Dân Dụng Earthwise - cold air supply

atinh

Thành Viên [LV 5]
COLD SUPPLY AIR ( Low Air - flow system – part 1)

1_1260674896.jpg


Từ trước đến nay, anh em tư vấn khi thiết kế hệ thống HVAC, cụ thể là hệ thống chiller thường chỉ quan tâm đến phía nước như dùng biến tần cho bơm nước lạnh, biến tần cho quạt tháp giải nhiệt…đều đã đạt được nhiều kết quả tốt, tiết kiệm rất lớn năng lượng tiêu thụ. Điển hình là hệ chiller VPF, Decouple, Low-flow system…
Hệ thống HVAC không chỉ có phần nước (Waterside-WS), năng lượng tiêu thụ cho phía gió(Airside-AS) cũng rất lớn. Một trong rất nhiều phương pháp tiết kiệm cho phần này là áp dụng tiêu chuẩn thiết kế mới.- Điều kiện thiết kế cho Air-side system
Có ai đã từng nghe phương pháp Earthwise của hang Trane ? Chắc hẳn ai cũng nghĩ nó chỉ thuộc phía nước, nhưng Earthwise có cả phía gió.

Earthwise? Là tên gọi phương pháp thiết kế lưu lượng thấp của Trane nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng. Có thể có người biết, người không về Earthwise. Hôm nay atinh xin trình bày Airside earthwise, phần Waterside sẽ do mr Herot trình bày sau.Người nào đã biết xin chia sẽ thêm và ai chưa biết thì cùng thảo luận để ta có cái nhìn toàn diện hơn về tiết kiệm năng lượng trong hệ thống HVAC

Q = GCpDeltaT, Với Q,Cp không đổi, tăng DeltaT bằng cách hạ nhiệt độ gió cấp sẽ giảm được lưu lượng. Việc giảm lưu lượng kéo theo giảm size quạt, ống gió, phụ kiện, điều khiển, điện...
2_1260674981.jpg


Thông thường mọi người thiết kế DeltaT gió là 10 OC (Chuẩn là 11.1 OC) độ gió cấp (SA) >= 13 OC, và hầu như ít ai thiết kế được 13 OC (thường thấy nhất là 15,16 OC) và hệ thống họ thiết kế vẫn chạy tốt.
Ở việt nam nhà thiết kế thường chọn thiết kế hệ thống gió dùng FCU hơn là AHU vì một số lý do nào đó (mình nói giới hạn trong điều hòa thương mại, văn phòng bình thường). Và chắc rằng nhiệt độ gió ra FCU luôn lớn hơn 15 OC vì họ luôn chọn nhiệt độ gió vào FCU là 26.7 C(80F). Các nhà sản xuất FCU theo chuẩn sẽ có DeltaT gió là 10~11.1 OC.

Quay lại bài “Thiết kế PAU” rõ ràng ưu điểm của việc sử dụng gió ra PAU thấp (<=13 OC) mang lại lợi ích thấy được trước mắt là giảm size FCU, ống gió, ống nước, dây điện, điều khiển, không gian trần giả…Nhưng nhiều người vẫn sợ nếu PAU hư thì sao, giảm như vậy có kỳ quá không, không ai làm tôi sẽ không làm, và nhiều lý do khác…

Vậy thiết kế Cold air có nhiệt độ gió cấp bao nhiêu? Các chuyên gia Cold-Air đưa ra
7~9 OC nếu hệ thống dùng Chiller ly tâm
9~11 OC nếu dùng Trục vít
11~13 nếu dùng DX system
Nhưng thông thường chỉ giới hạn SA>= 9 OC
Bảng sau so sánh 2 phương án thiết kế SA=13 và SA=9
3_1260675143.jpg


Ta thấy giảm nhiệt độ xuống 4 OC, lưu lượng gió cấp giảm gần như 40%
Khi đó với hệ thống mới thì ta tiết kiệm được chi phí cả phần airside, còn hệ thống có sẳn thì năng lượng tiết kiệm được sẽ theo công thức

 Power1 / Power2 = (Airflow1 / Airflow2 )3

Vậy câu hỏi đặt ra là Cold Air ảnh hưởng thế nào đối với hệ thống
1. Cách nhiệt
2. Đọng sương
3. Cấp gió quá lạnh vào không gian
4. Năng lượng tiêu thụ
Cách nhiệt
Theo ASHRAE việc giảm nhiệt độ gió cấp không phải tăng độ dày cách nhiệt, cold air làm giảm size ống do đó giảm được diện tích cách nhiệt, thậm chí ở những đoạn ống qua vùng không điều hòa cần cách nhiệt mỏng hơn
‘ASHRAE Cold Air Distribution System Design Guide (pp 70-71)’

Đọng sương:

Phải luôn điều khiển ẩm cho điều kiện bình thường hay cold air. Khi thiết kế Cold Air (khi đó điều kiện phòng được chọn là 25DB-40~45%RH thay vì bình thường 24~55%) làm giảm nhiệt độ đọng sương trong không gian điều hòa.

