Báo cáo kiểm toán năng lượng kiểm toán năng lượng cho tòa nhà c1 c2 c9 đại học bách khoa hà nội

Báo cáo kiểm toán năng lượng kiểm toán năng lượng cho tòa nhà c1 c2 c9 đại học bách khoa hà nội Báo cáo kiểm toán năng lượng kiểm toán năng lượng cho tòa nhà c1 c2 c9 đại học bách khoa hà nội Báo cáo kiểm toán năng lượng kiểm toán năng lượng cho tòa nhà c1 c2 c9 đại học bách khoa hà nội

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO KIỂM TOÁN NĂNG

LƯỢNG Kiểm toán năng lượng cho tòa nhà C1-C2-C9 đại học bách Khoa

Giảng viên hướng dẫn: TS Đặng Hoàng Anh

Chữ ký của GVHD

HÀ NỘI, 1/2023 TÓM TẮT NÔI DUNG BÁO CÁO

Nhiệm vụ của nhóm 2 là kiểm toán năng lượng cho tòa nhà C1, C2, C9 của đạihọc Bách Khoa Dưới sự hướng dẫn của thầy Đặng Hoàng Anh kết hợp với phầnmềm mô phỏng năng lượng và công cụ trực quan hóa dữ liệu, nhóm đã phân tích

và đưa ra một số giải pháp tiết kiệm năng lượng, giảm chi phí điện năng tiêu thụcho công trình như thay đổi vật liệu tường, thay thế điều hòa có hệ số COP cao

và sử dụng phương pháp điều khiển chiếu sáng Các giải pháp đều đạt hiệu quảnhất định và có những giải pháp đem lại hiệu quả cao, có thể áp dụng thực tiễnvào công trình Thông qua bài tập lớn này, nhóm em đã học hỏi thêm được nhiềukiến thức bổ ích, biết cách sử dụng các phần mềm và công cụ hỗ trợ cho việckiểm toán năng lượng cũng như trau dồi thêm các kỹ năng mềm như là slide,thuyết trình, làm việc nhóm

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG 5

1.1 Khảo sát hiện trạng công trình 5

1.1.1 Thiết bị điện chính 5

1.1.2 Lớp vỏ vật liệu công trình 9

1.2 Lập cam kết kiểm toán năng lượng 11

1.2.1 Mục tiêu kiểm toán: 11

1.2.2 Mốc thời gian 11

1.2.3 Tài nguyên 11

1.2.4 Hiện trạng công trình: 11

1.2.5 Các yếu tố và ràng buộc thực hiện: 11

1.2.6 Khả năng các đề xuất kiểm toán được áp dụng cho xây dựng các công trình / các khu vực khác 11

1.2.7 Định dạng báo cáo bắt buộc 11

1.3 Thiết lập phạm vi KTNL 12

1.3.1 Xác định phạm vi KTNL 12

1.3.2 Xác định dòng năng lượng vào ra 12

1.3.3 Check list phạm vi kiểm toán 12

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH HQNL 13

2.1 Phân tích năng lượng tiêu thụ và chi phí 13

2.2 So sánh hiệu quả năng lượng 19

CHƯƠNG 3 ĐẶC TÍNH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG 20

3.1 Tháng 1-2: 21

3.2 Tháng 3-4: 26

3.3 tháng 5-6: 30

CHƯƠNG 4 KIỂM KÊ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG 32

4.1 Danh sách các tải tiêu thụ năng lượng 32

4.2 Đo đạc tiêu thụ và đặc điểm nhu cầu sử dụng năng lượng 33

CHƯƠNG 5 XÁC ĐỊNH TIỀM NĂNG TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG 36

