HỘI KHOA HỌC KỸ THUẬT LẠNH & ĐHKK ViỆT NAM- VIỆN KH & CN NHIỆT LẠNH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG CỦA ĐIỀU HÒA GIA DỤNG

HỘI KHOA HỌC KỸ THUẬT LẠNH & ĐHKK ViỆT NAM- VIỆN KH & CN NHIỆT LẠNH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG CỦA ĐIỀU HÒA GIA DỤNG HÀ NỘI, 04-2012 Nội dung Tiết kiệm & sử dụng lượng hiệu lĩnh vực ĐHKK Tổng quan số đánh giá hiệu lượng ĐHKK Phương pháp đánh giá hiệu lượng cho ĐHKK gia dụng Việt Nam TC ISO 5151:2010 TC ISO 16358-1,2,3:2012 Kết luận THỊ TRƯỜNG ĐHKK VÀ THỊ PHẦN ĐH GIA DỤNG Thị trường máy ĐHKK thị phần ĐH gia dụng Việt Nam Mức tăng(%) Nguồn SL Loại ĐHKK 2007 2008 2009 2010 2011 2012 BSRIA-2007 Máy nguyên cụm 261.685 301.586 347.623 405.846 - - 15,7 Gia dụng (%) 84,4 84,7 85 84.19 - - >15 Toàn 327.328 363.280 370.558 389.709 420.065 453.907 Gia dụng (%) 83 82,5 84 83 83,3 83,3 6,8 Tồn - 400.000 - - - - 20÷ 30 Gia dụng (%) - 43% - - - - >20 Tồn >300.000 450.000 650.000700.000 800.0001000.0000 850.000 ~900.000 15÷ 20 Gia dụng (%) ~75 ~75 ~75 ~80 ~80 ~80 >20 BSRIA-2009 Bộ CT 2008 ĐHBK HN 2010/2011 • Thị trường ĐHKK có mức tăng trưởng cao 30% giai đoạn 2007÷ 2010 dự đốn tốc độ > 10-15% cho giai on 2011ữ 2012; ã Tng lng ĐHKK tiêu thụ năm 2010 khoảng 800.000÷ 1000.000 Trong thị phần điều hịa gia dụng chiếm từ 75÷ 85% Bán chạy ĐHKK hai cục có dải cơng suất từ 9000÷ 18000 BTUh, chiếm 35÷ 40%; • Tiêu thụ điện dành cho ĐHKK tịa nhà hộ gia đình chiếm 30÷ 60% tổng tiêu thụ điện tòa nhà mùa hè chiếm 1-5% tổng lượng điện tiêu thụ  Cần đánh giá đặc tính tiêu thụ lượng ĐH gia dụng, để đề xuất giải pháp TKNL cho loại thiết bị TỔNG QUAN CÁC CHỈ SỐ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG CỦA ĐHKK STT Tên gọi Ký hiệu Đơn vị SI Đơn vị Anh Mỹ Ghi kW/kW W/W W/W RT/kW Btu/Wh Btu/Wh COP-Coeffiecient of Performance EER- Energy Efficiency Ratio CER-Cooling Efficiency Ratio -xác định 100% tải; -Điều kiện thử Tiêu chuẩn T1 Hệ số lạnh (mùa hè) COP EER CER Hệ số nhiệt (mùa đông) COPheating kW/kW RT/kW -ở 100% tải; - Điều kiện thử H1 Chỉ số tiêu thụ điện năng/ đơn vị suất lạnh PIC kW/kW kW/RT Power Input per Capacity PIC = 1/COP Hệ số lạnh/nhiệt theo mùa/ năm CSPF/HSPF /APF/SEER W/W Btu/Wh Cooling Seasonal Performance factor Heating Seasonal Performance factor Annual Performance factor Seasonal Energy Efficiency Ratio Tiêu chuẩn thử nghiệm -ISO 5151:2010-ĐHKK / bơm nhiệt khơng ống gió -ISO 13253:2011- ĐHKK/ bơm nhiệt có ống gió -ISO 15042:2011-ĐHKK/ bơm nhiệt đa cụm ISO 16358-1,2,3:2012 JIS B 8616:2006 ARI* 210/240:2006/ 340/360:2007 Dùng cho ĐHKK/ bơm nhiệt sôi trực tiếp (*Qo19kW có nhiều máy nén ARI 340/360:2004 ARI 340/360: 2007 thay IPLV số IEER cách xác định trình bày Hội thảo trước 12/2010 TỔNG QUAN CÁC CHỈ SỐ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG CỦA ĐHKK Nguyên tắc chung tính tốn số tổng hợp (4,5,6) -Thừa nhận chế độ hoạt động ĐHKK/ bơm nhiệt ổn định, tức phụ tải nhiệt tòa nhà (BL)=năng suất lạnh (CC); -Điều kiện nhiệt độ nhà không đổi, thông thường lấy theo T1 27oC; -Trong thời gian quan trắc toàn mùa, tải nhiệt tòa nhà coi phụ thuộc tuyến tính vào nhiệt độ ngồi trời Tj; - Tồn nhiệt độ cân Tb mà lượng nhiệt thừa sinh tòa nhà cân với lượng nhiệt truyền từ vào Nhiệt độ tùy thuộc vào cơng dụng tịa nhà điều kiện khí hậu mà dao động dải (17÷ 20oC); -Để tiện tính tốn suất lạnh cơng suất điện ứng với dải nhiệt độ trời Tj người ta sử dụng khái niệm nhóm nhiệt độ ( binnhiệt độ) VD: toàn nhiệt độ 24,5oC ≤ Tj< 25,5oC thuộc bin-nhiệt độ 25oC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG CỦA ĐHKK GIA DỤNG CỦA VIỆT NAM •Phải phù hợp với tiêu chuẩn Quốc tế ISO để hịa nhập với thị trường giới có tính đến đặc điểm khí hậu Việt Nam; •Có thể thử nghiệm được, phù hợp với điều kiện Việt Nam •Phải áp dụng cho tất loại điều hòa gia dụng thị trường(cửa sổ, hai mảnh giải nhiệt gió) Phương pháp nên dựa tiêu chuẩn ISO sau: • ISO 5151:2010 thử nghiệm đánh giá tính điều hịa bơm nhiệt khơng ống gió: áp dụng xác định điều kiện thử nghiệm, trang thiết bị quy trình thử nghiệm (TCVN-7831) • ISO 16358-1,2,3 Điều hịa khơng khí giải nhiệt gió bơm nhiệt gió-gió-điều kiện thử nghiệm phương pháp tính hệ số lạnh/nhiệt toàn mùa /hiệu toàn năm: áp dụng để xác định điểm phải kiểm định theo pp ISO 5151:2010, sử dụng số liệu để tính CSPF/HSPF/APF theo phương pháp tính quy định tiêu chuẩn THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG CỦA ĐiỀU HỊA khơng ống gió-ISO 5151:2010 (TCVN 7831) THIẾT BỊ CÂN BẰNG ÁP SUẤT GIÀN LẠNH ĐIỀU CHỈNH ToC PHÍA NGỒI THANH ĐỐT GIA NHIỆT BỔ XUNG QUẠT TUẦN HOÀN THANH ĐỐT NGĂN THỬ NGHIỆM PHÍA NGỒI (GIÀN NĨNG) ĐH THỬ NGĂN THỬ NGHIỆM PHÍA TRONG(GIÀN LẠNH) BỘ TẠO ẨM QUẠT TUẦN HỒN NGHIỆM BỘ HỊA TRỘN KHƠNG KHÍ BỘ HỊA TRỘN KHƠNG KHÍ • Hệ thống buồng kiểm chuẩn: gồm buồng cách nhiệt cách ẩm Nhiệt độ độ ẩm tương đối buồng tạo điều khiển bởi, ĐH, đốt, tạo điều khiển độ ẩm; • Giàn nóng, giàn lạnh ĐH đặt buồng Điện tiêu thụ, suất lạnh đo xác định chế độ tải định mức số chế độ khơng tồn tải điều kiện chuẩn THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG CỦA ĐiỀU HỊA khơng ống gió-ISO 5151:2010 (TCVN 7831) THÔNG SỐ XÁC ĐỊNH QUA THỬ NGHIỆM ĐIỀU KIỆN THỬ NGHIỆM Thông số thử nghiệm STT Điều kiện thử nghiệm T1 T2 T3 Nhiệt độ khơng khí cấp vào phòng thử nghiệm giàn lạnh (Indoor side): Nhiệt độ khô Nhiệt độ bầu ướt 27oC 19oC 21oC 15oC 29oC 19oC Nhiệt độ khơng khí cấp vào phịng thử nghiệm giàn lạnh (Indoor side): Nhiệt độ khô Nhiệt độ bầu ướta 35oC 24oC Phương pháp xác định Năng suất lạnh định mức/ điểm kiểm chuẩn điều kiện tiêu chuẩn T1-Qo Sử dụng phương pháp cân nhiệt buồng thử nghiệm cân dịng enthalpy khơng khí (2 phương pháp chính) Cơng suất điện tiêu thụ P điều kiện tiêu chuẩn Đo trực tiếp Hệ số lạnh COP EER điều kiện tiêu chuẩn điều kiện khác, máy chạy toàn tải / bán tải COP(EER)= Qo/P 27oC 19oC 46oC 24oC Ghi chú: T1 Điều kiện thử suất lạnh dùng cho vùng khí hậu ơn hịa ( cận nhiệt đới, nhiệt đới gió mùa), T2 Điều kiện thử suất lạnh dùng cho vùng khí hậu ơn đới, T3 Điều kiện thử suất lạnh dùng cho vùng khí hậu nóng khơ ( khí hậu sa mạc, xích đạo) a Các thơng số xác định qua thử nghiệm Điều kiện bắt buộc việc thử nghiệm giàn ngưng tụ dạng ngưng tụ- bay • Ưu điểm: Xác định xác, Qo, P, COP điều kiện chuẩn; • Nhược điểm: chi phí cao, chế độ thử chế độ non tải tần số thay đổi dải rộng tốn nhiều thời gian cho mẫu thử Hạn chế phương pháp đánh giá tính ĐHKK – ISO 5151:2010 • Trong trường hợp COP điều kiện toàn tải ĐHKK thường, vùng nhiệt độ trời khoảng 35oC sẽ cao COP ĐHKK biến tần điều kiện tương ứng • Mặt khác sở phân tích thay đổi tần số COP toàn vùng nhiệt độ thời gian hoạt động, cho thấy ĐHKK biến tần tiết kiệm lượng đáng kể so với ĐHKK không biến tần  Như dụng phương pháp đánh giá COP theo ISO 5151 dẫn đến kết luận khơng xác hiệu lượng ĐHKK điều kiện thực tế ĐH ĐH biến biến tần tần COP COP vùng vùng tải tải định mức định mức ĐH ĐH bình bình thường thường COP COP ởở vùng vùng non non tải tải 10 Điều kiện thử nghiệm phương pháp tính hệ số lạnh toàn mùa /và hệ số hiệu toàn năm APF- ISO163581,2,3 11 Khái niệm hệ số lạnh tồn mùa /CSPFISO16358-1 • Tương tự hệ số COP, CSPF cho biết tương ứng với 1kW điện tiêu thụ ĐHKK, sẽ nhận suất lạnh kW • Điểm khác biệt hệ số CSPF không đặc trưng cho tiêu thụ lượng ĐHKK tải định mức, mà thể điều kiện hoạt động thực tế ĐH như:điều kiện khí hậu, thói quen sử dụng, trạng thái không đầy tải tần suất hoạt động máy Như so với hệ số COP, hệ số CSPF đánh giá xác hiệu lượng thực tế ĐHKK, đặc biệt ĐHKK biến tần toàn thời gian hoạt động 12 Khái niệm CSPF CSPF = Tổng lượng lạnh tiêu thụ thực tế Tổng lượng điện tiêu thụ thực tế • CSPF khơng phải COP • Tổng lượng lạnh tiêu thụ thực tế khác xa giá trị nằng suất lạnh định mức • Tổng lượng điện tiêu thụ khờng bằng cơng suất điện tiêu thụ thực tế • Trên sở đặc tính lượng ĐHKK trạng thái khác (trạng thái tương ứng với nhiệt độ định mức , trung bình thấp) số liệu thời tiết (Việt Nam), người ta xác định hệ số CSPF • Đối với khu vực có điều kiện khí hậu khác nhau, có những điều chỉnh tương ứng tính CSPF 13 Tải lạnh tịa nhà –VD Văn phịng Tải Tải lạnh lạnh ngồi ngồi + Tải Tải lạnh lạnh trong = Tải Tải lạnh lạnh định định mức mức Tải Tải lạnh lạnh tòa tòa nhà nhà Tại Tại nhiệt nhiệt độ độ ngoài trời trời To= To= 17oC 17oC tải tải lạnh lạnh của tòa tòa nhà nhà không Nhiệt Nhiệt độ độ này gọi gọi là cân cân bằng bằng Tb Tb Tải lạnh tòa nhà coi tỉ lệ thuận với hiệu nhiệt độ trời nhiệt độ cân (To-Tb) 14 Phân bố nhiệt độ ngồi trời • Đờ thị phân bố nhiệt độ trời hàng năm khoảng từ 17oC(nhiệt độ cân bằng nhà dân) tới 35oC(nhiệt độ định mức) 15 Tổng tải lạnh theo mùa-CSTL Tổng tải lạnh theo mùa nhiệt độ ngồi trời = Tải lạnh tịa nhà ứng với nhiệt độ (trang12) x Số có nhiệt độ trời nêu trên(trang13) For office building Tải Tải lạnh lạnh định định mức mức 16 Tổng tiêu thụ điện tồn mùa chạy ĐHKK-CSTE • • Điện tiêu thụ = suất lạnh/EER ứng với nhiệt độ trời Tổng tiêu thụ điện toàn mùa = Tổng tiêu thụ điện toàn mùa ứng với nhiệt độ ngồi trời tj Ví dụ tải lạnh định mức 20kW Tổng Tổng tải tải lạnh lạnh theo theo mùa mùa ứng ứng với với nhiệt nhiệt độ độ ngoài trời trời tjtj / EER-định EER-định mức mức EERtj EERtj = EERtj-EER nhiệt độ trời tj Tiêu Tiêu thụ thụ năng lượng lượng ứng ứng với với mỗi nhiệt nhiệt độ độ ngồi ngồi trời trời tjtj 17 17 Tính tốn EERtj Non-INV Capacity INV Testing Condition Testing Condition Capacity at 100% Capacity at 50% Load Load INV Non-INV Điều kiện thử 18 Xác định APF • APF xác định bởi cơng thức sau: • ※CSTL- Tổng tải lạnh theo mùa ※HSTL-Tổng tải nhiệt(sưởi) theo mùa ※CSTE-Tổng tiêu thụ lượng cho mùa làm lạnh ※ HSTE- Tổng tiêu thụ lượng cho mùa sưởi ấm Điều kiện thử nghiệm ở tải định mức trung gian cho ĐHKK biến tần CSTL, CSTE & APF CSTL CSTE CSPF=CSTL/CSTE Non-INV: CSPF=3.92 INV: CSPF=4.62 20 Kết luận Thị trường ĐHKK Việt Nam có tốc độ phát triển cao từ 1020% Thị phần máy gia dụng chiếm 75-80% Máy điều hòa 9000-18000BTUh bán chạy Tiêu thụ điện cho ĐH chiếm 30-60% tổng điện tiêu thụ hộ gia đình thời gian mùa hè Tiềm TKNL lĩnh vực ĐH gia dụng không nhỏ Để kiểm định, dán nhãn ĐH gia dụng phải sử dụng đồng thời tiêu chuẩn ISO 5151:2010 (TCVN 7831:2007) ISO 16358-1 Tiêu chuẩn ISO 5151:2010 xác định điều kiện thử nghiệm, trang thiết bị quy trình thử nghiệm (TCVN-7831) điểm định mức điểm đặc trưng trưng Tiêu chuẩn ISO 16358-1 xác định điểm phải kiểm định theo ISO 5151:2010, sử dụng số liệu để tính CSPF/HSPF/APF theo phương pháp tính quy định tiêu chuẩn Xin chân thành cảm ơn Thank you for your attentions Tải lạnh tịa nhà (Văn phịng) • Tải lạnh phải cân bằng với thành phần nhiệt sinh bên trong(tải lạnh trong) nhiệt truyền từ vào(tải lạnh ngoài) Nếu giữ ngun nhiệt độ nhà khơng đổi, tải lạnh phụ thuộc vào cấu tạo tòa nhà • Đối với tịa nhà văn phịng tổng ng̀n nhiệt như: nhiệt tỏa từ người, hệ thống chiếu sáng, thiết bị khác sẽ tự cân bằng với lượng nhiệt truyền nhiệt độ trời 17oC Nhiệt độ gọi nhiệt độ cân bằng(biên) • Đối với hộ nhà dân cửa hàng, nhiệt độ cân bằng tương ứng 19oC 21oC • Trong khoảng nhiệt độ ngồi trời từ nhiệt độ cân bằng tới nhiệt độ 35oC, vùng tải lạnh chưa toàn tải Tổng tải lạnh ứng với nhiệt độ trời tương ứng với tần suất, xuất tải lạnh cho ta tổng tải lạnh tiêu thụ 23