Đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng trong khu vực tòa nhà chung cư và hộ gia đình có sử dụng điều hòa không khí điều khiển biến tần

iii, Đánh giá mức độ tiêu thụ điện năng của máy điều hòa không khí sử dụng công nghệ biến tần inverter so với máy điều hòa không khí loại cũ thông thường không sử dụng công nghệ biến tần

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

NGUYỄN TRUNG DŨNG

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TRONG KHU VỰC TÒA NHÀ CHUNG CƯ VÀ HỘ GIA ĐÌNH CÓ SỬ DỤNG

ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ KIỂU BIẾN TẦN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGÀNH: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

HÀ NỘI – 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

NGUYỄN TRUNG DŨNG

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TRONG KHU VỰC TÒA NHÀ CHUNG CƯ VÀ HỘ GIA ĐÌNH CÓ SỬ DỤNG ĐIỀU

HÒA KHÔNG KHÍ KIỂU BIẾN TẦN

Chuyên nghành: Công Nghệ Nhiệt Lạnh

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS TS PHẠM HOÀNG LƯƠNG

HÀ NỘI – 2012

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

***

Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn thạc sỹ này do tôi nghiên cứu và thực hiện dưới sự hướng dẫn của Thầy giáo PGS.TS Phạm Hoàng Lương Để hoàn thành bản luận văn này, ngoài các tài liệu tham khảo đã liệt kê, tôi cam đoan không sao chép các công trình hoặc thiết kế tốt nghiệp của người khác

Tôi cam đoan những nội dung viết trên đây là đúng sự thật, nếu sai Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Hà Nội, ngày 25 tháng 04 năm 2012

NGUYỄN TRUNG DŨNG

LỜI CẢM ƠN

Trước hết tôi vô cùng biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo PGS.TS Phạm Hoàng Lương – người đã trực tiếp dành nhiều thời gian tận tình hướng dẫn, cung cấp những thông tin quý báu giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Công ty cổ phần Việt Kim đã tạo nhiều điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện bản luận văn này

Sau cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến đội ngũ cán bộ của Viện Nhiệt Lạnh – đại học Bách Khoa Hà Nội, người thân cùng bạn bè đồng nghiệp, những người luôn giúp đỡ, cổ vũ động viên tôi hoàn thiện bản luận văn này

Hà Nội, ngày 25 tháng 04 năm 2012

NGUYỄN TRUNG DŨNG

MỤC LỤC

Trang Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Danh mục các bảng

Danh mục hình vẽ

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Cơ sở đề tài ……… ….…1

1.2 Mục tiêu của đề tài ……… ….….3

1.3 Phương pháp nghiên cứu ……… … 4

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ……… … 4

1.5 Trình tự luận văn ……… ….5

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG VÀ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ GIA DỤNG TẠI VIỆT NAM 2.1 Phân bố tiêu thụ năng lượng trong công trình nhà ở dân dụng tại Việt Nam ……… 6

2.2 Thị trường điều hòa không khí tại Việt Nam ……… …… 12

2.2.1 Đánh giá thị trường điều hòa không khí tại Việt Nam ………… ………12

2.2.2 Chính sách của nhà nước về việc tiết kiệm năng lượng ……… 16

2.3 Giải pháp giảm tiêu hao năng lượng của hệ thống điều hòa không khí ….18

2.3.1 Quản lý nội vi……… ……… ……….…18

2.3.2 Các giải pháp kỹ thuật……… ……….…19

2.3.2.1 Giải pháp chung ……….…19

2.3.2.2 Công nghệ biến tần trong điều hòa không khí gia dụng loại 2 cục … 22

2.4 Kết luận ……… ……… ……… 26

CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH NĂNG LƯỢNG CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ GIA DỤNG

3.1 Phân loại và đánh giá sơ bộ các loại điều hòa không khí ……… … 28

3.2 Phương pháp đánh giá hiệu quả năng lượng của điều hòa không khí …….34

3.2.1 Hệ số hiệu quả COP ……….……….34

3.2.2 Hệ số chạy non tải tích hợp IPLV ……….… 37

3.2.3 Chỉ số hiệu quả toàn năm APF/CSPF… ……… … 42

3.2.4 Kết luận ……….……44

CHƯƠNG 4: TIỀM NĂNG TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG CỦA ĐIỀU HÒA BIẾN TẦN 4.1 Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm……… …….45

4.1.1 Nhà mẫu 01 – Nhà riêng ……… 46

4.1.2 Nhà mẫu 02 – Nhà liền kề ……….……… 46

4.1.3 Nhà mẫu 03 – Căn hộ chung cư mới ……… ……… 46

4.2 Phương pháp mô phỏng xử lý số liệu……… …… 47

4.3 Phương pháp đo ……… ….47

4.4 Phương pháp phân tích số liệu ……….50

4.5 Số liệu và thông tin nhà mẫu ……… … 57

4.5.1 Đặc điểm nhà mẫu 01 – Nhà riêng.……… … 57

4.5.2 Đặc điểm nhà mẫu 02 – Nhà liền kề ……… …… 58

4.5.3 Đặc điểm nhà mẫu 03 – Căn hộ chung cư mới ……… …… 59

4.6 Kết quả tính toán ……….…….61

4.6.1 Tính COP ……… 61

4.6.1.1 Nhà mẫu 01 – Nhà riêng ……… 61

4.6.1.2 Nhà mẫu 02 – Nhà liền kề ….……….……… … 64

4.6.1.3 Nhà mẫu 03 – Căn hộ chung cư mới ……… … 66

4.6.2 Tính chênh lệch điện năng tiêu thụ ……….……… 68

4.6.3 So sánh hệ số COP giữa điều hòa có biến tần và điều hòa không có biến tần

……… ……….…… ……… ……… ……….64

4.6.3.1 Nhà mẫu 01 – Nhà riêng ……… ……… 64

4.6.3.2 Nhà mẫu 02 - Nhà liền kề ……… ……… ……… 65

4.6.3.3 Nhà mẫu 03 – Căn hộ chung cư mới ……… … 66

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 5.1 Kết luận ……… ……… 68

5.2 Đề xuất ……… …… 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO ……… 70

PHỤ LỤC 1 Phụ lục 1 – Thông tin nhà mẫu ……… 73

2 Phụ lục 2 – Mặt bằng căn hộ khảo sát ……….81

3 Kết quả đo……… ……… … ……….……84

3.1 Nhà mẫu 01 ……… ……… 84

3.2 Nhà mẫu 02 ……… ……… 85

3.3 Nhà mẫu 03 ……… ……… 87

4 Tính Qo ……… ……… 89

4.1 Nhà mẫu 01 ……… ………89

4.2 Nhà mẫu 02 ……… ………90

4.3 Nhà mẫu 03 ……… ………95

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Chi tiết thông tin về căn hộ khảo sát ……….…….8 Bảng 2.2: Tỷ lệ phân bố điện năng tiêu thụ tới các thiết bị tiêu thụ điện chính trong nhà ……….…10 Bảng 2.3: Số liệu về sự phát triển kinh tế Việt nam ……… 13

