CÔNG NGHỆ Tạp chí KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ● Tập 57 Số 3 (6/2021) Website https //tapchikhcn haui edu vn 118 KHOA HỌC P ISSN 1859 3585 E ISSN 2615 9619 HIỆU QUẢ ĐUN NƯỚC NÓNG BẰNG BƠM NHIỆT VÀ BẰNG BƠM N[.]
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 HIỆU QUẢ ĐUN NƯỚC NÓNG BẰNG BƠM NHIỆT VÀ BẰNG BƠM NHIỆT KẾT HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI SO VỚI DÙNG BÌNH ĐUN ĐIỆN TRỞ EFFICIENCY OF HEAT WATER BY HEAT PUMP AND HEAT PUMP COMBINED SOLAR ENERGY COMPARED HEATING ELEMENT Nguyễn Quốc Uy*, Bùi Mạnh Tú TÓM TẮT Bài báo trình bày việc tính tốn hiệu lượng khả giảm phát thải khí nhà kính đun nước nóng lĩnh vực dân dụng (tính cho hộ gia đình có người) bơm nhiệt bơm nhiệt kết hợp lượng mặt trời so với phương án dùng bình đun điện trở truyền thống Kết tính tốn cho thấy dùng phương án bơm nhiệt đơn bơm nhiệt kết hợp lượng mặt trời có hiệu rõ rệt Từ khóa: Đun nước nóng; bơm nhiệt kết hợp lượng mặt trời; hiệu lượng ABSTRACT The paper presents the calculation of energy efficiency and emission reduction potential of domestic hot water heating (for a household of people) by heat pump or by heat pump combined solar energy compared to heating element Calculation results show that using heat pump or heat pump combined solar energy has obvious efficiency Keywords: Heat water; heat pump combined solar energy; energy efficiency Khoa Công nghệ Năng lượng, Trường Đại học Điện lực * Email: uynq@epu.edu.vn Ngày nhận bài: 25/4/2021 Ngày nhận sửa sau phản biện: 02/6/2021 Ngày chấp nhận đăng: 25/6/2021 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐUN NƯỚC NÓNG TRONG LĨNH VỰC DÂN DỤNG Mặc dù nước ta có khí hậu nhiệt đới, nhu cầu sử dụng nước nóng hộ gia đình, khách sạn, bệnh viện,… lớn ngày tăng lên Trong hộ gia đình, lượng để đun nước nóng thường chiếm tỉ lệ lớn, tới 18% tổng lượng sử dụng Đối với khu vực khách sạn, bệnh viện, lượng để sản xuất nước nóng nhiều chiếm tới 30% [2] Xét tổng thể xã hội mức tiêu thụ lượng cho việc đun nước nóng lớn, tiết kiệm lượng lĩnh vực có ý nghĩa vơ quan trọng Đun nước nóng phương pháp truyền thống Dùng điện trở để đun nóng nước phương pháp sử dụng từ lâu Đây phương pháp đơn giản nhất, dễ 118 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ● Tập 57 - Số (6/2021) dàng lắp đặt, sử dụng chi phí đầu tư thấp, đến nay, bình đun nước nóng điện treo tường (thường gọi bình nóng lạnh) sử dụng phổ biến hộ gia đình Mặc dù có số ưu điểm trên, xét mặt lượng phương pháp tỏ hiệu Theo QCVN 09:2017/BXD, tổn thất nhiệt bình đun trạng thái chờ xác định theo công thức [4]: Emin = 5,9 + 5,3.V0,5 , W (1) Trong đó, V thể tích nước chứa bình, tính lít Tổn thất có giá trị khoảng 30 40W với bình đun có dung tích 20 40 lít, loại phổ biến hộ gia đình Như vậy, với thời gian chờ 24 giờ/ngày, lượng tổn thất bình đun vào khoảng 720 960W.h/ngày, tức 0,72 0,96kW.h/ngày (số điện/ngày) Ngay bỏ qua tổn thất này, với hiệu suất truyền tải điện lưới điện Quốc gia đạt gần 98% [5], hiệu suất nhà máy nhiệt điện đạt tới 42,5% [6], hiệu