Phân tích năng lượng chi phí sơ bộ cho hệ thống tích trữ lạnh

Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 136 6.1 Phân tích sơ bộ tính kinh tế cho các phƣơng án tích trữ lạnh. Từ kết quả tính toán của chương II ta có: Hệ thống chiller cần cấp phụ tải khi không sử dụng bình tích trữ lạnh cho hệ thống:  Vào mùa khô: Qo = 3354264W = 3354,264kW = 954tấn lạnh.  Vào mùa mưa: Qo = 3041340W = 3041,340kW = 865tấn lạnh Lấy kết quả tính toán được ở phần mềm Excel và kết hợp với phần mềm TRACE 700 của hãng TRANE để phân tích tính kinh tế. Qua phân tích chúng ta thu được đồ thị phân bố tải trong 24giờ như hình 6.1. Theo thông tin từ internet thì giá điện của công ty TNHH Điện Lực Hiệp Phước đưa ra cho những khách hàng mua điện của họ cũng như các hộ sử dụng điện ở Phú Mỹ Hưng thì được trình bày ở bảng 6.1 và hình 6.2 - Bảng giá và đồ thị giá điện 3 giá của công ty TNHH Điện Lực Hiệp Phước bán cho Phú Mỹ Hưng – cập nhật tháng 8/2009.  Qua đồ thi phụ tải lạnh và đồ thị giá điện 3 giá cho chung cư CR3.1 – A này chúng ta thấy: Các toàn nhà cao ốc, văn phòng hay chung cư tổng hợp thì sự phân bố phụ tải theo thời gian trong ngày là gần như tương tự nhau. Từ các đồ thị trên ta thấy phụ tải lạnh đỉnh đa số phân bố vào các giờ cao điểm như lúc 8 giờ tới 8 giờ 30’sáng và lúc 13 giờ tới 18 giờ chiều. Trước lúc chưa áp dụng tích trữ lạnh thì hệ thống điều hòa không khí phải chạy liên tục hầu như là gần hết công suất, hết tải cho các khoảng thời gian cao điểm của phụ tải lạnh như vào lúc 8 giờ sáng và từ lúc 15 giờ trưa tới 18 giờ tối. Vậy thời gian chạy tải đỉnh là 5 giờ. Trong đó có 2 giờ là trùng vào giờ cao điểm của giá điện 3 giá (lúc 17 giờ, 18 giờ). Trên đồ thị chúng ta còn thấy vào lúc 9 giờ sáng và từ 12 giờ trưa tới 19 giờ tối đều rơi vào lúc phụ tải lạnh hơn 800 tấn lạnh, gần xấp xỉ 954tấn lạnh ở giờ cao phụ tải đỉnh. PHÂN TÍCH NĂNG LƢỢNG CHI PHÍ SƠ BỘ CHO HỆ THỐNG TÍCH TRỮ LẠNH Chƣơng VI Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 137 Hình 6.1 Như đã phân tích ở phần trước, hệ thống tích trữ lạnh của công trình chung cư CR3.1 – A chúng ta chọn là hệ thống tích trữ lạnh một phần kiểu san bằng tải. Hệ thống sử dụng phương pháp này là rất phù hợp cho những nơi có giá điện cao và có sự chênh lệch lớn về mức giá điện theo thời gian, mức độ chênh lệch giữa tải đỉnh và tải trung bình cao hoặc thời gian có tải đỉnh lớn. Bảng 6.1 Giá điện 3 giá Giá giờ thấp điểm (đồng) Giá giờ bình thường(đồng) Giá giờ cao điểm(đồng) 4h - 9h30' 1118,75 9h30' - 11h30' 2218,75 11h30' - 17h 1118,75 17h - 20h 2218,75 20h - 22h 1118,75 22h - 4h 631,25 Do đó bồn tích trữ lạnh chỉ cung cấp một phần tải lạnh để đáp ứng khi phụ tải đỉnh, phần còn lại do chiller cung cấp. Chiller thì vẫn cứ chạy liên tục để vừa cung cấp cho phụ tải vừa cung cấp cho tích trữ lạnh ở những lúc phụ tải thấp, lúc đó yêu cầu phụ tải cao thì phần thiếu hụt sẽ được bù đắp bằng hệ thống tích tữ lạnh. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 138 Hình 6.2  Ta có giá tiền điện phải trả trên một ngày cho hệ thống điều hòa không khí lúc chưa áp dụng tích trữ lạnh: Ta có: Tiền điện = giá điện . công suất hiệu dụng (cho máy nén + quạt giàn lạnh + quạt giàn nóng + bơm nước) = giá điện. Ne.số giờ Với Ne = Q0/Ke = Q0/3,55 ; Ke = 3,55 lấy từ kết quả chương 3. Vậy ta có: Giờ bình thƣờng: Từ 4 giờ sáng đến 9giờ 30’ (suy ra tiêu thụ trong 5,5 giờ), từ 11giờ30’ đến 17giờ (tiêu thụ trong 5,5 giờ) và từ 20giờ đến 22giờ tối (tiêu thụ hết 2 giờ) giá là 1118,75đồng/kWh. Mbt =1118,75.(1448+4845+1030).1.3,516/3,55 = 8114141,8đồng = = 8,1141triệu đồng Giờ thấp điểm: Từ 22giờ đến 4giờ sáng giá là 631,25đồng/kWh. Mtđ = 631,25.(112+56).1.3,516/3,55 = 105034,3đồng = 105nghìn đồng. Giờ cao điểm: Từ 9giờ 30’ đến 11giờ 30’ và từ 17giờ đến 20giờ giá là 2218,75đồng/kWh. Mcđ =2218,75[(408+726+380)+(954+901+814)].1.3,516/3,55 = = 9192142,5đồng = 9,192triệu đồng. Tổng cộng: M = Mbt + Mtđ + Mcđ = 8,1141 + 0,105 + 9,192 = 17,4111triệu đồng. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 139 Vậy giá tiền điện phải trả (trên một ngày) cho hệ thống điều hòa không khí lúc chưa áp dụng tích trữ lạnh là: M = 17,4111triệu đồng/ngày.  Bây giờ hệ thống này có áp dụng hệ thống tích trữ lạnh một phần kiểu san bằng tải. Ta đưa ra một số trường hợp rồi phân tích và chọn lữa một trong các phương án đó. Vậy ta có giá tiền điện phải trả trên một ngày cho hệ thống điều hòa không khí khi áp dụng tích trữ lạnh là: Ta có: Tiền điện = giá điện. công suất hiệu dụng (cho máy nén + quạt giàn lạnh + quạt giàn nóng + bơm nước) = giá điện. Ne.số giờ . Với Ne = Q0/Ke = Q0/3,55. Vậy ta có: o Phƣơng án 1: Hệ thống điều hòa không khí cấp 800 tấn lạnh còn lại là tích trữ lạnh cung cấp. Suy ra hệ tích trữ lạnh phải cung cấp đủ 954 – 800 = 154tấn lạnh vào giờ phụ tải cao điểm nhất và tương tự cho các phụ tải thấp hơn cho đến khi bằng 800 tấn lạnh. Và theo đồ thị phụ tải ta tính được tích trữ lạnh cần cung cấp 904 tấn lạnh/ngày cho hệ thống vào giờ cao điểm – tức là phụ tải hệ thống cao hơn 800 tấn lạnh thì tích trữ lạnh sẽ phụ thêm cho đủ 954tấn lạnh vào giờ phụ tải đỉnh. Hình 6.3 là đồ thị phụ tải lạnh của phương án 1 cho chung cư CR3.1 – A. Hình 6.3 o Giờ bình thƣờng: Từ 4 giờ sáng đến 9giờ 30’, từ 11giờ30’ đến 17giờ và từ 20giờ đến 22giờ tối giá là 1118,75đồng/kWh. Mbt =1118,75.