Xây dựng hệ thống điều khiển bộ làm mát trong nhà kính

LỜI CẢM ƠN
Trong gần 5 năm học tập tại trường Đại học Công nghệ thông tin và truyền
thông Thái Nguyên em rất chân thành gửi lời cảm ơn đến:
Ban giám hiệu nhà trường đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong việc học
tập ở trường.
Quý thầy cô trong bộ môn Công nghệ ô tô và hệ thống cảm biến đã truyền
dạy cho em những kiến thức chuyên môn trong suốt khóa học.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Th.S Vũ Thành Vinh –
Giáo viên hướng dẫn đồ án tốt nghiệp và Th.S Đặng Văn Ngọc đã tận tình giúp đỡ
trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.
Ngoài ra, em cũng gửi lời cảm ơn đến các thầy cô là tác giả của các tài liệu
tham khảo và sự đóng góp ý kiến của gia đình và bạn bè trong bộ môn Công nghệ
ô tô và hệ thống cảm biến.
Thái Nguyên, Ngày 11 tháng 06 năm 2016
Sinh viên

Nguyễn Hoàng Dung

1


2


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu là do bản thân tìm hiểu
nghiên cứu trong một thời gian dài. Không có sự sao chép nội dung từ các đồ án
khác. Tất cả nội dung hình ảnh minh họa đều có nguồn gốc rõ ràng từ các tài liệu
tham khảo được cho phép tham khảo và các trang mạng uy tín trên Internet.
Em xin cam đoan những lời trên là đúng, mọi thông tin sai lệch em xin hoàn
toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng.

Thái Nguyên, Ngày 11 tháng 06 năm 2016
Sinh viên

Nguyễn Hoàng Dung

3


MỤC LỤC
MỤC LỤC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i
DANH MỤC HÌNH ẢNH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ii
LỜI NÓI ĐẦU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT TRONG NHÀ KÍNH . 2
1.1. Giới thiệu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.1. Nhiệt độ của nhà kính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.2.Các yêu cầu về nhiệt độ, độ ẩm trong nhà kính nhiệt đới . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2. Các biện pháp làm mát trong nhà kính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BỘ LÀM
MÁT TẠI VƯỜN ƯƠM THỰC NGHIỆM NHÀ KÍNH TRƯỜNG ĐẠI HỌC
CNTT & TT THÁI NGUYÊN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.1. Đặt vấn đề. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3 Sơ đồ khối . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3.1 Sơ đồ khối toàn hệ thống . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3.2. Sơ đồ khối cảm biến . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3.3. Sơ đồ khối chấp hành. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.4 Giải pháp thiết kế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.5. Thiết kế phần cứng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.5.1. Các thiết bị sử dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.5.2. Sơ đồ nguyên lý. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.5.3. Sơ đồ mạch in . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

2.6 Lưu đồ thuật toán. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.1 Kết quả phần cứng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.2 Đánh giá hệ thống. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4


KẾT LUẬN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
PHỤ LỤC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Mô hình nhà kính mái hở cố định một bên. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Hình 1.2. Mô hình nhà kính mái hở cố định hai bên . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Hình 1.3. Mô hình nhà kính đóng mở kiểu cánh bướm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Hình 1.4. Thông gió nhà kính với quạt đảo gió . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Hình 1.5. Thông gió với quạt hút gió . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Hình 1.6. Các loại quạt hút gió kiểu hướng trục dạng ống. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Hình 1.7. Quạt hút Composit dạng loa chuyển động gián tiếp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Hình 1.8. Quạt hút Composit dạng loa chuyển động trực tiếp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Hình 1.9. Quạt hút chuyển động gián tiếp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Hình 1.10. Quạt hút chuyển động trực tiếp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Hình 1.11. Quạt hút gián tiếp mặt lưới . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Hình 1.13. Tấm Cooling Pad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Hình 1.14. Các thông số của tấm Cooling Pad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Hình 1.15. Nguyên lý làm việc của tấm Cooling Pad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Hình 1.16. Làm mát nhà kính bằng nước . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Hình 1.17. Hệ thống phun sương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Hình 2.1. Hệ thống tấm làm mát. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Hình 2.2. Hệ thống quạt hút gió . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Hình 2.3 . Hệ thống phun sương. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Hình 2.4. Biện pháp làm mát nhà kính tại trường ĐH CNTT & TT Thái Nguyên . . 17
Hình 2.5. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Hình 2.6. Sơ đồ khối toàn hệ thống . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Hình 2.7: Sơ đồ khối cảm biến . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5


