Nghiên cứu hiệu quả và giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống cấp nước nóng trong công trình

• Tác giả: Lê Minh Tùng
• Người hướng dẫn: Ts. Khương Thị Hải Yến
• Trường học: Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Cấp Thoát nước
• Đề tài: Giải Pháp Tiết Kiệm Năng Lượng Cho Hệ Thống Cấp Nước Nóng Trong Công Trình
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

• LỜI CAM DOAN
• LỜI CÁM ƠN
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• 1. Tính cấp thiết của đề tài
• 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 4. Nội dung nghiên cứu
• 5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về hệ thống cấp nước nóng
• 1.1.1. Công nghệ gia nhiệt nước nóng
• 1.2. Đặc điểm cấu tạo và tổn thất nhiệt trên mạng lưới cấp nước nóng
• 1.3. Các nghiên cứu về hệ thống nước nóng trên thế giới
• 1.4. Các nghiên cứu về hệ thống nước nóng ở Việt Nam
• 1.5. Các tồn tại của hệ thống cấp nước nóng bên trong công trình
• 1.6. Kết luận
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC CHO NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CẤP NƯỚC NÓNG BÊN TRONG CÔNG TRÌNH
• 2.1. Cơ sở lý thuyết nghiên cứu hệ thống nước nóng. Hệ thống nước nóng và cơ sở xác định nhu cầu nhiệt
• 2.2. Cơ sở lý thuyết tính toán mạng lưới cấp nước nóng
• 2.3. Thiết bị cấp nước nóng cục bộ
• 2.4. Hệ thống cấp nước nóng gia nhiệt bằng bơm nhiệt
• 2.5. Hệ thống cấp nước nóng gia nhiệt bằng bức xạ mặt trời
• 2.6. Hệ thống cấp nước nóng gia nhiệt bằng điện trở
• 2.7. Cơ sở xác định tổn thất nhiệt lượng trên hệ thống cấp nước nóng
• 2.8. Cơ sở xác định hiệu quả sử dụng năng lượng của thiết bị gia nhiệt
• 2.9. So sánh các phương án cấp nước nóng
• 2.10. Cơ sở thực tiễn nghiên cứu hệ thống cấp nước nóng
• 2.11. Nước nóng ra chậm khi mở vòi nước nóng
• 2.12. Nhiệt độ nước nóng không đều tại các khu vực sử dụng
• 2.13. Quá tải hệ thống vào giờ cao điểm
• 2.14. Hạn chế triển khai hệ thống hồi nước nóng cho các đơn nguyên có đồng hồ nước riêng
• 2.15. Hệ thống hoạt động với công suất thấp hơn thiết kế
• 2.16. Rò vỡ bình chứa thiết bị gia nhiệt cục bộ
• 3. CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG CẤP NƯỚC NÓNG BÊN TRONG CÔNG TRÌNH
• 3.1. Giải pháp thiết kế
• 3.2. Giải pháp hệ thống hồi cho mạng lưới cấp nước nóng
• 3.3. Giải pháp lắp đặt van Venturi tuần hoàn nước nóng
• 3.4. Giải pháp lắp đặt van xả áp cho bình nước nóng cục bộ
• 3.5. Đồng hồ hồi nước nóng
• 3.6. Sử dụng hệ thống đo đếm nước tự động
• 3.7. Sử dụng vật liệu ống và bọc cách nhiệt
• 3.8. Giải pháp quản lý và vận hành
• 3.9. Chia đơn nguyên gia nhiệt phù hợp với kế hoạch vận hành
• 3.10. Quản lý phân chế độ vận hành theo mùa, theo giờ dùng nước
• 3.11. Các giải pháp kết hợp hệ thống
• 3.12. Tận dụng các nguồn nhiệt từ các hệ thống kỹ thuật khác
• 3.13. Kết hợp các phương thức gia nhiệt hỗ trợ lẫn nhau
• 4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀO TÍNH TOÁN HIỆU QUA SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM CHO CÔNG TRÌNH
• 4.1. Giới thiệu công trình ví dụ tính toán
• 4.2. Tính toán chung hệ thống nước nóng
• 4.3. Tính toán nhu cầu nước nóng và nhiệt lượng sử dụng
• 4.4. Tính toán mạng lưới cấp nước nóng
• 4.5. Tính toán các phương án gia nhiệt nước nóng
• 4.6. Cơ sở lý thuyết tính toán và so sánh các phương án
• 4.7. Chọn thiết bị cấp nước nóng cục bộ. Tính toán phương án gia nhiệt Heatpump
• 4.8. Tính toán phương án gia nhiệt Solar kết hợp Heatpump
• 4.9. Tính toán phương án gia nhiệt bằng điện trở
• 4.10. Thống kê năng lượng sử dụng cho gia nhiệt
• 4.11. Khái toán chi phí thiết bị
• 4.12. Định giá lựa chọn phương án gia nhiệt cho công trình
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• Kết quả đạt được của đề tài
• Những tồn tại trong đề tài
• Các đề xuất từ đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• A. Phụ lục A ~ Các bản vẽ sơ đồ nguyên lý 3 phương án gia nhiệt
• B. Phụ lục B ~ Mặt bằng kiến trúc Công trình Viện Dưỡng lão Yuzankai giai đoạn 2
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC TỪ VỊ
• 1. Tính cấp thiết của đề tài
• 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

