Đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật của việc áp dụng máy lạnh hấp thụ để phối hợp cấp lạnh và cấp nhiệt cho các khách sạn ở tp hồ chí minh

Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------

LÊ MINH NHỰT

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA
VIỆC ỨNG DỤNG MÁY LẠNH HẤP THỤ ĐỂ PHỐI
HỢP CẤP LẠNH VÀ CẤP NHIỆT CHO
CÁC KHÁCH SẠN Ở TP.HCM
Chuyên ngành : Công Nghệ Nhiệt
Mã số: 60 52 80

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 10 NĂM 2006


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:

HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày ….. tháng ….. năm 2006


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

ĐỘC LẬP-TỰ DO- HẠNH PHÚC
Tp. HCM, ngày

tháng

năm 2006

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: LÊ MINH NHỰT
Phái: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 15-12-1976
Nơi sinh: TP. Đà Nẵng
Chuyên ngành: Công Nghệ Nhiệt
Mã số: 60 52 80
I- TÊN ĐỀ TÀI:
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA VIỆC ỨNG DỤNG
MÁY LẠNH HẤP THỤ ĐỂ PHỐI HỢP CẤP LẠNH VÀ CẤP NHIỆT CHO
CÁC KHÁCH SẠN Ở TP.HCM
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Tổng quan về tình hình sử dụng máy lạnh hấp thụ cho các tồ nhà trên thế giới

và ở Việt Nam
2. Phân tích và lựa chọn sơ đồ máy lạnh hấp thụ thích hợp để lắp đặt
3. Đề xuất phương án thay thế cấp nhiệt và cấp lạnh đang sử dụng và tính
tốn cụ thể cho khách sạn Park Hyatt Sài Gòn tại TP Hồ Chí Minh
4. Phần mềm tính tốn áp dụng
5. Phân tích và đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :
IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:
V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP

06-02-2006
06-10-2006
PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP

CN BỘ MƠN
QL CHUN NGÀNH

PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chun ngành thơng qua.
Ngày tháng năm 2006

TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH

TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH

LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất đến PGS.TS Lê
Chí Hiệp đã tận tình hướng dẫn và đóng góp nhiều ý kiến quan trọng cho nội
dung của luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn đến TS. Nguyễn Văn Tuyên, TS. Lê Xuân
Hoà đã có nhiều ý kiến đóng góp cho việc hoàn thành nội dung của luận văn.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến các anh em phòng kỹ thuật công ty
SEAREFICO, Phòng kỹ thuật khách sạn Park Hyatt Sài Gòn đã cung cấp số liệu,
tư vấn góp phần vào sự thành công của luận văn.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô đồng nghiệp trong Bộ môn
Công Nghệ Nhiệt- Điện Lạnh trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí
Minh đã góp phần tạo điều kiện thuận lợi góp phần vào sự thành công của luận
văn.
Ngoài ra thành công của luận văn còn thể hiện sự đóng góp của những
người thân trong gia đình, bạn bè đồng nghiệp đã tích cực hỗ trợ và quan tâm
động viên tác giả trong suốt thời gian thực hiện luận văn này.


MỞ ĐẦU
Khi nền kinh tế càng phát triển thì nhu cầu của con người cũng tăng theo
như nhu cầu về nhà ở, điều hoà không khí(ĐHKK), nước nóng. Hiện tại ở Việt
Nam chúng ta các hệ thống ĐHKK và nước nóng chủ yếu hoạt động bằng điện
trong các toà nhà. Nhìn chung, khi các hệ thống ĐHKK này hoạt động với tải
đỉnh thì tiêu thụ khoảng 25% lượng điện năng của toà nhà, đặc biệt nếu có nhu
cầu cấp nước nóng thì lượng điện này chiếm đến gần 50%. Vì thế đòi hỏi phải
thay thế các hệ thống ĐHKK dùng điện bằng các hệ thống không dùng điện để
đối phó với việc thiếu hụt và tiết kiệm đáng kể lượng điện tiêu thụ. Điều này góp
phần bổ sung nguồn điện cho các nhu cầu khác thật sự cần điện năng. Đồng thời
cũng góp phần vào việc làm giảm bớt nhu cầu xây dựng các nhà máy điện mới.