Hình 2.8 Sơ đồ khối chấp hành . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Hình 2.7. Arduino Nano. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Hình 2.8. Sơ đồ các chân . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Hình 2.9. Module relay kích ở mức cao. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Hình 2.10. Module relay kích ở mức thấp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Hình 2.11. Màn hình LCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Hình 2.12. Sơ đồ chân. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Hình 2.13. Cảm biến nhiệt độ DS18B20. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Hình 2.14 . Mạch mô phỏng bằng Proteus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Hình 2.15. Khối điều khiển được mô phỏng bằng proteus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Hình 2.16. Khối hiển thị. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Hình 2.17. Cơ cấu chấp hành được mô phỏng bằng proteus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Hình 2.18. Sơ đồ mạch in . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Hình 2.19. Lưu đồ thuật toán . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Hình 3.1. Mạch điều khiển bộ làm mát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Hình 3.2. Thông báo chế độ điều khiển bằng tay bằng đèn led D1 sáng . . . . . . . . 41
Hình 3.3. Gạt công tắc 1 bật quạt hút gió . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Hình 3.4: Gạt công tắc 2 bật quạt đảo gió . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Hình 3.5. Gạt công tắc 3 bật máy bơm nước cho tấm làm mát. . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Hình 3.6. Gạt công tắc 4 điều khiển bật hệ thống phun sương. . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Hình 3.7. Nhiệt độ trong khoảng 20˚C≤t≤25˚C bật quạt hút gió . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Hình 3.8. Nhiệt độ trong khoảng 25˚C

Hình 3.9. Nhiệt độ trong khoảng 30˚CHình 3.10. Nhiệt độ cao trên 35ºC bộ điều khiển phun sương bật . . . . . . . . . . . . . . 45
Hình 3.11. Mô hình bộ làm mát và hệ thống điều khiển bộ làm mát trong nhà kính . . 45
Hình 3.12. Quạt hút gió . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Hình 3.13. Quạt đảo gió . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Hình 3.14. Máy bơm nước cho tấm làm mát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
6


Hình 3.15. Mô phỏng các đầu phun sương bằng led . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

LỜI NÓI ĐẦU
Kỹ thuật điện tử phát triển nhanh chóng được ứng dụng vào trong nhiều
lĩnh vực: Giao thông vận tải, công nghiệp, dụ lịch…. Các thiết bị điều khiển tự
động giữ vai trò cực kì quan trọng góp phần lớn cho sự tiến bộ không ngừng của
các lĩnh vực này. Nghành nông nghiệp nước ta hiện nay còn phụ thuộc nhiều vào
khí hậu tự nhiên và các phương pháp canh tác truyền thống không mang lại hiệu
quả kinh tế cao. Khi kinh tế xã hội phát triển thì nhu cầu con người ngày càng
nâng cao, đòi hỏi chất lượng cao. Do đó cần đến các thiết bị kỹ thuật tiên tiến có
khả năng đo đạc và điều khiển được các thông số của môi trường như: nhiệt độ,
độ ẩm, ánh sáng, chất dinh dưỡng cung cấp phù hợp với từng giai đoạn phát triển
cây trồng…
Xuất phát từ những vấn đề thực tiễn trên nên em đã đã chọn đề tài “Xây dựng
hệ thống điều khiển bộ làm mát trong nhà kính”. Trong đề tài này, em tìm hiểu về bộ
điều khiển bộ làm mát trong nhà kính . Với những kiến thức về điện tử và vi điều
khiển đã được học tập tại trường em đã hoàn thành tốt đề tài của mình.
Nội dung đề tài:
Chương 1. Tổng quan vê hệ thống làm mát trong nhà kính.
Chương 2. Phân tích thiết kế hệ thống điều khiển bộ làm mát trong nhà kính.
Chương 3. Kết quả.

