Báo cáo Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng lượng

Bộ công th−ơng Tập đoàn công nghiệp than khoáng sản việt nam viện cơ khí năng l−ợng và mỏ - tkv báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nh∙n tiết kiệm năng l−ợng KS. Nguyễn thu hiền 6781 12/4/2008 Hà Nội 12.2007 Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 2 Bộ công th−ơng Tập đoàn công nghiệp than khoáng sản việt nam viện cơ khí năng l−ợng và mỏ - tkv báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nh∙n tiết kiệm năng l−ợng Cơ quan chủ quản: Bộ Công Th−ơng Cơ quan chủ trì: Viện Cơ khí Năng l−ợng và Mỏ TKV Chủ nhiệm đề tài: KS. Nguyễn Thu Hiền Chủ nhiệm đề tài duyệt viện KS. Nguyễn thu hiền Hà Nội 12.2007 Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 3 Danh sách cơ quan thực hiện và phối hợp t− vấn Stt Tên cơ quan Nội dung thực hiện, phối hợp 1 Viện Cơ khí Năng l−ợng và Mỏ TKV Chủ trì, thực hiện chính 2 Viện Bảo tồn Năng l−ợng quốc tế tại Tại Thái Lan (International Institute for Eenergy Conservation – IIEC) Giới thiệu phòng thử nghiệm điều hoà tại Tr−ờng ĐH Chulalompo Thái Lan và Phòng thử nghiệm điều hoà tại Công ty Mitshubishi 3 Văn phòng môi tr−ờng quốc gia Singapo (Singapo National Enviroment Agency) Giới thiệu các công nghệ tiết kiệm năng l−ợng 4 Công ty tiết kiệm năng l−ợng Economic Energy Pte Ltd. Giới thiệu công nghệ tiết kiệm điện tại hệ thống điều hoà trung tâm trong các trung tâm th−ơng mại Danh sách ng−ời thực hiện Stt Họ và tên Học vị Chức vụ Nơi công tác Chữ ký 1 Bạch Đông Phong Thạc sỹ T.Phòng Viện CKNL và Mỏ - TKV 2 Nguyễn Thu Hiền Kỹ s− P.Phòng- Chủ nhiệm đề tài Viện CKNL và Mỏ - TKV 3 Trần Văn Khanh Kỹ s− Nghiên cứu viên Viện CKNL và Mỏ - TKV 4 Trần Thị Mai Kỹ s− Nghiên cứu viên Viện CKNL và Mỏ - TKV 5 Lê Thanh Bình Kỹ s− Nghiên cứu viên Viện CKNL và Mỏ - TKV 6 Vũ Chí Cao Kỹ s− Nghiên cứu viên Viện CKNL và Mỏ - TKV 7 Nguyễn Văn Sáng Kỹ s− Nghiên cứu viên Viện CKNL và Mỏ - TKV Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 4 mục lục Phần I: Tổng quan....................................................................................... 12 Ch−ơng I: Tổng quan về tiết kiệm năng l−ợng và lợi ích của việc tiết kiệm năng l−ợng........................................................................... 12 I.1. Khái quát về “tiêu chuẩn” “nhãn tiết kiệm năng l−ợng”................................... 12 I.2. Tổng quan chung về vấn đề tiết kiệm năng l−ợng và dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng của các n−ớc trên thế giới ................................................................................. 13 I.3. Tổng quan chung về việc sử dụng năng l−ợng tiết kiệm hiệu quả và việc dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng cho các thiết bị sử dụng điện tiến hành ở Việt Nam .... 15 Phần II: Khảo sát và thiết lập các điều kiện tác động đến cấp chính xác phép thử ............................................................................18 Ch−ơng II: Thiết lập ph−ơng pháp thử nghiệm và phòng thử 20 II.1. Thiết lập ph−ơng pháp thử nghiệm .................................................................... 20 II.2. Thiết lập kết cấu của buồng thử.......................................................................... 22 Ch−ơng III: Điều kiện chuẩn vi khí hậu buồng thử........................ 27 III.1. Phòng thử nghiệm điều hoà................................................................................ 27 III.2. Các điều kiện vi khí hậu khi thử nghiệm tủ lạnh, tủ đá các loại .................... 28 Ch−ơng IV: Hệ thống điều khiển vi khí hậu phòng thử............ 30 IV.1. Hành lang đệm .................................................................................................... 31 IV.2. Hệ thống điều tiết và điều khiển vận tốc, áp suất, l−u l−ợng khí................... 31 IV.3. Hệ thống điều khiển xả khí ................................................................................ 33 IV.4. Hệ thống điều hòa ............................................................................................... 34 IV.5. Hệ thống làm lạnh và hệ thống các bộ sấy........................................................ 34 IV.6. Hệ thống gia nhiệt cho phòng trong/phòng ngoài và không gian xung quanh ........................................................................................................................................ 34 IV.7. Hệ thống tạo hơi khô........................................................................................... 34 IV.8. Hệ thống các thiết bị đo công suất phòng trong và phòng ngoài.................... 35 IV.9. Hệ thống cân bằng áp suất giữa các phòng....................................................... 35 IV.10. Phần trộn khí và lấy mẫu ................................................................................. 35 IV.11. Hệ thống lấy mẫu không khí ............................................................................ 36 IV.12. Hệ thống chiếu sáng .......................................................................................... 36 IV.13. Điều khiển điện áp và công suất cho phòng thử............................................. 36 Ch−ơng V: Lựa chọn thiết bị thử nghiệm và quy định cấp chính xác................................................................................................................. 38 V.1. Các thông số điều khiển ....................................................................................... 38 V.2. Hệ thống thiết bị cảm biến nhiệt độ .................................................................... 39 I.1. Hệ thống thiết bị cảm biến áp suất ....................................................................... 40 Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 5 V.3. Các thiết bị đo thông số điện................................................................................ 40 V.4. Các dụng cụ đo khác ............................................................................................ 41 V.5. Phần mềm và chu trình điều khiển ..................................................................... 41 Ch−ơng VI: Các thông số vật lý thử nghiệm ................................... 42 VI.1. Thông số vật lý thử nghiệm và vị trí đo đánh giá năng suất lạnh tổng......... 42 VI.2. Tính toán năng suất lạnh để đánh giá hiệu suất năng l−ợng .......................... 43 VI.3. Thiết lập quy trình công nghệ thử nghiệm ....................................................... 46 VI.4. Tính toán cụ thể năng suất làm lạnh cho thiết bị điều hoà không khí và tủ lạnh................................................................................................................................. 47 VI.5. Công suất hiệu dụng đầu vào (PE) .................................................................... 49 VI.6. Xác định hiệu suất năng l−ợng tối thiểu EER .................................................. 50 Ch−ơng VII: ảnh h−ởng của một số điều kiện thử nghiệm tự tạo và các quy định về tự kiểm tra khi làm thử nghiệm........ 52 VII.1. ảnh h−ởng của một số điều kiện thử tự tạo .................................................... 52 VII.2. Các quy định về tự kiểm tra khi làm thử nghiệm........................................... 55 Kết luận và kiến nghị...................................................................................... 59 phụ lục ........................................................................................................58 Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 6 tóm tắt đề tài Nhóm nghiên cứu đã có cuộc khảo sát tình hình thực tế về sản xuất và tiêu thụ thiết bị điều hoà không khí và tủ lạnh tại Việt Nam, khảo sát phòng thử nghiệm hiệu suất năng l−ợng tại một số n−ớc trong khu vực kết quả thu đ−ợc nh− sau: • Tại Việt Nam 1. Công ty Sanyo HA Asean 2. Công ty TOSHIBA Việt Nam 3. Công ty TNHH Điện Máy REE 4. Công ty TNHH Điện tử Điện lạnh Darling 5. Chi nhánh công ty TNHH LG Electronic Việt Nam Các số liệu thực tế thu đ−ợc qua đợt khảo sát (phần phụ lục) có thể nhận thấy rằng nhu cầu tiêu thụ điều hoà và tủ lạnh hàng năm tại Việt Nam là rất lớn, chỉ tính 5 công ty đ−ợc khảo sát, sản phẩm xuất x−ởng tại 5 công trên cũng đã đạt khoảng 1 triệu bộ/năm. Việc kiểm tra các thông số kỹ thuật của thiết bị tại các công ty sản xuất t−ơng đối đơn giản, chủ yếu dựa trên tiêu chí an toàn của sản phẩm, ch−a có một công ty nào thiết lập ch−ơng trình kiểm tra về năng suất lạnh và đánh giá hiệu suất năng l−ợng. Do vậy mà tính đến thời điểm hiện nay ch−a có một đơn vị nào trong n−ớc xây dựng phòng thử nghiệm xác định chỉ tiêu hiệu suất tiêu thụ năng l−ợng của các sản phẩm điện lạnh. * Qua cuộc khảo sát tại Singapore và Thái Lan nh− sau: * Tại Singapore, nhóm nghiên cứu đã đ−ợc Văn phòng môi tr−ờng quốc gia Singapore (Singapore National Enviroment Agency) giới thiệu hiện có các phòng thử nghiệm đặt tại các hãng sản xuất mà không đ−ợc tham quan trực tiếp phòng thử nghiệm. * Tại Thái Lan: Nhóm nghiên cứu đã đ−ợc Viện Bảo tồn Năng l−ợng quốc tế tại Tại Thái Lan (International Institute for Eenergy Conservation – IIEC) Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 7 giới thiệu thăm quan công ty Mitshubishi Thái Lan, thăm quan phòng thử nghiệm, thăm quan tr−ờng ĐH Chulalompo Thái Lan và thăm phòng thử nghiệm điều hoà qua việc quan sát từ bên ngoài. Kết quả thu đ−ợc qua chuyến khảo sát phòng thử nghiệm chỉ dựa vào quá trình quan sát và thu thập các số liệu. o Kết quả khảo sát thị tr−ờng Singapore và Thái Lan thì việc dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng cho điều hoà và tủ lạnh đã đ−ợc tiến hành rất sớm và đồng bộ, cụ thể tại Thái Lan 2 thiết bị trên đã đ−ợc đánh giá và phân loại thành 5 cấp độ và biểu thị bằng chữ số, số 5 là mức năng l−ợng tiết kiệm và hiệu quả nhất. Trong ch−ơng trình