Nghiên cứu đề xuất xây dựng tiêu chuẩn đặc tính năng lượng tối thiểu (MEPS) cho các thiết bị điều hòa không khí ở việt nam theo quan điểm đặc tính năng lượng theo mùa (SPF)

Mục tiêu nghiên cứu Trong xã hội ngày nay, người tiêu dùng quan tâm đến các sản phẩm hàng hóa từ các khía cạnh an toàn môi trường sống bên vững, các thiết bị tiết kiệm năng lượng phù hợp

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 3

LỜI CAM ĐOAN 4

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 7

LỜI MỞ ĐẦU 8

1 Tính cấp thiết đề tài 8

2 Mục tiêu nghiên cứu 9

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 9

4 Phương pháp nghiên cứu 9

5 Bố cục đề tài 10

CHƯƠNG 1: ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VIỆT NAM 1.1.Tổng quan về thị trường điều hòa không khí ở Việt Nam, số lượng, chủng loại, phân bố, so sánh với các nước khác 11

1.2 Các phương pháp đánh giá đặc tính năng lượng của điều hòa không khí gia dụng 15

1.3 Tình hình và định hướng phát triển lĩnh vực thử nghiệm ở Việt Nam 28

1.4 Kết luận và mục tiêu nghiên cứu 29

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH NĂNG LƯỢNG CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ GIA DỤNG 2.1 Nguyên tắc xác định đặc tính năng lượng của điều hòa không khí gia dụng 31

2.2 Phương pháp xác định hệ số EER 32

2.5.1 Cơ sở lý thuyết xác định hệ số hiệu quả năng lượng toàn mùa CSPF 41

2.6 Phương pháp thực nghiệm xác định hệ số CSPF 46

2.7 Kết luận 50

CHƯƠNG 3 : ĐÁNH GIÁ MỨC MEPS HIỆN CÓ CỦA VIỆT NAM CHO

3.1 Khái niệm hiệu suất năng lượng tối thiểu MEPS 52

3.2 So sánh mức MEPS với các nước trên thế giới 52

3.3 Kết luận 61

CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT TIÊU CHUẨN ĐẶC TÍNH NĂNG LƯỢNG TỐI THIỂU CHO ĐIỀU HÒA GIA DỤNG……….63

4.1 Đề xuất áp dụng chỉ số CSPF cho điều hòa không khí không biến tần…… 63

4.2 Đề xuất mở rộng áp dụng cho máy có hai hay nhiều máy nén………65

4.2.1 Áp dụng cho điều hòa không khí có hai máy nén……….…65

4.2.2 Áp dụng cho điều hòa không khí có nhiều máy nén………66

4.2.3 Áp dụng cho điều hòa không khí có máy nén biến tần……… 67

4.3 Đề suất mức MEPS cho thiết bị điều hòa gia dụng……… 70

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN………73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện bản luận văn tôi đã được giúp đỡ từ rất nhiều đơn

vị, cá nhân Qua đây tôi xin được đặc biệt cảm ơn thầy giáo PGS.TS Phạm Hoàng Lương, TS.Nguyễn Việt Dũng – người đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ tôi trong

suốt quá trình làm luận văn.Tôi xin được chân thành cảm ơn các thầy cô trong viện

KH & CN Nhiệt Lạnh trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp và đặc biệt cảm ơn những người thân đã quan tâm động viên giúp đỡ tôi hoàn thiện luận văn này

Quá trình thực hiện bản luận văn tôi đã tìm kiếm và tham khảo nhiều cuốn sách khác nhau tuy vậy vẫn còn nhiều thiết sót Tôi mong nhận được sự góp ý chân thành từ quý thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp để bản luận văn được hoàn thiện hơn

Tác giả luận văn

Lại Hồng Quân

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản luận văn này do tôi tự nghiên cứu, thu thập thông tin,

xử lý số liệu dưới sự hướng dẫn củathầy giáoPGS.TS Phạm Hoàng Lươngvà TS Nguyễn Việt Dũng

Để hoàn thành bản luận văn này, tôi chỉ sử dụng những tài liệu ghi trong mục tài liệu tham khảo, ngoài ra không sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác mà không được ghi

Nếu sai, tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định

Tác giả luận văn

Lại Hồng Quân

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

TT KÍ HIỆU, VIẾT TẮT GIẢI THÍCH

1 MEPS(Minimum Energy

Performance Standard) Tiêu chuẩn hiệu suất năng lượng tối thiểu

2 PIC (Power Input per

8 IPLV (Intergrated Part Load

9 APF(Annual Performance

factor)

Hệ số lạnh/nhiệt theo cả năm

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

1.1 Thị trường máy điều hòa không khí và thị

phần điều hòa gia dụng của Việt Nam 12 1.2 Các nhà cung cấp điều hòa không khí gia

1.3 Các chỉ số đánh giá hiệu quả năng lượng của

2.1 Chế độ nhiệt độ, độ ẩm dùng để thử nghiệm

2.2 Điều kiện nhiệt độ, độ ẩm và các giá trị mặc

định để làm lạnh ở điều kiện môi trường T1 46 3.1 Hiệu suất năng lượng tối thiểu của điều hòa

không khí

52 3.2 Cấp hiệu suất năng lượng của máy điều hòa

3.3 So sánh hiệu suất năng lượng tối thiểu MEPS

của TCVN 7830-2012 và Trung Quốc GB

3.9 So sánh mức MEPStheo CSPF của ĐHKK

không biến tần của các nước khác nhau 60 4.1 Thông số cần thiết để tính toán chỉ số CSPF 64 4.2 Thông số tải lạnh theo bin nhiệt độ 64 4.3 Kết quả tính toán CSPF cho mẫu ĐHKK

4.4 Đề xuất MEPS cho máy điều hòa không có

4.5 Đề xuất mức MEPS cho máy điều hòa có khả

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

1.1 Hình 1.1 Đồ thị đánh giá thị trường máy điều

hòa không khí gia dụng của Việt Nam 13 1.2 Đồ thị COP/EER phụ thuộc vào nhiệt độ

ngoài trời của điều hòa không khí biến tần và

3.1 So sánh hiệu suất năng lượng tối thiểu MEPS

của một số nước trên thế giới và TCVN

7830-2007

53

LỜI MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết đề tài

Với tốc độ phát triển kinh tế như hiện nay, kết hợp với tốc độ đô thị hóa nhanh chóng và điều kiện khí hậu đang nóng dần lên, nhu cầu sử dụng điều hòa không khí ĐHKK ở nước ta là rất lớn Các nghiên cứu thị trường trong 5 năm gần đây cho thấy mức độ tăng trưởng của thị trường điều hòa không khí ở Việt Nam đạt khoảng

14 , với năm 2011 có số lượng tiêu thụ lên tới 824.000 chiếc Trong đó hơn 85 là điều hòa gia dụng có công suất nh từ 9000 18000BTU/h Theo số liệu thống kê năm 2009 có 1.334.652 hộ có sử dụng ĐHKK chiếm 5,9 tổng số hộ trong toàn quốc Với số hộ ở thành thị là 16,2 và ở nông thôn là 1,3 , tiêu thụ điện khoảng

từ 25% tổng sản lượng điện hàng năm Trong khi đó đa phần ĐHKK ở Việt Nam đều là các điều hòa kiểu c có mức độ tiêu thụ năng lượng cao.Vì vậy bài toán tiết kiệm và sử dụng năng lượng hiệu quả trong lĩnh vực ĐHKK đang được đặt ra như một vấn đề cấp thiết