7


8


CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT TRONG NHÀ KÍNH
 Giới thiệu
1.1.1. Nhiệt độ của nhà kính
Dựa vào nhiệt độ mà chia ra các nhà kính nhiệt độ cao nhiệt độ vừa, nhiệt
độ thấp và nhà lạnh .
- Nhà kính nhiệt độ cao để trồng các loài cây nhiệt đới đồi hỏi nhiệt độ 18ºC
– 32ºC thích hợp nhất là 24ºC. Nhà kính này có thể để gieo hạt cây hoa thân cỏ 1 2 năm.
- Nhà kính nhiệt độ thấp để trồng các loài cây á nhiệt đới và một phần cây nguyên
sản ôn đới.Nhiệt độ trong nhà này thường 6ºC – 18ºC, thích hợp nhất là 14ºC.
- Ngoài ra còn nhà kính lạnh ở nhiệt độ 6ºC để bảo quản các loài cây hoa. Các
nhà kính nhỏ tùy theo kinh phí mà lập chung với các điều kiện nhiệt độ khác nhau.
Nước ta có khí hậu rất nóng vào mùa hè, trong nhà kính, nhà lưới thường
rất nóng do hiệu ứng nhà kính trong nhà nên trồng cây kém phát triển cho năng
suất thấp.
1.1.2.Các yêu cầu về nhiệt độ, độ ẩm trong nhà kính nhiệt đới
Mỗi loại rau, hoa đều yêu cầu một giới hạn nhiệt độ để sinh trưởng và phát
triển. Hiệu suất quang hợp của hầu hết các loại rau đều dừng lại ở nhiệt độ 30ºC.
Một số loại rau thực hiện quang hợp có hiệu quả ở 12-24ºC, trong khi đó một số
khác loại quang hợp tốt ở nhiệt độ 18ºC - 24ºC. Ở nhiệt độ thích hợp đồng thời
cung cấp đầy đủ nước và dinh dưỡng thì cây có thể phát triển nhanh nhất. Nhiệt độ quá
thấp hoặc quá cao có thể làm cho cây dừng sinh trưởng hoặc có thể chết.
1.2. Các biện pháp làm mát trong nhà kính

Một trong những yêu cầu quan trọng của một nhà kính là nhiệt độ. Nhà kính
che chở cây khỏi lạnh, gió, mưa và điều kiện thời tiết khác như tuyết, mưa đá và
9


sấm sét, trong khi cung cấp ánh sáng và ấm áp. Có những phương pháp khác nhau
để giảm nhiệt độ hiệu ứng nhà kính.

10


a. Thông gió tự nhiên trong nhà kính:
Một cách hiệu quả để giảm nhiệt độ trong một nhà kính quá nóng là thông
gió tự nhiên. Mở tất cả các cửa ra vào và cửa sổ để không khí nóng thoát ra ngoài.
Một số nhà kính đã khớp mái có thể đóng mở ở nhiệt độ cao để ngăn chặn sự tích
tụ của khí nóng. Người trồng có thể thông gió cho nhà kính với những bức tường
bằng polyethylene và mái nhà bằng cách lăn lên các tấm nhựa để trút khí nóng và
cung cấp không khí lưu thông.
Tất cả các nhà kính được xây dựng đều có một số hình thức thông hơi hoặc
có phần mái hắt được mở để cho phép nhiệt thừa thoát ra ngoài và không khí mát
bên ngoài đi vào.
 Một số mô hình nhà kính thiết kế thông gió:
- Mô hình nhà kính mái hở cố định một bên

Hình 1.1. Mô hình nhà kính mái hở cố định một bên
Mái có độ nhô lên theo dạng cung tròn lệch, giữa phần lệch của 2 cung tròn
là cửa thông gió, giúp giảm diện tích bị nung nóng và làm phân tầng không khí
trong nhà kính, nhờ đó tăng được hiệu quả làm mát vào mùa hè, kiểm soát tốt sự
ngưng tụ của hơi nước. Khi xây dựng nhà kính dạng này người trồng trọt cần phải
11

chú ý đến hướng gió phù hợp với phần hở của mái.

12


- Mô hình nhà kính mái hở cố định hai bên

Hình 1.2. Mô hình nhà kính mái hở cố định hai bên
Mô hình nhà kính mái hở cố định hai bên có cửa thông gió đôi làm thoáng khí
hơn. Mái nhô lên theo dạng cung tròn, trên đỉnh mái có hai cửa thông gió cố định,
giúp giảm diện tích bị nung nóng và làm phân tầng không khí trong nhà kính, nên
tăng hiệu quả làm mát vào mùa hè, kiểm soát tốt sự ngưng tụ của hơi nước.
- Mô hình nhà kính đóng mở kiểu cánh bướm

