Các giải pháp tiết kiệm năng lượng (Sách tham khảo): Phần 2

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:68

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tiếp nội dung phần 1, cuốn sách Các giải pháp tiết kiệm năng lượng (Sách tham khảo) phần 2 cung cấp cho người đọc những kiến thức như: Giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống lạnh; Giải pháp tiết kiệm năng lượng hệ thống điều hòa không khí; Giải pháp tiết kiệm năng lượng hệ thống lò hơi; Giải pháp tiết kiệm năng lượng hệ thống bơm, quạt;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Các giải pháp tiết kiệm năng lượng (Sách tham khảo): Phần 2

Chương 7 CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG LẠNH 7.1 Khái niệm và phân loại kho lạnh 7.1.1 Khái niệm Kho lạnh bảo quản là kho được sử dụng để bảo quản các loại thực phẩm, nông sản, rau quả, các sản phẩm của công nghiệp hoá chất, công nghiệp thực phẩm, công nghiệp nhẹ, vv… Hiện nay kho lạnh được sử dụng trong công nghiệp chế biến thực phẩm rất rộng rãi và chiếm một tỷ lệ lớn nhất. Các dạng mặt hàng bảo quản bao gồm: – Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: Thịt, hải sản, đồ hộp. – Bảo quản nông sản thực phẩm, rau quả. – Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu. – Kho bảo quản sữa. – Kho bảo quản và lên men bia. – Bảo quản các sản phẩm khác. 7.1.2 Phân loại Có nhiều kiểu kho bảo quản dựa trên những căn cứ phân loại khác nhau: a) Theo công dụng người ta có thể phân ra các loại kho lạnh như sau: - Kho lạnh sơ bộ: Dùng làm lạnh sơ bộ hay bảo quản tạm thời thực phẩm tại các nhà máy chế biến trước khi chuyển sang một khâu chế biến khác. - Kho chế biến: Được sử dụng trong các nhà máy chế biến và bảo quản thực phẩm (nhà máy đồ hộp, nhà máy sữa nhà máy chế biến thuỷsản, nhà máy xuất khẩu thịt vv..) Các kho lạnh loại này thường có dung tích lớn cần phải trang bị hệ thống có công suất lạnh lớn. Phụ tải của kho lạnh luôn thay đổi do phải xuất nhập hàng thường xuyên. - Kho phân phối, kho trung chuyển: Dùng điều cho cung cấp thực phẩm cho các khu vực dân cư, thành phố và dự trữ lâu dài. Kho lạnh phân phối thường có dung tích lớn trữ nhiều hàng và có ý nghĩa rất lớn đến đời sống sinh hoạt của cả một cộng đồng. 138
- Kho thương nghiệp: Kho lạnh bảo quản các mặt hàng thực phẩm của hệ thống thương nghiệp. Kho dùng bảo quản tạm thời các mặt hàng đang được doanh nghiệp bán trên thị trường. - Kho vận tải (trên tàu thuỷ, tầu hoả, xe ôtô): đặc điểm của kho là dung tích lớn, hàng bảo quản mang tính tạm thời để vận chuyển từ nơi này sang nơi khác. - Kho sinh hoạt: đây là loại kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đình, khách sạn, nhà hàng dùng bảo quản một lượng hàng nhỏ. b) Theo nhiệt độ người ta chia ra: - Kho bảo quản lạnh: Nhiệt độ bảo quản thường nằm trong khoảng -2oC ÷5oC. Đối với một số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độcao hơn (chuối > 10oC, chanh > 4oC). Nói chung các mặt hàng chủ yếu là rau quả và các mặt hàng nông sản, riêng mặt hàng đã qua cấp đông. Đó là hàng thực phẩm có nguồn gốc động vật. Nhiệt độ bảo quản tuỳ thuộc vào thời gian, loại thực phẩm bảo quản. Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản tối thiểu cũng phải đạt -18oC để cho các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại thực phẩm trong quá trình bảo quản. - Kho đa năng: Nhiệt độ bảo quản là -12oC. - Kho gia lạnh: Nhiệt độ 0oC, dùng gia lạnh các sản phẩm trước khi chuyển sang khâu chế biến khác. - Kho bảo quản nước đá: Nhiệt độ kho tối thiểu -4oC. c) Theo dung tích chứa. Kích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hàng của nó. Do đặc điểm về khả năng chất tải cho mỗi loại thực phẩm có khác nhau nên thường qui dung tích ra tấn thịt (MT-Meet Tons). Ví dụ kho 50MT, kho 100MT, kho 150 MT, vv.. là những kho có khảnăng chứa 50, 100, 150, vv.. tấn thịt. d) Theo đặc điểm cách nhiệt người ta chia ra: - Kho xây: Là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta tiến hành bọc các lớp cách nhiệt. Kho xây chiếm diện tích lớn, lắp đặt khó, giá thành tương đối cao, không đẹp, khó tháo dỡvà di chuyển.Mặt khác về mặt thẩm mỹ và vệ sinh kho xây không đảm bảo tốt. Vì vậy hiện nay ở nước ta người ta ít sử dụng kho xây để bảo quản thực phẩm. 139
- Kho panel: Được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyurethan và được lắp ghép với nhau bằng các móc khoá camlocking. Kho panel có hình thức đẹp, gọn và giá thành tương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo dỡ và bảo quản các mặt hàng thực phẩm, nông sản, thuốc men, dược liệu vv... Hiện nay nhiều doanh nghiệp ởnước ta đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao. Vì thế hầu hết các xí nghiệp công nghiệp thực phẩm đều sử dụng kho panel để bảo quản hàng hoá. 7.2 Phân loại các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống lạnh Hình 7.1 giới thiệu tổng quan các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống lạnh. Trong các kho lạnh bảo quản, khi kho lạnh đạt trạng thái cân bằng, năng suất lạnh của máy lạnh chính bằng dòng nhiệt tổn thất qua các kết cấu bao che (bảo ôn). Do đó, cách nhiệt càng tốt thì dòng nhiệt tổn thất qua hệ thống này càng nhỏ, sử dụng năng lượng được tối ưu hơn. Điều đặc biệt đối với kho lạnh là việc cách nhiệt phải luôn luôn đi đôi với cách ẩm. Nếu cách ẩm không tốt thì vật liệu cách nhiệt bị ướt và máy lạnh phải tốn một lượng công suất vô ích chỉ để làm ngưng tụ ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che rồi thải ra ngoài. Và nếu cách ẩm không tốt còn làm cho dàn bay hơi rất nhanh bị đóng băng và chúng ta lại phải cần thêm năng lượng để xả băng. Ngoài việc chọn và sử dụng máy lạnh đúng chủng loại thì việc áp dụng các giải pháp khác như biến tần, tích trử lạnh, bơm nhiệt nóng lạnh giúp tiết kiệm năng lượng hiệu quả. 7.3 Giải pháp tiết kiệm năng lượng cho tủ lạnh Có nhiều loại tủ lạnh khác nhau dùng trong gia đình, trong thương nghiệp và công nghiệp. Các tủ lạnh là những hệ thống lạnh hoàn chỉnh bao gồm vỏ cách nhiệt có cửa mở với các giá đựng thực phẩm phù hợp, hệ thống lạnh, hệ thống điều khiển, báo hiệu và bảo vệ. Tủ lạnh được các hãng sản xuất có thể hoạt động hoàn toàn tự động liên tục. Việc tiết kiệm năng lượng cho tủ lạnh nằm ở ba khâu chính: chọn tủ lạnh, lắp đặt và vận hành tủ lạnh. Việc chọn tủ lạnh nên chọn tủ có hiệu suất cao, ví dụ như tủ có sử dụng biến tần. Lắp đặt tủ lạnh nơi thoáng mát vì trong môi trường nhiệt độ cao, bí gió sẽ làm chậm quá trình tản nhiệt, điện tiêu hao sẽ lớn. Không đặt tủ lạnh gần các vật phát nhiệt (bếp gas, bếp lò...) hay ánh nắng mặt trời chiếu vào để tránh thất thoát năng suất lạnh, hao điện (kết quả đo mức tiêu thụ điện của tủ lạnh ở trong phòng 160C thấp hơn tủ lạnh để trong phòng 250C đến 30%). Vận hành tủ lạnh đúng cách như đặt đặt rơle nhiệt đúng yêu cầu, nhiệt độ bên trong tủ lạnh nên để ở chế độ từ 3-60C; đối với chế độ đông lạnh thì để ở mức từ (-15) độ C đến (-18) độ C. 140