Để giải quyết bài toán này, một trong những vấn đề cơ bản là phải xây dựng một phương pháp kèm theo các hệ thống thiết bị tương ứng để xác định đặc tính năng lượng của ĐHKK, có tính kế thừa các tiêu chuẩn hiện có trên thế giới đồng thời c ng tính đến yếu tố khí hậu, thời gian vận hành máy, c ng như thói quen sử dụng của người Việt Nam Hiện nay có rất nhiều phương pháp, hệ số đánh giá hiệu suất điều hòa như COP, EER, IEER, IPLV, APF, CSPF nhưng chưa có một phương pháp, tiêu chuẩn nào được coi là chuẩn mực và phù hợp với vùng lãnh thổ

nước Việt Nam Chính vì vậy tôi chọn đề tài “Nghiên cứu đề xuất xây dựng tiêu

chuẩn đặc tính năng lượng tối thiểu (MEPS) cho các thiết bị điều hòa không khí

ở Việt Nam theo quan điểm đặc tính năng lượng theo mùa (SPF)”để làm rõ và

giải quyết vấn đề này

2 Mục tiêu nghiên cứu

Trong xã hội ngày nay, người tiêu dùng quan tâm đến các sản phẩm hàng hóa từ các khía cạnh an toàn môi trường sống bên vững, các thiết bị tiết kiệm năng lượng phù hợp với mục đích sử dụng và điều hòa không khí gia dụng là thiết bị điện cao, chính vì những lý do trên tôi chọn đề tài nghiên cứu trên với mục đích:

Giúp cho người tiêu dùng có được quyết định đúng đắn khi lựa chọn các sản phẩm điều hòa không khí gia dụng trên thị trường trên phương diện an toàn và tiết kiệm năng lượng, tạo ra thị trường cạnh tranh nhau về phương diện sử dụng năng lượng, định hướng cho người tiêu dùng phân biệt các sản phẩm hàng hóa về phương diện tiết kiệm năng lượng, giúp các cơ quan quản lý nhà nước có thẩm quyền thực thi các nhiệm vụ quản lý nhà nước về chất lượng sản phẩm hàng hóa, các sản phẩm điều hòa không khí gia dụng qua các kết quả chứng nhận đưa ra các quy chuẩn, tiêu chuẩn phù hợp mục đích khuyến khích các sản phẩm sử dụng năng lượng hiệu suất cao, tiến tới không sử dụng các sản phẩm tiêu tốn nhiều năng lượng thúc đẩy việc sản suất các sản phẩm có hiệu suất năng lượng cao

- Đánh giá mức MEP và nhãn năng lượng của Việt Nam hiện nay so với các nước khác, đề xuất phương án tăng MEP thích hợp với với điều kiện Việt Nam

- Đề xuất hiệu chỉnh các tiêu chuẩn liên quan hiệu suất năng lượng tối thiểu MEPS

3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

- Tiêu chuẩn hiệu suất tối thiểu (MEPS) của điều hòa không khí có năng suất lạnh

nh hơn 48.000 BTU/h, phương pháp xác định hệ số CSPF, EER cho điều hòa

- Nghiên cứu lý thuyết kết hợp khảo sát đánh giá kiểm tra thực nghiệm, từ đó xây dựng lộ trình tăng MEPS cho hệ thống điều hòa gia dụng

Chương I Đánh giá tổng quan về thị trường điều hòa không khí Việt Nam

Chương II.Cơ sở của phương pháp xác định đặc tính năng lượng cho điều hòa không khí theo mùa (SPF)

Chương III Đánh giá mức MEPS hiện có của Việt Nam cho ĐHKK

Chương IV Tiêu chuẩn đặc tính năng lượng tối thiểu MEPS cho điều hòa da dụng theo quan điểm đặc tính năng lượng theo mùa (CSPF)

Chương V Kết luận

CHƯƠNG 1: ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỀU HÒA

KHÔNG KHÍ VIỆT NAM 1.1 Tổng quan về thị trường điều hòa không khí ở Việt Nam, số lượng, chủng loại, phân bố, so sánh với các nước khác

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, điều hòa không khí ĐHKK không còn là thiết bị xa lạ đối với cuộc sống tiện nghi hiện nay.Với tốc độ phát triển kinh

tế như hiện nay, kết hợp với tốc độ đô thị hóa nhanh chóng và điều kiện khí hậu đang nóng dần lên, nhu cầu sử dụng điều hòa không khí ở nước ta là rất lớn Cho đến nay ở Việt Nam chưa có một cơ quan, tổ chức thường xuyên nghiên cứu đánh giá toàn diện về thị trường máy điều hòa, mới chỉ có kết quả nghiên cứu của một vài

dự án như của Bộ Công thương 2008, các nghiên cứu của Đại học Bách Khoa Hà Nội 2010 Thường xuyên đánh giá về thị trường máy điều hòa của Việt Nam chủ yếu là một số công ty của nước ngoài mà điển hình là GFK Co.Ltd, BSRIA Co, Ltd Tuy nhiên tất cả các số liệu trên chỉ mang tính định hướng vì chưa phản ánh được hết các yếu tố của thị trường điều hòa của Việt Nam, với lý do đa phần các nhà sản xuất, lắp ráp nội địa và các công ty thương mại trong nước thường không muốn cung cấp con số thực về số lượng sản phẩm và doanh số, ngoài ra còn phải kể đến một số lượng không nh các điều hòa dân dụng được nhập lậu qua biên giới Tuy vậy các nghiên cứu độc lập của các đơn vị tiến hành trong các thời gian khác nhau c ng đã cho thấy tiềm năng và tốc độ phát triển rất nhanh của thị trường máy điều hòa nói chung và thị trường máy điều hòa gia dụng Việt Nam nói riêng Bảng 1 cho thấy mức độ tăng trưởng hàng năm và thị phần máy điều hòa dân dụng là rất lớn khoảng 2030 /năm trong giai đoạn 2008-2010 Các số liệu đánh giá của BSRIA Co, Ltd Năm 2009 cho kết quả đánh giá mức tăng trưởng thị trường tương đối thấp là do các đánh giá được thực hiện trong năm 2008 khi khủng hoảng tài chính thế giới đang ở đỉnh điểm

Trên thực tế đối với thị trường điều hòa không khíở Việt Nam sự phục hồi mạnh mẽ xảy ra ngay từ năm 2009 và tới năm nay 2010 có một sự bùng nổ nhất

định về thị trường máy điều hòa không khí Các nghiên cứu thị trường gần đây cho thấy một số nhà cung cấp hàng đầu của thị trường máy ĐHKK của Việt Nam có mức độ tăng trưởng doanh số bán hàng từ 3060%

Bảng 1.1Thị trường máy điều hòa không khí và thị phần điều hòa gia dụng của Việt Nam

