Lấy nước từ không khí

Theo dõi KTMT trên

Việc tách ẩm từ không khí được đề xuất như một giải pháp tiên tiến, vì khả năng cung cấp nước vô tận và trong mọi điều kiện. Để có thể tách ẩm từ không khí, đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ cao, độ ẩm thấp ở các vùng hạn hạn, khối không khí đòi hỏi phải được làm lạnh đến và dưới nhiệt độ điểm sương tương ứng, tạo điều kiện để hơi ẩm tách ra thành giọt. Tiếp đó, các giọt sương này phải được tạo điều kiện để kết tụ lại thành giọt lớn, được dẫn theo bề mặt nhám để tạo thành dòng đi vào nơi chứa. Nước phải được làm sạch khỏi bụi, vi khuẩn, các chất độc hại hòa tan, và phải được khoáng hóa để có các tính chất đáp ứng tiêu chuẩn nước uống của Bộ Y tế.

Để thực hiện Đề tài này, các nhà khoa học đã nghiên cứu không khí ở các điều kiện độ ẩm và nhiệt độ khác nhau để tách nước, cũng như thiết kế, chế tạo hệ thống làm lạnh để tách ẩm. Thiết bị được đặt tại Trường Tiểu học Văn Lâm, TP. Phan Rang - Tháp Chàm, tỉnh Ninh Thuận, nhằm thử nghiệm các điều kiện vận hành tối ưu, giúp cho việc cải tiến và hoàn thiện hệ thống. Đồng thời, cung cấp nước uống cho học sinh, thầy cô giáo và các hộ dân gần đó như một giải pháp nhằm giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu đối với vùng hạn hán này.

Nhóm nghiên cứu áp dụng biểu đồ enthalpy - độ ẩm của không khí ẩm đã được công bố trên thế giới để nghiên cứu, tính toán từng chế độ làm việc theo điều kiện môi trường. Từ đó, công việc xây dựng và thiết kế chế độ làm việc, cùng với quy trình vận hành thiết bị được xem xét để đảm bảo đáp ứng yêu cầu cung cấp nước và tiết kiệm năng lượng nhất.

Công tác thiết kế, chế tạo bộ biến đổi inverter dùng trong việc sử dụng nguồn năng lượng mặt trời để cung cấp năng lượng vận hành hệ thống tách ẩm, hòa lưới điện, nhằm tiết kiệm điện năng sử dụng cho nhà trường cũng được triển khai. Trong đó có nghiên cứu, vận dụng những thành tựu về quy luật, hiệu suất chuyển đổi điện 1 chiều thành điện xoay chiều, trang bị thiết bị đo công suất tiêu thụ cũng như công suất điện hòa lưới.

Hệ thống tách ẩm công suất 200 l/ngày được vận hành thử nghiệm với nhiệt độ không khí đầu vào là 29,50C và độ ẩm không khí là 54,5%. Các thông số cần đo đạt khảo sát là lượng nước thu được và điện năng tiêu thu theo thời gian.

Cứ mỗi 5 phút, nhóm nghiên cứu lại thực hiện việc lấy mẫu và đo lượng nước thu được, sau đó tính lưu lượng nước thu được theo thời gian. Kết quả cho thấy, trong khoảng thời gian đầu khi khởi động, thiết bị sẽ phải cần thời gian khoảng 16 phút mới bắt đầu thu được nước. Đến phút thứ 30, lưu lượng nước thu được có thể đạt được 500 ml/phút.

Trong khoảng thời gian khảo sát là 150 phút, lưu lượng nước thu được dao động trong khoảng từ 500 đến 600 ml/phút, tương đương với khoảng 240 đến 288 l/ngày.  Như vậy, hệ thống đã hoạt động đạt năng suất trung bình khoảng 260 l/ngày (tính cho thời gian vận hành 8 giờ/ngày vào thời gian có nắng), đảm bảo hoàn toàn yêu cầu ban đầu khi thiết kế hệ thống là 200 l/ngày.

Thiết bị tách ẩm với công suất 200 l/ngày sử dụng cả 2 nguồn điện (nguồn điện từ lưới điện quốc gia và nguồn điện từ pin năng lượng mặt trời). Thành công này cho thấy sức sáng tạo của các nhà khoa học Việt Nam nhằm đáp ứng nhu cầu nước ngọt cho người dân, đặc biệt ở vùng sâu, vùng xa nơi có khó khăn trong việc tiếp cận lưới điện quốc gia. Trong bối cảnh nhiều vùng có nguy cơ thiếu nước, công trình này đã góp phần đem lại một giải pháp ứng phó biến đổi khí hậu hiệu quả, giải quyết nhu cầu thiết thực về nước ngọt nước sạch và có nhiều tiềm năng nhân rộng.

Khánh Ly