Tài liệu 09.1429 chế tạo bình nước nóng năng lượng mặt trời sử dụng vỏ chai nhựa

SỞ GD & ĐT TỈNH VĨNH PHÚC TRƯỜNG THCS SÔNG LÔ BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI CHẾ TẠO BÌNH NƯỚC NÓNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI SỬ DỤNG VỎ CHAI NHỰA Lĩnh vực: Kỹ thuật điện và cơ khí Mã : 09 NHÓM THỰC HIỆN: 1. Vũ Việt Dũng Nhóm trưởng 2. Nguyễn Văn Cường Thành viên NGƯỜI HƯỚNG DẪN: Đỗ Thị Minh Sông Lô, tháng 2 năm 2015 Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 1 MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT.......................................................................................................................3 I. PHẦN CHUNG.........................................................................................................................................4 1. Lý do chọn đề tài...................................................................................................................................4 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài............................................................................................5 3. Vấn đề nghiên cứu................................................................................................................................5 4. Giới hạn phạm vi nghiên cứu...............................................................................................................6 5. Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................................................6 6. Nội dung nghiên cứu.............................................................................................................................6 7. Những điểm mới của đề tài..................................................................................................................7 a) Lịch sử nghiên cứu................................................................................................................................7 II. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................................................................10 1. Cơ sở lí thuyết.....................................................................................................................................10 2. Cấu tạo................................................................................................................................................12 3. Nguyên lí hoạt động của bình nước nóng năng lượng mặt trời sử dụng vỏ chai nhựa..................13 4. Tiến hành lắp ráp................................................................................................................................15 5. Kết quả................................................................................................................................................18 5.1. Kết quả lần 1. Khi hệ thống chỉ có mới sử dụng vỏ chai nhựa....................................................18 6. Nhận xét kết quả:................................................................................................................................22 7. Ứng dụng của mô hình trong đời sống hằng ngày............................................................................23 7.1. Lượng nước cần sử dụng cho 1 hộ gia đình có 4 người................................................................23 7.2. Đưa mô hình vào sử dụng trong đời sống.....................................................................................24 7.3. So sánh với mô hình Thái Dương Năng trên thị trường..............................................................25 III. KẾT QUẢ KHOA HỌC.....................................................................................................................26 IV. KẾT LUẬN.........................................................................................................................................26 V. VI. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI...........................................................................................................27 TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................................28 Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 2 DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT - KHKT : khoa học kĩ thuật NC : nâng cao NCKH : nghiên cứu khoa học NXB : nhà xuất bản THCS : trung học cơ sở Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 3 I. 1. PHẦN CHUNG Lý do chọn đề tài Trong khi đa số nguồn cung cấp điện hiện nay của thế giới được tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch như than, dầu và khí đốt, thì những nguồn năng lượng truyền thống này đang phải đối mặt với một số thách thức, bao gồm cả giá cả tăng cao, sự phụ thuộc vào nhập khẩu (đối với một số nước có nguồn nhiên liệu hạn chế), và cả những tác động xấu lên môi trường thể hiện qua sự biến đổi khí hậu gần đây. Như là một kết quả tất yếu, các chính phủ, doanh nghiệp và người tiêu dùng đang ngày càng nhận ra tầm quan trọng của các nguồn năng lượng thay thế, hay còn gọi là năng lượng tái tạo hoặc năng lượng xanh. Các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, sinh học, địa nhiệt, thủy điện và năng lượng gió đã nổi lên như là lựa chọn tiềm năng để có thể giải quyết những quan ngại này. Trái ngược với nhiên liệu hóa thạch - chúng là hữu hạn và có thể trở nên quá tốn kém để khai thác, nguồn năng lượng tái tạo là không giới hạn và luôn sẵn có. Và trong số đó, người ta chú trọng đến năng lượng mặt trời hơn cả. Năng lượng mặt trời được tích trữ dưới dạng điện năng và nhiệt năng. Điện năng được tạo ra bằng các tấm pin mặt trời. Nhiệt năng từ bức xạ mặt trời được sử dụng trực tiếp để sấy khô, sưởi ấm.... hay sử dụng để tạo ra nước nóng dùng trong sinh hoạt hằng ngày qua các bình nước nóng năng lượng mặt trời. Trên thị trường hiện nay xuất hiện khá nhiều loại bình năng lượng mặt trời khác nhau. Điểm chung của các thiết bị này là sử dụng năng lượng mặt trời để tạo ra nước nóng trong sinh hoạt hằng ngày và sản xuất. Tuy nhiên giá cả của những thiết bị này thường rất cao, khoảng từ 5 triệu đến 21 triệu đồng. Mặt khác, trong đời sống hằng ngày, các loại vỏ chai nhựa được thải ra môi trường rất nhiều. Vỏ chai nhựa và vỏ lon nước ngọt, vỏ lon bia là những loại phế Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 4 thải khó phân hủy, nếu không được xử lí đúng cách sẽ gây ô nhiễm môi trường. Có thể sử dụng các loại vỏ chai nhựa để tăng khả năng hấp thụ ánh sáng. Nó có thể đóng vai trò như khí nhà kính trong hiện tượng hiệu ứng nhà kính. Dựa vào thực tiễn này và những kiến thức vật lý trong trường học về sự hấp thụ và chuyển hóa năng lượng, chúng em nghĩ rằng có thể tạo ra một dụng cụ mà hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển năng lượng ánh sáng đó thành nhiệt năng để làm nóng nước sử dụng. Và nó sẽ thực dụng hơn nữa nếu chúng em có thể tận dụng được các vật liệu đã qua sử dụng, thường có trong cuộc sống hằng ngày giúp giảm chi phí do dễ chế tạo. Vì vậy, chúng em đã có ý tưởng làm bình nước nóng năng lượng mặt trời sử dụng các loại vật liệu phế thải như vỏ chai nhựa tái chế và đưa ra đề tài: CHẾ TẠO BÌNH NƯỚC NÓNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI SỬ DỤNG VỎ CHAI NHỰA. 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Đề tài giúp học sinh hiểu biết hơn về năng lượng mặt trời, nguồn năng lượng xanh. Đề tài làm cho nước lạnh trở nên nóng hơn, có thể dùng để nấu ăn, đun nước uống, sử dụng sinh hoạt giúp cho các gia đình có thể tiết kiệm điện, tiết kiệm gas, tiết kiệm thời gian mà không cần tốn quá nhiều tiền để mua các thiết bị. Đề tài phục vụ cho các gia đình chủ yếu ở vùng nông thôn, miền núi, vùng sâu vùng xa, điều kiện kinh tế còn khó khăn, chưa có điều kiện để mua Thái Dương Năng Đề tài phù hợp với khí hậu Việt Nam nhiều nắng, và nhất là trong thời điểm giao mùa hiện nay, ban ngày trời nhiều nắng, tối đến trời se lạnh khiến cho nhu cầu sử dụng nước nóng nhiều hơn. Đề tài là tài liệu tham khảo hữu ích cho giáo viên và học sinh THCS trên địa bàn huyện Sông Lô. 3. Vấn đề nghiên cứu Chế tạo bình nước nóng năng lượng mặt trời bằng việc tận dụng các loại phế liệu, rác thải đã qua sử dụng. Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 5 Tăng hiệu suất của bình nước nóng năng lượng mặt trời bằng cách sử dụng vỏ chai nhựa và vỏ lon bia, lon nước ngọt. 4. Giới hạn phạm vi nghiên cứu - Thời gian nghiên cứu: trong vòng 2 tháng, từ tháng 11 đến tháng 12 năm học 2014 – 2015 - Địa điểm thực nghiệm không chỉ tại trường THCS Sông Lô, có ở rộng thêm tại 5. 6. - nhiều xã trong huyện và các huyện khác trong tỉnh Vĩnh Phúc Địa điểm thử nghiệm lần 1 tại huyện Sông Lô, Vĩnh Phúc Địa điểm thực nghiệm lần 2 tại thành phố Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu, tham khảo tài liệu SKG, sách tham khảo, nguồn Internet Tham khảo ý kiến: giáo viên hướng dẫn, các thầy cô giáo ở các bộ môn liên quan. Lắp ráp hệ thống để tạo thành sản phẩm hoàn chỉnh Thử nghiệm mô hình ở nhiều nơi khác nhau với quy mô khác nhau. Tiến hành thử nghiệm sản phẩm, đo nhiệt độ của nước trong bình sau khi được đặt ngoài nắng Phân tích và xử lí số liệu thu được Nghiên cứu biện pháp nâng cao hiệu suất của mô hình Tính toán đưa mô hình vào thực tế cuộc sống hằng ngày. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu, tham khảo tài liệu về  Nguyên lí hoạt động của bình nước nóng năng lượng mặt trời hiện có trên thị trường Thái Dương Năng  Tìm hiểu các loại vật liệu có thể thay thế nhưng rẻ và dễ tìm  Các loại vật liệu hấp thụ và chịu nhiệt tốt  Cách lắp ghép hệ thống để có thể hấp thụ nhiệt tốt nhất  Bình đựng nước giữ nhiệt tốt nhất  Cách làm tăng hiệu suất của bình nước nóng năng lượng Mặt trời. - Tiến hành tìm kiếm, thu lượm, tái chế các loại vật liệu - Lắp ráp hệ thống để tạo thành sản phẩm hoàn chỉnh - Tiến hành thử nghiệm sản phẩm, đo nhiệt độ của nước trong bình sau khi được đặt ngoài nắng. Đo nhiệt độ của 2 bình nước, bình hệ thống là bình nước được gắn với hệ thống hoàn chỉnh, bình đối chứng là bình nước gắn với hệ thống không có vỏ chai nhựa. - Phân tích và sử lí số liệu về tính khả dụng của bộ thí nghiệm. Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 6 7. Những điểm mới của đề tài a) Lịch sử nghiên cứu - Hiệu ứng nhà kính được nghiên cứu và gọi tên lần đâu tiên vào năm 1824 do nhà toán học, vật lý người Pháp Jean Baptisde Joseph Fuorier là Effect De Serre. Việc đưa ra định nghĩa trên giúp con người giải thích được nguyên nhân làm trái đất nóng lên, từ đó có thể tính toán được nhiệt độ của trái đất trong tương lai. - Nhưng con người cũng rất thông minh khi đã áp dụng ngay hiệu ứng trên trong việc làm tăng nhiệt độ của vật bằng cách sử dụng các loại vật dụng có vai trò như khí nhà kính. - Trong đó có việc áp dụng hiệu ứng nhà kính để làm nóng nước. Chúng ta đều biết rằng nguồn năng lượng bức xạ mặt trời là nguồn năng lượng sẵn có. - Trong nước đã có rất nhiều sáng kiến do các nhà khoa học hay ngay cả những người nông dân chân đất đã nghĩ ra và áp dụng trong gia đình mình những hệ thống, vật dụng dễ làm và đã đạt được thành quả khá cao, điển hình như: + Ông Ngô Quốc Tuấn, 60 tuổi, trú tại thôn Tân Thành, phường Đa Mai, thành phố Bắc Giang. Ông đã tạo ra nước nóng bằng cách xây bể giữ nhiệt. Hình 1. Ông Ngô Quốc Tuấn tại bể nước của mình. Nguồn báo Lao Động + Hay thầy giáo Trần Đình Thuy, giáo viên môn sử trường THCS Vinh Quang, thị xã Kon Tum, tỉnh Kon Tum cũng đã chế tạo ra bình nước nóng năng lượng Mặt trời sử dụng vỏ chai thủy tinh. Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 7 Hình 2. Thầy giáo Trần Đình Thuy cùng với sản phẩm của mình Nguồn báo Người lao động + Ông Ma Yanjun ở làng Qiqiao, tỉnh Thiểm Tây (đông bắc Trung Quốc) đã chế tạp ra bình nước nóng năng lượng mặt trời sử dụng vỏ chai thủy tinh với mục đích hết sức đơn giản là tạo ra nước nóng để người mẹ của ông có thể được tắm thoải mái hơn mà không tốn điện và cũng không cần bỏ ra nhiều tiền. Hình 3. Ông Ma Yanjun bên sản phẩm của mình Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 8 Nguồn báo Lao động b) Điểm mới của đề tài - Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn. Hiện nay trên thị trường có sản phẩm tạo ra nước nóng từ năng lượng mặt trời là Thái Dương Năng. Tuy nhiên dòng sản phẩm này có giá thành rất cao, chỉ có những gia đình có điều kiện tốt mới có thể mua một sản phẩm về nhà dùng. Tuy nhiên, đối với các gia đìnhở vùng nông thôn có hoàn cảnh kinh tế còn khó khăn, hay với các gia đình ở vùng núi cao, vùng sâu vùng xa, không thể mua một sản phẩm Thái Dương Năng về dùng trong gia đình. - Điểm mới của đề tài là đề tài đã tận dụng các loại rác thải để tạo ra một hệ thống làm nóng nước nhờ năng lượng mặt trời với giá thành thấp và dễ làm phục vụ nhu cầu cho các gia đình nông thôn, miền núi. - Để tăng hiệu suất của hệ thống, đề tài đã sử dụng vỏ chai nhựa để tăng khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời. Với lượng ánh sáng không chiếu đến vỏ lon, chúng em đã làm tấm phản quang để phản xạ những tia sáng đó đến vỏ chai. - Đề tài đóng góp một phần vào chương trình sử dụng năng lượng sạch của đất nước và thế giới. Đề tài có thể giúp cho người dân miền núi, các hộ gia đình chưa có điều kiện về kinh tế sử dụng nước nóng mà không cần phải mất nhiều tiền. Hơn nữa việc sử dụng hệ thống sẽ làm giảm việc sử dụng nước nóng bằng đun nấu, phần nào góp phần làm giảm nạn chặt phá rừng. II. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 1. Cơ sở lí thuyết 1.1. Năng lượng bức xạ mặt trời: Bức xạ ánh sáng và nhiệt từ Mặt trời, đã được khai thác bởi con người từ thời cổ đại bằng cách sử dụng một loạt các công nghệ phát triển hơn bao giờ hết. Bức xạ mặt trời, cùng với tài nguyên thứ cấp của năng lượng mặt trời như sức gió và sức sóng, sức nước và sinh khối, làm thành hầu hết năng lượng tái tạo có sẵn trên Trái Đất. Chỉ có một phần rất nhỏ của năng lượng mặt trời có sẵn được sử dụng [5] Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 9 - Năng lượng mặt trời có thể được chuyển hóa