Quản lý năng lượng Chiller: Đo đúng, tối ưu có kiểm soát

Quản lý năng lượng Chiller: Đo đúng, tối ưu có kiểm soát

Một đề xuất tối ưu Chiller chỉ ghi “điều chỉnh để tiết kiệm điện” chưa đủ để tôi quyết định triển khai.

Tôi cần biết: điều chỉnh phần nào, dựa trên dữ liệu gì, ảnh hưởng đến khu vực nào và dùng bằng chứng nào để xác nhận kết quả?

Trong vai trò người làm kỹ thuật và điều hành HRT, tôi không muốn giao cho đội vận hành một chỉ tiêu giảm điện nhưng để họ tự xoay xở với những yêu cầu chưa được thống nhất.

Quản lý năng lượng Chiller phải biến mục tiêu tiết kiệm thành công việc cụ thể, có giới hạn kỹ thuật, có người chịu trách nhiệm và có cách đánh giá rõ ràng.

Bắt đầu từ đo đúng. Điều chỉnh có kiểm soát. Chỉ kết luận trong phạm vi đã kiểm chứng.

Chốt điều kiện sử dụng trước khi giao chỉ tiêu tiết kiệm

Tiết kiệm không phải là giảm chất lượng phục vụ

Trước khi bàn đến điện năng, tôi đề nghị chủ đầu tư và đội kỹ thuật thống nhất điều kiện mà hệ thống phải duy trì.

Đó có thể là nhiệt độ và độ ẩm của khu vực sử dụng, yêu cầu nước lạnh phục vụ sản xuất, thời gian đáp ứng sau khi khởi động hoặc khả năng duy trì hoạt động khi một thiết bị cần dừng.

Các yêu cầu này cần được ghi thành tiêu chí đánh giá, thay vì chỉ trao đổi bằng câu “vẫn phải đủ lạnh”.

Chẳng hạn, nếu một khu vực có yêu cầu kiểm soát độ ẩm, kế hoạch thử nghiệm phải ghi rõ cách theo dõi độ ẩm tại đó. Tôi không chấp nhận dùng kết quả nhiệt độ nước cấp để thay cho việc xác nhận điều kiện sử dụng.

Chỉ tiêu năng lượng cần đi cùng chỉ tiêu chất lượng phục vụ. Không tách hai nội dung này khi giao việc.

Xác định rõ đang tối ưu máy Chiller, trạm Chiller hay toàn bộ HVAC

Hệ thống Chiller có nhiều nhóm thiết bị cùng tham gia sản xuất, phân phối và sử dụng năng lượng lạnh. Vì vậy, đánh giá hiệu quả không nên chỉ dừng ở công suất điện của riêng máy Chiller. 

Trong kế hoạch quản lý, tôi muốn phạm vi đo được ghi cụ thể.

Với một trạm Chiller giải nhiệt nước, phạm vi có thể bao gồm máy Chiller, bơm nước lạnh, bơm nước giải nhiệt và quạt tháp giải nhiệt. Nếu đánh giá mở rộng sang toàn bộ HVAC, cần xác định thêm các thiết bị phía không khí và phụ tải liên quan.

Phạm vi nào được đo thì kết luận trước hết phải giới hạn trong phạm vi đó.

Nếu chưa thu thập điện năng quạt AHU, không nên ghi báo cáo như thể đã xác nhận mức tiết kiệm của toàn bộ hệ thống điều hòa.

Đối với tôi, đây là nội dung cần chốt trước khi đo, không phải phần giải thích bổ sung sau khi có kết quả.

Xây dựng đường cơ sở trước khi thay đổi cách vận hành

Không mặc định tháng trước là điều kiện so sánh phù hợp

Đường cơ sở là mức tiêu thụ dùng làm căn cứ đánh giá trước cải tiến. Khi thời tiết, tải sử dụng, giờ vận hành hoặc sản lượng thay đổi, so sánh trực tiếp điện năng trước và sau có thể dẫn đến kết luận sai. Hướng dẫn đo lường và xác minh của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ yêu cầu xem xét các điều chỉnh cần thiết để đưa phép so sánh về điều kiện phù hợp. 