mục tiêu quốc gia về Tiết kiệm năng l−ợng và hiệu quả nhiệm vụ của Bộ Công Th−ơng giai đoạn từ năm 2006 đến 2010 sẽ tiến hành dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng cho 5 loại sản phẩm lựa chọn gồm động cơ điện, quạt điện, máy điều hoà nhiệt độ, tủ lạnh, bóng đèn huỳnh quang. Phải thừa nhận là cho đến nay tại Việt Nam ch−a có một phòng thử nghiệm xác định chỉ tiêu hiệu suất tiêu thụ năng l−ợng của các sản phẩm điện lạnh. Việc thử nghiệm các sản phẩm điện lạnh phải xây dựng phòng thử chuẩn với chi phí ban đầu t−ơng đối lớn và quy trình thử nghiệm kéo dài, ví dụ một quy trình thử nghiệm đối với điều hoà là 7 giờ và đối với tủ lạnh là khoảng 32 giờ. Vì vậy mà tính đến thời điểm hiện nay các nhà sản xuất trong n−ớc ch−a có một đơn vị nào công bố chỉ tiêu mức hiệu suất năng l−ợng tối thiểu đối với hai thiết bị trên. Do đó nhiệm vụ của đề tài “Nghiên cứu Khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng” thực chất là khảo sát tình hình trong n−ớc, khảo sát các phòng thử nghiệm của các n−ớc trong khu vực để lập hoàn chỉnh “Báo cáo đầu t− xây dựng Phòng thử nghiệm hiệu suất năng l−ợng cho thiết bị điều hoà không khí và tủ lạnh” và xây dựng thành công phòng thử nghiệm hiệu suất năng l−ợng đặt d−ới sự quản lý của Bộ Công Th−ơng. Qua các kết quả nghiên cứu nhóm nghiên cứu đã lập báo cáo đề tài với các nội dung nh− sau: 1./ Lựa chọn ph−ơng pháp thử nghiệm để nghiên cứu 2./ Khảo sát các điều kiện vi khí hậu Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 8 3./ Khảo sát hệ thống điều khiển vi khí hậu phòng thử 4./ Lựa chọn sơ bộ thiết bị thử nghiệm và quy định cấp chính xác 5./ Thiết lập các thông số vật lý thử nghiệm 6./ Xây dựng quy trình tính toán năng suất lạnh của thiết bị 7./ Xác định mức hiệu suất năng l−ợng tối thiểu 9./ Khảo sát ảnh h−ởng của một số điều kiện thử tự tạo và các quy định tự kiểm tra khi làm thử nghiệm Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 9 Bảng chú giải các chữ viết tắt, ký hiệu, đơn vị đo, từ ngắn và thuật ngữ UUT: (Under unit test) Thiết bị trong điều kiện thử nghiệm Inlet: Loại thiết bị dùng để đặt bên trong Outlet: Loại thiết bị dùng để đặt bên ngoài Cooling Effect Test: Thử nghiệm hiệu quả làm lạnh Heating Effect Test: Thử nghiệm hiệu quả nung nóng Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 10 đặt vấn đề Những năm gần đây nền kinh tế n−ớc ta đã tăng tr−ởng nhanh chóng, từ năm 2000 đến 2006 nền kinh tế Việt Nam đã có tốc độ tăng tr−ởng GDP là 6.8% vào năm 2000 và lên tới 8.4% vào năm 2006. Cùng với tốc độ tăng tr−ởng này nhu cầu về tiêu thụ điện cũng tăng lên đến 15% vào năm 2006, cao gấp gần 2 lần so với tốc độ phát triển kinh tế, trong khi đó nguồn năng l−ợng tự nhiên ngày càng cạn kiệt bởi vậy yêu cầu sử dụng năng l−ợng tiết kiệm và hiệu quả đang trở nên hết sức cấp thiết. ở một số n−ớc phát triển các hoạt động về sử dụng tiết kiệm năng l−ợng đã đ−ợc triển khai từ những năm 90; nhờ vào hiệu quả của các hoạt động này đem lại mà ngày nay đã đ−ợc rất nhiều n−ớc trên thế giới áp dụng. Hiện nay, cùng với sự thúc đẩy nghiên cứu phát triển và ứng dụng những nguồn năng l−ợng mới, Chính phủ đặc biệt quan tâm đến vấn đề sử dụng năng l−ợng tiết kiệm và hiệu quả. Bên cạnh việc xây dựng cơ sở pháp lý cho các hoạt động tiết kiệm năng l−ợng thì việc đ−a ra các “tiêu chuẩn” và “nhãn mác” gắn trên các thiết bị tiêu thụ năng l−ợng là biện pháp hữu hiệu để tăng số l−ợng sử dụng các thiết bị hiệu suất năng l−ợng cao tại Việt Nam. Với mong muốn đ−ợc đóng góp cho sự thành công của ch−ơng trình “Mục tiêu Quốc gia về sử dụng năng l−ợng tiết kiệm hiệu quả” Viện Cơ khí năng l−ợng và Mỏ TKV đề xuất đề tài: “Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng”. Cụ thể là Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật để thử nghiệm hiệu suất năng l−ợng của thiết bị điều hoà không khí trên cơ sở kết quả thử nghiệm sẽ tiến hành đánh giá để dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng. Mục tiêu của đề tài tập trung khảo sát các điều kiện tác động đến cấp chính xác của phép thử để đánh giá hiệu suất năng l−ợng của thiết bị nh− sau: ắ Các điều kiện vi khí hậu ắ Điều kiện chuẩn các thông số vật lý ắ Cấp chính xác của thiết bị đo ắ Các quy định chuẩn của phép đo Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 11 ắ Các quy định về tự kiểm tra khi làm thí nghiệm Báo cáo đề tài nghiên cứu đ−ợc lập trên cơ sở các số liệu khảo sát thực tế tình hình sản xuất và tiêu thụ điều hoà không khí và tủ lạnh tại Việt Nam, và một số phòng thử nghiệm tại Thái Lan và Singapore. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 12 Phần I: Tổng quan Tổng quan về tiết kiệm năng l−ợng và lợi ích của việc tiết kiệm năng l−ợng .1. Khái quát về “tiêu chuẩn” “nh∙n tiết kiệm năng l−ợng” “Nhãn tiết kiệm năng l−ợng” là nhãn đ−ợc dán cho các sản phẩm hàng hoá l−u thông trên thị tr−ờng khi những sản phẩm này có mức sử dụng năng l−ợng tiết kiệm đạt hoặc v−ợt tiêu chuẩn theo quy định cụ thể của Ngành, của Quốc gia quy định theo từng thời kỳ và từng loại sản phẩm. “Nhãn tiết kiệm năng l−ợng” là nhãn xác định sản phẩm tiết kiệm năng l−ợng đ−ợc dán cho các sản phẩm hàng hoá l−u thông trên thị tr−ờng nhằm cung cấp cho ng−ời tiêu dùng biết các thông tin để so sánh mức năng l−ợng tiêu thụ của sản phẩm đ−ợc dán so với các sản phẩm cùng loại trên thị tr−ờng. Bên cạnh các thông tin về tiết kiệm năng l−ợng, nhiều n−ớc đã mở rộng phạm vi sử dụng các thông tin khác trên nhãn mác nh− là các thông số về chất l−ợng, các tiêu chuẩn nào đã áp dụng để nâng cao hiệu quả sử dụng năng l−ợng. “Tiêu chuẩn” là tài liệu đ−ợc thiết lập bằng cách thoả thuận và do một cơ quan đ−ợc thừa nhận phê duyệt nhằm cung cấp những quy tắc, h−ớng dẫn hoặc đặc tính cho các hoạt động hoặc kết quả hoạt động để dùng chung và lặp đi lặp lại nhằm đạt đ−ợc mức độ trật tự tối −u trong một khung cảnh nhất định Vì vậy tiêu chuẩn và nhãn mác là biện pháp rất hiệu quả để nâng cao mức độ tiết kiệm của các thiết bị sử dụng năng l−ợng, thúc đẩy sự thâm nhập của các công nghệ tiết kiệm năng l−ợng vào thị tr−ờng. Phát triển các tiêu chuẩn và dán nhãn chứng nhận sản phẩm tiết kiệm năng l−ợng cho một số sản phẩm sử dụng năng l−ợng đ−ợc lựa chọn là một trong m−ời đề án nằm trong ch−ơng trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng l−ợng tiết kiệm và hiệu quả. Ch−ơng trình này vừa có tính khuyến khích thúc đẩy, vừa có tính quản lý bắt buộc nhằm nhanh chóng tạo chuyển biến, thực hiện đồng bộ trong toàn xã hội, đi dần từ các b−ớc nâng cao nhận thức, thu hút sự quan tâm, chuyển thành nhu cầu thúc đẩy các hoạt động sử dụng năng l−ợng tiết kiệm và hiệu quả. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 13 .2. tổng quan chung về vấn đề tiết kiệm năng l−ợng và dán nh∙n tiết kiệm năng l−ợng của các n−ớc trên thế giới Hầu hết các n−ớc có nền kinh tế phát triển và đang phát triển trong khu vực và trên thế giới đều phải đối mặt với sự thiếu hụt về năng l−ợng, chính phủ các n−ớc đều nhận thức đ−ợc tầm quan trọng của hoạt động sử dụng năng l−ợng tiết kiệm và hiệu quả. Các n−ớc đã triển khai khá đầy đủ trong một thời gian dài các hoạt động cụ thể nhằm tiết kiệm năng l−ợng đồng thời xây dựng cơ sở pháp lý vững chắc cho hoạt động này. Các n−ớc gần Việt Nam nh− Thái Lan, Philipin, Malaysia, Trung Quốc, Hàn Quốc đều đã xây dựng hệ thống Luật tiết kiệm năng l−ợng và bảo tồn năng l−ợng đ−ợc trên 10 năm. Với thời gian này, các quốc gia đã tích lũy đ−ợc nhiều kinh nghiệm và xây dựng đ−ợc cơ sở vật chất, nguồn nhân lực để triển khai các nhiệm vụ hoạt động tiết kiệm năng l−ợng. ở các n−ớc việc sản xuất và tiêu thụ năng l−ợng chịu sự kiểm soát của nhiều luật lệ và quy định nhằm tối −u hoá sự phát triển và sử dụng năng l−ợng theo định h−ớng −u tiên phát triển cả về kinh tế, xã hội và môi tr−ờng. Trong khuôn khổ luật tiết kiệm năng l−ợng, chính phủ các n−ớc thiết lập những chính sách, quy tắc và quy định liên quan đến việc sở hữu, khai thác, phát triển và sử dụng các nguồn năng l−ợng một cách hợp lý và hiệu quả. Hoạt động tiến hành đồng bộ với các hoạt động khác là kiểm tra hiệu suất của một số thiết bị có công suất lớn và tiến hành dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng cho các thiết bị. Việc dán nhãn trên các sản phẩm sử dụng năng l−ợng đã đ−ợc tiến hành từ rất sớm và đồng bộ tại một số n−ớc trong khu vực, cụ thể: + Tại Philipin: Ch−ơng trình dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng đã đ−ợc thực hiện từ năm 2000 đối với hầu hết các thiết bị hộ gia đình. + Tại Indonexia : Phòng thử nghiệm hiệu suất năng l−ợng thành lập vào năm 1999, những thiết bị sử dụng năng l−ợng hiệu quả tuỳ theo cấp độ sẽ đ−ợc đánh giá bằng số ngôi sao trên sản phẩm. + Tại Nhật bản: Chính phủ đã phát triển ch−ơng trình tiết kiệm năng l−ợng bằng cách đánh thuế sử dụng năng l−ợng, nguồn thuế thu đ−ợc sử dụng vào việc Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 14 nghiên cứu các nguồn năng l−ợng tái sinh nh− phong điện, điện mặt trời và pin nhiên liệu. Chính phủ Nhật Bản đẩy mạnh quảng bá “Văn hoá bảo tồn năng l−ợng”, Bộ môi tr−ờng Nhật đã đ−a ra dự báo bảo tồn năng l−ợng sẽ trở thành ngành công nghiệp chủ đạo của n−ớc này, trị giá đến 7.9 tỷ USD vào năm 2020, gấp 10 lần so với năm 2000. Hiện nay, tại Nhật Bản sử dụng phổ biến máy điều hoà có mức tiêu thụ năng l−ợng chỉ bằng 2/3 so với loại máy thời điểm năm 1997 và máy đông lạnh có mức tiệu thụ năng l−ợng giảm 23%. + Tại Hoa kỳ: ENERGY STAR là một biểu t−ợng của quốc gia đ−ợc chính phủ bảo trợ về hiệu quả năng l−ợng vì chúng đáp ứng đ−ợc những h−ớng dẫn nghiêm ngặt về hiệu quả năng l−ợng của Cục Bảo vệ môi tr−ờng Hoa Kỳ (EPA) và Bộ Năng l−ợng (DOE). Bởi vậy ENERGY STAR không chỉ giúp tiết kiệm chi phí năng l−ợng mà còn góp phần bảo vệ môi tr−ờng thông qua việc giảm các khí gây hiệu ứng nhà kính vốn gắn liền với hiện t−ợng khí hậu toàn cầu nóng lên. Theo số liệu thống kê thu đ−ợc, chỉ tính riêng năm 2004, các sản phẩm đạt tiêu chuẩn của ENERGY STAR giúp tiết kiệm hơn 10 tỷ đô la chi phí năng l−ợng, năng l−ợng tiết kiệm đ−ợc đủ cung cấp cho khoảng 10 triệu hộ gia đình. Ch−ơng trình gắn nhãn sao năng l−ợng thực hiện tại Hoa kỳ và Canada, sắp tới là Mehicô là một ví dụ về một công cụ làm biến đổi thị tr−ờng mạnh mẽ, đáp ứng tất cả các tiêu chuẩn và có thể liên kết với tất cả các ch−ơng trình khác. Mỹ đã mở rộng phạm vi sử dụng thông tin trên nhãn mác, nh− là chất l−ợng và các tiêu chuẩn đã áp dụng để nâng cao hiệu quả sử dụng năng l−ợng. Bắt đầu vào tháng 6/2001, nhiều các loại sản phẩm đòi hỏi phải tiến hành ghi các thông tin về năng l−ợng trên nhãn mác và những yêu cầu tối thiểu về mức sử dụng năng l−ợng. ắ Tại các n−ớc nhóm đề tài đi khảo sát thực tế + Tại Thái Lan: Qua sự giới thiệu của Viện Bảo tồn Năng l−ợng quốc tế tại Thái Lan (International Institute for Eenergy Conservation – IIEC) Nhóm nghiên cứu đã thu thập đ−ợc các số liệu nh− sau: Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 15 Các phòng thử chuẩn đã đ−ợc xây dựng từ rất sớm theo các tiêu chuẩn quốc tế, trang bị thiết bị thử nghiệm đồng bộ để kiểm tra và đánh giá mức hiệu suất năng l−ợng và dán nhãn lên các sản phẩm đã đ−ợc kiểm tra. Hiện nay đã thiết lập đ−ợc một số phòng thử nghiệm chuẩn để kiểm tra và đánh giá mức tiêu thụ năng l−ợng cho điều hoà và tủ lạnh. Các phòng thử này một số đặt trực tiếp tại các công ty sản xuất thiết bị điều hoà và tủ lạnh nh− Mitshubishi, Sanyo vv.. số còn lại đ−ợc đặt tại các cơ quan quản lý năng l−ợng và các tr−ờng đại học. Việc dán nhãn tiết kiệm cho điều hoà và tủ lạnh đã đ−ợc thực hiện từ tháng 2/1996, sử dụng thang đánh giá từ 1 tới 5. 5 là mức hiệu quả nhất. Mức độ đánh giá Tỷ số năng suất lạnh tổng và công suất tiêu thụ (EER) Cấp độ 5 >10.6 Cấp độ 4 Từ 9.6 đến 10.6 Cấp độ 3 Từ 8.6 đến 9.6 Cấp độ 2 Từ 7.6 đến 8.6 Cấp độ 1 <7.6 +Tại Singapore: Qua sự giới thiệu của Văn phòng môi tr−ờng quốc gia Singapore (Singapore National Enviroment Agency), hiện nay tại Singapore đã hình thành các Phòng chuẩn thử nghiệm hiệu suất năng l−ợng của thiết bị để đánh giá mức độ tiết kiệm năng l−ợng đặt trong sự quản lý của Uỷ ban môi tr−ờng quốc gia Singapore. Số còn lại đặt tại các hãng sản xuất thiết bị nh−: Amana, BOSCH, Fisher &Paykel, McQuay, SANYO, SHARP, Mitsubishi, Panasonic vv... .3. tổng quan chung về việc sử dụng năng l−ợng tiết kiệm hiệu quả và việc dán nh∙n tiết kiệm năng l−ợng cho các thiết bị sử dụng điện tiến hành ở việt nam (Nguồn từ bộ Kế hoạch và Đầu t− Hàng năm sản l−ợng điện cung cấp cho nền kinh tế quốc dân là rất lớn, theo số liệu từ Tập đoàn Điện lực Việt Nam, sản l−ợng điện cung cấp cho các Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 16 ngành kinh tế quốc dân năm 2006 là 51.296 tỷ kWh, trong đó cho công nghiệp - xây dựng chiếm 57.5% (khoảng 29.751 tỷ kWh) và quản lý tiêu dùng dân c− chiếm 42.92% (khoảng 21.544 tỷ kWh). Với nhu cầu sản xuất và tiêu dùng nh− hiện nay, −ớc tính sản l−ợng điện phải cung cấp cho nền kinh tế quốc dân vào năm 2015 là 190.047 tỷ kWh và năm 2025 là 431.664 tỷ kWh. Đứng tr−ớc các nguồn tài nguyên ngày càng cạn kiệt, bảo tồn và tiết kiệm năng l−ợng đ−ợc coi là h−ớng thích hợp cho việc phát triển kinh tế của một quốc gia, giảm thiểu ô nhiễm môi tr−ờng và nâng cao mức sống cho ng−ời dân. Vào ngày 1/3/2006 Thủ t−ớng Chính phủ đã phê chuẩn “Ch−ơng trình hành động Quốc gia về sử dụng năng l−ợng tiết kiệm và hiệu quả”, phấn đấu tiết kiệm từ 3% - 5% tổng mức tiêu thụ năng l−ợng toàn quốc trong giai đoạn 2006- 2010 và từ 5% đến 8% tổng mức tiêu thụ năng l−ợng trong giai đoạn 2011 đến 2015. Một phần kế hoạch trong ch−ơng trình “Mục tiêu quốc gia” giai đoạn từ năm 2006 đến 2010 Bộ Công Th−ơng sẽ tiến hành dán nhãn sử dụng năng l−ợng hiệu quả cho 5 loại sản phẩm lựa chọn gồm động cơ điện, quạt điện, máy điều hoà nhiệt độ, tủ lạnh, bóng đèn huỳnh quang. Hiện tại thì ở Việt Nam đã thành lập đ−ợc một số phòng thử nghiệm hiệu suất năng l−ợng cho: Động cơ điện không đồng bộ ba pha công suất từ 0.55 – 150 kW, trang thiết bị chiếu sáng đặt tại phòng thí nghiệm trung tâm đo l−ờng – Tổng cục Tiêu chuẩn, Đo l−ờng và Chất l−ợng, Phòng thí nghiệm điện Quân đội vv... Nhóm nghiên cứu đã có cuộc khảo sát thực tế tại 5 công ty sản xuất và tiêu thụ điều hoà không khí và tủ lạnh tại Việt Nam vào tháng 7/2007 với các số liệu khảo sát nh− sau: .3.1. Tại công ty Sanyo HA Asean + Về sản xuất: Hàng năm công ty sản xuất và xuất x−ởng điều hoà khoảng 20.000 chiếc/năm, tủ lạnh các loại 350.000 chiếc/năm. Các thiết bị sản xuất ra hoàn toàn phục vụ thị tr−ờng nội địa. + Phòng thử mẫu xuất x−ởng: Sản phẩm đ−ợc kiểm tra chất l−ợng chủ yếu trên dây chuyền sản xuất. Đối với sản phẩm hoàn thành xuất x−ởng có thử nghiệm trong phòng thử, phòng thử có vách ngăn với bên ngoài nh−ng không xây dựng theo tiêu chuẩn. Các thông số kỹ thuật kiểm tra trong định mức. Thử nghiệm mẫu Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 17 xuất x−ởng theo tỷ lệ rất nhỏ khoảng 3% - 5%. Quá trình thử nghiệm không tính đến ảnh h−ởng của điều kiện môi tr−ờng. .3.2. Tại Công ty TOSHIBA Việt Nam: + Về sản xuất: Hàng năm công ty sản xuất và xuất x−ởng khoảng 200.000 chiếc tủ lạnh/năm. Thiết bị sản xuất 100% phục vụ nội địa. + Các thông số thử nghiệm: Sản phẩm hoàn chỉnh đ−ợc kiểm tra các thông số điện trên dây chuyền sản xuất nh− sau: 1. Công suất tiêu thụ 2. Dòng điện rò rỉ 3. Điện áp đánh thủng 4. Điện trở cách điện .3.3. Tại Công ty TNHH Điện Máy REE: + Về sản xuất: Sản xuất và xuất x−ởng khoảng 30.000 chiếc điều hoà/năm. Sản phẩm phục vụ nội địa. + Các thông số thử nghiệm thiết bị xuất x−ởng: Các thông số điện, thử nghiệm đo các thông số của dòng không khí, n−ớc cấp, gió, độ ẩm. Quy trình thử nghiệm kiểm tra năng l−ợng tiêu thụ, kiểm tra năng suất lạnh tối đa, kiểm tra năng suất s−ởi tối đa. .3.4. Tại Công ty TNHH Điện tử Điện lạnh Darling + Về sản xuất: Sản xuất và xuất x−ởng khoảng 240.000 tủ lạnh/năm. Sản phẩm phục vụ nội địa. + Các thông số kiểm tra: Thử nghiệm trên dây chuyền sản xuất một số các thông số điện định mức nh− điện áp, dòng điện, điện trở cách điện, công suất tiêu thụ, dòng điện rò rỉ. .3.5. Tại Chi nhánh công ty TNHH LG Electronic Việt Nam + Về sản xuất: Sản xuất và xuất x−ởng khoảng 200.000 bộ điều hoà /năm, và 150.000 tủ lạnh/năm. Sản phẩm 100% tiêu thụ nội địa. + Các thông số kiểm tra: Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 18 * Đối với điều hoà không khí: Kiểm tra trên dây chuyền sản xuất các thông số điện định mức: Điện áp, dòng điện, công suất, điện áp đánh thủng và điện trở cách điện. * Đối với tủ lạnh: Kiểm tra xuất x−ởng theo dây chuyền sản xuất các thông số điện định mức: Điện áp, dòng điện, công suất, điện áp đánh thủng và dòng điện rò rỉ. .3.6. Đánh giá thực trạng Qua các số liệu khảo sát thực tế, tính đến thời điểm hiện nay vẫn ch−a có một đơn vị nào trong n−ớc xây dựng Phòng thử nghiệm chuẩn để đánh giá hiệu suất năng l−ợng cho thiết bị điều hoà không khí và tủ lạnh. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 19 Phần II: khảo sát các điều kiện tác động đến cấp chính xác phép thử Với mục tiêu đã đăng ký, trong phần II báo cáo tập trung nêu rõ các số liệu đã nghiên cứu để hoàn thành đề tài: Nghiên cứu khảo sát các điều kiện kỹ thuật thử nghiệm hiệu suất năng l−ợng để dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 1./ Khảo sát ph−ơng pháp thử nghiệm và phòng thử 2./ Khảo sát các điều kiện vi khí hậu 3./ Khảo sát hệ thống điều khiển vi khí hậu phòng thử 4./ Lựa chọn sơ bộ thiết bị thử nghiệm và quy định cấp chính xác 5./ Khảo sát các thông số vật lý thử nghiệm 6./Xây dựng quy trình cơ bản tính toán năng suất lạnh của thiết bị 7./ Xác định mức hiệu suất năng l−ợng tối thiểu 9./ Khảo sát ảnh h−ởng của một số điều kiện thử tự tạo và các quy định tự kiểm tra khi làm thử nghiệm 10. Kết luận và kiến nghị Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 20 Khảo sát ph−ơng pháp thử nghiệm và phòng thử .1. thiết lập ph−ơng pháp thử nghiệm Mục tiêu của việc thiết lập ph−ơng pháp thử nghiệm là để đánh giá hiệu suất của các thiết bị điều hoà không khí và tủ lạnh. Có hai ph−ơng pháp thông th−ờng: Ph−ơng pháp thử kiểu buồng nhiệt l−ợng kế, ph−ơng pháp entanpi không khí. Nhóm đề tài lựa chọn nghiên cứu thử nghiệm trong buồng thử kiểu nhiệt l−ợng kế. Buồng thử kiểu nhiệt l−ợng kế đ−ợc phân ra làm 2 loại nh− sau: ắ Ph−ơng pháp nhiệt l−ợng kế kiểu đ−ợc hiệu chuẩn: Ngăn phía trong phòng đ−ợc nâng nhiệt bằng điện để đạt đến nhiệt độ tối thiểu lớn hơn nhiệt độ môi tr−ờng xung quanh là 110C. Nhiệt độ bao quanh sẽ đ−ợc duy trì trong trong khoảng sai số cho phép ±1 0C ở bên ngoài toàn bộ sáu mặt bao bọc phần buồng bao gồm cả vách ngăn. Buồng thử kiểu nhiệt l−ợng kế có điều chỉnh Buồng thử kiểu nhiệt l−ợng kế cân bằng môi tr−ờng xung quanh Phòng thử trong Phòng thử ngoài Phòng thử trong Phòng thử ngoài Buồng thử kiểu nhiệt l−ợng kế Hình 1: Mô hình ph−ơng pháp thử nghiệm Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 21 ắ Ph−ơng pháp nhiệt l−ợng kế kiểu buồng cân bằng môi tr−ờng xung quanh: Dựa trên nguyên lý duy trì nhiệt độ bầu (nhiệt kế) khô xung quanh môi tr−ờng buồng thử luôn luôn bằng với nhiệt độ bầu (nhiệt kế) khô trong buồng thử. Tính trên cả sáu mặt. Cả hai kiểu buồng thử trên phải bảo đảm có thể điều khiển 2 quy trình thử: Thử nghiệm hiệu quả làm lạnh (Cooling Effect Test), thử nghiệm hiệu quả nung nóng (Heating Effect Test). Cấu tạo và cách bố trí trang bị buồng thử kiểu nhiệt l−ợng kế kiểu có hiệu chỉnh và kiểu cân bằng môi tr−ờng xung quanh có dạng nh− hình 1: Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 22 .2. Thiết lập kết cấu của buồng thử Thiết lập phòng thử để thử nghiệm thiết bị điều hoà không khí và tủ lạnh với các thông số kỹ thuật cơ bản nh− sau: Thiết bị điều hoà: Công suất lạnh từ 6.000 đến 36.000 Btu/h - Loại một cục: Kích th−ớc 600mm (cao) x 900mm (rộng) x 900mm (sâu) - Loại 2 cục: Kích th−ớc 1500mm (rộng) x 2000mm (cao) x 1000mm (sâu) Thiết bị tủ lạnh: Dung tích thiết bị (max) 500 lít . Cấu tạo của buồng thử kiểu nhiệt l−ợng kế bao gồm hai phòng thử nghiệm sát nhau phòng trong và phòng ngoài đ−ợc điều khiển nhiệt độ, độ ẩm và l−u l−ợng khí độc lập. Do đó buồng thử cũng có thể đ−ợc coi là một thiết bị để điều khiển cân bằng môi tr−ờng xung quanh và hiệu chỉnh đ−ợc. .2.1. Kích cỡ của buồng thử Kích cỡ của nhiệt l−ợng kế đ−ợc xây dựng phù hợp với kích cỡ của thiết bị thử nghiệm, có thể cần thiết phải thay đổi các kích th−ớc nên dùng để phù hợp với các yêu cầu về khoảng không gian Bảng 1: Kích cỡ tiêu chuẩn để xây dựng phòng Các kích th−ớc bên trong nhỏ nhất của mỗi buồng của nhiệt l−ợng kế (m) Năng suất làm lạnh danh nghĩa lớn nhất của thiết bị (W) Chiều rộng Chiều cao Chiều dài 3000 2,4 2,1 1,8 6000 2,4 2,1 2,4 9000 2,7 2,4 3,0 12000 3,0 2,4 3,7 Cửa của thiết bị đ−ợc thiết kế đủ rộng sao cho các thiết bị có kích th−ớc lớn nhất cũng có thể đ−a đ−ợc vào phòng kiểm tra. Cửa cũng đ−ợc xây dựng bằng các tấm cách ly giống nh− vách của phòng dày 100 mm với các lớp phủ kim loại đ−ợc dán sát vào t−ờng. Các cửa này cũng có khả năng cách nhiệt giống nh− các vách và cũng chống đ−ợc sự rò rỉ của không khí và hơi n−ớc. Tất cả các cửa này đ−ợc bọc kín bằng đệm. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 23 .2.2. Kết cấu t−ờng cách nhiệt Với các ph−ơng pháp thử nh− đã nêu ở trên, việc xây dựng phòng thử nghiệm hiệu suất năng l−ợng của thiết bị đặc biệt cho điều hoà không khí và tủ lạnh có tính chất nh− một thiết bị đo cân bằng môi tr−ờng xung quanh và có thể coi nh− một thiết bị đ−ợc hiệu chỉnh. Đặc điểm cơ bản của buồng thử là rất khó sửa chữa, thay thế trong quá trình sử dụng. Do đó khi thiết kế, xây dựng phải đảm bảo khả năng làm việc liên tục trong một thời gian dài không phải sửa chữa hoặc thay thế. Phòng thử nghiệm hiệu suất năng l−ợng đòi hỏi phải tính toán cân bằng nhiệt, ẩm; cách nhiệt và cách ẩm. Các phòng kiểm tra sẽ đ−ợc thiết kế riêng biệt ngăn cách bằng bức t−ờng với các khoảng dự phòng để lắp đặt các thiết bị thử nghiệm. Phía trong phòng và phía ngoài phòng đ−ợc bao bọc bởi một hành lanh đệm để duy trì độc lập nhiệt độ và độ ẩm nh− là môi tr−ờng xung quanh. Tính toán các lớp cách nhiệt trong buồng thử phải đảm bảo tính liên tục xung quanh sáu mặt của buồng thử không cho phép tạo nên các “cầu nhiệt”. + Phần t−ờng của buồng thử: Thông th−ờng t−ờng, sàn nhà và trần nhà đ−ợc chế tạo một lớp cách nhiệt, dày khoảng 100 mm. Các bề mặt phòng trong và phòng ngoài và các tấm cách nhiệt đ−ợc phủ một lớp thép không rỉ. Các chỗ nối giữa các tấm và thiết bị đều đ−ợc bịt kín bằng cao su ở các rãnh và các vạch nhô ra, và chỗ nối đ−ợc phủ silicone để ngăn ngừa hơi ẩm thấm qua vách. Lớp cách nhiệt đảm bảo cho giá trị tổng cộng 0.035 Btu/hr/ft2/oF, đây là giá trị mất mát tối thiểu, của phần t−ờng để làm tăng độ chính xác của số liệu kiểm tra. + Phần sàn buồng thử: Sàn của các phòng cũng đ−ợc chế tạo các lớp cách nhiệt dày khoảng 100 mm. Bên ngoài các tấm cách nhiệt lắp đặt 1 lớp thép không gỉ. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 24 Các vách ngăn tính trên cả sáu mặt đảm bảo nhiệt độ trong các phòng phía trong và nhiệt độ của không gian bao quanh sẽ có cùng giá trị trong suốt quá trình kiểm tra. .2.3. Tính toán các lớp cách ẩm: Đối với các lớp cách nhiệt nếu ẩm (hơi n−ớc) xâm nhập vào làm giảm khả năng cách nhiệt của vật liệu và trong một số tr−ờng hợp có thể phá vỡ cấu trúc của lớp cách nhiệt. Việc cách ẩm, tức là tạo thành lớp ngăn không cho hơi n−ớc xâm nhập vào lớp cách nhiệt là hết sức cần thiết. Thông th−ờng dòng ẩm xâm nhập từ phía phần áp suất của hơi n−ớc (phía ngoài) vào phía phân áp suất của hơi n−ớc (phía trong) phòng thử, do đó thông th−ờng các lớp cách ẩm đ−ợc đặt ở phía t−ờng tiếp xúc bên ngoài. Nhận xét: ắ Với việc tính toán các lớp cách nhiệt, ẩm nh− trên nhằm để đảm cách nhiệt để tránh rò rỉ nhiệt (kể cả bức xạ) không v−ợt quá 5% năng suất của trang bị, làm sai lệch thử nghiệm. ắ Thiết lập các kích cỡ buồng thử nh− trên nhằm thiết kế một buồng hoặc một không gian thử ở điều kiện ngoài phòng đạt yêu cầu. Có đủ thể tích và l−u thông đ−ợc không khí sao cho không làm thay đổi kiểu tuần hoàn không khí thông th−ờng của thiết bị thử. ắ Các kích th−ớc của buồng đảm bảo để khoảng cách từ bất kỳ bề mặt buồng đến bất kỳ bề mặt thiết bị có xả không khí không nhỏ hơn 1,8 m và khoảng cách từ bất kỳ bề mặt khác của buồng đến bất kỳ bề mặt khác của thiết bị không đ−ợc nhỏ hơn 0,9 m, không kể các quan hệ kích th−ớc đến sàn nhà và t−ờng nhà do điều kiện lắp đặt yêu cầu. Thiết bị điều hoà không khí trong buồng phải điều chỉnh đ−ợc không khí ở tốc độ nhỏ hơn tốc độ dòng không khí ngoài phòng và tốt hơn là dẫn không khí này tách ra khỏi h−ớng xả không khí của thiết bị và đ−a nó trở về các điều kiện đồng nhất yêu cầu ở tốc độ nhỏ. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 25 Hình 3: Mô hình phòng thử nhiệt l−ợng kế kiểu có điều chỉnh và cân bằng môi tr−ờng sau khi lắp đặt thiết bị 1 2 3 4 5 6 7 8 Phòng thử trong 9 Phòng thử ngoài Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 26 Chú thích sơ đồ 1./ Thiết bị thử nghiệm 2./ Các bộ trộn không khí 3./ Quạt 4./ Hệ thống xả 5./ Hệ thống bộ gia nhiệt (nung nóng và làm lạnh) 6./ Hành lanh đệm để duy trì độc lập nhiệt độ và độ ẩm nh− là môi tr−ờng xung quanh. 7./ Hệ thống điều hoà không khí 8./ T−ờng ngăn cách buồng thử trong và buồng thử ngoài 9./ Hệ thống cân bằng áp suất Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 27 Điều kiện chuẩn vi khí hậu buồng thử .1. phòng thử nghiệm điều hoà Để đánh giá hiệu suất năng l−ợng của thiết bị điều hoà không khí, buồng thử phải điều khiển các thông số để thử nghiệm các chỉ tiêu sau: - Kiểm tra năng l−ợng tiêu thụ - Kiểm tra năng suất làm lạnh tối đa - Kiểm tra năng suất làm lạnh tối thiểu - Kiểm tra năng suất s−ởi tối đa - Kiểm tra năng suất s−ởi tối thiểu Thiết lập điều kiện vi khí hậu chuẩn cho phòng thử nghiệm nh− sau: Bảng 1: Các thông số kỹ thuật điều khiển trong buồng kiểm tra Phòng thử trong Trong phòng Giá trị Không gian xung quanh Giá trị Nhiệt độ bầu khô (0C) 15-40 Nhiệt độ bầu khô (0C) 15-40 Nhiệt độ bầu ẩm (0C) 12-24 Nhiệt độ bầu ẩm (0C) 12-24 Độ ẩm % 30-65 Tốc độ tuần hoàn không khí ((m3/giờ) 5.000 Dải điểm s−ơng (oC) 10-28 Công suất nung nhiệt của phòng (kW) 0-4 Điều khiển (oC) ± 0,05 Thiết bị tạo hơi khô (Kg/giờ) 0-3 Tuần hoàn không khí (m3/giờ) 5.000 L−u l−ợng khí của thiết bị thử (max) m3/giờ 2.400 Mức độ đồng đều (0C) ± 0,4 Công suất nung nhiệt của phòng (kW) 0-12 Thiết bị tạo hơi khô (Kg/giờ) 0-10 Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 28 Mức độ đồng đều (0C) ± 0,20 Phòng thử ngoài Trong phòng Giá trị Không gian xung quanh Giá trị lựa chọn Nhiệt độ bầu khô (oC) -7 đến 51 Nhiệt độ bầu khô (0C) -7 đến 51 Nhiệt độ bầu ẩm (oC) -8 đến 32 Nhiệt độ bầu ẩm (0C) -8 đến 32 Độ ẩm (%) 30-90 Điều khiển (0C) ± 0,3 Dải điểm s−ơng (oC) -8 đến 30 Mức độ đồng đều(0C) ± 0,4 Điều khiển (oC) ± 0,05 Tuần hoàn không khí (m3/giờ) 8.000 Tuần hoàn không khí (m3/giờ) 12.600 Công suất nung (kW) 0-4 Công suất nung nhiệt của phòng (kW) 0-12 Thiết bị tạo hơi khô (Kg/giờ) 0-3 Thiết bị tạo hơi khô (Kg/giờ) 0-10 Mức độ đồng đều (oC) ± 0,20 .2. Các điều kiện vi khí hậu khi thử nghiệm tủ lạnh, tủ đá các loại Quy trình thử một thiết bị tủ lạnh qua các giai đoạn nh− sau: 1. Kiểm tra năng l−ợng tiêu thụ định mức 2. Kiểm tra năng l−ợng tiêu thụ 3. Nhiệt độ bảo quản - Nhiệt độ bảo quản thực phẩm t−ơi - Nhiệt độ bảo quản thực phẩm đông lạnh - Nhiệt độ ngăn chứa đồ uống Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 29 1. Kiểm tra tốc độ làm lạnh 2. Kiểm tra nhiệt độ l−u trữ 3. Kiểm tra năng l−ợng tiêu thụ 4. Kiểm tra công suất làm đá 5. Kiểm tra rã đông 6. Kiểm tra nâng nhiệt và có tải theo thời gian 7. Kiểm tra năng suất làm lạnh 8. Kiểm tra điểm s−ơng Thiết lập điều kiện vi khí hậu chuẩn cho phòng thử nghiệm nh− sau: Bảng 2: Thông số kỹ thuật của phòng thử tủ lạnh, tủ đá STT Thông số kỹ thuật Giá trị lựa chọn 1 Nhiệt độ bầu nhiệt kế khô 5-500C, ±0.30C 2 Độ ẩm 45-85% RH, ±3% RH 3 Dải công suất 2500 đến 15000 W 4 Độ đồng đều về nhiệt độ (trong điều kiện không tải) ±0.50C 5 Độ nhạy ±1% 6 Cấp chính xác ±2% 7 Ph−ơng thức điều khiển Bằng tay hoặc tự động Nhận xét: Thiết lập các thông số kỹ thuật buồng thử nghiệm là chìa khoá để kiểm tra chính xác hiệu suất năng l−ợng của thiết bị , các thông số kể trên ảnh h−ởng trực tiếp đến kết quả thử nghiệm, cần phải điều khiển điều kiện vi khí hậu buồng thử nh− trên duy trì trong suốt quá trình thử nghiệm. Các thông số điều khiển phải có cấp chính xác nằm trong giới hạn nh− đã lựa chọn ở trên. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 30 Hệ thống điều khiển vi khí hậu phòng thử ắ Hệ thống điều khiển cơ bản đ−ợc thiết lập trong phòng thử gồm có: - Bộ điều khiển nhiệt độ - Bộ điều khiển áp suất - Bộ điều khiển độ ẩm - Bộ điều khiển dòng Hệ thống điều khiển thiết lập trong phòng thử nghiệm có chức năng nhận các tín hiệu thay đổi của môi tr−ờng và phụ tải tác động lên hệ thống thiết bị nhằm duy trì và ổn định các thông số vi khí hậu trong không gian phòng thử không phụ thuộc vào điều kiện khí hậu bên ngoài và phụ tải bên trong. Cấu tạo cơ bản của một hệ thống điều khiển bao gồm: + Thông số điều khiển: Thông số điều khiển là thông số vật lý cần phải duy trì của hệ thống điều khiển, trong phòng thử nghiệm th−ờng gặp đó là : Nhiệt độ, độ ẩm, l−u l−ợng, áp suất + Bộ phận cảm biến (sensor): Là thiết bị cảm nhận sự biến đổi của thông số điều khiển và truyền các ghi nhận đó lên thiết bị điều khiển. Nguyên tắc hoạt động của bộ cảm biến dựa trên sự giãn nở nhiệt của các chất, dựa vào lực của dòng chảy vv.. + Thiết bị điều khiển: Thiết bị điều khiển sẽ so sánh giá trị ghi nhận đ−ợc của bộ cảm biến với giá trị đặt tr−ớc của nó. Tuỳ theo mối quan hệ của 2 giá trị này mà tín hiệu điều khiển đầu ra khác nhau + Phần tử điều khiển (Cơ cấu chấp hành): Sau khi nhận tín hiệu từ thiết bị điều khiển cơ cấu chấp hành sẽ tác động, tác động đó có tác dụng làm thay đổi thông số điều khiển. Tác động th−ờng gặp nhất có dạng ON- OFF. Sau đây báo cáo sẽ nêu rõ các hệ thống điều khiển thiết lập để điều khiển điều kiện vi khí hậu buồng thử: Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 31 .1. Hành lang đệm Hành lang đệm là nơi chứa các thiết bị điều hòa nhiệt độ, bộ s−ởi, và thiết bị tạo ẩm L−u thông không khí sẽ đ−ợc duy trì bởi các máy thổi kiểu ly tâm để loại bụi khỏi không khí. Luồng không khí trong mỗi phòng thử đ−ợc thiết kế hoàn toàn quét qua toàn bộ khoảng trống xung quanh thiết bị thử và để tránh ngắn mạch cho hệ thống điều hoà không khí Hệ thống l−u thông không khí sẽ trả lại không khí từ phòng kiểm tra qua đỉnh của hành lanh đệm. Kích th−ớc của tất cả các máy quạt gió (blowers), các cuộn n−ớc, cuộn DH sẽ đ−ợc thiết kế phù hợp với các đặc tr−ng riêng của mỗi phòng. Hành lang đệm sẽ đ−ợc sử dụng nh− các đơn vị tích hợp toàn bộ .2. Hệ thống điều tiết không khí và điều khiển vận tốc, áp suất, l−u l−ợng khí Không khí sẽ đ−ợc cung cấp tới phòng do quạt li tâm đ−ợc cố định ở góc cuối của hành lanh đệm. Tốc độ tuần hoàn của các phòng sẽ đ−ợc chọn để sao cho vận tốc trung bình qua mặt cắt ngang của phòng thông th−ờng sẽ là 0.5m/s hoặc thấp hơn. Dòng không khí với vận tốc thấp sẽ đạt đ−ợc bằng cách phân phối đồng đều không khí dọc theo toàn bộ tiết diện của vách ngăn qua một hệ thống ống đ−ợc khoan lỗ. Vận tốc thấp này sẽ đảm bảo sự l−u thông không khí trong phòng sẽ không ảnh h−ởng đến hoạt động của thiết bị thử nghiệm. Phần ống khoan lỗ trong phòng trong sẽ trải dài 1m dọc theo đáy của vách phân cách nơi lắp đặt thiết bị thử nghiệm. Một dãy l−ới sắt có đục lỗ để không làm tăng trở kháng đ−ợc lắp đặt trong mỗi mét mặt cắt ngang của ống để duy trì dòng không khí không đổi. Mức tuần hoàn không khí tổng cộng tại phòng trong là 5000 m3/HR hoặc khoảng 2 lần tốc độ dòng khí cực đại xả ra từ thiết bị thử. Mức tuần hoàn không khí tổng cộng tại phòng ngoài (OR) là 5000 m3/HR Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 32 Dụng cụ cân bằng áp suất nh− minh hoạ trên hình 4, đ−ợc bố trí trên t−ờng ngăn giữa các ngăn phía trong phòng và ngoài phòng để giữ áp suất cân bằng các ngăn này và cho phép đo đ−ợc không khí rò rỉ, không khí xả và thông gió. Dụng cụ gồm có một hoặc nhiều đầu phun có dạng giới thiệu trên hình 5, một khoang xả đ−ợc trang bị một quạt thoát khí và áp kế để đo áp suất trong ngăn và áp suất dòng không khí. Cách sắp đặt các ngăn đ−ợc giới thiệu trên hình 6. Vì dòng không khí từ một ngăn sang ngăn khác có thể đi theo h−ớng này hoặc h−ớng khác nên phải dùng hai dụng cụ giống nhau đ−ợc lắp theo các h−ớng đối diện nhau, hoặc dùng một dụng cụ có thể đảo chiều. Các ống cảm biến áp suất của áp kế phải đ−ợc đặt sao cho không bị ảnh h−ởng của dòng không khí xả ra khỏi thiết bị hoặc xả khỏi dụng cụ cân bằng áp suất. Quạt gió hoặc quạt thổi không khí từ khoang xả phải cho phép thay đổi đ−ợc dòng không khí của nó bằng các cách thích hợp, ví dụ nh− có một hộp tốc độ hoặc một Hình 4 : Dụng cụ cân bằng áp suất Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 33 van điều tiết nh− giới thiệu trên hình 5. Không khí xả từ quạt gió hoặc quạt thổi không đ−ợc ảnh h−ởng đến không khí vào thiết bị. .3. Hệ thống điều khiển xả khí (Air “Bounce” Control) Hệ thống xả thiết kế các tấm đục lỗ 30-40% diện tích cho phép thiết bị thử nghiệm thổi ra khu hành lanh đệm đ−ợc hấp thụ hoàn toàn mà không xả trở lại vùng thử nghiệm. Dụng cụ cân bằng đ−ợc hiệu chỉnh trong quá trình thử nhiệt l−ợng kế hoặc đo dòng không khí để hiệu áp suất tĩnh giữa ngăn phía trong phòng và ngoài phòng không lớn hơn 1,25 Pa. Hình 5: Đầu phun đo dòng không khí Hình 6: Trang bị để đo dòng không khí Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 34 .4. Hệ thống điều hòa Mỗi ngăn nhiệt l−ợng kế đ−ợc trang bị thiết bị điều hoà lại không khí để duy trì các điều kiện dòng không khí và các điều kiện đã quy định. Quá trình điều hòa (làm lạnh) nhiệt độ độc lập của mỗi phòng đặt ở chế độ chuẩn cho phòng thử trong và phòng thử ngoài. .5. Hệ thống làm lạnh và hệ thống các bộ sấy Điều khiển độ lạnh của mỗi phòng (theo tiêu chuẩn cho phòng thử trong và phòng thử ngoài) sẽ đ−ợc cung cấp bởi 2 cuộn n−ớc riêng rẽ. Các cuộn sẽ thiết kế kiểu có các cánh tản nhiệt từ các vật liệu nh− ống đồng, ống nhôm và khung nhôm. Làm lạnh n−ớc cho phòng thử kiểu nhiệt l−ợng đ−ợc trang bị bởi hệ thống thiết bị Chiller. Hệ thống sẽ hoạt động hiệu quả khi phòng thử có trạng thái một mặt nóng và một mặt lạnh. Vì vậy nhiệt l−ợng kế phải có khả năng s−ởi, làm ẩm và làm lạnh cho cả hai buồng hoặc có các biện pháp khác nh− đảo chiều thiết bị miễn là duy trì đ−ợc các điều kiện đánh giá. Hệ thống bơm sẽ đặt ở vận tốc không đổi và vận chuyển n−ớc đảm bảo áp suất và nhiệt độ không đổi tới vòng tuần hoàn của các phòng thử. Điều khiển nhiệt độ cho phòng bằng điện sao cho đảm bảo điều chỉnh nhiệt độ không khí khô ổn định tại mỗi phòng ở mức ±0.05°C .6. Hệ thống gia nhiệt cho phòng trong/phòng ngoài và không gian xung quanh Hệ thống gia nhiệt tại phòng trong, phòng ngoài và các không gian xung quanh th−ờng sử dụng dây điện trở Ni-Cr đảm bảo năng l−ợng bộ gia nhiệt làm cho nhiệt độ phòng ổn định ở mức ±0.03°C, khu vực hành lanh đệm ổn định ở mức ±0.05°C .7. Hệ thống tạo hơi khô Hệ thống tạo hơi khô nhằm di chuyển l−ợng n−ớc đọng từ thiết bị thử nghiệm và môi tr−ờng. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 35 Điểm mẫu chốt của buồng thử kiểu nhiệt l−ợng kế là phải đo chính xác l−ợng n−ớc và năng l−ợng đi vào phòng thử trong và phòng thử ngoài để điều khiển l−ợng hơi khô và độ ẩm của phòng. .8. Hệ thống các thiết bị đo công suất phòng trong và phòng ngoài Hệ thống này hoạt động nh− là chìa khoá hoạt động của buồng thử kiểu nhiệt l−ợng kế, hệ thống này sẽ đo chính xác tất cả công suất điện tiêu thụ của phòng thử trong và phòng thử ngoài. Định vị tất cả các thiết bị đo điện ở phòng thử trong và phòng thử ngoài, những nơi mà tất cả năng l−ợng mất mát đều đ−ợc tách ra khỏi phép đo hiệu suất dòng điện và đ−ợc tính tổng lại. .9. Hệ thống cân bằng áp suất giữa các phòng Thiết bị cân bằng áp suất thuận nghịch điều chỉnh bằng tay hoặc tự động đ−ợc lắp trên vách ngăn giữa mặt phòng trong và các gian phía ngoài. Thiết bị này sẽ duy trì một áp suất cân bằng giữa các gian và đo đạc chính xác mức độ rò rỉ giữa các mặt và do nhiệt l−ợng kế là thuận nghịch nên nó có thể đo đạc mức rò rỉ theo h−ớng này hoặc h−ớng khác. Các bộ biến đổi chênh lệch áp suất đ−ợc gắn vào để đo đạc áp suất khác nhau của vòi phun và tự động điều chỉnh áp suất chênh lệch giữa các gian. Thiết bị cân bằng áp suất sẽ tự động điều khiển áp suất tĩnh giữa mặt trong phòng và các gian phía ngoài trong khoảng 0.5mm cột n−ớc và đo đạc mức rò rỉ giữa các phòng. Dải thông l−ợng khí của thiết bị này sẽ vào khoảng 4-200m3/giờ. .10. Phần trộn khí và lấy mẫu Hệ thống này có tác dụng: Trộn không khí xả ra của thiết bị thử (UUT) triệt để qua các bộ trộn li tâm kiểu tr−ợt (shear-type centrifugal mixer). Rút (lấy) mẫu đã đ−ợc trộn qua một ống lấy mẫu với các lỗ đ−ợc phân bố xuyên qua toàn bộ diện tích của lối ra bộ trộn. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 36 .11. Hệ thống lấy mẫu không khí Hệ thống lẫy mẫu khí thử sẽ đ−ợc đặt ở mỗi phòng và các vùng trống để đo chính xác l−u l−ợng khí ở xung quanh bầu nhiệt kế khô, bầu nhiệt kế −ớt trong điều kiện hoạt động. Mỗi hộp đo ẩm có một phần trong suốt để ng−ời điều khiển kiểm soát đ−ợc nhiệt độ bầu −ớt và l−ợng n−ớc đọng. Mỗi một hệ thống lấy mẫu sẽ bao gồm đ−ờng ống đ−ợc bảo ôn, bầu nhiệt kế −ớt, hiển thị mức n−ớc, sensơ bầu nhiệt kế −ớt và khô, quạt gió điều chỉnh tốc độ cung cấp tốc độ không khí qua các sensơ 5m/s Tốc độ phun lấy mẫu có thể đ−ợc điều chỉnh qua một chiết áp điều chỉnh tốc độ để đạt vận tốc (5m/s) ở cảm biến bầu ẩm Cây lấy mẫu đ−ợc gắn với một ống kín, dễ uốn và có thể đặt ở nhiều điểm bên trong phòng thử nhiệt l−ợng kế. .12. Hệ thống chiếu sáng ánh sáng đảm bảo cung cấp cho các phòng, các không gian xung quanh và phòng điều khiển: Phòng điều khiển: 300 lux ở 0.8m trên mặt đất Phòng thử trong và phòng thử ngoài: 300 lux ở 0.8m trên mặt đất Tất cả điện năng sử dụng cho ánh sáng trong phòng thử trong và phòng thử ngoài là một phần công suất của phép đo và đ−ợc tính tổng lại. .13. Điều khiển điện áp và công suất cho phòng thử Đầu vào 400 VAC +/- 5%, 3 pha, 50 Hz. Đầu ra từ 110-230 VAC, 1 và 3 pha, 48-62 Hz. Điện áp quy định phải đ−ợc duy trì trong khoảng phần trăm quy định đối với các điều kiện làm việc. Nguồn điện cung cấp cho thiết bị phải đảm bảo ổn định, điện áp không tăng quá 3% khi thiết bị ngừng làm việc. Sau khi nguồn đ−ợc điều chỉnh để đạt đ−ợc độ ổn định trên, không đ−ợc điều chỉnh tiếp nữa trong quá trình thử. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 37 * Kết luận: Nhóm nghiên cứu đã khảo sát và xây dựng tất cả các hệ thống và phụ kiện nh− trên để đảm bảo điều khiển chính xác vi khí hậu buồng thử chuẩn cho trong bảng 1 và bảng 2. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 38 Lựa chọn thiết bị thử nghiệm và quy định cấp chính xác .1. Các thông số điều khiển Stt Thông số Độ ổn định (STABILITY) Cờp chính xác (ACCURACY) 1 Nhiệt độ bầu khô- tại UUT- phòng thử trong - ±0,05oC ±0,1% 2 Độ ẩm t−ơng đối – tại UUT - phòng thử trong ±1% ±1% 3 Nhiệt độ bầu khô - tại UUT - phòng thử ngoài ±0,05% ±0,1% 4 Độ ẩm t−ơng đối – tại UUT - phòng thử ngoài ±1% ±1% 5 Điện áp (DC) ±0,2% 0,2% 6 Thiết bị cân bằng áp suất (Pressure Equalizer loop) 0,05 mm H2O ±0,15% 7 Nhiệt độ bầu khô (Phòng thử trong, ngoài UUT) ±0,3oC ±0,1% 8 Độ ẩm t−ơng đối (phòng thử trong, ngoài tại UUT) ±1% ±1% 9 Nhiệt độ bầu khô- Phòng thử ngoài, ngoài UUT ±0,3oC ±0,1% 10 Độ ẩm t−ơng đối- Phòng thử ngoài, ngoài UUT ±1% ±1% 11 Điều khiển vòng tuần hoàn n−ớc ±0,1oC ±0,1% 12 L−u l−ợng n−ớc ng−ng cuộn làm lạnh – phòng thử trong ±0,02 Kg/phút 0,2% 13 L−u l−ợng n−ớc ng−ng cuộn lạnh- phòng thử ngoài ±0,02 Kg/phút 0,2% Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 39 14 Mã kiểm tra dòng khí (Đo độ chênh áp) 0,05 mm H2O ±0,15% .2. Hệ thống thiết bị cảm biến nhiệt độ Thông số Độ phân giải Cáp chính xác Bầu nhiệt kế khô- loại cài (Inlet)- giàn lạnh 0,01oC ±0,1 o C Bầu nhiệt kế −ớt loại cài (Inlet)- giàn lạnh 0,01oC ±0,1oC Bầu nhiệt kế khô - Loại để ngoài (Outlet)- Giàn nóng 0,01oC ±0,1oC Bầu nhiệt kế −ớt loại cài Loại để ngoài (Outlet)- Giàn nóng 0,01oC ±0,1oC Bầu nhiệt kế khô- Giàn nóng 0,01oC ±0,1oC Bầu nhiệt kế −ớt – giàn nóng 0,01oC ±0,1oC Bầu khô không gian xung quanh phòng trong 0,01oC ±0,1oC Không gian xung quanh phòng trong RH ±1% ±1% Bầu khô không gian xung quanh phòng ngoài 0,01oC ±0,1oC Nhiệt kế đo nhiệt độ n−ớc ng−ng rời khỏi UUT 0,01oC 0.4 grade (cấp) Nhiệt kế đo nhiệt độ n−ớc rời khỏi phòng thử trong- giàn lạnh 0,01oC ±0,1oC Nhiệt kế đo nhiệt độ n−ớc rời khỏi phòng ngoài- giàn lạnh 0,01oC ±0,1oC Nhiệt kế đo nhiệt độ n−ớc rời khỏi phòng thử trong- giàn nóng 0,01oC ±0,1oC Nhiệt kế đo nhiệt độ n−ớc rời khỏi phòng ngoài- giàn nóng 0,01oC ±0,1oC Nhiệt kế đo nhiệt độ n−ớc rời khỏi bộ ng−ng tụ giàn nóng 0,01oC 0.4 grade Nhiệt kế đo nhiệt độ tại thiết bị tạo hơi n−ớc phòng trong 0,01oC ±0,1oC Nhiệt kế đo nhiệt độ tại thiết bị tạo hơi n−ớc phòng ngoài 0,01oC 0.4 grade Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 40 ắ Dụng cụ phải đáp ứng đ−ợc các điều kiện d−ới đây: a) Nhiệt độ đo phải đại diện đ−ợc cho nhiệt độ xung quanh thiết bị và mô phỏng đ−ợc các điều kiện th−ờng gặp trong thực tế áp dụng cho cả hai phía trong phòng và ngoài phòng, b) Tại điểm đo, nhiệt độ của không khí không đ−ợc bị ảnh h−ởng bởi không khí xả ra từ thiết bị. Điều này dẫn đến việc bắt buộc phải đo nhiệt độ ở đầu dòng của chu trình tuần hoàn khép kín do thiết bị tạo ra. .1. Hệ thống thiết bị cảm biến áp suất Khoảng chia độ lớn nhất của thang đo không đ−ợc lớn hơn khoảng chia độ theo tiêu chuẩn đối với phạm vi của áp kế. Cụ thể nh− sau: Phạm vi đo, Pa Khoảng chia lớn nhất của thang đo, Pa Cấp chính xác Từ 1.25 đến 25 1.25 ±0.25 Pa Từ 25 đến 250 2.5 ±2,5 Pa Trên 250 đến 500 5.0 ±25 Pa Trên 500 25 ±25 Pa .3. các thiết bị đo thông số điện Thông số/vị trí đặt thiết bị Độ phân giải Cáp chính xác Đo công suất/Phòng thử trong 0.1 W ±0,1% Đo công suất/Phòng thử ngoài 0.1 W ±0,1% Đo công suất/Đặt tại thiết bị thử nghiệm 0.1 W ±0,1% Thông số/vị trí đặt thiết bị Độ phân giải Cáp chính xác Đo điện áp/Đặt tại thiết bị thử nghiệm 0.1 V ±0,2% Đo dòng điện/Đặt tại thiết bị thử nghiệm 0.01 A ±0,2% Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 41 .4. các dụng cụ đo khác ắ Thiết bị đo l−u l−ợng : L−u l−ợng khí và n−ớc đ−ợc thực hiện bằng một trong các dụng cụ có độ chính xác ±0.1% giá trị đo. Gồm có đồng hồ đo l−ợng, đo khối l−ợng hoặc thể tích. ắ Dụng cụ để đo tốc độ quay phải là dạng hiện điều khiển từ xa với độ chính xác ± 0,1% giá trị đo. ắ Dụng cụ đo khối l−ợng: Cân có độ nhạy cao ± 0,0001 g, cấp chính xác ± 0,1% giá trị đo. ắ Đo khoảng thời gian đ−ợc thực hiện bằng dụng cụ đo có độ chính xác ± 0,2% giá trị đo. Thông số/vị trí đặt thiết bị Độ phân giải Cáp chính xác Thiết bị đo l−u l−ợng n−ớc/phòng thử trong, ngoài 0.01 kg/phút ±0.2% Thiết bị đo tần số nguồn cấp 0.1 Hz ±0.25% Thiết bị đo l−u l−ợng của hơi sinh ra ±0.5% Thiết bị đo l−ợng n−ớc ng−ng tụ từ thiết bị thử 1 g ±0.5% Thiết bị đo tốc độ quạt của thiết bị thử/phòng thử trong 1 vòng/phút ±0.5% Thiết bị đo tốc độ quạt của thiết bị thử/phòng thử ngoài 1 vòng/phút ±0.5% .5. phần mềm và chu trình điều khiển Điều kiện thực tế của mẫu kiểm tra sẽ đ−ợc cảm nhận qua các hệ thống cảm biến t−ơng tự và đ−ợc đ−a vào hệ thống tiếp nhận dữ liệu. Thời gian căn chỉnh về độ chính xác t−ơng xứng đ−ợc xác nhận ở đầu ra của bộ điều khiển sẽ đ−ợc phản hồi qua hệ thống nhận tín hiệu báo lỗi. Hoạt động của phần mềm sẽ phản ánh độ lớn của tín hiệu, tốc độ thay đổi về thời gian và số lần thay đổi. Bằng cách này, việc điều khiển đ−ợc đ−a ra sẽ đ−ợc khớp chính xác với các phép đo thử nghiệm để cung cấp đầu ra mà đầu ra khớp chính xác thiết bị truyền dẫn đã đ−ợc đặt trên các thiết bị thử nghiệm. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 42 * Kết luận : Lựa chọn thiết bị thử và quy định cấp chính xác để đảm bảo các kết quả kiểm tra, là cơ sở để tính toán mức hiệu suất năng l−ợng tối thiểu của thiết bị điện lạnh. Các thông số vật lý thử nghiệm .1. Thông số vật lý thử nghiệm và vị trí đo để đánh giá năng suất lạnh TT Thông số vật lý Đơn vị đo 1 áp suất khí quyển Pa 2 Tốc độ quạt làm mát thiết bị Vòng/phút 3 Điện áp sử dụng V 4 Tần số Hz 5 Công suất tổng đầu vào thiết bị (1) W 6 Dòng điện tổng đầu vào của thiết bị A 7 Nhiệt độ không khí tại bầu −ớt và bầu khô (ngăn nhiệt l−ợng kế phía trong phòng) 0C 8 Nhiệt độ không khí khống chế bầu −ớt và bầu khô (ngăn nhiệt l−ợng kế phía ngoài phòng) 0C 9 Nhiệt độ không khí trung bình bên ngoài nhiệt l−ợng kế (dạng buồng có hiệu chỉnh) 0C 10 Công suất tổng đầu vào các ngăn phía trong phòng và ngoài phòng W 11 L−ợng n−ớc bay hơi trong bộ làm ẩm g/s 12 Nhiệt độ của n−ớc ở bộ làm ẩm vào các ngăn phía trong phòng và ngoài phòng (nếu có) hoặc trong khay chứa bộ làm ẩm 0C 13 L−u l−ợng n−ớc làm mát qua giàn ống thải nhiệt ở ngăn phía ngoài phòng m3/h 14 Nhiệt độ n−ớc làm mát ra từ ngăn phía ngoài phòng vào giàn ống thải nhiệt 0C Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 43 15 Nhiệt độ n−ớc làm mát ra từ ngăn phía ngoài phòng, từ giàn ống thải nhiệt 0C 16 L−u l−ợng n−ớc làm mát qua bộ ng−ng tụ của thiết bị (chỉ đối với thiết bị làm mát bằng n−ớc) m3/h 17 Nhiệt độ n−ớc làm mát vào bộ ng−ng của thiết bị (chỉ đối với thiết bị làm mát bằng n−ớc) 0C 18 Khối l−ợng của n−ớc từ thiết bị đ−ợc ng−ng tụ trong thiết bị điều hoà lại không khí (đối với thiết bị làm bay hơi n−ớc ng−ng trên giàn ống ngoài phòng) g/s 19 Nhiệt độ của n−ớc đ−ợc ng−ng tụ ra từ ngăn phía ngoài phòng 0C 20 Thể tích của dòng không khí qua đầu phun của vách ngăn m3 21 Hiệu áp suất tính qua vách ngăn của các ngăn nhiệt l−ợng kế Pa 1. Công suất tổng đầu vào thiết bị, trừ tr−ờng hợp nếu thiết bị có nhiều hơn một đầu nối điện với bên ngoài ghi công suất đầu vào cho mỗi đầu nối điện. .2. Tính toán năng suất lạnh để đánh giá hiệu suất năng l−ợng Năng suất lạnh là một đại l−ợng để đánh giá hiệu suất của hệ thống máy lạnh. Để biểu thị mức độ lớn nhỏ của công suất lạnh có thể dùng nhiều loại đơn vị khác nhau ví dụ nh−: kW, kCal.h, Btu/h, tấn lạnh ... Năng suất lạnh là l−ợng nhiệt mà một thiết bị bay hơi đi kèm với máy nén đó có thể nhận đ−ợc trong một đơn vị thời gian. Nếu lấy kW làm chuẩn để chuyển đổi, có thể viết mối liên hệ giữa các loại đơn vị năng suất lạnh nh− sau: 1 3.600 1 kW = 4,18 Kcal/giây = 4,18 Kcal/h =861,24 kcal/giờ 1 kW = 3.600 kJ/giờ hoặc 1 kW = 3.413 Btu/giờ Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 44 3.413 1 kW = 12.000 Tấn lạnh = 0.2844 tấn lạnh 1 tấn lạnh = 12.000 Btu/h= 3,516 kW .3. Điều khiển thiết bị đ−ợc thử nghiệm Quá trình đánh giá năng suất lạnh phải dùng hai ph−ơng pháp đồng thời để xác định năng suất: Một ph−ơng pháp xác định năng suất phía trong phòng, một ph−ơng pháp xác định năng suất phía ngoài phòng. Đảm bảo số liệu thử nghiệm giữa 2 ph−ơng pháp không sai khác nhau ±4%. Bảng 3: Điều kiện nhiệt độ của thiết bị thử để xác định năng suất lạnh của thiết bị điều hoà không khí Các điều kiện thử Thông số T1 T2 T3 Nhiệt độ không khí vào phía trong phòng 0C Bầu nhiệt kế khô Bầu nhiệt kế −ớt 27 19 21 15 29 19 Nhiệt độ không khí vào phía ngoài phòng 0C Bầu nhiệt kế khô Bầu nhiệt kế −ớt 35 24 27 19 45 24 Nhiệt độ n−ớc ng−ng tụ 0C Cửa vào Cửa ra 30 35 22 27 30 35 Tần số thử Điện áp thử Tần số danh định Điện áp danh định T1 là các điều kiện đánh giá năng suất lạnh tiêu chuẩn cho khí hậu ôn hoà T2 là các điều kiện đánh giá năng suất lạnh tiêu chuẩn cho khí hậu lạnh T3 là các điều kiện đánh giá năng suất lạnh tiêu chuẩn cho khí hậu nóng Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 45 Các điều kiện thử quy định trong bảng 3, các cột T1, T2 và T3 đ−ợc coi là các điều kiện đánh giá tiêu chuẩn Thiết bị chế tạo để dùng cho khí hậu ôn hòa t−ơng tự với điều kiện quy định trong bảng 3, xác định bằng thử ở các điều kiện quy định kiểu T1. Thiết bị chế tạo để dùng cho khí hậu lạnh t−ơng tự với điều kiện quy định trong bảng 3, xác định bằng thử ở các điều kiện quy định kiểu T2. Thiết bị chế tạo để dùng cho khí hậu nóng t−ơng tự với điều kiện quy định trong bảng 2, cột T3 đ−ợc xác định bằng thử ở các điều kiện quy định kiểu T3. Trong quá trình thử nghiệm:Thiết bị điều hoà không khí trong buồng phải điều chỉnh đ−ợc không khí ở tốc độ nhỏ hơn tốc độ không khí ngoài phòng và tốt hơn là dẫn không khí này tách ra khỏi h−ớng xả không khí của thiết bị và đ−a trở về các điều kiện đồng nhất yêu cầu ở tốc độ nhỏ. Vận tốc l−u thông không khí: Vận tốc không khí trong vùng lân cận thiết bị thử không đ−ợc v−ợt quá 2,5 m/s Rò rỉ nhiệt (kể cả bức xạ): Các vách ngăn phải đ−ợc cách nhiệt sao cho không v−ợt quá 5% năng suất của trang bị. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 46 .4. quy trình thử nghiệm Thiết bị điều hoà không khí .5. Lắp đặt thiết bị cần kiểm tra Điều khiển nhiệt độ buồng thử (Nhiệt độ điều kiện chuẩn vi khí hậu buồng thử ) Bắt đầu ch−ơng trình thử nghiệm Ghi dữ liệu bằng phần mềm và in kết quả thử nghiệm 60 phút 4 giờ 30 phút 1 giờ 10 phút 10 phút Tổng thời gian thử nghiệm khoảng 7 giờ Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 47 tính toán cụ thể năng suất làm lạnh cho thiết bị điều hoà không khí và tủ lạnh (Ph−ơng pháp nhiệt l−ợng kế kiểu buồng đ−ợc hiệu chỉnh hoặc cân bằng môi tr−ờng xung quanh) .5.1. Năng suất lạnh tổng: Tổng nhiệt ẩn và nhiệt hiện mà thiết bị có thể lấy đi khỏi phòng hoặc không gian đ−ợc điều hoà trong một khoảng thời gian xác định. ( ) ....21 lrlprwwrtci WhhP φφφ ++++∑= (C.1) Trong đó: tciφ : Là năng suất lạnh tổng, số liệu phía trong phòng, Oát (W); ∑ rP : Là tổng của tất cả các công suất đầu vào đến ngăn phía trong phòng, Oát (W). Nh− các bộ gia nhiệt, tạo ẩm, tạo lạnh, các điều hoà không khí để trang bị cho buồng thử vv... Oát (W); 1wh : Là entanpi riêng của n−ớc hoặc hơi n−ớc cung cấp để duy trì độ ẩm; nếu không dùng n−ớc trong quá trình thử, 1wh đ−ợc lấy tại nhiệt độ của n−ớc trong khay bộ tạo ẩm của trang bị điều hoà lại không khí, kilojun trên kilogam (kJ/kg). 2wh : Là entanpi riêng của n−ớc ng−ng chảy khỏi ngăn phía trong phòng, vì sự chuyển n−ớc ng−ng từ ngăn phía trong phòng sang ngăn ngoài phòng th−ờng diễn ra trong trang bị thử. Nếu trong thực tế việc đo nhiệt độ này không thực hiện đ−ợc, nhiệt độ của n−ớc ng−ng đ−ợc giả thiết là nhiệt độ bầu (nhiệt kế) −ớt đo đ−ợc của không khí rời khỏi trang bị, kilojun trên kilogam (kJ/kg); Wr: Là tốc độ ng−ng tụ hơi n−ớc của thiết bị thử, gam trên giây (g/s) là l−ợng n−ớc bay hơi vào ngăn phía trong phòng do sự điều hoà lại để duy trì độ ẩm qui định; lpφ : Là tốc độ rò rỉ nhiệt vào ngăn phía trong phòng qua vách ngăn giữa các ngăn phía trong phòng và ngoài phòng dựa trên tính toán trong tr−ờng hợp của nhiệt l−ợng kế kiểu buồng cân bằng môi tr−ờng xung quanh), Oát (W); Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 48 lrφ : Là tốc độ rò rỉ nhiệt vào ngăn phía trong phòng qua các vách, sàn và trần (không kể đến vách ngăn tách biệt) Oát (W). .5.2. Năng suất lạnh tổng phía ngoài phòng khi thử theo nhiệt l−ợng kế kiểu buồng đ−ợc hiệu chỉnh hoặc cân bằng với môi tr−ờng xung quanh đ−ợc tính nh− sau: ( ) loolprwwtctco WhhPP φφφφ ++−+∑ −−= 230 (C.2) Trong đó: tcoφ : Là năng suất lạnh tổng đ−ợc xác định cho ngăn phía ngoài phòng, Oát (W); cφ : Là l−ợng nhiệt đ−ợc thải ra bởi giàn ống lạnh trong ngăn phía ngoài phòng, Oát (W); ∑ 0P : Là tổng của toàn bộ công suất đầu vào đến các bộ phận của trang bị, nh− các bộ gia nhiệt, quạt tuần hoàn,v.v... trong ngăn phía ngoài phòng, Oát (W); tP : Là công suất tổng đầu vào đến trang bị thử, Oát (W); 2wh : Xác định trong C.1; 3wh : Là entanpi riêng của n−ớc ng−ng đ−ợc thải ra bởi giàn ống xử lý không khí trong trang bị điều hoà lại không khí ngoài phòng, đ−ợc xác định ở nhiệt độ khi n−ớc ng−ng rời khỏi ngăn, kilojun trên kilogam (kJ/kg); Wr: Xác định trong C.1; lpφ : Xác định trong C.1; looφ : Là độ rò rỉ nhiệt từ phía ngoài phòng (nh−ng không tính đến độ rò rỉ qua vách ngăn) nh− đ−ợc xác định từ phép thử hiệu chỉnh, Oát (W). .5.3. Năng suất lạnh tổng của trang bị làm mát bằng chất lỏng (n−ớc) đ−ợc trừ đi từ phía bộ ng−ng tụ đ−ợc tính nh− sau: ∑−= Ecotco Pφφ (C.3) Trong đó: Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 49 tcoφ : Nh− đ−ợc xác định trong C.2; coφ : Là l−ợng nhiệt đ−ợc thải ra bởi giàn ống bộ ng−ng tụ trong trang bị, Oát (W); ∑ EP Là công suất hiệu dụng đầu vào trang bị, Oát (W). .5.4. Năng suất lạnh tiềm ẩn (năng suất hút ẩm buồng) đ−ợc tính nh− sau: φd = K1Wr ...(C.4) Trong đó: φd: Là năng suất lạnh tiềm ẩn, Oát (W); K1: Là 2 460 kJ/kg; Wr: Nh− đ−ợc xác định trong C.1. .5.5. Năng suất lạnh hiện đ−ợc tính nh− sau: φs = φtci - φd ...(C.5) Trong đó: φs: Là năng suất lạnh hiện, Oát (W); φtci: Nh− đ−ợc xác định trong C.1; φd : Nh− đ−ợc xác định trong C.4. .6. Công suất hiệu dụng đầu vào (PE) Công suất điện đầu vào trung bình của thiết bị trong khoảng thời gian xác định bao gồm: - Công suất đầu vào để vận hành máy nén và để xả băng - Công suất đầu vào cho toàn bộ các bộ phận khống chế và an toàn của thiết bị và công suất đầu vào của các bộ phận vận chuyển chất tải nhiệt trong thiết bị (ví dụ quạt, bơm). Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 50 .7. xác định hiệu suất năng l−ợng tối thiểu EER Hiệu suất năng l−ợng: Là tỷ số giữa năng suất lạnh tổng và công suất hiệu dụng đầu vào trong các điều kiện đánh giá của thiết bị đã cho, ký hiệu theo tiếng Anh là Energy Eficiency Ratio – viết tắt là EER, không có thứ nguyên, đ−ợc dẫn suất từ Btu/h.w hoặc W/W Sau khi tính toán đ−ợc năng suất lạnh tổng và xác định đ−ợc công suất hiệu dụng đầu vào có thể xác định đ−ợc mức hiệu suất năng l−ợng tối thiểu. Bảng 4 : Đánh giá mức hiệu suất năng l−ợng tối thiểu Năng suất lạnh. Btu/h Mức hiệu suất năng l−ợng tối thiểu EER D−ới 6001 8.0 Từ 6001 đến 7999 8.5 Từ 8000 đến 13999 9.0 Từ 14000 đến 19999 8.8 Từ 20000 đến 36000 8.2 Nhận xét: Qua các công thức tính toán các kết quả thử nghiệm dùng đánh giá mức hiệu suất năng l−ợng tối thiểu của thiết bị thử nghiệm. Các kết quả thử nghiệm sẽ là cơ sở khoa học để dán tem, nhãn tiết kiệm năng l−ợng cho trang thiết bị hàng hoá nhằm chỉ rõ thông tin về mức độ tiêu thụ năng l−ợng của các loại sản phẩm hàng hoá trên thị tr−ờng. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 51 • Thiết bị tủ lạnh, tủ đá các loại: Lắp đặt thiết bị cần kiểm tra Điều khiển nhiệt độ buồng thử 32 +/-0.50C và 70 +/-5% RH Ghi dữ liệu bằng phần mềm và in kết quả thử nghiệm 1/ Điều khiển nhiệt độ giữ lạnh thức ăn 5-60C (4 giờ) Thử nghiệm và ghi lại dữ liệu (24 giờ ) 2/ Điều khiển nhiệt độ giữ lạnh thức ăn 4-50C (4 giờ) Thử nghiệm và ghi lại dữ liệu (24 giờ) Loại 1 cửa Tổng thời gian thử nghiệm 60 giờ Loại 2 cửa Điều khiển nhiệt độ ngăn đông lạnh thức ăn <-150C và nhiệt độ ngăn giữ lạnh 50C +/- 10C (5giờ) Thử nghiệm và ghi lại dữ liệu (24 giờ) Tổng thời gian thử nghiệm khoảng 32 giờ Trên đây là sơ đồ quy trình thử nghiệm và tổng thời gian thử nghiệm thiết bị tủ lạnh, tủ đá các loại. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 52 ảnh h−ởng của một số điều kiện thử nghiệm tự tạo và Các quy định về tự kiểm tra khi làm thử nghiệm .1. ảnh h−ởng của một số điều kiện thử tự tạo .1.1. Khảo sát ảnh h−ởng của hệ thống cấp n−ớc bổ xung. Khi hệ thống hoạt động, không khí ch−a bão hòa ở đầu vào buồng thử đ−ợc gọi là trạng thái 1, đ−ợc thổi đi qua buồng cách nhiệt tiếp xúc với các hạt n−ớc do cơ cấu tán s−ơng phun ra. Nếu gọi 2 là trạng thái không khí ở đầu ra của buồng thì có thể khảo sát l−ợng nhiệt do n−ớc cung cấp vào để tạo ẩm nh− sau: Nhiệt độ t2 của không khí ở đầu ra sẽ nhỏ hơn nhiệt độ t1 của không khí ở đầu vào. Nh− vậy trong quá trình này, l−ợng sụt giảm thành phần nhiệt hiện của không khí đã đ−ợc dùng để làm cho n−ớc bay hơi vào không khí. Cuối cùng chính l−ợng hơi n−ớc bay vào không khí đã mang trả lại không khí l−ợng nhiệt hiện đã mất bằng sự gia tăng nhiệt ẩn. Độ chứa hơi của không khí đầu ra lớn hơn độ chứa hơi của không khí đầu vào. Giả sử gọi: d2: Độ chứa hơi n−ớc trong không khí khô đầu ra d1: Độ chứa hơi n−ớc trong không khí khô đầu vào I1: Entapi của không khí đầu vào I2: Entapi của không khí đầu ra Độ chênh lệch về khối l−ợng ∆d = d2-d1 chính là l−ợng n−ớc từ cơ cấu phun s−ơng bay hơi vào không khí. Nếu quá trình đ−ợc thực hiện liên tục thì phải bổ xung l−ợng n−ớc vào hệ thống, l−u l−ợng n−ớc bổ sung chính bằng l−ợng n−ớc bị bay hơi. Nếu không tính đến l−ợng nhiệt do n−ớc bổ xung mang vào thì có thể coi entapi của không khí ở đầu ra và đầu vào đều nh− nhau. Nếu gọi I là entapi của Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 53 không khí thì trong tr−ờng hợp này rõ ràng I2 > I1 và độ chênh lệch ∆I = I2-I1 đây chính là l−ợng nhiệt do n−ớc bổ xung mang vào phòng thử. Gọi Iw là entapi của n−ớc bổ xung vào hệ thống, ph−ơng trình cân bằng nhiệt nh− sau: I1 + (d2-d1)Iw = I2 Nh− vậy, khi quá trình bão hoà đoạn nhiệt, ở đầu ra và đầu vào không khí có cùng nhiệt độ nhiệt kế −ớt nh−ng entapi của không khí bão hoà I2 lớn hơn entapi của không khí bão hoà I1 một l−ợng bằng (d2-d1)Iw. .1.2. Khảo sát ảnh h−ởng của Entanpi (enthalpy) của không khí ẩm Xem xét công thức sau: I = iK + d.ih (1) Để tiện lợi thông th−ờng tính toán entanpi của không khí ẩm theo 1 kg không khí khô Nếu quy −ớc chọn điểm gốc tại t = 00C và p = 101,325 kPa, lúc đó có thể viết Ik= 1,006. t Ih = 2500,77 + 1,84.t Trong đó: Ik: Entanpi của không khí khô có trong không khí ẩm đang khảo sát kJ/kg không khí khô. d- Độ chứa hơi, kg hơi n−ớc/kg không khí khô. Ih: Entapi của hơi n−ớc ở trạng thái quá nhiệt (hay bão hoà khô) có trong không khí ẩm đang khảo sát, kJ/kg hơi n−ớc. t- Nhiệt độ của không khí ẩm, 0C Nh− vậy từ công thức (1), entapi của không khí ẩm đ−ợc tính bằng công thức sau: I = 1.006.t + d(2500.77 + 1.84 .t) (2) Trong đó: I – entapi của không khí ẩm, kJ/kg không khí khô d- độ chứa hơi, kg hơi n−ớc không khí khô. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 54 .1.3. Khảo sát nhiệt ẩn và nhiệt hiện: ắ Quá trình hoá hơi và ng−ng tụ: Hoá hơi là quá trình chuyển từ pha lỏng sang pha hơi và quá trình ng−ợc lại, tức là chuyển từ pha hơi sang pha lỏng gọi là quá trình ng−ng tụ. Trong quá trình hoá hơi số phân tử từ pha lỏng sang pha hơi lớn hơn số phân từ pha hơi về pha lỏng và ng−ợc lại trong quá trình ng−ng tụ số phân tử từ pha hơi về pha lỏng lớn hơn số phân từ từ lỏng sang hơi. Tuỳ theo điều kiện tiến hành khác nhau, quá trình hoá hơi đ−ợc chia thành quá trình sôi và quá trình bay hơi. Quá trình bay hơi chỉ tiến hành trên mặt thoáng phân cách pha lỏng và pha hơi, còn quá trình sôi tiến hành cả trong khối thể lỏng. Khi hoá hơi môi chất nhận nhiệt, khi ng−ng tụ môi chất thải nhiệt, hai nhiệt l−ợng đó có trị số bằng nhau, gọi là nhiệt ẩn hoá hơi hoặc nhiệt ẩn ng−ng tụ, nó phụ thuộc vào bản chất và áp suất của môi chất. ắ Quá trình thăng hoa và ng−ng kết Thăng hoa là quá trình chuyển từ pha rắn sang pha hơi và quá trình ng−ợc lại chuyển từ pha hơi sang pha rắn gọi là quá trình ng−ng kết. Khi thăng hoa môi chất nhận nhiệt, khi ng−ng kết môi chất nhả nhiệt, hai l−ợng nhiệt đó có trị số bằng nhau, gọi là nhiệt ẩn thăng hoa hoặc nhiệt ẩn ng−ng kết, nó phụ thuộc vào bản chất và áp suất của môi chất. Từ công thức (2) tính entanpi của không khí ẩm, có thể viết lại nh− sau: I = (1.006+ 1.84. d).t + 2.500,77.d (3) Trong công thức (3) thành phần thứ nhất của vế phải đ−ợc gọi là nhiệt hiện, còn thành phần thứ hai đ−ợc gọi là nhiệt ẩn. Ta thấy về mặt thực tế, giá trị của 1,84.d chỉ chiếm khoảng trên d−ới 3% so với tổng (1.006+ 1.84.d). Chính vì vậy có thể xem một cách gần đúng, tổng số (1.006+ 1.84.d) = CP = const, thông th−ờng có thể cho CP vào khoảng 1,024 kJ/kg.độ Nh− vậy, thành phần nhiệt hiện đã nói ở trên có thể đ−ợc hiểu là nhiệt l−ợng để làm cho 1 kg không khí biến đổi nhiệt độ từ 00C đến giá trị t. Nếu khảo sát không khí ẩm ở 2 trạng thái bất kỳ khác nhau mà ta ký hiệu là 1 và 2. Lúc đó ta có: ∆I = I2 – I1 = ∆Ih + ∆Iâ Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 55 Trong đó: ∆I – L−ợng biến đổi entanpi của không khí ẩm ∆Ih – L−ợng biến đổi nhiệt hiện của không khí ẩm ∆Iâ - L−ợng biến đổi nhiệt ẩn của không khí ẩm Rõ ràng, l−ợng biến đổi nhiệt hiện của không khí ẩm hầu nh− chỉ phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ nhiệt kế khô giữa 2 trạng thái 1 và 2. Trong khi đó, l−ợng biến đổi nhiệt ẩn có liên quan đến sự thay đổi độ chứa hơi d của không khí ẩm. Nếu d1 = d2 lúc đó l−ợng biến đổi nhiệt ẩn bằng không, và do đó l−ợng biến đổi nhiệt hiện chính bằng độ chênh lệch entapi giữa trạng thái 1 và trạng thái 2. Nh− vậy chỉ có những quá trình nào làm cho độ chứa hơi của không khí ẩm bị thay đổi thì mới có sự xuất hiện l−ợng biến đổi nhiệt ẩn. .2. Các quy định về tự kiểm tra khi làm thử nghiệm Sử dụng ph−ơng pháp phòng thử kiểu nhiệt l−ợng kế để xác định đồng thời năng suất lạnh cho cả hai phía trong phòng và ngoài phòng. Về cách làm lạnh, việc xác định năng suất phía trong phòng đ−ợc tiến hành bằng cách cân bằng hiệu quả làm lạnh và hút ẩm với nhiệt và n−ớc vào đo đ−ợc. Năng suất phía ngoài phòng cung cấp cho việc thử xác nhận hiệu quả làm lạnh và hút ẩm bằng cách cân bằng l−ợng nhiệt và n−ớc thải ở phía ng−ng tụ với l−ợng làm lạnh đo đ−ợc. Phòng thử nghiệm luôn chịu tác động của môi tr−ờng bên ngoài và các đối t−ợng bên trong về nhiều mặt. Kết quả thử nghiệm các thông số vi khí hậu của cũng sẽ bị thay đổi, thông th−ờng đó là các tác động gây nhiễu loạn. Coi phòng thử nghiệm là đối t−ợng cần điều hoà, các nhiễu loạn đối với phòng thử là nhiễu loạn về nhiệt, về ẩm ....do đó trong quá trình thử nghiệm bắt buộc ng−ời vận hành phải tính toán đầy đủ các thành phần nhiễu loạn trên. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 56 .2.1. Kiểm tra xác định mất mát do t−ờng/ phần vách ngăn Phòng thử trong và phòng thử ngoài sẽ đ−ợc ngăn cách bởi t−ờng cách nhiệt, kết cấu t−ờng giống sáu mặt xung quanh buồng thử. Chỉ duy nhất có phần t−ờng lộ ra phía ngoài sẽ có nhiệt độ khác biệt ở cả hai phía so với nhiệt độ của t−ờng ở trung tâm của phòng thử trong và phòng thử ngoài. L−ợng nhiệt mất đi và thu đ−ợc ở t−ờng ngăn cách (trung tâm) sẽ dùng để hiệu chuẩn trong quá trình thử nghiệm. Trình tự tiến hành hiệu chuẩn nh− sau: a) Ngăn phía trong phòng: Tất cả các cửa phải đ−ợc đóng kín. Một trong hai ngăn có thể đ−ợc s−ởi bằng các dây điện trở để đạt đến nhiệt độ tối thiểu lớn hơn 110C so với nhiệt độ môi tr−ờng xung quanh. Nhiệt độ môi tr−ờng xung quanh phải đ−ợc duy trì không đổi với sai lệch ± 1oC bên ngoài toàn bộ sáu bề mặt bao quanh ngăn, kể cả vách ngăn. Nhiệt độ gần nh− cân bằng đạt đ−ợc khi 8 kết quả đạt đ−ợc ở các khoảng thời gian 15 s không khác nhau quá 1oF (0,56oC). Nhiệt độ bao quanh sẽ đ−ợc duy trì trong khoảng +/- 2oF (1.11oC) ở bên ngoài toàn bộ 6 mặt bao bọc phần phòng bao gồm cả vách ngăn trung tâm. Toàn bộ nhiệt l−ợng rò rỉ khi cân bằng đ−ợc đọc trên thiết bị đo công suất của phòng trong. b) Ngăn phía ngoài phòng: Đối với ngăn phía ngoài phòng đ−ợc trang bị ph−ơng tiện làm lạnh, cần có ph−ơng tiện hiệu chỉnh để làm lạnh ngăn đó đến nhiệt độ ít nhất là thấp hơn 11oC so với nhiệt độ môi tr−ờng (trên sáu mặt) và thực hiện phép phân tích t−ơng tự. c) Đối với vách ngăn Nếu kết cấu của vách ngăn đồng nhất với các vách ngăn khác, độ rò rỉ nhiệt qua vách ngăn có thể đ−ợc xác định trên cơ sở diện tích tỷ lệ. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 57 Ph−ơng pháp tính toán dựa trên cơ sở giá trị cách ly đ−ợc công bố của các vách sẽ đ−ợc sử dụng để xác minh các kết quả kiểm tra trên cơ sở các ph−ơng trình sau: Q = A x U x ∆T (W) ở đây: A - Diện tích thông th−ờng của vách U – Hệ số dẫn nhiệt ∆T – Chênh lệch nhiệt độ oF Hoặc để hiệu chỉnh độ rò rỉ nhiệt qua vách ngăn có thể dùng trình tự d−ới đây: Thực hiện phép thử nh− mô tả ở trên. Sau đó nhiệt độ của vùng liền kề ở mặt kia của vách ngăn đ−ợc nâng lên bằng nhiệt độ trong ngăn đ−ợc s−ởi, vì vậy loại trừ đ−ợc độ rò rỉ qua vách ngăn, trong khi vẫn duy trì độ chênh 11oC giữa ngăn đ−ợc s−ởi và nhiệt độ môi tr−ờng xung quanh của năm bề mặt bao quanh khác. Hiệu số nhiệt đầu vào giữa lần thử đầu tiên và thứ hai là độ rò rỉ qua vách ngăn. Ph−ơng pháp này là ph−ơng pháp thay thế hai buồng đồng thời để xác định năng suất lạnh. Việc tự kiểm tra khi làm thử nghiệm phải tối thiểu 6 tháng một lần bằng dụng cụ hiệu chỉnh năng suất lạnh theo tiêu chuẩn công nghiệp. Dụng cụ hiệu chỉnh cũng có thể là trang bị khác có tính năng đ−ợc đo kiểm bằng ph−ơng pháp đo trong phòng và ngoài phòng tại phòng thí nghiệm thử quốc gia. .2.2. Một số yêu cầu khác để đảm bảo cấp chính xác của kết quả thử nghiệm + Các bề mặt bên trong của các ngăn nhiệt l−ợng kế phải chế tạo bằng vật liệu không bị rỗ. Tất cả các mối ghép phải đ−ợc làm kín để chống rò rỉ không khí và hơi ẩm. Cửa vào dùng các đệm kín hoặc các biện pháp thích hợp khác. Tr−ớc khi tiến hành thử nghiệm yêu cầu kỹ thuật viên phải kiểm tra tất cả t−ờng bao quanh để tránh rò rỉ nhiệt. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 58 + Kiểm tra khoảng không gian phía tr−ớc các l−ới (ghi gió) cửa hút hoặc cửa xả của máy điều hoà không khí phải đủ rộng để tránh sự giao thoa với dòng không khí. + Kiểm tra l−u l−ợng và thể tích: Buồng thử đạt yêu cầu phải có đủ thể tích và phải l−u thông đ−ợc không khí sao cho không làm thay đổi kiểu tuần hoàn không khí thông th−ờng của thiết bị thử. + Kiểm tra khoảng cách từ bất kỳ bề mặt nào của buồng thử đến bất kỳ bề mặt khác của thiết bị không đ−ợc nhỏ hơn 0.9 m, không kể các quan hệ kích th−ớc đến sàn nhà và t−ờng nhà do điều kiện lắp đặt yêu cầu. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 59 Kết luận và kiến nghị A. kết luận * Về mặt ý nghĩa khoa học và công nghệ : Báo cáo đề tài đã thiết lập sơ bộ phòng thử kiểu nhiệt l−ợng kế để thử nghiệm hiệu suất năng l−ợng cho thiết bị điều hoà không khí và tủ lạnh với các kết quả nghiên cứu đạt đ−ợc nh− sau: 1./ Thiết lập ph−ơng pháp thử nghiệm và phòng thử 2./ Thiết lập các điều kiện vi khí hậu 3./ Thiết lập hệ thống điều khiển vi khí hậu phòng thử 4./ Lựa chọn sơ bộ thiết bị thử nghiệm và quy định cấp chính xác 5./ Thiết lập các thông số vật lý thử nghiệm 6./ Tính toán năng suất lạnh của thiết bị 7./ Xác định mức hiệu suất năng l−ợng tối thiểu 9./ Khảo sát ảnh h−ởng của một số điều kiện thử tự tạo và các quy định tự kiểm tra khi làm thử nghiệm - Kết quả báo cáo của đề tài nhằm xây dựng phòng thử nghiệm hiệu suất năng l−ợng cho điều hoà và tủ lạnh đặt tại Viện Cơ khí Năng l−ợng và Mỏ d−ới sự quản lý của Bộ Công Th−ơng. * Về mặt kinh tế; Dựa trên các kết quả nghiên cứu của đề tài, Bộ Công Th−ơng đã phê duyệt Báo Cáo Đầu t− xây dựng “Phòng thử nghiệm hiệu suất năng l−ợng cho các thiết bị điều hoà không khí và tủ lạnh” Trong t−ơng lai phòng thử nghiệm sẽ trở thành công cụ phục vụ việc quản lý xã hội của nhà n−ớc trong vấn đề xuất và nhập khẩu các thiết bị vào thị tr−ờng Việt Nam. Là hàng rào kỹ thuật để tăng số l−ợng sản phẩm có hiệu suất sử dụng năng l−ợng cao, giảm tiêu thụ điện năng, bảo tồn và tiết kiệm nguồn các nguồn năng l−ợng. A. kiến nghị: Nội dung nghiên cứu của đề tài là vấn đề mới, hiện cũng đang đ−ợc nghiên cứu, triển khai và áp dụng vào Việt Nam, do đó kết quả báo cáo của đề tài không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận đ−ợc sự đóng góp ý Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 60 kiến chân thành của các bộ nghiên cứu khoa học của Viện Cơ khí Năng l−ợng và Mỏ, của các tr−ờng đại học và của Vụ Khoa học Công nghệ Bộ Công Th−ơng. Đề tài: Nghiên cứu khảo sát điều kiện kỹ thuật thử nghiệm trong dán nhãn tiết kiệm năng l−ợng 61 Tài liệu tham khảo 1. Tiêu chuẩn ISO 5151 (Non-ducted air conditioners and heat Pumps - Testing and rating for Performance) thử nghiệm hiệu suất năng l−ợng thiết bị điều hoà và bơm nhiệt – 1994, phiên bản 1 2. Tiêu chuẩn ISO 7371 (Household refrigerating appliances - Refrigerators with or without low-temperature compartment - Characteristics and test methods ứng dụng thiết bị lạnh gia đình- Tủ lạnh có hoặc không có ngăn nhiệt độ thấp, đặc điểm và ph−ơng pháp thử nghiệm. 3. Tính toán thiết kế hệ thống lạnh – TS. Nguyễn Xuân Tiên, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, 2006 4. Máy lạnh và điều hoà không khí- Nguyễn Văn May- Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật - 2005 5. Kỹ thuật lạnh ứng dụng - Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ- Đinh Văn Thuận, nhà xuất bản giáo dục -2007 6. Cơ sở các ph−ơng pháp đo kiểm trong kỹ thuật- Pgs.TS Nguyễn Văn V−ợng, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, 2005 7 Ph−ơng pháp đo một số đại l−ợng nhiệt và điện PGS. PTS Phạm Văn Trí, Tr−ờng ĐHBK Hà Nội -1999