Bằng cách tích trữ năng lượng trong giờ thấp điểm và sử dụng trong giờ cao điểm, giải pháp Ice Bank – Ngân hàng đá giúp chủ đầu tư tiết kiệm tới 30% lượng điện tiêu thụ hàng tháng. Năng lượng được tích trữ dưới dạng đá trong bể chứa nên nhiều nơi còn gọi với tên khác là bể trữ lạnh.

Ngân hàng đá là gì?

Ngân hàng đá (Ice Bank) là giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống điều hoà trung tâm phổ biến nhất tại các nước phát triển hiện nay. Remen là một trong những đơn vị tiên phong áp dụng thành công giải pháp ngân hàng đá giúp giảm lượng điện tiêu thụ và giảm công suất làm việc vào giờ cao điểm, chủ đầu tư tiết kiệm lên đến 30% chi phí vận hành.

Ở Việt Nam, thích hợp nhất là sử dụng công nghệ Ống trao đổi nhiệt PE và thường ở dạng bể tích trữ đá hay còn gọi là bể trữ lạnh.

Thiết kế và cung cấp hệ thống ngân hàng đá (Ice Bank) với nguyên lý chạy tạo đá vào giờ thấp điểm ban đêm để có chi phí điện năng thấp nhất, xả đá làm mát vào các giờ cao điểm ban ngày có chi phí điện năng cao hơn để tiết kiệm chi phí đạt được từ 20 – 30% chi phí tiêu hao điện năng. Hệ thống này đã được áp dụng trên thế giới 40 năm. Nhưng ở việt nam mới được áp dụng gần đây và Công ty CP Kỹ thuật cơ điện lạnh Hà Nội (REMEN) là một trong số ít Công ty đi đầu trong lĩnh vực này.

Một số tên gọi khác bạn có thể bắt gặp như: Hệ thống trữ lạnh, bể trữ lạnh, bồn trữ lạnh,….,tên tiếng anh là Ice Bank hoặc Ice storage. Hệ thống Ice Bank được phát triển rộng dãi trên thế giới từ thập kỹ những năm 1980 với nhiều loại công nghệ khác nhau như: Công nghệ quả cầu nhiêt, Công nghệ ống dẫn dài, công nghệ trao đổi nhiệt PE.

Ứng dụng.

Giải pháp ngân hàng đá này có thể áp dụng được với hầu hết các công trình sử dụng hệ thống điều hoà trung tâm bằng Chiller chạy bằng điện như công trình xây mới, công trình cần cải tạo hoặc cần mở rộng.
giai phap ngan hang da 1

Ice Bank sử dụng công nghệ ống dẫn dài thường ở dạng bể hình trụ tròn, nên thường gọi là bồn trữ lạnh, giải pháp công nghệ trao đổi nhiệt PE thường thấy ở dạng hình khối nên thường gọi là bể trữ lạnh.

Bể trữ lạnh

Bể trữ lạnh. Hình ảnh thực tế công trình Canon – Bắc Thăng Long

Trong đó, công nghệ trao đổi nhiệt PE mang lại hiệu quả tốt nhất và thời gian hồi vốn nhanh nhất, khoảng 3-4 năm, bồn trữ lạnh thường là 4-5 năm, còn công nghệ quả cầu nhiệt là 5-6 năm.

Ống trao đổi nhiệt PPE

Hệ thống ống trao đổi nhiệt PPE bên trong bể trữ lạnh

Lợi ích của giải pháp Ice Bank.

Giúp giảm công suất tiêu thụ điện của thiết bị chính là Chiller 20% đến 30% so với công suất thiết kế ban đầu, do đó giảm được các hệ thống phụ trợ như trạm biến áp, Đường dây tải điện, Công suất tủ điện, và hệ thống đường ống ….. Dẫn đến Giảm chi phí đầu tư ban đầu cho chủ đầu tư.

giai phap ngan hang da 2

Dưới đây là biểu độ nhiệt độ trong ngày của 12 tháng, theo đó, Ice Bank sẽ giúp tiết kiệm lượng điện tiêu thụ trong khung giờ cao điểm từ 8h – 20h.

giai phap ngan hang da 8Phương pháp lắp đặt.

Hình ảnh dưới đây sẽ minh hoạ cho bạn cách tiết kiệm năng lượng của giải pháp “Ngân hàng đá” từ của Remen.

Kiểu 1: Ứng dụng làm mát tuần hoàn.(Chế độ đầy tải)

Bể Ice Bank sẽ tích trữ lạnh vào những khung giờ thấp điểm và giải phóng vào những khung giờ cao điểm. Bằng cách sử dụng năng lượng tích trữ trong bể tích trữ lạnh, Chiller không cần làm việc hết công suất trong khung giờ cao điểm, giảm được rất nhiều chi phí tiền điện cho chủ đầu tư, còn tăng tuổi thọ cho Chiller nữa.

giai phap ngan hang da 3

Theo đó, bằng cách tích trữ lạnh trong giờ thấp điểm, sẽ giúp chủ đầu tư tiết kiệm đến 20-30% chi phí vận hành, thời gian hoàn vốn nhanh, lợi nhuận đem lại là rất lớn. Tuy rằng chi phí đầu tư ban đầu cao hơn một hệ thống thông thường là 10-20% những bù lại, chủ đầu tư đã có thể hoàn vốn sau từ 3-4 năm lắp đặt và sẽ tiết kiệm được tới 30% chi phí trong nhiều năm sau đó.

Ví dụ:

Tải lạnh tối đa cho một tòa nhà là 200 tấn lạnh(khoảng 704kW) và thời gian tòa nhà hoạt động từ 7h – 19h với tải trung bình là 80%. Như vậy, nhu cầu làm lạnh cho một ngày làm việc 12h đó là 12 x 200 x 0,8=1920 tấn/h(6758kWh).

Công suất Chiller cần để nạp đủ cho bồn trữ lạnh với tải như vậy là 1920/12=160 tấn(~563kW). Ưu điểm nổi bật của chế độ này đó là chiller không cần phải vận hành vào giờ cao điểm, giảm được chi phí tiền điện.

Kiểu 2: Đối với giảm chi phí đầu tư hoặc là mở rộng hệ thống. (Chế độ một phần tải.)

Bể trữ lạnh được lắp đặt sẽ tích trữ năng lượng để sử dụng trong giờ cao điểm, sau khi năng lượng tiêu hao hết thì Chiller sẽ đảm nhận phần còn lại. Tức là hệ thống trữ lạnh sẽ tiết kiệm một phần năng lượng sử dụng trong giờ cao điểm, phần còn lại Chiller vẫn cần hoạt động.

Phương pháp này tiết kiệm chi phí lắp đặt hơn so với phương pháp đầu nhưng hiệu quả tiết kiệm sẽ kém hơn, chỉ khoảng 20%.
giai phap ngan hang da 4

Ví dụ. Hệ thống trữ lạnh chỉ cung cấp 50% tải hay 1920/2=960 tấn/h. Công suất Chiller cần để nạp vào giờ thấp điểm là 960/12=80 tấn(280kW). Còn vào ban ngày, Chiller này phải làm việc với một công suất lớn hơn khoảng 114 tấn(400kW) vì nhiệt độ đầu hút cao hơn.

Kiểu 3: Đối với dây chuyền sản xuất.
giai phap ngan hang da 5

Sơ đồ lắp đặt Ice Bank.

Hiện nay, trên thị trường, hệ thống Chiller được chia làm hai loại chính là giải nhiệt bằng gió và giải nhiệt bằng nước. Trong đó, Chiller giải nhiệt bằng gió thường thấy trong các công trình quy mô nhỏ, đối với công trình quy mô lớn hơn thì hầu hết đều lắp đặt hệ thống Chiller giải nhiệt nước.

giai phap ngan hang da 9Trong đó, Hệ thống trữ lạnh đem lại hiệu quả lớn nhất cho hệ thống Chiller giải nhiệt nước. Sau đây là sơ đồ lắp đặt Ice Bank trong hệ thống Chiller giải nhiệt nước cấp trực tiếp tới AHU, FCU và giải nhiệt nước qua bộ trao đổi nhiệt.giai phap ngan hang da 10

Sơ đồ bên trong của bể trữ lanh.

giai phap ngan hang da 11

Bên trong bể trữ lạnh

Bên trong bể trữ lạnh. Hình ảnh thực tế công trình Canon – Bắc Thăng Long

Quy trình nạp đá và làm lạnh bên trong bể tích trữ lạnh.

giai phap ngan hang da 11

Hình ảnh thực tế bên trong bể trữ lạnh được thực hiện bởi kỹ sư cơ điện của Remen.

giai phap ngan hang da 13

Giải pháp Ngân hàng đá vẫn còn mới đối với Việt Nam hiện nay, tuy nhiên, hiệu quả đem lại của nó là vô cùng lớn đối với cả chủ đầu tư, nhà nước hay là với môi trường. Cụ thể:

Đối với chủ đầu tư:

  • Chi phí làm lạnh giảm tới 30% do chuyển nhu cầu làm lạnh sang giờ thấp điểm.
  • Chế độ trữ lạnh một phần giúp giảm được kích thước chiller xuống 50-60% hay giảm được chi phí lắp đặt.
  • Giảm được kích thước và chi phí cho những thiết bị xử lý không khí, động cơ, đường ống và bơm tới 30%.
  • Chi phí vận hành giảm do cảm biến nhiệt được chỉnh cao hơn vì hệ thống bồn trữ lạnh sẽ giảm độ ẩm không khí.
  • Tăng công suất làm lạnh, giảm chi phí làm lạnh vì có thể dễ dàng lắp hệ thống ngân hàng đá vào hệ thống chiller có sẵn.

Lợi ích đối với nhà nước.

  • Tăng hiệu suất sản xuất điện cho nhà máy điện vào giờ cao điểm do bể trữ lạnh giảm nhu cầu sử dụng điện vào khung giờ này.
  • Theo các nghiên cứu nước ngoài, năng lượng được truyền tải tốt hơn vào những khung giờ thấp điểm. Mỗi kWh điện được chuyển từ cao điểm sang thấp điểm sẽ làm giảm được lượng nhiên liệu sử dụng để sản xuất nó (khoảng 8-30%), cùng với đó là giảm được khí thải nhà kính của nhà máy điện.
  • Giảm tải tối đa cho nhà cung cấp điện.

Lợi ích đối với môi trường.

  • Hệ thống trữ lạnh là ví dụ thực tế cho việc tích trữ năng lượng của những nguồn năng lượng mới (như năng lượng mặt trời, gió,…) trở lên khả thi hơn.
  • Giảm được lượng khí thải và việc sử dụng các nhà máy điện gây ô nhiễm.
  • Giảm được nhu cầu xây lắp thêm các nhà máy điện (do nhu cầu sử dụng điện vào giờ cao điểm ngày càng tăng).

Vì sao nên lựa chọn Ice Bank từ Remen.

Hệ thống tối ưu và phù hợp tại Việt Nam chính là Công Nghệ Ống trao đổi nhiệt PE

Ưu điểm

  • (1) Phù hợp với các công suất bể từ nhỏ đến lớn
  • (2) Chi phí đầu tư thấp
  • (3) Chi phí vận hành thấp
  • (4) Thời gian làm đá ngắn phù hợp với Việt Nam có 6 giờ thấp điểm
  • (5) Nhiệt độ Chiller chạy đá thấp nhất chỉ -4°C dẫn đến hiệu suất của chiller cao hơn do đó hiệu quả tiết kiệm cao hơn. (các hệ thống khác cần nhiệt độ thấp hơn là -8°C và thời gian tạo đá dài hơn).

Nhược điểm

(1) Thời gian đặt hàng và thi công là 4 tháng dài hơn hệ ống dẫn dài (bồn trữ lạnh)

Đặc điểm hệ thống Ice Bank chỉ có tại Remen.

  • Hệ thống môi chất lạnh trong phòng máy và bể đá là nước có pha Glycol là chất chống đông không độc hại (được sử dụng trong việc ổn định giữ ẩm, chống đông cho thực phẩm hoàn toàn an toàn cho người tiêu dùng)
  • Môi chất lạnh trong hệ thống tuần hoàn kín cho nên không tiêu hao
  • Có thể kiểm tra và bổ sung hàm lượng Glycol thường xuyên (thực tế không cần bổ sung Glycol nếu không có sự cố rò rỉ đường ống)
  • Hệ thống sẽ được điều khiển tự động hóa 100%
  • Bên trong Bể trữ lạnh Không cần bảo trì, thay nước trong suốt quá trình sử dụng
  • Hệ thống bể đá được thiết kế có thể cách ly độc lập với hệ thống điều hòa cho nên trong trường hợp có sự cố phía trong bể đá hoàn toàn có thể cách ly bể đá bằng van chặn cơ khí để sửa chữa mà không ảnh hưởng tới vận hành hệ thống. Chiller cung cấp nước lạnh cho hệ thống điều hòa sử dụng hàng ngày.
  • Hãng cung cấp thiết bị là Công ty Việt Nam có văn phòng tại Hà Nội và TP Hồ Chí Minh có thể hướng dẫn qua điện thoại để xử lý sự cố ngay khi cần thiết và có mặt tại hiện trường trong thời gian chậm nhất là 24 giờ.
  • Hoàn toàn không phát sinh chi phí trong suốt quá trình vận hành.