Hình 1.1 Đồ thị đánh giá thị trường máy điều hòa không khí gia dụng của Việt Nam

Đối với thị trường điều hòa không khí của Việt Nam thị phần của các máy điều hòa gia dụng chiếm phần lớn từ 7585 tùy theo các cách đánh giá khác nhau với doanh thu 250350 triệu USD Trong đó loại điều hòa bán chạy nhất là điều hòa hai phần tử có công suất 9000 12000 BTU/h, doanh số loại điều hòa này chiếm xấp xỉ 85 90% tổng lượng điều hòa không khí được bán trên thị trường Với điềukiện thời tiết nhiệt đới gió mùa của nước ta phần lớn điều hòa gia dụng là điều hòa một chiều lạnh, chỉ có một số hộ gia đình và khách sạn, văn phòng ở Miền Bắc

sử dụng điều hòa gia dụng hai chiều Doanh số bán điều hòa hai chiều chỉ chiếm khoảng 15% so với tổng doanh số bán điều hòa gia dụng Các loại điều hòa gia dụng sử dụng công nghệ biến tần tiết kiệm điện hiện chưa được sử dụng rộng rãi Các nhà cung cấp điều hòa gia dụng chính trên thị trường được thể hiện ở bảng 1.2

0 200,000

Bảng 1.2 Các nhà cung cấp điều hòa không khí gia dụng chính trên thị trường

STT Nhà cung cấp STT Nhà cung cấp STT Nhà cung cấp

5 Misubishi Electric 11 Samsung 17 Reetech

Dẫn đầu thị trường hiện nay là các nhà cung cấp Daikin, Panasonic, LG, Carrier

- Thị trường điều hòa không khí có mức tăng trưởng rất cao 30 trong giai đoạn 20072010 và tốc độ trung bình tăng khoảng 15 cho giai đoạn 20112013, dự đoán trong những năm tới khi nền kinh tế phát triển trở lại có thể lên đến 20%

- Theo phân tích ở trên thị trường điều hòa ở Việt Nam là một thịtrường vô cùng tiềm năng ĐHKK là thiết bị mà chúng ta có thể gặp trong tất cả các công trình từ nhà xưởng, văn phòng, khu đô thị, trung tâm mua sắm,đến hộ gia đình Nhu cầu hưởng thụngày càng tăng cao và ĐHKK gia dụng giờđây đã trởthành một thiết bị gia dụng không thể thiếu trong mùa nóng c ng như mùa lạnh của người dân Từ những công trình văn phòng, hộgia đình, với thị trường ĐHKK phát triển không ngừng, những con số khổng lồ vềdoanh số, tăng trưởng như đã nêu ở trên, hẳn rằng không ai có thểphủnhận vai trò của ĐHKK gia dụng trong đời sống người dân c ng như trong phát triển kinh tế của quốc gia

1.2.Các phương pháp đánh giá đặc tính năng lượng của điều hòa không khí gia dụng

Để xác định mứcđộ tiêu thụ năng lượng của điều hòa không khí gia dụng rất cần thiết phải có phượng pháp đánh giá đặc tính năng lượng cho từng loại máy.Phụ thuộc vào từng dạng điều hòa không khí mà người ta có các phương pháp và chỉ tiêu đánh giá tiêu thụ năng lượng cho từng loại tương ứng.Thông thường các chỉ tiêu này được chia thành chỉ tiêu cơ bản và tích hợp

1.2.1 Chỉ tiêu đánh giá đặc tính năng lượng cơ bản

Để đánh giá hiệu quả của các loại máy lạnh nói chung, người ta sử dụng các

hệ số cơ bản sau: hệ số lạnh COPR - Coefficient of Performance hay hệ số hiệu quả năng lượng EER/CER Energy/Cooling Efficiency Ratio , về cơ sở lý thuyết các hệ số nêu trên có bản chất khác nhau, trong đó COP dùng để đánh giá mức độ hoàn thiện về mặt nhiệt động của máy lạnh, hệ số EER đánh giá hiệu quả năng lượng thu được của điều hòa không khí tại một điều kiện vận hành xác định Mặc

dù vậy trên thực tế ứng dụng, có thể dễ thấy các hệ số này đều là tỉ số giữa năng suất lạnh thu được chia cho điện năng tiêu thụ tại điều kiện thử nghiệm, nên ý nghĩa tương tự như nhau

Điều hòa không khí có COP hay EER lớn hơn sẽ cho hiệu quả năng lượng cao hơn ở cùng một điều kiện vận hành Do đó, để thí nghiệm và đánh giá đặc tính của tất cả các dạng điều hòa không khí người ta thường sử dụng các hệ số trên Từ năm

2000 để tránh nhầm lẫn Tổ chức tiêu chuẩn Quốc tế ISO thống nhất chỉ sử dụng một hệ số EER để chỉ hiệu quả năng lượng của điều hòa không khí, với thứ nguyên

là W/W, còn hệ số COP dùng để chỉ hiệu quả năng lượng của bơm nhiệt với thứ nguyên W/W Tại Mỹ và Nhật để chỉ hiệu quả năng lượng hiệu suất của điều hòa không khí người ta vẫn dùng cả hệ số COPR và EER trong đó thứ nguyên COPRlà W/Wcòn EER có thứ nguyên BTU/(h.W)

Việt Nam là nước chủ yếu nhập khẩu máy và trang thiết bị điều hòa không khí

do đó hiện nay chúng ta dùng cả hệ số EER và COP Trong đó thứ nguyên của EER dùng lẫn lúc theo hệ Anh Mỹ BTU/(h.W) lúc theo ISO tức là W/W

Hệ số quy đổi giá trị EER BTU/h/W theo công bố của Anh Mỹ I-P) sang EER

hệ SI là:

EE EE

3, 41214

PI SI

Bên cạnh hai chỉ số COPR và EER tại Hoa Kỳ và một sổ nước Bắc Á người

ta còndùng chi số PIC -Power Inputper Capacity với thứ nguyên kW/tonR là tỉ số giữa công suất điện cấp vào chia cho năng suất lạnh sử dụng cho chiller tính theo tấn lạnh TonR (12000BTU/h)

Đối với các thiết bị điều hòa không ống gió, sôi trực tiếp điều kiện xác định

hệ số EER(COPR) được quy định bởi ISO 5151:2010 là điều kiện T1

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6576:2013 tương đương với ISO 5151:2010 điều kiện thử nghiệm cho chế độ toàn tải của điều hòa không khí c ng

là T1 Năng suất lạnh và công suất điện thu được ở điều kiện thử nghiệm trên là năng suất lạnh và công suất điện định mức của điều hòa không khí

Đối với hệ thống điều hòa không khí giải nhiệt nước hiện nay các tiêu chuẩn ISO đang xây dựng lại Trong phiên bản ISO 5151:2010, phần thử nghiệm hệ số EER cho các dạng ĐHKK sôi trực tiếp giải nhiệt nước, đã được tách ra để xây dựng tiêu chuẩn mới Đối với dạng điều hòa không khí này điều kiện thử nghiệm c ng vẫn là điều kiện thử nghiệm T1theo tiêu chuẩn ISO 5151 c Nhiệt độ nước vào giải nhiệt dàn ngưng là 30°C và nhiệt độ nước ra là 35oC Đối với Hoa Kỳ các tiêu

chuẩn tương ứng để thử điều hòa không khí dạng trên là AHRI 210/240:2008(thông qua 2011) và AHRI 340/360:2007 điều kiện thử nghiệm tương tự rất gần T1 nhiệt

độ nước vào 29,4°C và nước ra 35°C

1.2.2.Các chỉ số đánh giá hiệu quả năng lƣợng tích hợp của điều hòa không khí 1.2.2.1 Ý nghĩa của các chỉ số hiệu quả năng lƣợng tích hợp