5.1 Tổng hợp và phân tích biện pháp TKNL 36

5.1.1 Phân tích chiếu sáng tự nhiên 36

5.1.3 Phân tích hướng nắng 37

5.2 Xác định các biện pháp phù hợp 37

5.2.1 Sử dụng cảm biến điều khiển chiếu sáng 38

5.2.2 Thay thế hệ thống ĐH có COP cao hơn 40

5.2.3 Thay đổi vật liệu lớp vỏ bao che công trình 42

5.2.4 Pin năng lượng mặt trời 44

CHƯƠNG 6 ĐÁNH GIÁ LỢI ÍCH 44

6.1 Xác định các giải pháp tiềm năng tiết kiệm năng lượng 44

6.2 Phân tích hiệu quả kinh tế kĩ thuật của các giải pháp 45

6.2.1 Giải pháp 1: Lắp đặt mắt cảm biến ánh sáng 45

6.2.2 Giải pháp 2: Thay thế điều hòa có chỉ số cop cao 46

6.2.3 Giải pháp 3: Thay cửa kinh 46

6.2.4 Tổng hợp các giải pháp trên 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

CHƯƠNG 1 KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG 1.1 Khảo sát hiện trạng công trình

Khối tòa nhà C1-C2-C9 nằm trong khuân viên đại học Bách Khoa được được xâydựng để phục vụ công tác giảng dạy, nghiên cứu thí nghiệm và họp báo

Tổng quan tòa C1, C2, C9 Bách Khoa

1.1.1 Thiết bị điện chính

a) Điều hòa và thông gió

- Các loại điều hòa chính được sử dụng:

+ Panasonic N9WKH-8 Gas R32: Công suất làm lạnh 1HP - 9.000Btu/h

Chỉ số hiệu suất năng lượng CSPF đến 3,44

+ Máy lạnh Đaikin FTKC35RVMV/RKC35RVMV: Công

suất làm lạnh 1.5HP – 12.000 Btu/h

COP: 3.57

Điều hòa cục bộ chính

- Ở các phong hội thảo, hội trường 105-106 tòa C2 và một số phòng họp ởtòa C1 được trang bị điều hòa trung tâm công suất lớn giúp dễ dàng điềukhiển và quản lý cùng với việc tiết kiệm năng lượng

Điều hòa trung tâm

- Thông gió: Hầu hết các phòng đều sử dụng thông gió tự nhiên Một số

phòng như hội trường, hội thảo tòa C2 và một số phòng thí nghiệm tầng 4tòa C1 sử dụng thông gió cơ học

Mật độ công suất chiếu sáng tòa C1

Tòa C2 Mật độ công suất chiếu sáng (W/m2)

Mật độ công suất chiếu sáng tòa C2

Tòa C9 Mật độ công suất chiếu sáng (W/m2)

Hội trường được chiếu sáng bằng các tấm panel

- Công suất danh định: 75W

- Lưu lượng gió: 252,66m3/min

- Hiệu suất năng lượng: 1,58m3/min/W

- Đường kính sải cánh: 1400mm

- Kích thước phủ bì (Đường kính x Chiều cao): 1400x520mm

- Điều chỉnh 5 tốc độ bằng núm vặn hộp số

- Màu sắc: màu xanh hoặc màu kem

- Kích thước bao bì (đo phía ngoài)/Khối lượng:

Ngoài ra còn có các phụ tải khác như máy tính, máy chiếu, máy tin, tivi, tủlạnh….

bê tông lót

1,942

Sàn tầng 2-4 20mm vật liệu lát sàn: Lát gạch

granite màu vàng nhạt 600x600, 50mm lớp vữa xi măng, 100mm lớp bê tông lót, 204,5 mm lớp không khí, 37mm trần thạch cao

