Xây dựng phương pháp đánh giá mức độ tiêu thụ năng lượng cho các loại điều hòa gia dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

Nguyễn Bá Hùng

XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TIÊU THỤ NĂNG
LƢỢNG CHO CÁC LOẠI ĐIỀU HÒA GIA DỤNG

Chuyên ngành :

Kỹ thuật Nhiệt

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Kỹ thuật Nhiệt Lạnh

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
TS. NGUYỄN VIỆT DŨNG

Hà Nội – Năm 2014

i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình ngiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng
dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Việt Dũng. Các số liệu thực nghiệm và kết quả xử lý
cũng như việc xây dựng phần mềm tính toán được nêu trong luận văn là trung thực
và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác.
Người thực hiện

Nguyễn Bá Hùng

ii


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin trân trọng được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn
TS. Nguyễn Việt Dũng - người đã chỉ bảo tận tình và giúp đỡ rất nhiều cho tôi để
có thể hoàn thành luận văn thạc sĩ này.
Tôi xin chân thành cám ơn các thầy cô ở Viện Khoa Học và Công Nghệ
Nhiệt Lạnh - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã đóng góp nhiều ý kiến và tạo
điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cám ơn Viện sau Đại học, xin chân thành cám ơn Ban
Giám Hiệu Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo những điều kiện thuận lợi
nhất về mọi mặt để tôi hoàn thành khóa học.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Người thực hiện

Nguyễn Bá Hùng

iii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN........................................................................................................................................................................II
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................................................................................ III
MỤC LỤC .................................................................................................................................................................................. IV
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................................................ VI
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................................................................................ IX
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .................................................................................................................................. X

LỜI NÓI ĐẦU ......................................................................................................................................................................... XII

CHƢƠNG 1-TỔNG QUAN ............................................................................................................................ 1
1.1. THỊ TRƯỜNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TẠI VIỆT NAM ............................................................................................. 1
1.1.1 ĐÁNH GIÁ CHUNG ..................................................................................................................................... 1
1.1.2. ĐÁNH GIÁ VỀ THỊ TRƯỜNG MÁY ĐIỀU HÒA GIA DỤNG VIỆT NAM...................................................................... 11
1.1.3. KẾT LUẬN VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỀU HÒA GIA DỤNG Ở VIỆT NAM ......................................................................... 13
1.2. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG CỦA ĐHKK............................................... 14
1.2.1. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HIỆ

Ả NĂNG LƯỢNG CỦ

ĐHKK BẰNG CHỈ SỐ COP/EER ...................................... 17

1.2.2. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HIỆ

Ả NĂNG LƯỢNG ẰNG CHỈ SỐ CHẠY NON TẢI TÍCH HỢP IPLV............................. 19

1.2.3. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HIỆ

Ả NĂNG LƯỢNG ẰNG CHỈ SỐ TỶ SUẤT HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG TOÀN MÙA SEER. 20

1.2.4 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG THEO DEGREE-DAY ................................................... 22
1.2.5. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG THEO BIN METHOD ................................................. 25
1.2.6. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG BẰNG CHỈ SỐ CSPF ................................................. 26
1.2.7. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP ........................................................................................................ 30
1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN ............................................................................. 31
1.4. ĐỀ XUẤT NỘI DUNG MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ................................................................................................... 31
CHƢƠNG 2 - NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM PHÂN BỐ BIN NHIỆT ĐỘ NGOÀI TRỜI ............... 32
2.1 XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU THỜI TIẾT HÀ NỘI................................................................................................... 32

2.1.1 MÔ TẢ THIẾT BỊ ĐO ................................................................................................................................. 32
2.2. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ DỮ LIỆU THỜI TIẾT ĐO ĐẠC THỰC NGHIỆM......................................................................... 35
2.2.1. THU THẬP DỮ LIỆU TỪ THIẾT BỊ ĐO HIOKI................................................................................................... 35
2.2.2. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP DỮ LIỆU THỰC NGHIỆM ....................................................................................... 37
2.3. PHÂN BỐ BIN NHIỆT ĐỘ NGOÀI TRỜI.............................................................................................................. 41
2.3.1 PHÂN BỐ BIN NHIỆT ĐỘ NGOÀI TRỜI Ở CHẾ ĐỘ LÀM LẠNH THAM KHẢO .............................................................. 41
2.3.2 PHÂN BỐ BIN NHIỆT ĐỘ NGOÀI TRỜI THEO KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ................................................................... 42
2.4. KẾT LUẬN ................................................................................................................................................ 45

iv


CHƢƠNG 3 - XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN CSPF ................................................................. 46
3.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ LẠNH HIỆU QUẢ TOÀN MÙA CSPF ................................................................. 46
3.1.1. HỆ SỐ LẠNH HIỆU QUẢ TOÀN MÙA CSPF .................................................................................................... 46
3.1.2. TẢI LẠNH XÁC ĐỊNH ................................................................................................................................ 46
3.1.3. PHÂN BỐ BIN NHIỆT ĐỘ NGOÀI TRỜI Ở CHẾ ĐỘ LÀM LẠNH .............................................................................. 47
3.2. THUẬT TOÁN XÁC ĐỊNH HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG TOÀN MÙA LÀM LẠNH CSPF CHO CÁC LOẠI MÁY ĐHKK GIA DỤNG..... 47
3.2.1. ĐẶC TÍNH LÀM LẠNH CỦA THIẾT BỊ NĂNG S

ẤT CỐ ĐỊNH................................................................................. 49

3.2.2. ĐẶC TÍNH LÀM LẠNH TOÀN MÙA CỦA THIẾT BỊ ĐIỀU CHỈNH NĂNG SUẤT HAI CẤP ................................................. 53
3.2.3. ĐẶC TÍNH LÀM LẠNH TOÀN MÙA CỦA THIẾT BỊ ĐIỀU CHỈNH NĂNG S

ẤT NHIỀU CẤP .............................................. 56

3.2.4. ĐẶC TÍNH LÀM LẠNH TOÀN MÙA CỦA THIẾT BỊ ĐIỀU CHỈNH NĂNG S

ẤT VÔ CẤP .................................................. 61

3.3.PHẦN MỀM XÁC ĐỊNH CSPF CHO CÁC LOẠI MÁY ĐHKK GIA DỤNG ...................................................................... 67
3.4. KẾT QUẢ SỬ DỤNG PHẦN MỀM ĐỂ TÍNH TOÁN CSPF CHO MÁY ĐHKK GIA DỤNG THEO GIÁ TRỊ BIN THAM KHẢO TCVN
7831-1:2013................................................................................................................................................ 72
3.4.1. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CSPF CHO THIẾT BỊ NĂNG S

ẤT LẠNH CỐ ĐỊNH ÁP DỤNG THỬ NGHIỆM CHO MÁY ĐHKK

PANASONIC 12000BTU/H Ở PTN ...................................................................................................................... 72
3.4.2. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CSPF CHO THIẾT BỊ NĂNG S

ẤT LẠNH VÔ CẤP ÁP DỤNG THỬ NGHIỆM CHO MÁY ĐHKK PANASONIC

12000BTU/H Ở PTN....................................................................................................................................... 73
3.4.3. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CSPF ÁP DỤNG THỰC NGHIỆM CHO 60 LOẠI MÁY ĐHKK CÓ NĂNG S

ẤT LẠNH CỐ ĐỊNH VỚI

THÔNG SỐ ĐÃ ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI PHỤ LỤC G ...................................................................................................... 75

3.4.4. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CSPF ÁP DỤNG THỬ NGHIỆM CHO 40 LOẠI MÁY ĐHKK CÓ NĂNG S

ẤT LẠNH VÔ CẤP VỚI THÔNG

SỐ ĐÃ ĐƯỢC CUNG CẤP TẠI PHỤ LỤC H ................................................................................................................ 77

3.5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................................................. 79
CHƢƠNG 4- TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CSPF THEO PHÂN BỐ BIN NHIỆT ĐỘ THỰC NGHIỆM....... 80
4.1. TÍNH TOÁN CSPF THEO DỮ LIỆU PHÂN BỐ BIN NHIỆT ĐỘ THỰC NGHIỆM TẠI HÀ NỘI............................................... 80
4.2. NHẬN XÉT ẢNH HƯỞNG CỦ

ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬ ĐẾN HỆ SỐ LẠNH HIỆU QUẢ MÙA .................................................. 84

4.2.1. ĐIỀU KIỆN THỜI TIẾT ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐẶC TÍNH NĂNG LƯỢNG CỦA THIẾT BỊ CÓ NĂNG S

ẤT LẠNH CỐ ĐỊNH ............ 84

4.2.2. ĐIỀU KIỆN THỜI TIẾT ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐẶC TÍNH NĂNG LƯỢNG CỦA THIẾT BỊ CÓ NĂNG S

ẤT LẠNH VÔ CẤP.............. 86

4.3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................................................. 87
CHƢƠNG 5-KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT..................................................................................................... 88
5.1 KẾT LUẬN ................................................................................................................................................. 88
5.2 ĐỀ XUẤT .................................................................................................................................................. 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................................. 90
PHỤ LỤC ....................................................................................................................................................... 93

v


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CÁC KÝ HIỆU:
Ký hiệu
CCSE

Mô tả
Năng lượng tiêu thụ ở chế độ làm lạnh

Đơn vị

Wh

EER (t)

Hệ số năng lượng hiệu quả (EER) ở nhiệt độ ngoài trời liên tục t

W/W

EER (tj)

Hệ số năng lượng hiệu quả (EER) ở nhiệt độ ngoài trời t j

W/W

EER,ful (tb)

Hệ số năng lượng hiệu quả (EER) khi tải lạnh bằng năng suất lạnh
đầy tải

W/W

EER,haf (tc)

Hệ số năng lượng hiệu quả (EER) khi tải lạnh bằng năng suất lạnh nửa
tải

W/W

EER,hf (tj)

Hệ số năng lượng hiệu quả (EER) ở chế độ thay đổi được từ năng
suất lạnh nửa tải đến năng suất lạnh đầy tải ở nhiệt độ ngoài trời t j

W/W

EER,mh (tj)

Hệ số năng lượng hiệu quả (EER) ở chế độ thay đổi được từ năng
suất lạnh tải nhỏ nhất đến năng suất lạnh nửa tải ở nhiệt độ ngoài
trời tj

W/W

EER,min
(tp)

Hệ số năng lượng hiệu quả (EER) khi tải lạnh bằng năng suất lạnh
tải nhỏ nhất

W/W

FCSP

Hệ số hiệu quả làm lạnh toàn mùa (CSPF)

–

FPL (tj)

Hệ số non tải (PLF) ở nhiệt độ ngoài trời t j

–

FTCSP

Hệ số hiệu quả làm lạnh toàn mùa tổng (TCSPF)

–

LCST

Tổng tải lạnh toàn mùa (CSTL)

Wh

LC (tj)

Tải lạnh xác định ở nhiệt độ ngoài trời t j

W

Số giờ trong đó nhiệt độ ngoài trời dao động trong một khoảng liên
tục - bin

h

Số lượng bin nhiệt độ

–

P (t)

Công suất điện tiêu thụ ở chế độ làm lạnh được tính bằng công thức
P(tj) ở nhiệt độ ngoài trời liên tục t

W

P (tj)

Công suất điện tiêu thụ ở chế độ làm lạnh có thể áp dụng cho năng
suất lạnh bất kỳ ở nhiệt độ ngoài trời t j

W

Pful (tj)

