CPO Central Plant Optimization - Hệ thống điều khiển tối ưu cho cụm máy làm lạnh chiller

- Trong tất cả các hệ thống chiller, công suất hoạt động của chiller thay đổi liên tục trong ngày tùy theo nhu cầu tải lạnh thực tế của tòa nhà. Vậy vận hành thế nào để hệ thống chiller (bao gồm cả chiller, bơm nước lạnh, bơm nước ngưng, tháp giải nhiệt) tiêu thụ ít điện năng nhất tại từng mức tải lạnh thực tế yêu cầu của tòa nhà và ở điều kiện nhiệt độ độ ẩm ngoài trời khác nhau?
- Có thể giảm được bao nhiêu % điện năng tiêu thụ của hệ thống chiller của bạn mà vẫn duy trì mức tải lạnh yêu cầu?
- Có thể giảm được thêm nhân công vận hành cho những khâu nào?
- Có thể giảm lượng nước bay hơi qua tháp giải nhiệt không?
- Có thể phát hiện thật sớm các sự cố hay hiện tượng suy giảm công năng của thiết bị để sớm có biện pháp xử lý, tránh hỏng hóc lớn, giúp tăng tuổi thọ thiết bị hay không?
- Khi thiết bị bị hỏng hóc hay có sự cố --> có thể để truy tìm được nguyên nhân gốc rễ của vấn đề để tránh trường hợp thay thế thiết bị mới vào một thời gian sau lại bị hỏng tiếp hoặc gây hỏng hóc tới các thành phần khác hay không?
- Sau mỗi năm hoạt động, hiệu suất của các thiết bị đều bị suy giảm làm tiêu tốn điện năng hơn --> có thể giúp duy trì được mức hiệu suất cao cho hệ thống chiller liên tục qua các năm hay không?

==> Còn vấn đề gì trong vận hành hệ thống chiller, chúng ta mong muốn cải thiện tốt hơn? Xin mời các bạn cùng thảo luận cho mong muốn về một hệ thống điều khiển tối ưu cho cụm chiller.

 

 

Hiệu suất tiêu thụ điện năng của chiller nói riêng và của cả cụm chiller nói chung là kết quả của hàm đa biến ở từng mức công suất hoạt động của chiller và nhiệt độ nước vào giải nhiệt cho chiller, vậy làm thế nào xác định được tất cả các điểm hiệu suất này và điều khiển hệ thống chiller sao cho hiệu suất tốt nhất ở trong từng điều kiện % tải hoạt động của chiller khác nhau và điều kiện nhiệt độ, độ ẩm môi trường khác nhau liên tục thay đổi?

 

Tài liệu hướng dẫn của ASHRAE về lắp đặt thiết bị đo lường để đánh giá hiệu suất hoạt động của hệ thống chiller giải nhiệt nước

 

 

Tải lạnh của một công trình thay đổi liên tục trong ngày, vậy làm sao điều khiển hoạt động của cả hệ chiller để đáp ứng được?

 

Bạn ơi, đây là cả một đề tài lớn, và...dài. Thấy Bạn nhiệt tình quá mà không có Ai hưởng ứng (vì, cũng như mình, còn phải lo nhiều Vấn đề Đời thường và Thực dụng, và cũng thiếu cả ý chí nữa?!...Nên mình xin phép góp vài lời chia sẻ vài Suy nghĩ nhỏ bé của mình để gọi là có chút hưởng ứng đóng góp với Bạn nhé. Hoàn toàn là mang tính Cá nhân
Thứ nhất, mình thấy các Phân tích và Đồ thị Toán học các hàm Đa biến của Công suất, Phụ tải... của Bạn thì rất chuẩn. Mình chỉ xin nói trên Phương diện Thực tế đi làm thường mình vẫn phải theo những Mô hình Điều khiển ứng dụng đã định hình sẵn, mà qua đó mình sẽ học hỏi được cách đặt và xử lý, giải quyết Vấn đề. Vì vậy, ở đây cho phép mình chỉ nói về mặt định tính về hướng Giải quyết Vấn đề chứ không đi sâu về Cơ sở Toán học.
Thứ hai, để định hướng cũng phải quay lại CT cơ bản về CS-Năng lượng Dòng chảy: Q=G.CdeltaT. CS-Năng lượng sẽ thay đổi và được điều chỉnh thông qua các Thông số Lưu lượng (Bơm nước, Quạt gió...) cũng như là Độ chênh Nhiệt độ deltaT (giữa 2 ngõ vào ra của Chu trình, Thiết bị). Tiêu chí tối ưu cho ĐK là phải làm sao (từ TK chọn Thiết bị phù hợp với nhau cũng như có Giải pháp ĐK (với các Thuật toán) phối hợp giữa các Thiết bị thừa hành thật hợp lý sao cho duy trì Cân bằng linh hoạt giữa Độ lớn Phụ tải (tức thời) với CS Phát lạnh (tức thời) của Hệ thống Chiller. Còn việc chọn các Thiết bị có Hiệu suất cao là việc của các nhà Quản lý, cũng là góp phần để giúp cho cả Hệ thống có được Hiệu suất EER Tổng cao nhất. Đây cũng là 1 Tiêu chí đánh giá của Tư vấn Dự án (như LEED hay GREEN Design...)
Thứ ba, hơi đi vào Chi tiết một chút cho đỡ dài dòng, là Giải pháp thực tế. Các bước thường hay định hướng làm có thể như sau:
- Lên một TK tin cậy, hợp lý về Tính toán định lượng Phụ tải và Giải pháp Mô hình Thiết bị xử lý Năng lượng.
- Trích xuất (hay yêu cầu cung câp) từ Hồ sơ Thiết bị cung cấp ra các Bảng Phân tích Part load của từng Thiết bị thành phần Chiller, Bơm GN/NL, Tháp GN, các Dành lạnh AHU/PAU...trong đó phải chỉ rõ CS Tiêu thụ (và cả chỉ số EER) của Thiết bị.
- Căn cứ vào CS các Thiết bị Chiller, Dàn lạnh Phụ tải, hãy phác họa Mô hình liên kết ĐK hợp lý nhất về mặt Năng lượng (cái khéo là ở đây đấy).
- Trích xuất từ Phần mềm Bảng Phân tích Phụ tải (theo Thời gian) của Hệ thống, kết hợp với Gỉaỉ pháp TK Mô hình Hệ thống các Chiller (Duty, Standby) để lập ra Bảng Phân tích chế độ Tải (Partload%) của từng Chiller, cũng như của các Thiết bị phụ phối thuôc như các Bơm, Quạt có liên quan. Kết hợp với Giải pháp, Thuật toán ĐK cho Mô hình mà Bạn đã chọn để lập ra Bảng Phân tích Phụ tải của cả Mô hình Hệ thống cho thấy CS Phát lạnh của Hệ Chiller-Phụ tải ứng với từng mức Phân Tải Part Load % từ 0 đến 100%. Tiêu chí yêu cầu chính cũng vẫn chỉ là luôn Bảo đảm linh hoạt Cân bằng về Năng lượng tức thời giữa CS Phát của Hệ thống Thiết bị với Định lượng Phụ tải tức thời của Hệ thống.
- Nói thì dễ và...nhanh nhưng để làm được phải là Kết quả cả 1 Qúa trình dài phải làm nghiêm túc tất cả các Khâu, từ khâu lên Mô hình Tính toán TK, chọn Thiết bị cho hợp lý, rồi đưa ra Giải pháp ĐK phối hợp cho thật khéo léo, rồi cần sự phối hợp hỗ trợ từ các Nhà cung cấp Thiết bị nữa, và qua cả khâu Lắp đặt chuẩn, cân chỉnh TAB thật khéo léo và bài bản nữa... thì Máy móc mới chạy được đúng như TK, mới đến được KẾT QUẢ cuối cùng tốt được.
- Đây (Bảng Phân tích Phân tải Part Load % Phụ tải Danh định của Hệ thống) chính là Cơ sở Dữ liệu Tổng hợp chính để phân tích Năng lượng, đánh giá Hệ thống - đối chiếu với các Tiêu chuẩn Chỉ tiêu Năng lượng hiện hành. Từ giai đoạn đánh giá Thiết kế ban đầu (Tính toán Định lượng CS Phụ tải, Phương án TK chọn Thiết bị, Chất lượng giải pháp ĐK phối hợp Hoạt động các Thiết bi), đến Giai đoạn tiếp là chọn lựa Thiết bị (đạt Hiệu suất NL), lắp đặt Thiết bi (đúng yêu cầu quy phạm và TK), cho đến Giai đoạn cuối khi Chạy thử/Nghiệm thu/Bàn giao (TAB hay T&C)
Mình không được học hành sâu về chuyên ngành Quản lý Năng lượng. Chỉ qua Qúa trình đi làm mà để ý học lóm đôi chút. Thấy Bạn nhiệt tình thì cũng biết gì nói nấy để chia sẻ, động viên Bạn chút thôi. Có gì không phải xin đóng góp cho ạ! Thân ái

 

Bạn ơi, đây là cả một đề tài lớn, và...dài. Thấy Bạn nhiệt tình quá mà không có Ai hưởng ứng (vì, cũng như mình, còn phải lo nhiều Vấn đề Đời thường và Thực dụng, và cũng thiếu cả ý chí nữa?!...Nên mình xin phép góp vài lời chia sẻ vài Suy nghĩ nhỏ bé của mình để gọi là có chút hưởng ứng đóng góp với Bạn nhé. Hoàn toàn là mang tính Cá nhân
Thứ nhất, mình thấy các Phân tích và Đồ thị Toán học các hàm Đa biến của Công suất, Phụ tải... của Bạn thì rất chuẩn. Mình chỉ xin nói trên Phương diện Thực tế đi làm thường mình vẫn phải theo những Mô hình Điều khiển ứng dụng đã định hình sẵn, mà qua đó mình sẽ học hỏi được cách đặt và xử lý, giải quyết Vấn đề. Vì vậy, ở đây cho phép mình chỉ nói về mặt định tính về hướng Giải quyết Vấn đề chứ không đi sâu về Cơ sở Toán học.
Thứ hai, để định hướng cũng phải quay lại CT cơ bản về CS-Năng lượng Dòng chảy: Q=G.CdeltaT. CS-Năng lượng sẽ thay đổi và được điều chỉnh thông qua các Thông số Lưu lượng (Bơm nước, Quạt gió...) cũng như là Độ chênh Nhiệt độ deltaT (giữa 2 ngõ vào ra của Chu trình, Thiết bị). Tiêu chí tối ưu cho ĐK là phải làm sao (từ TK chọn Thiết bị phù hợp với nhau cũng như có Giải pháp ĐK (với các Thuật toán) phối hợp giữa các Thiết bị thừa hành thật hợp lý sao cho duy trì Cân bằng linh hoạt giữa Độ lớn Phụ tải (tức thời) với CS Phát lạnh (tức thời) của Hệ thống Chiller. Còn việc chọn các Thiết bị có Hiệu suất cao là việc của các nhà Quản lý, cũng là góp phần để giúp cho cả Hệ thống có được Hiệu suất EER Tổng cao nhất. Đây cũng là 1 Tiêu chí đánh giá của Tư vấn Dự án (như LEED hay GREEN Design...)
Thứ ba, hơi đi vào Chi tiết một chút cho đỡ dài dòng, là Giải pháp thực tế. Các bước thường hay định hướng làm có thể như sau:
- Lên một TK tin cậy, hợp lý về Tính toán định lượng Phụ tải và Giải pháp Mô hình Thiết bị xử lý Năng lượng.
- Trích xuất (hay yêu cầu cung câp) từ Hồ sơ Thiết bị cung cấp ra các Bảng Phân tích Part load của từng Thiết bị thành phần Chiller, Bơm GN/NL, Tháp GN, các Dành lạnh AHU/PAU...trong đó phải chỉ rõ CS Tiêu thụ (và cả chỉ số EER) của Thiết bị.
- Căn cứ vào CS các Thiết bị Chiller, Dàn lạnh Phụ tải, hãy phác họa Mô hình liên kết ĐK hợp lý nhất về mặt Năng lượng (cái khéo là ở đây đấy).
- Trích xuất từ Phần mềm Bảng Phân tích Phụ tải (theo Thời gian) của Hệ thống, kết hợp với Gỉaỉ pháp TK Mô hình Hệ thống các Chiller (Duty, Standby) để lập ra Bảng Phân tích chế độ Tải (Partload%) của từng Chiller, cũng như của các Thiết bị phụ phối thuôc như các Bơm, Quạt có liên quan. Kết hợp với Giải pháp, Thuật toán ĐK cho Mô hình mà Bạn đã chọn để lập ra Bảng Phân tích Phụ tải của cả Mô hình Hệ thống cho thấy CS Phát lạnh của Hệ Chiller-Phụ tải ứng với từng mức Phân Tải Part Load % từ 0 đến 100%. Tiêu chí yêu cầu chính cũng vẫn chỉ là luôn Bảo đảm linh hoạt Cân bằng về Năng lượng tức thời giữa CS Phát của Hệ thống Thiết bị với Định lượng Phụ tải tức thời của Hệ thống.
- Nói thì dễ và...nhanh nhưng để làm được phải là Kết quả cả 1 Qúa trình dài phải làm nghiêm túc tất cả các Khâu, từ khâu lên Mô hình Tính toán TK, chọn Thiết bị cho hợp lý, rồi đưa ra Giải pháp ĐK phối hợp cho thật khéo léo, rồi cần sự phối hợp hỗ trợ từ các Nhà cung cấp Thiết bị nữa, và qua cả khâu Lắp đặt chuẩn, cân chỉnh TAB thật khéo léo và bài bản nữa... thì Máy móc mới chạy được đúng như TK, mới đến được KẾT QUẢ cuối cùng tốt được.
- Đây (Bảng Phân tích Phân tải Part Load % Phụ tải Danh định của Hệ thống) chính là Cơ sở Dữ liệu Tổng hợp chính để phân tích Năng lượng, đánh giá Hệ thống - đối chiếu với các Tiêu chuẩn Chỉ tiêu Năng lượng hiện hành. Từ giai đoạn đánh giá Thiết kế ban đầu (Tính toán Định lượng CS Phụ tải, Phương án TK chọn Thiết bị, Chất lượng giải pháp ĐK phối hợp Hoạt động các Thiết bi), đến Giai đoạn tiếp là chọn lựa Thiết bị (đạt Hiệu suất NL), lắp đặt Thiết bi (đúng yêu cầu quy phạm và TK), cho đến Giai đoạn cuối khi Chạy thử/Nghiệm thu/Bàn giao (TAB hay T&C)
Mình không được học hành sâu về chuyên ngành Quản lý Năng lượng. Chỉ qua Qúa trình đi làm mà để ý học lóm đôi chút. Thấy Bạn nhiệt tình thì cũng biết gì nói nấy để chia sẻ, động viên Bạn chút thôi. Có gì không phải xin đóng góp cho ạ! Thân ái

Cám ơn bác @alone160162 đã chia sẻ. Bên em đã triển khai thành công rất nhiều dự án to ở trong khu vực, và nhiều lần được giải thưởng của chính phủ Singapore. Công trình ở VN mình sẽ hoàn thành trong vòng 1 vài tháng tới nữa thôi. Mời bác tham khảo các dự án đã hoàn thành trên trang Web của BBP

Track Record - Barghest Building Performance

BBP is an award winning technology provider with customers across industrial and commercial real estates Click on individual client logo to learn more about the project AllSingaporeMalaysiaThailandIndonesiaTaiwan & ChinaIndiaPhilippines AllData CenterHospitalityIndustrialOfficeRetail AllData...

bbp.sg

Em rất mong có cơ hội để trao đổi trực tiếp với bác về phương thức điều khiển và thực hiện.