1,36

Mái bằng + 20mm gạch lá nem 400x400 1,039

+ 10mm Chống thấm mái + 100mm Sàn bê tông đồ phẳng

Như vậy ta thấy hệ số U-value của kính là cao dẫn đến tiêu thụ năng lượng lớn

do hệ số truyền nhiệt lớn tuy nhiên chi phí lắp đặt kính lại dẻ hơn các loại kính khác.Vì vậy cần có sự căn nhắc giữa bài toán kinh tế và bài toán kĩ thuật khi thiết

kế thi công

1.2 Lập cam kết kiểm toán năng lượng

1.2.1 Mục tiêu kiểm toán:

- Tiết kiệm năng lượng tiêu thụ/ chi phí

- Đáp ứng tải trọng gia tăng năng lượng trong tòa nhà

1.2.2 Mốc thời gian

- Ngày hoàn thành cần thiết: 29/01/2023

- Ngày phát hiện sơ bộ cần thiết: 03/11/2022

1.2.5 Các yếu tố và ràng buộc thực hiện:

- Dòng thời gian của EMOs chi phí thấp

- Hạn chế, rằng buộc tài chính

- Trang bị thêm dòng thời gian EMOs

1.2.6 Khả năng các đề xuất kiểm toán được áp dụng cho xây dựng các công trình / các khu vực khác

- Có

1.2.7 Định dạng báo cáo bắt buộc

- Mức độ chi tiết

- Yêu cầu phân tích tài chính

- Thời gian hoàn vốn/ tiêu chí chấp nhận được

- Theo loại phụ tải:

+ Room Electricity (ổ cắm, tivi, micro, máy chiếu…)

+ Chiếu sáng

+ Làm mát

+ Hệ thống quạt

1.3.2 Xác định dòng năng lượng vào ra

- Dòng năng lượng vào của tòa C1, C2, C9 là:

- Room Electricity (ổ cắm, tivi, micro, máy chiếu…)

- Chiếu sáng

- Làm mát

- Hệ thống quạt

1.3.3 Check list phạm vi kiểm toán

Danh sách kiểm tra phạm vi Kiểm toán gồm

Khu vực thực hiện kiểm toán

Thông tin cần thu nhập

- Kết quả mô phỏng trên phần mềm Design Builder

- Dữ liệu về thời tiết

- Thông số kĩ thuật cơ bản

Phạm vi phân tích

- Phân tích nhu cầu sử dụng điện

- Kiểm kê các tải tiêu thụ

- Thời gian hoàn vốn khi áp dụng phương pháp kiểm toán

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH HQNL 2.1 Phân tích năng lượng tiêu thụ và chi phí

Phương pháp tính

Mô phỏng

Công thức tính điện năng tiêu thụ, giá điện trong một năm

Nhóm đối tượng khách hàng Giá bán điện (đồng/kWh)

Bệnh viện, nhà trẻ, mẫu giáo, trường

Biểu đồ tiền điện trong 6 tháng đầu

Điện năng tiêu thụ lớn nhất ở tháng 5 và tháng 6 đạt 84549kWh và 95714kWh donắng nóng kéo dài, nhu cầu sử dụng các thiết bị làm mát tăng mạnh. 

Lượng điện năng và chi phí tiêu thụ nhỏ nhất ở tháng 1, 2 do vào thời điểm kỳnghỉ Tết. 

-> Cần tập trung thực hiện kiểm toán vào 2 thời điểm tháng 5 và 6 để đề xuất giảipháp tiết kiệm năng lượng. 

Biểu đồ công suất tiêu thụ giờ cao điểm

Tiền điện phải trả theo giờ cao điểm

Nhận xét:

Công suất tiêu thụ vào giờ cao điểm thấp hơn so với giờ bình thường tuy nhiêntiền điện phải trả lại lớn hơn nhiều Vấn đề này rất khó cải thiện do giờ hànhchính là cố định ta không thể thay đổi Tuy nhiên một số hoạt động cần tiêu thụđiện như thí nghiệm, hội họp, sự kiện,… ta nên tránh các giờ cao điểm để tiếtkiệm phần nào điện năng tiêu thụ

Tháng 1-2:

Trong tháng 1, công suất tiêu thụ trong giờ bình thường điểm nhiều hơn giờ caođiểm khoảng 3000kWh nhưng số tiền phải trả cho giờ cao điểm lại nhiều hơn giờbình thường điểm khoảng 12 triệu VNĐ

Công suất tiêu thụ trong giờ bình thường chiếm 55,7% công suất tiêu thụ củatháng 1 nhưng số tiền phải trả cho lượng điện tiêu thụ này chỉ chiếm 42,4% Cóthể thấy lượng điện tiêu thụ còn ít nên dù phần trăm tiền điện chênh lệch khá lớnnhưng số tiền chênh lệch không nhiều

Đến tháng 2 công suất tiêu thụ trong giờ bình thường điểm nhiều hơn giờ caođiểm khoảng 3000kWh nhưng lượng điện tiêu thụ đã nhiều hơn chút, chênh lệchtiền điện giữa giờ bình thường và giờ cao điểm khoảng 12,8 triệu VNĐ

Tỷ trọng lượng điện sử dụng và số tiền phải trả vẫn không thay đổi so với tháng

1, Công suất tiêu thụ trong giờ bình thường chiếm 55,7% công suất tiêu thụ củatháng 2, số tiền phải trả cho lượng điện tiêu thụ này vẫn chiếm 42,4% Lượngđiện tiêu thụ chênh khoảng 2000kWh so với tháng trước và tiền điện tăng thêmkhảng 6,5 triệu VNĐ do hết thời gian nghỉ Tết, trường bắt đầu hoạt động trở lạinhưng đây cũng là thời điểm kỳ thi diễn ra, số lượng phòng học sử dụng vẫn còn

ít Thời tiết vẫn đang trong mùa lạnh, nhiệt độ trung bình so với tháng 1 tăngthêm 1,17 độ, tại lạnh vẫn chưa cần sử dụng

Tháng 3:

Lượng điện sử dụng tang nhiều so với 2 tháng trước, cụ thể là 34841kWh, hơn12200kWh so với tháng 2 Lượng điện tiêu thụ trong giờ bình thường chiếm56,7%, tăng 2% so với 2 tháng trước Số tiền phải trả cho giờ bình thường chiếm43,3%, tang 1% so với 2 tháng trước, tuy nhiên tiền điện phải trả trong tháng 3bắt đầu tăng mạnh, hơn 35 triệu so với tháng 2

Nhiệt độ trung bình tăng khoảng 3 độ so với tháng 2, tuy nhiên vẫn không phải làyếu tố tác động đến lượng điện tiêu thụ của tháng 3, khi tháng 3 vẫn đang trongmùa lạnh và có nhiệt độ trung bình là 20,08 độ Thời điểm tháng 3 là thời gianbắt đầu học kỳ mới, lượng điện sử dụng nhiều hơn, lượng điện sử dụng trong giờbình thường bắt đầu nhiều hơn giờ cao điểm

Tháng 4:

Công suất tiêu thụ bắt đầu tăng vọt lên 56743kWh, tiền điện phải trả cũng tănglên 197 triệu VNĐ, gần gấp đôi so với tháng 3 Thời điểm cuối tháng 4 bắt đầuvào mùa nóng, nhu cầu sử dụng các thiết bị làm mát tăng Còn là thời gian hoạtđộng thí nghiệm bắt đầu, các diễn đàng, hội nghị cũng bắt đầu được tổ chức

Công suất tiêu thụ trong giờ bình thường chiếm 57,5% và số tiền phải trả cho giờbình thường chiếm 44,1% tiền điện cả tháng

Tháng 5-6:

Là khoảng thời gian của mùa nóng, nhu cầu sử dụng điện tăng cao Trong tháng

5, công suất tiêu thụ điện đạt vào 84549kWh, gấp rưỡi so với tháng 4 và gấp gần

3 lần so với tháng 1 Lượng điện tiêu thụ trong giờ bình thường chiếm 59,3% có

số tiền tương ứng phải trả chiếm 45,9% tiền điện tháng 5 Số tiền phải trả cho giờbình thường chênh lệch không nhiều so với tiền điện giờ cao điểm (khoảng 23triệu VNĐ) Nhiệt độ trung bình tháng tăng lên 27,42 độ

Đối với tháng 6, lượng điện tiêu thụ đạt cao nhất trong 6 tháng đầu năm là95714kWh, với nhiệt độ trung bình tháng là 29,31 độ Lượng điện tiêu thụ tronggiờ bình thường chiếm 61,1% và số tiền phải trả cho giờ này chiếm 47,7%

Có thể thấy dựa vào tỷ trọng điện năng tiêu thụ giữa giờ làm việc cao điểm vàgiờ bình thường, hoạt động làm việc của tòa nhà không thay đổi nhiều trongtháng 5 và tháng 6, tuy nhiên nhiệt độ trung bình tăng vọt kèm theo lượng điện

sử dụng tăng vọt có thể suy luận ra được nhiệt độ ảnh hưởng đến nhu cầu sửdụng điện tăng cao

Tỷ trọng giờ bình thường trong tháng 1 và tháng 2 là tương đương nhau do cónhiều ngày nghỉ, ít lịch làm việc, nhiệt độ thấp nên không có nhu cầu làm mát.Tháng 3 là thời gian quay trở lại học tập cho nên điện năng tiêu thụ bắt đầu tăngnhẹ, tuy nhiên vẫn trong mùa lạnh nên nhu cầu sử dụng điện không thay đổi

nhiều cuối tháng 4 là bắt đầu vào mùa nóng, nhiệt độ tăng nhiều hơn, nhu cầu sửdụng điện cũng tăng theo nhưng thời gian hoạt động không thay đổi nhiều so vớitháng 3 Tháng 5 và 6 là bắt đầu vào mùa nóng, nhiệt độ tăng mạnh, ảnh hưởngđến nhu cầu làm mát và tiêu thụ điện, khiến điện năng tiêu thụ tăng cao, điệnnăng tiêu thụ trong giờ bình thường của 2 tháng này tăng nhiều hơn so với cáctháng còn lại.

2.2 So sánh hiệu quả năng lượng

Đồ thị thể hiện điện năng tiêu thụ giữa các phụ tải

Nhận xét:

Ta thấy hệ thống HVAC chiếm tỉ trọng lớn nhất lớn hơn rất nhiều so với các tảikhác Đặc biệt ta nên quan tâm đến các tháng 5, 6 hệ thống vẫn tiêu tốn khá nhiềuđiện năng Chính vì vậy ta nên quan tâm đến phần cách nhiệt của lớp vỏ côngtrình như kính, tường…

Một loại phụ tải khác cũng tiêu thụ rất nhiều điện năng đó chính là chiếu sáng.

Do đa số các tòa nhà đều sử dụng loại bóng đèn tuýp huỳnh quang hiệu suất phátquang thấp Đây cũng là điểm cần xem xét, thay thế

CHƯƠNG 3 ĐẶC TÍNH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG

Nhìn chung, lượng điện tiêu thụ tăng theo các tháng và tăng theo nhiệt độ Lượngđiện tiêu thụ chủ yếu vào các ngày trong tuần từ thứ 2 đến thứ 7 Các ngày trongtuần tiêu thụ hết 318,538 kWh, chiếm đến 99% điện tiêu thụ 6 tháng, Ngày CN làngày nghỉ các tòa nhà sử dụng rất ít điện, chỉ tiêu thụ với 789kWh Thứ 7 đượctính là ngày trong tuần nhưng không tiêu thụ điện nhiều, do thứ 7 là ngày nghỉcho sinh viên và hành chính, chỉ có hoạt động thí nghiệm bù hoặc thầy cô cần lênvăn phòng mới sử dụng điện

