Tiểu luận môn học sử dụng tiết kiệm hiệu quả năng lượng kiểm toán năng lượng cho hệ thống Đhkk của nhà thi Đấu Ở tỉnh bình Định

TỔNG QUAN VỀ KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG1.1 Khái niệm kiểm toán năng lượng Kiểm toán năng lượng là một quá trình, một hoạt động nhằm khảo sát, phân tích, và đánh giá thực trạng các hoạt động ti

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TIỂU LUẬN MÔN HỌC

SỬ DỤNG TIẾT KIỆM HIỆU QUẢ

NĂNG LƯỢNG

Kiểm toán năng lượng cho hệ thống ĐHKK của nhà thi đấu ở

tỉnh Bình Định

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG

1.1 Khái niệm kiểm toán năng lượng

Kiểm toán năng lượng là một quá trình, một hoạt động nhằm khảo sát, phân tích, và đánh giá thực trạng các hoạt động tiêu thụ năng lượng nhằm xác định mức tiêu thụ năng lượng của một hệ thống, một công trình và doanh nghiệp (gọi chung là đối tượng kiểm toán năng lượng) Từ đó xác định được những lĩnh vực

sử dụng năng lượng lãng phí để đưa ra các giải pháp nhằm sử dụng năng lượng hiệu quả Kiểm toán năng lượng giúp các đối tượng được kiểm toán xác định được khuynh hướng tiêu thụ năng lượng và biện pháp tiết kiệm năng lượng

Hình 1.1 Kiểm toán năng lượng

1.2 Mục đích của kiểm toán năng lượng

1.2.1 Mục tiêu của kiểm toán năng lượng

Năng lượng là hàng hóa có vị trí đặc biệt quan trọng trong xã hội, là yếu tố đầu vào cho mọi hoạt động sản xuất, là nhu cầu thiết yếu trong đời sống sinh hoạt của nhân dân, là yếu tố đảm bảo cho phát triển kinh tế - xã hội của mỗi quốc gia Chính vì vậy việc khảo sát đánh giá mức độ tiêu thụ năng lượng như thế nào cho hợp lý là rất quan trọng, từ đó kiểm toán năng lượng ra đời

Mục tiêu của kiểm toán năng lượng nhằm đánh giá thực trạng sử dụng năng lượng, sau đó xác định các giải pháp giảm suất tiêu thụ năng lượng, giảm các chi phí vận hành

 Kiểm toán năng lượng giúp giảm tiêu thụ năng lượng tại các hệ thống sản xuất và sinh hoạt trong khi vẫn duy trì hoặc cải thiện công suất dây

chuyền, năng suất lao động, sức khỏe con người, sự thoải mái và an toàn cho môi trường sống, môi trường làm việc;

 Kiểm toán năng lượng tập trung xác định các cơ hội tiết kiệm năng lượng và tiềm năng cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng;

 Kiểm toán năng lượng là công cụ trợ giúp quản lý và được phân thành kiểm toán năng lượng sơ bộ và kiểm toán chi tiết;

 Kiểm toán năng lượng đáp ứng các yêu cầu của luật định đối với doanh nghiệp

Với mục đích tiếp kiệm năng lượng đem lại hiệu quả cho hoạt động sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp cũng như sử dụng hiệu quả tài nguyên quốc gia thì việc kiểm toán năng lượng trong doanh nghiệp là vô cùng cần thiết

1.2.2 Lợi ích của kiểm toán năng lượng

Kiểm toán năng lượng mang lại rất nhiều lợi ích như:

 Kiểm toán năng lượng là một trong những bước đi đầu tiên và quan trọng để triển khai dự án tiết kiệm năng lượng, với điều kiện quá trình thực hiện một cách nghiêm túc và khoa học;

 Là tiền đề cho các hoạt động dẫn đến tiết kiệm năng lượng cho doanh nghiệp và là cơ sở triển khai các hoạt động sản xuất, kinh doanh của doanh nghiệp;