Công suất điện tiêu thụ ở chế độ làm lạnh đầy tải ở nhiệt độ ngoài
trời tj

W

Pful (35)

Công suất điện tiêu thụ ở chế độ làm lạnh đầy tải ở nhiệt độ ngoài
trời là 35 oC

W

Pful (29)

Công suất điện tiêu thụ ở chế độ làm lạnh đầy tải ở nhiệt độ ngoài
trời là 29 oC

W

Phaf (tj)

Công suất điện tiêu thụ ở chế độ làm lạnh nửa tải ở nhiệt độ ngoài
trời tj

W

Phaf(35)

Công suất điện tiêu thụ ở chế độ làm lạnh nửa tải ở điều kiện nhiệt

W

nj
k, p, n, m

vi


Ký hiệu

Mô tả

Đơn vị

Phaf(29)

Công suất điện tiêu thụ ở chế độ làm lạnh nửa tải ở nhiệt độ ngoài
trời là 29 oC

W

Phf(tj)

Công suất điện tiêu thụ ở chế độ làm việc thay đổi được giữa năng
suất lạnh nửa tải và năng suất lạnh đầy tải ở nhiệt độ ngoài trời t j

W

Pmf(tj)

Công suất điện tiêu thụ ở chế độ làm việc theo chu kỳ ở giai đoạn 2
giữa năng suất lạnh tải nhỏ nhất và năng suất lạnh đầy tải ở nhiệt
độ ngoài trời tj

W

Pmh(tj)

Công suất điện tiêu thụ ở chế độ làm việc thay đổi được giữa năng
suất lạnh tải nhỏ nhất và năng suất lạnh nửa tải ở nhiệt độ ngoài trời
tj

W

Pmin (tj)

Công suất điện tiêu thụ ở chế độ làm lạnh tải nhỏ nhất và ở nhiệt độ
ngoài trời tj

W

Pmin (35)

Công suất điện tiêu thụ ở chế độ làm lạnh tải nhỏ nhất và ở điều
kiện nhiệt độ T1

W

Pmin (29)

Công suất điện tiêu thụ ở chế độ làm lạnh tải nhỏ nhất và ở nhiệt độ
ngoài trời là 29 oC

W

t

Nhiệt độ ngoài trời liên tục trong một khoảng

o

C

tj

Nhiệt độ ngoài trời ứng với từng khoảng nhiệt độ liên tục - bin nhiệt
độ

o

C

tb

Nhiệt độ ngoài trời khi tải lạnh bằng năng suất lạnh đầy tải

o

C

tc

Nhiệt độ ngoài trời khi tải lạnh bằng năng suất lạnh nửa tải

o

C

tp

Nhiệt độ ngoài trời khi tải lạnh bằng năng suất lạnh tải nhỏ nhất

o

C

độ T1

X(tj)

Tỷ số giữa tải và năng suất lạnh ở nhiệt độ ngoài trời tj

–

Xhf(tj)

Tỷ số giữa hiệu của tải lạnh và năng suất lạnh đầy tải và hiệu số
giữa năng suất lạnh đầy tải và năng suất lạnh nửa tải ở nhiệt độ
ngoài trời tj

–

Xmf(tj)

Tỷ số giữa hiệu của tải lạnh và năng suất lạnh đầy tải và hiệu số
giữa năng suất lạnh đầy tải và năng suất lạnh tải nhỏ nhất ở nhiệt
độ ngoài trời tj

–

Xmh(tj)

Tỷ số giữa hiệu của tải lạnh và năng suất lạnh đầy tải và hiệu số
giữa năng suất lạnh nửa tải và năng suất lạnh tải nhỏ nhất ở nhiệt

độ ngoài trời tj

–

(t)

Năng suất lạnh được tính bằng công thức (tj) ở nhiệt độ ngoài trời
liên tục t

W

(tj)

Năng suất lạnh có thể áp dụng cho năng suất lạnh bất kỳ ở nhiệt độ
ngoài trời tj

W

ful(tj)

Năng suất lạnh đầy tải ở nhiệt độ ngoài trời t j

W

ful(35)

Năng suất lạnh đầy tải ở điều kiện nhiệt độ T1

W

vii


Ký hiệu

Mô tả

Đơn vị

ful(29)

Năng suất lạnh đầy tải ở nhiệt độ ngoài trời 29 oC

W

haf(tj)

Năng suất lạnh nửa tải ở nhiệt độ ngoài trời t j

W

haf(35)

Năng suất lạnh nửa tải ở điều kiện nhiệt độ T1

W

haf(29)

Năng suất lạnh nửa tải ở nhiệt độ ngoài trời 29 oC

W

min(tj)

Năng suất lạnh tải nhỏ nhất ở nhiệt độ ngoài trời t j

W

min(35)

Năng suất lạnh tải nhỏ nhất ở điều kiện nhiệt độ T1

W

min(29)