(86+800+400+380+800.5+1030).1.3,516/3,55 = 7419403đồng = 7,419triệu đồng. o Giờ thấp điểm: Từ 22giờ đến 4giờ sáng giá là 631,25đồng/kWh. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 140 Mtđ = 631,25.(112+56).1.3,516/3,55 = 105034đồng = 105nghìn đồng. o Tiền điện trả cho tích trữ lạnh – biết nó được hoạt động vào giờ thấp điểm : Mtl = 631,25.904.1.3,516/3,55 = 572418đồng = 0,572triệu đồng. o Giờ cao điểm: Từ 9giờ 30’ đến 11giờ 30’ và từ 17giờ đến 20giờ giá là 2218,75đồng/kWh. Mcđ =2218,75[(400+726+380)+(800+800+800)].1.3,516/3,55 = 8583435đồng = 8,583triệu đồng. o Tổng cộng: M ’ = Mbt + Mtđ + Mcđ + Mtl = 7,419 + 0,105 + 8,583 + 0,572 = = 16,68triệu đồng. Vậy giá tiền điện phải trả (trên một ngày) cho hệ thống điều hòa không khí khi áp dụng tích trữ lạnh ở phương án 1 là: M = 16,68triệu đồng/ngày.  Tiết kiệm đƣợc từ tích trữ lạnh: ∆M = M – M’ = 17,411 – 16,68 = 0,731triệu đồng/ngày. o Phƣơng án 2: Hệ thống điều hòa không khí cấp 700tấn lạnh còn lại là tích trữ lạnh cung cấp. Suy ra hệ tích trữ lạnh phải cung cấp đủ 954 – 700 = 254tấn lạnh vào giờ phụ tải cao điểm nhất và tương tự cho các phụ tải thấp hơn cho đến khi bằng 700tấn lạnh. Và theo đồ thị phụ tải ta tính được tích trữ lạnh cần cung cấp 1990tấn lạnh/ngày cho hệ thống vào giờ cao điểm – tức là phụ tải hệ thống cao hơn 700tấn lạnh thì tích trữ lạnh sẽ phụ thêm cho đủ 954tấn lạnh vào giờ phụ tải đỉnh. Hình 6.4 là đồ thị phụ tải lạnh của phương án 2 cho chung cư CR3.1 – A. o Giờ bình thƣờng: Từ 4 giờ sáng đến 9giờ 30’, từ 11giờ30’ đến 17giờ và từ 20giờ đến 22giờ tối giá là 1118,75đồng/kWh. Mbt =1118,75.(86+700+350+350+700.5+1030).1.3,516/3,55 = 6665939đồng = = 6,666triệu đồng. o Giờ thấp điểm: Từ 22giờ đến 4giờ sáng giá là 631,25đồng/kWh. Mtđ = 631,25.(112+56).1.3,516/3,55 = 105034đồng = 105nghìn đồng. o Tiền điện trả cho tích trữ lạnh – biết nó được hoạt động vào giờ thấp điểm : Mtl = 631,25.1990.1.3,516/3,55 = 1244156đồng = 1,244triệu đồng/ngày. o Giờ cao điểm: Từ 9giờ 30’ đến 11giờ 30’ và từ 17giờ đến 20giờ giá là 2218,75đồng/kWh. Mcđ = 2218,75[(350+700+350)+(700+700+700)].1.3,516/3,55 = 7691250đồng = 7,691triệu đồng. o Tổng cộng: Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 141 M ’ = Mbt + Mtđ + Mcđ + Mtl = 6,666 + 0,105 + 7,691 + 1,244 = = 15,706triệu đồng. Hình 6.4 Vậy giá tiền điện phải trả (trên một ngày) cho hệ thống điều hòa không khí khi áp dụng tích trữ lạnh ở phương án 2 là: M = 15,706triệu đồng/ngày.  Tiết kiệm đƣợc từ tích trữ lạnh: ∆M = M – M’ = 17,411 – 15,706 = 1,7051triệu đồng/ngày. o Phƣơng án 3: Hệ thống điều hòa không khí cấp 600tấn lạnh còn lại là tích trữ lạnh cung cấp. Suy ra hệ tích trữ lạnh phải cung cấp đủ 954 – 600 = 354tấn lạnh vào giờ phụ tải cao điểm nhất và tương tự cho các phụ tải thấp hơn cho đến khi bằng 600tấn lạnh. Và theo đồ thị phụ tải ta tính được tích trữ lạnh cần cung cấp 3190tấn lạnh/ngày cho hệ thống vào giờ cao điểm – tức là phụ tải hệ thống cao hơn 600tấn lạnh thì tích trữ lạnh sẽ phụ thêm cho đủ 954tấn lạnh vào giờ phụ tải đỉnh. Hình 6.5 là đồ thị phụ tải lạnh của phương án 3 cho chung cư CR3.1 – A. o Giờ bình thƣờng: Từ 4 giờ sáng đến 9giờ 30’, từ 11giờ30’ đến 17giờ và từ 20giờ đến 22giờ tối giá là 1118,75đồng/kWh. Mbt =1118,75.(86+600+300+300+600.5+1030).1.3,516/3,55 = 5890315đồng = 5,89triệu đồng. o Giờ thấp điểm: Từ 22giờ đến 4giờ sáng giá là 631,25đồng/kWh. Mtđ = 631,25.(112+56).1.3,516/3,55 = 105034đồng = 105nghìn đồng. o Tiền điện trả cho tích trữ lạnh – biết nó được hoạt động vào giờ thấp điểm : Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 142 Mtl = 631,25.3190.1.3,516/3,55 = 2013688đồng = 2,013triệu đồng. o Giờ cao điểm: Từ 9giờ 30’ đến 11giờ 30’ và từ 17giờ đến 20giờ giá là 2218,75đồng/kWh. Mcđ =2218,75[(300+600+300)+(600+600+600)].1.3,516/3,55 = 6592500đồng = 6,592triệu đồng. o Tổng cộng: M ’ = Mbt + Mtđ + Mcđ + Mtl = 5,89 + 0,105 + 6,592 + 2,013 = 14,6triệu đồng. Vậy giá tiền điện phải trả (trên một ngày) cho hệ thống điều hòa không khí khi áp dụng tích trữ lạnh ở phương án 3 là: M = 14,6triệu đồng/ngày.  Tiết kiệm đƣợc từ tích trữ lạnh: ∆M = M – M’ = 17,411 – 14,6 = 2,811triệu đồng/ngày. Hình 6.5 o Phƣơng án 4: Hệ thống điều hòa không khí cấp 500tấn lạnh còn lại là tích trữ lạnh cung cấp. Suy ra hệ tích trữ lạnh phải cung cấp đủ 954 – 500 = 454tấn lạnh vào giờ phụ tải cao điểm nhất và tương tự cho các phụ tải thấp hơn cho đến khi bằng 500tấn lạnh. Và theo đồ thị phụ tải ta tính được tích trữ lạnh cần cung cấp 4470tấn lạnh/ngày cho hệ thống vào giờ cao điểm – tức là phụ tải hệ thống cao hơn 500tấn lạnh thì tích trữ lạnh sẽ phụ thêm cho đủ 954tấn lạnh vào giờ phụ tải đỉnh. Hình 6.6 là đồ thị phụ tải lạnh của phương án 4 cho chung cư CR3.1 – A. o Giờ bình thƣờng: Từ 4 giờ sáng đến 9giờ 30’, từ 11giờ30’ đến 17giờ và từ 20giờ đến 22giờ tối giá là 1118,75đồng/kWh. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 143 Mbt=1118,75.(86+500+250+250+500.5+500+450).1.3,516/3,55= =5026047đồng = 5,026triệu đồng. o Giờ thấp điểm: Từ 22giờ đến 4giờ sáng giá là 631,25đồng/kWh. Mtđ = 631,25.(112+56).1.3,516/3,55 = 105034đồng = 105nghìn đồng. o Tiền điện trả cho tích trữ lạnh – biết nó được hoạt động vào giờ thấp điểm : Mtl = 631,25.4470.1.3,516/3,55 = 2794662đồng = 2,795triệu đồng. o Giờ cao điểm: Từ 9giờ 30’ đến 11giờ 30’ và từ 17giờ đến 20giờ giá là 2218,75đồng/kWh. Mcđ = 2218,75[(250+500+250)+(500+500+500)].1.3,516/3,55 = 5493750đồng = 5,494triệu đồng. o Tổng cộng: M ’ = Mbt + Mtđ + Mcđ + Mtl = 5,026 + 0,105 + 5,494 + 2,795 = = 13,42triệu đồng. Vậy giá tiền điện phải trả (trên một ngày) cho hệ thống điều hòa không khí khi áp dụng tích trữ lạnh ở phương án 4 là: M = 13,42triệu đồng/ngày.  Tiết kiệm đƣợc từ tích trữ lạnh: ∆M = M – M’ = 17,411 – 13,42 = 3,991triệu đồng/ngày. Hình 6.6 o Phƣơng án 5: Hệ thống điều hòa không khí cấp 400tấn lạnh còn lại là tích trữ lạnh cung cấp. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 144 Suy ra hệ tích trữ lạnh phải cung cấp đủ 954 – 400 = 554tấn lạnh vào giờ phụ tải cao điểm nhất và tương tự cho các phụ tải thấp hơn cho đến khi bằng 400tấn lạnh. Và theo đồ thị phụ tải ta tính được tích trữ lạnh cần cung cấp 5820tấn lạnh/ngày cho hệ thống vào giờ cao điểm – tức là phụ tải hệ thống cao hơn 400tấn lạnh thì tích trữ lạnh sẽ phụ thêm cho đủ 954tấn lạnh vào giờ phụ tải đỉnh. Hình 6.7 là đồ thị phụ tải lạnh của phương án 3 cho chung cư CR3.1 – A. o Giờ bình thƣờng: Từ 4 giờ sáng đến 9giờ 30’, từ 11giờ30’ đến 17giờ và từ 20giờ đến 22giờ tối giá là 1118,75đồng/kWh. Mbt=1118,75.(86+400+200+200+400.5+400+400).1.3,516/3,55= 4084217đồng = 4,084triệu đồng. o Giờ thấp điểm: Từ 22giờ đến 4giờ sáng giá là 631,25đồng/kWh. Mtđ = 631,25.(112+56).1.3,516/3,55 = 105034đồng = 105nghìn đồng. o Tiền điện trả cho tích trữ lạnh – biết nó được hoạt động vào giờ thấp điểm : Mtl = 631,25.5820.1.3,516/3,55 = 3638688đồng = 3,638triệu đồng. o Giờ cao điểm: Từ 9giờ 30’ đến 11giờ 30’ và từ 17giờ đến 20giờ giá là 2218,75đồng/kWh. Hình 6.7 Mcđ = 2218,75[(200+400+200)+(400+400+400)].1.3,516/3,55 = 4395000đồng = 4,395triệu đồng. o Tổng cộng: M ’ = Mbt + Mtđ + Mcđ + Mtl = 4,084 + 0,105 + 4,395 + 3,638 = = 12,222triệu đồng. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 145 Vậy giá tiền điện phải trả (trên một ngày) cho hệ thống điều hòa không khí khi áp dụng tích trữ lạnh ở phương án 5 là: M = 12,222triệu đồng/ngày.  Tiết kiệm đƣợc từ tích trữ lạnh: ∆M = M – M’ = 17,411 – 12,222 = 5,189triệu đồng/ngày.  Và ta có bảng 6.2 tổng hợp nội dung sơ bộ của các phương án trên như sau: Bảng 6.2 Công trình CR3.1 - A Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 Phương án 4 Phương án 5 Hệ Chiler cấp 800 700 600 500 400 (tấn lạnh) Hệ tích trữ lạnh cấp 154 254 354 454 554 (tấn lạnh) Năng lượng lạnh tích 904 1990 3190 4470 5820 trữ được(tấn lạnh/ngày) Giá tiền điện phải trả 16,68 15,706 14,6 13,42 12,222 (triệu đồng/ngày) Số tiền tiết kiệm được 0,731 1,7051 2,811 3,991 5,189 (triệu đồng/ngày)  Nhận xét các phƣơng án: Từ 5 phương án trên đây ta nhận thấy rằng nếu hạ dần mức cấp phụ tải lạnh của chiller và tăng dần mức cấp và lưu trữ tải lạnh của hệ thống tích trữ lạnh thì tiền điện tiết kiệm được càng tăng lên. Nhưng mức hạ xuống của sự cấp phụ tải lạnh chiller và mức tăng tích trữ của hệ thống tích trữ lạnh đều có giới hạn của nó. Chúng ta không thể tăng quá cao mức tích trữ lạnh của hệ thống tích trữ được vì còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như không gian đặt bồn tích trữ, máy chiller cần thiết để chạy tạo ra lạnh để tích trữ và thời gian cần tích trữ số lượng lạnh tích trữ ấy. Và chúng ta cũng không thể hạ quá thấp mức tích trữ của hệ thống tích trữ lạnh được vì nếu làm như vậy thì vấn đề áp dụng hệ thống tích trữ lạnh vào hệ thống công trình là chưa được thật sự chú trọng, đầu tư và lợi nhuận thu được từ các lợi ích của hệ thống tích trữ đem lại cũng ít ỏi, sỉg đáng là bao.  Theo chương 5, mục 5.2, kinh nghiệm từ một số các công trình cụ thể đã ứng dụng công nghệ tích trữ lạnh vào trong kỹ thuật điều hòa không khí như: o Công trình bệnh viện Serdan ở Malaysia: o Nhu cầu tải cực đại: 2000tấn lạnh = 7032kW Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 146 o Năng lượng lạnh được trữ trên ngày: 21096kWh. o Thể tích bình tích trữ: 400m3 o Số lượng bình tích trữ: 2 o Đường kính bình tích trữ: 3,4m o Chiều dài bình tích trữ: 21m o Hệ thống máy bao gồm hai bình tích trữ lạnh 200m3, với hai máy làm lạnh tung tâm cơ bản (400tấn lạnh ) và hai máy làm lạnh trung tâm chạy bằng nước muối (374tấn lạnh). o Bình trích trữ lạnh sẽ cung cấp 23% nhu cầu tải cho bệnh viện và được nạp tải vào ban đêm. o Viện nghiên cứu công nghệ nguyên tử Malaysia: o Yêu cầu tải cực đại: 1500tấn lạnh = 5274kW o Tổng năng lượng tích trữ được trên ngày: 21658,56kWh. o Thể tích bình tích trữ STL: 400m3. o Số lượng bình tích trữ: 1 o Hệ thống máy gồm một bình tích trữ STL đặt đứng (400m3) và máy làm lạnh tung tâm nước muối 383tấn lạnh. o Bình tích trữ lạnh STL cung cấp khoảng 49% năng lượng lạnh yêu cầu và được nạp tải vào ban đêm.  Từ kinh nghiệm từ các công trình trên ta thấy phƣơng án 3 là hoàn toàn hợp lý nhất vì tổng phụ tải của công trình vào mùa khô là 954tấn lạnh, chiller cần cung cấp liên tục cho phụ tải là 600tấn lạnh, số còn lại 354tấn lạnh là do hệ thống tích trữ đáp ứng tự động vào những lúc phụ tải vượt cao hơn 600tấn lạnh. Hình 6.8 là đồ thị nạp tải (chiller cấp tải cho bồn tích trữ lạnh – Ice –Storage) và xả tải (chiller cung cấp cho phụ tải 600tấn lạnh, số phụ tải còn lại là Ice Storage cấp) của phƣơng án 3. Vậy theo phương án này thì bình tích trữ lạnh cung cấp khoảng 354/954 = 37% năng lượng phụ tải lạnh yêu cầu của công trình. Con số này hoàn toàn phù hợp với các các công trình đã tham khảo ở chương 5, mục 5.2. Theo đồ thị phụ tải của công trình thì hệ thông tích trữ lạnh có: o Tổng thời gian nạp tải là từ 24 giờ tối tới 6 giờ sáng tức là tổng thời gian nạp tải là 7 giờ. o Tổng thời gian xả tải tự động là từ 8 giờ sáng tới 20 giờ tối tức là tổng thời gian xả tải là 12giờ vì có 2 giờ là không xả tải cũng như không nạp tải (là lúc 20 giờ và 21 giờ). Nghĩa là giai đoạn này bản thân Chiller tự cung cấp được phụ tải lạnh cho hệ thống và số phụ tải lạnh dư ra không đáng bao nhiêu cả nên không áp dụng số dư đó vào vấn đề nạp tải cho bồn tích trữ lạnh. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 147 Hình 6.8 o Hệ thống 3 cụm Chiller cũng cần có thời gian để nghỉ ngơi, bảo trì, bảo dưỡng và thời gian nghỉ đó là 3 giờ ( lúc 22 giờ, 23 giờ và 7 giờ sáng) là hệ thống chiller lúc này tạm ngưng hoạt động để đi nghỉ ngơi đảm bảo cho hệ thống tiếp tục chạy nạp tải được diễn ra tốt đẹp. Còn phụ tải lạnh của hệ thống lúc đó thì sẽ được hệ thống tích trữ lạnh xả tải và cung cấp. Ta có công suất bồn tích trữ lạnh phải cung cấp ở chế độ xả tải lạnh cho công trình trong suốt 12 giờ là: QXả= 1.3,516.[ (𝑄ℎ − 600) 20 ℎ=8 ] = 11216kWh Ta chọn hiệu suất làm việc của hệ thống bồn tích trữ lạnh là: 𝜂s = 0,9 Suy ra số năng lượng lạnh thực tế cần để cung cấp cho vấn đề xả tải là: QXả = 11216/0,9 = 12462kWh. Và để tính công suất bồn tích trữ lạnh phải đủ dung tích để chứa lượng năng lượng lạnh trong 7 giờ nạp tải liên tục và đáp ứng đủ hoặc dư lượng QXả = 12462kWh thì tổng công suất 3 cụm chiller cần cung cấp cho vấn đề nạp tải vào ban đêm trong vòng thời gian nạp tải (trong 7 giờ) là: o Chế độ vận hành 1: Nếu ta cho 3 cụm chiller làm việc đúng với công suất lạnh là 600 tấn lạnh thì ta có số năng lượng tích trữ được là: Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 148 QNạp = 1.3,516[ (600 − 𝑄ℎ) 24 ℎ=22 ] + 1.3,516[ (600 − 𝑄ℎ) 7 ℎ=1 ] = = 14767,2kWh Suy ra lượng năng lượng lạnh còn lại trong bồn tích trữ là: ∆Q = QNạp – QXả = 14767,2 – 12462 = 2305,2kWh o Chế độ vận hành 2: Nếu ta cho 3 cụm chiller làm việc lúc nạp tải với công suất tổng là 550 tấn lạnh thì ta có số năng lượng tích trữ được là: QNạp =1.3,516.[ (550 − 𝑄ℎ) 6 ℎ=24 ] = 13536,6kWh Mà số năng lượng lạnh cần để xả tải là: 12462kWh Suy ra lượng năng lượng lạnh còn lại trong bồn tích trữ là: ∆Q = QNạp – QXả = 13536,6 – 12462 = 1072,6kWh So hai chế độ vận hành thì ta thấy ở chế độ vận hành 2 có lợi hơn về mặt kinh tế như: o Công suất 3 cụm chiller làm việc chỉ cần tạo ra tổng công suất là 550 tấn lạnh. Suy ra 3 cụm Chiller làm việc với 550/(3.250) = 73,33% tải, vậy vừa giúp chiller làm việc non tải, tốt cho hệ máy móc hoạt động (không bị quá tải) đồng thời tăng hệ số COP hay tăng hiệu suất máy nén cũng như hiệu suất thiết bị bình ngưng, bình bay hơi hay tăng hiệu suất toàn bộ cụm chiller. Giá trị 250 tấn lạnh ở đây là giá trị công suất lạnh của mỗi chiller được chọn sau khi áp dụng hệ thống tích trữ lạnh cho công trình CR3.1 – A và được trình bày ở mục 6.2.1. o Với ∆Q = 1072,6kWh là giá trị nguồn lạnh dự phòng rất hợp lý, nếu như có sự cố gì sảy ra thì số tấn lạnh này có thể tham gia đáp ứng được một phần nào đó. Nếu ∆Q quá lớn thì sự nạp tải và xả tải của chúng ta sẽ luôn có một số lượng lớn năng lượng được tích trữ dưới dạng băng và luôn nằm trong các bồn tích trữ, gây chiếm chỗ và gây nhiều vấn đề phát sinh không mong muốn khác. 6.2 Đánh giá sơ bộ tính kinh tế khi áp dụng hệ thống tích trữ lạnh. 6.2.1 Chi phí đầu tƣ sơ bộ tiết kiệm đƣợc khi sử dụng bồn tích trữ lạnh. Quay lại với phần trên thì với trường hợp 3 thì hệ thống tích trữ lạnh cho ta vào mùa khô tiết kiệm được 2,811triệu đồng/ngày, tương đương 2,811.365 = = 1026,015triệu đồng/năm = 1,026015tỷ đồng/năm. Vậy với phương án 3 thì hệ thống tích trữ lạnh sẽ tiết kiệm cho chúng ta: T1 = 1,026015tỷ đồng/năm. T1 đó mới là số tiền tiết kiệm được từ sự giảm chi phí tiền điện phải trả trên năm, còn khi chúng ta giảm công suất chiller phải cung cấp cho công trình xuống từ 954 tấn lạnh (lúc chưa áp dụng hệ thống tích trữ) giảm xuống còn 600 tấn lạnh thì tức là giảm Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 149 đi 954/600 = 1,59 lần phụ tải lạnh cần cung cấp, số lần này cũng gần như tương đương với số lần giảm vốn đầu tư cho hệ thống thiết bị chiller. Từ việc cần cung cấp 954tấn lạnh cho hệ thống, ta chọn 3 cụm chiller, mỗi cụm là 375 tấn lạnh, ứng với hiệu suất hiệu dụng của máy nén trục vít là ηe = 0,648 thì hệ số COPhieu dung = 3,55. Sau khi áp dụng hệ thống tích trữ lạnh thì chiller chỉ cần cung cấp 600 tấn lạnh, do đó 3 cụm chiller, mỗi cụm chọn là 250tấn lạnh, thì hệ số COPhieu dung cũng tăng lên không đáng bao nhiêu. Nhưng nếu chúng ta vẫn giữ nguyên là mỗi cụm chiller là 375 tấn lạnh, thì 3 cụm chỉ cần cung cấp 600tấn lạnh. Vậy mỗi cụm chiller chỉ cần làm việc khoảng 250/375 = 66,67% công suất. Và do chạy 66,67% công suất này mà hiệu suất hiệu dụng của máy nén sẽ được tăng cao thêm, hiệu suất trao đổi nhiệt của bình ngưng, bình bay hơi cũng tăng lên. Suy ra hệ số COP’hieu dung > COPhieu dung Vậy với ∆COPhieu dung > 0, con số này rất có ý nghĩa về mặt tiết kiệm năng lượng tiêu thụ cho chiller. Ngoài ra chúng ta còn tiết kiệm được một khoản tiền cũng không nhỏ từ việc mua tháp giải nhiệt có công suất nhỏ hơn, và một số thiết bị khác nhỏ hơn nữa,…Số chi phí giảm được đáng kể này gọi là T2. Suy ra tổng số tiền tiết kiệm được từ việc áp dụng hệ thống tích trữ lạnh là: TA = T1 + T2, tỷ đồng/năm 6.2.2 Phân tích sơ bộ thời gian thu hồi vốn khi sử dụng bồn tích trữ lạnh. Ta có theo kinh nghiệm từ thực tế giá thành thiết bị và giá thành lắp đặt nên chọn cao hơn mức trung bình để tính cho trường hợp đơn đặt hàng mua các thiết bị cho hệ thống tích trữ lạnh với số lượng ít cũng như là với số lượng nhiều. Tra bảng ở một số tài liệu, cụ thể như tài liệu [10, bảng 3.1, trang 32] ta được bảng 6.3 so sánh đặc tính của các loại sơ đồ tích trữ lạnh như sau: Bảng 6.3 Kiễu tích trữ Thông số Nước lạnh Muối Eutectic Băng Thể tích, m3/kWh 0,0861÷0,1690 0,0483 0,0193÷0,0265 Nhiệt độ xả tải, 0C 4÷7 9÷10 3÷7 Giá thành thiết bị, USD/kW 57÷85 57÷85 57÷427 Giá thành lắp đặt, USD/kWh 8,5÷28 5,7÷20 5,7÷43  Trƣờng hợp đơn đặt hàng là lẻ tẻ (số lƣợng ít): Ta có: Năng lượng lạnh cần tích trữ là : QNạp = 13536,6kWh Thời gian nạp tải là: 7 giờ Năng lượng lạnh lạnh cần tích trữ trên một giờ là: Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 150 QNap1 = QNạp/7 = 1933,8kW = 550tấn lạnh. Theo bảng 5.4 chương 5 ta có bảng 6.4.a trình bày thông số tính toán và kết quả cho phương án dùng sơ đồ tích trữ dạng Băng cho đơn đặt hàng lẻ. : Bảng 6.4.a Tích trữ băng Sơ đồ 1 Thông số chọn Kết quả tính toán Thể tích, m3/kWh 0,0193÷0,0265 0,0229 310m3 Nhiệt độ xả tải, 0C 1÷3 2 2 Giá thành thiết bị, USD/kW 57÷142 110 212718USD Giá thành lắp đặt, USD/kWh 14÷20 17 230122USD Vậy từ bảng 6.4 đối với đơn đặt hàng lẻ ta có chi phí cần phải trả là: TB = 212718 + 230122 = 442840USD = 7,533.10 9đồng = = 7,533tỷ đồng => Thời gian hoàn vốn là: thv = TB / TA = 7,533/1,026 = 7,34năm. Đó là thời gian hoàn vốn với đơn đặt hàng số lượng lẻ và chưa tính số tiền giảm được từ vốn đầu tư chiller, bơm nước, tháp giải nhiệt ban đầu cùng với việc tăng hiệu suất máy nén trong chilller nữa. Nếu tính chi ly thì thời gian hoàn vốn có thể nhỏ hơn con số 7,34năm. Mà mặt khác ta có, nếu đem số tiền 7,533tỷ đồng này đi đầu tư một lĩnh vực nào đó sau 10 năm sỉg hạn thì liệu con số lợi nhuận có thể đem lại lãi ròng hàng năm đều đặn là 1,026tỷ đồng hay không? Giả sử vấn đề đầu tư có thể xảy ra thì ta có số phần trăm lợi nhuận từ vốn ban đầu trên năm là: 1,026/7,533 = 13,62% . Đây quả là một bài toán khó để đạt được con số 13,62% /năm nếu đem khoản tiền đó đi đầu tư vào các lĩnh vực khác, trong khi chúng ta chỉ cần đầu tư vào hệ thống điều hòa không khí bằng cách áp dụng công nghệ tích trữ lạnh thì cứ mỗi năm, không cần phải làm gì nhiều, không phải tính toán, kinh doanh mà chúng ta vẫn cứ thu lơi nhuận là 13,62% trên năm một cách dễ dàng. Kết luận: Con số thv = 7,34năm này còn có thể vượt lên cao hơn thế nếu chúng ta tính toán chi ly thêm việc giảm công suất bơm, tháp giải nhiệt, giảm kích thước đường ống, van, và cả việc tăng hiệu suất máy nén nữa. => Vậy với con số này thì viêc đầu tƣ có khả quan và có lợi cao về mặt kinh tế.  Trƣờng hợp đơn đặt hàng là sỉ (số lƣợng nhiều): Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 151 Năng lượng lạnh cần tích trữ là : QNạp = 13536,6kWh Thời gian nạp tải là: 7 giờ Năng lượng lạnh lạnh cần tích trữ trên một giờ là: QNap1 = QNạp/7 = 1933,8kW = 550tấn lạnh. Và ta lại bảng 6.4.b trình bày thông số tính toán và kết quả cho phương án dùng sơ đồ tích trữ dạng Băng cho đơn đặt hàng sỉ. Bảng 6.4.b Tích trữ băng Sơ đồ 1 Thông số chọn Kết quả tính toán Thể tích, m3/kWh 0,0193÷0,0265 0,0229 310m3 Nhiệt độ xả tải, 0C 1÷3 2 2 Giá thành thiết bị, USD/kW 57÷142 80 154704USD Giá thành lắp đặt, USD/kWh 14÷20 17 230122USD Vậy từ bảng 6.5 ta có: TB = 154704 + 230122 = 384826USD = 6,546.10 9đồng = = 6,546tỷ đồng. => Thời gian hoàn vốn là: thv = TB / TA = 6,546/1,026 = 6,38năm Kết luận: Đó là thời gian hoàn vốn với đơn đặt hàng số lượng sỉ (nhưng tính giá trung bình chứ chưa tính cho trường hợp giá thấp nhất) và chưa tính số tiền giảm được từ vốn đầu tư chiller ban đầu cùng với việc tăng hiệu suất máy nén trong chilller nữa. Nếu tính chi ly thì thời gian hoàn vốn có thể nhỏ hơn con số 6,38năm. Với sự phân tích về tính kinh tế như ở trường hợp mua lẻ thì viêc đầu tư ở trường hợp mua sỉ này càng có khả quan và càng có lợi cao về mặt kinh tế. 6.3 Tính chọn bồn tích trữ lạnh cho hệ thống. 6.3.1 Phân loại và chọn lựa bồn tích trữ. Bồn tích trữ ta chọn để áp dụng cho hệ thông điều hòa không khí của chung cư CR3.1 – A là loại bồn tích trữ băng có xuất xứ từ Đài Loan. Bình có cấu tạo bởi các ống thép hoặc các ống đồng chịu áp lực cao được xếp thành từng cuộn, từng pass và xếp nằm trong những cái bồn chứa (tank) chịu áp lực cao. 6.3.1.1 Bồn tích trữ băng loại tròn. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 152 Do có cấu tạo hình tròn nên bồn loại này chiếm diện tích khá nhiều hơn so với loại bồn hình chữ nhật. Loại bồn này chủ yếu là đặt đứng nên cần chiều cao của không gian lắp đặt hơn là so với loại bồn hình chữ nhật. Hình 6.9 giới thiệu loại bồn tích trữ băng phổ biến là hình tròn (ở trạng thái nắp trên của bồn đã được mở để quan sát cấu tạo bên trong là các cuộn thép hoặc đồng, các ống thép hoặc đồng này đã được băng bám kín). Hình 6.9 Hình 6.10 6.3.1.2 Bồn tích trữ băng loại hình chữ nhật. Như đã nói ở phần trên thì loại bồn này chiếm không gian lắp đặt ít hơn, cần chiều cao lắp đặt ít hơn so với loại tròn. Bồn loại này chủ yếu đặt nằm. Bồn hình chữ nhật vận chuyển, lắp đặt và bảo trì dễ dàng hơn bồn hình tròn. Hình 6.10 giới thiệu loại bồn tích trữ băng phổ biến là hình chữ nhật (ở trạng thái nắp trên của bồn đã được mở để quan sát cấu tạo bên trong là các cuộn thép hoặc đồng, các ống thép hoặc đồng này đã được băng bám kín). 6.3.2 Chọn bồn và số lƣợng bồn tích trữ băng thích hợp cho công trình. Hình 6.11 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 153 Với công trình là chung cư cao cấp CR3.1 – A, bồn tích trữ lạnh được bố trí lắp đặt ngay gần phòng máy chiller năm ở tầng hầm 2 của toàn nhà. Nên việc vận chuyển, lắp đặt và không gian lắp đặt hết sức khắt khe. Do đó ta chọn loại bồn tích trữ hình dạng chữ nhật cho thuận tiện việc vận chuyển, vận hành, lắp đặt và bảo trì. Hình 6.11 và bảng 6.5 là quy cách của một số bồn tích trữ lạnh hình chữ nhật. Bảng 6.5 Model A B C (6) (7) Dyn 335 3950 2200 2050 80A (3B) 80A (3B) Dyn 425 4950 2200 2050 80A(3B) 80A(3B) Dyn 500 4950 2200 2400 100A(4B) 100A(4B) Dyn 560 5550 2200 2400 100A(4B) 100A(4B) Dyn 610 5950 2200 2400 100A(4B) 100A(4B) Dyn 900 6600 2200 2800 125A(5B) 125A(5B) Và bảng 6.6 liệt kê chi tiết các thông số của các dòng bồn tích trữ lạnh hình chữ nhật: Bảng 6.6 Model Đơn vị Dyn – 335 Dyn – 425 Dyn – 500 Dyn – 560 Dyn – 610 Dyn – 900 Công suất Bồn chứa Tấn lạnh - giờ 335 425 500 560 610 900 kWh 1178 1494 1758 1969 2145 3164 Nhiệt hiện kWh 177 224 257 295 355 524 Nhiệt ẩn kWh 1001 1270 1501 1674 1790 2641 Kích thước W - Rộng mm 2200 2200 2200 2200 2200 2200 H - Cao mm 2050 2050 2400 2400 2400 2800 L - Dài mm 3950 4950 4950 5550 5950 6600 Vật kiệu Vỏ bồn N/A SUS 304 Stainless stell Plate Ống phân phối chính N/A SUS 304 Stainless stell Plate Vách ngăn N/A Freeze - resisting PE Plate Ice Coil N/A 16mm freeze - resisting PE pipe Cách nhiệt Tấm đậy phía trên N/A 50mm isolated plate of PU formed Tấm đậy bên hông, phía dưới N/A 100mm thickness isolation Glycol Hỗn hợp với nước N/A 25% 25% 25% 25% 25% 25% thể tích Lít 690 880 1050 1200 1320 1880 HX Tubing Pass lưu thông N/A 3 3 hoặc 4 3 hoặc 4 4 4 4 hoặc 5 Tốc độ nước l/p 450 560 680 760 820 1200 Độ sụt áp M 8,4 8,8 hoặc 6,6 9,8 hoặc 8,4 7,4 8,8 9,8 hoặc 8,4 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 154 Kết nối Ống glycol vào/ra inch 3x3 3x4 4x4 4x4 4x4 5x5 Ống nước vào/ra inch 3x3 3x4 4x4 4x4 4x4 5x6 Trọng lượng Lúc vận chuyển kg 1450 1860 2080 2360 2560 3540 Lúc hoạt hoạt động kg 16250 21540 23750 26680 28980 42450 Áp suất hoạt động Max 8,8 bar (125psi) Áp suất test 12,2 bar (175psi) Khoảng nhiệt độ hoạt động -15 oC đến 50oC Công suất bơm tuần hoàn 1 HP 1 HP 1 HP 2 HP 2 HP 2 HP Mức điều chỉnh tải tích trữ 0 đến 100% Scale Senser cảm biến tải lạnh 4 đến 20mA output Theo mục 6.2.2 ta có: Năng lượng lạnh cần tích trữ là : QNạp = 13536,6kWh Thời gian nạp tải là: 7giờ Năng lượng lạnh cần tích trữ trên một giờ là: QNap1 = QNạp/7 = 13536,6/7 = 1933,8kW = 550tấn lạnh. Vậy từ bảng 6.6 ta chọn được số bồn tích trữ cần thiết là: Số lượng bồn tích trữ: 7 bồn. Tên series: Dyn – 560 Công suất 1 bồn chứa: 1969kWh Tổng công suất 7 bồn chứa: 7.1969 = 13783kWh Kích thước 1 bồn chứa: LxWxH = 5550x2200x2400mm Tổng thể tích 7 bồn chứa: 7.