suất chuyển hóa lượng từ than (năng lượng sơ cấp) thành nhiệt (đun nóng nước) bằng: 0,98*0,425 = 0,4165, tức chưa đến 42%, hiệu suất chuyển hóa thấp Đun nước nóng bơm nhiệt Bơm nhiệt (BN) máy lạnh có nguyên lý cấu tạo hoạt động hoàn toàn giống nhau, máy nhiệt làm việc theo chu trình ngược chiều Với máy lạnh nhiệt hữu ích nhiệt lấy dàn lạnh (dàn bay hơi), với BN nhiệt hữu ích lại nhiệt nhả dàn nóng (dàn ngưng tụ) Bơm nhiệt đun nước nóng sử dụng nhiệt nhả dàn ngưng tụ để đun nước Đun nước nóng lượng mặt trời Năng lượng mặt trời (NLMT) nguồn lượng miễn phí, có tiềm lớn số nguồn lượng tái tạo (NLTT), ngày sử dụng nhiều cho việc sản xuất trực tiếp điện (pin mặt trời) nhiệt năng, đun nước nóng ứng dụng phổ biến nhất, dễ thực an toàn Một nhược điểm cố hữu NLTT nói chung NLMT nói riêng tính khơng ổn định Vào ngày trời lạnh, nhu cầu sử dụng nước nóng tăng cao cường độ xạ mặt trời lại giảm, chí có Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn SCIENCE - TECHNOLOGY P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 giảm đến 0, nên khơng thể có nước nóng sử dụng Do vậy, để đảm bảo cung cấp nước nóng ổn định, việc sử dụng kết hợp nguồn nhiệt dự phịng ln cần thiết Đun nước nóng bơm nhiệt kết hợp với lượng mặt trời Mặc dù NLMT miễn phí sử dụng trực tiếp dạng nhiệt xem khơng gây ô nhiễm môi trường, song, tính không ổn định nó, để đảm bảo cung cấp nước nóng điều kiện thời tiết, việc sử dụng NLMT kết hợp với nguồn nhiệt dự phòng cần thiết Vì thế, sử dụng NLMT để đun nước nóng có kết hợp với BN giải pháp hợp lý kinh tế lẫn kỹ thuật [2] Việc nghiên cứu đánh giá hiệu lượng khả giảm phát thải đun nước nóng BN BN kết hợp NLMT cho vùng khí hậu Việt Nam chưa nghiên cứu đầy đủ nội dung nghiên cứu CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ BƠM NHIỆT VÀ VỀ BỘ THU NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 2.1 Sơ lược sở lý thuyết bơm nhiệt Công nén thực BN xác định: l lr = s , kJ/kg (2) ηs Trong đó: ls cơng nén đoạn nhiệt thuận nghịch, ls = i2s - i1, kJ/kg; lr công nén đoạn nhiệt thực, lr = i2r - i1, kJ/kg; s hiệu suất không thuận nghịch máy nén, phụ thuộc vào mức độ hồn thiện cơng nghệ máy Công suất nén thực BN xác định: Lr = G.lr = G i2r -i1 , W (3) Ở đây, G lưu lượng khối lượng môi chất lạnh tuần hoàn bơm nhiệt, g/s Nhiệt riêng nhả q trình ngưng tụ (nhiệt hữu ích BN ứng với kg môi chất): qk = i2r -i3 , kJ/kg (4) Năng suất nhiệt BN xác định theo công thức: Qk = G.qk = G i2r -i3 , W (5) Nhiệt riêng nhận vào nguồn lạnh: q0 = i1 -i4 = i1 -i3 , kJ/kg (6) Năng suất thu nhiệt nguồn lạnh: Q0 = G.q0 = G i1 -i3 , W (7) Trên sở đó, để đánh giá hiệu q trình biến cơng tiêu tốn máy nén thành nhiệt nhả dàn ngưng, hệ số hiệu lượng BN xác định theo công thức: COPH Qk qk i2r i Lr lr i2r i1 (8) Nếu so sánh với hệ số hiệu máy lạnh tương ứng (COPR) thì: COPH = Qk Lr = qk lr = lr +q0 lr = + COPR (9) Với BN đun nước nóng số hãng sử dụng phổ biến nay, thông qua thực nghiệm, thấy hệ số hiệu lượng BN (COP) thường chịu ảnh Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn hưởng nhiều điều kiện thời tiết xác định theo cơng thức (10) [13]: COP = 5,935 + 0,056.ta - 0,062.tw (10) o Trong đó: ta nhiệt độ khơng khí mơi trưởng, C; tw nhiệt độ nước nóng bình ngưng tụ, oC Hệ số hiệu lượng BN (COP) tăng nhiệt độ khơng khí mơi trường (ta) tăng nhiệt độ nước nóng (tw) giảm Đồ thị hình thể quan hệ Hình Hệ số hiệu lượng BN phụ thuộc nhiệt độ mơi trường nhiệt độ nước nóng 2.2 Sơ lược sở lý thuyết lượng mặt trời Cường độ xạ mặt trời bên ngồi khí trái đất theo hướng vng góc với chùm tia xạ thay đổi theo ngày tính theo cơng thức sau [10]: Go,n = Gsc ⋅ + 0,033⋅ cos 360⋅n 365 , W/m2 (11) Trong Gsc = 1367W/m số mặt trời n số thứ tự ngày năm (n = 365) Khi vào khí trái đất, xạ mặt trời va chạm với phân tử khơng khí, nước bụi nên phần bị đổi hướng, đồng thời có tượng hấp thụ xạ phân tử khí có nhiều nguyên tử CO2, H2O, O3, làm suy giảm cường độ xạ Nghiên cứu không tập trung vào việc xác định xạ bề mặt trái đất, mà sử dụng số liệu xạ nhiệt độ không khí cơng bố Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 02:2009/BXD [3] để tính tốn cho việc đun nước nóng Trên sở biết số liệu tổng xạ tán xạ mặt bằng, xác định tổng xạ mặt nghiêng thu NLMT sau [10]: GT = G-Gd ⋅Rb +Gd ⋅ 1+ cos β +G⋅ρg ⋅ 1- cos β , W/m2 (12) Trong đó: G cường độ xạ toàn phần (tổng xạ) mặt phẳng nằm ngang (mặt bằng), W/m2; Gd tán xạ mặt bằng, W/m2; GT tổng xạ mặt nghiêng thu, W/m2; g hệ số phản xạ mặt đất, phụ thuộc vào tính chất mơi trường xung quanh thu (bê tơng, gạch ngói hay cỏ,…); góc nghiêng thu, độ Thơng thường, để đạt hiệu cao, thu thường lắp đặt với góc nghiêng vĩ độ đặt thu [10]; Rb hệ số chuyển đổi trực xạ từ mặt lên mặt nghiêng, xác định theo công thức [10]: π Rb = cos φ-β cosδ.sinω's + 180 ω's sin φ-β sinδ π cosφ.cosδ.sinωs + ωs sinφ.sinδ (13) 180 Ở đây: δ góc lệch (góc tạo mặt phẳng hồng đạo mặt phẳng xích đạo trái đất), độ: δ = 23,45.sin(360.(284+n)/365) (14) Vol 57 - No (June 2021) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 119 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 n số thứ tự ngày năm (n = 365); góc vĩ độ nơi đặt thu, độ; ω’s góc mặt trời mọc (lặn) ứng với mặt phẳng nghiêng, độ: ω's = arccos(-tan(φ-β).tanδ) (15) ωs góc mặt trời mọc (lặn) ứng với mặt phẳng ngang, độ: ωs = arccos(-tanφ.tanδ) (16) Từ đây, tính tổng lượng xạ mặt phẳng thu ngày: IT = I-Id ⋅Rb +Id ⋅ 1+ cos β +I⋅ρg ⋅ 1- cos β , W.h/(m2 ngày) (17) Trong đó: I cường độ xạ toàn phần (tổng xạ) mặt phẳng nằm ngang (mặt bằng) tính ngày, W.h/(m2.ngày); Id tán xạ mặt ngày, W.h/(m2.ngày); IT tổng xạ mặt nghiêng thu ngày, W.h/(m2.ngày); 2.3 Công suất hiệu suất thu lượng mặt trời Trên thị trường có nhiều nhà cung cấp thiết bị đun nước nóng NLMT với nhiều chủng loại mẫu mã giá Hiệu suất nhiệt loại thu khác dùng dân dụng hãng khác nhau, sử dụng giá trị hiệu suất trung bình theo cơng thức [9]: 0,0035.GT (t*m ) η = 0,691 - 0,83.t*m (18) Trong đó, tm* độ chênh nhiệt độ đơn vị, thông số đặc trưng cho chế độ vận hành thu: t*m = tw -ta GT , m2.K/W (19) GT cường độ xạ tổng (tổng xạ) bề mặt thu, W/m2 