Các nghiên cứu thực tế cho thấy phần lớn thời gian và năng suất vận hành của điều hòa không khí là không toàn tải, ví dụ theo thống kê của Viện Lạnh Mỹ ARI đối với các hệ thống chiller, chỉ có l của tổng tải lạnh toàn mùa là tương ứng với chế độ chạy toàn tải còn lại 42 tổng tải lạnh toàn mùa tương ứng với chế độ chạy 75 tải, 45 tổng tải lạnh toàn mùa tương ứng với chế độ chạy ở vùng 50 tải và 12 tổng tải lạnh toàn mùa tương ứng với chế độ chạy ở vùng 25 tải Do đó nếu chỉ sử dụng các chỉ số COP(EER) để đánh giá hiệu quả năng lượng của điều hòa chạy ở chế độ toàn tải là chưa đầy đủ Không phản ánh được điều kiện hoạt động thực c ng như ảnh hưởng của khí hậu tới đặc tính năng lượng của thiết bị.Hình 1.1 dưới đây thể hiện đồ thị so sánh các giá trị COP (EER) phụ thuộc vào nhiệt độ ngoài trời của điều hòa không khí gia dụng loại thông thường và loại có biến tần với năng suất lạnh định mức 9000BTU/h

Hình 1.1: Đồ thị OP(EER) phụ thu v o nhiệt đ ngo i trời ủ điều h h ng

h iến tần v h ng iến tần ( ó năng suất lạnh: 9000BTU/h) [5]

quả năng lượng truyền thống theo các hệ số COP(EER) sẽ cho kết luận ở chế độ hoạt động toàn tải, tương ứng với nhiệt độ ngoài trời là 35°C, điều hòa không khí biến tần sẽ có hiệu quả năng lượng thấp hơn điều hòa không khí không biến tần Trong khi trong chế độ hoạt động thực tế điều hòa không khí biển tần có thể liết kiệm được khoảng 10-30 điện năng tiêu thụ so với điều hòa không khí thường có cùng năng suất lạnh[5]

Từ ví dụ trên có thể thấy rõ ràng cần các hệ số tích hợp để đánh giá chính xác hơn hiệu quả năng lượng của thiết bị Có hai cách chính để xây dựng các chỉ số tích hợp này là theo hiệu quả toàn mùa và theo dạng tích hợp trọng số Bản chất các chỉ

số này đều là các chỉ số được tính toán trên cơ sở các giá trị của COP(EER) được

đo tại một số điểm đặc trưng Thiết bị và phương pháp đo hệ số EER được quy định trong các tiêu chuẩn TCVN 6570: 2013 tương đương với ISO 5151:2010

Nguyên tắc chung được sử dụng để xây dựng các chỉ số năng lượng tích hợp

có nhiều điểm giống nhau và có thể tóm tắt như sau:

- Thừa nhận chế độ hoạt động của điều hòa không khí là ổn định, tức là phụ tải nhiệt của tòa nhà (BL) phải bằng năng suất lạnh (CC)

- Điều kiện nhiệt độ trong nhà là không đổi, thông thường được lấy theo điều kiện T1 là 27°C;

- Trong thời gian quan trắc của toàn mùa, tải nhiệt của tòa nhà được coi là phụ thuộc tuyến tính hoặc theo quy luật xác định vào nhiệt độ ngoài trời Tj

- Năng suất lạnh toàn tải của điều hòa không khí tương ứng với các nhiệt độ bên ngoài Tj, tỉ lệ nghịch với nhiệt độ ngoài trời hoặc nhiệt độ nước giải nhiệt vào dàn ngưng

- Tồn tại một nhiệt độ cân bằng Tb mà ở đó lượng nhiệt thừa sinh ra trong tòa nhà cân bằng với lượng nhiệt truyền từ ngoài vào Nhiệt độ này tùy thuộc vào công dụng của tòa nhà và điều kiện khí hậu mà dao động trong dải (17-23°C)

- Để tiện tính toán năng suất lạnh và công suất điện ứng với các dải nhiệt độ ngoài trời Tj người ta sử dụng khải niệm khoảng nhiệt độ ( bin-nhiệt độ) ví dụ: toàn bộ nhiệt độ 24,5°C<Tj< 25,5°C thuộc bin-nhiệt độ 25°C

Hiện nay trên thế giới đang dùng phổ biến hai loại chỉ số tích hợp, chỉ số đánh giá hiệu suất theo mùa và chỉ số tích hợp dạng trọng số Dưới đây chúng ta sẽ lần lượt phân tích các dạng chỉ số tích hợp này

1.2.2 2 Các chi số đánh giá hiệu suất theo toàn mùa

Các chi số đánh giá hiệu suất tích hợp theo toàn mùa là chỉ số được xây dựng trên cơ sở xác định tỷ số của tổng công suất lạnh tiêu thụ của hệ thống trong toàn mùa nên tổng năng lượng tiêu thụ tương ứng Các giá trị này là các hàm thay đổi theo nhiệt độ, thời gian và bản chất là tỉ số của các tích phân hai lớp sau:

max

min max

min

0 0

0

T

T T

T

T

Q d d X

Trong đó: Q0 - năng suất lạnh tại một thời điểm, kW (BTU/h, tonR)

P- công suất điện tiêu thụtại thời điểm tương ứng, kw

- thời gian, h

T- nhiệt độ ngoài trời, °C

Từ các phương pháp tính xấp xỉ tích phân (1.2 như trên, chúng ta sẽ có được các chỉ số tích hợp như SEER Seasonal Energy Efficiency Ratio , dùng ở Mỹ, một

số nước bắc Âu, Trung Quốc, CSPF (Cooling Seasonal Performance Factor) dùng cho các nước tuân thủ theo hệ tiêu chuẩn ISO (Châu Âu, Nhật, Hàn, Việt Nam ) Trên thực tế các chỉ số này có cùng bản chất và được xây dựng trên cơ sở hai phương pháp ước lượng năng lượng là degree-hours và bin –temperature(bin-nhiệt độ), do Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Hoa Kỳ đề xuất năm 1977.Được đề xuất áp dụng tính toán cho hệ số SEER ở Hoa Kỳ từ năm 1985.Trong đó ngoài các giả thiết

đã nêu ở mục trên thì dạng chỉ số này chấp nhận giả thiết phụ tải nhiệt của tòa nhà

và năng suất lạnh của ĐHKK tỉ lệ với nhiệt độ ngoài trời

Ưu điểm chính của các chỉ số hiệu quả(hiệu suất) lạnh toàn mùa (CSPF, SEER) là thể hiện đầy đủ ý nghĩa vật lý cho phép liên hệ giữa lượng lạnh cần thiết phải sản xuất ra trong toàn bộ thời gian chạy điều hòa không khí( mùa làm lạnh) và năng lượng tiêu thụ tương ứng Trong mối liên hệ này thông qua bin nhiệt độ đã phản ánh được đầy đủ ảnh hưởng của điều kiện khí hậu tới chếđộ làm việc và điện năng tiêu thụ của điều hòa không khí được lắp đặt tại một công trình xác định.Do đó khi biết các hệ số này có thể dễ dàng ước lượng được lượng điện năng tiêu thụ của thiết bị trong toàn mùa

Nhược điểm của các chỉ số này là phương pháp tính khá phức tạp, đòi h i phải

có kiến thức nhất định về điều hòa không khí và đặc tính năng lượng của loại thiết

bị này c ng như số liệu thời tiết của khu vực.Hơn nữa năng suất lạnh của điều hòa không khí chỉ tỉ lệ với nhiệt độ ngoài trời đối với các điều hòa không khí giải nhiệt gió Do đó các chỉ số này chỉ dành cho điều hòa không khí giải nhiệt gió Hơn nữa đối với các dạng điều hòa không khí giải nhiệt gió có năng suất lạnh lớn việc xác định đặc tính của thiết bị phụ thuộc vào nhiệt độ ngoài trời khá phức tạp do đó ở Hoa Kỳ chỉ số SEER chỉ áp dụng cho điều hòa không khí giải nhiệt gió có công suất lạnh không vượt quá 19kW hay 65000BTU/h, (tiêu chuẩn AHRI 210/240)

Đối với tiêu chuẩn ISO 16358-1:2013 tương ứng với tiêu chuẩn Việt Nam 7831:2012 chỉ số CSPF c ng được quyđịnh áp dụng cho điều hòa không khí giải nhiệt gió và không hạn chế công suất có thể dùng kiểm định các dạng máy nguyên cụm và VRV/VRF Tuy nhiên hiện nay trên thực tế áp dụng, mới chỉ có ở Nhật Bản nước đề xuất ISO 16358:2013) áp dụng chỉ số CSPF cho chiều lạnh, HSPF cho chiều sưởi dạng bơm nhiệt và tổng hợp cả năm bao gồm hai chiều nóng lạnh) APF chođiều hòa không khíVRV/VRF với năng suất lạnh không vượt quá 28kW Sắp tới Hàn Quốc đang xem xét áp dụng chi số này cho các điều hòa không khí dạng trên Trong thời gian tới Tồ chức Tiêu chuẩn Quốc tế đang xem xét hiệu chỉnh hai tiêu

chuẩn đã có sẵn ISO 13523:2011 và ISO 15042:2011 về thử nghiệm ĐHKK giải nhiệt gió có ống gió và ĐHKK đa cụm (VRV/VRF) theo hệ số CSPF

1.2.2.3 Các chỉ số tích hợp dạng trọng số

Như đã phân tích ở trên các chỉ số dạng hiệu quả toàn mùa, có yếu điểm là tính toán phức tạp, ngoài ra đối với điều hòa không khí có công suất lớn việc xác định phân bố năng suất lạnh theo các bin-nhiệt độ c ng khác với các máy điều hòa không khí có công suất nh Mặc dù năng suất lạnh của điều hòa không khí trong chế độ ổn định vẫn tỉ lệ với nhiệt độ ngoài trời (nhiệt độ không khí cấp vào giải nhiệt dàn ngưng giải nhiệt gió) hoặc nhiệt độ nước cấp vào dàn ngưng giải nhiệt nước.Tuy nhiên đối với các hệ thống có năng suất lạnh lớn hay, do quán tính nhiệt cao nên ảnh hưởng của nhiệt độ tới năng suất lạnh của hệ thống không nhanh như điều hòa không khí năng suất nh Do đó đối với máy nguyên cụm PAC và Chiller khoảng bin-nhiệt độ là 2,8°C so với khoảng bin-nhiệt độ là l°C của điều hòa không khí công suất nh

Vì những yếu tố nêu trên, nên đối với các máy điều hòa không khí giải nhiệt gió có năng suất lạnh lớn và giải nhiệt nước Chiller, ở Hoa Kỳ và một số nước như Trung Quốc, Châu Âu (EU người ta dùng các chỉ số tích hơp dạng tổ hợp trọng số,

để đánh giá hiệu quả năng lượng của hệ thống hoạt động trong các điều kiện không đầy tải, dưới ảnh hưởng cùa thời tiết Các chỉ số tích hợp dạng trọng số có biểu thức chung như sau:

X = a.EER100 + b.EER75 + c.EER50 + d.EER25 (1.3) Trong đó: EER100 -Hệ số hiệu quả năng lượng ở 100% tải

EER75- Hệ số hiệu quả nănglượng ở 75% tải EER50- Hệ số hiệu quả năng lượng ở 50% tải EER25- Hệ số hiệu quả năng lượng ở 25% tải a,b,c,d là các trọng số có ý nghĩa vật lý là tỉ sổ giữa tổng lượng lạnh tương ứng với chế độ chạy

ở vùng toàn tải, chế độ chạy ở vùng 75% tải, chạy ở vùng 50% tải và chế độ chạy

ở vùng 25% tải trên tổng toàn bộ lượng lạnh mà điều hòa không khí sản xuất ra trong toàn mùa chạy làm lạnh

Tuy theo dạng điều hòa không khí là dạng sôi trực tiếp hãy sử dụng môi chất lạnh trung gian là nước mà các chỉ số này khác nhau

Ở Hoa Kỳ đối với các chiller giải nhiệt gió và giải nhiệt nước chỉ số đánh giá hiệu quả năng lượng được sử dụng là IPLV( Intergrated Part Load Value) hoặc NPLV Non Standard Part Load Value trong trường hợp chiller được thiết kế không chạy được ở các chế độ dùng để thử nghiệm xác định hệ sô IPLV Phạm vi

áp dụng, phương pháp xác định hệ số IPLV/NPLV được quy định bởi Tiêu chuẩn AHRI 550/590:2011 của Hoa Kỳ:

IPLV= 0,1.EẸR100+0,42.EER75 +0,45.EER50 +0,12.EER25 (1.4) Hoặc trong một số trường hợp IPLV được tính theo lượng điện tiêu thụ trên đơn vị năng suất lạnh (PIC) kW/tonR:

IPLV= 0,2.EER100+ 0,617.EER75 + 0,238.EER50 +0,125.EER25 (1.6)

Có thể thấy các chỉ số tích hợp dạng trọng số được tính toán theo cộng thức (1.6) có thể tính toán dễ dàng hơn nhiều so với các chỉ số dạng toàn mùa CSPF/SEER Tuy nhiên nhược điểm chính của các chỉ số dạng tích hợp (IPLV/IEER) là không có sự liên hệ trực tiếp với khả năng tiêu thụ điện của thiết bị trong toàn mùa hoặt động mặc dù có thể dùng để đánh giá hiệu suất năng lượng của thiết bị điều hòa không khí, do đó nếu chúng ta muốn ước lượng điện năng tiêu thụ của các thiết bị điều hòa không khí thì cần phải sử dụng phương pháp bin nhiệt độ

và đặc tính năng suất lạnh phụ thuộc vào nhiệt độ ngoài trời, hoặc nhiệt độ nước giải nhiệt của dàn ngưng hay nhiệt độ bầu ướt của nhiệt độ ngoài trời điều này dẫn tới sự bất tiện khi sử dụng các chỉ số IEER/IPLV Vì thế một số quốc gia tham gia tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO đang đề suất áp dụng chỉ số CSPF cho tất cả các điều hòa không khí giải nhiệt gió thay cho IEER và hiện nay Nhật Bản đã cho áp dụng chỉ số này cho hệ thống điều hòa không khí VRV/VRF với năng suất lạnh đến 28 kW và đang xem xét mở rộng giới hạn này (liên quan tới việc trang bị các phòng thử nghiệm JARL), ở Hàn Quốc c ng đang xem xét áp dụng chỉ số CSPF và tiêu chuẩn thử nghiệm ISO 15042:2011 cho các hệ thống điều hòa không khí VRF (tiêu chuẩn KS C9306)

Bảng 1.3 Cá hỉ số đánh giá hiệu quả năng lượng ủ điều hòa không khí

SI

Đơn vị Anh Mỹ Ghi chú Tiêu chuẩn thử nghiệm

(mùa hè)

