Bài giảng môn quản lý năng lượng bài 6 tiết kiệm sử dụng hiệu quả năng lượng trong các tòa nhà

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH TIẾT KIỆM VÀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HIỆU QUẢ TRONG CÁC TÒA NHÀ TS NGUYỄN THẾ BẢO TiẾT KiỆM SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HiỆU QUẢ TẠI CÁC TÒA NHÀ CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐIỆN CHUƠNG II: NHỮNG NGUYÊN NHÂN GÂY LÃNG PHÍ NĂNG LƯỢNG CHUƠNG III: CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH CHƯƠNG IV: GIẢI PHÁP TKNL TẠI CÁC TÒA NHÀ CHƯƠNG V: TIỀM NĂNG TKNL CHƯƠNG VI: CÁC DỰ ÁN TIÊU BIỂU I.HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG Biểu đồ tỷ lệ tiêu thụ điện Việt Nam Công sở Công sở TT Thương mại Khách sạn I.HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG • Trong nhà EU, lượng điện sử dụng cho chiếu sáng chiếm khoảng 50% nhà công sở, 20-30% bệnh viện, 15% nhà máy, xí nghiệp sản xuất, 10-15% trường học 10% nhà dân cư BiỂU ĐỒ NĂNG LƯỢNG ĐiỆNCHIẾU SÁNG TẠI CHÂU ÂU I.HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HiỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG CHIẾU SÁNG • Trong năm 2005, lượng điện sử dụng cho chiếu sáng chiếm khoảng 2650 TWh phạm vị toàn giới, khoảng 19% lượng điện tiêu thụ toàn cầu Đối với nước công nghiệp phát triển điện sử dụng cho chiếu sáng nằm khoảng từ 5-15%,trong nước phát triển giá trị đạt cao đến 86% tổng lượng tiêu thụ BIỂU ĐỒ NĂNG LƯỢNG ĐIỆNCHIẾU SÁNG TRÊN THẾ GIỚI CHUƠNG II: NHỮNG NGUYÊN NHÂN GÂY LÃNG PHÍ NĂNG LƯỢNG • Tổn thất lượng thiết kế, vận hành, bảo trì… • Không có chế theo dõi giám sát việc sử dụng lượng • Không có hệ thống quản lý lượng phù hợp CHUƠNG II: NHỮNG NGUYÊN NHÂN GÂY LÃNG PHÍ NĂNG LƯỢNG LÃNG PHÍ TRONG THIẾT KẾ • Chỉ trọng chi phí đầu tư, không trọng chi phí lượng • Ước tính nhu cầu công suất không xác • Thiết kế rập khuôn cách máy móc mà không quan tâm đến khác biệt nhu cầu CHUƠNG II: NHỮNG NGUYÊN NHÂN GÂY LÃNG PHÍ NĂNG LƯỢNG •Khi mua sắm thiết bị, phải đầu tư số tiền lớn lúc nên nhiều DN trọng vào việc cắt giảm chi phí đầu tư mà quan tâm tới chi phí vận hành sau Cụ thể hơn: điều dẫn đến lựa chọn thiết bị rẻ tiền hiệu suất kém, tiêu tốn nhiều lượng •Khi chọn thiết bị, công suất thiết bị thường tính (nhu cầu + tổn thất) x hệ số dự phòng Trên thực tế tổn thất hệ số dự phòng bước thường hay bị cộng dồn (ví dụ người thiết kế dự phòng rồi, người mua thiết bị lại dự phòng nữa) dẫn đến chọn thiết bị có công suất cao nhu cầu thực tế CHUƠNG II: NHỮNG NGUYÊN NHÂN GÂY LÃNG PHÍ NĂNG LƯỢNG •Ngoài ra, doanh nghiệp chọn mua thiết bị có công suất cao nhu cầu thực tế thị trường bán loại thiết bị có công suất vừa đáp ứng nhu cầu cho chọn công suất cao cho an toàn • Ví dụ: hệ thống bơm nước • Tính toán nhu cầu lưu lượng tổn thất đường ống  chọn bơm 17,5kW • Đưa vào hệ số an toàn 1,2kW (chống tải…)  17,5 * 1,2 = 21kW • Trên thị trường bơm 21kW  chọn bơm 22kW CHUƠNG II: NHỮNG NGUYÊN NHÂN GÂY LÃNG PHÍ NĂNG LƯỢNG LÃNG PHÍ TRONG VẬN HÀNH • Các hệ thống điều khiển thiết bị không phù hợp • Hệ thống vận hành non tải không tải, dẫn đến hiệu suất hệ thống bị suy giảm • Chế độ bảo trì & bảo dưỡng chưa hợp lý  Khi điều khiển, chế điều khiển tối ưu mặt lượng (ví dụ: van khóa bơm, van bypass, ly hợp từ….)  Không có hệ thống theo dõi hoạt động, thiết bị vận hành không tải (chiếu sáng công nhân làm việc…) 3.4.1 THỨ TỰ ƯU TIÊN THIẾT KẾ Quy mô hệ thống: • Thứ tự ưu tiên giải pháp công nghệ thiết kế hệ thống cung cấp nước nóng qui mô lớn: - Cung cấp nước nóng máy ĐHKK có thu hồi nhiệt - Cung cấp nước nóng bơm nhiệt - Cung cấp nước nóng NLMT có đun điện bổ sung - Cung cấp nước nóng bình đun khí đốt • Thứ tự ưu tiên cho loại công trình: khách sạn, bệnh viện, nhà trẻ, nhà dưỡng lão: Nhiệt độ 115 oC - Cung cấp nước nóng, nước lò nhiên liệu khí đốt, dầu 3.4.2 HỆ THỐNG ĐHKK NHIỀU CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH Sử dụng một hệ thống điều hoà không khí Với bốn chế độ hoạt động Cooling Heating Cooling/Heating Water Heating Water 3.4.3 HỆ THỐNG BƠM NHIỆT 3.4.4 HỆ THỐNG NƯỚC NÓNG NLMT Đầu tư: Chủ yếu sử dụng thiết bị NN điện, dầu gas Xu hướng sử dụng thiết bị NN NLMT, bơm nhiệt Máy nước nóng điện Vận hành, bảo dưỡng: Cài đặt nhiệt độ cao Máy nước nóng NLMT Sử dụng lãng phí nước Không Bảo ôn / không đảm bảo SO SÁNH MÁY NƯỚC NÓNG NLMT & MÁY NƯỚC NÓNG DÙNG ĐIỆN HẠNG MỤC Số người sử dụng MÁY NLMT 4-5 (02 phòng tắm) MÁY ĐIỆN 4-5 (02 phòng tắm) Công suất sử dụng 50lít/người/ngày x =200 lít 50lít/người/ngày x =200 lít 3.Số phòng sử dụng 01 máy dùng cho nhiều phòng 01 máy/ phòng Nhiệt độ trung bình 65oC 65oC 5.Chi phí sử dụng/tháng Không 2,8 kw x máy x1h x 1000đ x30 ngày =168.000 đ Chi phí sử dụng/năm Không 168.000 x 12 tháng = 2.016.000 đ 7.Chi phí điện 15 năm Không 30.240.000 đ Rủi ro sử dụng Không Có nguy giật điện, cháy nổ Ảnh hưởng đến môi trường Không Có 10 Bảo hành 11 Tuổi thọ máy năm >15 năm năm 05 năm 2.000.000/máy x phòng= 4.000.000 02 lần x máy x 2.000.000= 8.000.000 12 Chi phí Đầu tư ban đầu 9.000.000/máy / phòng 13 Chi phí đầu tư 10 năm Không 14 Tổng chi phí 15 năm triệu 15 Số tiền tiết kiệm 15 năm 33.24 triệu 42,24 triệu 3.4.5 HỆ THỐNG LÒ ĐUN HiỆU SUẤT CAO 1F boiler room (Not to scale) Existing Serial # B-01 New Actual evaporation Model number Type kg/h ） ※The current company name is Nippon Thermoener Co.,（Ltd EBARA HKL2400KA Water tube 2,000 Serial # Model number Type B-01 MIURA EZ2000SK Once-through Actual evaporation （ kg/h ） 2,000 Efficiency(%) 87 Efficiency(%) 95 Design