79
Hầu hết các dòng năng lượng có
thể được xác định theo các nguyên lý
cơ bản, nhưng sự rò rỉ và các tổn thất
qua các góc cạnh rất khó xác định và có
thể gộp lại và được xác định bằng thực
nghiệm bằng các thiết bị chưng cất thực
tế.
Sơ đồ mạng nhiệt của thiết bị
chưng cất nước dạng bể tương tự nh
ư
sơ đồ nhiệt của collector tấm phẳng
nhưng có 3 sự khác biệt sau (hình 4.21).
Năng lượng truyền từ đáy đến tấm phủ
xảy ra bởi quá trình bay hơi-ngưng tụ
cộng thêm đối lưu và bức xạ. Tổn thất
phía đáy chủ yếu là quá trình truyền
nhiệt xuống nền đất. Chiều sâu của
nước trong thiết bị hay dung lượng của bể phả
i được xác định trong tính toán
Lượng nước ra chưng cất tính được từ quá trình bay hơi ngưng tụ truyền từ đáy
đến tấm phủ.
Sơ đồ nhiệt được trình bày ở hình 4.21, trong đó các nhiệt trở tương ứng
với các dòng năng lượng hình 4.20. (Các phần rò rỉ, tổn thất qua các cạnh, nước
vào và ra không trình bày ở đây).


n¨n
g
l−în
g
mÆt trêi 80
4.4. Động cơ Stirling
Động cơ Stirling là một thiết bị có nhiều u việt và cấu tạo đơn giản. Một
đầu động cơ đợc đốt nóng, phần còn lại để nguội và công hữu ích đợc sinh ra.
Đây là một động cơ kín không có đờng cấp nhiên liệu cũng nh đờng thải khí.
Nhiệt dùng đợc lấy từ bên ngoài, bất kể vật gì nếu đốt cháy đều có thể dùng để
chạy động cơ Stirling nh: than, củi, rơm rạ, dầu hỏa, dầu lửa, cồn, khí đốt tự
nhiên, gas mêtan, nhng không đòi hỏi quá trình cháy mà chỉ cần cấp nhiệt đủ để
làm cho động cơ Stirling hoạt động. Đặc biệt động cơ Stirling có thể hoạt động với
năng lợng mặt trời, năng lợng địa nhiệt, hoặc nhiệt thừa từ các quá trình công
nghiệp.
Nguyên lý hoạt động:
Đợc phát minh từ 1816 động cơ Stirling đầu tiên đã là những thiết bị lớn
làm việc trong môi trờng công nghiệp. Sau đó các kiểu động cơ Stirling nhỏ hơn
và êm này đã trở thành đồ dùng gia đình phổ biến nh: quạt, máy may, bơm nớc
Các động cơ Stirling ban đầu chứa không khí và đợc chế tạo từ các vật liệu bình
thờng rất phổ biến nh động cơ hot air. Không khí đợc chứa trong đó và là đối
tợng để dãn nở nhiệt, làm lạnh và nén bởi sự chuyển động của các phần khác
nhau của động cơ.
Động cơ Stirling là một động cơ nhiệt. Để hiểu một cách đầy đủ về sự hoạt
động và tiềm năng sử dụng của nó, điều chủ yếu là biết vị trí và lĩnh vực chung của
các động cơ nhiệt. Động cơ nhiệt là một thiết bị có thể liên tục chuyển đổi nhiệt
năng thành cơ năng.

trong có áp suất bằng áp suất
của không khí bên ngoài. Với
điều kiện đó, piston sẽ đứng
yên ở vị trí ban đầu.
Nếu ta đốt
nóng một đầu xilanh (đầu
nóng) nguồn nhiệt đợc sử
dụng có thể là chùm tia bức xạ mặt trời hội tụ tại đầu xilanh hoặc một cách đơn
giản là nhúng đầu xilanh vào nớc nóng, thì áp suất và nhiệt độ không khí bên
trong tăng lên. áp suất cao sẽ đẩy piston chuyển động và sinh ra công hữu ích
(hình: 5.23, 5.24, 5.25). Bất kỳ nguồn nhiệt nào cũng sinh ra công, nhng với
nguồn có nhiệt độ càng cao thì tạo ra công càng lớn. Động cơ không những chỉ
chuyển nhiệt thành công một lần đơn giản nh trên mà cần phải có khả năng tiếp
tục sinh công. Hình 5.25. Khôn
g
khí á
p
suất cao đẩ
y

p
iston
Đầu nóng
Đầu lạnh
Hình 5.24. Cấp nhiệt một đầu xylanh, nhiệt độ và
áp suất không khí tăng lên
Hình 5.23. Không khí bên trong và bên ngoài có

g
á
p
suất khí
q
u
y
ển
Hình 5.27. Nêú ngừng cấp nhiệt mà thải nhiệt thì áp
suất khôn
g
khí bên tron
g

g
iảm xuốn
g
Hình 5.28. Piston chuyển động vào bên trong do áp
suất khôn
g
khí bên n
g
oài cao hơn
Hình 5.29. N
g
u
y
ên l
ý
hoạt độn


Hình 5.30. Bơm nớc Stirling dùng NLMT