Bảng 2.4: Thị trường máy ĐHKK và thị phần điều hòa gia dụng của Việt Nam … 14

Bảng 2.5: Hiện trạng và dự đoán về tăng trưởng thị trường điều hòa nhà riêng tại Việt Nam ……… ……….… 15 Bảng 2.6: Dữ liệu về thị trường điều hòa ……….… 15 Bảng 2.7: Các giải pháp kỹ thuật giảm tiêu hao năng lượng điều hòa không khí …….20 Bảng 3.1 So sánh các hệ thống điều hòa không khí ……… …… 32 Bảng 3.2: Hệ số COP và các ký hiệu đồng nghĩa và ngược lại ……….36 Bảng 3.3- Phạm vi của tiêu chuẩn ARI 550/590 -2003 ……… 38 Bảng 3.4- Điều kiện vận hành tiêu chuẩn – ARI Standard 550/590-2003 ……… … 39 Bảng 3.5- Phân nhóm hệ thống ĐHKK theo ARI Standard 550/590-2003 ……… …40 Bảng 3.6 - Bảng hệ số công thức tính IPLV cho nhóm 4 –Bảng 3.5 ……… 41 Bảng 3.7- Bảng hệ số công thức tính IPLV – Nhóm 4 Số liệu khí hậu Hà Nội ………42 Bảng 4.1: Các thông số của máy điều hòa được xác định qua thực tế… ………… 49 Bảng 4.2: Kết quả tính toán hệ số truyền nhiệt kiến trúc 03 hộ ……… 51 Bảng 4.3: Phân tích các loại tường ………52 Bảng 4.4: Thông tin khảo sát (nhà mẫu số 01) ……… 50 Bảng 4.5: Thông tin kết cấu các bức tường và cửa sổ (nhà mẫu số 01)… ………… 51 Bảng 4.6: Thông tin khảo sát (nhà mẫu số 02) ……… 52 Bảng 4.7: Thông tin kết cấu các bức tường và cửa sổ (nhà mẫu số 02)… ………… 52 Bảng 4.8: Thông tin khảo sát (nhà mẫu số 03) ……… 53 Bảng 4.9: Thông tin kết cấu các bức tường và cửa sổ (nhà mẫu số 03)… ………… 54 Bảng 4.10: Kết quả tính COP nhà mẫu 01 …… ……… 55

Bảng 4.11: Kết quả tính COP nhà mẫu 02 ……… ……… 58

Bảng 4.12: Kết quả tính COP nhà mẫu 03 … ………… ………60

Bảng 4.13: Điện năng tiêu thụ tổng hợp của 3 nhà mẫu … ……… ………… …….63

Bảng 4.14: Tổng điện năng tiêu thụ của điều hòa trong toàn bộ quá trình đo đạc ….63

Bảng 4.15: Bảng tính Qo cho máy biến tần và không biến tần cho nhà mẫu 01…… 64

Bảng 4.16: Bảng tính COP cho máy biến tần và không biến tần cho nhà mẫu 01… 64

Bảng 4.17: Bảng tính Qo cho máy biến tần và không biến tần cho nhà mẫu 02…… 65

Bảng 4.18: Bảng tính COP cho máy biến tần và không biến tần cho nhà mẫu 02… 65

Bảng 4.19: Bảng tính Qo cho máy biến tần và không biến tần cho nhà mẫu 03… ….66

Bảng 4.20: Bảng tính COP cho máy biến tần và không biến tần cho nhà mẫu 03… 66

Bảng PL3.1: Kết quả đo nhà mẫu 01 – Nhà riêng ……… ………….….84

Bảng PL3.2: Kết quả đo nhà mẫu 02 – Nhà liền kề ………85

Bảng PL3.3: Kết quả đo nhà mẫu 03 – Căn hộ chung cư mới ……… …….…87

Bảng PL4.1: Kết quả tính Qo nhà mẫu 01 ……….… 89

Bảng PL4.2: Kết quả tính Qo nhà mẫu 02 ……….… 90

Bảng PL4.3: Kết quả tính Qo nhà mẫu 03 ……….……….…….94

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1: Phân bổ tiêu thụ điện năng tại trung tâm thương mại và văn phòng cho thuê

……….…… 6

Hình 2.2: Phân bổ tiêu thụ điện năng của khách sạn ……….……… 7

Hình 2.3: Phân bổ tiêu thụ điện năng của công trình nhiều chức năng ……… 7

Hình 2.4: Phân bổ tiêu thụ điện năng của nhà mẫu 01……… ……… 10

Hình 2.5: Phân bổ tiêu thụ điện năng của nhà mẫu 02……… ……… 11

Hình 2.6: Phân bổ tiêu thụ điện năng của nhà mẫu 03……… ……… 11

Hình 2.7: Bản đồ Việt Nam ……….……….………….12

Hình 2.8: Phân bổ năng lượng máy FT35GV1G/R35GV1G - DAIKIN ………….….23

Hình 3.1: Phân loại hệ thống điều hòa không khí ……… …….… 28

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý máy điều hoà không khí công suất nhỏ (cục bộ) ……… 29

Hình 3.3: Máy điều hòa dạng ghép (Multy) ……… 29

Hình 3.4: Máy điều hòa nguyên cụm dạng VRV ……….…….…30

Hình 3.5: Hệ thống trung tâm nước giải nhiệt gió – Water Chiller … ……… 31

Hình 3.6: Phân loại COP khác nhau ……… ……… 35

Hình 3.7 Sự phân bố Ton-giờ của nhóm 1 ……….………… 40

Hình 4.1: Sơ đồ kết nối các đối tượng và vị trí các đầu đo ……… 48

Hình 4.2: Bộ chuyển đổi và lưu trữ giữ liệu HIOKI ……….…48

Hình 4.3: Phân bố COP theo tải lạnh theo ngày của nhà mẫu 01 của máy điều hòa không khí không biến tần ……….….57

Hình 4.4: Phân bố COP theo tải lạnh theo ngày của nhà mẫu 01 của máy điều hòa không khí biến tần ……….…57

Hình 4.5: Phân bố COP theo tải lạnh theo ngày của nhà mẫu 02 của máy điều hòa không khí không biến tần ……….…….…59 Hình 4.6: Phân bố COP theo tải lạnh theo ngày của nhà mẫu 02 của máy điều hòa không khí biến tần ……….…59 Hình 4.7: Phân bố COP theo tải lạnh theo ngày của nhà mẫu 03 của máy điều hòa không khí không biến tần ……….….62 Hình 4.8: Phân bố COP theo tải lạnh theo ngày của nhà mẫu 03 của máy điều hòa không khí biến tần ……….…62 Hình 4.9: So sánh COP của máy điều hòa biến tần (INV) và không biến tần (N.INV) nhà mẫu 01 ……… ….….65 Hình 4.10: So sánh COP của máy điều hòa biến tần (INV) và không biến tần (N.INV) nhà mẫu 02 ……… ….….66 Hình 4.11: So sánh COP của máy điều hòa biến tần (INV) và không biến tần (N.INV) nhà mẫu 03 ……… ….….67

Ở nước ta, trên cơ sở xác định được các nguy cơ thách thức nêu trên, Nhà nước đã kịp thời có những bước đi thích hợp nhằm xây dựng cơ sở pháp lý và tạo ra sự chú ý

và đồng thuận trong toàn xã hội cũng như các ngành các giới có liên quan để cùng chung sức giải quyết vấn đề như sau:

- Nghị định số 102/2003/NĐ-CP ký ngày 03/09/2003 về sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả;

- Chương trình mục tiêu Quốc gia về Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả giai đoạn 2006-2015 đã được Thủ Tướng Chính phủ phê duyệt ngày 14.04.2006;

- Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả được Quốc hội khóa XII thông qua ngày 17/06/2010

Trong khi đó theo các nghiên cứu gần đây tiêu thụ năng lượng trong khu vực nhà dân và các tòa nhà thương mại chiếm tới 23-24 % tổng điện năng tiêu thụ Không những thế, từ khi thực hiện chính sách mở cửa và chuyển đổi nền kinh tế sang cơ chế thị trường có sự điều tiết của Nhà nước, nhu cầu năng lượng sử dụng trong khu vực này đã gia tăng một cách nhanh chóng, đặc biệt là các khu vực đô thị Điều này

có thể lý giải là do tốc độ tăng trưởng của khu vực nhà ở và công trình công cộng trong giai đoạn 1996 – 2000 trung bình 12% hàng năm Hiện nay, tốc độ này là khoảng 15% và sẽ cao hơn nữa để đáp ứng yêu cầu của tốc độ đô thị hoá và sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước [16]