pressure （ kg/cm2 ） 10.0 Design pressure （ kg/cm2 ） 10.0 Heating surface （ m2 ） 34.5 Heating surface （ m2 ） 22.0 Fuel type Fuel consumption(kg/h) QTY DO 145.7 Fuel type Fuel consumption(kg/h) QTY DO 130.7 CHI PHÍ LŨY KẾ QUA CÁC NĂM SỬ DỤNG ĐiỆN TẠI CÁC TÒA NHÀ KHÁCH SẠN TiẾT KiỆM SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HiỆU QUẢ TẠI CÁC TÒA NHÀ 3.5 CÁC GiẢI PHÁP KHÁC NÂNG CAO NHẬN THỨC TiẾT KiỆM CHO MỌI NGƯỜI BẢO ÔN CHE CHẮN XUNG QUANH GiẢM THIỂU TẢI NHIỆT KiỂM TRA VÀ XỬ LÍ KỊP THỜI KHI PHÁT HiỆN RÒ RỈ VÀ CÁC SỰ CỐ KHÁC V: TiỀM NĂNG TKNL TẠI CÁC TÒA NHÀ TẠI CÔNG SỞ STT GIẢI PHÁP % TKNL Nâng cao ý thức người sử dụng, thiết lập QLNL - 10 % Sử dụng máy ĐHKK hiệu suất cao 10 - 15 % Cải tạo hệ thống chiếu sáng - 5% Giảm xâm nhập nhiệt (điều chỉnh lưu lượng gió tươi, đóng kín cửa, cải thiện vỏ bọc công trình.) 2-4% Bảo dưỡng thiết bị ĐHKK, đèn 2-3% (Nguồn: số liệu ECC-HCMC) TKNL: 20 - 35% V: TiỀM NĂNG TKNL TẠI CÁC TÒA NHÀ TẠI KHÁCH SẠN-TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI STT GIẢI PHÁP % TKNL Cải tạo HT chiếu sáng 2-3% Cải tạo HT ĐHKK - 10 % Vận hành bảo dưỡng hợp lý HT ĐHKK, HT CS,… 3-5% Ứng dụng giải pháp mới: HT BTL, HT NNMT / Bơm Nhiệt 3-5% Cải tạo vỏ bọc công trình 1-2% Xây dựng HT QLNL 1-2% (Nguồn: số liệu ECC-HCMC) TKNL: 15 - 25% VI: CÁC DỰ ÁN TIÊU BiỂU CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TẠI KHÁCH SẠN MAJESTIC – THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TÒA NHÀ FORD THĂNG LONG –ĐỐNG ĐA-HÀ NỘI TÒA NHÀ FORD THĂNG LONG CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TẠI KHÁCH SẠN MAJESTIC Khách sạn Majestic khách sạn đầu việc sử dụng lượng tiết kiệm hiệu Thành phố Hồ Chí Minh Được xây dựng từ năm 1925 với kiến trúc kiểu Pháp có nhiều ý nghĩa mặt lịch sử có ưu mặt hiệu lượng Ngoài việc tận dụng ưu mặt kiến trúc, Khách sạn áp dụng nhiều biện pháp khác việc sử dụng hiệu nguồn lượng Chính mà thi: “Tòa nhà hiệu lượng khu vực Đông Nam Á năm 2008” tổ chức Thái Lan vừa qua, Khách sạn Majestic thành phố Hồ Chí Minh vinh dự đoạt giải ba, loại hình tòa nhà cải tạo lại CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN Các giải pháp kỹ thuật Thay bóng đèn đốt tim đèn compact Thay máy điều hòa không khí cục hiệu suất thấp máy hiệu suất cao Tận dụng công suất dư hệ thống nước nóng trung tâm lò sử dụng thêm cho 36 phòng khách thay cho bình nước nóng điện Lắp đặt hệ thống nước nóng lượng mặt trời công suất 13,000lít/ngày sử dụng cho 85 phòng khách Lắp đặt thêm inverter điều khiển hoạt động bơm nước thủy cục Hp Lắp thêm cửa Euro Window Us Window cho cửa sổ cửa ban công Lắp đặt thêm thiết bị điều khiển từ xa tắt mở AHU khu vực đại sảnh CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN Các giải pháp quản lý: Lắp điện kế phụ để theo dõi kiểm soát điện tiêu thụ cho khu vực Điều khiển tắt mở thiết bị, đèn chiếu sáng khu vực theo quy định cụ thể ứng với nhu cầu sử dụng Kiểm soát nhiệt độ cài đặt máy ĐHKK trung tâm máy ĐHKK cục khu vực công cộng Thiết lập áp dụng qui trình vận hành thiết bị nhà giặt vào thấp điểm Tổng lượng lượng tiết kiệm từ giải pháp kỹ thuật thực [...]