Cố gắng tránh không mở tủ lạnh trừ trường hợp thật cần thiết, vì khi mở, tủ lạnh sẽ cần nhiều điện năng hơn để hoạt động. Khi chuẩn bị nấu nướng, nên lấy một lần tất cả những thứ cần cho nấu nướng, không lấy lắt nhắt để giảm hao điện. Chú ý kiểm tra gioăng cao su, nếu bị hở thì bộ phận nén khí của tủ lạnh sẽ phải làm việc nhiều. Riêng đối với thức ăn, phải để nguội thức ăn bên ngoài trước khi cho vào tủ lạnh, nó không làm hỏng thức ăn khác đã lạnh mà lại đỡ hao điện. Không xếp thực phẩm vào các ngăn tủ lạnh quá dày hay quá đầy, mà giữa các đồ vật phải có kẽ hở để tạo thuận lợi cho việc đối lưu của không khí trong tủ lạnh; các khay, hộp đựng thức ăn bằng nhựa có ưu điểm nhẹ, rẻ, vệ sinh nhưng những vật dụng này hấp thụ nhiệt chậm nên tốn điện. Để đồ ăn vào khay, hộp nhôm hay inox sẽ hấp thụ nhiệt độ tốt, làm lạnh nhanh, tiết kiệm điện hơn. Thực phẩm cho vào túi ni lông kín rồi hãy cho vào tủ để hơi ẩm khỏi thoát ra tủ, làm tiêu hao điện năng. Mỗi năm nên lau bụi bặm phía sau tủ lạnh vài lần để tạo thông thoáng cho quá trình tản nhiệt. Hình 7.1 Các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống lạnh 141
7.4 Giải pháp tiết kiệm năng lượng cho kho lạnh Kho lạnh là một kho có nhiệt độ lạnh chức năng, công dụng giống như tủ lạnh nhưng diện tích lớn hơn nhiều so với tủ lạnh, nó được lắp đặt và thiết kế với hệ thống dàn lạnh công nghiệp với nhiệt độ thích hợp để bảo quản thực phẩm, thuốc, thuỷ hải sản, v.v.. Các giải pháp tiết kiệm chi phí tiêu thụ điện cho các hệ thống làm mát và đông lạnh của kho lạnh mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm hay ảnh hưởng đến quy trình khai thác bình thường: 1. Thay thế hệ thống cũ, lắp đặt hệ thống mới hiệu suất cao. 2. Lắp đặt bảo ôn cho các đường ống lạnh. 3. Sử dụng tối ưu thiết bị: Xác định rõ ràng những nhu cầu làm mát hay đông lạnh của kho lạnh công nghiệp để tránh lãng phí nhằm lựa chọn chế độ và công suất phù hợp. 4. Lên kế hoạch lưu kho, xếp dỡ và vận chuyển sản phẩm: Lên kế hoạch lưu kho một hoặc vài lần trong ngày, không lưu kho khi sản phẩm còn nóng, vận chuyển sản phẩm từ nơi đông lạnh đến nơi làm mát thật nhanh, xử lý nhiệt độ phù hợp riêng cho làm mát và đông lạnh. 5. Giảm thiểu sự xâm nhập của khí nóng từ các nguồn khác: Giảm tối đa sự xâm nhập của không khí vào khu vực làm mát/đông lạnh bằng các tấm ngăn nhựa, cửa cuốn hay dùng loại cửa cách ly. Khi lắp đặt không được có khoảng trống khe hở và khu vực đông lạnh phải để xa các khu vực có nhiệt độ cao như bếp ăn, nơi làm ấm thực phẩm, gần ánh mặt trời. Nên bố trí khu vực hệ thống đông lạnh sát nhau. Sử dụng hệ thống chiếu sáng ít tỏa nhiệt (CFL) trong các máy đông lạnh và chỉ bật đèn khi thật cần thiết. 6. Dễ dàng tiếp cận với sản phẩm: Lưu trữ và trưng bày sản phẩm hợp lý để nhân viên hoặc khách hàng có thể lấy sản phẩm họ cần một cách dễ dàng nhằm giảm thời gian và số lần đóng mở cửa các máy đông lạnh. 7. Thường xuyên bảo trì và vệ sinh: Đảm bảo rằng hệ thống lưu thông không khí trong phòng đông lạnh không bị ngăn chặn. Tránh để các luồng khí bốc hơi bị đóng băng. Đảm bảo nhiệt độ đã được điều chỉnh phù hợp với nhu cầu làm mát. Thường xuyên kiểm tra hoạt động của máy điều nhiệt. 8. Sử dụng các bồn trữ lạnh trong hệ thống điều hòa không khí. Bồn trữ lạnh là một công nghệ mới xuất hiện gần đây. Nó đáp ứng được nhu cầu cho sự quản lý năng lượng một cách linh động. Bồn trữ lạnh thường được sử dụng để lưu trữ công suất làm mát cho điều hòa không khí của những hệ thống làm lạnh trung tâm phục vụ cho những tòa nhà lớn sử dụng những chiller (thiết bị làm lạnh) chạy bằng điện. Chiller thường nghỉ về đêm vì lúc đó thường không cần cung cấp tải lạnh. Khi hệ thống bồn 142
