[Please click on the graphic to enlarge it]
Ở VN có nhiều nhà, mới và cũ, có mặt tiền đẹp. Song kế bên đó lại có vô số cục "máy lạnh", "điều hòa không khí" bám vào mặt tiền, xem như quần áo ... dính bùn. Các thiết bị này chủ yếu là luân lưu không khí trong phòng, lấy nhiệt đi nhờ bộ phận bốc hơi (evaporator) của máy làm lạnh (refrigeration machine), chứ không điều chỉnh độ ẩm, mà thường là giảm độ ẩm. Với đà "hội nhập" thế giới càng có nhiều nhà có gắn máy lạnh: cao ốc căn hộ, văn phòng, cửa hàng ... đâu đâu cũng có máy lạnh: 1 cục có, 2 cục cũng có; ý muốn nói đến compact hay split air conditioner.
Với tinh thần "càng lạnh càng sang" chủ nhân dùng máy lạnh thưòng điều chỉnh nhiệt độ trong phòng ở mức 20 ... 22°C, trong khi ngoài trời, trong bóng mát lên đến 32 ... 34°C. Ai mà đi ngoài nắng thì có cảm giác nhiệt độ cao hơn nữa! Ngay cả ở Âu Mỹ, con người vốn chịu nóng kém hơn mình, vào mùa hè, các phòng ốc được điều chỉnh ở mức 28°C khi ngoài trời nóng 32°C. Khoảng cách nhiệt độ này có 2 lợi ích: sức khỏe (không dễ bị cảm, vì thay đổi nhiệt độ đột ngột qúa lớn) và tài chính (máy lạnh chạy ít hơn vì không phải giảm nhiệt độ trong phòng qúa nhiều).
Vì phòng phải có nhiệt độ thấp nên các nhà bán máy lạnh chỉ có loại máy với công xuất điện trên 1 ngựa = HP (Horse Power). Bình quân, 1 máy với công xuất 1 kW = 1,34 HP, có thể chuyển 2kW nhiệt ra khỏi phòng. Câu hỏi bây giờ là khi phải làm mát phòng mình phỏng chừng các nguồn nhiệt (gánh nặng mát) được không? Muốn chính xác thì phải tính chi tiết, song mỗi người có thể phỏng chừng hợp lý để chọn máy lạnh không qúa kích.
Gánh nặng mát lớn nhất là ánh nắng, khi phòng có kính. Bức xạ mặt trời bất biến (Solar constant) là 1367 W/m2, tức là công xuất bức xạ trên 1 thước vuông nhận nhiệt. Khi vào khí quyển công xuất này giảm đi vì mây, bụi, khí ... và chỉ còn khoảng 1000 W/m2. Tình bình quân ở VN mình có thể lấy 700 W/m2 như gánh nặng mát phỏng chừng. Nếu trước cửa kính có che nắng (shading) thì ánh nắng sẽ giảm nữa, có thể chỉ còn 200 ... 300 W/m2.
Kế đến là những nguồn nhiệt trong nhà như con người, máy sử dụng, đèn chiếu. 1 người trung bình phát ra 100 W, máy tính thì từ 50 đến 150 W, đèn chiếu thì từ 15 W đến gần 100 W 1 bóng.
Và trao đổi không khí giữa phòng và bên ngoài từ các khe hở cũng sẽ là gánh nặng mát lớn, nếu khác biệt nhiệt độ quá lớn (phòng 20°C, ngoài trời 34°C).
Các gánh nặng mát khác như truyền nhiệt qua tường .. không đáng kề.
Cho 1 phòng 25 m2, cao 4 m, có 4 m2 kính, có che nắng, có 4 người sinh hoạt, với 4 máy tính, 1 máy in, 1 scanner, có đèn néon, và cần 26°C khi ngoài trời 34°C, thì phải chuyển nhiệt tối đa khoảng 2200 W, tức là cần công xuất điện khoảng 1100 W = 1,5 HP.
Với cách đặt cục máy lạnh hiện nay thì nhà bán máy sẽ không ngần ngại đề nghị 1 máy 3 HP, cho chắc ăn !!! Theo cách đặt này thì toàn bộ không khí trong phòng được "trộn đều" và hơi nóng từ mặt trời, con người trong phòng, máy, đèn 100% làm tăng nhiệt độ trong phòng, do đó phải được chuyển hết ra ngoài. Ngược lại, nếu cục máy lạnh được đặt ở mức sàn nhà, có thêm thiết bị để phân phối (outlet device) chậm và đều gió mát, và có lưới thoát không khí trên cao, thì xem như mình chỉ cần giữ 26°C cho đến chiều cao 2 m thôi (thay vì 4 m), hơi nóng của người và máy chỉ tác dùng 1 phần thôi vì được liền ra khỏi phòng.
Tất cả các yếu tố vừa kể có thể giảm yêu cầu làm mát đến 50%.
Tuy không có thống kê chính xác, song với phỏng đoán là VN có khoảng 1 000 000 cục máy lạnh (theo báo SGGP, năm 2006 số lượng bán cục máy lạnh là 300 000), với công xuất bình quân là 1 kW, thì nếu thực hiện thông gió qua đẩy luồng (Displacement Ventilation) thì sẽ tiết kiệm được 1 công xuất là 500 MW trong khung cảnh của công xuất điện cả nước là 13000 MW !!!
Cách sử dụng các cục máy lạnh chỉ là 1 trong nhiều trường hợp để VN tiết kiệm năng lượng, hội nhập 1 cách thông minh, và thực hiện thật sự "học và hành".
4 nhận xét:
Tôi xin có một số ý kiến về bài viết này như sau:
1. Trong thuật ngữ của ngành Nhiệt - Lạnh, không có từ nào là “gánh nặng mát” cả, mà chỉ có thuật ngữ “tải nhiệt” hoặc “tải lạnh” (heating load, cooling load) thôi.
2. “Với cách đặt cục máy lạnh hiện nay thì nhà bán máy sẽ không ngần ngại đề nghị 1 máy 3 HP, cho chắc ăn!!!”. Câu này tối nghĩa. Cách đặt cục máy lạnh hiện nay là cách đặt thế nào? Tại sao nhà bán máy lại đề nghị 1 máy 3 HP, để chắc ăn? Ở đây, tác giả không hề lý giải rõ ràng gì cả.
Theo thiển ý của tôi, tác giả nên nói rõ cục máy lạnh ở đây là dàn bốc hơi (dàn lạnh) hay dàn ngưng tụ (dàn nóng) được đặt trong nhà. Thực ra, với cách đặt dàn lạnh như hình vẽ trong bài (dàn lạnh đặt trên trần, thổi không khí lạnh xuống dưới sàn nhà trong chế độ làm lạnh) không có gì là sai cả. Vì không khí lạnh vốn nặng hơn không khí nóng nên khi thổi từ trên xuống dưới khiến cho không gian được điều hòa sẽ lạnh đồng đều hơn. Hơn nữa, ở mỗi dàn lạnh của máy 2 cục (2 cụm) đặt trong nhà thường bố trí một cửa gió hồi về nên không khí trong nhà sẽ được tuần hoàn liên tục.
3. “Tất cả các yếu tố vừa kể có thể giảm yêu cầu làm mát đến 50%”. Không rõ là tác giả lấy dữ liệu ở đâu mà khẳng định con số 50% như vậy?
Nếu chỉ sử dụng vài biện pháp như: thay đổi cách đặt dàn lạnh, tăng nhiệt độ đặt trong phòng (setpoint temperature) mà giảm yêu cầu làm mát, theo tôi hiểu là tiêu hao điện năng, thì các kỹ sư, các nhà khoa học Nhiệt - Lạnh chắc chẳng cần phải nghĩ đến các giải pháp hồi nhiệt (heat recovery) hay biến tần (inverter),… làm gì cho mệt cả. Đành rằng tăng nhiệt độ đặt trong phòng cũng làm giảm tiêu hao điện năng (bằng cách không cho máy nén làm việc liên tục) nhưng không thể giảm được đến 50% đâu ạ.
Nội dung của bài viết thật ra mới chỉ đề cập đến việc tiết kiệm năng lượng của hệ thống ĐHKK cục bộ loại nhỏ ở trong các nhà ở, chứ chưa nêu được các giải pháp tiết kiệm năng lượng phổ biến ở các toà nhà cao tầng (buildings), siêu thị, sản xuất hiện nay. Hơn nữa, một số thuật ngữ, thông tin trong bài đưa ra không chính xác, gây khó hiểu và hiểu sai cho độc giả. Mong rằng những thông tin khoa học trước khi công bố nên có sự tìm hiểu, phân tích thật thấu đáo để tránh những sai sót đáng tiếc.
Tôi cám ơn anh Dũng đã góp ý kiến.
Sau đây tôi lần lượt dề cập đến các điểm được nhắc đến:
1. Khái niệm "Gánh nặng mát" được tôi đật tên để nêu rõ ý nghĩa vật lý của heating và cooling load. Giống như khi mình mượn tiền của ngân hàng, thì tiền mình mượn là "Gánh nặng tài chính". Hoặc khi đồ vật nặng đặt trên sàn nhà, thì cũng gây ra sự chịu "Gáng nặng" của nền nhà. Ánh nắng mặt trời chiếu vào phòng lúc mùa hè khiến mình phải tải nhiệt năng (thermal energy. but not heat, because it's a process energy).
2. Khi tôi nói đến việc đặt cục máy lạnh là nói đến dàn bốc hơi hay 1 heat exchanger với chilled water. Đặt cục máy lạnh dưới trần nhà là làm mixed ventilation, phải tải nhiệt của đèn hay các nguồn phát nhiệt khác. Đặt cục máy lạnh ở trên sàn nhà thì dùng "Động cơ nhiệt tự nhiên" (natural thermal drive = vertical displacement ventilation)và mình không phải tải nhiệt của đèn hay máy tính, người ta, vì hơi nóng không bị trộn với khí mát trước khi chuyển ra ngoài!!!
3. Đây là nhận định sau hơn 20 năm làm việc trong Building Services, cũng như kết quả của Building Simulation với phần mềm TRNSYS.
Các DHKK cho các công trình lớn, từ 1000 thước vuông xử dụng trở lên, đều đã áp dụng Displacement Ventilation từ hơn 15 năm nay, tùy trường hợp, dùng chung với các thiết kế cooling ceiling.
Điều quan trọng là mình có tinh thần lý luận độc lập để sửa lại các hiểu biết từ chương. Trong quá trình dạy sinh viên tại Đại học Kỹ Thuật Zurich (ETHZ) tôi luôn tạo điều kiện để SV, đồng nghiệp cũng như khách hàng nắm được nội dung vật lý trước khi bàn về khía cạnh kinh tế, môi trường.
Vì đã xa VN hơn 40 năm nên nếu tiếng việt tôi dùng không theo đúng các từ ngữ đang dùng, thì xin các bạn giúp.
Nguyễn đại Đán
Rất cảm ơn anh Nguyễn Đại Đán đã gửi lại phản hồi bài viết của tôi. Giá như anh giải thích rõ ngay từ đầu thì đã không gây ra sự hiểu lầm như vậy. Theo tôi, trong khoa học, cái quan trọng nhất là nói có sách, mách có chứng anh à.
Có vấn đề gì cần trao đổi, tôi mong anh hãy gửi vào hộp thư của tôi theo địa chỉ: dungtq2412@gmail.com.
Rất vui được làm quen với một người làm cùng ngành Nhiệt - Lạnh như anh. Hy vọng sẽ được gặp anh.
Trịnh Quốc Dũng
Hộp thư của anh Đán là gì vậy?
Trịnh Quốc Dũng
Đăng nhận xét