(5,55.2,2.2,4) = 205,128m3 Xuất xứ: Đài Loan Và các thông số khác có liên quan đều được nêu trong bảng 6.6. 6.4 Chi phí sơ bộ đầu tƣ cho hệ thống. 6.4.1 Đồi với hệ thống truyền thống. Theo tài liệu [10, trang 38] thì chi phí đầu tư ban đầu đối với hệ thống truyền thống được tính cụ thể như sau: IC =QS.mC Với: IC : Chi phí đầu tư ban đầu đối với hệ thống truyền thống, triệu đồng QS : Năng suất lạnh cực đại của tổ máy lạnh, kW mC : Tiền đầu tư cho một đơn vị năng suất lạnh của tổ máy, triệu đồng/kW. Mà ta có: Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 155 QS = 954 tấn lạnh = 3354,3kW. mC = 10 ÷ 25triệu đồng/kW (theo tham khảo thực tế từ một số công trình của công ty Daikin), Ta chọn mC = 12triệu đồng/kW vì công trình CR3.1 – A có kết cấu và yêu cầu về độ thi công có tiêu chuẩn thấp hơn so với các công trình Dược, Y tế, cao ốc văn phòng,... Suy ra: IC =QS.mC = 3354,3.12 = 40251,6triệu đồng = 40,2516tỷ đồng. Tổ máy lạnh gồm một cụm máy chính và các thiết bị phụ kèm theo như: bơm nước lạnh, tháp giải nhiệt, bơm nước tháp giải nhiệt, van, … Giá trị mC tùy thuộc từng chủng loại máy, từng nhà sản xuất khác nhau, đơn vị thị công, yêu cầu của chủ đầu tư, . 6.4.2 Đồi với hệ thống có dùng bồn tích trữ lạnh. Theo tài liệu [10, trang 39] thì chi phí đầu tư ban đầu đối với hệ thống có dùng bồn tích trữ lạnh được tính cụ thể như sau: IS =IS1+IS2+IS3 Với: IS1 =QS1.mC Trong đó: IS1 : Tổng tiền đầu tư cho tổ máy lạnh trong hệ thống có tích trữ băng, triệu đồng. QS : Năng suất lạnh cực đại của tổ máy lạnh, kW mC : Tiền đầu tư cho một đơn vị năng suất lạnh của tổ máy, triệu đồng/kW IS2 =Qi .mS Trong đó: IS2 : Tổng tiền đầu tư cho bồn tích trữ băng, triệu đồng Qi : Dung lượng của bồn tích trữ băng, kWh mS : Tiền đầu tư cho một đơn vị dung lượng tích trữ, triệu đồng/kWh Và: IS3 là tổng tiền đầu tư cho các thiết bị phát sinh khi sử dụng bồn tích trữ băng như bơm chất tải lạnh, bộ trao đổi nhiệt trực tiếp…,triệu đồng Thông thường cũng tương tụ như hệ thống water chiller, tiền đầu tư mua bơm, các thiết bị phụ chiếm khoảng từ 20 – 40% tổng tiền đầu tư cho hệ thống tích trữ băng. Vậy ta có : IS1 : o QS = 3354,3kW. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 156 o mC = 8 – 12triệu đồng/kW. Vì ta chọn mua Chiller nhỏ hơn với công suất chỉ 600tấn lạnh, mà công suất ban đầu là 954 tấn lạnh. Dẫn đến ta chọn tháp giải nhiệt, bơm nước lạnh cũng nhỏ hơn nên chi phí mới giảm xuống còn mC = 9,5triệu đồng/kW => IS1 =QS1.mC = 9,5.3354,3 = 31865,85 triệu đồng = 31,865tỷ đồng. IS2 : Ta có bồn tích trữ lạnh hoạt động tích trữ lạnh bắt đầu từ những lúc phụ tải của hệ thống thấp hơn 600 tấn lạnh. Nghĩa là bắt đầu từ 24 giờ tới 6 giờ sáng, khoảng thời gian đó ứng với 7 giờ liên tục. Sau đó bồn tích trữ lạnh lại thực hiện quá trình nhả tải lạnh bắt đầu từ 8 giờ sáng tới 20 giờ tối để cung cấp tải lạnh cho công trình với mục đích là bồn tích trữ và chiller luôn phải đáp ứng được nhu cầu đầy đủ phụ tải cho công trình như trên đồ thị phụ tải của hệ thống – hình 8.2. Vậy ta có: o Qi = 13536,6kWh o mS : o Mua lẻ: TBl = 26,39637tỷ đồng => mS = TB/ Qi = 26,39637.10 9 /13536,6 = = 1,95.10 6đồng/kWh = 1,95triệu đồng/kWh. o Mua sỉ: TBc = 20,5514tỷ đồng => mS = TB/ Qi = 20,5514.10 9 /13536,6 = = 1,518.10 6đồng/kWh = 1,518triệu đồng/kWh. Vậy IS2 = Qi .mS : o Mua lẻ: IS2l = Qi .mS = 13536,6.1,95 = 26396,37triệu đồng = 26,3937tỷ đồng. o Mua sỉ: IS2c = Qi .mS = 13536,6.1,518 = 20548,5588triệu đồng = 20,54855tỷ đồng. Và : IS3 : Ta chọn tiền đầu tư cho IS3 là chiếm khoảng 20% tổng vốn đầu tư cho hệ thống tích trữ lạnh khi mua số lượng lẻ và 25% cho trường hợp số lượng sỉ. o Mua lẻ: IS3l = 0,25.0,5(26,3937 + 20,54855) = 5,867tỷ đồng. o Mua sỉ: o IS3c = 0,2.0,5(26,3937 + 20,54855) = 4,693tỷ đồng. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 157 Suy ra: o Mua lẻ: ISl = IS1+IS2+IS3 = 31,865 + 26,3937 + 5,867 = 64,1257tỷ đồng. o Mua sỉ: ISc = IS1+IS2+IS3 = 31,865 + 20,54855 + 4,693 = 57,106tỷ đồng. 6.5 Chi phí vận hành hàng năm. 6.5.1 Đối với hệ thống truyền thống. Theo tài liệu [10, trang 39] thì chi phí hàng năm đối với hệ thống truyền thống được tính cụ thể như sau: Tổng chi phí vận hành trong năm: TC = D.(CH.PH + CN.PN +CL.PL) Với: o D : Thời gian vận hành trong một năm, ngày o CH, CN, CL : Giá điện ứng với giờ cao điểm, bình thường, thấp điểm, đồng/kWh o PH, PN, PL : Công suất tiêu thụ điện ứng với các giờ cao điểm, bình thường, thấp điểm, kWh. Và ta có: D = 365ngày. Theo bảng 6.1 ta có giá điện ứng với các giờ như sau: CH = 2218,75đồng/kWh. CN = 1118,75đồng/kWh. CL = 631,25đồng/kWh. PH = 4138.3,516.1 = 14549,2kWh PN = 7323.3,516.1 = 25747,7kWh PL = 168.3,516.1 = 590,68kWh. Suy ra: Tổng chi phí vận hành trong năm là: TC = D.(CH.PH + CN.PN +CL.PL) = = 365.( 2218,75.14549,2 + 1118,75.25747,7 + 631,25.590,68) = 22,432.10 9đồng/năm = 22,432tỷ đồng/năm. 6.5.2 Đối với hệ thống có dùng bồn tích trữ lạnh. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 158 Theo tài liệu [10, trang 40] thì chi phí hàng năm đối với hệ thống có dùng bồn tích trữ lạnh được tính cụ thể như sau: Chi phí vận hành trong năm khi cấp lạnh trực tiếp: TS1 = D.(CH.PDH + CN.PDN +CL.PDL) Với: o D :Thời gian vận hành trong một năm, ngày => D = 365ngày o CH, CN, CL :Giá điện ứng với giờ cao điểm, bình thường, thấp điểm, đồng/kWh Và ta có: CH = 2218,75đồng/kWh. CN = 1118,75đồng/kWh. CL = 631,25đồng/kWh. o PDH, PDN, PDL: Công suất tiêu thụ điện để cấp lạnh trực tiếp ứng với các giờ cao điểm, bình thường, thấp điểm, kWh. Và ta có: PDH = 3000.3,516.1 = 10548kWh. PDN = 5316.3,516.1 = 18691kWh. PDL = 168.3,516.1 = 590,68kWh. Vậy ta có: TS1 = D.(CH.PDH + CN.PDN +CL.PDL) = = 365.( 2218,75.10548 + 1118,75.18691 + 631,25.590,68) = 15,011.10 9đồng/năm = 15,011tỷ đồng/năm. Chi phí vận hành trong năm khi cấp lạnh bằng bồn tích trữ: TS2 = D.(CH.PSH + CN.PSN +CL.PSL)/ηS Với: o D : Thời gian vận hành trong một năm, ngày => D = 365ngày. o CH, CN, CL : Giá điện ứng với giờ cao điểm, bình thường, thấp điểm, đồng/kWh Vì ta cho hệ thống chạy nạp tải cho bồn tích trữ lạnh vào ban đêm từ 24giờ tới 4giờ sáng và từ 4giờ sáng tới 7giờ sáng nên ta chỉ chịu 2 mức giá là giá giờ thấp điểm và giá giờ bình thường mà thôi. Từ 24 giờ (0 giờ sáng) tới 4 giờ sáng: CL = 631,25đồng/kWh. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 159 Từ 4 giờ sáng tới 7 giờ sáng: CN = 1118,75đồng/kWh. o PSH, PSN, PSL : Công suất điện tiêu thụ để tích trữ lạnh ứng với các giờ cao điểm, bình thường, thấp điểm, kWh. Cũng như vậy, ta chỉ tạo ra công suất cho bình tích trữ lạnh vào ban đêm tức là vào các giờ thấp điểm và giờ bình thường: Từ 24 giờ (0 giờ sáng) tới 4 giờ sáng: PSL = 550.4.3,516.1 = 7735,2kWh Từ 4 giờ sáng tới 7 giờ sáng: PSN = 550.3.3,516.1= 5801,4kWh o ηS : Hiệu suất bồn tích trữ lạnh. Ta có chọn ηS = 0,9, giá trị ηS sẽ thay đổi tùy theo từng loại bồn tích trữ, từng nhà cung cấp hay theo từng cấp công suất tích trữ khác nhau. Do đó giá trị được chọn này chỉ mang tích khách quan và tương đối để cho bài toán được tối đa. Nhưng ở mục 6.1 ta tính công suất bồn tích trữ lạnh Qxả và đã sử dụng ηS = 0,9 rồi nên ở công thức này ta không sử dụng nữa. Vậy ta có: TS2 = D.(CH.PSH + CN.PSN +CL.PSL)/ηS = 365(1118,75. 5801,4 + 631,25. 7735,2) = = 4,151.10 9đồng/năm = 4,151tỷ đồng/năm. Tổng chi phí vận hành hàng năm: TS =TS1+TS2 . TS =TS1+TS2 = 15,011 + 4,151 = 19,162tỷ đồng/năm. 6.6 Đánh giá tính kinh tế kỹ thuật. 6.6.1 Gia tăng chi phí đầu tƣ ban đầu do sử dụng bồn tích trữ lạnh. ΔI = IS – IC. Với: o ΔI : Mức gia tăng chi phí đầu tư ban đầu so với phương án truyền thống khi sử dụng bồn tích trữ lạnh, tỷ đồng. o IS : Chi phí đầu tư ban đầu đối với hệ thống có sử dụng bồn tích trữ lạnh, tỷ đồng. Ta có: IS = 64,1257tỷ đồng (mua lẻ) và IS = 57,106tỷ đồng (mua sỉ) o IC : Chi phí đầu tư ban đầu đối với hệ thống truyền thống, tỷ đồng. Ta có: IC = 40,2516tỷ đồng Vậy ta có: Mua lẻ: ΔIl = ISl – IC = 64,1257 - 40,2516 = 23,8741tỷ đồng. Mua sỉ: ΔIs = ISc – IC = 57,106 - 40,2516 = 16,855tỷ đồng. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 160 6.6.2 Sự giảm chi phí vận hành ban đầu do sử dụng bồn tích trữ lạnh. ΔT = TC – TS Với: o ΔT : Mức gia giảm chi phí vận hành so với phương án truyền thống khi sử dụng bồn tích trữ lạnh, tỷ đồng/năm. o TC : Tồng chi phí vận hành hàng năm đối với hệ thống truyền thống, tỷ đồng Ta có: TC = 22,432tỷ đồng/năm. o TS : Tổng chi phí vận hành hàng năm đối với hệ thống có sử dụng bồn tích trữ lạnh, tỷ đồng/năm. Ta có: TS = 19,162tỷ đồng/năm. Vậy ta có: ΔT = TC – TS = 22,432 – 19,162 = 3,27tỷ đồng/năm. 6.6.3 Thời gian thu hồi vốn khi sử dụng bồn tích trữ lạnh. Thời gian thu hồi vốn đầu tư chênh lệch giữa hệ thống điều hòa không khí có sử dụng bồn tích trữ lạnh và hệ thống điều hòa không khí truyền thống được tính như sau: Đối với trường hợp đặt hàng mua với số lượng lẻ: nl = ∆Il/ΔT = 23,8741/3,27 = 7,3năm. Đối với trường hợp đặt hàng mua với số lượng sỉ: ns = ∆Is/ΔT = 16,855/3,27 = 5,1544năm. Con số n = 7,3năm và n = 5,1544năm này cũng tương tự so với con số được tính toán sơ bộ ở mục 6.2 trên. Con số được tính toán sơ bộ ở mục 6.2 là: o Đối với trường hợp đặt hàng mua với số lượng lẻ: n = 7,34năm. o Đốivới trường hợp đặt hàng mua với số lượng sỉ: n = 6,38năm. Vấn đề này không có gì là đáng ngạc nhiên cả vì sự tính toán sơ bộ và sự tính toán chi tiết sau khi đã có kết quả thực không thể lúc nào cũng bằng nhau được. Với con số thời gian thu hồi vốn nl = 7,3năm , ns = 5,154năm như trên với số tiền đầu tư cho hệ thống tích trữ lạnh lần lượt là 23,8741tỷ đồng và 16,855tỷ đồng. Sau khi hoàn vốn thì mỗi năm số tiền tiết kiệm được từ chi phí vận hành là 3,27tỷ đồng/năm. Con số này ta nên đầu tư vì không chỉ thu lơi nhuận về tiền tiết kiệm tiền vận hành mà khi ta áp dụng hệ thống tích trữ lạnh vào hệ thống điều hòa không khí cho công trình (chung cư CR3.1 - A) thì rất nhiều các khoản lợi khác sẽ được tạo ra từ việc này, chi tiết của chúng đã được chúng ta trình bày ở chương 5.