Thông qua việc đánh giá thực trạng tình hình sử dụng năng lượng của Tòa nhà Việt Á, tác giả đề xuất một số giải pháp chủ yếu trong việc sử dụng và tiết kiệm năng lượng cho tòa nhà cụ thể như sau :
3.1.1 Xây dựng mô hình quản lý năng lượng
Mô hình quản lý năng lượng của công ty Công ty cổ phần tập đoàn đầu tư thương mại công nghiệp Việt Á hiện tại là rất phù hợp, theo đoàn kiểm toán là không cần phải thay đổi gì thêm nữa.
3.1.2 Xây dựng các quy định về sử dụng năng lượng
+ Xây dựng chính sách năng lượng để Ban giám đốc phê duyệt + Rà soát quy trình bảo dưỡng, bảo trì các thiết bị
+ Lập kế hoạch lắp đặt mới, cải tạo, sửa chữa thiết bị sử dụng năng lượng của đơn vị
+ Rà soát các nội quy, quy định về sử dụng điện, nước tại các bộ phận, các phòng ban.
+ Xây dựng hoặc bổ sung các quy định về sử dụng tiết kiệm xăng dầu
3.1.3 Giám sát các quy trình hoạt động của hệ thống tiêu thụ năng lượng
Người quản lý vận hành các hệ thống trong tòa nhà dựa trên các quy trình hoạt động, phương thức vận hành của các thiết bị để giám sát quá trình hoạt động của hệ thống, nhằm tránh lãng phí năng lương điện trong tòa nhà.
3.2 Các giải pháp kỹ thuật về tiết kiệm năng lượng trong tòa nhà Việt Á
Để thực hiện tốt vấn đề tiết kiệm năng lượng trước hết bộ phận kỹ thuật cần có những biện pháp theo dõi được việc tiêu thụ năng lượng đối với hệ thống thiết bị. Hiện tại bộ phận này cũng đã thu thập số liệu tiêu thụ năng lượng từng tháng, tuy nhiên đó là trên diện rộng còn nếu xét đến từng hệ thống riêng thì vẫn chưa được công ty thực sự quan tâm vì nếu muốn quản lý
cụ thể và chính xác sẽ rất cần đến những thiết bị đo đếm cho những khu vực hay hệ thống có công suất tiêu thụ lớn. Đây cũng là một bước cần thiết trong vấn đề giám sát tiêu thụ năng lượng đối với những toà nhà lớn.
Ngoài những biện pháp theo dõi và giám sát, thì cũng rất cần có những biện pháp đối với hệ thống thiết bị hiện có của Công ty. Hiện tại hệ thống thiết bị của Công ty có một số điểm còn có thể áp dụng giải pháp tiết kiệm năng lượng như, hệ thống điều hòa không khí, hệ thống các bơm.
3.2.1 Đề xuất giải pháp kỹ thuật đối với các hệ thống còn tiềm năng tiết kiệm 3.2.1.1 Lắp biến tần cho hệ thống bơm nước lạnh
Chu trình làm việc của hệ thống bơm nước lạnh ở hệ thống điều hòa tại tòa nhà Việt Á của công ty Công ty cổ phần tập đoàn đầu tư thương mại công nghiệp Việt Á.
Hình 3.1 Sơ đồ làm việc hiện tại của bơm nước lạnh
Trong quá trình làm việc như vậy nhiệt độ của nước lạnh sẽ thay đổi nhiều hay ít phụ thuộc vào số lượng các AHU&FCU có phải hoạt động hay nghỉ. Hệ thống này tại Việt Á -Tower Building được vận hành 10/24 giờ và
những bơm nước giải nhiệt phải hoạt động như vậy còn việc sử dụng các AHU&FCU lại phụ thuộc vào các vị trí sử dụng tại các phòng trong toà nhà. Chính vì lý do đó nên nhiệt độ của nước lạnh đem đi trao đổi nhiệt cũng sẽ có những thay đổi trong suốt quá trình hoạt động. Thời điểm khi mà có nhiều các AHU&FCU làm việc thì nhiệt độ của nước tăng lên không nhiều trong khi công suất của bơm vẫn không thay đổi, đó là điểm còn có tiềm năng áp dụng giải pháp tiết kiệm năng lượng. Giải pháp ở đây là sử dụng biến tần để điều khiển tốc độ của bơm nước lạnh theo nhiệt độ của nước lạnh trước khi được đưa tới Water Chiler.