Vì vậy, tôi không muốn một báo cáo chỉ đặt hai hóa đơn cạnh nhau rồi kết luận hệ thống đã tiết kiệm.

Đội kỹ thuật cần giải thích điều kiện của hai kỳ: khu vực phục vụ có thay đổi không, lịch hoạt động có giống nhau không, dữ liệu có bao phủ những trạng thái tải cần đánh giá không?

Phần chưa đủ dữ liệu phải được đánh dấu. Không dùng một giả định chưa kiểm tra để trình bày như kết quả đã xác nhận.

Kiểm tra độ tin cậy trước khi tính hiệu suất

PNNL khuyến nghị đối chiếu giá trị cảm biến hiển thị trên hệ thống quản lý tòa nhà với thiết bị đo đã được hiệu chuẩn, đồng thời ưu tiên những cảm biến ảnh hưởng lớn đến logic điều khiển. Ví dụ, khi việc đưa Chiller vào hoạt động phụ thuộc vào lưu lượng đo được, độ tin cậy của cảm biến lưu lượng là yếu tố cần được quan tâm. 

Từ nguyên tắc đó, tôi đề nghị mỗi điểm dữ liệu quan trọng phải trả lời được ba câu hỏi:

• Đo ở đâu? Xác định thiết bị, vị trí và phạm vi mà giá trị đại diện.
• Đáng tin đến mức nào? Ghi tình trạng kiểm tra, sai lệch hoặc giới hạn sử dụng.
• Dùng để quyết định việc gì? Nêu rõ vai trò trong điều khiển hoặc đánh giá hiệu quả.

Dữ liệu đo thực tế, giá trị ước tính và thông số danh định cần được phân biệt ngay trong báo cáo.

Một bảng số liệu đầy đủ ô chưa chắc đã đủ căn cứ để ra quyết định.

Phân loại vấn đề trước khi chọn giải pháp

Tôi đề xuất chia các phát hiện thành ba nhóm công việc, thay vì gom tất cả vào một danh sách “cần tối ưu”.

Nhóm cần đo thêm

Đây là những nội dung mới có dấu hiệu, chưa đủ căn cứ kết luận nguyên nhân.

Công việc cần giao không phải “xử lý ngay cho tiết kiệm”, mà là xác định điểm đo bổ sung, người kiểm tra và điều kiện cần quan sát.

Kết quả của nhóm này phải giúp chuyển từ nghi ngờ sang kết luận có căn cứ.

Nhóm cần khôi phục chức năng

Khi một thành phần không hoạt động đúng chức năng đã được xác nhận, tôi muốn đội kỹ thuật tách việc sửa chữa khỏi việc thử chiến lược vận hành mới.

Cách tiếp cận rà soát và hiệu chỉnh vận hành của DOE cũng chú trọng kiểm tra khả năng đáp ứng yêu cầu hiện tại, đồng thời nhận diện nhu cầu xử lý các thành phần điều khiển như van và bộ truyền động. 

Về quản lý, cần ghi rõ lỗi nào đã sửa, bằng chứng xác nhận chức năng và dữ liệu nào được sử dụng làm mốc sau sửa chữa.

Nhóm cần thử nghiệm hoặc đầu tư

Với những cơ hội cải thiện chưa được kiểm chứng, tôi yêu cầu lập phương án thử trước khi biến chúng thành cam kết.

Với đề xuất đầu tư, hồ sơ cần giải thích vấn đề mà thiết bị mới sẽ giải quyết, điều kiện để đạt hiệu quả và cách nghiệm thu.