Năng suất lạnh tải nhỏ nhất ở nhiệt độ ngoài trời 29 oC

W

DB

Nhiệt độ bầu khô

o

C

WB

Nhiệt độ bầu ướt

o

C

CÁC CHỮ VIẾT TẮT:
AHRI

Air-conditioning, Heating & Refrigeration Institute

BTU/h

British Thermal Units per hour

ĐHKK

Điều hòa không khí

IEER

Intergrated Energy Efficiency Ratio

SEER

Seasonal Energy Efficiency Ratio

IPLV

Integrated Part Load Value

INV

Inverter

JIS

Japanese Industrial Standards

NPLV

Non-Standard Part Load Value

NĐ-CP

Nghị định Chính Phủ

MEPs

Minimum Energy Performance Standards

PTN

Phòng thí nghiệm

TOE

Ton of Oil Equivalent

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

viii


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Thống kê thực trạng sử dụng thiết bị điện trong mỗi gia đình Việt
Nam 2012-2013……………………..........................................................................2
Bảng 1.2. Hệ số chuyển đổi năng lượng theo Công văn 3505/BCT-KHCN-2011....3
Bảng 1.3 Thị trường máy ĐHKK và thị phần điều hòa gia dụng của
Việt Nam...................................................................................................................13
Bảng 1.4 Các chỉ số của máy ĐHKK được xác định qua thử nghiệm.....................14
Bảng 1.5 Các chỉ số đánh giá hiệu quả năng lượng tham khảo...............................15
Bảng 1.6.Hệ số của A,B,C,D theo điều kiện khí hậu và phương thức vận hành
hệ thống điều hòa không khí. .................................................................................20
Bảng 1.7 Phân bố bin nhiệt độ ngoài trời tham khảo.............................................25
Bảng 2.1. Kết quả xử lý dữ liệu thu thập từ bộ đo HIOKI định dạng tệp CSV
trong toàn thời gian đo đạc thực nghiệm ................................................................36
Bảng 2.2. Phân phối bin nhiệt độ ngoài trời tham khảo...........................................41
Bảng 2.3. Phân bố bin nhiệt độ ngoài trời cả năm thực nghiệm..............................42
Bảng 2.4. Phân bố bin nhiệt độ ngoài trời mùa làm lạnh thực nghiệm....................44
Bảng 3.1. Tải lạnh xác định .....................................................................................48
Bảng 3.2 Điều kiện nhiệt độ, độ ẩm và các giá trị mặc định cho chế độ làm lạnh
ở điều kiện khí hậu T1 theo TCVN 6576 (ISO 5151), TCVN 6577 (ISO 13253) và
TCVN 9981 (ISO 15042).........................................................................................47
Bảng 3.3 Cấp hiệu suất năng lượng theo CSPF......................................................51
Bảng 3.4 Kết quả tính toán CSPF cho 60 thiết bị năng suất lạnh cố định..............75
Bảng 3.5 Kết quả tính toán CSPF cho 40 thiết bị năng suất lạnh vô cấp................77

Bảng 4.1. Kết quả tính toán CSPF Hà Nội cho 60 máy ĐHKK năng suất lạnh cố
định...........................................................................................................................81
Bảng 4.2.Kết quả tính toán CSPF Hà Nội cho 40 máy ĐHKK năng suất lạnh vô
cấp............................................................................................................................83

ix


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hinh 1.1. Danh mục sản phẩm...................................................................................5
Hinh 1.2. Kế hoạch thực hiện.....................................................................................6
Hinh 1.3. Nhãn xác nhận............................................................................................6
Hình 1.4. Nhãn so sánh..............................................................................................8
Hình 1.5 Quy trình dán nhãn tiết kiệm năng lượng..................................................11
H n 1.6 Đ thị COP phụ thuộc vào nhiệt độ ngoài trời của ĐHKK biến tần và
không biến tần ..........................................................................................................18
Hình 2.1. Vị trí đặt sensor trong phòng thí nghiệm..................................................33
Hình 2.2. Vị trí đặt sensor bên ngoài phòng thí nghiệm................................ .........33
Hình 2.3. Bộ chuyển đổi và lưu trữ dữ liệu HIOKI.................................................34
Hình 2.4. Kết quả xử lý số liệu thời tiết của ngày 31/10/2012................................38
Hình 2.5. Quy trình tổng hợp dữ liệu thời tiết đo đạc thực nghiệm ........................39
Hình 2.6. Phân phối bin nhiệt độ ngoài trời thực nghiệm cả năm............................43
Hình 2.7. Phân phối bin nhiệt độ ngoài trời thực nghiệm mùa làm lạnh.................45
Hình 3.1 Thuật toán xác định CSPF cho ĐHKK gia dụng loại năng suất
cố định.......................................................................................................................52
Hình 3.2 Thuật toán xác định CSPF cho ĐHKK gia dụng hai cấp năng
suất lạnh....................................................................................................................55
Hình 3.3 Thuật toán xác định CSPF cho ĐHKK gia dụng nhiều cấp năng suất
lạnh............................................................................................................................60
Hình 3.4 Thuật toán xác định CSPF cho ĐHKK gia dụng vô cấp năng

suất lạnh....................................................................................................................67
Hình 3.5 Giao diện phần mềm xác định CSPF cho máy ĐHKK gia dụng
―CSPF Calc v1.0.0.1‖...............................................................................................68
Hình 3.6 Kết quả hiển thị trên phần mềm CSPF Calctrên nền WindowForm.......70
Hình 3.7 Kết quả xuất ra tệp văn bản PDF bằng phần mềm CSPF Calc...............71
Hình 3.8 Kết quả tính toán CSPF cho thiết bị năng suất lạnh cố định ...................73
Hình 3.9 Kết quả tính toán CSPF cho thiết bị năng suất lạnh vô cấp......................75
x


Hình 4.1 Kết quả tính toán CSPF Hà Nội cho thiết bị năng suất lạnh cố định........80
Hình 4.2 Kết quả tính toán CSPF Hà Nội cho thiết bị năng suất lạnh vô cấp.........80
Hình 4.3 Kết quả so sánh giá trị CSPF do ảnh hưởng điều kiện thời tiết cho thiết
bị năng suất lạnh cố định..........................................................................................85
Hình 4.4 Kết quả so sánh giá trị CSPF do ảnh hưởng điều kiện thời tiết cho thiết
bị năng suất lạnh vô cấp............................................................................................86

