5. Kết cấu của luận văn
2.5. Tính tốn lợi ích mang lại cho QUATES T2 khi áp dụng các giải pháp tiết
2.5.3. Tính tốn lợi ích khi sử dụng biến tần điều khiển tốc độ quạt hút
Hiện nay Trung tâm sử dụng 9 quạt hút cung cấp nhu cầu sử dụng cho ba phịng thí nghiệm hóa học sử dụng trong việc hút lượng khí thải trong q trình thí nghiệm đẩy ra ngồi. Trong đó cơng suất cao nhất là 03 quạt hút của Deton với công suất là 5,5 kW.
Theo khảo sát hoạt động thực tế của các phịng hóa tại Trung tâm, thời gian hoạt động của các quạt hút trung bình 6 giờ một ngày, bắt đầu từ lúc 8h đến 11h vào buổi sáng và 14h đến 17h vào buổi chiều. Tuy nhiên, hệ thống quạt chỉ hoạt động hết công suất chỉ mỗi 2h mỗi ngày, rơi vào khoảng thời gian từ 9h đến 10h sáng và 15h đến 16h chiều theo các quy trình thử nghiệm và vận hành của các hệ thống thiết bị thí nghiệm chiếm khoảng 33% thời gian hoạt động. Còn 67% thời gian còn lại, hệ thống quạt hút chỉ cần sử dụng với 50% công suất để đáp ứng nhu cầu sử dụng đảm bảo nhu cầu thơng thống khí. Hiện tại trung tâm đang có ba phịng thí nghiệm hóa, mỗi phịng gồm 1 quạt hút 5,5 kW và 2 quạt hút 3kW.
Ta có cơng thức:
Điện năng tiêu thụ của hệ thống quạt hút trong 1 năm sau khi lắp biến tần là: Aqhs = 0,5 × Pđm × 1.800 × 0,67 + Pđm × 1.800 × 0,33(kWh)
Trong đó:
Aqhs : Điện năng tiêu hụ của quạt hút sau khi lắp biến tần Pđm : Công suất định mức của quạt hút
1800: Số giờ hoạt động trung bình trong 1 năm
❖ Phân tích lợi ích khi lắp biến tần cho động cơ: Pđm = 5,5 kW
Điện năng tiêu thụ của quạt hút trong 1 năm khi chưa lắp biến tần là: Aqht = Pđm × 1800 = 5,5 × 1.800 = 9.900 (kWh)
Điện năng tiêu thụ của quạt hút trong 1 năm sau khi lắp biến tần là: Aqhs = 0,5 × Pđm × 1.800 × 0,67 + Pđm × 1.800 × 0,33 = 0,5 × 5,5 × 1.800 × 0,67 + 5,5 × 1.800 × 0,33 = 6.628,5 (kWh)
Điện năng tiêu thụ tiết kiệm được sau khi lắp biến tần là: Atk = Aqht - Aqhs = 9.900 - 6.628,5 = 3.271,5 (kWh)
Nhân lên cho 3 hệ thống của 3 phịng ta có điện năng tiêu thụ tiết kiệm được cho 3 hệ thống quạt hút là 9.814,5 (kWh)
Giá điện trung bình 1.902 đồng/kWh
Số tiền tiết kiệm nhờ lắp biến tần (tính cho 1năm): T5,5 = 9.814,5 × 1.902 = 18.667.179 (đồng)
❖ Phân tích lợi ích khi lắp biến tần cho 02 động cơ: Pđm= 3 kW
Điện năng tiêu thụ của quạt hút trong 1 năm khi chưa lắp biến tần là: Aqht = Pđm × 1800 = 3 × 2 × 1.800 = 10.800 (kWh)
Điện năng tiêu thụ của quạt hút trong 1 năm sau khi lắp biến tần là: Aqhs = 0,5 × Pđm × 1.800 × 0,67 + Pđm × 1.800 × 0,33
= 0,5 x 3 × 1.800 × 0,67 + 3 x 1.800 × 0,33 = 7.182 (kWh)
Điện năng tiêu thụ tiết kiệm được sau khi lắp biến tần là: Atk = Aqht - Aqhs = 10.800 – 7.182 = 3.618 (kWh)
Nhân lên cho 3 hệ thống của 3 phịng ta có điện năng tiêu thụ tiết kiệm được cho 3 hệ thống quạt hút là 10.854 (kWh)
Giá điện trung bình 1.902 đồng/kWh
Số tiền tiết kiệm nhờ lắp biến tần (tính cho 1năm): T3 = 10.854 × 1.902 = 20.644.308 (đồng)
Vì mỗi phịng gồm 1 quạt hút 5,5 kW và 2 quạt hút 3kW, nên ta chọn biến tần có mức cơng suất 15 kW để điều khiển 3 biến tần. Ở đây tác giả chọn biến tần của hãng Mitsubishi.
Chi phí mua biến tần FR-D720-15K: 11.000.000 (VNĐ) Chi phí nhân cơng + phụ kiện: 10.000.000 (đồng)
Tổng chi phí: G = 3 × 11.000.000 + 10.000.000 = 46.000.000 (VNĐ) Tổng thời gian hoàn vốn:
T = G / (T5,5 + T3)= 46.000.000 / (18.667.179 + 20.644.308) = 1,17 (năm) ≈ 14 (tháng) Ngoài hiệu quả về mặt tiết kiện điện, việc lắp biến tần còn giúp bảo vệ và tăng tuổi thọ động cơ.
Ta có bảng tổng hợp chi phí và lợi ích khi thực hiện giải pháp lắp biến tần cho quạt hút tại các phịng thí nghiệm hóa học:
Bảng 2.15: Bảng tổng hợp chi phí/lợi ích khi thực hiện giải pháp lắp biến tần
TT Hạng mục Đơn vị tính Quạt hút 5,5 kW Quạt hút 3 kW Tổng cộng 1 Tổng chi phí đồng 46.000.000 2 Tổng tiền tiết
kiệm hằng năm đồng/năm 18.667.179 20.644.308 39.311.487 3 Thời gian thu hồi