Tôi cũng không đặt tiết kiệm điện lên trước mọi mục tiêu khác. Khi có vấn đề an toàn hoặc không đáp ứng yêu cầu sử dụng, cần xử lý theo mức độ rủi ro, không trì hoãn chỉ để tiếp tục thử các phương án giảm điện.

Kiểm soát mỗi thay đổi như một phép thử kỹ thuật

Ghi rõ giả thuyết, giới hạn và cách quay về chế độ trước

Trước một lần điều chỉnh, tôi muốn có một phiếu công việc ngắn nhưng đủ nội dung.

Giả thuyết cần kiểm tra: Thay đổi này dự kiến cải thiện điều gì và dựa trên dấu hiệu nào?

Phạm vi thực hiện: Thiết bị, khu vực, thời điểm và nhóm thông số nào sẽ được thay đổi?

Điều kiện kết thúc: Khi nào giữ lại phương án, khi nào cần theo dõi thêm và khi nào phải quay về chế độ đã được chấp thuận?

Tôi ưu tiên thử từng biến hoặc từng nhóm thay đổi có chủ đích. Nếu phải điều chỉnh nhiều nội dung đồng thời, báo cáo cần giải thích vì sao chúng được thử cùng nhau.

Mọi thử nghiệm phải do nhân sự có chuyên môn triển khai trong giới hạn thiết bị và phương án được duyệt. Không vô hiệu hóa liên động bảo vệ để đạt một con số điện năng thấp hơn.

Không lấy số máy đang chạy làm thước đo hiệu quả

Chạy ít Chiller hơn không tự động đồng nghĩa tiết kiệm hơn trong mọi trường hợp. Việc lựa chọn số máy cần xét đặc tính thiết bị, mức tải, điều kiện giải nhiệt và điện năng của các thiết bị phụ trợ. Phân tích đăng trên ASHRAE Journal cho thấy việc đưa công suất bơm vào phép so sánh có thể thay đổi kết luận giữa phương án chạy một máy và hai máy. 

Vì vậy, tôi không giao mục tiêu đơn giản là “giảm một máy đang chạy”.

Tôi giao yêu cầu so sánh các chế độ phối hợp thiết bị trong những điều kiện xác định, đồng thời kiểm tra khả năng đáp ứng tải và yêu cầu dự phòng đã thống nhất.

Không quyết định nhiệt độ nước lạnh chỉ bằng điện máy nén

Tăng nhiệt độ nước lạnh cấp có thể giảm năng lượng của Chiller, nhưng trong hệ thống lưu lượng biến đổi, điện bơm có thể tăng. Nhiệt độ nước cao hơn cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng khử ẩm của dàn trao đổi nhiệt. Vì vậy, lợi ích của điều chỉnh phải được đánh giá cùng những tác động này. 

Trong phiếu thử nghiệm, tôi muốn ghi cả thông số nước lạnh, phản ứng phía tải, điều kiện tại khu vực quan trọng và điện năng trong phạm vi đánh giá.

Nếu điện Chiller giảm nhưng một phần hệ thống phải làm việc nhiều hơn để bù lại, cần đưa phần đó vào phân tích.

Không lựa chọn một giá trị cài đặt chỉ vì nó làm đẹp một chỉ số.

Ví dụ: Máy Chiller giảm điện nhưng toàn trạm lại tăng

Dưới đây là ví dụ hoàn toàn giả định, không phải kết quả khảo sát hay cam kết tiết kiệm của HRT.

Giả sử hai phương án cùng cung cấp công suất lạnh 1.200 kW. Điều kiện thời tiết và chất lượng phục vụ được coi là tương đương.

Nếu chỉ nhìn vào máy Chiller, công suất điện đã giảm 15 kW.

Nhưng nhóm bơm và quạt tháp tăng 25 kW. Kết quả là tổng công suất điện của trạm tăng 10 kW.

Với giả định các giá trị này giữ ổn định trong một giờ, phương án sau điều chỉnh sử dụng nhiều hơn 10 kWh.