Năng lượng sử dụng trong các toà nhà, đặc biệt các công trình cao tầng và thương mại tại Việt Nam là lớn, nhưng lại tản mạn, không tập trung Do đó việc kiểm soát

và vận động thực hiện tiết kiệm năng lượng khó hơn nhiều so với các hộ tiêu thụ năng lượng trong khu vực công nghiệp hay giao thông Do vậy cần thiết phải khảo sát những trở ngại rào cản để tìm ra nguyên nhân và kiến nghị các giải pháp thực hiện hữu hiệu

Tại Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng cũng như nhiều đô thị loại

1 và 2 khác trong cả nước đã xuất hiện nhiều công trình nhà ở chung cư cao tầng, cao ốc văn phòng, khách sạn 4 – 5 sao với số phòng lớn, các trung tâm thương mại siêu thị Đây là nguồn tiêu thụ năng lượng lớn cần quan tâm Chỉ tính riêng ở Hà Nội và TP Hồ Chí Minh đã có hàng trăm dự án các khu đô thị mới, cùng với các công trình nhà ở căn hộ cao tầng được xây dựng hoàn thiện, trong đó phần lớn đã đi vào sử dụng Nhiều công trình khách sạn cao tầng, cao ốc văn phòng và trung tâm thương mại có diện tích sàn sử dụng trên 10.000m2 và tiêu thụ điện năng lớn hơn 1 –

2 triệu kWh/năm Đây là những hộ tiêu thụ điện năng lớn cần được quản lý và có biện pháp nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng

Trong khu vực các công trình thuộc nhà nước quản lý, việc sử dụng năng lượng vẫn lãng phí và kém hiệu quả Do bao cấp và thiếu kiểm soát, vẫn tồn tại tập quán sử dụng, vận hành thiếu ý thức (như ra khỏi phòng không tắt đèn, mở cửa khi bật điều hoà,…) cùng những yếu tố chủ quan như sử dụng các thiết bị kém hiệu suất năng lượng, lắp đặt thiết bị không đúng, chưa quan tâm đúng mức đến khả năng cách nhiệt của các loại vật liệu xây lắp kết cấu bao che của các công trình, không tận dụng thông thoáng và chiếu sáng tự nhiên Phần lớn các công trình công cộng như các toà nhà hành chính, trường học, bệnh viện, khách sạn được xây dựng trước đây đều dựa trên tiêu chuẩn thiết kế thấp, sử dụng các thiết bị cũ lạc hậu có hiệu suất năng lượng chưa cao Mặt khác, do hạn chế của điều kiện kinh tế xã hội nên việc sử dụng năng lượng trong những công trình này kém hiệu quả và gây lãng phí

Đối với việc xây dựng các công trình nhà ở và công trình công cộng từ các nguồn vốn không phải từ ngân sách nhà nước, chủ đầu tư và người sử dụng đã bắt đầu có ý thức tiết kiệm để giảm khoản chi phí tiền điện hàng tháng Nhiều công trình khách sạn và công trình cao tầng mới xây dựng tại các đô thị từ nguồn vốn đầu

tư nước ngoài Những công trình này thường được thiết kế xây dựng theo tiêu chuẩn của nước ngoài Trong số đó phần lớn công trình đã được thiết kế không thích hợp với điều kiện khí hậu tự nhiên và kinh tế kỹ thuật của Việt Nam Trong quá trình

vận hành sử dụng nhiều năng lượng một cách không hợp lý và có nhu cầu sử dụng năng lượng lớn

Chính phủ đã ban hành Nghị định số 102/2003/NĐ-CP về sử dụng năng lượng tiết kiệm và có hiệu quả, trong đó có qui định về tiết kiệm năng lượng trong các toà nhà Tháng 11/2005, Bộ trưởng Bộ Xây dựng đã ký quyết định ban hành Qui chuẩn Xây dựng Việt Nam – Các công trình xây dựng sử dụng năng lượng có hiệu quả Lần đầu tiên Việt Nam đã ban hành một khung pháp quy định kỹ thuật về tiết kiệm năng lượng trong công tác thiết kế xây dựng các công trình cao tầng và thương mại Những qui định này bắt buộc đối với các công trình có qui mô diện tích sàn sử dụng trên 2500 m2 trở lên

Theo thống kê cho biết: tổng sản lượng điện tiêu thụ trung bình mỗi ngày của TP.Hồ Chí Minh hiện khoảng 44,6 triệu kWh, vượt 1,1 triệu kWh/ngày so với sản lượng 43,5 triệu kWh được phân bổ như hiện nay Trong đó, sản lượng điện tiêu thụ cho thắp sáng, điều hòa không khí, sinh hoạt và hành chính sự nghiệp là 17,84 triệu kWh/ngày Do vậy, nếu các gia đình và cơ quan tiết kiệm khoảng 6% sản lượng điện tiêu thụ, TP.HCM sẽ tiết kiệm khoảng 1,07 triệu kWh/ngày [16]

Trong khi đó các tòa nhà cao tầng hiện đại và các hộ nhà dân có mức độ tiêu thụ năng lượng cho điều hòa không khí (ĐHKK) trong các tháng mùa hè chiếm 30%60% toàn bộ tiêu thụ điện năng Hơn nữa , nhu cầu sử dụng điều hòa trong khu vực các hộ dân cư và thương mại ngày càng gia tăng, dẫn tới sự gia tăng đáng

kể tiêu thụ điện năng tại khu vực này Do đó rất cần có những giải pháp nhằm tiết kiệm năng lượng trong khu vực này

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài luận văn sẽ có 3 mục tiêu như sau:

i, Đánh giá mức độ tiêu thụ năng lượng của điều hòa không khí loại gia dụng trong điều kiện thực tế của hộ gia đình tại Hà Nội, có tính đến thói quen sống và điều kiện khí hậu

ii, Xác định phương pháp đánh giá đặc tính tiêu thụ năng lượng của điều hòa không khí loại gia dụng trong điều kiện thực tế tại Việt Nam nói chung và Hà Nội nói riêng

iii, Đánh giá mức độ tiêu thụ điện năng của máy điều hòa không khí sử dụng công nghệ biến tần (inverter) so với máy điều hòa không khí loại cũ thông thường (không sử dụng công nghệ biến tần – Non Inverter) có cùng công suất danh định

1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Thu thập số liệu về mức độ tiêu thụ năng lượng của 30 hộ gia đình, phân tích biểu đồ năng lượng Phân tích về thị trường điều hòa không khí máy gia dụng loại 2 cục của Việt Nam trong những năm qua

Đánh giá, lựa chọn chỉ số xác định đặc tính năng lượng thích hợp cho nội dung nghiên cứu của đề tài từ các chỉ số COP, IPLV, APF/CSPF

Lựa chọn 03 căn hộ gia đình điển hình là nhà riêng (nhà mẫu số 01), nhà liền

kề (nhà mẫu số 02) và căn hộ chung cư mới (nhà mẫu số 03) Tiến hành đo đạc phân tích xác định chỉ số COP của hai loại điều hòa biến tần và không biến tần Phương pháp xác định COP thông qua mô phỏng không gian điều hòa bằng phần mềm tính tải của hãng điều hòa DAIKIN

1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu:

Đo đạc thông tin của điều hòa gia dụng loại 2 cục, công suất lạnh 12.000Btu/h loại không biến tần thực trạng đang được sử dụng tại các hộ gia đình

Thay thế các loại máy 2 cục công suất 12.000Btu/h loại không biến tần trên bằng chủng loại máy 12.000Btu/h có sử dụng công nghệ biến tần của hãng Panasonic Thực hiện lại việc đo đạc số liệu để làm cơ sở tính toán và so sánh

Phạm vi nghiên cứu:

Thực hiện khảo sát và đánh giá mức độ tiêu thụ năng lượng tại 30 căn hộ điển hình tại Hà Nội Trong đó 03 hộ gia đình đặc trưng cho ba dạng nhà phổ biến hiện nay tại Hà Nội là nhà riêng, nhà liền kề và căn hộ chung cư mới 03 căn hộ gia đình này sẽ được đo đạc để xác định công suất điện tiêu thụ, năng suất lạnh và chỉ số COP cho 02 loại điều hòa gia dụng biến tần và không biến được tần sử dụng

1.5 TRÌNH TỰ LUẬN VĂN

Luận văn được trình bày làm năm chương với nội dung cơ bản như sau: Chương 1 giới thiệu chung về luận văn với mục đích chính của luận văn Chương 2 đánh giá mức độ tiệu thụ năng lượng của điều hòa không khí gia dụng và tổng quan về trị trường điều hòa không khí loại gia dụng tại Việt Nam, nhận định của tác giả về việc nhu cầu sử dụng thiết bị điều hòa không khí loại tiết kiệm năng lượng là phù hợp với tình hình thực tế hiện nay tại Việt Nam Chương 3 thể hiện các phương pháp đánh giá đặc tính năng lượng của điều hòa không khí gia dụng tại Hà Nội, xác định hệ số COP làm cơ sở tính toán và nghiên cứu thực nghiệm của luận văn Chương 4 đánh giá mức độ tiết kiệm điện năng giữa điều hòa không khí gia dụng 2 cục loại biến tần

và không biến tần có cùng công suất danh định theo khảo sát thực nghiệm tại 03 hộ gia đình tại Hà Nội, tính toán các kết quả năng suất lạnh Qo, COP Các kết luận và

đề xuất ý kiến của tác giả được thể hiện tại chương 5 của luận văn

là 40% Và tại công trình có tính chất đa chức năng là 50%

Hình 2.1: Phân bổ tiêu thụ điện năng tại trung tâm thương mại và văn phòng cho thuê

Điều hòa không khí Khác

Đèn

Hình 2.2: Phân bổ tiêu thụ điện năng của khách sạn

Mặt khác, theo thống kê của đại học Bách Khoa Hà Nội khảo sát tại 30 căn hộ gia đình tại Hà Nội [6], dựa theo hóa đơn tiền điện trong ba tháng 5, 6 và 7 năm 2010 theo bảng chi tiết bên dưới

Other 5%

Pump 10%

Left,

escalator

15%

Lighting 20%

AC 50%

Khác Bơm

Thang

máy

Đèn

Điều hòa không khí

Ai r Condi ti oni ng 40%

Other 8%

Hot water

32%

l eft, escal ator 10%

Li ghti ng 10%

Đèn Thang

máy

Nước nóng

Khác

Điều hòa không khí

Bảng 2.1 Chi tiết thông tin về căn hộ khảo sát [6]

(kWh)

Trung bình lượng điện năng tiêu thụ theo diện tích

(kWh/m 2)

Trung bình lượng điện năng tiêu thụ theo số lượng người

(kWh)

Trung bình lượng điện năng tiêu thụ theo diện tích

(kWh/m 2)

Trung bình lượng điện năng tiêu thụ theo số lượng người

Với kết quả trên, dẫn tới tỷ lệ phân bố điện năng tiêu thụ tới các thiết bị tiêu thụ điện chính trong nhà, chi tiết theo bảng:

Bảng 2.2: Tỷ lệ phân bố điện năng tiêu thụ tới các thiết bị tiêu thụ điện chính trong

Refrigerator 18%

Water heater 21%

Other

Phân bổ tiêu thụ điện năng của nhà mẫu 01

Điều hòa không khí

Tủ Lạnh Bình nước nóng

Khác

Nhà mẫu 02:

Nhà mẫu 03:

Nhận xét: Với tổng hợp trên, ta dễ dàng nhận thấy điện năng tiêu thụ cho mỗi công trình và căn hộ, đặc biệt là nhà ở dân dụng, lượng điện năng tiêu thụ của điều hòa không khí chiếm tỷ lệ cao nhất trong các thiết bị sử dụng điện

Energy utilization in household

AC 31%

Refrigerator 8%

Water heater 9%

Other 52%

Energy utilization in household

AC 44%

Refrigerator 12%

Water heater 16%

Other 28%

Hình 2.5: Phân bổ tiêu thụ điện năng của nhà mẫu 02

Điều hòa không khí

Tủ Lạnh 8%

Bình nước nóng 9%

Khác

Hình 2.6: Phân bổ tiêu thụ điện năng của nhà mẫu 03

Điều hòa không khí

Tủ Lạnh 12%

Bình nước nóng

16%

Khác

Hình 2.7: Bản đồ Việt Nam

2.2 THỊ TRƯỜNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TẠI VIỆT NAM

2.2.1 ĐÁNH GIÁ THỊ TRƯỜNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TẠI VIỆT NAM

Việt Nam có vị trí ở Đông Nam Á với khí hậu nhiệt đới quanh năm Năm 2009 dân số

là 88 triệu người, tăng lên 89 triệu người năm 2010 Trong 10 năm gần đây Việt Nam

có tốc độ tăng trưởng kinh tế khá cao Việc gia nhập Khu vực Mậu dịch Tự do Đông Nam Á AFTA và ký kết hiệp định song phương Hoa Kỳ - Việt Nam tháng 12 năm

2001 đã đem lại cho tình hình kinh tế thương mại Việt Nam nhiều thay đổi vượt bậc Sau một quá trình thương lượng kéo dài hơn một thập kỉ, tháng 1 năm 2007, Việt Nam đã gia nhập Tổ chức Thương mại Quốc tế WTO Quyền thành viên WTO đã mang lại cho Việt Nam một vị trí trên thị trường quốc tế, và củng cố công cuộc cải cách kinh tế nội địa Để ngăn chặn lạm phát cao bắt đầu năm 2007, đầu năm 2008 chính quyền Việt Nam đã nâng mức lãi suất cơ

bản và dự trữ bắt buộc

Nền kinh tế có tốc độ tăng trưởng 8.5% năm 2007 và thu nhập bình quân cá nhân trên đầu người trong một năm là 2.600USD, với nông nghiệp chiếm 19.5%, công nghiệp – 42.3% và dịch vụ tại mức 38.2% [2]

Tuy nhiên năm 2008 Việt Nam phải đối mặt với một số khó khăn thách thức Mức lạm phát năm 2007 là 8.3% nhưng năm 2008 đã tăng lên mức 2 chữ số: đạt mức 27% năm 2008 trước khi hạ xuống còn 12% năm 2009 Sau nhiều năm tăng trưởng nhanh, hiện nay nền kinh tế Việt Nam phải đương đầu với nhiều vấn đề Có nhiều nguyên nhân cho sự thay đổi này mà chủ yếu nhất liên quan đến việc Việt Nam tiến tới gia nhập WTO vào cuối năm 2006 Tốc độ tăng trưởng kinh tế sẽ chậm lại trong những năm tới Chính phủ sẽ phải đối mặt với nhiều vấn đề kinh tế trong khoảng

thời gian 2008 – 2011 mà tiêu biểu nhất là khống chế lạm phát và giảm sức ép tiền

tệ Trong thời gian ngắn, nền kinh tế Việt Nam sẽ gặp nhiều khó khăn nhưng dài hạn

sẽ ổn định và tiếp tục là thị trường tiêu thụ hàng hóa tiềm năng nói chung, và đối với thị trường điều hòa không khí nói riêng