trữ lạnh được gắn vào hệ thống thì Chiller có thể làm việc về đêm để trữ năng suất lạnh và cấp trở lại vào ban ngày khi có nhu cầu. Việc làm lạnh này có thể bổ sung hoặc thay thế hoàn toàn việc làm lạnh của Chiller vào ban ngày. Áp dụng tất cả các biện pháp trên bạn sẽ tiết kiệm được năng lượng khi hoạt động kho lạnh công nghiệp. 143
Chương 8 CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 8.1 Khái niệm và phân loại điều hòa không khí 8.1.1 Khái niệm Điều hòa không khí là quá trình xử lý không khí để đạt được 4 thông số yêu cầu cơ bản là: – Nhiệt độ không khí. – Độ ẩm không khí. – Độ sạch (bụi, tạp chất, chất độc hại) của không khí. – Sự lưu thông tuần hoàn của không khí. Khi đạt được 4 yêu cầu trên phục vụ nhu cầu tiện nghi của con người, người ta gọi đó là điều hòa không khí tiện nghi, còn để phục vụ cho một quá trình sản xuất hoặc công nghệ chế biến, người ta gọi là điều hòa không khí công nghệ. Để điều hòa không khí, người ta cần có các thiết bị chính: – Dàn lạnh để làm lạnh không khí. – Dàn nóng để làm nóng không khí. – Máy hút ẩm hoặc máy phun ẩm để khử ẩm hoặc tăng ẩm. – Phin lọc bụi, tạp chất và hóa chất độc hại. – Quạt gió, miệng thổi, miệng hồi, miệng gió tươi, ống gió để lưu thông, tuần hoàn và thông gió. Thành phần cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí là hệ thống lạnh nên các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho điều hòa không khí cũng gần tương tự như tiết kiệm năng lượng cho hệ thống lạnh đã trình bày ở chương trước. 8.1.2 Phân loại máy điều hòa không khí 8.1.2.1Hệ thống điều hòa cục bộ Ưu điểm chung: 144
Hệ thống này gồm 2 loại chính là máy điều hòa cửa sổ và máy điều hòa tách năng suất lạnh đến 7kw (24000Btu/h). Đây là loại máy lạnh nhỏ hoạt động hoàn toàn tự động, lắp đặt, vận hành, bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng, tuổi thọ trung bình cao, độ tin cậy cao, giá thành rẻ thích hợp với các phòng và căn hộ nhỏ. Nhược điểm cơ bản: Khó áp dụng được cho các phòng lớn, hội trường, phân xưởng, và các tòa nhà cao tầng, ít mỹ quan, phá vỡ kiến trúc của tòa nhà khi áp dụng cho văn phòng và khách sạn. a. Máy điều hòa cửa sổ Là loại máy điều hòa không khí nhỏ nhất cả về năng suất lạnh, kích thước cũng như số lượng. Toàn bộ các thiết bị chính như máy nén, quạt giải nhiệt, quát gió lạnh, các thiết bị điều khiển, điều chỉnh tự động, phin lọc gió khử mùi của gió tươi cũng như các thiết bị phụ khác được lắp đặt trong một vỏ gọn nhẹ. Năng suất lạnh không quá 7kw (24000Btu/h) và thường chia ra 5 loại: 6, 9, 12, 26 và 24 ngàn Btu. Hình 8.1 Hình dáng bên ngoài và cấu tạo bên trong của máy lạnh điều hòa cửa sổ Ưu điểm: o Vận hành dễ dàng, không cấn công nhân có tay nghề cao. o Có sưởi ấm bằng bơm nhiệt. o Có khả năng lấy gió tươi qua cửa lấy gió tươi. o Nhiệt độ phòng được điều chỉnh nhờ Thermostar. 145
