Khi nói đến tiêu thụ năng lượng trong một tòa nhà, HVAC là một trong những hệ thống đáng được quan tâm nhất. Từ điều hòa không khí, thông gió đến các thiết bị làm lạnh, HVAC không chỉ quyết định sự thoải mái của người sử dụng mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí vận hành và hiệu quả năng lượng của công trình.

HVAC: “người tiêu thụ năng lượng” lớn trong tòa nhà

Một tòa nhà sử dụng năng lượng cho nhiều hoạt động khác nhau như chiếu sáng, thang máy, thiết bị điện, cấp nước nóng, vận hành máy móc và đặc biệt là điều hòa – thông gió.

Theo U.S. Department of Energy (DOE), HVAC là một trong những nhóm sử dụng năng lượng lớn nhất trong các công trình dân dụng và thương mại. Đối với các tòa nhà thương mại, năng lượng dành cho sưởi, làm mát và thông gió có thể chiếm khoảng 40% tổng mức sử dụng năng lượng.

Điều này cho thấy: nếu muốn nâng cao hiệu quả năng lượng của một tòa nhà, HVAC là một trong những hệ thống cần được ưu tiên tối ưu.

Vì sao HVAC tiêu thụ nhiều năng lượng?

HVAC phải hoạt động trong thời gian dài để duy trì nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí phù hợp cho người sử dụng.

Đặc biệt tại các khu vực có khí hậu nóng ẩm, nhu cầu làm mát có thể trở thành một trong những phụ tải năng lượng đáng kể nhất của công trình.

Năng lượng của hệ thống HVAC không chỉ nằm ở máy điều hòa. Một hệ thống hoàn chỉnh còn bao gồm:

• Chiller hoặc hệ thống lạnh: tạo ra nguồn lạnh cho công trình.
• Bơm và quạt: vận chuyển nước lạnh, không khí và gió tươi.
• AHU/FCU: xử lý và phân phối không khí đến các khu vực sử dụng.
• Hệ thống thông gió: đảm bảo trao đổi không khí và chất lượng không khí trong nhà.
• Hệ thống điều khiển: cảm biến, thermostat, BMS và các thiết bị kiểm soát vận hành.

Vì vậy, hiệu quả năng lượng của HVAC không phụ thuộc vào một thiết bị riêng lẻ mà là kết quả của toàn bộ hệ thống - từ thiết kế, lựa chọn thiết bị đến vận hành và bảo trì.

Tối ưu HVAC - không chỉ là chọn thiết bị tiết kiệm điện

Một quan niệm phổ biến là muốn giảm điện năng thì chỉ cần thay thế bằng một thiết bị điều hòa có hiệu suất cao hơn.

Trên thực tế, bài toán phức tạp hơn.

Một hệ thống HVAC hoạt động hiệu quả cần được tối ưu đồng thời ở nhiều khâu: Thiết kế → Thiết bị → Điều khiển → Vận hành → Bảo trì

Ví dụ, một Chiller có hiệu suất cao nhưng hệ thống bơm hoạt động không phù hợp, thiết lập nhiệt độ chưa tối ưu hoặc thiết bị vận hành khi công trình chưa có nhu cầu thực tế vẫn có thể làm gia tăng mức tiêu thụ năng lượng.

Ngược lại, việc kết hợp thiết bị hiệu suất cao với hệ thống điều khiển thông minh, quản lý tải và bảo trì định kỳ có thể giúp công trình sử dụng năng lượng hiệu quả hơn.

Công nghệ HVAC đang thay đổi theo hướng “xanh” hơn

Cùng với xu hướng phát triển công trình xanh và giảm phát thải carbon, HVAC đang chuyển dịch từ mục tiêu “làm mát tốt” sang “làm mát hiệu quả và thông minh”.

Một số giải pháp đang được quan tâm gồm:

• Chiller hiệu suất cao: Tối ưu hiệu suất làm lạnh và giảm điện năng tiêu thụ trong các hệ thống trung tâm.
• Heat Pump: Khai thác nhiệt từ môi trường để cung cấp nhiệt với hiệu suất cao. Theo IEA, các mẫu heat pump hiện nay có thể đạt hiệu quả năng lượng cao hơn đáng kể so với nồi hơi khí truyền thống.
• VRF/VRV: Điều chỉnh công suất theo nhu cầu sử dụng thực tế tại từng khu vực, phù hợp với nhiều loại công trình.
• Energy Recovery: Thu hồi năng lượng từ luồng khí thải để giảm tải cho hệ thống xử lý không khí.
• BMS & Smart Control: Theo dõi dữ liệu vận hành, điều chỉnh thiết bị theo nhu cầu thực tế và phát hiện những bất thường trong hệ thống.

HVAC hiệu quả - bước tiến quan trọng trên hành trình công trình xanh

Theo International Energy Agency (IEA), các tòa nhà hiện chiếm khoảng 30% nhu cầu năng lượng toàn cầu, trong đó nhu cầu làm mát không gian đang là một trong những nguồn tăng trưởng nhanh nhất của nhu cầu năng lượng trong lĩnh vực tòa nhà.

Điều này đặt ra một bài toán lớn cho ngành xây dựng và vận hành: làm thế nào để đảm bảo tiện nghi cho người sử dụng nhưng đồng thời giảm mức tiêu thụ năng lượng của công trình?

Câu trả lời không chỉ nằm ở việc sử dụng thiết bị mới, mà cần bắt đầu từ cách tiếp cận tổng thể đối với hệ thống HVAC.

Từ tư vấn, thiết kế, lựa chọn thiết bị, thi công đến vận hành và bảo trì, mỗi giai đoạn đều có thể tạo ra những tác động khác nhau đến hiệu suất năng lượng của công trình.

Từ HVAC hiệu suất cao đến công trình bền vững

Một hệ thống HVAC được thiết kế đúng, lựa chọn thiết bị phù hợp và vận hành hiệu quả không chỉ giúp giảm tiêu thụ điện mà còn góp phần giảm chi phí vận hành, nâng cao chất lượng môi trường trong nhà và hỗ trợ mục tiêu phát triển công trình xanh.

Tối ưu HVAC hôm nay không chỉ là bài toán tiết kiệm năng lượng - đó còn là một bước đầu tư cho hiệu quả vận hành và tính bền vững của công trình trong dài hạn.

NASAGO - Giải pháp HVAC hướng đến hiệu quả năng lượng và phát triển bền vững.