và sử dụng với nhiều mục đích khác nhau tùy thuộc vào mục đích của con người. - Sự hấp thụ và chuyển hóa năng lượng: năng lượng mặt trời được hấp thụ sau đó chuyển sang dạng năng lượng khác: quang năng, điện năng, nhiệt năng 1.2. Hình 4. Ứng dựng của năng lượng mặt trời Hiệu ứng nhà kính Hiệu ứng nhà kính được nhà toán học, nhà vật lí người Pháp Jean Baptisde Joseph Fuorier gọi tên Effect De Serre lần đầu tiên vào năm 1824. Dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ của tia sáng mặt trời xuyên qua các cửa sổ hoặc mái nhà bằng cửa kính và làm cho toàn bộ không gian nóng lên. Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 10 Hình 5. Hiệu ứng nhà kính Các khí nhà kính chứa trong bầu khí quyển như thể là một tấm kính dày bao bọc trái đất. Lúc này, dựa theo nguyên lí hiệu ứng nhà kính thì khi các bức xạ mặt trời chiếu xuống trái đất sẽ bị các khí nhà kính giữa lại, kết quả làm cho toàn bộ khí quyển nóng lên và theo đó trái đất cũng nóng dần lên. Như vậy, hiệu ứng nhà kính có thể được định nghĩa: Hiện tượng các tia bức xạ ngắn của mặt trời xuyên qua bầu khí đến mặt trái đất và bị phản xạ lại trở thành các bức xạ nhiệt sóng dài và được một số khí trong bầu khí quyển hấp thụ và thông qua đó làm cho khí quyển nóng lên, được gọi là hiệu ứng nhà kính. 1.3. Tác dụng của vỏ chai nhựa (nguyên lí bẫy nhiệt) - Tăng khả năng hấp thụ nhiệt của ống dẫn nước. Khi ánh sáng mặt trời chiếu đến vỏ chai nhựa, sau đi qua lớp vỏ chai, ánh sáng bị phản xạ lại nhưng một phần bức xạ được giữ lại bên trong vỏ chai nhựa, sau đó lại tiếp tục bị phản xạ quay trở lại ở vỏ chai nhựa. Sau nhiều lần như vậy, bức xạ ánh sáng mặt trời được giữ lại, tích trữ dưới dạng nhiệt năng, làm nóng ống dẫn nước và dòng nước đi qua trong ống đó. - Các vỏ chai nhựa được lồng đồng trục, kín sẽ có khả năng làm giảm sự truyền nhiệt với môi trường xung quanh, làm giảm sự mất nhiệt ra bên ngoài môi trường. 1.4. Khả năng hấp thụ nhiệt của ống được bôi đen Các vật có màu tối có khả năng hấp thụ đến 90% lượng bức xạ ánh sáng chiếu đến. Vì vậy các vật màu tối sẽ hấp thụ bức xạ nhiệt tốt hơn các vật màu sáng. Để tăng khả năng hấp thụ bức xạ ánh sáng mặt trời, chúng ta tiến hành bôi đen các đường ống dẫn nước. 1.5. Hiện tượng đối lưu Đối lưu là sự trao đổi nhiệt bằng các dòng vật chất chuyển động (chất lỏng, chất khí hay plasma), xảy ra khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa các vùng của chất lưu. Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 11 Dòng đối lưu có thể chảy nhờ lực đẩy Ac-si-met, khi chênh lệch nhiệt độ kéo theo chênh lệch mật độ chất lưu trong trường hấp dẫn, hoặc có thể bị cưỡng bức bằng một dòng chảy có ngoại lực tác động như khi dùng bơm để đẩy,... 2. Cấu tạo Mô hình bao gồm: + Bình chứa nước có khả năng cách nhiệt, giảm lượng nhiệt tỏa ra môi trường + Hệ thống hấp thụ bức xạ nhiệt bao gồm các nhánh chứa ống dẫn nước được bọc bởi vỏ chai nhựa. + Các đường dẫn nước ra vào hệ thống và đường ống cấp nước vào bình chứa nước. + Tấm phản quang được làm từ vỏ lon bia, vỏ lon nước ngọt (gọi là vỏ lon) lót phía dưới hệ thống có tác dụng phản xạ những bức xạ mặt trời không đi qua hoặc đi qua nhưng bị xuyên qua vỏ chai quay trở lại vỏ chai nhựa. 3. Nguyên lí hoạt động của bình nước nóng năng lượng mặt trời sử dụng vỏ chai nhựa 3.1 Khả năng hấp thụ nhiệt của vỏ chai nhựa : Ánh sáng mặt trời đi qua vỏ chai sẽ hội tụ ở tâm chai, tập trung ở các ống dẫn nước làm nóng nước chảy trong lòng ống. Tiến hành khảo sát khả năng hấp thụ nhiệt của vỏ chai nhựa bằng cách đo nhiệt độ trong lòng ống dẫn nước không chứa nước, trong 2 trường hợp ống được đựng trong vỏ chai nhựa và không được đựng trong vỏ chai. Cả hai ống đều được phơi ngoài trời tại cùng một vị trí địa lí, vào cùng một thời điểm. Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 12 Kết quả cho thấy, nhiệt độ của ống dẫn Hình 6. Mẫu ống kiểm chứng khả năng hấp thụ bức xạ mặt trời. nước trong vỏ chai nhựa tăng nhanh và cao hơn hẳn so với ống dẫn nước không đựng trong vỏ chai nhựa. - Kết quả khảo sát: Nhiệt độ đo ở trong lòng 2 ống nghiệm:  một ống đựng trong vỏ chai thủy tinh  một chai không đựng trong vỏ chai thủy tinh. Lần đo Nhiệt độ tại các thời điểm đo ( 0C ) Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Lần 6 Lần 7 Thời điểm đo 12h 12h 5 12h 10 12h 15 12h 20 12h 30 12h 40 Không có vỏ chai 27 29 34 39 40 42 46 Có vỏ chai 27 32 40 50 58 64 70 Bảng 1. Nhiệt độ kiểm chứng khả năng hấp thụ bức xạ mặt trời của vỏ chai nhựa Nhận xét: Từ bảng số liệu ta có thể thấy nhiệt độ của ống đựng trong bình chứa trong vỏ chai cao hơn hẳn và tăng nhanh hơn so với nhiệt độ trong ống nghiệm không đựng trong vỏ chai. Như vậy, vỏ chai có khả năng làm tăng sự hấp thụ nhiệt từ bức xạ mặt trời của ống nhựa đựng trong nó. 3.1. Nguyên tắc hấp thụ nhiệt của bình nước nóng năng lượng mặt trời sử dụng chai nhựa: Các vỏ chai nhựa đóng vai trò là thấu kính để hội tụ ánh Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 13 Hình 7. Nguyên lí hoạt động của bình nước nóng năng lượng mặt trời bằng vỏ chai nhựa sáng mặt trời vào trong lòng ống, ở phía trong các vỏ chai có đường ống dẫn nước, được bôi đen để tăng khả năng hấp thụ bức xạ nhiệt của ánh sáng mặt trời. 3.2. Nguyên lý hoạt động của bình nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời: Theo nguyên lí bình thông nhau, nước sẽ chảy xuống hệ thống ống dẫn được bọc bởi vỏ chai nhựa. Khi đi qua đường ống này, nước được làm nóng lên nhờ sự hấp thụ nhiệt từ vỏ chai nhựa và ống nhựa được phủ sơn đen. Do hiện tượng đối lưu, nước nóng có trọng lượng riêng nhỏ hơn sẽ đi theo đường dẫn lên bình chứa và nước lạnh có trọng lượng riêng lớn hơn sẽ được chuyển xuống hệ thống. Quá trình lặp đi lặp lại như vậy, nước nóng đi lên và nước lạnh đi xuống tạo thành hệ thống tuần hoàn để làm nóng nước trong bình. 4. Tiến hành lắp ráp 4.1. Bước 1. Chuẩn bị dụng cụ  Thu gom vỏ chai nhựa. Vỏ chai nhựa sau khi thu về, được làm sạch, cắt 2 đầu sao cho vừa với đường ống dẫn nước. Hình 8. Quá trình chuẩn bị vỏ chai Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 14  Chuẩn bị bình giữ nhiệt. Thùng sơn cũ được bọc bên ngoài bởi lớp xốp dày, có tác dụng làm giảm nhiệt lượng truyền ra bên ngoài từ vỏ xô. Hình 9. Hộp cách nhiệt  Chuẩn bị ống dẫn nước. Sử dụng các đoạn ống nhựa PVC được cắt thành các đoạn có độ dài bằng nhau, sau đó sơn đen toàn bộ chiều dài ống. Hình 10. Quá trình sơn đen ống nhựa Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 15 4.2. Bước 2. Tiến hành lắp đặt hệ thống Sau khi đã có được ống nhựa đen và vỏ chai nhựa, tiến hành luồn ống nhựa vào trong vỏ chai nhựa sao cho các ống dẫn nằm trong tâm của vỏ chai. Sau đó nối với các ống đó các đầu nối, cút nối nhựa. Và ghép thành hệ thống gồm nhiều ống song song nhau. Tiếp theo là nối hệ thống với bình chứa nước có các van cấp nước, thoát nước vào và ra cho cả hệ thống làm nóng nước. Hình 11. Quá trình lắp ráp hệ thống 4.3. Bước 3. Thử nghiệm mô hình, kiểm tra, so sánh nhiệt độ khi sử dụng hệ thống và không sử dụng hệ thống Cách tiến hành đo: - Đo nhiệt độ đông thời ở 2 bình nước + Bình đối chứng là bình nước gắn với hệ thống không có vỏ chai nhựa + Bình hệ thống bình nước gắn với hệ thống có vỏ chai nhựa - Sử dụng hệ thống với 10 ống dẫn nước như hình vẽ. Hình 12. Tiến hành thử nghiệm và thu thập số liệu Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 16 gày thử 4.4. Bước 4. Thiết kế tấm phản quang 4.5. Hình 13. Quá trình thiết kế và lắp ghép tấm phản quang Bước 5. Phân tích, sử lí số liệu, nhận xét kết quả Hình 13. Xử lí số liệu 5. Kết quả 5.1. Kết quả lần 1. Khi hệ thống chỉ có mới sử dụng vỏ chai nhựa Điều kiện môi trường Thể tích bình chứa: 18l , Số nhánh của hệ thống: 10 nhánh Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 17 Nhiệt độ ban đầu ( 0C ) ghiệm 11/2014 11/2014 11/2014 11/2014 8h 9h45 10h25 11h45 12h35 13h25 14h35 15h 16h 18,5 20 21 22 23 22,5 22 21,5 21 25 31 33,5 34 33,5 33 32 Bình hệ thống 24 29 34 39 40 39,5 39 38,5 Nhiệt độ môi trường 27,5 28 29 30,5 32 31 29 28 28 33 37 40 45 43,5 42 41 Bình hệ thống 30 35 43 49,5 51 50 49 48,5 Nhiệt độ môi trường 26,5 27 28 29 32 30 30 28 27 30 34 38 41 40 39 38,5 Bình hệ thống 29 36,5 39 41 50 49 48 47 Nhiệt độ môi trường 27,5 28 30 32 32,5 31 29 28 29 33 37 41 45 43 42 41,5 31 39 44 49 52 51 50,5 49 Nhiệt độ môi trường Trời rét, có nắng nhẹ, không mưa Trời nắng nhẹ từ sáng sớm Sáng sớm mưa nhẹ, trời âm u, không nắng Đến trưa có nặng nhẹ Nắng nhẹ từ sáng sớm Nhiệt độ theo từng thời điểm đo ( 0C ) Bình đối chứng Bình đối chứng Bình đối chứng Bình đối chứng 18 27,5 26 27 Bình hệ thống 16 3 4 Bảng 2. Nhiệt độ nước trong các bình khi được phơi dưới ánh nắng mặt trời - Nhiệt độ cao nhất đo được trong các ngày Ngày đo Thể tích bình c Số nhánh của hệ thố Nhiệt độ Nhiệt độ theo ban đầu ( 0C ) 8h 9h45 Điều kiện môi trường Nhiệt độ môi trường 18/11/2014 Trời rét, có nắng nhẹ, không mưa Bình đối chứng 18,5 18 Bình hệ thống 24/11/2014 Trời nắng nhẹ từ sáng sớm Nhiệt độ môi trường 24 27,5 Bình đối chứng Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô 21 27,5 28 Trang 18 Sáng sớm mưa nhẹ, trời âm u, không nắng Đến trưa có nặng nhẹ 25/11/2014 30 Nhiệt độ môi trường 26,5 Bình đối chứng Nắng nhẹ từ sáng sớm 26/11/2014 Bình hệ thống 26 27 Bình hệ thống 29 Nhiệt độ môi trường 27,5 Bình đối chứng 27 29 Bình hệ thống 31 Bảng 3. Nhiệt độ cao nhất đo được trong các ngày - Độ tăng nhiệt độ nước trong bình trong các ngày Ngày đo 18/11/14 24/11/14 25/11/14 26/11/14 Độ chênh lệch nhiệt độ so với nhiệt độ ban đầu : ∆ t0 Độ chênh lệch nhiệt độ so với môi trường : ∆ tm Điều kiện môi trường Trời rét, có nắng nhẹ, không mưa (thời điểm bắt đầu đo 8h00) Trời nắng nhẹ từ sáng sớm (thời điểm bắt đầu đo 9h00) Sáng sớm mưa nhẹ, trời âm u, không nắng Đến trưa có nặng nhẹ (thời điểm bắt đầu đo 8h00) Nắng nhẹ từ sáng sớm (thời điểm bắt đầu đo t0 ( C) 0 Thời điểm đo 9h54 10h25 11h45 12h35 13h25 14h35 Có Ko có Có Ko có Có Ko có Có Ko có Có Ko có Có Ko có C ∆ t0 6 3 11 7 16 13 21 15,5 22 16 21,5 15,5 2 ∆ tm 5,5 2,5 9 5 14 10 14 11,5 15 11 15,5 10 1 ∆ t0 2,5 0,5 7,5 5.5 11,5 9,5 15,5 12,5 26,5 17,5 22,5 15,5 ∆ tm 2,5 0,5 7 5 10 8 13,5 9,5 20 12 19 12,5 2 ∆ t0 3 1 10,5 4 13 8 15 12 24 15 23 14 2 26 ∆ tm 2,5 0,5 9,5 3 11 6 12 9 18 9 19 10 1 27 ∆ t0 4 2 12 6 14 10 17 14 25 18 24 16,5 2 18 27,5 Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 19 2 8h00) ∆ tm 3,5 1,5 11 5 11 7 12 9 19,5 12,5 Bảng 4. Độ tăng nhiệt độ nước trong các ngày Báo cáo NCKH - Vũ Việt Dũng, Nguyễn Văn Cường – THCS Sông Lô Trang 20 20 13 2