Hình 3.2 Sơ đồ làm việc của bơm sau khi lắp biến tần
Như đã trình bày ở các mục trên hệ thống điều hòa này của Việt Á- Tower Building có thể áp dụng biến tần để điều khiển động cơ bơm nước lạnh. Việc lắp biến tần như vậy có thể tiết kiệm được điện năng trong quá trình vận hành hệ thống. Khi lắp bộ biến tần ta sẽ có được những lợi ích.
Khi không có biến tần thì trong khi những AHU&FCU không chạy thì nhiệt độ nước đưa đi giải nhiệt sẽ tăng lên không đáng kể nhưng động cơ vẫn phải làm việc với một mức công suất nhất định.
Khi lắp biến tần sẽ giảm thiểu được công suất tiêu thụ của bơm khi gặp hiện trạng đó.
- Áp suất đường ống khi làm việc được đảm bảo. - Hiệu suất động cơ tăng cao.
3.2.1.2 Đối với các điều hoà không khí cục bộ
Các thành phần cấu tạo trong máy điều hòa có sự tiêu thụ điện khác nhau. Vì vậy lưới lọc cao và thấp được thiết kế ở các bo mạch có thể chống lại và kiểm soát sự tăng điện áp gây ra bởi các bộ phận của máy khởi động nhiều lần. Vì vậy nó có thể đạt tới mức độ tiết kiệm điện tối đa bằng cách đưa dòng điện và bộ phận tiết kiệm điện cũng có hiệu suất tốt, hơn nữa hầu hết các thiết bị điện đều là dụng cụ cảm ứng. Công tơ điện quản lý bởi hệ thống dây điện trong từng phòng của khách sạn, khoảng 220V hoặc hơn. Bộ phận tiết kiệm điện sẽ ổn định hóa dòng điện áp, luôn 220V hoặc ít hơn, nó sẽ thêm vào phần sử dụng của hệ thống để giảm thiểu sự tiêu thụ điện và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Lượng điện tiết kiệm được là 15-30%.
Bộ phận tiết kiệm điện dùng trong phòng rất có ích cho việc tận dụng điện năng mà lại không làm hại tới thiết bị điện. Lý do nên trang bị cho căn phòng của tòa nhà, bộ phận tiết kiệm điện của Ban-Shen là mạch cảm ứng trễ PF 900, điện dung sớm pha 900, hệ số điện PF ngang bằng Cos φ, và điện được cung cấp luôn phải chạy qua bộ phận chuyển tiếp cảm ứng với độ trễ pha là 900. Vì thế, máy Ban-Shen có thể làm cho bộ cảm ứng về 00, vì Cos φ =1, P=VA*Cosφ. Góc lệch pha càng về gần φ(00) thì thiết bị càng bền. Toàn bộ vi mạch nói trên là nguyên lý hoạt động của thiết bị là thật chứ không hề ảo. Do đó, khi không thấy sự hoạt động của máy có thể nhận ra được, thì có nghĩa là máy điều hoà đang giảm thiểu năng lượng tiêu hao. Giải pháp đề xuất là sử dụng mạch biến tầnAOMAO.
3.2.2. Đánh giá năng lượng đã tiết kiệm được khi thực hiện các giải pháp. 3.2.2.1. Bảng tổng hợp lượng năng lượng điện tiết kiệm được khi lắp biến 3.2.2.1. Bảng tổng hợp lượng năng lượng điện tiết kiệm được khi lắp biến tần
- Hệ thống bơm nước lạnh công suất 11 kW:
Bảng 3.1 Tổng hợp giá trị tiết kiệm năng lượng khi sử dụng biến tần 11kW
Giải pháp dùng biến tần điều khiển động cơ bơm nước lạnh 11 kW
Hiện trạng vận hành bơm nước lạnh kW 11
Số bơm nước lạnh được điều khiển Chiếc 1
Số giờ hoạt động trong ngày Giờ 10
Số ngày hoạt động trong năm Ngày 365
Khi chưa lắp biến tần
Tổng điện năng tiêu thụ 1 năm khi chưa có biến tần kWh 40.150
Sau khi lắp biến tần điều khiển bơm nước lạnh Ước tính phần trăm tiết kiệm được khi lắp biến tần % 25
Tiết kiệm năng lượng nhờ lắp thêm biến tần kWh 10.038
- Quy đổi ra đơn vị TOE và giảm phát thải CO2
Bảng 3.2 Mức quy đổi tiết kiệm năng lượng ra TOE và CO2
Lượng điện tiết kiệm khi áp dụng giải pháp đối với hệ thống bơm nước lạnh
Tổng mức tiết kiệm NL Qui đổi về TOE
Tổng mức tiết giảm NL Qui đổi về phát thải CO2 (Tấn)
- Hệ thống bơm nước lạnh công suất 5,5 kW:
Bảng 3.3 Tổng hợp giá trị tiết kiệm năng lượng khi sử dụng biến tần 5.5 kW
Giải pháp dùng biến tần điều khiển động cơ bơm nước lạnh 5.5 kW
Hiện trạng vận hành bơm nước lạnh kW 5,5
Số bơm nước lạnh được điều khiển Chiếc 1
Số giờ hoạt động trong ngày Giờ 10
Số ngày hoạt động trong năm Ngày 365
Khi chưa lắp biến tần
Tổng điện năng tiêu thụ 1 năm khi chưa có biến tần kWh 20.075
Sau khi lắp biến tần điều khiển bơm nước lạnh Ước tính phần trăm tiết kiệm được khi lắp biến tần % 25
Tiết kiệm năng lượng nhờ lắp thêm biến tần kWh 5.019 - Quy đổi ra đơn vị TOE và giảm phát thải CO2
Bảng 3.4 Mức quy đổi tiết kiệm năng lượng ra TOE và CO2
Lượng điện tiết kiệm khi áp dụng giải pháp đối với hệ thống bơm nước lạnh
Tổng mức tiết kiệm NL Qui đổi về TOE
Tổng mức tiết giảm NL Qui đổi về phát thải CO2 (Tấn)
3.2.2.2 Bảng tổng hợp lượng điện tiết kiệm khi áp dụng giải pháp tiết kiệm cho các điều hòa không khí cục bộ.
Sử dụng thiết bị AOMAO tiết kiệm điện cho các điều hoà cục bộ có công suất lạnh 9.000 BTU/h.
Bảng 3.5 Mức quy đổi tiết kiệm năng lượng khi sử dụng thiết bị AOMAO cho điều hòa 9000BTU/h
Các chỉ tiêu Đơn vị tính Hệ thống điều hoà hiện tại của toà nhà với 38 chiếc Hệ thống điều hoà khi áp dụng công nghệ AOMAO
Công suất của một máy kW 0,80 0,80
Số lượng lắp đặt chiếc 38 38
Tổng công suất hệ thống [= (1)x(2)]
kW 30,4 30,4
Lượng tiết kiệm khi lắp thiết bị
AOMAO % 0 20
Thời gian làm việc thường
xuyên của điều hoà % 70 70
Số giờ vận hành trung bình
trong một ngày Giờ 10 10
Số ngày vận hành trung bình
trong một năm Ngày 312 312
Tổng điện năng tiêu thụ hàng
năm [= (3)x(4)x(5)x(6)x(7)] kWh 66.393,60 53.114,88 Điện năng tiết kiệm được khi
Sử dụng thiết bị AOMAO tiết kiệm điện cho các điều hoà cục bộ có công suất lạnh 12.000 BTU/h.