 Kiểm toán năng lượng lặp lại thường xuyên đảm bảo một hệ thống quản lý năng lượng bền vững trong doanh nghiệp;

 Khẳng định doanh nghiệp hoạt động đúng theo khuôn khổ pháp luật theo các quy định trong văn bản pháp luật cũng như các nghị định và thông tư liên quan;

 Tiết kiệm chi phí năng lượng, tiết kiệm giá thành, nâng cao khả năng cạnh tranh Đây được xem như là mục tiêu cao nhất và có lợi nhất đối với doanh nghiệp khi muốn thực hiện kiểm toán năng lượng và đầu tư giải pháp tiết kiệm năng lượng;

 Giảm bớt sự ô nhiểm, phát thải, đảm bảo chất lượng cuộc sống Lợi ích này liên quan đến yếu tố phát triển cộng đồng, xã hội, đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia

1.3 Nội dung của kiếm toán năng lượng

Có hai dạng Kiểm toán năng lượng là Kiểm toán năng lượng sơ bộ và Kiểm toán chi tiết:

1.3.1 Kiểm toán năng lượng sơ bộ

Bước 1: Thảo luận với đại diện cơ sở về các hoạt động và tiến độ công việc Bước 2: Thu thập dữ liệu phù hợp về lưu đồ sản xuất chung, mức sản xuất, sử dụng năng lượng và chi phí năng lượng cho toàn nhà máy và cho mỗi đơn vị sử dụng năng lượng, thực tiễn quản lý năng lượng,

Bước 3: Tham quan các khu vực đã được xác định trước và tập hợp dữ liệu theo:

- Xem xét các tài liệu liên quan (báo cáo, nhật ký vận hành, hoá đơn,…)

- Đối thoại, phỏng vấn các nhân viên phù hợp tại khu vực có liên quan

- Đọc các số liệu thực từ các dụng cụ đo hiện có

- Thực hiện các đo lường thực tế bằng các dụng cụ KTNL

Bước 4: Quan sát các phí tổn và tổn thất năng lượng trong khu vực khảo sát, xác định các tiềm năng TKNL (quản lý nội vi, hệ thống nhiệt, chiếu sáng, )

Bước 5: Đưa ra những khuyến nghị tức thời (nếu có) và trình bày các phát hiện trong các buổi thảo luận đã hoạch định với nhân viên của nhà máy

Với những doanh nghiệp chỉ sử dụng ít thiết bị máy móc hoặc doanh nghiệp

sử dụng nhiều thiết bị, máy móc trong sản xuất nhưng tạm thời chưa có nhu cầu kiểm toán năng lượng tổng thể, thay vào đó là khảo sát đơn giản cho quá trình sử dụng năng lượng

Kiểm toán sơ bộ tốn ít thời gian nhất (2 ngày đến 1 tuần với 2 chuyên gia)

và chi phí cũng thấp nhất, kết quả có được chính là sự nhận diện và đánh giá ban đầu về các cơ hội, tiềm năng tiết kiệm năng lượng của hệ thống

1.3.2 Kiểm toán năng lượng chi tiết

 Kiểm toán năng lượng chi tiết là giai đoạn sau của kiểm toán năng lượng

sơ bộ

 Kiểm toán năng lượng chi tiết sẽ tập trung vào các cơ hộ, xác minh lại, tính toán năng lượng chi tiết, đánh giá khả năng tiết kiệm, đưa ra các khuyến nghị, lập kế hoạch thực hiện các giải pháp tiết kiệm năng lượng

Bước 1: Chuẩn bị và lập kế hoạch kiểm toán cơ sở trên các thông tin thu được từ kiểm toán năng lượng sơ bộ

Bước 2: Quan sát, thủ nghiệm, đo đạc các dây chuyền, thiết bị, các hệ thống và quy trình thực hiện

Bước 3: Tiến hành tính toán dựa trên các thông tin thu được trong bước 2,3 và thực hiện bằng cân bằng năng lượng chung

Bước 4: Nhận dạng, thiết lập và đánh giá đặc tính kinh tế - kỹ thuật của các khuyến nghị bảo tồn năng lượng

Bước 5: Lập báo cáo

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG KIỂM TOÁN NĂNG

LƯỢNG 2.1 Tổng quan về công trình

Công trình nhà thi đấu gồm sân thi đấu đa năng có diện tích 2333,85 m2, sân khấu có diện tích 238,2 m2 , khu vực khán đài với 1800 ghế có tổng diện tích 659,1 m2 Công trình có thông số thiết kế là 80 (L) * 50 (W) * 14.2 (H)

Công trình nhà thi đấu được lắp đặt tại tỉnh Bình Định Công trình có nhiệt

độ ngoài trời là 35C và độ ẩm là 50% Nhiệt độ phòng điều hòa là t = 25C và độ

ẩm 60%

Bảng 2.1 Bảng thống kê diện tích tường, kính, gỗ các khu vực

g

Fcó không gian đệm, m2 Fkhông có không gian đệm, m2

1 Khán đài

2 Sân thi đấu,

Sân khấu

Hình 2.2 Mặt bằng hệ thống điều hòa không khí

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý của 1 trong 4 máy

Bảng 2.2 Thông số gió tươi các khu vực

Khu vực Lượng không khí tươi cần cấp, m3/h

2.2 Mô tả hệ thống, thiết bị

Với phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm Carrier xác định phụ tải lạnh đối với từng khu vực nhà thi đấu như sau:

Bảng 2.3 Phụ tải lạnh

1 Khán đài 410626,58 258225,02 668851,61

2 Sân thi đấu, sân khấu 428615,81 63215,18 491830,98

Đối với công trình này sẽ sử dụng sơ đồ 1 cấp (là một hệ thống tương đối đơn giản, đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh, vận hành không phức tạp, lại có tính kinh tế cao)

Hình 2.4 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp

1 – Cửa lấy gió tươi 2 – Buồng hoà trộn 3 – Phin lọc

4 – Giàn lạnh

7 – Miệng thổi 8– Không gian điều hoà 9 – Cửa thải

10 – Miệng hồi 11– Cửa gió hồi

Hình 2.5 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp biểu diễn trên ẩm đồ

N – Không khí trong ngoài trời T – Trong nhà

Bảng 2.4 Tổng hợp hệ số nhiệt hiện sử dụng trong sơ đồ điều hòa không khí

2 Sân thi đấu, sân khấu 0,98 0,87 0,10 0,97

Công trình sử dụng hệ thống điều hòa không khí Rooftop air conditioner được đặt trên mái của công trình, từ thiết bị không khí sẽ được vận chuyển vào trong không gian điều hòa nhờ đường ống gió, từ đường ống gió sẽ được phân ra thành nhiều ống gió nhánh nhỏ nhờ các chân rẽ, cuối cùng gió sẽ được đưa qua các miệng gió được bố trí hợp lý đảm bảo phân phối đều lưu lượng gió cho toàn thể không gian điều hòa Và không khí hồi sẽ được hút trở về qua các miệng gió, dẫn về ống gió chính và đưa trở lại thiết bị, lượng gió hồi sẽ hòa trộn với lượng gió tươi sau để đi vào thiết bị lặp lại chu trình ban đầu

Ta sẽ thực hiện kiểm toán năng lượng trên hệ thống điều hòa không khí rooftop air conditioner Hệ thống có sử dụng 4 máy được đặt trên mái, trong đó,

2 tổ máy ACPSE1340PG có công suất điện tiêu thụ là 93,32 kWh, 2 tổ máy ACPSE1020PG có công suất điện tiêu thụ là 66,78 kWh (thông số theo catalog của hãng Dunham Bush)

Bảng 2.5 Thông số thiết bị

(kW)

Số lượng

Lưu lượng (l/s)

Công suất điện (kW) Sân thi đấu ACPSE1020P

Khán đài ACPSE1340P

Bảng 2.6 Thời gian làm việc của khu vực sử dụng điều hoà

2.3 Tính toán mức tiêu thụ điện của hệ thống

Nếu 1 năm có 2700h chạy điều hòa không khí và được chạy toàn tải, ta có bảng sau:

Bảng 2.7 Mức tiêu thụ điện năng của hệ thống

Tên

phòn

g

Loại máy Q máy (kW) Số

lượng

Công suất điện (kW)

Số giờ sử dụng tron g năm

Điện năng tiêu thụ/năm (kWh)

Tổng điện năng tiêu thụ cả năm (kWh)

Sân

thi

đấu

432270 Khán

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH VÀ TÌM GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ

NĂNG LƯỢNG 3.1 Phân tích đặc tính kỹ thuật của hệ thống, so sánh với các hệ thống điều hòa khác

Hệ thống điều hòa không khí được sử dùng là hệ thống Rooftop air conditioner (RTU), nó bao gồm tất cả các thành phần của hệ thống điều hòa và sưởi ấm trong một thiết bị

Hình 3.6 Hệ thống điều hòa RTU

3.1.1 Cấu tạo

 Lớp vỏ

Ngoài cùng là lớp vỏ, có cấu tạo chắc chắn để bảo vệ cả thiết bị bao gồm cơ

và điện khỏi các điều kiện mỗi trường như nắng, mưa, tuyết… Trên lớp vỏ có một số ô mở được để tiện bảo trì thiết bị

 Cổng hút gió

Công hút gió sẽ nằm ở một đầu của thiết bị Đây là nơi không khí xung quanh sẽ được hút vào máy Cổng được thiết kế theo dàng mái nhà chéo xuống

để ngăn nước, bụi, mảnh vỡ xâm nhập vào bên trong Bên tỏng cổng sẽ có 1 lớp lưới nữa để tránh các loại động vật chui vào

 Van điều tiết

Không phải tất cả các RTU đều có van điều tiết Chúng có nhiệm vụ điều hòa lượng khí vào trong máy Cửa có thể mở, hoặc đóng, hoặc mở 1 phần phụ thuộc vào lượng khí cần đưa vào

 Bộ lọc

Bên cạnh van điều tiết là bộ lọc Các tấm lọc này có nhiệm vụ lọc các loại bui bẩn mà khống khí được đưa vào từ van điều tiết Bộ lọc này có thể tháo dời

để vệ sinh

 Cuộn trao đổi nhiệt:

Cuộn làm mát và cuộn sưởi, nằm sau bộ lọc là cuộn trao đổi nhiệt Chúng

có nhiệm vụ làm mát hoặc nóng không khí tùy vào nhu cầu sử dụng

 Quạt

Được đặt sau cuộn trao đổi nhiệt Có 2 loại là quạt ly tâm điều khiển bằng dây đai nhưng cũng có thể là quạt EC tiết kiệm điện năng Quạt sẽ lấy không khí khi đã được xử lý xong bởi các bộ phẩn trước đó để đưa ra tòa nhà

3.1.2 So sánh đối với các hệ thống khác

3.1.2.1 Ưu điểm chung

Sử dụng ít năng lượng hơn Đó là bởi vì tất cả các thành phần đã được lắp ráp và định cấu hình trong nhà máy ở điều kiện tối ưu, vì vậy hệ thống hoạt động

ở hiệu suất tối đa

Hệ thống không chiếm không gian trong nhà Mọi thứ đều ở trên mái nhà, ngoại trừ các ống dẫn Bạn không cần phải lãng phí không gian trong nhà đắt tiền cho thiết bị xử lý không khí

Cài đặt đơn giản hơn (đồng nghĩa với ít tốn kém hơn) Hầu hết công việc đã được thực hiện tại nhà máy Đó là lý do tại sao chi phí chung của RTU HVAC có

xu hướng thấp hơn so với các loại hệ thống khác

Quá trình bảo trì sửa chữa thiết bị nhanh hơn Vì tất cả các thành phần ở cùng một nơi nên kỹ thuật viên HVAC chẩn đoán sự cố và khắc phục sự cố sẽ nhanh hơn Một lần nữa, điều đó làm giảm chi phí

3.1.2.2 Đối với công trình được xét

Công trình được xét cần lượng tải lạnh và lưu lượng không khí khá lớn, chính vì vậy nếu sử dụng các hệ thống nhỏ khác thì phải cần rất nhiều thiết bị, gây ra việc lắp đặt khó khăn hơn

Công trình là nhà thì đấu đa năng, chính vì vậy việc tận dụng không gian mái của công trình để lắp đặt hệ thống là rất khả thi vì trên mái thông thoáng, thuận tiện sửa chữa bảo trì, lại không làm mất thẩm mĩ Nếu sử dụng một số hệ thống như âm trần hay package thì khó lắp đặt hơn, và còn có thể phải sử dụng thêm cả không gian trong nhà

 Chính vì vậy, hệ thống RTU là khả thi nhất đối với công trình nhà thi đấu

đa năng

3.1.3 Giải pháp để nâng cao hiệu quả năng lượng của hệ thống

 Tổ chức quản lý, vận hành hợp lý theo nhu cầu sử dụng

 Không để nhiệt độ trong phòng lạnh dưới mức cần thiết vì khi nhiệt độ bay hơi giảm 1C thì điện năng tiêu tốn ước tính tăng hơn 1%

 Cần có đội ngũ nhân viên chuyên nghiệp để quản lý và vận hành một cách đúng đắn, khoa học hệ thống điều hòa không khí và thông gió trong các công trình sẽ mang lại hiệu quả cao về tiết kiệm năng lượng

 Liên tục thực hiện việc theo dõi năng lượng tiêu thụ của thiết bị điều hòa và đồng thời kiểm tra qua hóa đơn tiền điện trong vòng khoảng 2-3 năm để biết năng lượng được sử dụng như thế nào? Kịp thời phát hiện

hệ thống làm việc kém hiệu quả khi nào. Từ đó tìm hiểu nguyên nhân gây nên việc tăng đột ngột trong quá trình tiêu thụ năng lượng, tất nhiên một phần sự thay đổi này tùy thuộc theo từng mùa. Biểu hiện nào có thể cho thấy rằng một hệ thống sưởi hoặc làm lạnh đang bắt đầu hoạt động kém hiệu quả hơn? Càng theo dõi và tìm hiểu sâu về mức tiêu thụ năng lượng của tòa nhà, bạn càng dễ dàng nhận ra và giải quyết các vấn đề

 Đảm bảo rằng hệ thống điều hòa luôn hoạt động với hiệu suất cao nhất giúp kiểm soát chi phí năng lượng bằng cách tự giác thiết lập thời gian

và tuân theo lịch trình bảo trì, bảo dưỡng Việc bảo trì, bảo dưỡng, kiểm tra thiết bị có thể giúp kiểm soát mọi thứ từ sự tiêu hao nhỏ về hiệu quả làm việc đến các sự cố lớn khác, giúp hạn chế sự tốn kém chi phí cũng như thay thế thiết bị kịp thời

 Thiết kế của một tòa nhà có thể gây ra sự thiếu hiệu quả về năng lượng Trong một số trường hợp, phải bỏ thời gian, công sức và chi phí

để thiết kế lại một phần của tòa nhà nhằm khắc phục vấn đề Ví dụ: Với những tòa nhà có hướng tiếp xúc nhiều với ánh nắng mặt trời  hoặc nằm ở hướng Tây, nên sử dụng loại tường hoặc kính, rèm cách nhiệt tốt hơn Những vị trí cửa tại sảnh có nhiều người ra vào nên sử dụng khoang ngăn gió hay quạt cắt gió để giảm thiểu tối đa năng lượng

bị thất thoát ra ngoài

 Giảm lượng nhiệt tác động lên không gian điều hòa:

 Giảm tổn thất qua kết cấu bao che

 Giảm tổn thất do bức xạ mặt trời

 Giảm tổn thất do rò lọt không khí

 Giảm tổn thát nhiệt do gió tươi đem vào

 Sử dụng ống nhiệt, hồi nhiệt