xi


LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, cả thế giới vẫn đang rất nóng bỏng về vấn đề đảm bảo an ninh
năng lượng đ ng thời với việc giảm thiểu phát thải công nghiệp vào môi trường,
ứng phó với vấn đề biến đổi khí hậu mang tính toàn cầu. Vấn đề này đặt ra một
trong những thách thức lớn để đảm bảo sự phát triển bền vững của thế giới nói
chung và Việt Nam nói riêng trong thế kỷ 21. Do đó song song với việc phát triển
các ngu n năng lượng mới và năng lượng tái tạo thì rất cần thiết phải có các giải
pháp tiết kiệm và sử dụng năng lượng trong các thiết bị điện hiệu quả.
Với tốc độ phát triển kinh tế như hiện nay, kết hợp với tốc độ đô thị hóa
nhanh chóng và điều kiện khí hậu đang nóng dần lên, nhu cầu sử dụng điều hòa

không khí nước ta là rất lớn. Các nghiên cứu thị trường trong nhiều năm gần đây
cho thấy mức độ tăng trưởng của thị trường điều hòa không khí ở Việt Nam là từ
20-30 , với đỉnh cao là năm 2010 có số lượng tiêu thụ là xấp xỉ một triệu chiếc.
2,3 ,trong đó hơn 80

là điều hòa gia dụng có công suất nhỏ từ 900018000BTU/h.

Trong khi đó đa phần điều hòa không khí ở Việt Nam đều là các điều hòa
kiểu cũ có mức độ tiêu thụ năng lượng cao. Vì vậy muốn giải quyết bài toán tiết
kiệm và sử dụng năng lượng hiệu quả trong lĩnh vực điều hòa không khí gia dụng
thì cần phải nghiên cứu, đề xuất phương pháp cũng như xây dựng giải pháp đánh
giá được đặc tính tiêu thụ năng lượng của các loại máy điều hòa không khí gia dụng
phổ biến trên thị trường.
Vậy, vấn đề cơ bản là phải xây dựng được phương pháp k m theo các hệ
thống thiết bị, phần mềm tương ứng để xác định mức độ tiêu thụ năng lượng của
điều hòa không khí, có tính kế thừa các tiêu chuẩn hiện có trên thế giới, nhưng đ ng
thời cũng tính đến yếu tố khí hậu, thời gian vận hành máy, cũng như thói quen sử
dụng của người Việt Nam. Một trong những phương pháp này là sử dụng cách đánh
giá hiệu quả năng lượng của điều hòa không khí gia dụng theo cách tiếp cận của
khái niệm chỉ số hiệu quả toàn năm APF( Annual Performance Factor) hoặc toàn
mùa chạy máy lạnh CSPF ( Cooling Seasonal Performance Factor) trong điều kiện
khí hậu của Việt Nam.
xii


Quá trình nghiên cứu tập trung vào đối tượng là máy điều hòa không khí gia
dụng công suất nhỏ, phổ biến trên thị trường và có ứng dụng công nghệ biến tần. Từ
đó đề xuất được phương pháp đánh giá đặc tính năng lượng cũng như phân bố nhiệt
độ áp dụng phù hợp với khí hậu Việt Nam đảm bảo tiêu chí đề ra.
Tính thiết thực của đề tài ― Xây dựng p ƣơng pháp đán giá mức độ tiêu

t ụ năng lƣợng c o các loại điều òa gia dụng ‖ trình bày trong khuôn khổ luận
văn này là cơ sở để tổng hợp được hệ thống dữ liệu khí hậu, dữ liệu đặc tính tiêu thụ
năng lượng của máy ĐHKK gia dụng cho mùa làm lạnh cũng như để phát triển rộng
hơn là các loại máy ĐHKK hoạt động trong cả năm. Từ đó tìm ra giải pháp sử
dụng, tái tạo và đảm bảo an ninh về năng lượng cho Việt Nam cũng như cho cả
Đông Nam Á và hội nhập với xu hướng trên thế giới.
Nội dung nghiên cứu trong khuôn khổ luận văn này được trình bày với năm
chương với tên đề mục như sau:
 Chương 1 - TỔNG QUAN
 Chương 2 - XÁC ĐỊNH PHÂN BỐ BIN NHIỆT ĐỘ BẰNG THỰC NGHIỆM
 Chương 3 - XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN CSPF VÀ TIÊU THỤ
NĂNG LƯỢNG CỦA ĐHKK GIA DỤNG
 Chương 4- ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN THỜI TIẾT
ĐẾN HỆ SỐ CSPF VÀ TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG

 Chương 5 - KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
K m theo là các phụ lục và tài liệu tham khảo viện dẫn cho nội dung nghiên
cứu trong luận văn.
Sau cùng, mặc dù đã nỗ lực làm việc hết sức dưới sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình
của thầy giáo TS. Nguyễn Việt Dũng nhưng luận văn không tránh khỏi những thiếu
sót. Kính mong các thầy cô, bạn b và đ ng nghiệp đóng góp ý kiến để luận văn tăng
thêm giá trị khoa học và thực tiễn. Xin chân thành cảm ơn!

xiii


CHƢƠNG 1-TỔNG QUAN
1.1. Thị trƣờng điều òa k ông k í tại Việt Nam
1.1.1 Đán giá c ung
Với tốc độ phát triển kinh tế như hiện nay, kết hợp với tốc độ đô thị hóa nhanh

chóng và điều kiện khí hậu đang nóng dần lên, nhu cầu sử dụng điều hòa không khí
(ĐHKK) ở nước ta là rất lớn.
Các nghiên cứu thị trường trong 5 năm gần đây cho thấy mức độ tăng trưởng của
thị trường ĐHKK ở Việt Nam là từ 20-30 , với đỉnh cao là năm 2010 có số lượng tiêu
thụ là xấp xỉ một triệu chiếc. Trong đó hơn 80

là điều hòa gia dụng có công suất nhỏ từ

900018000 BTU/h.
Theo số liệu thống kê năm 2009 có 1334652 hộ có sử dụng ĐHKK chiếm 5,9
tổng số hộ trong toàn quốc và hàng ngàn công trình sử dụng hệ thống ĐHKK Trung tâm
Chiller, hệ thống VRV/VRF. Trong đó số hộ sử dụng ĐHKK ở các thành thị là 16,2
và ở nông thôn là 1,3

, với tiêu thụ điện khoảng từ 25

tổng sản lượng điện hàng

năm của Việt nam .[6]
Trong khi đó đa phần ĐHKK ở Việt Nam đều là các điều hòa kiểu cũ có mức độ
tiêu thụ năng lượng cao. Vì vậy giải quyết bài toán tiết kiệm và sử dụng năng lượng hiệu
quả, trong lĩnh vực ĐHKK đang được đặt ra như một vấn đề cấp thiết.
Chính vì vậy mà Bộ Công thương đã tiến hành triển khai chương trình mục
tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả. Song song với chương trình
mục tiêu trên, Bộ Công thương cũng thực hiện chương trình tiêu chuẩn hiệu suất và
dán nhãn sản phẩm tiết kiệm năng lượng
Theo thống kê của Bộ Công Thương mức tiêu thụ năng lượng của Việt Nam
trong năm 1998 là chỉ khoảng 10.8 triệu TOE và tăng khoảng 24.2 triệu TOE vào
năm 2008. Tốc độ tăng trưởng bình quân 12.4 /năm.

1


Bảng 1.1 Thống kê thực trạng sử dụng thiết bị điện trong mỗi gia đình Việt Nam
2012-2013.[6]
Thời gian sử Công suất
Số
Công suất /
STT Tên thiết bị
dụng trung tiêu
thụ
lượng
thiết bị (W)
bình / ngày
(Wh)
1

Đ n huỳnh quang

8

50

4

1600

2

Tủ lạnh 150 lít

1

200 (x 0,5)

24/24

1200

3

Ti vi

2

250

6

3000

4

Đầu đĩa

1

50

1

50

5

Quạt

3

70

5

1050

6

N i cơm điện

1

500

2

1000

7

Máy giặt

1

500

1

500

8

Máy vi tính

1

200

3

600

9

Bàn ủi

1

1000

0,5

500

10

Máy lạnh

1

750 (x 0,5)

3

1125

11

Máy nước nóng

1

1000

1

1000

12

Lò nướng vi ba

1

1000

0,5

500

Tổng

12125 Wh

Tại Việt Nam, để sản xuất ra 1 kWh điện sẽ phát thải vào môi trường 0,43kg CO2.
Chi phí đầu tư sản xuất 1 MW điện từ thủy điện lớn (trên 50 MW) là 1 triệu USD.
TOE là viết tắt của cụm từ "Ton of Oil Equivalent" - Tấn dầu tương đương.
Dầu tương đương OE có nhiệt trị bằng 10000 kcal/kg.
Khi qui đổi lượng tiêu thụ các loại nhiên liệu khác về TOE bạn làm với nguyên tắc
chung như sau:
Lượng tiêu thụ nhiên liệu (TOE) = hệ số chuyển đổi * Lượng tiêu thụ nhiên
liệu (đơn vị vật lý).
Hệ số chuyển đổi = nhiệt trị nhiên liệu (tính theo kcal) / 10000. [19]
Ví dụ: để chuyển đổi từ 1 tấn dầu DO về TOE bạn sử dụng hệ số 1,02.
2


Bảng 1.2 Hệ số chuyển đổi năng lượng theo Công văn 3505/BCT-KHCN-2011
Loại n iên liệu

Đơn vị

1

Điện

kWh

0.0001543

2

Than cốc

Tấn

0.70 – 0.75

3

Than cám loại 1,2

Tấn

0.70

4

Than cám loại 3,4

Tấn

0.60

5

Than cám loại 5,6

Tấn

0.50

6

Dầu DO (Diesel Oil)

Tấn

1.02

1000 Lít

0.88

Tấn

0.99

1000 Lít

0.94

STT

7

Dầu FO (Fuel Oil)

TOE/đơn vị

8

LPG

Tấn

1.09

9

Khí tự nhiên (Natural Gas)

Tr.m3

900

10

Xăng ô-tô xe máy (Gasoline)

Tấn

1.05

1000 Lít

0.83

Tấn

1.05

11

Nhiên liệu phản lực (Jet Fuel)

(*) Ghi chú: TOE – Tấn dầu tương đương.

1.1.1.1 C ƣơng tr nh dán nhãn tiết kiệm năng lƣợng
Cơ sở pháp lý của chương trình dán nhãn tiết kiệm năng lượng
Luật sử dụng năng lượng hiệu quả và tiết kiệm ngày 17/6/2010
Nghị định 102/2003/NĐ-CP ngày 3/9/2003 của chính phủ về sử dụng năng
lượng tiết kiệm và hiệu quả.
Quyết định 79/2006/QĐ-TTg ngày 14/4/2006 của Thủ tướng Chính phủ phê
duyệt Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
Thông tư 08/2006/TT-BCN ngày 16/11/2006 của Bộ công nghiệp quy định
trình tự thủ tục dãn nhãn sản phẩm tiết kiệm năng lượng.

3

a) Mục tiêu chung:
Giảm một phần đầu tư phát triển hệ thống cung ứng năng lượng, mang lại lợi
ích về kinh tế xã hội, góp phần bảo vệ môi trường, khai thác hợp lý các ngu n tài
nguyên thiên nhiên, thực hiện phát triển kinh tế xã hội bền vững.
b) Mục tiêu cụ thể:
Giai đoạn 2006-2010: tiết kiệm từ 3 -5

tổng mức tiêu thụ năng lượng toàn

quốc so với dự báo hiện nay về phát triển năng lượng và phát triển kinh tế xã hội
theo phương án phát triển bình thường.
Giai đoạn 2011-2015: tiết kiệm từ 5 -8% tổng mức tiêu thụ năng lượng toàn
quốc so với dự báo hiện nay về phát triển năng lượng và phát triển kinh tế xã hội
theo phương án phát triển bình thường
c) Nội dung chương trình dán nhãn tiết kiệm năng lượng có 6 nhóm nội dung và 11
đề án:
Nhóm nội dung 1 (có 1 đề án): Tăng cường quản lý nhà nước về sử dụng
năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, tổ chức quản lý về tiết kiệm năng lượng.
Nhóm nội dung 2 (có 3 đề án): Tăng cường giáo dục, tuyên truyền phổ biến
thông tin, vận động cộng đ ng, nhân cao nhận thức, thúc đẩy sử dụng năng lượng
tiết kiệm và hiệu quả.
Nhóm nội dung 3 (có 2 đề án): Phát triển, phổ biến các trang thiết bị có hiệu
suất cao, tiết kiệm năng lượng, từng bước loại bỏ các trang thiết bị có hiệu suất
thấp.
Nhóm nội dung 4 (có 2 đề án): Sử dụng năng lượng tiết kiệm và có hiệu quả
trong các doanh nghiệp sản xuất công nghiệp
Nhóm nội dung 5 (có 2 đề án): sử dụng năng lượng tiết kiệm và có hiệu quả
trong các tòa nhà.
Nhóm nội dung 6 (có 1 đề án): sử dụng năng lượng tiết kiệm và có hiệu quả
trong giao thông vận tải.

d) Mục đích của dán nhãn tiết kiệm năng lượng:
Nhận biết, phân biệt sản phẩm về phương diện tiết kiệm năng lượng.
4


Tạo thị trường cạnh tranh về phương diện sử dụng năng lượng.
Khuyến khích sản xuất, sử dụng hàng hóa có hiệu suất năng lượng cao.
e) Đối tượng của chương trình dán nhãn tiết kiệm năng lượng:
Nhóm thiết bị gia dụng: đ n huỳnh quang ống thẳng, đ n huỳnh quang
compact, chấn lưu điện từ và điện tử cho đ n huỳnh quang, máy điều hòa nhiệt độ,
tủ lạnh, máy giặt sử dụng trong gia đình, n i cơm điện, quạt điện, máy thu hình.
Nhóm thiết bị văn phòng và thương mại: Máy tính, màn hình máy tính, máy
điều hoà trung tâm, tủ gĩư lạnh bán hàng và các thiết bị tiêu thụ năng lượng khác…
Nhóm thiết bị công nghiệp: Mô tơ, máy biến thế ba pha, quạt công nghiệp,
bơm nước ly tâm, máy may công nghiệp…
Nhóm thiết bị sử dụng năng lượng mới, năng lượng tái tạo và vật liệu: thiết
bị đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời, các thiết bị sử dụng khí gas gia dụng,
kính, cửa sổ, tấm lợp, các vật liệu, phụ kiện tiết kiệm năng lượng.
g) Các kế hoạch trong thời gian tới:
Thúc đẩy tổ chức dán nhãn so sánh tiết kiệm năng lượng cho các sản phẩm
điều hòa không khí, tủ lạnh và máy giặt. thuộc nhóm số 1 như trong hình 1.1.
Hinh 1.1. Danh mục sản phẩm.[9]
Danh mục

2011 2012

2013
Bóng đèn sợi

1. Nhóm thiết bị gia dụng g m

đốt >60w

2014 2015
MEPS MEPS

2. Nhóm thiết bị văn phòng và thương mại

MEPS

3. Nhóm thiết bị công nghiệp

MEPS

4. Nhóm phương tiện giao thông vận tải
5. Các thiết bị khác

KK

KK

KK

KK

KK

Xem xét sửa đổi, bổ sung Thông tư 08/2006/TT-BCN cho phù hợp hơn với
điều kiện thực tế.
Đẩy nhanh việc ban hành, cập nhật các tiêu chuẩn hiệu suất năng lượng theo

kế hoạch
5


Hinh 1.2. Kế hoạch thực hiện.[9]

Đẩy mạnh truyền thông quảng bá cho các sản phẩm dán nhãn.
Sớm hình thành cơ chế ưu tiên việc mua sắm trang thiết bị thuộc ngân sách
các trang thiết bị được dán nhán tiết kiệm năng lượng và các cơ chế ưu đãi khác.
1.1.1.2 N ãn tiết kiệm năng lƣợng và quy tr n t ủ tục đăng kí dán n ãn
a) Nhãn xác nhận

Hinh 1.3: Nhãn xác nhận.[8]

6


Cách hiểu về nhãn xác nhận :
Nhãn năng lượng xác nhận là nhãn thể hiện hình biểu tượng Tiết kiệm năng
lượng (hay còn gọi là Ngôi sao năng lượng Việt) được dán cho các phương tiện,
thiết bị lưu thông trên thị trường khi những phương tiện, thiết bị này có mức hiệu
suất năng lượng đạt hoặc vượt mức hiệu suất năng lượng cao (HEPS) do Bộ Công
Thương quy định theo từng thời kỳ.
Ví dụ mẫu Giấy chứng nhận "SẢN PHẨM TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG" ..[8]

7


b) Nhãn so sánh:

Hình 1.4: Nhãn so sánh..[8]