Kiểu chiller không dùng điện đó là loại máy lạnh hấp thụ. Nó tiêu thụ khoảng 5
đến 10% điện năng so với loại chiller dùng điện. Năng lượng chính sử dụng là
các nguồn nhiệt như: Khí đốt, các loại nhiên liệu lỏng, hơi nước, nước nóng, năng
lượng mặt trời, khói thải có nhiệt độ cao. Vì thế nếu các chiller máy lạnh hấp thụ
được sử dụng rộng rãi cho các toà nhà cao tầng trên phạm vi toàn quốc sẽ giải
quyết được một phần sự thiếu hụt điện năng. Bên cạnh đó các chiller máy lạnh
hấp thụ này không sử dụng các môi chất lạnh freon nên không gây phá huỷ tầng
Ozone.
Tuy nhiên hiện nay các căn hộ cao cấp, hay những toà nhà văn phòng cao
tầng, khách sạn, siêu thị, đều sử dụng các hệ thống điều hoà trung tâm chiller sử
dụng điện. Nguyên nhân chúng ta chưa có một đề tài nghiên cứu, đánh giá, phân
tích một cách cụ thể việc ứng dụng máy lạnh hấp thụ MLHT cho ĐHKK và cấp
nhiệt về khía cạnh kinh tế, vấn đề đầu tư, hiệu quả sử dụng năng lượng cho
những trường hợp thích hợp. Bên cạnh đó việc kết hợp nghiên cứu tìm hiểu các
chính sách của các nước sử dụng MLHT mạnh mẽ như Trung Quốc, Nhật Bản,


Hàn Quốc để từ đó đề ra những giaiû pháp khuyến khích, tư vấn, hỗ trợ các nhà
đầu tư lắp đặt MLHT cho các toà nhà cao tầng tại Việt Nam để thúc đẩy nền kinh
tế phát triển. Những vấn đề nêu trên cũng là mục tiêu của luận văn này.
Để đạt được những mục tiêu trên hướng nghiên cứu của đề tài:
¾ Nghiên cứu phân tích lý thuyết về MLHT để chọn loại MLHT thích hợp lắp
đặt cho các khách sạn ở điều kiện Việt Nam.
¾ Xây dựng phần mềm tính toán của MLHT, các chi phí về nhiên liệu đốt
¾ Tính toán lắp đặt thực tế cho một khách sạn cụ thể với các phương lắp đặt
MLHT để từ đó tiến hành phân tích kinh tế và kỹ thuật.
Giới hạn của đề tài:
Trên thế giới hiện nay, việc ứng dụng máy lạnh hấp thụ để phối hợp cấp
lạnh và cấp nhiệt cho các khách sạn đang rất phổ biến. Tại Việt Nam, hiện nay
chưa có hệ thống nào tương tự do các dự án này gặp nhiều trở ngại, chưa hấp dẫn

các nhà đầu tư.
Trong khuôn khổ của đề tài này, người thực hiện đề nghị thay thế hệ thống
cung cấp nước nóng và hệ thống điều hòa không khí trung tâm dùng máy lạnh
nén hơi bằng hệ thống dùng máy lạnh hấp thụ để phối hợp cấp lạnh và cấp nhiệt
cho một khách sạn cao cấp ở thành phố Hồ Chí Minh là PARK HYATT SAIGON.
Qua đó sẽ phân tích và đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật và đưa ra các nhận xét
khách quan, mong muốn sẽ một phần nào thay đổi quan điểm của các nhà đầu tư
và các nhà quản lý cấp vó mô trong việc sử dụng máy lạnh hấp thụ cho kỹ thuật
điều hòa không khí tại Việt Nam.


TÓM TẮT
Ngày nay đất nước ta đang trên đà phát triển, thực hiện công nghiệp hoá,
hiện đại hoá đất nước. Đời sống người dân luôn được cải thiện, các nhu cầu về
đời sống tăng lên, trong đó có nhu cầu về ĐHKK và nước nóng trong sinh hoạt.
Lượng điện năng để cấp cho lónh vực này chiếm khoảng trên 20% nhu cầu của
các thành phố lớn[25]. Đây là vấn đề luôn làm các nhà chuyên môn, các nhà
quản lý lo lắng. Việc tìm ra giải pháp để tiết kiệm năng lượng điện cho ĐHKK và
nước nóng sinh hoạt là điều cần thiết. Từ đó giảm áp lực chi phí đầu tư cho nhà
máy điện góp phần tạo đà cho nền kinh tế phát triển. Do đó sử dụng MLHT là
một điều hợp lý.
Nội dung của luận văn bao gồm năm chương, trong đó:
Chương I: Trình bày tổng quan về tình hình ứng dụng MLHT cho các toà
nhà trên thế giới và tiềm năng, xu hướng ứng dụng ở Việt Nam. Vai trò và ý
nghóa của việc lắp đặt MLHT cho các toà nhà.
Chương II: Phân tích và lựa chọn sơ đồ MLHT tối ưu, thích hợp để lắp đặt
cho các toà nhà.
Chương III: Đề xuất phương án thay thế hệ thống cấp lạnh và cấp nhiệt
cho hệ thống đang sử dụng và tính toán cụ thể cho khách sạn park Hyatt Sài Gòn.
Qua đó đưa ra các phương án để phân tích và lựa chọn phương án tối ưu. Từ đó

tiến hành tính toán thiết kế lắp đặt hệ thống MLHT và các thiết bị phụ.
Chương IV: Phần mềm tính toán chi phí năng lượng
Chương V: Đánh giá tính kinh tế của hệ thống đang sử dụng so với hệ
thống MLHT như: tính toán chi phí đầu tư, vận hành, bảo trì và thời gian thu hồi
vốn, nghiên cứu chính sách năng lượng của các nước để từ đó có những kết luận
và kiến nghị cần thiết.
Qua kết quả tính toán và so sánh các phương án. Tác giả đưa ra các kết
luận và kiến nghị các chính sách phù hợp với điều kiện Việt Nam. Hy vọng qua
đó sẽ góp phần hình thành chính sách năng lượng cho đất nước. Góp phần đưa đất
nước tiến lên.


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
Chương 1 Tổng quan tình hình sử dụng máy lạnh hấp
thụ cho các toà nhà trên thế giới và ở Việt Nam
1.1 Tổng quan thị trường máy lạnh hấp thụ trên thế giới
1.2 Các phương pháp tiết kiệm năng lượng trong toà nhà
tại các nước
1.3 Tiềm năng và xu hướng áp dụng MLHT cho các toà
nhà cao tầng ở thành phố Hồ Chí Minh và cả nước
1.4 Các biện pháp tiết kiệm năng lượng
1.5 Tình hình kinh doanh khách sạn tại thành phố Hồ Chí Minh
1.6 Tình hình sử dụng năng lượng để cấp nhiệt và cấp lạnh
cho các khách sạn hiện nay tại thành phố Hồ Chí Minh
1.7 Vai trò và ý nghóa của việc áp dụng MLHT cho các toà nhà
Chương 2 Phân tích và lựa chọn loại sơ đồ máy lạnh hấp thụ
thích hợp để lắp đặt

Trang

1
1
2
8
8
9
10
10
12

2.1 Giới thiệu sơ lược về MLHT

12

2.2 Môi chất làm việc trong máy lạnh hấp thụ

12

2.3 Máy lạnh hấp thụ H2O-LiBr Single Effect

16

2.4 Máy lạnh hấp thụ H2O-LiBr Double Effect

18

2.5 Máy lạnh hấp thụ Triple- Effect

20

Chương 3 Đề xuất phương án thay thế hệ thống cấp nhiệt
và cấp lạnh đang sử dụng và tính toán cụ thể cho
khách sạn Park Hyatt Sài Gòn tại Tp Hồ Chí Minh
3.1 Giới thiệu về khách sạn ParK Hyatt Sài Gòn

24
24

3.2 Hệ thống ĐHKK và nước nóng của khách sạn
Park Hyatt Sài Gòn

25

3.1.1 Hệ thống ĐHKK

25

3.1.2 Hệ thống cung cấp nước nóng

29

3.1.3 Tỷ lệ của các đối tượng sử dụng điện trong khách saïn

30


3.1.4 Tỷ lệ của các đối tượng sử dụng nước nóng theo
thiết kế

32

3.3 Đề xuất phương án thay thế, tính toán sơ bộ
và chọn phương án thích hợp

33

3.3.1 Phương án 1

33

3.3.2 Phương án 2

35

3.3.3 Phương án 3

38

3.3.4 Phương án 4

41

3.4 Tính chọn lò hơi để cấp nhiệt cho MLHT và nước nóng

42

3.5 Tính toán thiết kế hệ thống điều hoà trung tâm
kiểu Water Chiller sử dụng MLHT
3.6 Tính thiết kế hệ thống nước nóng

45
47

3.7 Tính thiết kế bộ hâm nước tận dụng nhiệt thải
từ khói lò hơi

50

3.8 Tính thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt cấp nước nóng
cho khách sạn

56

Chương 4 Phần mềm tính toán

62

4.1 Các công thức để tính toán

62

4.2 Xây dựng các sơ đồ và xác định các thông số tính toán

70

4.2.1 Sơ đồ máy lạnh hấp thụ H2O-LiBr Single effect

70

4.2.2 Sơ đồ máy lạnh hấp thụ H2O-LiBr Double Effect

78

4.3 Sơ đồ thuật toán chương trình

82

4.4 Thiết kế giao diện và viết code cho chương trình

82

Chương 5 Phân tích và đánh giá hiệu quả

kinh tế kỹ thuật
5.1 Phương aùn 1

85
85


5.1.1 Tính chi phí hoạt động cho cả hai hệ thống

86

5.1.2 Đánh giá sự thay đổi giá dầu và điện
ảnh hưởng đến chi phí vận hành
5.2 Phương án 2

90

101

5.2.1 Tính chi phí hoạt động cho cả hai hệ thống

103

5.2.2 Đánh giá hiệu quả kinh tế

105

5.2.3 Đánh giá sự thay đổi giá dầu và điện
ảnh hưởng đến chi phí vận hành

111

5.2.4 Đánh giá sự ảnh hưởng năng suất lạnh
đến khả năng thu hồi vốn

115

Kết luận và kiến nghị

119

Lý lịch trích ngang

121

Tài liệu tham khảo

122

Các phụ lục

125


-1-

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SỬ DỤNG MÁY LẠNH HẤP THỤ CHO
CÁC TOÀ NHÀ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
1.1 Tổng quan thị trường máy lạnh hấp thụ trên thế giới
Hiện nay thị trường MLHT phát triển rất mạnh mẽ và tăng rất nhanh. Chủ
yếu ở các nước phát triển như: Mỹ, Nhật, Hàn Quốc, Trung Quốc. Các chiller hấp
thụ thường được sử dụng để cung cấp nước lạnh kiểu trung tâm cho các khu dân
cư, công nghiệp và các xí nghiệp. Năng suất lạnh thường khoảng 350 kW trở lên.
Khoảng 83% MLHT được sản xuất chủ yếu ở Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản.
Loại có công suất nhỏ dưới 350 kW chủ yếu sản xuất ở Nhật bản, Hàn Quốc. Chủ
yếu đốt bằng dầu. Số lượng chiller hấp thụ sản xuất của thế giới năm 2001 khoảng

Số lượng(máy)

6540 máy. Chiếm khoảng 549 triệu USD.

Năm/nguồn[35]
Hình 1.1: Biểu đồ phát triển máy lạnh hấp thụ theo thời gian từ
1967 đến 1996 của hai nước Mỹ và Nhật Bản

-2-

7.8%

6.5%
Trung Quốc
Nhật Bản

21%

52%

Mỹ
Hàn Quốc

Hình 1.2:Biểu đồ phân bố thị trường máy lạnh hấp thụ trên thế giới năm
2001 của 4 nước:Tổng 549 triệu USD/Nguồn:JARN
Nhìn vào biểu đồ ta thấy rằng thị trường máy lạnh hấp thụ bắt đầu tăng từ
năm 1967 chủ yếu ở Mỹ còn nhật Bản chỉ mới bước đầu áp dụng. Tuy nhiên cho
đến năm 1975 thì thị trương Mỹ giảm mạnh còn thị trường nhật Bản thì tăng châm
cho đến năm 1990. Sở dó có sự giảm mạnh ở Mỹ là vì bắt đầu từ năm 1973 ở khu
vực Trung Đông bắt đầu thăm dò và khai thát ồ ạc dầu mỏ nên giá dầu giảm
mạnh. Cho đến năm 1990 khi xảy ra cuộc chiến Iraq dẫn đến cuộc khủng hoảng
dầu mỏ và giá dầu tăng mạnh. Vì thế thị trường máy lạnh hấp thụ tăng trở lại đặc
biệt tăng mạnh ở Nhật bản. Hiện nay do nguồn năng lượng như dầu mỏ hay than
đá dần cạn kiệt, do những tác động của môi trường nên xu hướng các nước trên thế
giới chọn MLHT để tiết kiệm năng lượng đồng thời để bảo vệ môi trường.

1.2 Các phương pháp tiết kiệm năng lượng trong toà nhà tại các nước
Hiện nay tại một số thành phố lớn trên thế giới các cao ốc văn phòng,

khách sạn hay căn hộ đều sử dụng hệ thống cung cấp nước nóng và nước lạnh tập
trung (District Heating Cooling System) phục vụ cho điều hòa không khí. Tại các
đô thị này, người ta không sử dụng hệ thống điều hòa không khí riêng biệt cho
từng tòa nhà mà có hẳn một nhà máy chuyên sản xuất nước nóng và nước lạnh.
Nước nóng và nước lạnh sau đó được mạng lưới đường ống phân phối đến từng tòa
nhà, khách sạn.v.v để phục vụ nhu cầu làm lạnh, sưởi ấm. Đối với các nước phát


-3-

triển nhu cầu về điều hòa không khí rất lớn nên việc qui hoạch mạng lưới cung
cấp nước nóng, nước lạnh cho các khu đô thị được qui hoạch và thực hiện đồng bộ
với việc xây dựng hạ tầng cơ sở. Cụ thể tại một số nước như sau:
• Tại Mỹ, dự án xây dựng hệ thống cung cấp nước nóng, nước lạnh tập trung
(DCHS) được thực hiện từ năm 1962. Hiện nay, trên toàn nước Mỹ có hơn
6000 hệ thống với tổng công suất khoảng 360MW.
• Tại Bắc u, riêng Thụy Điển có 16 hệ thống cung cấp nước nóng, nước
lạnh tập trung (DHCS) với tổng công suất hơn 180MW. Trong năm 2000,
có khoảng 19 hệ thống (DHCS) trên khắp Bắc u.
• Tại Pháp có 12 hệ thống cung cấp nước nóng, nước lạnh tập trung (DHCS)
chính và nhiều hệ thống tương tự đang hoạt động. Dự án đầu tiên được đưa
vào hoạt động năm 1967 với tổng công suất dành cho sưởi ấm khoảng
40MW và làm lạnh khoảng 4MW. Hiện nay mạng lưới các hệ thống cung
cấp nước nóng, nước lạnh tập trung (DHCS) tại Pháp thuộc vào loại lớn
nhất thế giới cũng như châu u. Năm 1997, tổng công suất các hệ thống
(DHCS) được lắp đặt thêm khoảng 220MW.
• Tại Anh, Đức, Bồ Đào Nha và các nước châu u khác, hệ thống này đang
được nghiên cứu và phát triển.
• Tại Nhật Bản hệ thống (DHCS) đầu tiên cuả châu Á được giới thiệu vào
năm 1970 nhưng thực chất vào năm 2000, các dự án mới bắt đầu thực hiện.

Hiện nay tại Yokohama đã có một hệ thống thuộc vào loại lớn nhất thế
giới.
• Tại các nước châu Á khác, Malaysia có 4 hệ thống cung cấp nước nóng,
nước lạnh tập trung (DHCS), Singapore có hệ thống đầu tiên vào năm
2000, Hàn Quốc có 6 hệ thống và hệ thống đầu tiên được đưa vào hoạt
động năm 1992.


-4-

Dưới đây là đồ thị phân bố số lượng các hệ thống cung cấp nước nóng, nước lạnh
tập trung (DHCS) tại các quốc gia trên thế giới:

Châu Á, 180, 3%
Châu Âu, 80, 1%

Mỹ
Châu Âu
Châu Á

Mỹ, 6000, 96%

Biểu đồ phân bố các hệ thống DHCS

Hệ thống cung cấp nước nóng, nước lạnh tập trung (DHCS) rất thích hợp
cho các đô thị gần các khu công nghiệp vì nó có thể kết hợp với các hệ thống
Cogenaration, tận dụng nhiệt thải từ các nhà máy để sản xuất nước nóng và vận
hành máy lạnh hấp thụ. Theo thống kê thì các hệ thống cung cấp nước nóng, nước
lạnh tập trung (DHCS) có thể tiêu tốn năng lượng ít hơn so với các hệ thống điều
hòa không khí trung tâm truyền thống đến 35%.

-5-

So sánh lượng tiêu thụ điện năng
1

100%
80%

0.82
0.65

60%
40%
20%
0%

DHCS

Water-cooled

Air-cooled

Vì giảm được nhiên liệu tiếu tốn khi vận hành nên các hệ thống này giảm
được lượng khí thải ra môi trường một cách đáng kể góp phần không nhỏ vào việc
giảm lượng khí nhà kính trên toàn cầu. Dưới đây là một số toà nhà lắp đặt MLHT
để cấp lạnh và cấp nhiệt.

Hình 1.3 Toà nhà trung tâm Cedars-Sinai Medical bang California

Hoa Kỳ sử dụng MLHT công suất 1500 RT kết hợp với hệ thống
Chiller chạy bằng điện công suất 1500-ton.


-6-

Hình 1.4 khu phố Shibaura/Tokyo lắp đặt 6 MLHT
Công suất 6000 RT và đường ống nước lạnh cấp cho hộ tiêu
thụ được lắp đặt miễn phí. Sử dụng nguồn nhiệt hơi nước

Hình 1.5 Toà nhà Nishi-Nhật Bản lắp đặt lắp đặt 2 MLHT công
Suất 2.200 RT, sử dụng nguồn nhiệt hơi nước


-7-

Hình 1.6 Sân bay quốc tế ToKyo Nhật Bản lắp đặt 2 MLHT công suất
5.000 RT, sử dụng nguồn nhiệt hơi nước

Hình 1.7 Sân bay quốc tế Kuala Lumpur Malaysia lắp đặt 3 MLHT công
Suất 2.500 RT, sử dụng hơi nước làm nguồn nhiệt
Qua các hình trên ta thấy rằng việc lắp đặt MLHT cho điều hoà không khí
không chỉ ở những nước phát triển mà ngay cả những nước láng giềng chúng ta
cũng lắp đặt MLHT như: Malaysia, đặc biệt Trung Quốc nhằm tiết kiệm năng
lượng và giảm phụ tải đỉnh cho điện lưới quốc gia.


-8-

1.3 Tiềm năng và xu hướng áp dụng MLHT cho các toà nhà cao tầng ở

thành phố Hồ Chí Minh và cả nước
Chúng ta thấy rằng năng lượng cho điều hoà không khí và nước nóng
thường chiếm hơn một nửa năng lượng cho toàn bộ toà nhà. Đây là phần năng
lượng không nhỏ. Khi mà nguồn điện năng khai thác từ thuỷ điện không thể khai
thác được nữa, đầu tư cho nhiệt điện thì rất cần nhiều vốn. Với tốc độ phát triển
của ngành du lịch và nền kinh tế nước ta như hiện nay. Các khách sạn, toà nhà
văn phòng cao tầng và các khu đô thị mới đua nhau mọc lên. Do đó xu hướng lắp
đặt MLHT để tiết kiệm năng lượng, giảm tải điện thiếu hụt vào mùa khô, bảo vệ
môi trường là điều cần thiết và sẽ phát triển mạnh trong tương lai không xa nếu
như nhà nước chúng ta có chính sách khuyến khích và hỗ trợ hợp lý.

1.4 Các biện pháp tiết kiệm năng lượng
Để đảm bảo nguồn điện trước mắt và lâu dài, ngành điện đã thực hiện
nhiều giải pháp: Đầu tư phát triển điện mới, tiết kiệm và tăng giá điện. Trong đó
việc đầu tư ồ ạt xem ra không khả thi vì lâm vào tình trạng thiếu vốn như ở trên,
vì vậy biện pháp hữu hiệu là tiết kiệm điện. Mới đây Thủ tướng chính phủ đã có
chỉ thị thực hiện nhiều biện pháp nhằm tiết kiệm điện như:
¾ Với hệ thống chiếu sáng công cộng: Giảm 50% số lượng đèn chiếu sáng
tại tuyến phố, quảng trường, công viên, vườn hoa công cộng.
¾ Đối với sinh hoạt và kinh doanh dịch vụ: Các hộ gia đình hạn chế các
thiết bị tiêu thụ điện lớn(máy điều hoà, bình nước nóng, bàn là…)
¾ Đối với các xí nghiệp công nghiệp :Sử dụng đúng công suất và biểu đồ
phụ tải đã đăng kí.
Đặc biệt ngày 17/11/2005 Bộ Xây dựng đã ra quyết định số 40/2005/QĐBXD ban hành qui chuẩn xây dựng Việt Nam- Các công trình xây dựng sử dụng
năng lượng hiệu quả. Qui chuẩn này bắt buộc phải tuân thủ để sử dụng năng lượng


-9-

có hiệu quả khi thiết kế xây dựng mới hoặc cải tạo các công trình thương mại, các
cơ quan nhà nước, chung cư cao tầng và các khách sạn lớn…v.v có sử dụng các
thiết bị tiêu thụ nhiều năng lượng, đặc biệt sử dụng điều hoà không khí. Khi áp
dụng qui chuẩn này không được làm thay đổi những yêu cầu về an toàn, sức khoẻ,
phải đảm bảo về bảo vệ môi trường và mỹ quan công trình.
Chúng ta thấy rằng các qui chuẩn này đưa ra tuy có hơi trễ tuy nhiên đây là
chính sách đúng đắng của các nhà quản lý khi nhận thấy rằng cần phải có chính
sách tiết tiệm năng lượng cho các công trình xây dựng, đặc biệt là tìm cách thay
thế các hệ thống điều hoà không khí truyền thống có sử dụng điện bằng các hệ
thống ĐHKK sử dụng rất ít điện năng như máy lạnh hấp thụ là điều rất cần thiết
để giảm tải cho lưới điện quốc gia và dành nguồn điện này phục vụ các nhu cầu sử
dụng điện khác của nền kinh tế.
Với đà phát triển kinh tế hiện nay, thì nước ta nói chung và Tp HCM nói
riêng càng ngày sẽ có nhiều khu đô thị mới và toà nhà cao tầng mọc lên rất nhanh
chóng. Hiện nay có rất nhiều dự án khu đô thị mới đang thi công và nhiều dự án
khác đang chờ phê duyệt. Nhưng nhu cầu dự báo vẫn không đáp ứng kiệp nhu cầu
sử dụng và tiếp tục tăng cao trong 10 năm tới.

1.5 Tình hình kinh doanh khách sạn tại thành phố Hồ Chí Minh
Trong một vài năm trở lại đây, do tình hình kinh tế, chính trị ổn định tại
nước ta, lượng du khách đến ngày càng tăng. Theo số liệu từ Tổng Cục Thống Kê
trong năm 2005 nước ta đón gần 3.5 triệu khách du lịch quốc tế, trong đó thành
phố Hồ Chí Minh đón trên 2 triệu lượt, tăng 27% so với năn 2004 và doanh thu du
lịch toàn thành phố 13.350 tỷ đồng và lượng khách du lịch nội địa cũng đạt 3 triệu
lượt. Theo thống kê của sở du lịch trong tháng 01/2006 lượng khách quốc tế đến
thành phố 239.600 lượt tăng 52% so với cùng kỳ năm 2005. Hiện tại thành phố có
hơn 200 khách sạn với khoảng 10.000 phòng, trong đó có 10 khách saïn 5 sao, 4


-10-

khách sạn 4 sao[29].v.v. Với đà phát triển khách du lịch như hiện nay thành phố
sẽ xây thêm nhiều khách sạn để đáp ứng nhu cầu này. Do đó vấn đề năng lượng
tiêu thụ cho các khách sạn cũng là điều chúng ta cần quan tâm.

1.6 Tình hình sử dụng năng lượng để cấp nhiệt và cấp lạnh cho các
khách sạn hiện nay tại thành phố Hồ Chí Minh
Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay đang là thành phố có tốc độ phát triển
nhanh nhất nước, vì vậy nhu cầu về tiện nghi phục vụ cuộc sống và làm việc ngày
càng tăng cao. Các khu đô thị mới mọc lên ngày càng nhiều đăc biệt là các khách
sạn lớn nên việc thiết kế một hệ thống cấp nhiệt-lạnh đồng bộ phục vụ cho điều
hòa không khí và cung cấp nước nóng là điều rất cần thiết. Hiện nay, các khách
sạn cao cấp ở thành phố Hồ Chí Minh, hệ thống điều hòa không khí tập trung và
hệ thống cung cấp nước nóng trung tâm chưa được quan tâm nhiều, các hệ thống
điều hòa không khí và máy nước nóng cục bộ được lắp đặt một cách riêng lẻ. Chủ
yếu sử dụng điện.

1.7 Vai trò và ý nghóa của việc áp dụng MLHT cho các toà nhà
Việc lắp đặt MLHT cho các khu đô thị mới, các toà nhà cao tầng văn
phòng, khách sạn.v.v có vai trò và ý nghóa to lớn trong sự phát triển kinh tế của
đất nước. Khi lắp đặt MLHT có một số ưu điểm sau:
¾ Giảm được đáng kể lượng điện năng tiêu thụ khi hoạt động: Điện năng
tiêu thụ chỉ 5 đến 10% so với kiểu chiller dùng máy nén. Lượng điện này chủ yếu
sử dụng cho các bơm môi chất lạnh và bộ đốt trong MLHT. Do đó khi lắp đặt
MLHT có thể san bớt phụ tải đỉnh cho lưới điện quốc gia, đặc biệt góp phần giảm
bớt quá tải lưới điện vào mùa hè nắng nóng và những giờ cao điểm.
¾ Hệ thống hoạt động ở áp suất chân không. Do đó an toàn với mọi người
xung quanh đặc biệt có thể tiết kiệm diện tích lắp đặt khi ta sử dụng loại MLHT
cấp nhiệt trực tiếp.

-11-

¾ Giảm được tiếng ồn và dao động hơn so với hệ thống làm lạnh truyền

thống. MLHT cũng thân thiện với môi trường bởi vì sử dụng môi chất làm lạnh là
nước. Rất thích hợp khi hoạt động non tải.

Hình 1.8 Giảm một phần phụ tải lưới khi sử dụng
MLHT cho điều hoà không khí


-12-

CHƯƠNG II
PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN LOẠI SƠ ĐỒ MÁY LẠNH HẤP THỤ
THÍCH HP ĐỂ LẮP ĐẶT
2.1 Giới thiệu sơ lược về MLHT
Các chu trình hấp thụ sử dụng cho làm lạnh đã được áp dụng cách đây trên
100 năm, trước khi có máy nén hơi và được phát minh bởi Ferdinand Carre năm
1859 và được phát triển mạnh mẽ, năm 1960 các công ty Mỹ đã chế tạo thành
công loại MLHT Single Effect và bán rộng rãi trên thế giới. Năm 1970 công ty
Trane lần đầu tiên đã chế tạo thành công MLHT Double Effect LiBr/H2O sử dụng
hơi nước làm nguồn nhiệt. Ngày nay MLHT được phát triển mạnh mẽ và được ứng
dụng nhiều vào lónh vực điều hoà không khí, đặc biệt là các nước như Mỹ, Nhật
Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc.

2.2 Môi chất làm việc trong máy lạnh hấp thụ
Ta biết rằng, về mặt lý thuyết có khá nhiều loại dung dịch có thể sử dụng
được trong MLHT như NH3/H2O,H2O/LiBr, NH3/NaSCN, NH3/LiNO3.v.v tuy

nhiên thực tế hiện nay hai loại dung dịch được sử dụng nhiều nhất là NH3-H2O và
H2O-LiBr. Do đó ta chỉ đi sâu về hai cặp môi chất này.
* Yêu cầu đối với dung dịch
- Không tác dụng hoá học với nhau.
- Nhiệt độ sôi phải cách biệt rõ rệt khi ở cùng điều kiện áp suất.
- Không gây phá huỷ tầng Ozone và gia tăng nhiệt độ bầu khí quyển.
- Có tính chất nhiệt động tốt, không cháy nổ, độc hại và ăn mòn đối với vật
liệu chế tạo thiết bị.


-13-

* Dung dịch NH3-H2O và MLHT NH3-H2O
Với dung dịch NH3-H2O thì NH3 là tác nhân lạnh còn H2O là chất hấp thụ,
đây là dung dịch có nhiều ưu điểm vì NH3 có ưu điểm là nhiệt ẩn cao và có tính
chất nhiệt động rất tốt, nhược điểm là áp suất bay hơi lớn nên hệ thống làm việc ở
áp suất cao.

Hình 2.1 Đồ thị quan hệ áp suất- nhiệt độ
của dung dịch NH3/H2O
B

A

TC

HE1
HE2
P
C

D

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý MLHT NH3/H2O
A: Bình phát sinh
TC:Thiết bị tinh chế
B: Bình ngưng tụ
HE1,HE2: TBTĐN
C: Bình bay hơi
P: Bơm dung dịch
D: Bình hấp thụ


-14-

Do làm việc ở áp suất cao nên đây là vấn đề luôn được chú ý đặc biệt đối với hệ
thống này, bên cạnh đó NH3 còn gây nhiểm độc cho người hít phải, khi sử dụng
dung dịch này cho MLHT thì phải có biện pháp tinh chế tác nhân lạnh trước khi
đưa vào thiết bị ngưng tụ vì một bộ phận hơi nước vẫn có thể bị kéo theo làm
loãng tác nhân lạnh.
Nguyên lý làm việc:
Gọi: cs -là nồng độ ban đầu của dung dịch trong bình phát sinh A
cw- nồng độ dung dịch loãng ra khỏi bình phát sinh A
Trong bình phát sinh A nhận nhiệt lượng Qg cấp vào từ bên ngoài sẽ sôi và bay
hơi. Hơi NH3 bay ra khỏi bình phát sinh A được đưa qua thiết bị tinh chế TC( do
hơi NH3 có lẫn một ít nước) và đi vào bình ngưng B để thực hiện quá trình ngưng
tụ và nhả nhiệt lượng Qc cho nước làm mát. Lỏng NH3 sau đó đi qua van tiết lưu
để vào bình bay hơi C nhận nhiệt lượng Qe của nước cần làm lạnh. Hơi bay ra từ
bình phát sinh sẽ được đưa qua bình hấp thụ D và hấp thụ dung dịch loãng có nồng
độ cw đến từ bình phát sinh. Do qua trình hấp thụ phát sinh nhiệt lượng Qa nên

được lấy ra ngoài bằng nước làm mát. Sau quá trình hấp thụ dung dịch có nồng độ
cs như ban đầu được bơm dung dịch P đưa trở lại bình phát sinh A để tiếp tục chu
trình mới.
Tuy nhiên ta biết rằng hệ thống MLHT NH3/H2O thường hoạt động với hệ
số COP rất thấp, trong phạm vi khoảng 0,3 khi áp dụng cho điều hoà không khí
bởi hai nguyên nhân cơ bản sau: Tổn thất nhiệt tại thiết bị tinh chế, nhiệt độ trong
bình hấp thụ cao. Chính vì điều này mà thực tế hiện nay chỉ dùng MHLT
NH3/H2O khi cần làm lạnh dưới 5 oC và trong lónh vực điều hoà không khí thường
rất ít áp dụng.


-15-

Nói chung MLHT NH3/H2O thường chế tạo là loại có công suất lạnh nhỏ
khoảng 30÷100 kW. Đối với công suất lớn hơn cần phải được thiết kế đặc biệt vì
hoạt động ở áp suất cao rất nguy hiểm.
* Dung dịch H2O-LiBr
Đây là dung dịch được sử dụng phổ biến từ sau năm 1945 cho điều hoà
không khí. Trong dung dịch này, nước là môi chất lạnh bởi vì nó có nhiệt ẩn cao,
tuy nhiên nó có hạn chế là đòi hỏi quá trình làm lạnh nhiệt độ phải lớn hơn 0oC và
áp suất bay hơi thường thấp do đó MLHT sử dụng dung dịch H2O-LiBr có áp suất
làm việc rất thấp so với áp suất khí quyển. Bên cạnh đó dung dịch H2O-LiBr là
loại hoà trộn có giới hạn. Khi sử dụng MLHT làm việc với dung dịch H2O-LiBr ta
cần phải đảm bảo các biến đổi trạng thái của dung dịch không vượt quá đường kết

Nhiệt độ(oC)

tinh.

Nồng độ

Hình 2.3 Đồ thị quan hệ giữa nhiệt độ và nồng độ dung dòch H2O/LiBr