o Vốn đầu tư thấp vì giá rẻ vì được sản xuất hàng loạt. Nhược điểm: o Khả năng làm sạch không khí kém. o Độ ồn cao. o Khó bố trí trong phòng lớn. b. Máy máy điều hòa tách (điều hòa 2 cục) o Là loại máy có 2 cụm riêng biệt: trong nhà và ngoài trời. o Cụm trong nhà có: dàn lạnh, bộ điều khiển, quạt ly tâm kiểu các trục. o Cụm ngoài trời gồm: máy nén, động cơ và quạt hướng trục.Hai cụm được nối với nhau bằng đường ống gas đi và về. o Ống xả nước ngưng từ giàn bay hơi và đường dây điện đôi khi được bố trí dọc theo hai đường ống này thành một búi ống. Ưu điểm: o Giảm tiếng ồn trong nhà rất phù hợp với yêu cầu tiện nghi nên được sử dụng rộng rãi trong gia đình. o Lắp đặt dễ dàng, dễ bố trí giàn lạnh và giàn nóng, ít phụ thuộc vào kết cấu nhà, đỡ tốn diện tích lắp đặt, chỉ phải đục tường một lỗ nhỏ đường kính 70mm bảo đảm thẩm mỹ cao. Nhược điểm: o Không lấy được gió tươi nên cần phải có quạt lấy gió tươi. o Ống dẫn gas dài hơn, dây điện tốn nhiều hơn. o Giá thành đắt hơn. o Ồn về phía ngoài nhà ảnh hưởng đến các hộ bên cạnh. o Khi lắp đặt thường dàn lạnh cao hơn giàn ngưng nhưng chiều cao không nên quá 3m và chiều dài đường ống dẫn gas không nên quá 10m. 146
Hình 8.2 Máy lạnh điều hòa 2 cục 8.1.2.2Hệ thống điều hòa (tổ hợp) gọn Máy điều hòa tách: là loại máy điều hòa có kết cấu tương tự máy điều hòa tách của hệ thống điều hòa cục bộ chỉ khác nhau về cỡ máy nén và năng suất lạnh. Do đó kết cấu cụm dàn nóng và dàn lạnh có nhiểu kiểu dáng hơn. – Máy điều hòa tách không có ống gió. – Máy điều hòa tách có ống gió. – Máy điều hòa dàn ngưng đặt xa. 147
a. Máy điều hòa tách không ống gió o Có thể nói, nhiều máy điều hòa tách của hệ thống điều hòa gọn và của hệ thống điều hòa cục bộ chỉ khác nhau về cỡ máy và về năng suất lạnh. Do năng suất lạnh lớn hơn nên kết cấu của dàn nóng và dàn lạnh đôi khi cũng có nhiều kiểu dáng hơn. o Cụm dàn nóng có kiểu quạt quạt hướng trục thổi lên trên với 3 mặt dàn. Cụm dàn lạnh cũng đa dạng hơn rất nhiều, ngoài loại treo tường còn có loại treo trần, dấu trần kê sàn. o Đôi khi trong điều hòa thương nghiệp, công nghệ, người ta còn gặp loại tách đặc biệt cụm dàn nóng chỉ có quạt, còn máy nén lại được lắp cùng với dàn lạnh. o Máy điều hòa kiểu tủ tường thường được dùng cho các hội trường, nhà khách nhà hàng, các văn phòng tương đối rộng rãi. Dàn bay hơi với quạt gió thổi tự do, không có ống gió, năng suất lạnh tới 14kw (18000Btu/h). o Do quạt dàn bay hơi có tiếng ồn thấp nên rất thích hợp cho điều hòa tiện nghi. o Ngoài kiểu tủ tường còn rất nhiều phương án bố trí dàn lạnh khác như: đặt sàn treo tường, treo trần, v.v.. Để đảm bảo mỹ quan kiểu đặt sàn có thể chuyển thành kiểu dấu tường, nghĩa là dàn lạnh ở trong hõm tường, bên ngoài chỉ nhìn thấy chớp gió. Loại giấu trần có miệng gió phân phối và miệng gió hồi. b. Máy điều hòa tách có ống gió o Máy điều hòa tách có ống gió thường được gọi là máy điều hòa thương nghiệp kiểu tách, năng suất lạnh từ 12000Btu/h đến 24000Btu/h. o Dàn lạnh được bố trí quạt ly tâm cột áp cao nên có thể lắp thêm ống gió để phân phối đều gió trong phòng rộng hoặc đưa gió đi xa phân phối cho nhiều phòng khác nhau. c. Máy điều hòa dàn ngưng đặt xa o Đại bộ phận các máy điều hòa tách có máy nén bố trí chung với cụm dàn nóng. Nhưng trong một số trường hợp máy nén lại nằm trong cụm dàn lạnh. o Máy điều hòa dàn ngưng đặt xa cũng có chung các ưu nhược điểm của máy điều hòa tách. 148
o Tuy nhiên do đặc điểm máy nén bố trí ở cụm dàn lạnh nên độ ồn trong nhà cao. Chính vì lý do đó máy điều hòa dàn ngưng đặt xa không thích hợp cho điều hòa tiện nghi. o Chỉ nên sử dụng máy điều hòa náy cho điều hòa công nghệ trong thương nghiệp trong các phân xưởng hoặc cửa hàng, những nơi chấp nhận được tiếng ồn của nó. Hình 8.3 Máy điều hòa có tách ống gió 8.1.2.3Máy điều hòa nguyên cụm a. Máy điều hòa lắp mái o Máy điều hòa lắp mái là máy điều hòa nguyên cụm có năng suất lạnh trung bình và lớn. Chủ yếu dùng trong công nghiệp và thương nghiệp. o Cụm dàn nóng và lạnh được gắn liền với nhau thành một khối duy nhất. Quạt dàn lạnh là quạt ly tâm cột áp cao. 149