Hình 1.3. Mô hình nhà kính đóng mở kiểu cánh bướm
Cơ bản cũng giống như kiểu nhà kính mái hở cố định, khác biệt ở chỗ mái
nhà kính đóng mở được. Đây chính là lợi thế hơn các mô hình nhà kính khác, có
thể thông khí cho cây trồng một cách tự nhiên, hoặc tạo môi trường khí hậu cưỡng
bức trong điều kiện thời tiết khác nhau, để cây trồng sinh trưởng trong điều kiện
13


tối ưu nhất.
Nhà kính với mái nhà hở và lỗ thông hơi hoạt động trên nguyên tắc nhiệt
được lấy ra bởi một sự khác biệt áp lực được tạo ra bởi gió và nhiệt độ. Gió đóng
vai trò quan trọng . Trong một nhà kính được thiết kế tốt , tốc độ gió từ 2-3 dặm /
giờ cung cấp 80% hoặc nhiều hơn các hệ thống thông gió . Gió đi qua trên mái nhà
tạo ra một chân không và hút không khí nóng ra khỏi lỗ thông hơi. Nếu lỗ thông

hơi đang được mở, không khí mát mẻ vào thay thế và giảm xuống mức sàn . Nếu
không có lỗ thông hơi hoặc nếu các lỗ thông hơi lốp đóng cửa, không khí mát mẻ
vào dưới cùng của lỗ thông hơi mái và nước nóng được thoát ra phía trên cùng của
lỗ thông hơi. Vùng chuyển tiếp giữa hai dòng di chuyển không khí làm chậm sự
chuyển động không khí làm mát và làm giảm phần nào .
Mái nhà và mặt lỗ thông hơi trên nhà kính thông thường cần phải đủ lớn để
có được không khí chuyển động tốt . Lưu ý rằng khu vực kết hợp lỗ thông hơi phải
bằng các sườn kết hợp lỗ thông khu vực và mỗi nên được 15 đến 20 % diện tích
sàn . Vị trí tốt nhất cho nhà kính là có hướng mùa hè gió thổi qua các sườn núi để
nó tạo ra một chân không trên lỗ thông hơi dưới gió núi.
Nhà kính mở mái nhà là có sẵn từ các nhà sản xuất lớn . Hầu hết các thiết
kế sử dụng phần cứng và điều khiển quạt thông gió tiêu chuẩn để vận hành hệ
thống mái nhà. Một số có tấm mái được mở lên trên. Kích thước của việc mở có
thể được điều khiển từ 0% đến khoảng 75% . Hầu hết các thiết kế sử dụng Đệm
kín cao su niêm phong các khớp.
 Ưu điểm:
- Trong thời tiết ấm áp , nhiệt độ bên trong nhà kính có thể được duy trì
trong vòng một hoặc hai mức độ nhiệt độ bên ngoài với ít hoặc không có năng
lượng cần thiết, điều này sẽ rút ngắn thời gian sản xuất và sản xuất chất lượng tốt
hơn .
- Chi phí năng lượng giảm.
- Tùy thuộc vào thiết kế và định hướng , các loại cây trồng có thể nhận được
14


nhiều ánh sáng hơn trong thời gian giữa ngày hơn trong một nhà kính thông
thường hoặc ít ánh sáng vào buổi sáng sớm hoặc chiều muộn do nhiều lớp kính mà
nó đã đi qua.
- Giảm thủy lợi do nhiệt độ đồng đều hơn và khả năng lượng mưa tự nhiên
- Thêm lỗ thông hơi bên cho phép chuyển động làm mát và không khí khi

có gió hoặc mưa ngăn chặn mái nhà được mở .
Để có được làm mát đầy đủ , một hệ thống bóng râm có thể cần thiết . Nó
phải đủ tối để nhiệt được tạo ra dưới đây có thể thoát lên qua vật liệu che bóng .

15


b. Thông gió với quạt

Hình 1.4. Thông gió nhà kính với quạt đảo gió

Hình 1.5. Thông gió với quạt hút gió
Thông gió với quạt dung nguyên lý cách đẩy không khí nóng ra khỏi nhà
kính và hút không khí lạnh vào nhà kính. Vì vậy vị trí của quạt rất quan trọng để

16


đạt hiệu quả cao nhất. Vị trí của quạt phải cao cao trước mặt lỗ thông hơi hoặc cửa
chớp để rút không khí trên và thông qua các cây. Quạt nối với nhiệt kế cung cấp
một hệ thống làm mát bán tự động. Ngoài ra kết hợp quạt với tấm lót ướt làm mát
bay hơi giúp ngăn ngừa khô cho cây bằng cách giữ độ ẩm trong môi trường.
 Thành phần của hệ thống thông gió với quạt:
* Quạt hút gió
 Quạt hút gió kiểu hướng trục dạng ống
- Công dụng : thông gió cho hầm mỏ, hút và trao đổi – tạo không khí đối
lưu trong nhà kính…
- Cấu tạo gồm guồng và vỏ:
+ Guồng: có cánh đặt nghiêng, cong về phía trước hoặc cánh thẳng để tạo
áp lực lớn đẩy khí.