Bảng 2.3: Số liệu về sự phát triển kinh tế Việt nam [2]

Tỷ lệ tăng trưởng

4.0

Hiện trạng thị trường điều hòa không khí:

Hiện nay, điều hòa không khí đã trở thành nhu cầu thiết yếu không chỉ đối với sử dụng thương mại mà trong cả cuộc sống sinh hoạt Với khí hậu nhiệt đới gió mùa như tại Việt Nam, kết hợp với xu hướng nóng lên toàn cầu, nhu cầu sử dụng điều hòa tăng hàng năm, không chỉ trong mùa hè/mùa khô mà còn trong cả mùa đông với tính năng sưởi

Bên cạnh đó nhờ những thành công bước đầu của công cuộc Đổi mới, Công nghiệp hóa, Hiện đai hóa Đất nước, mức sống của nhân dân ngày càng được nâng cao Điều này càng tạo ra sức mua điều hòa không khí ngày càng lớn

Với các đặc điểm nêu trên, chúng ta có thể thấy thị trường điều hòa không khí của Việt Nam là thị trường đầy tiềm năng và có tốc độ phát triển rất cao Theo một số nghiên cứu gần đây trong năm năm trở lại đây, tốc độ tăng trưởng của thị trường điều hòa không khí của Việt Nam là rất cao, khoảng 20-30%/năm [7]

Rõ ràng đây là một thị trường rất năng động nhưng có tính cạnh tranh cao độ với những đặc điểm sau:

• Thị trường điều hòa Việt Nam có tới hơn 100 hãng điều hòa không khí, bao gồm sản phẩm nhập khẩu và lắp ráp nội địa với nhiều mức giá

• Thị trường bị ảnh hưởng bởi nhiều thiết bị trôi nổi với chất lượng không kiểm soát được, nhập lậu vào theo đường tiểu ngạch

• Các sản phẩm Nhật Bản được ưa chuộng nhất với giá trị cảm nhận cao

• Các tính năng công nghệ cao được quan tâm nhất

• Khách hàng có nhiều lựa chọn và nhạy cảm với giá thành

• Nhu cầu điều hòa không khí có độ co giãn cao phụ thuộc vào thời tiết, tình hình tài chính…

Các số liệu đánh giá của BSRIA Co Ltd Năm 2010 cho kết quả đánh giá mức tăng trưởng thị trường tương đối thấp là do các đánh giá được thực hiện trong năm 2008 khi khủng hoảng tài chính thế giới đang ở đỉnh điểm Trên thực tế đối với thị trường điều hòa không khí Việt Nam sự phục hồi mạnh mẽ xảy ra ngay từ năm 2009 và tới năm nay 2010 có một sự bùng nổ nhất định về thị trường máy ĐHKK Các nghiên cứu thị trường gần đây cho thấy một số nhà cung cấp hàng đầu của thị trường máy điều hòa không khí của Việt Nam có mức độ tăng trưởng doanh số bán hàng từ 3060% Cụ thể trong bảng 2.4 dưới đây:

Bảng 2.4: Thị trường máy ĐHKK và thị phần điều hòa gia dụng của Việt Nam [2]

Bảng 2.5: Hiện trạng và dự đoán về tăng trưởng thị trường điều hòa nhà riêng tại

Việt Nam [2]:

Bảng 2.6: Dữ liệu về thị trường điều hòa [2]:

Minisplits Máy điều hòa 2

cục công suất nhỏ (<5kW)

Máy điều hòa 2 cục công suất lớn

– trừ VRF (>5kW)

MHI Mitsubishi Electric Sanyo Hitachi Samsung Sharp Funiki JCI (York) TCL Reetech

LG Panasonic Toshiba Carrier MHI

Mitsubishi Electric Sanyo Hitachi Samsung Funiki Nagakawa General Fujitsu

Daikin Toshiba -Carrier MHI

LG Mitsubishi Electric

Trane Toshiba- Carrier JCI

(York) Daikin

LG

Reetech Daikin (McQuay) Others

Đối với thị trường điều hòa không khí của Việt Nam thị phần của các máy điều hòa gia dụng chiếm phần lớn từ 7585% tùy theo các cách đánh giá khác nhau với doanh thu 250350 triệu USD Trong đó loại điều hòa bán chạy nhất là điều hòa

hai cục có công suất 9000 18000 Btu/h, doanh số loại điều hòa này chiếm xấp xỉ 35 40% tổng lượng điều hòa không khí được bán trên thị trường Với điều kiện thời tiết nhiệt đới gió mùa của nước ta phần lớn điều hòa gia dụng là điều hòa một chiều lạnh, chỉ có một số hộ gia đình và khách sạn, văn phòng ở Miền Bắc sử dụng điều hòa gia dụng hai chiều Doanh số bán điều hòa hai chiều chỉ chiếm khoảng 10% so với tổng doanh số bán điều hòa gia dụng Các loại điều hòa gia dụng sử dụng công nghệ biến tần tiết kiệm điện hiện chưa được sử dụng rộng rãi [7]

Như vậy chúng ta có thể thấy máy điều hòa có công suất nhỏ (900018000Btu/h) được sử dụng chủ yếu trong gia dụng và các cơ sở kinh doanh, dịch vụ quy mô vừa

và nhỏ chiếm tỷ trọng chính trong thị phần và và doanh số của thị trường điều hòa Việt Nam

2.2.2 CHÍNH SÁCH NHÀ NƯỚC VỀ VIỆC TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG

Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã trở thành mục tiêu, xu hướng trong mọi hoạt động kinh tế, xã hội ở tất cả các nước trên thế giới Ở nước ta, Chính phủ đã quan tâm đến vấn đề sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả Ngày 03/09/2003 Chính phủ ban hành Nghị định 102/2003/NĐ-CP “Về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả” [8] Ngày 14 tháng 4 năm 2006 Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 79/2006/QĐ-TTg Phê duyệt Chương trình mục tiêu Quốc gia về sử dụng Năng lượng tiết kiệm và hiệu quả và Quyết định số 80/2006 QĐ-TTg Phê duyệt chương trình tiết kiệm điện giai đoạn 2006 - 2010 Ngày 28/06/2010 Quốc hội ban hành Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả Sử dụng tiết kiệm và hiệu quả nguồn năng lượng nói chung và điện năng nói riêng đã trở thành vấn đề quốc gia Để chủ trương, chính sách của nhà nước đi vào cuộc sống và phát huy hiệu quả, thì đòi hỏi sự tham gia tích cực từ mỗi cá nhân, từng hộ gia đình, các đơn vị sản xuất cho đến toàn xã hội

Hộ gia đình với việc sử dụng các thiết bị chiếu sáng, thiết bị gia dụng và đang

có xu hướng sử dụng ngày càng nhiều, chiếm tỷ trọng lớn trong tiêu thụ điện Theo điều tra, tổng lượng điện tiêu thụ khu vực hộ gia đình chiếm khoảng 35 - 40% tổng lượng điện tiêu thụ Quốc gia, có nơi lên đến 60 - 70% Do đó nếu việc tiết kiệm điện

sử dụng trong các gia đình có ý nghĩa rất lớn

Trước hết là tiết kiệm chi tiêu cho chính gia đình vì lượng tiền chi trả cho nhu cầu điện hàng năm tương đối lớn (Trung bình hàng năm mỗi người dân khu vực đô thị chi khoảng 6 - 8 triệu đồng)