o Máy được bố trí ống phân phối gió lạnh và gió nóng. o Ngoài khả năng lắp đặt trên mái bằng của phòng điều hòa còn có khả năng lắp máy ở ban công, mái hiên hoặc giá chìa sau đó bố trí đường ống gió cấp và gió hồi hợp lý. Hình 8.4 Máy điều hòa lắp mái b. Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước và gió o Do bình ngưng giải nhiệt nước rất gọn nhẹ, không chiếm diện tích và thể tích lắp đặt lớn như dàn ngưng giải nhiệt gió nên thường được bố trí cùng với máy nén và dàn bay hơi thành một tổ hợp hoàn chỉnh. o Được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy, tuổi thọ và mức độ tự động cao, giá thành rẻ, máy gọn nhẹ, chỉ cấn nối với hệ thống nước làm mát và hệ thống ống gío nếu cần là sẵn sàng hoạt động. o Vận hành kinh tế trong điều kiện tải thay đổi. o Lắp đặt nhanh chóng, không cần thợ chuyên nghành lạnh, vận hành bảo dưỡng, vận chuyển dễ dàng. o Có cửa lấy gió tươi. 150
o Bố trí dễ dàng cho các phân xưởng sản xuất và các nhà hàng, siêu thị chấp nhận được độ ồn cao. Nếu dùng cho điều hòa tiện nghi phải có buồng máy cách âm và bố trí tiêu âm cho cả ống gió cấp và ống gió hồi. Hình 8.5 Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước và gió 8.1.2.4Hệ thống điều hòa trung tâm nước Water Chiller a. Giới thiệu: Là hệ thống sử dụng nước lạnh 70C để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU. Hệ thống điều hòa trung tâm nước chủ yếu gồm: o Máy làm lạnh nước, hay máy sản xuất nước lạnh từ thường từ 12 C xuống 7 C. 0 0 o Hệ thống bơm và đường ống dẫn nước lạnh đến AHU và FCU. Hệ thống bơm nước giải nhiệt vào Cooling Tower. o Nguồn nhiệt để sưởi ấm, dùng để điều chỉnh độ ẩm và sưởi ấm mùa đông thường do nồi hơi nước nóng hoặc thanh điện trở cung cấp. o Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sươi ấm không khí bằng nước nóng FCU hoặc AHU. 151
b. Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm sau: o Có vòng tuần hoàn an toàn nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài, vì nước không độc hại. o Có thể khống chế độ ẩm trong không gian điều hòa theo từng phòng riêng biệt, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất. o Thích hợp cho các tòa nhà như khách sạn, văn phòng với mọi tiêu chuẩn cao và mọi kiến trúc không phá vỡ cảnh quan. o Ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm được nguyên vật liệu xây dựng. o Có khả năng xử lí độ sạch không khí cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra. o Ít phải bảo dưỡng sửa chữa. o Năng suất lạnh hầu như không hạn chế. o So với hệ thống VRV, vòng tuần hoàn môi chất lạnh đơn giản hơn nhiều nên dễ kiểm soát. c. Nhược điểm của hệ thống điều hòa trung tâm nước: o Vì dùng nước làm chất tải lạnh (nước, glycol.v.v.) nên bị tổn thất năng suất lạnh. o Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU. o Cách nhiệt cho đường ống nước lạnh khá phức tạp đặc biệt do đọng ẩm vì độ ẩm ở Việt Nam quá cao. o Thi công, lắp đặt khó khăn. o Đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề. 8.1.2.5 Máy điều hòa VRV a. Giới thiệu: Do các hệ thống ống gió CAV (Contant air volume) và VAV (Variable air volume) sử dụng ống gió điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm trong phòng quá cồng kềnh, tốn nhiều không gian và diện tích lắp đặt nên hãng Daikin của Nhật Bản đưa ra giải pháp VRV (Variable Refrigerant Volume) là điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất . 152
Thực chất là phát triển máy điều hòa tách về mặt năng suất lạnh cũng như số dàn lạnh trực tiếp đặt trong các phòng, tăng chiều cao lăp đặt và chiều dài đường ống giữa cụm dàn nóng và dàn lạnh để có thể ứng dụng cho các tòa nhà cao tầng kiểu văn phòng và khách sạn. 1 dàn nóng kết nối với nhiều dàn lạnh. 1 hệ thống đường gas từ dàn nóng đến nhiều dành lạnh Kết nối tối đa 40 dàn lạnh Hình 8.6 Máy điều hòa VRV b. Máy điều hòa VRV chủ yếu dùng cho điều hòa tiện nghi và có đặc điểm sau o Tổ ngưng có 2 máy nén, trong đó một máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu on-off, còn một máy điều chỉnh bậc theo máy biến tần. o Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu vùng, kết nối trong mạng diều khiển trung tâm. o Các máy VRV có các dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau từ 7kw đến hàng ngàn kw cho các tòa nhà cao tầng hàng trăm mét với hàng ngàn phòng đa chức năng. o VRV giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén do đó cụm dàn nóng có thể đặt cao hơn dàn lạnh đến 50m và các dàn lạnh có thể cách nhau cao tới 15m. Đường ống dẫn môi chất lạnh từ cụm dàn nóng đến cụm dàn lạnh xa nhất tới 100m tạo điều kiện cho việc bố trí máy dễ dàng trong các nhà cao tầng, văn phòng khách sạn mà trước đây chỉ có hệ thống trung tâm nước đảm nhiệm. 153
o Do đường ống dẫn gas dài, năng suất lạnh giảm nên hãng Daikin đã dùng máy biến tần điều chỉnh năng suất lạnh, làm cho hệ thống lạnh không những được cải thiện mà còn vượt nhiều hệ thống máy thông dụng. o Độ tin cậy cao do các chi tiết được lắp ráp, chế tạo toàn bộ tại nhà máy với chất lượng cao. o Khả năng sửa chữa bảo dưỡng rất năng động và nhanh chóng nhờ các thiết bị tự phát hiện hư hỏng chuyên dùng cũng như sự kết nối để phát hiện hư hỏng tại trung tâm qua mạng internet. o So với hệ thống trung tâm nước, hệ thống VRV rất gọn nhẹ vì cụm dàn nóng bố trí trên tầng thượng hoặc bên sườn tòa nhà còn đường ống dẫn môi chất lạnh có kích thước nhỏ hơn nhiều so với đường ống dẫn nước lạnh và đường ống gió o Hệ VRV có 9 kiểu dàn lạnh khác nhau với tối đa 6 cấp năng suất lạnh rất đa dạng và phong phú, đáp ứng thẩm mỹ đa dạng của khách hàng . o Có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm phòng trong cùng một hệ thống kiểu bơm nhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao. c. Những lợi thế của hệ thống VRV so với hệ thống trung tâm nước o Hệ thống thông thường điều hoà không khí cho toàn bộ toà nhà, trái lại hệ VRV thích hợp làm lạnh riêng lẻ cho từng phòng. Do đó rất lý tưởng cho việc bố trí đối với từng loại cao ốc điển hình. Hơn thế nữa, có thể điều khiển chính xác theo từng mức độ phù hợp với điều kiện của mỗi phòng. Điều khiển riêng biệt tạo ra tính kinh tế và hiệu quả hơn cho hệ thống. o Tiết kiệm năng lượng kết hợp sử dụng HRV để thông gió, cải thiện đáng kể hiệu quả năng lượng. o Tiết kiệm không gian lắp đặt: hiệu quả sử dụng không gian được nâng cao do máy nhỏ gọn, chiều dài ống lớn và có khả năng đáp ứng một hệ thống không khí cỡ lớn chỉ với tuyến ống đơn. o Linh hoạt trong thiết kế: o Nhược điểm của hệ thống VRV là không lấy được gió tươi hay các coil xử lý gió tươi không hiệu quả. Để cấp gió tươi cho phòng và tiết kiệm năng lượng cho hệ thống điều hoà không khí cần bố trí thêm thiết bị thông gió thu hồi nhiệt đi kèm. Giá thành của hệ thống VRV tương đối cao nên chủ yếu phục vụ cho điều hòa tiện nghi chất lượng cao. 154
8.2 Các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống điều hòa không khí Từ hình 8.7 cho thấy chi phí năng lượng vận hành hệ thống điều hòa không khí chiếm tỷ lệ cao hơn rất nhiều so với vốn đầu tư ban đầu, do đó khi thiết kế, lựa chọn máy điều hòa cần ưu tiên tối đa cho việc chọn máy có hiệu suất cao, hiện đại nhằm tiết kiệm năng lượng, hệ số COP càng cao càng tiết kiệm. Đây chính là điểm lưu ý đầu tiên trong việc thực hành tiết kiệm năng lượng cho hệ thống điều hòa không khí. Khi sử dụng máy điều hòa không khí có hiệu suất cao (COP = 2-3) so với máy điều hòa không khí có hiệu suất thường (COP = 1,5 - 2) giúp giảm 10 – 30% điện năng. Và đối với máy có sử dụng inverter giúp tiết kiệm được từ 20 - 40% điện năng. Trong khi vận hành, sử dụng máy điều hòa không khí, cần chú ý đến việc thiết đặt nhiệt độ, tránh để tình trạng nhiệt độ làm việc của giàn nóng quá cao và nhiệt độ của giàn lạnh quá thấp. Ngăn các nguồn nhiệt bên ngoài như bức xạ mặt trời, các vách tường, mái, sử dụng cây xanh, hồ nước, v.v.. (hình 8.8). Quy tắc chung khi sử dụng máy điều hòa không khí là tránh chên lệch quá cao giữa nhiệt độ bên trong và bên ngoài, tối đa 5 - 6oC. Chênh lệch nhiệt độ không khí giữa đầu và chân 4oC, giữa trần nhà và trong phòng
Hình 8.8 Các nguồn nhiệt ảnh hướng đến tổn thất năng lượng (Nguồn: EEC- HCM) Tóm lại, tiết kiệm năng lượng cho hệ thống điều hòa không khí được thực hiện bởi các nhóm giải pháp chính sau: Nhóm 1: Giảm lượng nhiệt thừa - Giảm nhiệt truyền qua kết cấu bao che (vách mái). - Giảm nhiệt thừa do bức xạ mặt trời (qua vách, cửa kính, v.v..) - Giảm nhiệt thừa do rò lọt không khí. - Giảm nhiệt thừa do khí tươi mang vào. - Hạn chế các nguồn nhiệt thừa phát sinh trong phòng lạnh. Nhóm 2: Sử dụng máy đúng chủng loại và hiệu suất cao - Chọn hệ thống điều hòa không khí phù hợp. - Chọn phương pháp giải nhiệt thích hợp cho dàn ngưng (gió/nước). - Chọn máy hiện đại, hiệu suất cao. - Sử dụng ống nhiệt, bơm nhiệt hỗ trợ. 156
Nhóm 3: Thi công lắp đặt, vận hành, bảo trì bảo dưỡng đúng kỹ thuật - Thi công lắp đặt máy đúng kỹ thuật và tối ưu. - Đảm bảo các thông số vận hành cho phép. - Bảo trì, bảo dưỡng đúng định kỳ đúng quy định. Nhóm 4: Các giải pháp khác - Tích trữ lạnh. - Sử dụng địa nhiệt, bơm nhiệt nóng lạnh. - Các giải pháp thiết kế kiến trúc (thông gió tự nhiên thay cho điều hòa không khí). - Sử dụng nhiệt thải (hơi thừa, nước thải, v.v..) chạy máy lạnh hấp thụ, máy lạnh ejectơ. Máy lạnh hấp thụ hay máy lạnh ejectơ không dùng máy nén dùng điện năng mà chủ yếu dùng nguồn nhiệt (gọi là kiểu “máy nén nhiệt”) để vận hành máy (có sử dụng điện cho bơm nước, bơm dung dịch, quạt nhưng ít). Do đó có thể dùng các nguồn nhiệt thải như khói thải, nước thải hoặc hơi nước (lò hơi) để vận hành máy giúp tiết kiệm phần lớn năng lượng. Tuy nhiên lưu ý về mặt đầu tư ban đầu cao hơn, nhưng xét tổng thể thì có hiệu quả kinh tế. Máy lạnh và bơm nhiệt địa nhiệt: lợi dụng nhiệt độ ổn định của lòng đất để giải nhiệt (khi làm lạnh) hoặc cấp nhiệt (khi sưởi ấm) từ đó giúp nâng cao hiệu quả năng lượng của hệ thống (nâng cao COP). Mặc dù giá thành đầu tư ban đầu cao hơn nhưng nhờ chi phí vận hành thấp hơn nên chi phí tổng thể lại thấp hơn. Trong các công trình xây dựng dân dụng, nhất là các công trình cao tầng, năng lượng dùng cho hệ thống điều hòa không khí chiếm tỷ lệ rất cao, thường đạt tới 60- 70% chi phí năng lượng cho toàn công trình. Vì vậy tiết kiệm năng lượng cho điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng trong tiết kiệm năng lượng cho toàn công trình. Sau đây là các giải pháp cụ thể. 157