+ Vỏ: dùng để hướng luồng khí theo 2 chiều: thổi gió ra và hút gió vào phụ
thuộc vào chiều cong cánh quạt. Khoảng hở giữa guồng và vỏ phải nhỏ bằng
khoảng 1,5% chiều dài cánh Quạt hút gió có 2 loại: có dây đai truyền và dạng trục
quay.

17


Hình 1.6. Các loại quạt hút gió kiểu hướng trục dạng ống
- Loại hướng trục có dây đai truyền: Truyền động lực qua dây cua roa đến
trục cánh quạt.
+ Đặc tính: lưu lượng gió cao, độ ồn thấp, có thể tăng hoặc giảm lưu lượng
gió, tiện bảo dưỡng motor.
+ Lưu lượng gió từ: 15.000 – 95.000 m3/giờ.
+ Khuyết điểm: do dùng dây cua roa nên ta phải thường xuyên cân chỉnh,
thay thế dây cua roa. Tốc độ motor quay sẻ lớn hơn loại không dùng cua roa, nên
mau hư bạc đạn hơn, tuy nhiên giá thành sẻ rẻ hơn loại không dùng dây cua roa.
- Loại hướng trục dạng trục quay: Không dùng dây cua roa, motor gắn trực
tiếp vào trục quay cánh quạt.
+ Đặc tính: cánh quạt tạo bởi hợp kim nhôm, dễ điều chỉnh lượng gió.
+ Lượng gió: 3.000 – 120.000 m3/giờ.
+ Công dụng: kính dệt, điều hòa không khí nhà kính, đưa gió vào kho lớn,
đưa gió vào hầm mỏ.

18


 Quạt hút gió kiểu hướng trục ốp tường
- Lắp đặt giữa thành nhà kính với bên ngoài kính, không gắn thêm ống gió.
- Đặc tính: lưu lượng gió cao, mẫu mã đẹp, an toàn khi sử dụng.

- Lưu lượng gió từ: 2.500 – 80.000 m3/giờ.
- Công dụng:
Thích hợp cho việc thông gió trong các nhà máy, xí nghiệp, các kính dệt,
may rộng. Quạt có đường kính cánh lớn và có thể chế tạo theo yêu cầu của khách
hàng, lưu lượng lớn, độ ồn thấp, ít tiêu hao điện năng.
Quạt được gắn trên tường, số lượng quạt, công suất được tính toán phù hợp
cho từng trường hợp cụ thể, có lá sách tự mở khi quạt chạy có tác dụng ngăn chặn
côn trùng, mưa tạt vào.
Khi bố trí nhiều quạt gắn liền nhau sẽ tránh được hiện tượng hút gió ngược
từ bên ngoài vào qua các quạt khác không chạy, làm giảm khả năng thay đổi không
khí.
Sử dụng quạt hút cần lưu ý tới đặc điểm kiến trúc để chọn vị trí gắn quạt
cho phù hợp.
Quạt dạng cánh profin có thể đảo chiều từ hút sang thổi và ngược lại.
Tính toán thông gió theo tiêu chuẩn 5687-2010 (tiêu chuẩn về thiết kế
thông gió điều hòa không khí do Trường Đại học Xây dựng biên soạn, Bộ Xây
dựng đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học
và Công nghệ công bố.) bằng số lần thay đổi không khí x thể tích cần thông gió.
Nếu muốn làm mát cho cây trong kính thì ta nâng số lần thay đổi không khí lên 50
lần, nếu muốn tăng hiệu quả làm mát hơn nữa ta dùng đến máy làm mát hơi nước
evaporative air cooler.
- Phân loại: Theo nhu cầu sử dụng gồm 5 loại phổ biến. Trong đó quạt
composit cho tuổi thọ bền hơn các loại quạt còn lại, loại quạt chuyển động trực
tiếp trục quay gía thành đắt hơn và bền hơn loại gián tiếp qua dây cua roa.

19


Hình 1.7. Quạt hút Composit dạng loa chuyển động gián tiếp

Hình 1.8. Quạt hút Composit dạng loa chuyển động trực tiếp

20


Hình 1.9. Quạt hút chuyển động gián tiếp

Hình 1.10. Quạt hút chuyển động trực tiếp

21


Hình 1.11. Quạt hút gián tiếp mặt lưới
* Quạt đảo gió

Hình 1.12. Quạt đảo gió

22


- Quạt đảo gió dùng cho nhà kính tạo ra lượng gió tuần hoàn điều đến các vị
trí trong nhà kính.
- Ưu điểm: Không tốn diện tích, dễ dàng lắp đặt, giá thành rẻ.
* Tấm làm mát Cooling Pad

Hình 1.13. Tấm Cooling Pad
Được cấu tạo bằng chất liệu đặc biệt có độ bền cao, với cấu trúc hình tổ ong
giúp cho nước tuần hoàn một cách dễ dàng và thúc đẩy sự trao đổi nhiệt giữa nước
và không khí. Nước từ trên chảy xuống qua từng lỗ thoáng làm cho không khí khô
và nóng từ bên ngoài đi qua trở lên sạch và mát, tạo độ ẩm thích hợp và giảm thấp

nhiệt độ không khí. Từ đó không khí trong kính liên tục được thay bằng không khí
sạch tạo môi trường làm việc trong sạch giàu ôxy, tăng năng suất, chất lượng, sức
khỏe cho người lao động.
- Thông số kỹ thuật

23


Hình 1.14. Các thông số của tấm Cooling Pad
H : Chiều cao của tấm
W : Chiều rộng của tấm
D : Chiều dầy của tấm
h : Chiều cao của sóng
a : Góc nghiêng của lớp sóng "chẵn" hoặc "lẻ" so với phương ngang
Trong đó:
H tiêu chuẩn: 1200, 1500, 1800 và 2000 mm
W tiêu chuẩn: 300, 500 và 600 mm
D tiêu chuẩn: 100, 150 và 200 mm
h tiêu chuẩn: 7 mm
a tiêu chuẩn: 450º
Góc cắt giữa các lớp sóng xếp chồng nhau: a+a = 900º
- Ứng dụng chính
+ Trong các nghành công nghiệp: Nhà kính sản xuất may mặc, dệt len, giầy
24


da, bao bì, kính cơ khí, gara ô tô, đan lát mây tre, gốm sứ,..
+ Trong các ngành dịch vụ: Nhà hàng, siêu thị, quán bia, khu vui chơi
giải trí,..
+ Trong lĩnh vực trồng trọt: Vườn ươm cây giống, trồng hoa, cây cảnh,..

+ Trong lĩnh vực chăn nuôi: Chuồng nuôi gia súc, gia cầm,..
+ Cấu tạo của tấm làm mát CoolingPad
Tấm làm mát CoolingPad được cấu thành bởi loại giấy Cellulose đặc biệt có
sức thẩm thấu nước cao với các rãnh vật lý có chiều cao sóng h=7mm.Các lớp
sóng này đượcliên kết đan xen lại với nhau tạo thành một góc cắt là 900º, trong đó
góc nghiêng so với phương ngang của lớp sóng chẵn và của lớp sóng lẻ là như
nhau và bằng 450º. Nhìn bề ngoài trông gần giống với cấu trúc dạng tổ ong, với
thiết kế đặc biệt này nhằm tạo ra diện tích bề mặt lớn trong cùng một thể tích
không gian, làm tăng khả năng tiếp xúc, cọ sát và va đập giữa dòng không khí chảy
dối với bề mặt nhăn của tấm giấy thấm ẩm. Trên bề mặt của tấm giấy hình thành
lên các màng nước bao phủ, khi có luồng không khí đi qua tại đây xảy ra quá trình
bay hơi nước vào không khí, đồng thời có sự thay đổi cả về nhiệt độ và độ ẩm nên
người ta gọi quá trình này là quá trình trao đổi nhiệt ẩm.
- Nguyên lý làm mát của tấm CoolingPad
Tấm làm mát CoolingPad áp dụng nguyên lý bay hơi nước tự nhiên, khi cho
không khí nóng và khô được hút qua tấm CoolingPad ướt, nước sẽ hấp thụ nhiệt
của dòng không khí nóng và tại đây xảy ra quá trình bay hơi nước, khiến cho nhiệt
độ không khí giảm xuống và độ ẩm tăng lên mức phù hợp.

25