Hình Hiệu suất thu phụ thuộc nhiệt độ môi trường cường độ xạ Quan hệ hiệu suất thu với nhiệt độ môi trường cường độ xạ thể hình Theo định nghĩa chung, hiệu suất thu NLMT cịn xác định theo cơng thức [10]: η= Qu Ac ⋅GT (20) Ở đây, Qu cơng suất nhiệt hữu ích thu, W; Ac diện tích bề mặt hấp thụ xạ thu NLMT, m2 Vì vậy, cơng suất nhiệt thu NLMT xác định theo công thức: Qu = η⋅Ac ⋅GT , W (21) Để sử dụng liệu thời tiết công bố Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 02:2009/BXD [3], công thức (18), (19), (20), (21) chuyển sang dạng tính cho ngày: 120 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ● Tập 57 - Số (6/2021) - Hiệu suất thu NLMT trung bình ngày: ηd = 0,691-0,83.t*m,d -0,0035.IT (t*m,d ) (22) Trong đó, IT tổng lượng xạ mặt phẳng nghiêng thu ngày, W.h/(m2.ngày), xác định theo công thức (17) Chênh lệch nhiệt độ đơn vị xác định theo công thức: t*m,d = ti -ta IT ts , m2.K/W (23) Ở đây, ts số nắng ngày, xác định theo QCVN 02:2009/BXD, h/ngày - Năng lượng nhiệt hữu ích cung cấp thu NLMT ngày: Qu,d =ηd ⋅Ac ⋅IT 3,6 , kJ/ngày (24) TÍNH TỐN HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG VÀ MỨC GIẢM PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH 3.1 Hiệu lượng Tính chung cho địa phương nước, lấy mức tiêu thụ nước nóng bình qn đầu người 45 lít/người/ngày Lấy số người trung bình hộ gia đình người mức tiêu thụ nước nóng hàng ngày hộ 4x45 = 180 lít - Lượng nhiệt cần thiết để đun nước nóng ngày xác định sau: Qn = Gn Cpn (tnn -tnl ), kJ/ngày (25) Trong đó: tnn tnl tương ứng nhiệt độ nước nóng (lấy chuẩn 60oC) nhiệt độ nước lạnh (gần lấy nhiệt độ khơng khí); Cpn nhiệt dung riêng nước, kJ/(kg.K), xác định theo giá trị nhiệt độ trung bình nước nóng nước lạnh: tn = (tnn+tnl)/2; Gn khối lượng nước nóng cần đun ngày, kg/ngày: Gn = Vn ρn /1000, kg/ngày (26) Vn thể tích nước nóng, lít/ngày; n khối lượng riêng nước nóng, kg/m3 Sử dụng phần mềm EES [12], phần mềm chuyên dụng để giải phương trình hệ phương trình kỹ thuật, có tích hợp sẵn hàm nhiệt động nhiều môi chất (nước, khơng khí, mơi chất lạnh,…), kết hợp với liệu thời tiết (nhiệt độ khơng khí trung bình, tổng xạ mặt bằng,…) để giải phương trình (13) (26), xác định lượng nhiệt cần thiết để đun nước nóng ngày theo tháng ứng với 13 địa danh nước - Điện tiêu thụ tháng cho việc đun nước bình đun điện tính theo cơng thức: Ebđ = Qn Nd /(3600.bđ ), kW.h/tháng (27) Nd số ngày tháng; bđ hiệu suất bình đun điện, lấy trung bình bđ = 0,95 - Điện tiêu thụ hàng tháng để đun nước nóng BN đơn xác định theo công thức: Ebn = Qn Nd /(3600.COP), kW.h/tháng (28) Hệ số hiệu lượng COP BN xác định theo công thức (10) - Lượng nhiệt NLMT cung cấp thiếu ngày cần bổ sung BN: QBN-MT = Qn -Q , kJ/ngày (29) MT Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn SCIENCE - TECHNOLOGY P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 Trong đó, Qn lượng nhiệt cần thiết để đun nước nóng ngày, xác định theo công thức (25); QMT lượng nhiệt cung cấp thu NLMT, có giá trị Qu,d tính theo cơng thức (24) - Điện tiêu thụ tháng cho BN