Thời gian tòa nhà hoạt động bắt đầu từ 6h-19h, thời gian tiêu thụ nhiều nhất từkhoảng 11h-16h, chủ yếu các hoạt động diễn ra vào ban ngày cho nên nănglượng tiêu thụ của ban ngày là 318113kWh, chiếm 99,6% lượng điện tiêu thụtrong ngày

Tải hoạt động theo đúng giờ làm việc của trường học, nhưng khung giờ sau tanhọc vẫn hoạt động và tiêu thụ lượng điện năng lớn Chủ yếu công suất tiêu thụđạt đỉnh từ thời gian từ trưa chiều đến tối

Trong thời gian làm việc, tải hệ thống điều hòa tiêu thụ điện năng lớn liên tụctrong một khoảng thời gian dài.

lượng tiêu thụ điện theo ngày trong tháng 1

Các ngày trong tuần tiêu thụ hết 22701 kWh, chiếm đến 99% điện tiêu thụ tháng

1 Lượng điện tiêu thụ chủ yếu vào các ngày trong tuần từ thứ 2 đến thứ 6, dao động từ 1591-2144kWh, Ngày CN tiêu thụ đều đặn với 43kWh, Thứ 7 tiêu thụ chỉ khoảng 91-103kWh,

Khoảng thời gian từ ngày 17 đến ngày 30 là khoảng thời gian nghỉ Tết nên lượngtiêu thụ điện gần như bằng không

Trong các ngày làm việc, nhiệt độ trung bình dao động từ 15,35-21,4 độ, trong

đó nhiệt độ trung bình thấp nhất tháng là 11,11 độ nhưng rơi vào ngày nghỉ, nhiệt

độ trung bình cao nhất tháng là 21,4 độ rơi vào ngày 15 tháng 1, là ngày tiêu thụ nhiều điện thứ 3 của tháng với 1935kWh

Thời gian làm việc diễn ra từ 6h-19h, chủ yếu công việc diễn ra vào ban ngày, lượng điện tiêu thụ của ban ngày là 22624kWh, chiếm99,2% Thời gian tiêu thụ điện nhiều nhất trong ngày là từ 10h-11h (tiêu thụ trung bình 180kWh) và 14h-17h (tiêu thụ trung bình 210kWh) Mặc dù nhiệt độ cao nhất vào buổi trưa từ khoảng 11h-14h tuy nhiên lượng điện tiêu thụ lại không cao, do khoàng thời giannghỉ trưa từ 11h45-12h30 và thời tiết vẫn còn lạnh (21-24 độ) nên nhu cầu tiêu thụ điện thấp

Lượng điện tiêu thụ theo giờ tháng 1

Lượng tiêu thụ chủ yếu vào ban ngày chiếm 99%, lượng tiêu thụ vào ban đêm để duy trì 1 số thiết bị điện cần nguồn liên tục.

Ngày tiêu thụ điện nhiều nhất tháng 1 là ngày mùng 8 với lượng tiêu thụ là 2144kWh, thời gian hoạt động bắt đầu từ 6h-19h, lượng điện tiêu thụ lớn nhất trong buổi sáng là từ 10h-11h, trung bình tiêu thụ 223kWh, lượng điện tiêu thụ lớn nhất buổi chiều từ 14-17h vào khoảng 245kWh Thời điểm nhiệt độ cao nhất ngày là 23,9 độ vào lúc 14h, tuy nhiên nhiệt độ trung bình từ lúc 12h-14 là nhiệt

độ cao nhất ngày đạt 23 độ thì khoảng thời gian tiêu thụ điện lại tương đối thấp, khoảng 127 kWh, do thời gian nghỉ trưa và nhu cầu sử dụng điện đầu giờ chiều thấp

Biểu đồ tiêu thụ năng lượng theo ngày và giờ của ngày mùng 8/1

*Tháng 2: