- Tạo khả năng tự động hoâ hệ thống, nhờ bộ PID tích hợp sẵn bín trong dùng cho điều khiển vòng kín; cổng giao tiếp với hệ thống tự động hoâ RS485 có
CHƯƠNG 3 NGHIÍN CỨU TÍNH TOÂN CÂC GIẢI PHÂP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG LẠNH
TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG LẠNH
3.1Tính toân TKNL đối với động cơ
3.1.1 Sử dụng động cơ có hiệu suất cao:
Đặc tính của động cơ hiệu cao HEMs:
- Hiệu suất cao: công suất tiíu thụ thấp, do vì hiệu suất cao được so sânh với câc động cơ thông thường khâc.
-Giâ mua thông thường sẽ đắc hơn loại động cơ thông dụng song sự chính lệch về giâ cả sẽ được thu hồi thông qua một thời gian ngắn do vì giâ chi phí tiền điện trong vận hănh thấp hơn nhiều.
-Tiếng ồn giảm thiểu: Quạt lăm mât có thể được chế tạo bĩ hơn loại động cơ thông dụng vì rằng sự phât nhiệt ít hơn, do vậy tổn thất thấp hơn, nín sự phât ra tiếng ồn thấp hơn.
- Tuổi thọ của động cơ HEMs cao hơn: dầu mỡ bôi trơn có tâc dụng lđu hơn do vì sự tăng nhiệt độ ở câc ổ trục ít hơn, dẫn đến kết quả lă chu kỳ duy tu bảo dưỡng dăi hơn. Kết quả tổng hợp đưa đến tuổi thọ của động cơ HEMs cao hơn.
Kích thước đặc cùng cỡ với động cơ thông dụng, song khả năng công suất của động cơ HEMs cao hơn. Do đó, việc thay thế động cơ có yíu cầu công suất lớn hơn nhưng kích thước bị hạn chế sẽ dễ dăng thực hiện khi thay động cơ thông dụng bằng động cơ HEMs.
-So sânh với động cơ thông dụng:
+ Phât sinh tổn thất : động cơ HEMs có tổn thất thấp hơn động cơ thông dụng từ 20 – 30 %
+ Hiệu suất tổng: động cơ HEMs có hiệu suất cao hơn động cơ thông dụng
3.1.2 Câch tính năng lượng tiết kiệm được khi sử dụng động cơ
HEMs:
P P 1 1
Ptietkiem tai tai p (3.1)
Ở đđy:
s HEMS tai s HEMS
s : Hiệu suất động cơ tiíu chuẩn
HEMs : Hiệu suất động cơ HEMs
Ptai : Công suất tải thực tế của động cơ
Điện năng tiết kiệm hằng năm, với t lă số giờ vận hănh trong năm sẽ lă ΔATK/năm = ΔATK x t
Tiền tiết kiệm được trong năm sẽ lă: ΔATK./năm x giâ 1kWh
Vi dụ:[1] trang 158.
Hêy tính số tiền tiết kiệm được lă bao nhiíu khi dùng động cơ HEMs thay thế cho động cơ tiíu chuẩn ở công suất đầu ra lă 60kW
Băi lăm: từ số liệu của giả thiết, tra cẩm nang của nhă sản xuất (ví dụ hêng Siemens loại gần vă lớn hơn 60kW lă 75kW 280S-ILA6 280-4AB. Do đó ta chọn động cơ HEMs công suất định mức 75kW để sử dụng, động cơ năy sẽ mang tải ở mức 80% định mức, điều năy hợp lý vă có thể chấp nhận được).
- Thông số động cơ năy như sau: Pđm = 75 kW
- Hiệu suất loại tiíu chuẩn s = 92,4% ở 80% tải định mức. - Hiệu suất loại HEMs HEMs = 95% ở 80% tải định mức. - Số giờ vận hănh hăng năm của xí nghiệp t = 4000 giờ
- Tiền cho 1 kWh lă 0,1USD/1kWh (tương đương thời giâ lă 1.500 đ Việt Nam)
Công suất tiết kiệm lă : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
P P 1 1
Ptietkiem tai s HEMS tai p tai s HEMS
75x0,8x 1 1 0,924 0,95
Ptietkiem = 1,78 kW
Điện năng tiết kiệm trong năm lă:
ΔATK = Ptietkiem x t = 1,78 x 4000 = 7120 kWh
Tiền tiết kiệm được lă: 7120 x 0,1 = 712USD
Vậy trong suốt thời gian phục vụ động cơ sẽ tiết kiệm được 712 x 20 = 14.240 USD
3.2Tính toân nđng cao hiệu suất của mây nĩn:
a)Chi phí vòng đời của mây lạnh
Hình 3.1 chi phí vòng đời của mây lạnh
b) Nguyín lý lăm việc hệ thống lạnh
Hình 3.2 sơ đồ nguyín lý vă đồ thị lgP-h của hệ thống lạnh
Để đânh giâ hiệu quả lăm việc của câc hệ thống lạnh, người ta dùng khâi niệm Hệ số lăm lạnh COP.
COP h1 h4 h2 h1
Như vậy, chu trình lăm lạnh năo có COP căng lớn thì chu trình đó lăm việc căng hiệu quả, hay nói câch khâc lă chu trình sử dụng năng lượng căng hiệu quả.
c)Nđng cao hiệu suất mây nĩn
-Thường xuyín bảo dưỡng.
-Thay thế bằng mây nĩn hiệu suất cao hơn Việc chọn mây mới phụ thuộc:
Công suất yíu cầu
Điều kiện vận hănh
Môi chất lăm lạnh
- Lắp đặt bộ biến tần điều khiển công suất mây nĩn phù hợp với yíu cầu phụ tải.
