Hiệu quả hoạt động của một hệ thống điều hòa không khí có thể đánh giá nhờ hiệu suất COP. Chỉ số COP được sử dụng khi kiểm toán hệ thống điều hòa không khí và xác định năng lượng tiết kiệm được. Giá trị COP càng cao càng tốt.
COP của một hệ thống điều hòa không khí có thể định nghĩa theo biểu thức sau:
COP =Tải nhiệt cần lấy đi khỏi hệ thống [kW]/Điện năng tiêu tốn cho hệ thống [kW]. ( )2.1
Phụ tải điện của tòa nhà có thể tính trực tiếp hoàn toàn được. Ta có thể kiểm chứng bằng cách sử dụng các thiết bị đo để xác định tải điện của các thành phần trong hệ thống điều hòa như máy nén, bơm, quạt, …. Tuy nhiên, việc xác định tải nhiệt của tòa nhà có thể phải thực hiện theo những cách khác nhau, tùy thuộc vào loại hệ thống điều hòa đang sử dụng.
Dưới đây là một số phương pháp phổ biến có thể dùng để ước lượng hệ số COP khi kiểm toán hệ thống điều hòa không khí
Ước lượng hệ số COP của hệ thống điều hòa không khí trung tâm. Tính tải nhiệt của tòa nhà
Để tính COP, theo công thức ( )2.1 , đầu tiên cần phải hiểu cách tính nhiệt lượng cần lấy đi khỏi tòa nhà.
Có ba phương pháp thường được sử dụng để tính tải lạnh của chiller, cũng chính là lượng nhiệt cần lấy đi khỏi hệ thống điều hòa không khí (AC). Các phương pháp này dựa trên những giả thuyết sau:
Tải nhiệt AC = nhiệt lượng nước lạnh nhả ra ở bình bốc hơi = nhiệt lượng nước nóng nhận ở bình ngưng = nhiệt lượng cần lấy đi từ các AHUs, FCUs. Các công thức tính toán được trình bày sau đây.
Phương pháp 1, tính nhiệt do nước lạnh nhả ra
Lượng nhiệt hệ thống điều hòa cần lấy đi tương đương với nhiệt lượng nước nhả ra trong bộ trao đổi nhiệt của Water chiller. Tính theo biểu thức sau:
Tải nhiệt hệ thống AC=4,18* *(Q Tin−Tout) ( )2.2 Với:
Q – lưu lượng nước qua chiller, kg/s
in
T – nhiệt độ nước vào chiller, 0C
out
T – nhiệt độ nước ra khỏi chiller, 0C
Giả thiết thể tích 1 kg nước tương đương 1 lít .
Tương tự như phương pháp trên, nhiệt lượng hệ thống điều hòa cần lấy đi tương ứng với sự thay đổi nhiệt của nước qua bình ngưng. Có thể tính theo biểu thức:
Tải nhiệt hệ thống AC=4,18* *(Q Tout−Tin) ( )2.3 Với:
Q – lưu lượng nước qua bình ngưng, kg/s
in
T – nhiệt độ nước vào bình ngưng, 0C
out
T – nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng, 0C
Hai phương pháp trên sử dụng hiệu quả khi có thể đo được chính xác lưu lượng nước qua bình ngưng hoặc chiller. Đáng tiếc là không dễ xác định được lưu lượng dòng nước thực tế.
Phương pháp thứ ba, tính tải nhiệt AC từ phụ tải AHUs và FCUs
Đây là phương pháp thông dụng nhất để tính tải nhiệt của hệ thống điều hòa không khí.
Các AHUs và FCUs có chức năng sử dụng nước lạnh từ hệ thống chiller để làm lạnh tòa nhà thông qua bộ trao đổi nhiệt được điều khiển bằng quạt. Tải nhiệt cần lấy đi khỏi tòa nhà cân bằng với tải lạnh phân phối bởi AHUs và FCUs, có thể ước lượng theo công thức:
Tổng tải nhiệt = tổng nhiệt hiện (SH) + tổng nhiệt ẩn (LH) (2.4)
ix (W ) 1, 21*r sa*( m sa) SH = Q T −T ix (W ) 3,00*r sa*( m sa) LH = Q M −M
Với SH = nhiệt hiện, W LH = nhiệt ẩn, W
sa
ix
m
T = Nhiệt độ bầu khô trước dàn lạnh, oC
sa
T = Nhiệt độ bầu khô sau dàn lạnh, oC
ix
m
M = độ chứa hơi trước dàn lạnh, g/kg, xác định từ độ ẩm tương đối và Tmix
sa
M = độ chứa hơi trước dàn lạnh, g/kg, xác định từ độ ẩm tương đối và Tsa
Ghi chú:
Độ ẩm tương đối (RH%) có thể được xác định nhờ máy đo độ ẩm Chuyển đổi đơn vị cho lưu lượng dòng không khí: 1m3s =1000ls