COP EER CER

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 ở

100 tải;

- Điều kiện thử Tiêu chuẩn T1

-ISO 5151:2010-ĐHKK /

bơm nhiệt không ống gió –ISO13253:2011- ĐHKK/ bơm nhiệt có ống gió -ISO 15042:2011-ĐHKK/ bơm nhiệt đa cụm

mùa đông COP heating kW/kW RT/kW

-ở 100 tải;

- Điều kiện thử H1

3

Chỉ số tiêu thụ điện năng/ một đơn vị năng suất lạnh

cả năm

CSPF/HSPF /APF/SEER

Cooling Seasonal Performance factor Heating Seasonal Performance factor Annual Performance factor

Seasonal Energy Efficiency Ratio

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 (*Qo<19kW)

5

Hệ số chạy non tải tích hợp

IPLV*

IPLV Intergrated Part Load ValueIEER Intergrated Energy Efficiency Ratio

ARI 550/590:2003- ĐHKK/ bơm nhiệt sôi trực tiếp Qo =1973kW)

6

Hệ số chạy non tải tích hợp theo COP)

IPLV

IPLV Intergrated Part Load Value NPLV non-Standard Part Load Value

ARI550/590:2003-Dùng cho chiller

1.2.3 Hiệu suất năng lƣợng tối thiểu MEPS

Mức hiệu suất năng lượng tối thiểu MEPS là mức hiệu suất năng lượng thấp nhất đối với phương tiện, thiết bị sử dụng năng lượng do cơ quan có thẩm quyền quy định mà dưới mức đó thiết bị sẽ chịu sự quản lý đặc biệt, và phải th a mãn

trước khi được phép chính thức lưu thông trên thị trường

Hiểu theo một cách đơn giản mức hiệu suất năng lượng tối thiểu là ngưỡng hiệu suất thấp nhất đối với một thiết bị do cơ quan quản lý nhà nước công bố nhằm xác định ranh giới kiểm soát các phương tiện, thiết bị tiêu thụ năng lượng trên thị trường theo các phương thức phù hợp với điều kiện kinh tế kỹ thuật từng quốc gia Tại một số nước các sản phẩm có mức hiệu suất năng lượng thấp hơn mức hiệu suất năng lượng tối thiểu sẽ bị cấm không được bán ra thị trường.Một số quốc gia kém phát triển hơn có nền sản xuất thấp chịu chấp nhận một số thời gian chuyển đổi cho các nhà sản xuất hoặc có thể áp dụng biện pháp mềm dẻo hơn cho lưu thông nhưng bắt buộc dán nhãn năng lượng với các đặc điểm cảnh báo người tiêu dùng về mức hiệu suất thấp của thiết bị trên nhãn

Mức hiệu suất năng lượng tối thiểu mang tính định hướng cho thị trường) phải được liên tục rà soát xét theo hướng nâng dần lên theo một chu kỳ thời gian (03-07 năm/lần Đây chính là cơ sở để xác định mặt bằng hiệu suất năng lượng của một loại thiết bị trên toàn quốc gia đã được nâng lên bao nhiêu

Việc xây dựng một lộ trình đối với việc xây dựng tiêu chuẩn hiệu suất năng lượng và các mức hiệu suất năng lượng tối thiểu là rất cần thiết để xác định cụ thể trình độ kỹ thuật công nghệ các nhà sản xuất phải hướng tới và xác định được mức tiết kiệm năng lượng cộng đồng thực hiện được sau những khoảng thời gian nhất định

Trên thế giới, loại tiêu chuẩn này được gọi phổ biến là Tiêu chuẩn Hiệu suất năng lượng tối thiểu (Minimum Energy Performance Standard – MEPS)

1.2.4 Tiêu chí để xây dựng tiêu chuẩn đánh giá hiệu quả năng lượng tối thiểu của điều hòa không khí gia dụng ở Việt Nam

Để có thể xây dựng tiêu chuẩn đánh giá hiệu quả năng lượng của điều hòa không khí gia dụng ở Việt Nam các tiêu chuẩn này cần th a mãn một số tiêu chí sau:

- Nên kế thừa các tiêu chuẩn hiện có trên thế giới, đặc biệt các tiêu chuẩn được Quốc tế công nhận ISO vì với năng lực hiện có chúng ta khó có thể tự xây dựng được một tiêu chuẩn của Việt Nam;

- Đồng thời c ng tính đến yếu tố khí hậu, thời gian vận hành máy, c ng như thói quen sử dụng của người Việt Nam;

- Có thể kiểm định được trong điều kiện Việt Nam hạn chế về trang thiết thiết bị thử nghiệm và năng lực của chuyên gia trong vận hành hệ thống thử nghiệm thiết bị;

- Để đánh giá MEPS chính xác hơn cả là dùng các chỉ số tích hợp Đồng thời điều này c ng đảm bảo tính hội nhập của hệ thống tiêu chuẩn của Việt Nam trong quá trình tham gia hội nhập sâu sắc với nền kinh tế thế giới Trên cơ sở những tiêu chí nêu trên và các phân tích ở trên ta có thể thấy đối với các loại ĐHKK gia dụng hiện có trên thị trường Việt Nam thích hợp hơn cả là dùng hệ số CSPF để đánh giá về hiệu suất năng lượng tối thiểu.Bởi vì để xác định

hệ số này chúng ta chỉ cần tiến hành thử nghiệm tối đa ở hai điểm, trong khi nếu sử dụng hệ số SEER chúng ta phải tiến hành phép đo ở bốn điểm

1.3 Tình hình và định hướng phát triển lĩnh vực thử nghiệm ở Việt Nam

Có thể thấy đánh giá đặc tính năng lượng của điều hòa không khí bằng chỉ số hiệu quả toàn mùa CSPF cho kết quả chính xáchơn nhiều khi sử dụng hệ số EER vì

đã tính đến các yếu tố thời tiết, thời gian vận hành Chỉ số này cho phép xác định 2 loại điều hòa không khí khác nhau nếu có cùng một điều kiện làm lạnh như nhau, cùng chung nhiệt độ ngoài trời, điều hòa không khí nào sẽ tiết kiệm năng lượng hơn

và tiết kiệm bao nhiêu trong toàn bộ thời gian chạy máy lạnh

Do đó hiện nay các nước phát triển và Trung Quốc, Hàn Quốc đang triển khai phương pháp luận xác định đặc tính năng lượng của ĐHKK theo chỉ số tích hợp như đã nêu ở trên

Tuy nhiên nếu sử dụng phương pháp đánh giá chỉ số CSPF kéo dài thời gian thử nghiệm, tăng chi phí c ng như đòi h i phải nâng cấp trình độ của đội ng cán

bộ làm công tác thử nghiệm đây là một khó khăn đối với Việt Nam, đặc biệt khi áp dụng chỉ số CSPF và Việt Nam sẽ là Quốc gia đầu tiên trong khối ASEAN áp dụng chỉ số trên

Mặc dù vậy, để có thể đạt được kết quả trong vấn đề tiết kiệm năng lượng cho điều hòa không khí, c ng như thúc đẩy việc sử dụng các loại điều hòa không khí có hiệu suất cao là rất cần thiết nghiên cứu áp dụng chỉ số CSPF để đánh giá hiệu quả năng lượng của ĐHKK trong điều kiện Việt Nam

1.4 Kết luận

Từ các phân tích trên cho thấy:

- Thị trường điều hòa không khí ở Việt Nam hiện nay đang có mức tăng trưởng cao trung bình tăng 10÷15 trên một năm về số lượng điều hòa tiêu thụ, trong khi đó theo các nghiên cứu gần đây tiêu thụ điện trong khu vực nhà dân và các tòa nhà thương mại chiếm tới 28÷35% tổng điện năng tiêu thụ Mặt khác trong các tòa nhà cao tầng hiện đại và các hộ nhà dân, tiêu thụ năng lượng cho điều hòa không khí trong các tháng mùa hè chiếm 30%÷ 60% toàn bộ tiêu thụ điện năng

- Theo số liệu thống kê năm 2009, tổng điện năng tiêu thụ cho thiết bị điều hòa không khí ước tính khoảng hơn 2 tỷ kWh/năm tương đương khoảng 5-7% tổng sản lượng điện quốc gia Tiết kiệm năng lượng cho điều hòa không khí là một trong những biện pháp hiệu quả nhằm giảm áp lực cho ngành điện

- Theo Quyết định 51/QĐ-Ttg ngày 12/09/ 2011 và Quyết định bổ xung 03/QĐ-Tg ngày 14/01/2013 về quy định danh mục phương tiện, thiết bị phải dán nhãn năng lượng áp dụng mức hiệu suất năng lượng và lộ trình thực hiện Bắt đầu từ ngày

nhãn năng lượng có năng suất lạnh từ 48000BTU/h trở xuống Từ 1/01/2014 các loại điều hòa nhiệt độ biến tầncó năng suất lạnh từ 48000BTU/h trở xuống c ng phải dán nhãn năng lượng bắt buộc

- Mục tiêu của việc dán nhãn năng lượng nhằm mục đích khuyến khích các sản phẩm sử dụng năng lượng hiệu suất cao, tiến tới không sử dụng các sản phẩm tiêu tốn nhiều năng lượng thúc đẩy việc sản suất các sản phẩm có hiệu suất năng lượng cao

- Tạo ra thị trường cạnh tranh nhau về phương diện sử dụng năng lượng

- Định hướng cho người tiêu dùng phân biệt các sản phẩm hàng hóa về phương diện tiết kiệm năng lượng, ngoài ra nhãn năng lượng còn giúp người tiêu dùng nhận diện

rõ hơn, lựa chọn các sản phẩm tiết kiệm năng lượng

- Không những vậy việc dán nhãn các sản phẩm điều hòa không khí gia dụng còn là rào cản các sản phẩm có công nghệ c , các sản phẩm có hiệu suất thấp, đây còn là công cụ quản lý của nhà nước tiến tới không sử dụng các sản phẩm điều hòa gia dụng tiêu tốn năng lượng

- Việc dán nhãn năng lượng cho các sản phẩm điều hòa gia dụng còn làm giảm áp lực phát triển các điểm nóng cho bên ngành điện lực, đồng thời đó c ng là một biện bảo vệ mồi trường, c ng như mang lại lợi ích kinh tế tối đa cho người sử dụng

- Tiết kiệm năng lượng tronglĩnh vực điều hòa không khí gia dụng góp phần làm giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính CO2

- Vì vậy rất quan trọng phải nghiên cứu đánh giá các đặc tính năng lượng của các loại điều hòa này Trên cơ sở đó có thể có những giải pháp thúc đẩy sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cho lĩnh vực này trên cơ sở đề xuất mức MEPS hợp lý

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH NĂNG

LƯỢNG CHO ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍTHEO MÙA (SPF)

2.1.Nguyên tắc chungxác định đặc tính năng lượng của điều hòa không khí theo chỉ số tích hợp theo mùa

Để đánh giá hiệu quả năng lượng điều hòa không khí ĐHKK Việt Namtheo chỉ số tích hợp, cần th a mãn

- Phải phù hợp với các tiêu chuẩn Quốc tế ISO để hòa nhập với thị trường thế giới nhưng có tính đến đặc điểm khí hậu Việt Nam;

- Có thể thử nghiệm được, phù hợp với điều kiện trang thiết bị thử nghiệm và trình độ cán bộ vận hành còn yếu của Việt Nam;

- Phải áp dụng được cho tất cả các loại điều hòa gia dụng có năng suất lạnh không vượt quá 48000BTU/h trên thị trường(cửa sổ, hai mảnh, cattsete, âm trần ống giógiải nhiệt gió)

Như đã phân tích ở chương một, hiện nay để đánh giá đặc tính năng lượng của gia dụng ĐHKK giải nhiệt gió, Việt Nam nên sử dụng chỉ số CSPF là thích hợp hơn cả bởi vì hai lý do chính sau:

(i) Là chỉ số tích hợp cho phép xác định năng lượng tiêu thụ và hiệu suất của thiết bị trong toàn mùa Phản ánh đặc tính năng lượng của ĐHKK gần với thực tế sử dụng, có tính đến ảnh hưởng của tần suất chạy non tải và điều kiện nhiệt độ ngoài trời;

(ii) So với chỉ tiêu tương tự SEER của Hoa Kỳ, chỉ tiêu CSPF đo đơn giản hơn chỉ cần hai điểm là toàn tải và nửa tải tại điều kiện T1, trong khi để xác định SEER cần đo ở ít nhất 4 điểm tương ứng với 25%, 50%, 75% và 100% tải Đây là vấn đề không khả thi ở trong các nước đang phát triển trong

đó có Việt Nam

Để xác định CSPF cần dùng đồng thời 2 tiêu chuẩn ISO 5151:2010 và ISO 16358: 2012 để kiểm định Trên thế giới các nước tiên tiến Nhật, Hàn Quốc, Trung

kiểm định loại ĐHKK gia dụng.Trong đó tương đương với tiêu chuẩn ISO 5151:2010 ở Việt Nam đã có tiêu chuẩn TCVN5676:2013, tương đương với ISO

Phương pháp thí nghiệm để xác định hệ số EER là xây dựng hai buồng có khả

năng điều khiển đồng thời nhiệt độ,°Cvà độ ẩm tương đối φ, % (controlled climat

chamber-testing room Hai buồng này được cách nhiệt, cách ẩm với môi trường bên ngoài bằng các tấm panel bảo ôn, cách ẩm.Sau đó điều hòa gia dụng cần thử nghiệm được đưa vào các buồng này.Buồng thứ nhất giàn lạnh được đặt vào, trong buồng này tải nhiệt hiện và nhiệt ẩn được tạo ra bởi các thiết bị tạo tải giả, thanh đốt hoặc bơm nhiệt, thiết bị tạo ẩm.Buồng còn lại đặt dàn nóng, nhiệt độ và độ ẩm của buồng này c ng được điều khiển và duy trì bởi hệ thống điều hòa, thanh đốt bổ xung 0và thiết bị tạo ẩm/ khử ẩm

Với điều kiện khí hậu của nước ta là khí hậu nhiệt đới gió mùa, độ ẩm cao quanh năm, điều kiện thử nghiệm thích hợp về nhiệt độ, độ ẩm theo ISO 5151:2010 TCVN 7831:2007 là điều kiện T1

Hình 2.1 hế đ nhiệt đ , đ ẩm dùng để iểm định điều h gi dụng theo

ISO 5151:2010 đượ trình y ở ảng 2.1[12]

Bảng 2.1 hế đ nhiệt đ , đ ẩm dùng để thử nghiệm điều h gi dụng[12]

Thông số thử nghiệm

Điều kiện thử nghiệm

Nhiệt độ không khí cấp vào phòng thử nghiệm

giàn lạnh Indoor side :

Nhiệt độ không khí cấp vào phòng thử nghiệm

giàn lạnh Indoor side :

Ghi chú:

T1 Điều kiện thử năng suất lạnh dùng cho vùng khí hậu ôn hòa cận nhiệt đới, nhiệt đới gió mùa

T2 Điều kiện thử năng suất lạnh dùng cho vùng khí hậu ôn đới

T3 Điều kiện thử năng suất lạnh dùng cho vùng khí hậu nóng khô khí hậu sa mạc, xích đạo

2.3 Đánh giá năng lƣợng theo degree-day

2.3.1 Khái niệm cơ sở

Các chỉ số đánh giá hiệu suất tích hợp theo mùa là chỉ số được tính theo lượng nhiệt tổng trong toàn mùa chạy điều hòa trên tổng công suất năng lượng tiêu thụ tương ứng Tỉ số trên bản chất được xây dựng trên cơ sở tỉ số của các tích phân hai lớp sau:

max

min max

min

0 0

0

T

T T

T T

Một trong những phương pháp đó là phương pháp Degree-day Phương pháp

Degree-day xấp xỉ tích phân Q o theo nhiệt độ trung bình bằng Q o (tb):

max min

Trong đó t tblà nhiệt độ trung bình mùa, tháng hoặc ngày Và đương nhiên, tích

phân theo thời gian của Q o tb sẽ được xấp xỉ theo thời gian lấy nhiệt độ trung bình:

0 0

DD(t bal ) Từ chỉ số này chúng ta có được tổng của tích thời gian và chênh lệch nhiệt

độ trong toàn mùa hoặc toàn năm Từ đó có thể ước tính được lượng tiêu thụ năng lượng toàn năm với một công trình cụ thể đã được xây dựng, hoặc có thể dùng để đánh giá mức tiêu thụ của một công trình sẽ xây dựng từ đó đưa ra các phương án

kỹ thuật hợp lý cho công trình đó

Khi dùng chúng ta xấp xỉ nhiệt độ theo giá trị trung bình tháng của nhiệt độ ngoài trời để tính toán, chỉ số Degree-day cho sưởi ấm hoặc làm lạnh là tích số chênh lệch nhiệt độ trung bình ngày và nhiệt độ cân bằng với một ngày, nó được tính bằng công thức sau:

DD h (t bal ) = (1d y)∑(t bal –t o ) + (2.4)

hoặc DD c (t bal ) = (1d y)∑(t o –t bal ) + (2.5)

a Degree-day cho chế độ sưởi ấm

Do nhiệt lượng tiêu thụ trong đơn vị thời gian được tính theo công thức:

Trong đó:η h là hệ số hiệu quả năng lượng của hệ thống sưởi

K tot–hệ số truyền nhiệt tổng qua kết cấu bao che của không gian được sưởi Khi đó nhiệt sưởi toàn năm tính theo công thức:

q latent = m.h fg (W o – W i ) (2.9) Trong đó:

q latent là tải nhiệt ẩn theo tháng, kW

m là lưu lượng không khí lọt theo tháng, kg/s

h fg là nhiệt hóa hơi của nước, kJ/kg

W o , W i là độ ẩm trung bình theo tháng ngoài trời, trong nhà

Về hệ số hiệu quả theo mùa η h, nó phụ thuộc vào các hệ số hiệu quả làm việc

ở chế độ đầy tải và không đầy tải, kích thước công trình, hiệu quả chu trình, và thiết

bị bảo ôn Nó có thể nh hơn hoặc lớn hơn hệ số hiệu quả làm việc gián đoạn

.1

ss pl h

η ss là hiệu suất làm việc ở chế độ ổn định đầy tải

α D là hệ số nhiệt tổn thất trên đường ống

CF pl là hệ số hiệu chỉnh non tải

b Degree-day cho chế độ làm lạnh

Đối với chế độ làm lạnh thì có phần phức tạp hơn vì còn phụ thuộc khá nhiều vào thói quen người dùng.Bởi vì vào mùa đông, người ta thường đóng cửa sổ và lượng không khí lọt gần như bằng hằng số thì vào mùa hè nhiệt thừa có thể được hạn chế và điều hòa có thể ngừng hoạt động mà thay vào đó là mở cửa sổ để thông gió.Điều hòa không khí chỉ cần thiết khi nhiệt độ vượt quá một giá trị mà người ta

gọi là ngưỡng t max Chỉ số DD c ng được tính giống như vớit bal chỉ khác hệ số K tot được thay thế bằng hệ số K max phụ thuộc khá nhiều vào tốc độ gió:

t max = t i – q gain /K max (2.11)

Với các trường hợp thông thường, nhiệt tiêu thụ được tính tương tự trường hợp sưởi ấm:

 ,yr

Còn với trường hợp cửa sổ mở, lượng nhiệt tiêu thụ cần thiết được tính theo

nhiệt độ t max công thức :

  max max  max

DD c (t max ) là chỉ số tính theo nhiệt độ cơ bản t max

N max là số ngày có nhiệt độ cao hơn ngưỡng t max

Công thức này cho ta thấy có một sự sai khác về lượng nhiệt tiêu thụ phụ thuộc vào thói quen người dùng Ở đó trong khoảng nhiệt độ từ nhiệt độ cân bằng

tới mức nhiệt độ t max, ĐHKK sẽ không hoạt động mà chỉ hoạt động khi nhiệt độ

tăng quá ngưỡng t max mà người dùng cảm thấy khó chịu chỉ với thông gió đơn thuần Sự sai khác này có thể được thể hiện một cách trực quan bằng đồ thị sau:

Hình 2.2 – Tải lạnh phụ thu c nhiệt đ ngoài trời[TL 12]

Đây chỉ đơn thuần là một mẫu đồ thị của một điều kiện không khí Trong thực tế,nhiệt lượng tiêu thụ và lưu lượng dòng khí thông gió thay đổi phụ thuộc vào thói

quen sử dụng cửa sổ hay ĐHKK của người trong phòng và t maxcó thể dao động tùy vào người sử dụng C ng như vậy với các tòa nhà thương mại trong chế độ tiết kiệm điện có thể tăng tốc độ quạt thông gió và có thể tắt khi không có người sử dụng trong các công trình công sở Vì thế mà phương pháp Degree-hours đưa ra chỉ

số chênh lệch nhiệt độ với cấp chính xác cao hơn vì phương pháp này xấp xỉ theo trung bình nhiệt độ theo từng giờ chứ không phải theo ngày hay tháng nữa Nó thể hiện rõ ưu điểm trong các trường hợp làm việc theo chu kỳ của hệ thống xử lý không khí, nhưng với các trường hợp khác nhiệt độ ổn định hơn thì nó lại có nhược điểm là cần thu thập và xử lý một khối lượng dữ liệu lớn trùng lặp nhau và vẫn đưa

ra kết quả không chênh lệch nhiều lắm so với chỉ số Degree-day

Ngoài ra, trong rất nhiều trường hợp trong thực tế, việc ước tính tương đối Degree-day gặp nhiều khó khăn khi không có đầy đủ dữ liệu và phải dùng nhiệt độ cân bằng tùy chọn Ý tưởng cơ sở để giải quyết vấn đề này là giả sử phân phối xác