Thứ hai là tiết kiệm cho nhà nước Theo các chuyên gia thì chi phí để sản xuất 1 kWh điện cao gấp 4 lần so với chi phí tiết kiệm 1 kWh Do đó tiết kiệm điện đồng nghĩa với tiết kiệm chi phí xây dựng các nhà máy điện Nhu cầu điện của nước

ta tăng nhanh trong những năm gần đây với khoảng 12%/năm và nước ta đã trở thành nước nhập khẩu điện Trong khi đó nguồn năng lượng truyền thống như than, dầu chiếm tỷ trọng tương đối trong sản xuất điện năng đang dần cạn kiệt Bộ Công Thương dự báo đến cuối thế kỷ này, các nguồn năng lượng của Việt Nam sẽ trở nên khan hiếm, các mỏ dầu và khí đốt sẽ dần cạn kiệt, nguồn thủy điện gần như đã khai thác hết, các nguồn năng lượng tái tạo (mặt trời, gió ) hầu như chưa được sử dụng, nhà máy điện hạt nhân vẫn đang trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện giải pháp Không chỉ nước ta mà ở phạm vi toàn thế giới, các chuyên gia kinh tế năng lượng đã cảnh báo rằng sẽ phải đối mặt với tình trạng khủng hoảng thiếu năng lượng trong vòng 5 năm tới

Thực hiện Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm

và hiệu quả trong thời gian qua Chính phủ, Bộ Công thương, EVN, nhiều địa phương và tổ chức đã nỗ lực thực hiện các chương trình, biện pháp nhằm mục đích tuyên truyền, phổ biến đến sâu rộng người dân thói quen sử dụng tiết kiệm và hiệu quả điện năng Phó Thủ tướng Chính phủ Hoàng Trung Hải đã có Thông báo số 343/TB-VPCP ngày 04/12/2009 chỉ đạo xây dựng chương trình tuyên truyền tiết kiệm năng lượng đến từng địa phương; đưa chương trình xuống các phường, xã, tổ dân phố, đưa chỉ tiêu tiết kiệm năng lượng là một trong các chỉ tiêu thi đua của các đơn vị; chỉ tiêu đánh giá gia đình văn hóa

Văn phòng tiết kiệm năng lượng Bộ Công Thương đã phối hợp với các cơ quan xây dựng các chương trình phát thanh và truyền hình chuyên đề về tiết kiệm năng lượng; hướng dẫn các Sở Công Thương triển khai các hoạt động tiết kiệm năng lượng tại địa phương, xây dựng các Chương trình tiết kiệm năng lượng trên địa bàn;

Tổ chức truyền thông cho các sản phẩm Điều hoà không khí, tủ lạnh, Quạt điện và bóng đèn compacts; Phối hợp với Bộ Khoa học và Công nghệ tiếp tục xây dựng và ban hành các bộ tiêu chuẩn về hiệu suất năng lượng cho các sản phẩm mục tiêu; Tiến hành khảo sát, đánh giá các thiết bị sử dụng năng lượng đang lưu thông trên thị trường, phục vụ cho việc dán nhãn sản phẩm tiết kiệm năng lượng; phối hợp với các

tổ chức Đoàn thể xã hội (Hội LHPN, Hội Nông dân,…) thực hiện các chương trình vận động cộng đồng tham gia các hoạt động tiết kiệm năng lượng; Phối hợp với Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức biên soạn tài liệu có giáo dục sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả vào các môn học của các cấp học

Luật số 50/2010/QH12 “Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả” do Quốc Hội ban hành ngày 17 tháng 6 năm 2010 đã quy định về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, chính sách, biện pháp thúc đẩy sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, quyền, nghĩa vụ, trách nhiệm của tổ chức, hộ gia đình, cá nhân trong sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

2.3 GIẢI PHÁP GIẢM TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

2.3.1 QUẢN LÝ NỘI VI

Đặc trưng cho phương pháp đặc tính tiêu thụ năng lượng của điều hòa không khí có nhiều định nghĩa như COP, IPLV, APF/CSPF Tuy nhiên, đều có bản chất là công suất lạnh/công suất điện Trong đề tài luận văn này, sử dụng phương pháp tính COP làm cơ sở tính toán

Để xác định COP, IPLV, APF/CSPF được rõ ràng, công suất điện hay lượng điện tiêu thụ có thể sử dụng thiết bị đo Tuy nhiên, điều khó khăn là xác định được năng suất lạnh tại thời điểm điện năng tiêu thụ tương ứng Đối với vấn đề cần giải quyết trong nội dung luận án này là phương pháp xác định năng suất lạnh Qo có phương trình cân bằng nhiệt tổng quát có dạng [14]:

QO = Qtrong + Qbx + Qlot (2.1)

Qtrong - Nhiệt phát sinh trong phòng (người, thiết bị, …) W;

Qbx - Nhiệt phát sinh do bức xạ (bức xạ qua kết cấu bao che, cửa sổ, W;

Qlot - Nhiệt tỏa ra do rò lọt không khí qua cửa và bổ sung khí tươi, W; Trên cơ sở các phương trình này và các thông số đo đạc thực tế nhiệt độ trong và ngoài nhà, cấu trúc nhà (tường, cửa sổ, thông gió, hướng mặt trời, …), cách sinh hoạt của gia đình, thiết bị điện trong nhà

Để giảm tiêu hao năng lượng, tương đương Q0 giảm, chúng ta thực hiện giảm các Q thành phần, cụ thể như sau:

- Thực hiện việc quản lý vận hành thiết bị trong nhà hợp lý và tiết kiệm Như tắt các thiết bị phát sinh nhiệt khi không sử dụng, thay thế các thiết bị phát sinh nhiệt nhiều bằng các thiết bị phát sinh nhiệt ít hơn có tính năng tượng tự

- Giảm tác động của bức xạ mặt trời: Đối với cửa sổ dùng các dạng màn che có kết cấu khác nhau (tấm che đứng, ngang, các nan chớp có thể xoay được, ) Đối với mái biện pháp tốt nhất là làm thêm mái che Giảm dòng nhiệt qua kết cấu bao che, do lượng nhiệt truyền vào nhà chủ yếu qua tường và trần, tùy vào đặc tính công trình mà ta có thể thêm vào các lớp cách nhiệt ở bên trong (xây mới), bên ngoài (cải tạo) Đối với trần cũng thêm lớp cách nhiệt hoặc làm thêm mái tôn chống nắng

- Chống rò lọt không khí : Sử dụng các cửa có khớp kín, kết hợp với các rèm che, hoặc phòng hay hành lang đệm Phải cấp lượng khí tươi hợp lý không quá nhiều nhằm giảm nhiệt độ và tiêu hao năng lượng của thiết bị do khí tươi đem vào Tuy nhiên cũng không thể bỏ lượng khí cấp vào để đảm bảo lượng khí tươi cấp vào phòng

2.3.2 CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

2.3.2.1 Giải pháp chung

Tập trung vào các giải pháp kỹ thuật nhằm hoàn thiện chế độ vận hành của hệ thống thiết bị và các giải pháp kỹ thuật sửa chữa thay thế Theo cấu tạo của hệ thống ĐHKK có thể chia ra các nhóm giải pháp giảm tiêu hao năng lượng tương ứng với các nhóm thiết bị chính như sau:

- Thiết kế tính toán: Tính năng suất lạnh phải hợp lý Có thể lấy các giá trị định hướng năng suất lạnh theo kinh nghiệm như sau: Đối với các không gian lớn như gian trưng bày, hội trường siêu thị 500-700Btu/h/m2, văn phòng hạng sang, khách sạn 800~1.000 Btu/h/m2 Có thể sử dụng các phần mềm tính tải của các hãng điều hòa không khí như DAIKIN, CARRIER để phép tính được chính xác và hợp lý nhất trong thời gian ngắn Chọn các hệ số tính toán phù hợp với quy mô và yêu cầu của công trình

- Bơm quạt: Sử dụng các hệ thống bơm quạt có lưu lượng thay đổi phụ thuộc vào phụ tải lạnh, có thể sử dụng các bơm quạt biến tần VSD trong trường hợp thiết bị hoạt động ở chế độ non tải trong thời gian dài

- Cụm máy nén: Biện pháp giảm tiêu hao năng lượng chủ yếu là hạ nhiệt độ ngưng tụ và tăng nhiệt độ bay hơi một cách tối ưu hay khả năng giảm tải máy nén (by Pass) Sử dụng các công nghệ có thể thay đổi tốc độ quay của máy nén, có thể thay đổi tốc độ quay của máy nén đáp ứng nhu cầu thay đổi thực tế của tải lạnh yêu cầu như công nghệ biến tần (inverter), kỹ thuật số (digital)

- Các hệ thống phụ: Tuân thủ đúng theo các yêu cầu lắp đặt của nhà sản xuất Ví dụ đường ống phải được lắp đặt và bảo ôn đúng quy cách Các đường ống gió cấp lạnh và gió hồi được lắp đặt đạt được tốc độ tại miệng gió theo tiêu chuẩn của thiết kế điều hòa không khí, …

* Tổng hợp cả hai giải pháp trên, một vài giải pháp được trình bày chi tiết trong bảng bên dưới:

Bảng 2.7: Các giải pháp kỹ thuật giảm tiêu hao năng lượng điều hòa không khí [13]

lượng

1 Dùng các cụm máy dân dụng

với hiệu suất thấp, tuổi thọ ngắn

Giải pháp rẻ tiền nhưng không hiệu quả,

Nên chuyển sang dùng loại có hiệu suất cao và chạy được lâu dài

2 Máy nén chạy non tải trong thời

gian dài

Máy nén chỉ hoạt động theo chế độ ON/OFF

Xem xét sử dụng máy điều hòa công nghệ biến tần hoặc kỹ thuật số

3 Nhiệt độ sôi quá thấp Ga cấp vào

không đủ

Hiệu chỉnh lại van tiết lưu, nạp thêm ga

STT Vấn đề Nguyên nhân Cách giảm chi phí năng

lượng

Đọng dầu Xả dầu, bơm dầu bổ

sung

Giàn lạnh bị bám bẩn

Bảo trì làm sạch giàn lạnh

4 Tổn thất do phải cấp khí tươi

vào không gian điều hòa

Cần cấp khí tươi

để đảm bảo tiện nghi trong không gian ĐH

Lắp thêm bộ thông gió thu hồi nhiệt HRV

5 Nhiệt độ phòng không đều

Thiết kế vị trí dàn lạnh ở vị trí không phù hợp hoặc do cấu trúc nhà

Duy trì nhiệt độ hợp lý,

bố trí lại vị trí các giàn lạnh hoặc bố trí thêm quạt để phân phối gió đều

6 Nhiệt độ, áp suất ngưng tụ cao

Dàn ngưng bị bẩn

Thường xuyên vệ sinh giàn ngưng

Để ánh nắng mặt trời chiếu vào giàn ngưng

Nên có mái che không để ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp vào giàn ngưng

7 Không có nhu cầu vẫn bật điều

hoà

Quản lý năng lượng chưa tốt

Nâng cao ý thức tiết kiệm điện

Sử dụng điều khiển cài đặt thời gian tắt/mở

STT Vấn đề Nguyên nhân Cách giảm chi phí năng

lượng

8 Có thiết bị toả nhiệt trong các

phòng điều hoà

Bố trí thiết bị chưa hợp lý

Cô lập các thiết bị toả nhiệt, thông gió các khu vực đặt thiết bị toả nhiệt

Thời gian vận hành các thiết bị hợp lý nhất

2.3.2.2 Công nghệ biến tần trong điều hòa không khí gia dụng loại 2 cục

Kết quả điều tra cũng cho thấy, khoảng 34,6% người tiêu dùng trong diện khảo sát chủ yếu tiếp nhận thông tin về sản phẩm máy điều hòa qua các nhà sản xuất, qua người bán hàng là 25%, và có tới 23,1% tiếp nhận thông tin qua bạn bè, người thân Nhưng khi quyết định mua sản phẩm, người tiêu dùng lại quan tâm hàng đầu tới độ tin cậy của sản phẩm (29%), giá cả (28%) và thương hiệu (10%), đứng thứ tư mới là yếu tố về tiết kiệm năng lượng [6] Theo các chuyên gia, trong thời gian tới người tiêu dùng nên quan tâm nhiều hơn tới yếu tố tiết kiệm năng lượng của sản phẩm vì điều này không chỉ góp phần bảo vệ môi trường mà còn giúp tiết kiệm chi phí khi sử dụng

Như đã trình bày ở mục trên, có rất nhiều giải pháp kỹ thuật nhằm giảm tiêu hao năng lượng của điều hòa không khí Trong luận văn này, với nghiên cứu cụ thể vào chủng loại máy điều hòa không khí gia dụng 2 cục trong hộ gia đình Do tính chất của hộ gia đình tại Việt Nam nói chung và Hà Nội nói riêng, điều hòa không khí luôn sử dụng trong điều kiện phụ tải nhỏ hơn 100% công suất danh định của thiết bị trong thời gian dài

Do đó, một trong những biện pháp kỹ thuật được nhiều hãng điều hòa không khí sử dụng là thực hiện biến tần (inverter) cho máy nén của thiết bị Thực tế chứng minh công suất tiêu thụ điện chủ yếu của điều hòa không khí là máy nén

Ví dụ cụ thể về sự phân bố năng lượng của máy treo tường qua chủng loại máy công suất lạnh danh định 12.700Btu/h của DAIKIN với model FT35GV1G/R35GV1G [3] như sau:

Hình 2.8: Phân bổ năng lượng máy FT35GV1G/R35GV1G - DAIKIN

Vì vậy, để tiết kiệm điện năng tiêu thụ của điều hòa không khí dạng cục bộ này, việc giảm công suất tiêu thụ điện năng của máy nén sẽ đóng vai trò chính và quan trọng nhất

* Phương pháp điều chỉnh năng suất lạnh của máy nén

Đối với các loại máy nén khác chúng ta cũng có những phương pháp điều khiển tương tự nhau Vì vậy, tại đây ta xét trên cơ sở loại máy nén đơn giản và phổ thông Chúng ta xét máy nén pittông [10]

Lưu lượng thể tích lí thuyết mà pittông quét được trong một đơn vị thời gian:

n.z.S.4

D.V

Do đó:

1 o 2

o

v

qnzS4

D

Q      

 , (2.3)

Từ công thức 2.3 dễ thấy có thể có các biện pháp sau để thay đổi năng suất lạnh: (1) λ, d và s thường khó thay đổi vì phụ thuộc vào nhà chế tạo

(2) v1: Tiết lưu đường hút Không tiết kiệm năng lượng, nên ít dùng

(3) z: Thay đổi số xi lanh

+ Ngắt hoàn toàn: ON/OFF (có thể là 1 xi lanh hoặc nhiều xi lanh giảm tải bậc thang)

+ Nối by Pass đường hút và đường đẩy

+ Nâng van hút trong khoang hút đẩy

(4) n: Thay đổi số vòng quay

Số vòng quay của động cơ máy nén được tính theo [10]:

) 1 (

s: Hệ số trượt

Ta có thể thay đổi số vòng quay bằng các phương pháp:

+ Thay đổi tỷ số truyền: Không sử dụng trong công nghệ điều hòa không khí

+ Thay đổi số cặp cực: Phụ thuộc nhà chế tạo, khó khăn

+ Sử dụng biến tần

Mặt khác, theo công thức:

P = U * I * Cosφ = 2 * π * f * I * Cosφ (2.5) Trong đó:

P : Điện năng tiêu thụ

U : Hiệu điện thế

I : Cường độ dòng điện

f : Tần số dòng điện Cosφ : Hệ số tổn hao

Vì vậy, khi tần số f thay đổi trong điều kiện U, I và Cosφ không đổi dẫn đến điện năng tiêu thụ của thiết bị điều hòa không khí được giảm theo tỷ lệ thuận với tần

số f

* Lợi ích của công nghệ biến tần trong điều hòa không khí 2 cục

Tại thời điểm khởi động máy, với dạng khởi động mềm nên dòng khởi động của máy nén rất nhỏ sau đó tăng dần bằng dòng điện định mức Do vậy không gây hiện tượng sụt nguồn điện đảm bảo an toàn cho hệ thống điện lưới và các thiết bị điện khác

Khi máy chạy đạt nhiệt độ yêu cầu, máy sẽ ngừng chạy, chờ đến khi nhiệt độ phòng tăng lên khoảng 2OC máy mới hoạt động trở lại và khi hoạt động trở lại máy chạy bằng 100% tải và luôn là 100% tải trong quá trình hoạt động Phạm vi điều chỉnh ON/OFF của máy thông thường là ±1OC so với nhiệt độ cài đặt

Trong khi đó, với máy điều hòa sử dụng công nghệ inverter, sau một thời gian hoạt động với công suất định mức nhiệt độ phòng sẽ giảm xuống bằng nhiệt độ cài đặt Tại thời điểm này nhiệt độ trong phòng sẽ thấp hơn nhiệt độ ngoài trời, tuỳ theo khả năng cách nhiệt của phòng với môi trường, độ kín của cửa và mật độ cửa đóng/mở mà lượng hơi lạnh bị thất thoát ra ngoài nhiều hay ít Về cơ bản lượng hơi lạnh này sẽ được bù bằng công suất làm lạnh của điều hoà Inverter Máy Inverter chạy với công suất nhỏ hơn công suất định mức, do vậy tốc độ vòng quay của máy nén thấp hơn tốc độ vòng quay định mức, nhờ vậy mà máy chạy êm hơn, dẫn đến điện năng tiêu thụ giảm hơn so với máy điều hòa thông thường

Công nghệ biến tần trong điều hòa không khí phù hợp với nhu cầu sử dụng điều hòa có phụ tải nhỏ hơn 100% công suất ban đầu trong thời gian dài hơn so với không có biến tần

Mặt khác, trong khi thiết kế hay cụ thể hơn trong quá trình chọn công suất máy điều hòa không khí, Chúng ta luôn thiết kế với nhiệt độ môi trường ở giờ cao nhất trong ngày nóng nhất của tháng có nhiệt độ cao nhất trong năm Trong khi thực

tế sử dụng lại luôn luôn thay đổi và thông thường là ở mức thấp hơn công suất đã chọn

Vì vậy, máy điều hòa không khí sử dụng công nghệ biến tần rất phù hợp với căn hộ gia đình bởi tính tiết kiệm điện năng tiêu thụ của mình

2.4 KẾT LUẬN

- Với các số liệu khảo sát đã nêu, chúng ta nhận thấy điện năng tiêu thụ cho mỗi công trình và căn hộ, đặc biệt là nhà ở dân dụng, lượng điện năng tiêu thụ của điều hòa không khí chiếm tỷ lệ cao nhất trong các thiết bị sử dụng điện Với các hộ gia đình, tỷ lệ trong khoảng từ 30% ~ 50% tổng tiêu thụ điện năng của gia đình, đó là chưa kể tới thói quen chỉ sử dụng điều hòa không khí khi nhiệt độ trong phòng quá nóng sau khi đã sử dụng quạt

- Với tốc độ tăng trưởng kinh tế, khả năng nhận thức đời sống lên cao, nhu cầu sử dụng điều hòa không khí đã tăng lên rõ rệt với số lượng lớn, dẫn đến nhu cầu sử dụng điện ngày càng cao, đặc biệt là trong các hộ gia đình, trong khi giá điện của Việt Nam cao so với thu nhập người dân

- Kết quả điều tra cũng cho thấy [6], khoảng 34,6% người tiêu dùng trong diện khảo sát chủ yếu tiếp nhận thông tin về sản phẩm máy điều hòa qua các nhà sản xuất, qua người bán hàng là 25%, và có tới 23,1% tiếp nhận thông tin qua bạn bè, người thân Nhưng khi quyết định mua sản phẩm, người tiêu dùng lại quan tâm hàng đầu tới độ tin cậy của sản phẩm (29%), giá cả (28%) và thương hiệu (10%), đứng thứ tư mới là yếu tố về tiết kiệm năng lượng Theo các chuyên gia, trong thời gian tới người tiêu dùng nên quan tâm nhiều hơn tới yếu tố tiết kiệm năng lượng của sản phẩm vì điều này không chỉ góp phần bảo vệ môi trường mà còn giúp tiết kiệm chi phí khi sử dụng

- Vấn đề tiết kiệm điện năng của điều hòa không khí là vấn đề đáng được quan tâm

và thực hiện trong thời gian sớm và trên diện rộng

- Công suất tiêu thụ điện chủ yếu của điều hòa không khí là máy nén Việc giảm tiêu hao năng lượng của điều hòa không khí loại gia dụng 2 cục chính là giảm tiêu hao

năng lượng của máy nén Một trong những giải pháp đã được nhiều hãng điều hòa không khí sử dụng là sử dụng công nghệ biến tần (inverter cho máy nén) Ngoài ra, còn một vài công nghệ nữa như sử dụng máy nén công nghệ kỹ thuật số (Digital), tuy nhiên công nghệ này mới được phát triển và chưa được sử dụng rộng rãi nhiều

CHƯƠNG 3

CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH NĂNG LƯỢNG CỦA ĐIỀU

HÒA KHÔNG KHÍ GIA DỤNG

3.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ CÁC LOẠI ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Để phân tích được các sử dụng năng lượng hiệu quả trong điều hòa không khí, việc đầu tiên ta phải có được cái nhìn tổng thể về các chủng loại điều hòa không khí cũng như các ứng dụng cơ bản cho hệ thống điều hòa không khí tương ứng

Theo tính tập trung, hệ thống điều hòa được phân thành ba loại: điều hòa cục bộ, điều hòa tổ hợp gọn (PAC) và hệ thống điều hòa trung tâm [11]

Hình 3.1: Phân loại hệ thống điều hòa không khí

Một số Cấu tạo các dạng điều hòa thông dụng

a Điều hòa cục bộ:

Trên hình trên là sơ đồ nguyên lý của hệ thống lạnh các máy điều hoà công suất nhỏ

Ở đây thiết bị tiết lưu là các ống mao Hiện nay trên thị trường đã tương đối phổ biến loại điều hòa cục bộ có thể điều chỉnh năng suất lạnh nhờ thay đổi lưu lượng môi chất lạnh thông qua thay đổi số vòng quay của động cơ máy nén nhờ công nghệ biến tần Loại máy này có ưu điểm khởi động mềm, tiết kiệm năng lượng hơn loại điều hòa thông thường có cùng công suất Nhược điểm chi phí đầu tư ban đầu cao

Điều hòa cục bộ bao gồm loại 1 cục, hai cục và điều hòa ghép (Multy)

b Máy điều hòa tổ hợp gọn PAC

Đây là nhóm các hệ thống điều hòa có công suất vừa và lớn Bản chất các máy điều hòa dạng này là sự phát triển của máy điều hòa cục bộ sang dạng máy công suất lớn

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý máy điều hoà không khí công suất nhỏ (cục

bộ)

Hình 3.3:

Máy điều hòa dạng ghép (Multy)