3.3Tính toân nđng cao hiệu suất của thiết bị ngưng tụ
3.3.1 Giảm nhiệt độ ngưng tụ sẽ giúp tiết kiệm năng lượng cho hệ
thống lạnh
Môi trường giải nhiệt vă chất giải nhiệt sẽ ảnh hưởng quyết định đến nhiệt độ ngưng tụ của hệ thống lạnh. Ứng với nhiệt độ ngưng tụ Tk , hơi tâc nhđn lạnh sẽ ngưng tụ ở âp suất ngưng tụ pk xâc định.
Nếu chúng ta có thể giảm được nhiệt độ ngưng tụ, âp suất ngưng tụ cũng giảm theo, dấn đến lăm tăng hiệu quả của lăm lạnh vă giảm công của mây nĩn. Tức lă hiệu suất của hệ thống lạnh tăng vă hệ thống sử dụng ít điện năng hơn.
Thể hiện trín hình 3.3 dưới đđy. Hệ thống lăm việc theo chu trình 1-2-3-4-1 có hệ số lăm lạnh: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
COP h1 h4 h2 h1
Nếu nhiệt độ ngưng tụ của hệ thống giảm xuống, âp suất ngưng tụ pk’ = p6 < pk = p2 = p3 . Khi đó hệ thống lăm việc với chu trình mới 1-5-6-7-1 vă hệ số lăm lạnh của hệ thống lă:
COP' h1 h7 h5 h1 Lgp P2,3 P6 P1,4 h6,7 h3,4 h5 h5 h2 h
Hình 3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ ngưng tụ đến hiệu quả lăm việc của câc hệ thống lạnh
Từ hình 3.3 ta nhận thấy năng suất lạnh của chu trình mới lớn hơn chu trình cũ: (h1 – h7) > (h1 – h4)
vă công nĩn của chu trình mới nhỏ hơn chu trình cũ: (h5 – h1) < (h2 – h1)
Vì vậy: COP’ > COP.
Điều năy có thể chứng minh như sau:
Một hệ thống lạnh sử dụng môi chất lạnh R22 có nhiệt độ bay hơi t0 = -50C. Ban đầu nhiệt độ ngưng tụ của hệ thống lă tk = + 450C . Nhờ câc biện phâp cải thiện quâ trình giải nhiệt cho bình ngưng, nhiệt độ môi chất giảm xuống còn t’k = 400C. Tính hệ số lăm lạnh trong hai trường hợp trín.
Tra bảng hơi bảo òa vă hơi quâ nhiệt của môi chất R22 ta được câc thông số sau:
t0 = - 15 0C h1 = 702,39 kJ/kg tk = 45 0C h2 = 737,96 kJ/kg h3 = h4 = 555,97 kJ/kg t’k = 40 0C h5 = 734,97 kJ/kg 3 2 6 5 Công nĩn 7 4 Bay hơi Năng suất lạnh 1
h6 = h7 = 549,36 kJ/kg
Hệ số lăm lạnh trong trường hợp tk = +450C
COP h1 h4 702,39 555,97 4,12
h2 h1 737,96 702,39
Hệ số lăm lạnh trong trường hợp tk = +400C
COP' h1 h7
h5 h1 702,39 549,36 4,69 737,96 702,39
Hệ số lăm lạnh của COP của hệ thống lạnh tăng 12%.
Trín thực tế, năng lượng tiíu tốn của hệ thống lạnh sẽ giảm khoảng 2% nếu nhiệt độ ngưng tụ giảm 10
C
3.3.2Những biện phâp nhằm giảm nhiệt độ ngưng tụ cho hệ thống lạnh
3.3.1.1 Khđu thiết kế
a. Đảm bảo cho bộ ngưng tụ có kích thước đủ lớn, diện tích trao đổi nhiệt lớn cho phĩp nhiệt độ nưng tụ thấp.
b.Sử dụng bộ ngưng tụ kiểu bay hơi thay vì lăm mât bằng không khí.
c. Thiết lập kiểm tra đối với âp suất ngưng tụ thấp nhất đạt được vă thay đổi được xâc lập trong khoảng mùa hỉ vă mùa đông.
3.3.1.2 Khđu vận hănh bảo trì
a. Vận hănh lượng quạt vă bơm nhiều nhất có thể nhằm hạ nhiệt độ ngưng tụ. Nếu trong hệ thống có nhiều mây nĩn vă bình ngưng, cần theo dõi năng lượng tiíu tốn của bình ngưng vă mây nĩn để xâc định điểm tối ưu. Thông thường năng lượng tiíu tốn cho bình ngưng thấp hơn 15% năng lượng so với mây nĩn
b.Đảm bảo nhiệt độ nước giải nhiệt ở mức thấp nhất có thể
c. Sử dụng hữu ích điều kiện môi trường với trường hợp có lợi nhất, tức lă thiết bị ngưng tụ lăm việc hiệu suất cao hơn văo ban đím.d. Đảm bảo vòi phun của thiết bị ngưng tụ không bị khóa vă câc lâ cửa chớp của thiết bị ngưng tụ không bị gêy vỡ. e.Trânh hay giảm tối thiểu không khí quẩn trong dăn ngưng vă thâp giải nhiệt. f.Thường xuyín lăm sạch câc bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị ngưng tụ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lgp 2,3,6 3 6 2 P7,5 P1,4 7 4 5 Công nĩn Bay hơi 1
g. Giữ bề mặt tổ ong của thâp giải nhiệt sạch vă kiểm tra quâ trình sử lý nước thường xuyín
h.Tâch lọc không khí vă câc chất khí không ngưng tụ từ bộ ngưng ra ngoăi vă kiểm tra thường xuyín.
i.Bảo vệ dăn ngưng khỏi bị bức xạ từ mặt trời vă câc vị trí có nhiệt độ cao.