... NĂNG 5 HỆ THỐNG NƯỚC NĨNG 6 HIỆU SUẤT TỒN CƠNG TRÌNH CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG CÁC TỊA NHÀ 3.1 HỆ THỐNG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG - VAI TRỊ LÃNH ĐẠO 3.2 HỆ THỐNG ĐHKK 3.3 HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 3.4 HỆ THỐNG NƯỚC NĨNG 3.5 CÁC GIẢI PHÁP KHÁC 3.1 HỆ THỐNG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG-VAI TRỊ LÃNH ĐẠO Khơng có hệ thống quản lý năng lượng 3.1 HỆ THỐNG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG-VAI TRỊ LÃNH ĐẠO Có hệ thống quản lý năng. .. lượng 3.1 HỆ THỐNG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG-VAI TRỊ LÃNH ĐẠO Thiết kế Điều phối giữa thiết kế và cung cấp thiết bị LÃNH ĐẠO Ứng dụng các cơng nghệ cho hệ thống sử dụng hiệu quả năng lương cao Vận hành Đảm bảo qui trình vận hành hợp lý, sắp xếp, tổ chức sản xuất hiệu quả Xây dựng và đào tạo đội ngũ nhân viên, cán bộ vận hành ý thức TKNL Quản lý Xây dựng hệ thống quản lý năng lượng Giám sát hệ thống quản lý. .. 3.2.1 Sử dụng máy nén hiệu quả hiệu suất cao trong hệ thống lạnh Ví dụ 1: Sử dụng máy ĐHKK cục bộ hiệu suất cao Máy Panasonic-inverter COP = 2.15 COP = 4.04 ! Khi thay Toshiba (COP= 2.15) bằng Panasonic (COP = 4.04) sẽ TK 47% điện năng tiêu thụ 3.2: GiẢI PHÁP TKNL HỆ THỐNG ĐHKK 3.2.1 Sử dụng máy nén hiệu quả hiệu suất cao trong hệ thống lạnh Ví dụ 1: Sử dụng máy ĐHKK cục bộ hiệu suất cao Giá máy Non-inverter... khiển lưu lượng quạt: khi u cầu sử dụng ít hơn lưu lượng thiết kế của quạt, các phương pháp điều khiển sau thường được sử dụng để điều khiển lưu lượng:  Tuần hồn: một phần lưu lượng khơng khí được tuần hồn về đầu vào của quạt  Cửa gió: sử dụng để giảm bớt lượng lưu lượng khơng khí ở đầu vào hoặc đầu ra của quạt  Lưu lượng thay đổi: tốc độ động cơ cố định nhưng tốc độ cánh quạt được thay đỗi sử dụng hệ... điều khiển biến tần được sử dụng để thay đổi tốc độ động cơ và quạt 3.2.5 BẢO TRÌ BẢO DƯỠNG 3.2 .6 Tối ưu hóa thời gian vận hành của hệ thống Sử dụng hệ thống quản lý (EMS) Giao diện quản lý tổng thể Giao diện quản lý PAU, AHU, FCU Giao diện lịch trình họat động - Theo dõi và cài đặt thơng số vận hành: nhiệt độ nước lạnh, nhiệt độ và độ ẩm KK, tỷ lệ KK hồi/KK thải, chất lượng KK trong phòng, ; - Theo dõi... PHÍ NĂNG LƯỢNG LÃNG PHÍ TRONG QUẢN LÝ • Tập trung vào tốc độ sản xuất và sản lượng, khơng tập trung vào các “chi phí nhỏ” • Nhiều giả định cho rằng