I. Tính cấp thiết của đề tài

Nhu cầu sử dụng nước nóng trong đời sống sinh hoạt ngày càng tăng cao, đặc biệt trong bối cảnh phát triển kinh tế xã hội. Hệ thống cấp nước nóng không chỉ mang lại tiện ích cho người sử dụng mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao giá trị sử dụng của công trình. Theo nghiên cứu, khoảng 15%-40% năng lượng tiêu thụ cho sinh hoạt được sử dụng để sản xuất nước nóng. Hệ thống cấp nước nóng hiện nay thường áp dụng công nghệ mới, tuy nhiên, vấn đề tiêu thụ năng lượng và chi phí vận hành vẫn là những thách thức lớn. Việc tiết kiệm năng lượng cho hệ thống này cần được xem xét từ giai đoạn thiết kế đến vận hành. Các tiêu chuẩn quốc tế về tiết kiệm năng lượng như LEED và Energy Star đang dần trở thành yêu cầu thiết yếu đối với các công trình mới, nhằm nâng cao tính cạnh tranh và hiệu quả sử dụng năng lượng. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí cho người sử dụng mà còn góp phần bảo vệ môi trường, giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.

II. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Mục tiêu chính của nghiên cứu này là phân tích và đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng trong các hệ thống cấp nước nóng hiện đang được áp dụng tại Việt Nam. Đề tài sẽ tập trung vào việc phân loại các hệ thống nước nóng, bao gồm thiết bị gia nhiệt cục bộ, hệ thống gia nhiệt bằng bơm nhiệt, và hệ thống gia nhiệt bằng năng lượng mặt trời. Bên cạnh đó, việc so sánh ưu nhược điểm của từng phương pháp sẽ giúp xác định giải pháp tối ưu cho việc tiết kiệm năng lượng. Đề tài cũng hướng đến việc đề xuất các giải pháp thiết kế và quản lý nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong quá trình vận hành hệ thống. Qua đó, nghiên cứu không chỉ cung cấp thông tin hữu ích cho các nhà đầu tư mà còn góp phần nâng cao nhận thức về tiết kiệm năng lượng trong cộng đồng.

III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống cấp nước nóng bên trong các công trình xây dựng tại Việt Nam, với phạm vi nghiên cứu tập trung vào các công trình cụ thể tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Nghiên cứu sẽ xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống cấp nước nóng, bao gồm thiết kế, công nghệ gia nhiệt, và điều kiện vận hành. Phạm vi nghiên cứu cũng bao gồm việc thu thập và phân tích dữ liệu từ các công trình thực tế để so sánh mức tiêu thụ năng lượng của từng phương án gia nhiệt. Điều này sẽ giúp đưa ra những đánh giá chính xác về hiệu quả và khả năng áp dụng của các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong thực tiễn.

IV. Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu bao gồm việc tổng quan về các hệ thống gia nhiệt nước nóng hiện nay, đặc điểm của mạng lưới cấp nước nóng, và tình hình nghiên cứu trong lĩnh vực này. Nghiên cứu sẽ tiến hành phân tích so sánh các phương án gia nhiệt nước nóng cho một công trình cụ thể, từ đó đánh giá mức tiêu thụ năng lượng của mỗi phương án. Các phương pháp gia nhiệt sẽ được xem xét bao gồm sử dụng bơm nhiệt, năng lượng mặt trời, và điện trở. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp xác định các phương án tối ưu và đưa ra các đề xuất thiết kế nhằm giảm thiểu năng lượng tiêu thụ, đồng thời nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong các công trình.

V. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng phương pháp phân tích thống kê, tổng hợp và thu thập số liệu để đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống cấp nước nóng. Các tài liệu liên quan về hệ thống gia nhiệt và cấp nước nóng sẽ được thu thập và phân tích để đưa ra những nhận xét và đánh giá chính xác. Phương pháp kế thừa sẽ được sử dụng để tham khảo các kết quả nghiên cứu trước đó, cùng với việc kế thừa thông tin kỹ thuật từ các nhà cung cấp thiết bị. Ngoài ra, phương pháp biểu đồ sẽ được áp dụng để trực quan hóa dữ liệu, giúp người đọc dễ dàng nắm bắt thông tin. Cuối cùng, ý kiến từ các chuyên gia trong lĩnh vực cũng sẽ được tham khảo để hoàn thiện nghiên cứu.