Ví dụ không nhằm khẳng định một cách điều chỉnh cụ thể luôn bất lợi. Nó cho thấy vì sao người quản lý phải yêu cầu báo cáo đúng phạm vi trước khi chấp nhận kết luận tiết kiệm.

Từ các số liệu giả định trên, phương án mới chưa đạt mục tiêu giảm điện toàn trạm, dù chỉ số riêng của Chiller đã cải thiện.

Tách kết quả chạy thử khỏi kết quả tiết kiệm đã xác nhận

Một lần chạy ổn định chưa phải kết luận cho cả năm

Tôi đề xuất báo cáo kết quả theo ba trạng thái.

Có cơ sở để thử: Đã xác định cơ hội và lập phương án, nhưng chưa kiểm chứng tác động.

Đã kiểm tra trong điều kiện xác định: Hệ thống đáp ứng yêu cầu ở những chế độ đã thử; kết luận cần nêu rõ phạm vi và giới hạn.

Đã xác nhận hiệu quả trong kỳ đánh giá: Có dữ liệu, phương pháp so sánh và kết quả phù hợp với kế hoạch đã thống nhất.

Ba trạng thái này giúp tránh việc một kết quả chạy thử ngắn được trình bày như mức tiết kiệm chắc chắn của cả năm.

Thống nhất cách tính trước khi nghiệm thu

Theo nguyên tắc đo lường và xác minh, có thể diễn đạt phép tính như sau:

Điện năng tiết kiệm = Điện năng đường cơ sở đã điều chỉnh về điều kiện so sánh − Điện năng thực tế trong kỳ đánh giá.

Các giả định, phạm vi đo và cách xử lý thay đổi điều kiện cần được xác định trong kế hoạch đánh giá.

Trong hồ sơ nghiệm thu, tôi yêu cầu tách riêng điện năng tiết kiệm và cách quy đổi thành chi phí. Không để một con số tiền tổng hợp che khuất dữ liệu kỹ thuật phía sau.

Phần thiếu dữ liệu, thời gian chưa được khảo sát hoặc điều kiện chưa được thử cần được ghi thành giới hạn của kết luận.

Nghiệm thu không phải làm cho báo cáo không còn câu hỏi. Nghiệm thu phải giúp các bên biết điều gì đã được xác nhận và điều gì còn phải theo dõi.

Bàn giao khả năng duy trì hiệu quả, không chỉ bàn giao báo cáo

Mỗi cảnh báo cần có người tiếp nhận và xử lý

Theo hướng dẫn của DOE, commissioning dựa trên giám sát liên tục kết hợp phân tích dữ liệu với quá trình thực hiện và xác minh cải tiến. Công cụ phần mềm không tự tạo ra kết quả nếu thiếu đội ngũ sử dụng thông tin để hành động. 

Vì vậy, sau tối ưu, tôi muốn đội vận hành biết rõ ai tiếp nhận cảnh báo, ai được điều chỉnh cài đặt và trường hợp nào phải xin phê duyệt.

Một cảnh báo lặp lại nhưng không có người xử lý không nên được xem là công việc đã hoàn thành chỉ vì nó xuất hiện trên màn hình.

Lưu cả lý do thay đổi, không chỉ lưu giá trị cuối cùng

Hồ sơ bàn giao nên có chế độ vận hành được chấp thuận, nhật ký thay đổi, kết quả thử nghiệm, điều kiện cần quay về chế độ trước và những nội dung còn theo dõi.

Tôi đặc biệt quan tâm đến phần giải thích: vì sao chọn chế độ này?

Khi đổi ca, thay nhân sự hoặc điều chỉnh công năng, người tiếp nhận cần hiểu cơ sở của quyết định. Tôi không muốn họ chỉ được bàn giao một danh sách thông số mà không biết thông số nào được phép thay đổi.

Trong mỗi kỳ rà soát, báo cáo điều hành nên trả lời ba việc: kết quả đang duy trì ra sao, bất thường nào cần xử lý và quyết định nào cần được chốt tiếp.

Góc nhìn CEO Đoàn Văn Hoàng: Hiệu quả phải có người chịu trách nhiệm

Hiểu Đúng: Phân biệt điều đã đo với điều đang giả định

Tôi muốn đội ngũ bắt đầu bằng việc xác định chất lượng của căn cứ.

Thông tin nào đã kiểm tra? Dữ liệu nào còn thiếu? Kết luận hiện tại áp dụng cho thiết bị, trạm Chiller hay toàn bộ HVAC?

Hiểu đúng còn là biết giới hạn của kết luận, không biến điều chưa chắc chắn thành cam kết với khách hàng.

Rõ Ràng: Mỗi đề xuất phải dẫn đến một công việc

Không dừng ở câu “cần tối ưu hệ thống”.

Hãy xác định việc cần làm, người phụ trách, thời điểm thực hiện, điều kiện được phép triển khai và bằng chứng hoàn thành.

Khi cần ngân sách, hồ sơ phải nói rõ ngân sách đó phục vụ đo kiểm, khôi phục chức năng, thử nghiệm hay đầu tư nâng cấp.

Tận Tâm: Theo việc đến khi khách hàng có thể sử dụng kết quả

Với tôi, tận tâm không chỉ là xử lý tốt trong ngày khảo sát.

Đó còn là giải thích những thay đổi cho đội vận hành, làm rõ các tồn đọng và theo dõi những điều kiện chưa đủ cơ sở để kết luận.

Kết quả cuối cùng tôi hướng đến là khách hàng hiểu hệ thống đang được quản lý như thế nào và có căn cứ để quyết định bước tiếp theo.

Câu hỏi thường gặp về quản lý năng lượng Chiller

Chưa có BMS đầy đủ có thể bắt đầu đánh giá năng lượng không?

Có thể xây dựng kế hoạch đo phù hợp với hiện trạng. Các phương pháp đo lường và xác minh cho phép sử dụng đo ngắn hạn, định kỳ hoặc liên tục tùy đặc điểm hệ thống và mức biến động cần đánh giá. Điều quan trọng là lựa chọn phương pháp đủ đại diện cho kết luận dự kiến đưa ra. 

Có cần thay Chiller ngay khi hiệu quả vận hành chưa đạt?

Tôi chỉ xem xét đề xuất thay máy sau khi làm rõ vấn đề cần giải quyết và những căn cứ liên quan. Hồ sơ cần phân biệt hạn chế của thiết bị với vấn đề thuộc đo lường, vận hành hoặc các thành phần khác. Quyết định cuối cùng cũng phải xét yêu cầu an toàn và khả năng đáp ứng công năng.

Khi nào nên đưa ra mục tiêu tiết kiệm cụ thể?

Tôi đề nghị chốt mục tiêu sau khi đã làm rõ hiện trạng, phạm vi can thiệp, dữ liệu nền và cách xác nhận kết quả. Trong trao đổi với khách hàng, cần phân biệt mục tiêu dự kiến, mức cam kết có điều kiện và kết quả đã được kiểm chứng.

Bắt đầu bằng một kế hoạch đo và một danh sách việc cần chốt

Để bắt đầu trao đổi về quản lý năng lượng Chiller với HRT, doanh nghiệp nên chuẩn bị sơ đồ hệ thống, danh mục thiết bị, lịch vận hành, dữ liệu điện năng và những vấn đề đang ảnh hưởng đến sử dụng.

Từ đó, thống nhất phạm vi cần đánh giá, những thông tin còn thiếu và công việc ưu tiên.

Đo đúng để quyết định đúng. Điều chỉnh có kiểm soát. Theo dõi đến khi hiệu quả được xác nhận.

Đoàn Văn Hoàng – CEO HRT
Hiểu Đúng – Rõ Ràng – Tận Tâm
HRT – Hơi Thở Xanh Cho Mọi Công Trình