Tuy nhiên các bề mặt có nhiệt độ thấp phía trong (internal zone) phải nằm trong vùng điều khiển độ ẩm, các bề mặt lạnh phía ngoài (parimeter zone) phải được cách nhiệt tốt. Việc để thấm lọt không khi vào phòng sẽ gây đọng sương ngay lập tức nên cần duy trì áp dương trong không gian điều hòa.
Việc tạo áp dương có nhiều ý nghĩa
- Điều khiển ẩm
- Tránh mùi từ khu vệ sinh tràn qua phòng điều hòa
- Tránh thấp lọt gió nóng bên ngoài, bụi…
4_1260675180.jpg


Cấp gió quá lạnh vào không gian
Sử dụng 2 phương pháp để giải quyết vấn đề này

1. Dùng miệng thổi Linear slot có vận tốc và sức đẩy lớn làm cho luồng gió luôn nằm trên vùng ưu tiên như hình bên dưới (2m từ sàn, xem trong ‘Hệ thống điều hòa không khí’ của TS.Lê Chí Hiệp)
Việc dùng miệng gió khuyết tán hay grill không thể dùng để phân phối air cold, nếu vuộc phải dùng dạng này thì luôn kết hợp với Fan-powered VAV.
5_1260675289.jpg


2. Dùng hệ thống VAV dạng Fan-powered VAV
Xin nói sơ về Fan-powered VAV, hộp VAV này gồm van gió, quạt nhỏ, đôi khi có thêm thiết bị sưởi, bộ điều khiển, mục đích của việc dùng hộp VAV loai này là dùng nhiệt từ gió hồi (trần giả, nhiệt do đèn) để sưởi gió trước VAV box (cold air) tránh việc thổi gió quá lạnh vào phòng, loại này có 2 dạng parallel fan-powered VAV và series fan-powered VAV,
parallel hay series chỉ 2 dòng không khí, sau quạt nhỏ và sau qua van gió đi song song hay nối tiếp
parallel fan-powered VAV
6.jpg


Primary air được thiết kế = lưu lượng gió cấp vào phòng, khi tải lạnh thay đổi, van gió điều chỉnh lưu lượng gió này, khi tải lạnh giảm rất thấp trong khi van chỉ giảm đến mức giới hạn ( hay gọi min VAV) do yêu cầu gió tươi, khi đó sẽ dư công suất cấp vào phòng và quạt nhỏ có nhiệm vụ hút gió hồi hòa trộn với primary air để tăng nhiệt độ gió cấp vào phòng. Ta thấy gió ra khỏi quạt và van gió là 2 dòng song song cùng ra khỏi hộp VAV. Lưu ý là quạt này chỉ chạy khi có điều kiện trên xảy ra và lưu lượng cấp vào phòng là thay đổi trên mức gió tươi
7.jpg


Khác với ở trên, quạt trong hộp VAV có lưu lượng = lưu lượng gió cấp, quạt này luôn hoạt động khi có người, nó có thể hút gió từ primary hay từ trần giả tùy theo tín hiệu của thermostat, và lưu lượng cấp vào phòng luôn khôg đổi.

Trong hộp VAV box van gió có ý nghĩa quan trọng và phụ thuộc vào bộ điều khiển, việc điều khiển chính xác lưu lượng gió khi đóng mở van gió quyết định giá của VAV Box.

Hệ thống Fan-powered VAV có đặt điểm là dùng gió hồi để sưởi nhiệt độ gió cấp ( ví dụ 9 OC lên 13 OC), sau đó thổi vào phòng với lưu lượng không đổi hoặc thay đổi trên mức thong gió, một ý nghĩa quan trọng của hệ Fan-powered VAV là thay đổi lưu lượng gió( nhiệt độ không đổi) từ AHU đến VAV Box. Như vậy nó vừa tiết kiệm được đường ống, năng lượng cấp của AHU nhưng vẫn duy trì lưu lượng lớn vào phòng (điều này làm một số người lo lắng khi dùng hệ VAV là thay đổi lưu lượng quá thấp sẽ tạo cảm giác ít gió vào phòng gây khó chịu).

Tuy nhiên nó phải tiêu tốn thêm năng lượng nhỏ cho quạt trong hộp VAV (đương nhiên nhỏ hơn lợi ích của cả hệ thống).
Vậy lợi ích của hệ thống Cold Air là gì
 AHU nhỏ hơn
 Hộp gein nhỏ hơn và ống gió nhỏ hơn, cách nhiệt ít hơn
 VAV box nhỏ hơn
 Cao độ trần thấp hơn (xem thêm bài’ thiết kế PAU’)
 Giảm năng lượng tiêu thụ cho quạt, dây điện, điều khiển…
 Và mục tiêu cuối cùng vẫn đảm bảo được mức độ thoải mái trong không gian điều hòa.
Việc giảm nhiệt độ gió cấp đòi hỏi hệ thống nước phải cấp nhiệt độ nước lạnh hơn để hạ nhiệt độ gió ra và cả việc tách ẩm ( mới đảm bảo được độ ẩm thấp trong phòng). Với nhiệt độ nước lạnh thấp (5oC) làm giảm hiệu suất của Chiller.

Vấn đề giảm hiệu suất chiller ảnh hưởng thế nào, có lợi hay hại cho toàn hệ thống mọi người sẽ thấy rõ sau khi đọc thêm bài viết Waterside-Earthwise của mr.Herot
Việc kết hợp Hight COP Chiller - Cold air - cold Water-low air-water flow, biến tần bơm nước lạnh, tối ưu hóa điện năng tiêu thụ giữa chiller và tháp giải nhiệt, Low supply PAU air và hệ thống điều khiển chuyên nghiệp…Tạo nên một hệ thống HVAC cực kỳ tiết kiệm, giảm chi phí đầu tư….

Nhìn lại một cách tổng quát, thiết kế Cold Air thì cần làm những gì
Những nguyên tắc khi thiết kế Cold-Air
Building construction


 Cách nhiệt tốt, sửu dụng vật liệu chống hơi ẩm
 Đặt các thiết bị trong không gian kiểm soát độ ẩm
 Không cấp gió lạnh vào không gian không có điều khiển như trần giả, gác mái…
Phòng thiết bị (AHU)

 Cấp gió tươi vào trực tiếp AHU, không dùng phòng AHU như phòng hòa trộn để cấp gió tươi
 Tạo áp dương trong phòng AHU bằng một ít gió cấp
 Nếu dung phòng AHU là không gian hồi thì dùng Return-Fan tạo áp dương trong phòng này
 Cách nhiệt tốt các bề mặt lạnh (ống gió, ống nước, thiết bị)…
AHU và đường ống

 Dùng độ dốc nước ngưng lớn
 Đặt AHU đủ cao để tạo bẩy nước tốt
 Đệm kính các cửa AHU
Terminal devices
 Sử dụng miệng gió linear-slot hoặc nếu dùng miệng gió thường phải kết hợp với fan-powered VAV box

Điều khiển thông minh
 Tạo áp dương trong không gian điều hòa để ngăn gió bên ngoài rò lọt
 Reset áp suất tĩnh của quạt để giảm năng lượng quạt AHU
 Chạy quạt nhỏ trong VAV box khi có người và khi lưu lượng trước VAV box nhỏ hơn 20~30% lưu lượng thiết kế…

Đến đây mọi người sẽ thắc mắc là nếu hệ thống chỉ dùng FCU ko thì sao?
Có nghĩa là đâu có thể dùng Cold Air vì FCU được sản xuất hàng loạt chỉ có DeltaT 10~11.1oC, vậy thì ở Việt Nam rất khó dùng VAV box hay AHU, vậy thì cái nói trên đây chẳng có ý nghĩa gì hết. Đúng là như vậy nếu vì một lý do nào đó mà hệ thống không thể dùng AHU

Đối với hệ thống chỉ dùng FCU chỉ có thể áp dụng nó vào PAU, nghĩa là cấp gió ra PAU thấp nhất có thể (thường thì sẽ bằng gió ra FCU), khi đó nhiệt độ gió hòa trộn ( hay trước khi vào FCU) sẽ là 23.3 (74F) hay 22.2 (72F). khi đó nhiệt độ gió cấp tương ứng 12 hoặc 13 (xem bài “thiết kế PAU”)
Hãy luôn cấp gió có nhiệt độ <=13 và Cold air-Cold Water-Low flow and hight COP equiptment bất cứ khi nào có thể.

Mời các bạn đón theo dõi phần 2 Low Water – Flow system ( Waterside Earthwise)

Tham khảo

Cold Air Makes Good Senses – Trane engineers newsletter
Low Temperature Supply Air for Coporate Campus - August 2001 – ASHRAE JOURNAL
 
Ðề: Earthwise - cold air supply

Bài này chú Atinh viết mà sao ở TRANG CHỦ lại hiện tiên chú Đình, chus Đình chuyển bài qua TRANG CHỦ thì chú ý ghi tên người viết nhé.
 
Ðề: Earthwise - cold air supply

Đề tài của bạn nêu ra rất là hay.
Cám ơn nhiều.
Tuy nhiên 1 điều cần nêu ra để cùng thảo luận là phần đọng sương của gió.

Không biết cần phải làm gì để chắc chắn tình trạng đọng sương không xảy ra.

Thanks .
 
Ðề: Earthwise - cold air supply

Đã hơn 2 năm rồi giờ mới quay lại diễn đàn thấy anh em đóng góp ngày một tích cực và bài viết cũng chất lượng hơn nhiều, mình cũng vui lắm. Xin góp một ít ý kiến thế này:
- Muợn câu nói của Lê Chí Hiệp "vừa lợi vừa hại" cũng như bác Atinh trình bày thì khi sử dụng earthwise phải chú ý một loạt các yêu cầu.....
- Về phần, nếu tiết kiệm đường ống, tiết kiệm kích thước VAV box... thì ban đầu chủ đầu tư phải tốn một khoảng khá lớn cho AHU vì những AHU loại này sẽ không bình thường mà số Row sẽ tăng lên rất nhiều, và nhiều khi tính đi tính lại thì chưa chắc tiết kiệm quạt vì tổn thất qua coil lạnh cũng tăng lên....cái này phải nhờ Herot rồi (vì AHU của Trane thiết kế thì ai rành hơn Herot chứ.)
- Còn phải tuỳ thuộc vào độ ẩm nữa, nếu không gian thiết kế tải ẩm thấp- tải hiện cao như vậy sử dụng phương pháp này sẽ rất lảng phí, vì phần lớn tải lạnh giải quyết vấn đề tách ẩm không cần thiết....
- .....

-
 
Ðề: Earthwise - cold air supply

Đề tài của bạn nêu ra rất là hay.
Cám ơn nhiều.
Tuy nhiên 1 điều cần nêu ra để cùng thảo luận là phần đọng sương của gió.

Không biết cần phải làm gì để chắc chắn tình trạng đọng sương không xảy ra.

Thanks .

Đối với cold air, thứ nhất không phải tốn thêm chi phí cách nhiệt. ống gió thì không thể đọng sương được nếu cách nhiệt tốt, tuy nhiên khi tk hệ thống này thì nên hồi trần để đk được độ ẩm trên trần.
Vấn đề đọng sương chỉ quan tâm tới phòng AHU.
 
Ðề: Earthwise - cold air supply

đúng là ko có gì free cả, một điều mà bạn bảo nguyên nói chưa chính xác là
- Với công suất không đổi, lưu lượng giảm nghĩa là đã giảm nhiều chi phí cho hệ ống gió.Riêng AHU, vì size AHU chủ yếu phụ thuộc vào lưu lượng gió, hơn nữa khi bạn đã thiết kế earthwise phía gió thì đương nhiên bạn đã nghĩ đến phí nước trước tiên. khi nhiệt độ nước giảm nghĩa là size coil AHU giảm --> giảm size AHU không có chyện tăng chi phí hay tăng trở lực.
- vấn đề độ ẩm thì ví dụ bạn thiết kế 50% độ ẩm, mà gió ra thấp chạy ra 45%, nhưng bạn vẫn đủ công suất lạnh
( ko dư vì công suât vẫn như bạn thiết kế bình thường) vậy bạn có lợi hay có hại
 
Ðề: Earthwise - cold air supply

Còn một vấn đề nữa là nếu nhiệt độ nước thấp thì hiệu suất chiller giảm, như thế phải mua chiller to hơn và chạy tốn điện hơn.
Nếu Atinh có cái so sánh 2 phương án, với đầy đủ thông số và có định lượng thì sẽ tốt hơn.
 
Ðề: Earthwise - cold air supply

Về định lượng thì mình và herot đã là rât nhiều ctr rồi. Khi bạn đã lấy tiền tiết kiệm ra từ ống gió, ống nước, bơms tháp... hoặc cdt bỏ túi và chịu chiller giảm hiệu suất hoăch cdt đầu tư thêm vào chiller hiệu suất cao hơn --> có một hệ thống hiệu suất cao.
Và hiện nay đã có phương pháp khi sử dụng ews chiller không phải giảm hiệu suất nữa thậm chí còn có hiệu suất cao hơn.
Các bạn muốn biết nó thế nào thì hãy cùng Trane thảo luận cho công trình của các bạn
 
Ðề: Earthwise - cold air supply

Được cái này mất cái kia,

Theo tụi châu âu thì nó tăng nhiệt độ nước chiller lên (9-14oC) chẳn hạn để tăng hiệu suất chiller, còn air side, more air change-more comfort.

Và một điều nữa cũng rất quan trọng (như bạn bảo nguyên đã nói) công suất vô dụng rất lớn khi chỉ làm ngưng tụ nước.
 
Ðề: Earthwise - cold air supply

đúng là ko có gì free cả, một điều mà bạn bảo nguyên nói chưa chính xác là
- Với công suất không đổi, lưu lượng giảm nghĩa là đã giảm nhiều chi phí cho hệ ống gió.Riêng AHU, vì size AHU chủ yếu phụ thuộc vào lưu lượng gió, hơn nữa khi bạn đã thiết kế earthwise phía gió thì đương nhiên bạn đã nghĩ đến phí nước trước tiên. khi nhiệt độ nước giảm nghĩa là size coil AHU giảm --> giảm size AHU không có chyện tăng chi phí hay tăng trở lực.
- vấn đề độ ẩm thì ví dụ bạn thiết kế 50% độ ẩm, mà gió ra thấp chạy ra 45%, nhưng bạn vẫn đủ công suất lạnh
( ko dư vì công suât vẫn như bạn thiết kế bình thường) vậy bạn có lợi hay có hại

- Độ ẩm giảm không có nghĩa là tốt, mà nhiều khi còn có hại vì sf sau khi đem ra ngoài sẽ có khả năng hấp thụ nước mãnh liệt hơn.
- Còn về vấn đề trở lực bạn coi lại mình không nói là giảm kt AHU gây tăng trở lực....
- Còn nữa về chuyện giảm hay tăng kt ống gió, AHU không phải nhiệt độ không khí qua coil quyết định mà là do yêu cầu kt của phòng. Mình VD khi phòng sạch thể tích 250m3 yêu cầu số lần trao đổi gió là 30 lần, vậy thì làm sao bạn giảm kt AHU, ống gió VCD, VAV...
- Đó là mình chưa nói đến cho chiller chạy với nhiệt độ thấp như vậy thường thì hiệu suất giảm khoảng dưới 10% (tùy từng hãng), trong khi tính toán ban đầu giảm chi phí kích thước ống gió, AHU,..không bao nhiêu, trong khi bạn bắt máy hoạt động liên tục từ năm này sang năm nọ với cái hiệu suất đó vậy thì hại nhiều hay lợi nhiều, nói trắng ra thì nó chỉ có lợi cho những nhà thầu muốn giảm giá để trúng thầu....
- Những gì mình nói ra đây không có ý chê bai phương pháp, vì ngay từ đầu mình cũng công nhận pp này rất hay, tuy nhiên không phải vì vậy mà cứ khăn khăn cho là ưu việc mà đem ra ca tụng. Nó chỉ phát huy ưu việc khi bạn áp dụng nó đúng chỗ....
 
Ðề: Earthwise - cold air supply

Trong tài liệu của Trane cũng đã tự nêu ra vấn đề là khi giảm nhiệt độ nước ra chiller thì hiệu suất giảm. Nhưng đồng thời họ cũng "khẳng định" rằng cái mất là như vậy nhưng cái được lại là lưu lượng nước giảm => tiêu thụ điện bơm giảm, và bài toán tổng hòa giữa cái được và cái mất vẫn là giảm tiêu thụ điện của cả hệ thống.


"Some system designers hesitate to use lower chilled-water temperatures,
concerned that:

- The chiller will become less efficient. As discussed earlier, lower chilled-
water temperature makes the chiller work harder. However, while the lower
water temperature increases chiller energy consumption, reducing the
chilled-water flow rate reduces pump energy. This combination often lowers system energy consumption."


Vấn đề là phải có case-study để khẳng định này thêm phần thuyết phục. :^o
 
Ðề: Earthwise - cold air supply

anh oi em chuan bi lam luan van ma chua co de tai nao đọc cái này của ông anh thấy hay ông anh có công trình nào liên quan cái này cho em xin phát để làm dề tài luận văn luôn
thank;;)
 
Máy hút chân không hiệu BUSCH

Các bạn cho mình hỏi nhà cung cấp máy hút chân không được không.
Hiệu BUSCH.
Mình đang cần tư vấn về thiết bị.

Cám ơn
 
Back
Bên trên