gia tăng hiệu quả làm tăng chi phí, rủi ro và làm chậm trễ cơng việc • Bất kỳ thay đổi nào trong thói quen đều bị xem là “rủi ro” CHUƠNG III: CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CƠNG TRÌNH 1 VỎ CƠNG TRÌNH 2 HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 3 CHIẾU SÁNG 4 SỬ DỤNG... Giá thành động cơ hiệu suất cao ($) Chênh lệch giá thành ($) 5 83,3 87,3 4 ,6 344 448 104 7,5 85,2 89,5 4,8 494 64 7 153 10 86, 0 89,4 3,8 61 4 780 166 15 86, 3 90,4 4,5 811 1.042 231 20 88,3 92,0 4,0 1.025 1. 268 243 25 89,3 92,5 3,5 1.230 1.542 312 30 89,5 92 ,6 3,3 1.494 1.824 330 40 90,3 93,1 3,0 1.932 2.340 408 50 91,0 93,4 2 ,6 2.487 2.881 394 60 91,7 94,0 2,4 3.734 4.284 550 75 91 ,6 94,1 2,7 4.773 5.520... CHỌN ĐỘNG CƠ HIỆU SUẤT CAO Động cơ hiệu suất cao  Tăng khả năng vận hành và tuổi thọ của động cơ  Giảm điện năng tiêu thụ, giảm chi phí vận hành  Giảm ảnh hưởng đến chất lượng điện năng, tăng hệ số cơng suất, ổn định tải Động cơ hiệu suất cao Hiệu suất (%)  Động cơ tiêu chuẩn Cơng suất (hp) Cơng suất (hp) Hiệu suất động cơ tiêu chuẩn (%) Hiệu suất động cơ hiệu suất cao (%) Chênh lệch hiệu suất (%)... lý năng lượng Giám sát hệ thống quản lý năng lượng Tối ưu chi phí năng lượng, hiệu quả sản xuất 3.2 GiẢI PHÁP TKNL HỆ THỐNG ĐHKK TỊA NHÀ 3.2.1 Sử dụng máy nén hiệu suất cao trong hệ thống lạnh 3.2.2 Lựa chọn và thay thế mơi chất lạnh 3.2.3 Tối ưu hóa thiết bị trao đổi nhiệt của hệ thống 3.2.4 Lắp đặt máy đúng u cầu kỹ thuật 3.2.5 Giải pháp bảo trì, bảo dưỡng 3.2 .6 Tối ưu hóa thời gian vận hành của hệ... giá thành ($) 330 394 747 (8) Tiết kiệm điện hàng năm (kWh) 5.892 7 .60 3 (9) Tiết kiệm chi phí hàng năm ($) 348 449 701 = (6) x(8) (10) Thời gian thu hồi vốn (tháng) 11 11 13 =(7) / (9) 11.880 24h/ngày x 330ngày/năm 944 đồng/kWh, tỷ giá 1$= 16. 000 đồng =(1)x0,746x[1/(3) - 1/(2)]x(4)x(5) Ví dụ như việc lựa chọn một động cơ 30hp thì hiệu suất của động cơ hiệu suất cao là 92 ,6% còn động cơ thường là 89,5%, ... LƯỢNG-VAI TRỊ LÃNH ĐẠO Khơng có hệ thống quản lý lượng 3.1 HỆ THỐNG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG-VAI TRỊ LÃNH ĐẠO Có hệ thống quản lý lượng 3.1 HỆ THỐNG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG-VAI TRỊ LÃNH ĐẠO Thiết kế Điều phối...TiẾT KiỆM SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HiỆU QUẢ TẠI CÁC TỊA NHÀ CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐIỆN CHUƠNG II: NHỮNG NGUN NHÂN GÂY LÃNG PHÍ NĂNG LƯỢNG CHUƠNG III: CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CƠNG... BiỂU ĐỒ NĂNG LƯỢNG ĐiỆNCHIẾU SÁNG TẠI CHÂU ÂU I.HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HiỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG CHIẾU SÁNG • Trong năm 2005, lượng điện sử dụng cho chiếu sáng chiếm khoảng 265 0 TWh