hỗ trợ tính theo công thức: EBN-MT =QBN-MT Nd /(3600.COP), kW.h/tháng (30) - Điện tiết kiệm năm dùng BN so với dùng bình đun điện: DE1 = ∑12 (31) i=1 (Ebđ,i -Ebn,i ) , kW.h/năm Trong đó, Ebđ,i Ebn,i tương ứng điện tiêu thụ tháng thứ i (i = 12) cho phương án dùng bình đun điện phương án dùng BN, xác định theo công thức (27) công thức (28) Hoặc đánh giá hiệu tiết kiệm dạng tương đối: DE h1 = ∑12 100% (32) i=1 Ebđ,i - Điện tiết kiệm năm dùng BN kết hợp với NLMT so với dùng điện trở truyền thống: DE2 = ∑12 (33) i=1 (Ebđ,i -EBN-MT,i ) , kW.h/năm Trong đó, EBN-MT,i điện tiêu thụ tháng thứ i (i=112) cho phương án dùng BN kết hợp với NLMT, xác định theo công thức (30) Hoặc đánh giá hiệu tiết kiệm dạng tương đối: DE2 h2 = ∑12 i=1 Ebđ,i 100% (34) Kết tính tốn trình bày bảng Đà Lạt Sa Pa địa danh có nhiệt độ trung bình thấp nước (tương ứng 17,9oC 15,3oC) nên kết tính tốn theo bảng cho thấy tiêu thụ điện để đun nước nóng hàng năm điện trở lớn (tương ứng 3350,7kW.h 3557,8kW.h) Điện tiết kiệm dùng phương án đun nước BN BN kết hợp với NLMT so với dùng điện trở có giá trị tuyệt đối lớn địa danh (tương ứng 2360,7kW.h 2444,3kW.h, 3253,9kW.h 3022,2kW.h) Hiệu tiết kiệm lượng dạng tương đối, nhỏ Sa Pa (68,7% 84,9%) lớn Tân Sơn Nhất (74,6% 100%) Xét tổng thể tất 13 địa danh đặc trưng nước, việc đun nước nóng BN kết hợp với NLMT đem lại hiệu cao (năng lượng tiết kiệm đạt 84% chí tới 100%) 3.2 Suất tiêu thụ điện khả giảm phát thải dùng bơm nhiệt dùng bơm nhiệt kết hợp với lượng mặt trời để đun nước nóng - Một đại lượng quan trọng đặc trưng cho hiệu lượng hệ thống nói chung suất tiêu thụ điện e, định nghĩa tỉ số lượng điện tiêu thụ E khối lượng vật chất cần gia công nhiệt G: e= E G , kW.h/kg (35) Trên sở định nghĩa này, xác định suất tiêu thụ điện cho hệ thống đun nước nóng dùng điện trở, hệ thống dùng BN hệ thống dùng BN kết hợp với NLMT (số kilo Watt điện để đun lít nước nóng từ nhiệt độ mơi trường đến nhiệt độ yêu cầu, lấy 60oC): ebđ = ebn = Ebđ Gn Ebn Gn eBN-MT = , kW.h/lít (36) , kW.h/lít (37) EBN-MT Gn , kW.h/lít (38) - Phát thải khí nhà kính (chủ yếu CO2) hệ thống sử dụng điện tính theo cơng thức: GCO2 = E.EF, kgCO2 /năm (39) Trong đó: E điện sử dụng, kW.h/năm; EF hệ số phát thải lưới điện, kgCO2/kW.h Theo thông báo Cục Biến đổi khí hậu - Bộ Tài ngun Mơi trường [1], hệ số phát thải trung bình lưới điện Việt Nam năm 2018 EF = 0,9130 tCO2/MW.h = 0,913 kgCO2/kW.h Sử dụng số liệu kết hợp với kết tính tốn lượng tiết kiệm điện trên, xác định mức giảm phát thải khí nhà kính dùng BN dùng BN kết hợp với NLMT để đun nước ứng với 13 địa danh nước Bảng So sánh tiêu thụ điện phương án (tính cho hộ gia đình có người) TT 10 11 12 13 Dùng bơm nhiệt đơn Dùng bơm nhiệt kết hợp NLMT Dùng bình đun Điện tiêu thụ, Điện tiết Hiệu tiết Điện tiêu Điện tiết Hiệu tiết điện, kW.h/năm kW.h/năm kiệm, kW.h/năm kiệm, h1, % thụ, kW.h/năm kiệm, kW.h/năm kiệm, h2, % Lai Châu 2942,0 805,2 2136,8 72,6% 114,1 2827,9 96,1% Sơn La 3092,8 873,5 2219,3 71,8% 73,5 3019,3 97,6% Sa Pa 3557,8 1113,5 2444,3 68,7% 535,6 3022,2 84,9% Cao Bằng 3055,8 862,4 2193,4 71,8% 213,6 2842,2 93,0% Hà Nội 2888,9 786,6 2102,3 72,8% 165,0 2723,9 94,3% Phù Liễn 2937,0 806,4 2130,6 72,5% 212,5 2724,5 92,8% Thanh Hóa 2889,8 786,0 2103,8 72,8% 163,4 2726,4 94,3% Vinh 2866,9 776,2 2090,7 72,9% 228,7 2638,2 92,0% Đà Nẵng 2715,9 708,5 2007,4 73,9% 66,1 2649,8 97,6% Pleiku 3045,3 845,0 2200,3 72,3% 39,3 3006,0 98,7% Đà Lạt 3350,7 990,0 2360,7 70,5% 96,8 3253,9 97,1% Tân Sơn Nhất 2593,0 657,7 1935,3 74,6% 0,0 2593,0 100,0% Cần Thơ 2650,7 679,7 1971,0 74,4% 2,2 2648,5 99,9% Địa danh Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn Vol 57 - No (June 2021) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 121 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 Bảng Phát thải CO2 hàng năm mức giảm phát thải phương án đun nước (với hộ gia đình có người) TT 10 11 12 13 Dùng bình đun điện Dùng bơm nhiệt đơn Dùng bơm nhiệt kết hợp NLMT Suất tiêu thụ Lượng phát thải Suất tiêu thụ Lượng phát Mức giảm phát Suất tiêu thụ Lượng phát thải Mức giảm Địa danh điện năng, hàng năm, điện năng, thải hàng năm, thải, điện năng, hàng năm, phát thải, kW.h/lít kgCO2/năm kW.h/lít kgCO2/năm kgCO2/năm kW.h/lít kgCO2/năm kgCO2/năm Lai Châu 0,045 2686 0,012 735 1951 0,002 104 2582 Sơn La 0,047 2824 0,013 798 2026 0,001 67 2757 Sa Pa 0,054 3248 0,017 1017 2232 0,008 489 2759 Cao Bằng 0,047 2790 0,013 787 2003 0,003 195 2595 Hà Nội 0,044 2638 0,012 718 1919 0,003 151 2487 Phù Liễn 0,045 2681 0,012 736 1945 0,003 194 2487 Thanh Hóa 0,044 2638 0,012 718 1921 0,002 149 2489 Vinh 0,044 2617 0,012 709 1909 0,003 209 2409 Đà Nẵng 0,041 2480 0,011 647 1833 0,001 60 2419 Pleiku 0,046 2780 0,013 771 2009 0,001 36 2744 Đà Lạt 0,051 3059 0,015 904 2155 0,001 88 2971 Tân Sơn Nhất 0,039 2367 0,010 600 1767 0,000 2367 Cần Thơ 0,040 2420 0,010 621 1800 0,000 2418 Suất tiêu thụ điện có giá trị nhỏ tốt thể khả tiết kiệm lượng nhiều Theo bảng 2, Tân Sơn Nhất Cần Thơ có suất tiêu thụ điện nhỏ nước Ở đó, suất tiêu thụ điện để đun nước phương án BN 0,01kW.h/lít phương án BN kết hợp với NLMT 0, tức khơng cần dùng đến điện Cũng theo kết tính tốn đây, lượng giảm phát thải khí nhà kính đun nước nóng BN kết hợp với NLMT Đà Lạt lớn (2971kgCO2/năm) Ở địa phương khác, đun nước phương án giảm nhiều, 2300kgCO2/năm Đây số cực lớn hàng triệu hộ gia đình sử dụng phương án đun nước nóng KẾT LUẬN Đun nước nóng BN BN kết hợp với NLMT đem lại hiệu lượng khả giảm phát thải khí nhà kính nhiều, nên quan tâm sử dụng Kết nghiên cứu cho thấy, so với phương án đun nước điện trở (với hộ gia đình có người): - Điện tiết kiệm hàng năm 1935,3kW.h/năm (nếu đun nước BN Tân Sơn Nhất) nhiều 3253,9kW.h/năm (nếu đun nước BN kết hợp NLMT Đà Lạt); - Lượng giảm phát thải hàng năm 1767kgCO2/năm (nếu dùng BN Tân Sơn Nhất) nhiều 2971kgCO2/năm (nếu dùng BN kết hợp NLMT Đà Lạt); - Các địa phương Nam Bộ (Tân Sơn Nhất, Cần Thơ) cần dùng NLMT đủ đáp ứng nhu cầu nước nóng, khơng cần dùng đến điện để đun TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ministry of Natural Resources and Environment, Department of Climate change, 2018 Official Dispatch No 263/BĐKH-TTBVTOD, dated 12/03/2020 On notice of emission factor of Vietnam's power grid in 2018 122 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ● Tập 57 - Số (6/2021) [2] Nguyen Nguyen An, 2015 Nghien cuu thiet ke, che tao he thong cung cap nuoc nong su dung bom nhiet ket hop voi bo thu nang luong mat troi dieu kien Viet Nam General report on State-level scientific and technological research projects, code KC.05.03/11-15 [3] Ministry of Construction, 2009 QCVN 02:2009/BXD - Vietnam Building Code Natural Physical & Climatic Data for Construction [4] Ministry of Construction, 2017 QCVN 09:2017/BXD - National Technical Regulation on Energy Efficiency Buildings [5] http://baochinhphu.vn/Tiet-kiem-dien-ich-nuoc-loi-nha/EVNNPT-Tonthat-dien-nang-tren-luoi-dien-truyen-tai-giam-009/374788.vgp [6] https://www.moit.gov.vn/web/guest/tin-chi-tiet/-/chi-tiet/viet-nam-co-thephat-trien-nhiet-%C4%91ien-than-sieu-sach-nhu-nhat-ban 17370-3101.html [7] Daniel Carbonell, Michel Y Haller, Daniel Philippen and Elimar Frank, 2014 Simulations of combined solar thermal and heat pump systems for domestic hot water and space heating Energy Procedia 48, 524 – 534 [8] D Carbonell, M.Y Haller, E Frank, 2014 Potential benefit of combining heat pumps with solar thermal for heating and domestic hot water preparation Energy Procedia 57, 2656 – 2665 [9] Jian Wang, Zhiqiang Yin, Jing Qi, Guangbai Ma, Xijie Liu, 2015 Mediumtemperature solar collectors with all-glass solar evacuated tubes Energy Procedia 70, 126 – 129 [10] John A Duffie (deceased), William A Beckman, 2013 Solar Engineering of Thermal Processes John Wiley & Sons, Fourth Edition [11] Sara Eicher, Catherine Hildbrand, Annelore Kleijer, Jacques Bony, 2014 Life cycle impact assessment of a solar assisted heat pump for domestic hot water production and space heating Energy Procedia 48, 813 - 818 [12] S A Klein, F L Alvarado Engineering equation solver http://fchartsoftware.com/ees/ [13] Zhang Yin, Long Enshen, Zhao Xinhui, Jin Zhenghao, Liu Qinjian, Liang Fei, Ming Yang, 2017 Combined solar heating and air-source heat pump system with energy storage: thermal performance analysis and optimization Procedia Engineering 205, 4090–4097 AUTHORS INFORMATION Nguyen Quoc Uy, Bui Manh Tu Faculty of Energy Technology, Electric Power University Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn ... lại hiệu cao (năng lượng tiết kiệm đạt 84% chí tới 100%) 3.2 Suất tiêu thụ điện khả giảm phát thải dùng bơm nhiệt dùng bơm nhiệt kết hợp với lượng mặt trời để đun nước nóng - Một đại lượng quan... cho thấy tiêu thụ điện để đun nước nóng hàng năm điện trở lớn (tương ứng 3350,7kW.h 3557,8kW.h) Điện tiết kiệm dùng phương án đun nước BN BN kết hợp với NLMT so với dùng điện trở có giá trị tuyệt... khơng thể có nước nóng sử dụng Do vậy, để đảm bảo cung cấp nước nóng ổn định, việc sử dụng kết hợp nguồn nhiệt dự phòng ln cần thiết Đun nước nóng bơm nhiệt kết hợp với lượng mặt trời Mặc dù NLMT