TỐI ƯU HÓA CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CHO HỆ THỐNG LẠNH TRUNG TÂM CHILLER CÓ LƯU LƯỢNG THAY ĐỔI NLN *156 /2021* 17 Số 156 6/2021 Trang 17 21 ĐÁNH GIÁ GIẢM PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH KHI DÙNG MÔI CHẤT LẠNH R32 THAY C[.]
NLN *156 - /2021* 17 Số: 156- 6/2021 Trang 17 - 21 ĐÁNH GIÁ GIẢM PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH KHI DÙNG MÔI CHẤT LẠNH R32 THAY CHO R410A TRONG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ GIA DỤNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TEWI Nguyễn Khắc Hoàng Thành, Nguyễn Việt Dũng, Viện KH & CN Nhiệt-Lạnh, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội E-mail: dung.nguyenviet@hust.edu.vn Ngày nhận bài: 02/11/2020 Ngày duyệt đăng: 29/06/2021 Ngày nhận sửa theo ý kiến phản biện: 06/05/2021 Tóm tắt: Dựa kết nghiên cứu thị trường ĐHKK Việt Nam thời gian 20122020, báo phân tích đưa xu hướng phát triển thị trường Trên sở áp dụng cách tiếp cận tính tốn theo số ảnh hưởng nóng lên tồn cầu quy đổi tổng – TEWI phương pháp bin-nhiệt độ, báo lần xây dựng mơ hình xác định lượng phát thải GHG quy đổi CO2 tương ứng với kịch tốc độ thay ĐHKK sử dụng R-410A ĐHKK dùng R-32 8% 10%, tương ứng 9,6 14,3 triệu CO2 Với kết cho phép quan quản lý Nhà nước doanh nghiệp đánh giá định lượng hiệu sử dụng môi chất lạnh R-32 để góp phần thực thành cơng Sửa đổi Kigali Nghị đinh thư Montreal Từ khóa: TEWI, mơi chất lạnh R-32, bin-nhiệt độ, phát thải GHG KÝ HIỆU: GWP - Global Warming Potential, L – tỉ lệ rò rỉ môi chất hàng năm – thời gian sử dụng thiết bị, năm m - lượng nạp môi chất lạnh, kg α – tỉ lệ thu hồi môi chất tiêu hủy, tái chế thiết bị E – tiêu thụ lượng thiết bị, kWh/năm - hệ số phát thải trung bình sản xuất điện, kg CO2/kWh Lc(ti)- tải nhiệt tòa nhà tương ứng nhiệt độ trời ti, kW 𝑄̇𝑜 (𝑡𝑖 )- suất lạnh ĐHKK tương ứng nhiệt độ trời ti, kW CSPF- hệ số lạnh toàn mùa-cooling seasonal performance factor ni- số có nhiệt độ ngồi trời ti, bin-nhiệt độ,h CHỈ SỐ I, p, n- tương ứng nhiệt độ thứ i bin-nhiệt độ 100- tương ứng t100= 35oC o- tương ứng to= 20oC o,ful- suất lạnh điều kiện toàn tải (T1) STL- tổng tải lạnh toàn mùa-Seasonal total load I ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện vấn đề kiểm sốt giảm phát thải khí nhà kính -greenhouse gas(GHG), vấn đề cấp bách toàn cầu, nhằm ứng phó với q trình Biến đổi khí hậu Trong lạnh điều hịa khơng khí (ĐHKK) lĩnh vực đồng góp phát thải khí GHG khơng nhỏ Lý mơi chất lạnh hệ II III sử dụng có tiềm nóng lên tồn cầu- GWP (Global Warming Potential) cao gấp khoảng 1300÷5000 phát thải khí CO2 [1,2] Bên cạnh Việt Nam mười quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề trình Biến đổi khí hậu Vì Chính phủ có nhiều bước cụ thể để chủ động ứng phó với vấn đề Gần tháng năm 2019 Chính phủ đệ trình Quốc hội phê chuẩn Sửa đổi Kigali Nghị định thư Montreal việc kiểm sốt loại bỏ dần mơi chất lạnh HFCs có tiềm nóng lên tồn cầu NLN *156 - /2021* 18 (GWP) cao theo lộ trình mà Việt Nam cam kết với cộng đồng quốc tế Đây toán phức tạp chưa có lời giải tổng thể, ảnh hưởng tới phát triển tương lai lĩnh vực lạnh ĐHKK [1 ] Trong lĩnh vực ĐHKK, ĐHKK khơng khí gia dụng, khơng ống gió có suất lạnh(NSL) không 24.000 BTU/h chiếm tỉ trọng lớn tới 90% tổng lượng hàng bán tồn thị trường hàng năm Trong đa phần thiết bị dùng mội chất lạnh R410a R22 môi chất hệ cũ có GWP từ 1800-2000, lượng khơng lớn dùng mơi chất R32 với GWP=675 Vì nghiên cứu lượng hóa việc giảm phát thải khí GHG quy CO2 theo kịch khác việc phát triển thiết bị ĐHKK sử dụng R32 sở sử dụng số ảnh hưởng nóng lên toàn cầu quy đổi tổng -TEWI (Total Equivalent Warming Impact) Đây lần Việt Nam có nghiên cứu theo hướng tiếp cận TEWI để tính tốn phát thải GHG Kết nghiên cứu sở để quan quản lý nhà nước, doanh nghiệp thúc đẩy trình thay ĐHKK sử dụng R410A ĐHKK sử dụng R32 II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Xác định phát thải khí nhà kính theo cách tiếp cận TEWI TEWI = GWPLm + GWPm(1−) + nEc (2.1) Trong công thức số hạng thứ thể phát thải trực tiếp môi chất lạnh vào mơi trường rị rỉ Tỉ lệ L xác định theo nghiên cứu [3,4] từ 3-5% với điều hòa gia dụng bán thương mại, nghiên cứu lấy theo tỉ lệ trung bình 4% - tỉ lệ phát thải khí nhà kính/kWhđiện, kgCO2/kWh [5] n- số năm thiết bị ĐHKK gia dụng sử dụng, theo tài liệu hướng dẫn tính toán khấu hao thiết bị, loại thiết bị thời gian sử dụng 10÷15 năm Trong nghiên cứu lấy 15 năm [3] α-tỉ lệ thu hồi môi chất tái chế, tiêu hủy thiết bị, tạm thời xác định 0,3 2.2 Xác định điện tiêu thụ ĐHKK hàng năm theo phương pháp Bin-nhiệt độ Để xác định Ec, điện tiêu thụ hàng năm thiết bị, phụ thuộc vào suất lạnh, đặc điểm khí hậu, thói quen sử dụng người dùng, kWh, xác định theo phương pháp Bin nhiệt độ, thuật tốn tính CSPF[6] 𝐸𝑐 = 𝐿𝐶𝑆𝑇 𝐶𝑆𝑃𝐹 , (2.2) Trong LCST xác định theo công thức [ ]: 𝑝 𝐿𝐶𝑆𝑇 = ∑𝑖=1 𝐿𝑐 (𝑡𝑖 ) ∙ 𝑛𝑖 + ∑𝑛𝑖=𝑝+1 𝑄̇𝑜,𝑓𝑢𝑙 (𝑡𝑖 ) ∙ 𝑛𝑖 (2.3) 𝐿𝐶 (𝑡𝑖 ) = 𝑄̇𝑜,𝑓𝑢𝑙(𝑡100 ) ∙(𝑡𝑖 −𝑡0 ) 𝑡100 −𝑡0 , (2.4) Công thức (2.4) áp dụng trường hợp tải nhiệt tòa nhà nhỏ suất lạnh 𝐿𝑐 (𝑡𝑖 ) ≤ 𝑄̇𝑜,𝑓𝑢𝑙 (𝑡𝑖 ) (𝑖 = ÷ p), tương ứng với nhiệt độ trời ti Nếu trường hợp ngược 𝐿𝑐 (𝑡𝑖 ) > 𝑄̇𝑜,𝑓𝑢𝑙 (𝑡𝑖 ) (𝑖 = p+1 ÷ n) 𝑄̇𝑜,𝑓𝑢𝑙 (𝑡𝑖 ) phải tính theo cơng thức (2.5) ̇ 𝑄 𝑄̇𝑜,𝑓𝑢𝑙 (𝑡𝑖 ) = 𝑄̇𝑜,𝑓𝑢𝑙 (35) + 𝑜,𝑓𝑢𝑙 (29)−𝑄̇𝑜,𝑓𝑢𝑙 (35) 35−29 ∙ (35 − 𝑡𝑖 ), (2.5) Để xác định LCST theo công thức (2.3) bin nhiệt độ xác định theo số liệu tham chiếu tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10273:2013 Hệ số CSPF xác định theo tài liệu [] III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu ĐHKK gia dụng, khơng ống gió có suất lạnh khơng vượt 12kW quy định theo Quyết định 51/QĐ-TTg năm 2013 Trong đối tượng ĐHKK đề xuất chuyển sang sử dụng môi chất R32 ĐHKK biến tần Quy mô, cấu trúc thị trường ĐHKK phân tích từ số liệu nghiên cứu Bộ Công thương, Hội KHKT Lạnh & ĐHKK Việt Nam, Viện KH & CN Nhiệt-Lạnh, Bộ Tài nguyên & Môi trường Trên sở số liệu đề xuất kịch tăng trưởng tỉ lệ ĐHKK sử dụng môi chất R32 4%, 8%,10% Áp dụng hệ cơng thức (2.1÷2.5) cho phép xây dựng mơ hình tính TEWI, tiêu thụ lượng vòng đời sử dụng máy sử dụng cách tiếp cận theo phương pháp CSPF bin-nhiệt độ IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Đánh giá đặc điểm thị trường ĐHKK Căn vào số liệu nghiên cứu thị trường ĐHKK giai đoạn 2013÷2019 nguồn khác nhau[7,8,9,10], thấy tỉ lệ phân bố theo suất lạnh tổng lượng tiêu thụ ĐHKK hàng năm ổn định, thể hình 4.1 NLN *156 - /2021* 19 Mặt khác thấy ĐHKK sử dụng mơi chất R-32 ĐHKK biến tần Lý áp suất làm việc R-32 cao giá thành môi chất đắt, thích hợp dùng cho ĐHKK biến tần loại thiết bị có giá trị cao Hình 4.1 Phân bổ doanh số ĐHKK theo NSL Từ số liệu cho thấy ĐHKK có NSL < 15.000BTU/h chiếm từ 83-87% tồn thị trường Nếu tính ĐHKK có NSL