Bảng 3.6 Mức quy đổi tiết kiệm năng lượng khi sử dụng thiết bị AOMAO cho hệ thống điều hòa 12.000BTU/h
Các chỉ tiêu Đơn vị tính Hệ thống điều hoà hiện tại của toà nhà với 24 chiếc Hệ thống điều hoà khi áp dụng công nghệ AOMAO
Công suất của một máy kW 1,30 1,30
Số lượng lắp đặt chiếc 24 24
Tổng công suất hệ thống [= (1)x(2)]
kW 31,2 31,2
Lượng tiết kiệm khi lắp thiết bị
AOMAO % 0 20
Thời gian làm việc thường xuyên
của điều hoà % 70 70
Số giờ vận hành trung bình trong
một ngày Giờ 10 10
Số ngày vận hành trung bình trong
một năm Ngày 312 312
Tổng điện năng tiêu thụ hàng
năm [= (3)x(4)x(5)x(6)x(7)] kWh 68.140,80 54.512,64 Điện năng tiết kiệm được khi lắp
Sử dụng thiết bị AOMAO tiết kiệm điện cho các điều hoà cục bộ có công suất lạnh 18.000 BTU/h.
Bảng 3.7 Mức quy đổi tiết kiệm năng lượng khi sử dụng thiết bị AOMAO cho hệ thống điều hòa 18.000BTU/h
Các chỉ tiêu Đơn vị tính Hệ thống điều hoà hiện tại của toà nhà với 36 chiếc Hệ thống điều hoà khi áp dụng công nghệ AOMAO
Công suất của một máy kW 1,80 1,80
Số lượng lắp đặt chiếc 36 36
Tổng công suất hệ thống [= (1)x(2)]
kW 64,8 64,8
Lượng tiết kiệm khi lắp thiết bị
AOMAO % 0 20
Thời gian làm việc thường xuyên
của điều hoà % 70 70
Số giờ vận hành trung bình trong
một ngày Giờ 10 10
Số ngày vận hành trung bình trong
một năm Ngày 312 312
Tổng điện năng tiêu thụ hàng
năm [= (3)x(4)x(5)x(6)x(7)] kWh 141.523,20 113.218,56 Điện năng tiết kiệm được khi
lắp thiêt bị AOMAO kWh 28.304,64
Chi phí điện năng trung bình Ngàn
đồng/kWh 1,626 1,626
Tổng số tiền tiết kiệm hàng năm Ngàn đồng
Sử dụng thiết bị AOMAO tiết kiệm điện cho các điều hoà cục bộ có công suất lạnh 24.000 BTU/h.
Bảng 3.8 Mức quy đổi tiết kiệm năng lượng khi sử dụng thiết bị AOMAO
Các chỉ tiêu Đơn vị tính Hệ thống điều hoà hiện tại của toà nhà với 18 chiếc Hệ thống điều hoà khi áp dụng công nghệ AOMAO
Công suất của một máy kW 2,30 2,30
Số lượng lắp đặt chiếc 18 18
Tổng công suất hệ thống [= (1)x(2)]
kW 41,4 41,4
Lượng tiết kiệm khi lắp thiết bị
AOMAO % 0 20
Thời gian làm việc thường xuyên
của điều hoà % 70 70
Số giờ vận hành trung bình trong
một ngày Giờ 10 10
Số ngày vận hành trung bình trong
một năm Ngày 312 312
Tổng điện năng tiêu thụ hàng
năm [= (3)x(4)x(5)x(6)x(7)] kWh 90.417,60 72.334,08 Điện năng tiết kiệm được khi
lắp thiêt bị AOMAO kWh 18.083,52
Chi phí điện năng trung bình Ngàn
đồng/kWh 1,626 1,626
Tổng số tiền tiết kiệm hàng năm Ngàn đồng
Sử dụng thiết bị AOMAO tiết kiệm điện cho các điều hoà cục bộ có công suất lạnh 36.000 BTU/h.
Bảng 3.9 Mức quy đổi tiết kiệm năng lượng khi sử dụng thiết bị AOMAO
Các chỉ tiêu Đơn vị tính Hệ thống điều hoà hiện tại của toà nhà với 9 chiếc Hệ thống điều hoà khi áp dụng công nghệ AOMAO
Công suất của một máy kW 3,20 3,20
Số lượng lắp đặt chiếc 9 9
Tổng công suất hệ thống [= (1)x(2)]
kW 28,8 28,8
Lượng tiết kiệm khi lắp thiết bị
AOMAO % 0 20
Thời gian làm việc thường xuyên
của điều hoà % 70 70
Số giờ vận hành trung bình trong
một ngày Giờ 3 3
Số ngày vận hành trung bình trong
một năm Ngày 312 312
Tổng điện năng tiêu thụ hàng
năm [= (3)x(4)x(5)x(6)x(7)] kWh 18.869,76 15.095,81 Điện năng tiết kiệm được khi lắp
Quy đổi ra đơn vị TOE và giảm phát thải CO2 (Đối với cả 5 loại điều hòa cục bộ)
Bảng 3.10 Mức quy đổi tiết kiệm năng lượng ra TOE và CO2
Lượng điện tiết kiệm khi áp dụng giải pháp đối với các điều hòa cục bộ
Tổng mức tiết kiệm NL Qui đổi về TOE
Tổng mức tiết giảm NL Qui đổi về phát thải CO2 (Tấn)
77.068,99 kWh 6,6 42,8
c) Nhận xét và đánh giá
Khi thực hiện các giải pháp lắp biến tần cho các thiết bị trên thì lượng tiêu thụ điện giảm đi đáng kể, do đó mức chi phí điện năng cho các thiết bị này cũng giảm. Nếu tính theo thời gian dài thì lượng tiền tiết kiệm được là rất lớn (đây mới chỉ là các con số theo tính toán lý thuyết, thực tế chi phí năng lượng còn có thể giảm hơn nữa nếu như trực tiếp có các biện phấp vận hành và bảo dưỡng thiết bị tốt để tăng hiệu quả làm việc của thiết bị cũng như tuổi thọ của toàn hệ thống.
Ngoài ra, việc lắp biến tần không chỉ làm giảm chi phí năng lượng mà còn làm giảm những mức độ của các khí phát thải gây ô nhiễm môi trường, góp phần với thế giới về tiết kiệm năng lượng và ngăn chặn hiệu ứng nóng lên của toàn cầu, hiện trạng ô nhiễm môi trường tăng cao.
Lượng chi phí năng lượng giảm sẽ kéo theo thu nhập của Công ty tăng lên hay tỷ lệ lương của chính các nhân viên cũng sẽ tăng lên, vì vậy công tác tuyên truyền về sử dụng năng lượng để nâng cao trách nhiệm cho mọi người thực sự là điều nên làm.
3.3 Tính toán giải pháp lắp biến tần Altivar 61 và AOMAO
3.3.1 Giải pháp lắp biến tần Altivar 61 cho hệ thống bơm nước lạnh
Biến tần Altivar 61 là một giải pháp phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp với các chức năng được thiết kế đặc biệt cho việc điều khiển lưu lượng. Thiết bị này giúp tiết kiệm năng lượng và tương thích với nhiều mạng giao tiếp, đặc tính của Altivar 61 gồm có:
- Giám sát và điều khiển hoạt động qua cổng giao tiếp
- Chức năng riêng cho điều khiển hệ thống máy bơm và quạt
- Cài sẵn các thông số ngầm định để có thể khởi động ngay lập tức sau khi lắp đặt
- Có thể cài đặt lại thông số theo yêu cầu một cách đơn giản qua màn hình tích hợp sẵn hoặc phần mềm PowerSuite
- Các giải pháp triệt sóng hài: lọc nguồn, bộ lọc nhiễu bổ sung… Altivar 61 được thiết kế cho các ứng dụng:
- Hệ thống điều hòa nhiệt độ, hệ thống sưởi:
- Điều chỉnh mức lưu lượng dựa trên nhu cầu thực tế nhằm quản lý năng