LẠNH TRUNG TÂM CHILLER
4.4 Đặc tuyến tiết kiệm năng lượng và đánh giá hiệu quả tiết
4.4.1 Đặc tuyến tiết kiệm năng lượng
Kết quả PPPT tối ưu mang lại hiệu quả TKNL so với chế độ phân phối đều và được thể hiện bằng đường đặc tuyến TKNL trong hình 4.11. Thực chất đây là mức chênh công suất tiêu thụ điện tiết kiệm được giữa đường đặc tuyến phụ tải ở chế độ PPPT đều tối ưu và chế độ PPPT đều ở một mức phụ tải lạnh xác định. Mức tiết kiệm công suất điện lớn nhất của cụm 4 chiller ở tòa nhà có thể đạt được đến 130,9kW ở mức phụ tải lạnh tổng xung quanh khoảng 2000 kW, tương đương với khoảng 26% công suất tiêu thụ điện của một chiller ở đầy tải.
Hình 4.11 Đặc tuyến tiết kiệm theo chế độ phân phối phụ tải tối ưu của cụm chiller tại tòa nhà Mipec Tower
Mặt khác, ở mức phụ tải lạnh tổng trên mức 8000 kW thì mức tiết kiệm công suất điện này gần như không đáng kể do tất cả các tổ máy đều phải tham gia vận hành. Do vậy, mức tiết công suất điện tiêu thụ chỉ có ý nghĩa thực tế nếu ta tính toán được hay định lượng được điện năng tiết kiệm được ở mỗi mức phụ tải lạnh trong suốt khoảng thời gian trong ngày, trong tháng hay trong cả năm vận hành. Để làm được điều này, ta cần phải khảo sát đặc tuyến phụ tải lạnh tổng hay còn gọi là đặc tuyến phụ tải tòa nhà và được trình bày ở phần tiếp theo.
4.4.2 Đặc tuyến phụ tải tòa nhà
Đặc tuyến phụ tải tòa nhà thể hiện sự thay đổi năng suất lạnh, năng suất sưởi tổng của cả tòa nhà theo thời gian trong ngày, trong tháng hay trong cả mùa, cả năm. Khảo sát đặc tuyến phụ tải tòa nhà sẽ cho ta biết được sự thay đổi của năng suất lạnh tổng trong từng khoảng thời gian xác định, như ở tòa nhà Mipec Tower là mỗi khoảng 10 phút. Như vậy ta sẽ biết mức phân bố phụ tải tòa nhà trong cả ngày, cả tháng, cả năm để kết hợp với đường đặc tính TKNL thu được từ kết quả PPPT tối ưu để tính ra được hiệu quả TKNL của tòa nhà trong cả một khoảng thời gian dài hơn như cả ngày, cả tháng, cả quý, cả năm.
Hình 4.12 Đặc tuyến phụ tải tòa nhà Mipec Tower ngày 26/7/2013 (ĐVT: kW) Khảo sát đặc tuyến phụ tải tòa nhà Mipec tower trong một ngày nắng nóng điển hình của tháng 7 như trong hình 4.12. Suốt thời gian hành chính, phụ tải tòa nhà phục vụ chính cho khối văn phòng và trung tâm thương mại, khu vực chiếm đến 90% phụ tải tòa nhà. Thời gian sau 18h00 chủ yếu phục vụ cho khu vực rạp chiếu phim và dịch vụ công cộng. Phụ tải tòa nhà trong suốt thời gian làm việc hành chính tương đối ổn định, khoảng ngay sau bắt đầu giờ làm việc khoảng 8h30 đến 18h00, dao động xung quanh mức đỉnh 2800 ~ 3000 kW. Khoảng thời gian sau 18h00 đến 21h00, phụ tải tòa nhà giảm đột ngột và dao động ổn định xung quanh 1100 ~ 1200 kW khi phụ tải khối văn phòng không còn. Sau 21h00 phụ tải chỉ còn khu dịch vụ công cộng và rạp chiếu phim và mức phụ tải dao động trong khoảng 300~400kW. Mức phụ tải đỉnh lớn nhất trong ngày chủ yếu là khi hệ thống ĐHKK khởi động, năng suất lạnh của hệ thống tăng lên lớn do phải triệt tiêu đồng thời phụ tải nền của tòa nhà do hệ thống dừng vào ban đêm và quán tính nhiệt của chính hệ thống.
Đặc điểm phụ tải của tòa nhà tương đối ổn định khiến cho 1 điểm làm việc rời rạc của từng chiller trong đường đặc tuyến PPPT tối ưu cũng có ý nghĩa quan trọng trong khả năng khai thác triệt để hiệu quả TKNL ở chế độ PPPT tối ưu. Điểm làm việc này trở nên không có ý nghĩa khi mức tiết kiệm công suất tiêu thụ quá nhỏ ở mức phụ tải tòa nhà ổn định.
Khảo sát đặc điểm phụ tải toàn nhà cho cả tháng 7/2013 thể hiện trong hình 4.13.
Các ngày làm việc trong tuần, phụ tải tòa nhà cũng luôn luôn ổn định và tương đối cân
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
07/26/2013 07:10:00 07/26/2013 07:50:00 07/26/2013 08:30:00 07/26/2013 09:10:00 07/26/2013 09:50:00 07/26/2013 10:30:00 07/26/2013 11:10:00 07/26/2013 11:50:00 07/26/2013 12:30:00 07/26/2013 13:10:00 07/26/2013 13:50:00 07/26/2013 14:30:00 07/26/2013 15:10:00 07/26/2013 15:50:00 07/26/2013 16:30:00 07/26/2013 17:10:00 07/26/2013 17:50:00 07/26/2013 18:30:00 07/26/2013 19:10:00 07/26/2013 19:50:00 07/26/2013 20:30:00 07/26/2013 21:10:00 07/26/2013 21:50:00 07/26/2013 22:30:00 07/26/2013 23:10:00 07/26/2013 23:50:00
bằng nhau. Các mức phụ tải thấp chỉ xảy ra vào các ngày cuối tuần khi khối văn phòng nghỉ làm việc. Điều này càng cho thấy vai trò ý nghĩa của từng điểm làm việc trong chế độ PPPT tối ưu.
Hình 4.13 Đặc tuyến phụ tải tòa nhà Mipec Tower tháng 7/2013 (ĐVT: kW) Khảo sát đặc tính phụ tải tòa nhà sẽ cho ta biết được các mức phối phụ tải tòa nhà trong ngày, trong tháng, trong năm để từ đó xác định được tổng thời gian hệ thống hoạt động ở các mức phụ tải khác nhau để dự tính được hiệu quả TKNL của chế độ PPPT tối ưu.
4.4.3 Đánh giá hiệu quả tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải
Hình 4.14 Phân chia dải năng suất phụ tải tổng trong đặc tuyến TKNL theo chế độ phân phối phụ tải tối ưu của cụm chiller tại tòa nhà Mipec Tower
10000 20003000 40005000 60007000 8000
07/01/2013 … 07/01/2013 … 07/02/2013 … 07/03/2013 … 07/04/2013 … 07/05/2013 … 07/06/2013 … 07/07/2013 … 07/08/2013 … 07/09/2013 … 07/10/2013 … 07/11/2013 … 07/12/2013 … 07/13/2013 … 07/14/2013 … 07/15/2013 … 07/16/2013 … 07/17/2013 … 07/18/2013 … 07/18/2013 … 07/19/2013 … 07/20/2013 … 07/21/2013 … 07/22/2013 … 07/23/2013 … 07/24/2013 … 07/25/2013 … 07/26/2013 … 07/27/2013 … 07/28/2013 … 07/29/2013 … 07/30/2013 … 07/31/2013 …
Cách tính gần đúng thực tế hơn là chia khả năng công suất thành những khoảng công suất, ví dụ là bước phụ tải 500kW hay 1000 kW như trong hình 4.14, và xác định thời gian hoạt động của hệ thống ở mỗi dải mức phụ tải lạnh này. Kết quả tính toán hiệu quả TKNL từ đặc tuyến PPPT tối ưu và đặc tuyến phụ tải tòa nhà năm 2013 được trình bày trong phụ lục 7. Hiệu quả TKNL ở mức khoảng 11,6%.
Cũng phải nói thêm rằng, PPPT tối ưu cho hệ thống đang PPPT đều sẽ có nhiều hạn chế do thực tế mức phụ tải phân phối cho các MLTT chiller hoạt động đồng thời mà quá chênh lệch nhau thì hệ thống hiện tại không áp dụng được và cần phải có thay đổi trong cấu trúc TLTT chiller. Ngoài ra, trong thực tế vận hành, tính ổn định của mức phụ tải lạnh chỉ là ở sự dao động trong một biên độ vừa phải chứ không phải là một giá trị xác định như kết quả của PPPT tối ưu. Bên cạnh đó, chế độ PPPT tối ưu luôn chọn thiết bị có đặc tuyến năng lượng tốt nhất ở mức phụ tải đó, điều này không phải khi nào cũng thực hiện được khi thiết bị cần có thời gian nghỉ để bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa nên không thể hoạt động được những lúc yêu cầu. Do đó, tác giả đánh giá hiệu quả TKNL ở mức 8 ~ 10%, tương đương khoảng 95 000 ~ 119 000 kWh/năm, tương ứng với mức giảm phát thải 53 ~ 66,7 Tấn CO2/năm. Đây là đóng góp đáng kể chỉ từ biện pháp đơn giản nhất là khai thác triệt để khả năng vận hành của thiết bị hiện có – Biện pháp áp dụng chế độ PPPT tối ưu.