rệt nhất là tại
các FCU, dàn bay hơi của máy lạnh dân dụng... Vì tại các thiết bị này có dàn ống đồng
được làm lạnh rất hiệu quả bởi môi chất lạnh ở nhiệt độ khoảng 5 ÷ 7 oC do đó q trình
đọng sương của khơng khí được diễn ra rất nhanh và rõ rệt.
Thermoelectric là hiệu ứng nhiệt – điện hay còn gọi là hiệu ứng Peltier – Seebeck với
nguyên tắc hoạt động và làm việc như một bơm nhiệt thu nhỏ. Là sư chuyển nhiệt năng
trực tiếp thành điện năng và ngược lại, trên một số kết nối kết nối giữa hai vật dẫn điện
khác nhau. Kết nối này thường gọi là cặp nhiệt điện. Cụ thể, chênh lệch nhiệt độ giữa hai
bên kết nối sinh ra một hiệu điện thế giữa hai bên kết nối và ngược lại. Hiệu ứng này là cơ
sở cho ứng dụng trong một số máy lạnh và pin nhiệt điện, khơng có các bộ phận chuyển
động. Một mơ hình điển hình của TEC, cịn được gọi là mơ-đun làm mát Peltier, được trang
bị hai tấm gốm mỏng với một loạt các vật liệu bán dẫn (Bi2Te3) nằm giữa các tấm gốm.
Vật liệu gốm ở cả hai mặt của mô-đun nhiệt điện giúp tăng thêm độ cứng và cách điện cần
thiết. Chất bán dẫn loại p là loại bị thiếu các electron và chất bán dẫn loại n là loại dư các
electron.
Một cặp chất bán dẫn loại p và loại n tạo thành một cặp nhiệt điện. Các TEC gờm có
nhiều cặp nhiệt điện, được sắp xếp theo dạng hình chữ nhật, được kết nối nhiệt song song

và kết nối điện theo chuỗi. Khi dòng điện một chiều chạy qua thiết bị, nhiệt sẽ truyền từ
một phía của điểm nối sang phía khác, dẫn đến một mặt trở nên lạnh hơn và mặt phía bên
kia nóng lên. Tại bề mặt lạnh, năng lượng (nhiệt) được các electron hấp thụ khi chúng
chuyển từ mức năng lượng thấp trong phần tử bán dẫn loại p sang mức năng lượng cao hơn
trong phần tử bán dẫn loại n. Việc cung cấp năng lượng cho các electron thông qua hệ
12