1.5.1 Biến tần
Là thiết bị dùng để biến đổi điện áp hoặc dòng điện xoay chiều ở đầu vào từ một tần số này thành điện áp hoặc dòng điện có 1 tần số khác ở đầu ra.
Bộ biến tần thường được sử dụng để điều khiển vận tốc dòng xoay chiều theo phương pháp điều khiển tần số:
n = p
j
60
p là số cặp cực
f là tần số
Tần số của lưới nguồn đổi thành tần số biến thiên từ đó mà tốc độ của động cơ có thể tăng hoặc giảm theo yêu cầu phụ tải. giảm được lãng phí điện năng lúc non tải hay không tải. Có các
loại biến tần 1 pha, 3 pha, gián tiếp, trực tiếp tuỳ theo thực tế mà lựa chọn cho phù hợp.
Ứng dụng: máy dệt, máy may, máy công nghiệp thông thường, máy giặt công nghiệp, tháp giải nhiệt, quạt thông gió, máy bơm nước tự động,
truyền động bằng cần trục nâng hạ…
Hình 1.6 Thiết bị biến tần 1.5.2 Thiết bị Enerkeeper
Thiết bị Enerkeeper: Là một thiết bị được chế tạo theo công nghệ quấn dây theo đường zic zắc – ATW (Auto Transformer Winding Technology), với phương pháp quấn dây ngược chiều nhau.
Cuộn dây thứ nhất đựoc quấn quanh chân thứ nhất và chân thứ hai, cuộn dây thứ hai đựoc quấn quanh chân thứ hai và chân thứ ba, cuộn dây thứ ba được quấn quanh chân thứ ba và chân thứ nhất. Trong mỗi pha, những cuộn dây này được quấn theo hướng ngược chiều nhau trước khi nối vơi dây trung tính.
Khi cuộn dây được quấn theo những hướng trái ngược nhau và từ thông bằng nhau ở mỗi pha, dòng điện trong pha 0 tạo ra trong quá trình vận hành tải (do mất cân bằng pha, sóng hài) sẽ được bù đắp cho mỗi pha và tự động rơi trên dây trung tính. Chính điều đó dẫn đến loại trừ mất cân băng pha, sóng hài của dòng điện và làm giảm đi sự lệch pha giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện. Enerkeeper - thiết bị tiết kiệm điện bền bỉ trong công nghiệp, thương
mại và cả hộ gia đình (thiết bị được dùng để lắp ở đầu vào của nguồn điện,
sau áptômát tổng và tiết kiệm cho tất cả các loại thiết bị sau nó) + tính ưu việt của sản phẩm:
- tiết kiệm điện từ 10 đến 18%
- tuổi thọ lớn đến 15 năm - phát minh bằng kỹ thuật mới
- tính an toàn, thẩm mỹ - chi phí bỏ ra bằng hiệu quả - nhiều loại để lựa chọn
- không rung và không gây tiếng ồn - nâng cao hiệu quả sử dụng các thiết bị
Hình 1.7 Thiết bị Enerkeeper
- kéo dài tuổi thọ của thiết bị điện
1.5.3 Thiết bị SEW SAVER
Thiết bị tiết kiệm điện cho máy may Công nghiệp, cho hệ thống động cơ trong tòa nhà, nhằm mục tiêu giảm chi phí điện năng
Chi phí điện năng để phục vụ sản xuất của Nhà máy Dệt, may chiếm phần lớn trong tổng chi phí sản xuất. Trong tất cả các chi phí đầu vào cho sản xuất đều tăng, thêm vào đó Việt Nam đã chính thức hội nhập vào Tổ chức Thương Mại thế giới WTO. Việc hạ giá thành sản phẩm trong đó việc giảm thiểu tiêu thụ đIện năng đang là mối quan tâm hàng đầu của các nhà Quản lý doanh nghiệp, và nó cũng là yếu tố sống còn của
Doanh nghiệp
Do vậy các giải pháp để sử dụng năng lượng một cách có hiệu quả và tiết kiệm đang là mối quan tâm hàng đầu của các nhà Quản lý. Thiết bị SEWSAVER có thể giúp các Doanh nghiệp giảm tiêu thụ trên động cơ máy may công nghiệp tới 30%
đáng kể điện năng tiêu thụ và góp phần nâng cao tính cạnh tranh cho Doanh nghiệp
1.5.4 Thiết bị POWER PLANER II
Là thiết bị thông minh cho hộ gia đình và thương mại. POWER PLANER II có khả năng tiết kiệm điện từ 15 – 40%; bảo vệ quá điện áp; Giảm công suất tiêu thụ trên hệ thống tải; Kéo dài tuổi thọ của thiết bị; lắp đạt đơn giản, sử dụng an toàn.Giới thiệu chung về sản phẩm: Ngày nay việc kiểm soát tiêu thụ năng lượng không còn là vấn đề của riêng các nhà doanh nghiệp lớn mà còn là cảu các doanh nghiệp nhỏ, khu vực thương mại và các hộ gia đình, khi sự cạnh tranh trong nền kinh tế ngày càng gia tăng thì vấn đề tiết kiệm năng lượng là một yếu tố rất quan trọng. Chính vì như thế hiện nay Công ty ESIT đã phân phối thiết bị năng lượng cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ, khu vực thương mai và hộ gia đình. Sản phẩm được lắp ngay sau công tơ kiểm soát rất thông minh hệ tải sử dụng, POWER PLANER II thiết bị này tiết kiệm được từ 15 – 40% điện năng cho toàn bộ hệ thống điện của bạn và sản phẩm đã được lắp đặt và kiểm chứng mức tiết kiệm điện.
POWER PLANER II tiết kiệm từ 15 – 40% trên hóa đơn tiền điện của gia đình hoặc hoặc doanh nghiệp bạn. Mức tiết kiệm phụ thuộc vào loại tải được biệt hiệu quả đối với tải hỗn hợp (chiếu sáng, động, nhiệt…). Hiệu quả nhất đối với các loại máy giặt, máy điều hòa không khí, bơm nhiệt, máy nén khí, động cơ, tất cả các loại hoạt động nhờ motor
1.5.5 Thiết bị Fluoresave
Thiết bị tiết kiệm năng lượng cho hệ thống chiếu sáng trong các hộ gia đình, khu công cộng
Fluoresave là một bộ nguồn tiết kiệm điện cung cấp cho hệ thống đèn chiếu sáng và dược đIều khiển bởi bộ mạch vi xử lý ben trong. Fluoresave tiết kiệm năng lượng cho đèn huỳnh quang và các loại đèn khác hoạt động trên nguyên lý phóng đIện như đèn: natri, thủy ngân, halogen mà không làm thay đổi độ sáng của đèn. Fluoresave cung cấp điện áp mạch chính (điện áp của
máy) để khởi động cho hệ thống đèn. Quá trình khởi động được thực hiện trong một khoảng thời gian ngắn để hâm nóng cho đèn hoạt động ở độ sáng ổn định trước khi chuyển mạch sang mức đIện áp thấp hơn nhằm tiết kiệm điện áp. Fluoresave được sử dụng cho từng đèn hoặc cả hệ thống gồm nhiều bóng đèn đều được do vậy rất tiện lợi cũng như kính tế khi sử dụng. Trong quá trình hoạt động Fluoresave sẽ liên tục theo dõi sự biến đổi của dòng điện ra và điện áp vào. khi tăng thêm lượng
đèn trong quá trình hoạt động Fluoresave sẽ chuyển về điện áp mạch chính để khởi động lại cho hệ thống và chờ cho dòng điện ổn định trước khi chuyển sang trạng thái tiết kiệm.
Fluoresave đã được kiểm tra tại các nơi làm việc và được so sánh sự
tiêu thụ điện năng trước và sau khi Hình 1.9 Thiết bị Fluoresave
sử dụng tiết kiệm từ 25 – 40%. Kết quả kiểm tra cho thấy Fluoresave tiết kiệm hơn 35% trong khi độ sáng của đèn giảm xuống mắt thường không nhận ra.
Đối với các khu công nghiệp, nhà máy, công ty bệnh viện, trường học, chiếu sáng công cộng… sử dụng Flouresave đã làm giảm một lượng lớn tiêu hao năng lượng điện cho và do đó giảm đáng kể chi phí, gia tăng lợi nhuận cho doanh nghiệp
Fluoresave không chỉ làm giảm tiêu hao năng lượng cho đèn mà nó còn làm giảm sự tác động cho đèn mà nó còn làm giảm sự tác động của đèn cho môi trường. Bẳng cách làm giảm giảm đIện áp hoạt động của đèn, Fluoresave làm giảm nhiệt độ của đèn do đó làm tăng tuổi thọ của đèn. Điều này có ý nghĩa quan trọng đối với việc giảm chi phí thay mới bóng đèn, giảm lượng rác thải từ bóng đèn hỏng.
1.5.6 Bóng đèn T8, compact
Bóng đèn huỳnh quang tiết kiệm điện năng T8 có đường kính 26mm công suất 36W (chiều dài 1,2m) và công suất 18W (chiều dài 0,6m) sử dụng
chấn lưu điện tử 4W. Là 1 bộ biến đổi tần số lưới từ 50Hz lên tần số cao 20 – 40Hz. So với chấn lưu sắt từ thì chấn lưu đIện tử có ưu điểm là đèn được nối ngaytức thời với tần số cao, tổn hao công suất của đèn giảm, quang thông của đèn tăng khoảng 10%, nên sử dụng chấn lưu điện tử tăng từ 15 – 20% so với chấn lưu sắt từ. Hiện tượng đèn nhấp nháy bị
loại trừ do chấn lưu điện tử có kích thước nhỏ gọn, không gây tiếng ù, hệ số công suất cao trên 0,9
Bóng đèn compact: Việc cải thiện chất lượng lớp bột huỳnh quang tạo nên các ống thế hệ
Hình 1.10 Bóng đền T8
mới có chất lượng màu và hiệu quả chiếu
sáng cao cho phép chế tạo đèn ống gày và có khả năng tích hợp đèn chấn lưu, tắc te thành khối gọi là đèn compact. So với đèn sợi đốt cùng quang thông công suất của đèn compact
bằng 1/5. Đèn có cấu trúc nhỏ gọn, lắp đặt dẽ dàng.
1.6. Kết luận chương
Trong chương 1 tác giả đã trình bày ngắn gọn về khái niệm sử dụng năng lượng hiệu quả và tiết kiệm.
Tác giả nghiên cứu giới thiệu một số nội dung có tính lý luận về sử dụng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng, bao gồm các khái niệm về năng lượng, tiết kiệm năng lượng, về vấn đề kiểm toán năng lượng, vấn đề tính toán hiệu quả kinh tế - tái chính của các dự án về năng lượng.
Từ các cơ sở về lý thuyết các nghiên cứu về sử dụng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng, trong chương 2, chúng ta sẽ đi sâu vào nghiên cứu thực trạng sử dụng năng lượng của các tòa nhà văn phòng cao tầng tại Hà Nội.
CHƯƠNG 2
THỰC TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TRONG CÁC TÒA NHÀ VĂN PHÒNG CAO TẦNG
2.1 Tình hình sử dụng năng lượng trong các tòa nhà
2.1.1 Cấu trúc tiêu thụ năng lượng tại các tòa nhà hiện nay
Vấn đềtiết kiệm năng lượng trong toà nhà tại Việt Nam hiện nay đang ngày càng trở lên cấp bách. Cùng với việc tiết kiệm điện trong sản xuất, thì việc tiết kiệm điện trong quá trình sinh hoạt, đặc biệt là trong các toà nhà văn phòng, trung tâm thương mại, khách sạn có tác động trực tiếp đến việc giảm áp lực cho hệ thống cung cấp điện
Ngày nay, cùng với sự phát triển của nền kinh tế, nhu cầu về tiêu thụ điện năng ngày càng cao trong khi khả năng cung cấp điện còn khá nhiều hạn chế, từ đó vấn đề sử dụng điện tiết kiệm, hiệu quả trở thành vấn đề cấp bách. Chủ trương sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã được Chính phủ xác định là một nhiệm vụ trọng tâm trong suốt thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.
Tại các thành phố lớn, số lượng tòa nhà cao tầng đang mọc lên ngày càng nhiều, kéo nhu cầu tiêu thụ năng lượng rất lớn. Theo thống kê, tổng năng lượng tiêu thụ cho các công trình xây dựng chiếm từ 40-70% năng lượng cung cấp cho đô thị, trong đó các công trình tòa nhà cao tầng như: khách sạn, tòa nhà thương mại… tiêu thụ từ 35-40%. Như vậy, việc sử dụng năng lượng hiệu quả tại các công trình cao tầng sẽ góp phần làm giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ. Tiềm năng tiết kiệm năng lượng tại các tòa nhà là tương đối lớn, khoảng 10 - 40% tổng điện năng tiêu thụ. Cấu trúc tiêu thụ điện của các phụ tải điển hình trong các toà nhà như sau:
-Hệ thống điều hoà không khí (40 - 60%) -Hệ thống chiếu sáng (10 – 20%)
-Hệ thống thang máy (10 – 15%) -Hệ thống nước nóng (5 – 10%) -Hệ thống bơm nước thuỷ cục (5 – 10%) -Hệ thống các thiết bị văn phòng (10 – 15%) -Các hệ thống khác như: bàn là, máy ủi, máy hút bụi…
2.1.2 Thực trạng sử dụng điện trong các tòa nhà tại Việt Nam
Phần lớn số nhà cao tầng ở Việt Nam đều có các hệ thống cơ sở hạ tầng như hệ thống chiếu sáng, hệ thống cung cấp điện, hệ thống điều hòa và hệ thống báo cháy. Đây là những tòa nhà loại thông thường.
Số ít số tòa nhà có trang bị các hệ thống như trên nhưng chưa có hệ thống tích hợp. Tất cả thiết bị của các hệ thống này đều được điều khiển riêng biệt, các bộ điều khiển này không trao đổi thông tin với nhau, không có quản lý và giám sát chung và phần quản lý điện năng thì mới ở mức thấp. Đây là những tòa nhà đã có hệ thống điều khiển và giám sát, nhưng chưa có hệ thống tích hợp. Tất cả các tòa nhà cao tầng ở Việt Nam trước đây đều không được trang bị hệ thống quản lý tập trung.
2.1.2.1 Hệ thống điều hoà không khí
Hệ thống điều hoà không khí và các thiết bị phụ trợ (máy lạnh, bơm nước lạnh, quạt gió…) là một trong những hệ thống tiêu tốn điện năng nhiều nhất. Thực trạng sử dụng điều hòa hiện nay ở nước ta còn tồn tại một số vấn đề như sau:
- Rất nhiều các thiết bị điều hoà không khí đang được sử dụng có công nghệ cũ, có hiệu suất thấp, tiêu tốn nhiều điện năng.
- Hệ thống đường ống dẫn nước lạnh, dẫn gió… chưa được bảo ôn đúng cách dẫn tới sự tổn hao nhiệt năng lớn trên đường ống.
- Trong quá trình sử dụng, một số yếu tố chưa được chú trọng mức độ chênh lệch nhiệt độ trong và ngoài không gian điều hoà, bố trí các phòng lạnh tiếp xúc trực tiếp với các bức xạ mặt trời…
- Cách sử dụng, điều chỉnh nhiệt độ của điều hòa chưa đúng gây lãng phí điện năng.
- Như vậy, nếu khắc phục được những vấn đề này, cơ hội tiết kiệm điện từ hệ thống điều hoà không khí là rất lớn.
2.1.2.2. Hệ thống chiếu sáng
Với hệ thống chiếu sáng, hiện nay có một số khía cạnh có thể khai thác để tiết kiệm năng lượng:
- Sử dụng các thiết bị chiếu sáng công nghệ cũ có hiệu suất thấp, tiêu hao năng lượng lớn.
- Bố trí các thiết bị không hợp lý, thừa công suất chiếu sáng.
Cơ hội tiết kiệm năng lượng cho các thiết bị chiếu sáng cũng là rất lớn nếu được thay thế bằng các thiết bị chiếu sáng tiết kiệm điện và sử dụng ánh sáng vừa đủ với nhu cầu.
2.1.2.3. Hệ thống thang máy
Hầu hết các thang máy hiện nay đang sử dụng động cơ có hộp số đời cũ vận hành chậm chạp và tiêu tốn điện năng hơn 40% so với sử dụng động cơ không hộp số đời mới.
Loại thang máy được lắp đặt thông thường là các thang máy có tải định là 1000KG ≈ 15 người, tuy nhiên, trong quá trình hoạt động, các thang máy thường làm việc dưới tải định mức (thậm chí thấp hơn rất nhiều) gây lãng phí điện năng.
Đối với một số tòa nhà có số lượng thang lớn nhưng hệ thống điều khiển không linh hoạt khiến cho thời gian đợi thang lâu và tiêu hao nhiều năng lượng.
2.1.2.4 Hệ thống cung cấp nước nóng
Hiện nay việc cung cấp nước nóng trong các toà nhà chủ yếu được thực hiện bằng các bình đun nước cục bộ sử dụng trực tiếp nước lạnh thông thường, việc này gây ra tiêu tốn điện năng rất lớn để đun và duy trì nhiệt độ nước nóng trong cả ngày.
Nếu có thể tăng nhiệt độ nước cấp cho các bình nước nóng sẽ giảm được thời gian hoạt động của bình nước nóng, đồng thời tiết kiệm được điện năng
tiêu thụ.
2.1.2.5 Các thiết bị phụ trợ (bơm nước phục vụ hệ thống điều hoà, sinh hoạt…)
Các thiết bị này khi tính toán thiết kế được lựa chọn với công suất tối đa, có khả năng đáp ứng được yêu cầu lớn nhất của toà nhà, tuy nhiên, rất ít khi xảy ra tình huống này, dẫn đến việc nhu cầu sử dụng không cao, nhưng thiết bị vẫn phải hoạt động với công suất lớn dẫn đến việc lãng phí điện.
2.2 Các nguyên nhân gây lãng phí năng lượng trong các tòa nhà cao tầng 2.2.1 Lãng phí trong thiết kế tòa nhà 2.2.1 Lãng phí trong thiết kế tòa nhà
Các tòa nhà cao tầng thường được thiết kế tập trung chú trọng vào nhiều cho các tiêu chí, công năng, kiến trúc,…mà vấn đề hiệu quả và tiết kiệm năng lượng chưa được ưu tiên và chú trọng, sau một thời gian đưa vào vận hành thì xuất hiện các nhược điểm về tiêu hao năng lượng, do đó gây ra lãng phí trong khâu thiết kế dẫn đến một số hệ thống hoạt động không tối ưu, cụ thể: