Thông thường, chi phí tiền điện cho hệ thống điều hòa không khí chiếm khoảng 50% chi phí tiền điện trong một tòa nhà. Còn lại các phần khác là chiếu sáng, thang máy và các thiết bị điện tử gia dụng…
Biểu đồ tiêu thụ năng lượng của tòa nhà.
Biến tần giúp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống tòa nhà
Điều quan trọng nhất để phát hiện các nguồn năng lượng có thể được tiết kiệm khi sử dụng biến tần trong hệ thống HVAC là phải hiểu rõ chu kỳ vận hành của hệ thống cũng như vận hành của bộ phận làm mát/ sưởi ấm so với nhu cầu thực tế. Hầu hết các hệ thống HVAC được thiết kế trong các tòa nhà là để giữ cho tòa nhà vẫn được làm mát ngay cả trong những ngày nóng nhất và giữ cho tòa nhà vẫn ấm ngay cả trong những ngày lạnh nhất. Vì thế, hệ thống HVAC chỉ cần làm việc đầy tải trong vài ngày nóng nhất hoặc lạnh nhất trong năm.
Hệ thống HVAC trong tòa nhà
Những ngày khác trong năm, hệ thống HVAC thường vận hành với công suất thấp hơn công suất thiết kế. Đây là điều kiện phù hợp để sử dụng biến tần (VSD) để tối ưu hóa vận hành của bộ phần sưởi/ làm mát theo đúng yêu cầu thực tế. Biến tần sẽ giảm tốc độ của mô-tơ khi hệ thống không yêu cầu chạy đầy tải, qua đó làm giảm điện năng tiêu thụ trên mô-tơ. Nếu một tòa nhà được thiết kế với hệ thống điều hòa không khí luôn luôn chạy đầy tải, sau đó sử dụng các cánh chắn gió (dampers) để điều tiết nhu cầu làm mát bằng cơ khí sẽ không tiết kiệm được năng lượng.
Vậy có bao nhiêu năng lượng tiết kiệm được ?
Thông thường, một quạt hay bơm ly tâm khi làm việc ở vận tốc bằng 80% tốc độ định mức chỉ tiêu thụ 50% mức năng lượng định mức. Biểu đồ dưới đây mô tả mối quan hệ giữa lưu lượng và công suất tiêu thụ của một bơm ly tâm:
Biểu đồ mô tả mối quan hệ giữa lưu lượng và công suất tiêu thụ của một bơm ly tâm
Các thiết bị trong hệ thống HVAC có thể sử dụng biến tần để tiết kiệm năng lượng:
- Quạt AHU
- Quạt hút
- Bơm nước chiller
- Bơm nước nóng
- Bơm nước tháp giải nhiệt
- Quạt tháp giải nhiệt
Mô tả Biến tần sử dụng trong tòa nhà
Xét ví dụ sau đây:
Một quạt 37kW làm việc 10 giờ trong 250 ngày. Chi phí tiền điện cho quạt nếu vận hành ở tốc độ đầy tải: 37kW x 25000h x 0.08$/kWh = 7400$
Giả sử quạt không cần phải chạy đầy tải trong suốt thời giam làm việc:
- 25% thời gian chạy ở 100% tốc độ định mức
- 50% thời gian chạy ở 80% tốc độ định mức
- 25% thời gian chạy ở 60% tốc độ định mức
Tổng chi phí năng lượng cho quạt khi điều khiển bằng biến tần như sau:
37kW x (1.00)3 x 625 x 0.08$/kWh = 1850$
37kW x (0.80)3 x 1250 x 0.08$/kWh = 1900$
37kW x (0.60)3 x 625 x 0.08$/kWh = 400$
Tổng cộng = 4150$
Chi phí năng lượng có thể tiết kiệm được: 7400$ – 4150$ = 3250$
Biến tần giúp mang lại giá trị về kinh tế
Thời gian hoàn vốn khi đầu tư biến tần trung bình khoảng 18-24 tháng, có khi ít hơn 12 tháng. Thời gian hoàn vốn dài hay ngắn tùy thuộc vào độ lớn của hệ thống và tỷ lệ thời gian chạy đầy tải trên tổng thời gian vận hành. Tuổi thọ của các thiết bị trong hệ thống HVAC trong các tòa nhà thông thường từ 15-20 năm, vì vậy khoản chi phí cho trang bị biến tần có thể thu hồi trong khoảng từ một đến hai năm sẽ làm giảm đáng kể chi phí đầu tư cho vận hành về sau.
Dòng biến tần chuyên dùng cho ứng dụng HVAC của Fuji Electric
Biến tần Frenic-eHVAC Fuji Electric
Là dòng biến tần dành riêng cho ứng dụng HVAC , được cải tiến nâng cấp từ dòng Frenic HVAC
với các tính năng nổi bật:
- Tiết kiệm năng lượng hơn
- Tích hợp sẵn bộ lọc nhiễu EMC tùy chọn C2/C3 phụ hợp cho nhiều môi trường hoạt động
- Được trang bị bộ lập trình customized logic lên đến 200 bước.
- Bàn phím (keypad) đa chức năng hỗ trợ lên đến 19 ngôn ngữ, thânthiệm với người dùng trên toàn thế giới.
- Tiêu chuẩn IP20, IP00
- Hỗ trợ nhiều công truyền thông
- Chuẩn hỗ trợ: RS485, Modbus RTU, BACnet MS/TP
- Tùy chọn hỗ trợ: Profibus DP, DeviceNet, Lonworks, CC-Link