8


Cách hiểu về nhãn so sánh :
Nhãn năng lượng so sánh là nhãn được dán cho các phương tiện, thiết bị lưu
thông trên thị trường có mức hiệu suất năng lượng khác nhau ứng với năm cấp hiệu
suất năng lượng (từ 1 sao đến 5 sao).
Nhãn 5 sao là nhãn có hiệu suất tốt nhất nhằm cung cấp cho người tiêu dùng
biết các thông tin về hiệu suất năng lượng của phương tiện, thiết bị này so với các
phương tiện, thiết bị cùng loại khác trên thị trường, giúp người tiêu dùng lựa chọn
được phương tiện, thiết bị có mức tiêu thụ năng lượng tiết kiệm hơn.
c) Thông tin qui định hiển thị trên nhãn :
Hãng sản xuất: Là tên của tổ chức/doanh nghiệp sản xuất sản phẩm đăng ký
dánnhãn năng lượng.
Tên/mã sản phẩm: Là tên, mã sản phẩm được dán nhãn.
Mức tiêu thụ năng lượng: Là trị số tiêu thụ năng lượng được tính bằng
kWh/năm.
Số chứng nhận: Là mã do Bộ Công Thương cấp được quy định cụ thể trong
Giấy chứng nhận sản phẩm tiết kiệm năng lượng.
Cấp hiệu suất năng lượng: Lượng năng lượng tiêu thụ trong một giờ vận
hành của các sản phẩm cùng chủng loại nhưng do các nhà sản xuất khác nhau chế
tạo được chia thành 5 khoảng mức tương ứng với số sao trên nhãn (từ 1 sao đến 5
sao).
Cấp hiệu suất năng lượng do Bộ Công Thương xác định qua việc đánh giá
kết quả thử nghiệm chỉ tiêu hiệu suất năng lượng của sản phẩm và được thể hiện
trong Giấy chứng nhận sản phẩm tiết kiệm năng lượng.
Các thông tin khác: Được quy định chi tiết trong Quyết định cấp Giấy chứng
nhận phù hợp với từng loại sản phẩm cụ thể.

Vị trí dán nhãn năng lượng so sánh được thể hiện theo qui cách của Bộ Công
Thương như trong tài liệu.[8]

9


10


d) Quy trình dán nhãn hiện nay
Xây dựng và áp

Chỉ định các phòng thí

dụng Tiêu chuẩn

nghiệm

hiệu suất năng lượng

tham gia chương
trình dán nhãn
Doanh nghiệp tiến hành lấy
mẫu thử nghiệm và lập h
sơ đăng ký dán nhãn
Xem xét và đánh giá h sơ

Cấp giấy chứng nhận
Và tiến hành dán nhãn
Kiểm tra và giám

sát
Hình 1.5 Quy trình dán nhãn tiết kiệm năng lượng..[8]
1.1.2. Đán giá về t ị trƣờng máy điều òa gia dụng Việt Nam
Cho đến nay ở Việt Nam chưa có một cơ quan, tổ chức thường xuyên
nghiên cứu đánh giá toàn diện về thị trường máy ĐHKK, mới chỉ có kết quả nghiên
cứu của một vài dự án như của Bộ Công thương, các nghiên cứu của Đại học Bách
khoa Hà Nội 2010-2013. [3]
Thường xuyên đánh giá về thị trường máy điều hòa của Việt Nam chủ yếu là
một số công ty của nước ngoài mà điển hình là BSRIA Co Ltd và GfK. Tuy nhiên
tất cả các số liệu trên chỉ mang tính định hướng vì chưa phản ánh được hết các yếu
tố của thị trường điều hòa của Việt Nam với lý do đa phần các nhà sản xuất, lắp ráp
nội địa và các công ty thương mại trong nước thường không muốn cung cấp con số
thực về số lượng sản phẩm và doanh số, ngoài ra còn phải kể đến một số lượng
11


không nhỏ các điều hòa dân dụng được nhập lậu qua biên giới. Tuy vậy các nghiên
cứu độc lập của các đơn vị tiến hành trong các thời gian khác nhau cũng đã cho thấy
tiềm năng và tốc độ phát triển rất nhanh của thị trường máy điều hòa nói chung và
thị trường máy điều hòa gia dụng Việt Nam nói riêng.
Mức độ tăng trưởng hàng năm và thị phần máy điều hòa dân dụng là rất lớn
khoảng 2030

/năm trong giai đoạn 2010-2013. Các số liệu đánh giá của BSRIA

Co Ltd, GfK, Bộ Công thương và ĐHBKHN trình bày ở bảng1.3
Bảng 1.3 Thị trường máy ĐHKK và thị phần điều hòa gia dụng của Việt Nam.[4]
Nguồn

Loại ĐHKK

2007

2008

2009

2010

2011

2012

SL

GfK

Mức tăng
(%)

Toàn bộ

-

528.000

804.000

1.030.0000

824.000

85-91%

85-91%

989.000*

13,8**

2011

Toàn bộ

327.328

363.280

370.558

389.709

420.065

453.907

8

83

82,5

84

83

83,3

83,3

6,8

-

400

-

-

-

-

2030

-

43%

-

-

-

-

>20

>300.000

450.000

850.000

~900.000

1520

~75

~75

~80

~80

>20

BSRIA2009

Gia dụng
(%)

Toàn bộ
Bộ CT
2008
Gia dụng
(%)
ĐHBK

Toàn bộ

HN
2010/201

Gia dụng

3

(%)

650.000-

800.000-

700.000

1000.0000

~75

~80

*Dựa trên tốc độ phát triển 3 năm liên tiếp. ** Tính dự báo theo tăng trưởng 5 năm
Năm 2009 cho kết quả đánh giá mức tăng trưởng thị trường tương đối thấp
là do các đánh giá được thực hiện trong năm 2008 khi khủng hoảng tài chính thế
giới đang ở đỉnh điểm. Trên thực tế đối với thị trường ĐHKK Việt Nam sự phục h i
mạnh mẽ xảy ra ngay từ năm 2009 và tới năm nay 2010 có một sự bùng nổ nhất
định về thị trường máy ĐHKK. Các nghiên cứu thị trường gần đây cho thấy một số
nhà cung cấp hàng đầu của thị trường máy ĐHKK của Việt Nam có mức độ tăng
trưởng doanh số bán hàng rất ngoạn mục từ 3060%.
12