Hướng dẫn học sinh thi nghiên cứu KHKT dành cho THCS và THPT năm 2020-2021

             

          1. Lý do chọn đề tài

- Tình trạng biến đổi khí hậu toàn cầu như hiện nay ảnh hưởng rất nghiêm trọng tới chất lượng cuộc sống của con người. Trong khi đó, tỷ lệ nhà ở, công xưởng, xí nghiệp, trang trại, ... lợp bằng tấm tôn chiếm tỉ lệ lớn. Ngoài ưu điểm là bền, đẹp, tiện dụng thì chúng còn có nhược điểm là hấp thụ và bức xạ nhiệt nên vào mùa hè trời nắng, oi bức, nhiệt độ dưới mái nhà rất cao. Cách dưới mái tôn 1 mét, nhiệt độ có thể đạt từ 50^oC đến 60^oC.

- Trên thị trường có bán nhiều thiết bị điện tử làm mát nhưng giá thành cao và tiêu thụ lượng điện rất lớn nên không phải gia đình, nhà máy, công xưởng, trang trại nào cũng có thể lắp đặt. Đặc biệt, trong các nhà xưởng, chuồng trại với qui mô rộng lớn thì việc lắp đặt các thiết bị điện tử làm mát là rất tốn kém, ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế và thu nhập của người lao động.

- Qua tìm hiểu và chứng kiến không khí nóng bức, ngột ngạt giữa cái nắng oi bức của mùa hè dưới những mái nhà lợp tôn, chúng em  có ý tưởng thiết kế một Hệ thống làm mát mái nhà bằng nước ứng dụng cảm biến nhiệt độ. Tận dụng nguồn điện và nước sẵn có, điều kiện đặt ra là hệ thống phải tiết kiệm được điện, nước, lắp đặt dễ dàng, tiện dụng và hoạt động một cách tự động.

         2. Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu, đề xuất phương án và thiết kế hệ thống làm mát mái nhà bằng nước ứng dụng thiết bị cảm biến nhiệt độ và ổ cắm điện thông minh có khả năng điều khiển bằng điện thoại (giọng nói).

- Giúp con người vận hành hệ thống một cách dễ dàng, chủ động, thông minh và phù hợp với xu thế của cách mạng công nghệ 4.0, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống, đồng thời trực tiếp bảo vệ sức khỏe con người.

 

3. Sơ đồ thiết kế

	Chú thích:
	1.Mái nhà
	2.Cảm biến nhiệt độ
	3.Máy bơm
	4.Ống dẫn nước
	5.Vòi tỏa tròn
	6.Máng hứng
	7.Bể chứa nước
	8.Dây dẫn nguồn điện 220V
	9.Ổ cắm điện thông minh
	10.Phao đóng ngắt nguồn nước cấp tự động cho bể chứa
	11.Nguồn điện 220V
Sơ đồ thiết kế hệ thống làm mát mái nhà

 

PHÒNG GD&ĐT BÌNH GIA

TRƯỜNG PTDTBT TH&THCS VĨNH YÊN

-----------------

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

HỆ THỐNG LÀM MÁT MÁI NHÀ BẰNG NƯỚC ỨNG DỤNG  

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ

 

6. Đánh giá

Nội dung quan sát	Trước khi hệ thống hoạt động	Sau khi hệ thống hoạt động	So sánh, nhận xét
Nhiệt độ mái nhà	34oC	28oC	Giảm 6oC
Khả năng tưới nước	Không có nước	Nước tỏa đều mái nhà	Mái nhà được làm ướt
Lượng nước được thu về bể chứa	Còn nguyên vẹn mực nước trong bể chứa	Giảm ít do bốc hơi và làm ướt mái nhà	Tiết kiệm nước
Khả năng tự động đóng, ngắt mạch điện	Không có khả năng hoạt động tự động	Đóng, ngắt tự động theo nhiệt độ đã cài đặt	Hoạt động ổn định, độ nhạy cao
Không khí môi trường xung quanh nhà	Ngột ngạt, oi bức	Trong lành, mát mẻ	Cải thiện không khí môi trường xung quanh ngôi nhà

7. Kết luận

- Hệ thống làm mát mái nhà bằng nước là một hệ thống đơn giản, rẻ tiền, dễ dàng lắp đặt và sử dụng. Sử dụng van phun toả tròn giúp nước được tưới ướt đều bề mặt mái nhà, làm giảm nhiệt độ nhanh và hiệu quả.

- Thiết bị cảm biến nhiệt độ và ổ cắm thông minh giúp cho hệ thống làm việc tự động, có thể cài đặt và điều khiển dễ dàng từ xa bằng điện thoại theo ý muốn.

- Máng hứng nước được thu về bể giúp tiết kiệm nguồn nước.

- Dự án này có tác động tích cực trực tiếp đến sức khoẻ con người, giúp môi trường sống và làm việc của con người được cải thiện.

- Áp dụng mô hình này vào nhà ở, các nhà xưởng và chuồng trại giúp giảm chi phí đầu tư, tăng năng suất lao động.

 

8. Kiến nghị

- Với khả năng chống nóng cho mái nhà hiệu quả, chi phí lắp đặt rẻ, bền, dễ dàng sử dụng và đặc biệt là an toàn và tiết kiệm. Chúng em mong muốn đề tài này nhận được sự quan tâm của các ban ngành, doanh nghiệp trong huyện Bình Gia xem xét, tiếp tục nghiên cứu và cải tiến để triển khai nhân rộng trên toàn quốc.

- Đây chắc chắn sẽ là giải pháp chống nóng cho ngôi nhà cần thiết, đặc biệt mang lại hiệu quả kinh tế khi áp dụng cho những chuông trại, nhà xưởng có qui mô rộng lớn.