EPBD và xu hướng công trình hiệu suất năng lượng cao, 6 giải pháp HVAC giúp tiết kiệm năng lượng

Hiệu suất năng lượng ngày càng là tiêu chí quan trọng trong thiết kế, cải tạo và vận hành công trình. Bên cạnh thiết bị làm lạnh, gia nhiệt hiệu suất cao, cân bằng thủy lực, điều khiển nhiệt độ và kiểm soát chất lượng nước cũng ảnh hưởng đến hiệu quả toàn hệ thống HVAC.

Tại châu Âu, Chỉ thị Hiệu suất Năng lượng Công trình (EPBD) thúc đẩy xu hướng công trình tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải. Cùng PGTECH, đại diện Flamco/Aalberts Hydronic Flow Control tại Việt Nam, tìm hiểu sáu giải pháp HVAC đáng chú ý, từ gia nhiệt nhiệt độ thấp và cân bằng thủy lực đến kiểm soát chất lượng nước và tối ưu vận hành.

EPBD là gì và vì sao đang thúc đẩy xu hướng công trình hiệu suất năng lượng cao?

EPBD (Energy Performance of Buildings Directive) là Chỉ thị về Hiệu suất Năng lượng Công trình của Liên minh châu Âu (EU), hướng đến giảm tiêu thụ năng lượng, thúc đẩy cải tạo công trình hiện hữu và giảm phát thải trong lĩnh vực xây dựng.

Phiên bản sửa đổi (EU/2024/1275) có hiệu lực từ ngày 28/5/2024. Theo lộ trình, yêu cầu về công trình không phát thải áp dụng cho công trình mới thuộc sở hữu của cơ quan công quyền từ năm 2028 và tất cả công trình mới từ năm 2030, theo các điều kiện và ngoại lệ của chỉ thị. Song song với đó, EU thúc đẩy cải tạo những công trình có hiệu suất năng lượng thấp.

Các quốc gia thành viên EU có thời hạn đến ngày 29/5/2026 để chuyển hóa phần lớn quy định của chỉ thị vào pháp luật quốc gia. Ngày 15/7/2026, Ủy ban châu Âu thông báo mở thủ tục vi phạm đối với cả 27 quốc gia thành viên do chưa chuyển hóa đầy đủ chỉ thị vào pháp luật quốc gia.

Đối với hệ thống HVAC, nâng cao hiệu suất không chỉ phụ thuộc vào thiết bị làm lạnh hoặc gia nhiệt, mà còn liên quan đến khả năng phân phối năng lượng, điều khiển và duy trì hiệu quả vận hành.

Trong infographic EPBD - Các số liệu chính và giải pháp bền vững, CoExpert thuộc Aalberts Hydronic Flow Control giới thiệu sáu giải pháp đáng chú ý: gia nhiệt nhiệt độ thấp, cân bằng thủy lực, kiểm soát chất lượng nước, điều khiển nhiệt độ từng phòng, lưu trữ năng lượng và nâng cao chất lượng thiết kế, thi công. Đây là những hướng tiếp cận có thể tham khảo khi thiết kế hoặc tối ưu hệ thống HVAC, tùy thuộc vào đặc điểm và điều kiện vận hành của từng công trình.

6 giải pháp HVAC góp phần nâng cao hiệu quả năng lượng

1. Gia nhiệt nhiệt độ thấp – Low-temperature heating

Gia nhiệt nhiệt độ thấp là phương pháp vận hành hệ thống sưởi với nhiệt độ nước cấp thấp hơn so với các cấu hình gia nhiệt truyền thống, trong khi vẫn đáp ứng nhu cầu nhiệt của công trình. CoExpert sử dụng mức nhiệt độ nước cấp khoảng 55°C làm ví dụ minh họa cho hướng tiếp cận này.

Về nguyên lý, giảm nhiệt độ nước cấp có thể giúp hệ thống bơm nhiệt hoạt động với hiệu suất tốt hơn, bởi chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn nhiệt và môi trường cần gia nhiệt được giảm xuống. Tuy nhiên, mức tiết kiệm không giống nhau ở mọi công trình mà phụ thuộc vào loại thiết bị, điều kiện khí hậu, nhiệt độ ngoài trời và đặc điểm hệ thống phát nhiệt.

Để ứng dụng hiệu quả, cần xem xét đồng bộ công suất bộ trao đổi nhiệt, kích thước bộ tản nhiệt, hệ thống sưởi sàn hoặc convector, khả năng cách nhiệt của công trình và đặc tính điều khiển. Nếu nhiệt độ nước giảm quá thấp so với yêu cầu tải nhiệt, công trình có thể không đạt mức tiện nghi mong muốn.

Do đó, gia nhiệt nhiệt độ thấp không chỉ là điều chỉnh một thông số vận hành, mà cần được xem xét từ khâu thiết kế và lựa chọn thiết bị. Giải pháp này đặc biệt đáng cân nhắc với các hệ thống sử dụng bơm nhiệt hoặc hệ thống sưởi nước nóng được thiết kế phù hợp.

2. Cân bằng thủy lực – Water-side balancing

Cân bằng thủy lực giúp phân phối lưu lượng nước phù hợp đến từng nhánh và thiết bị đầu cuối, đáp ứng nhu cầu tải nhiệt hoặc tải lạnh của từng khu vực. Đây là một yếu tố quan trọng trong hệ thống HVAC sử dụng nước làm môi chất truyền tải năng lượng.

Khi hệ thống mất cân bằng, một số nhánh có thể nhận lưu lượng quá lớn trong khi những nhánh khác không đủ lưu lượng. Hệ quả có thể là nhiệt độ phòng không đồng đều, thời gian đáp ứng kéo dài, van điều khiển hoạt động không ổn định hoặc bơm phải vận hành ở điều kiện không tối ưu.

Giải pháp cân bằng thủy lực có thể bao gồm van cân bằng tĩnh, van cân bằng động, van điều khiển độc lập áp suất và các phương pháp điều chỉnh lưu lượng phù hợp với thiết kế. Việc lựa chọn phụ thuộc vào quy mô hệ thống, biến thiên tải, chênh áp và yêu cầu điều khiển.

Đối với hệ nước lạnh, cân bằng thủy lực còn cần được xem xét cùng chênh lệch nhiệt độ nước cấp – nước hồi (ΔT). Lưu lượng không phù hợp có thể khiến hệ thống không đạt chênh lệch nhiệt độ thiết kế, ảnh hưởng đến hiệu quả trao đổi nhiệt và vận hành của thiết bị tạo lạnh.

Một hệ thống được cân bằng đúng cách sẽ tạo điều kiện để các thiết bị hoạt động ổn định hơn, phân phối năng lượng sát nhu cầu hơn và giảm những tổn thất do điều kiện thủy lực không phù hợp.

3. Kiểm soát chất lượng nước trong hệ Hydronic

Chất lượng nước là yếu tố thường bị xem nhẹ khi đánh giá hiệu suất hệ HVAC. Trong các hệ thống tuần hoàn nước nóng hoặc nước lạnh, không khí, cặn bẩn và sản phẩm ăn mòn có thể tích tụ trong đường ống cũng như tại các thiết bị trao đổi nhiệt.

Không khí trong hệ thống có thể gây tiếng ồn, cản trở tuần hoàn và thúc đẩy quá trình ăn mòn. Khi oxy phản ứng với kim loại chứa sắt, các sản phẩm ăn mòn, trong đó có magnetite, có thể hình thành và tích tụ trong nước hệ thống. Cặn bẩn theo thời gian có thể làm tắc nghẽn các vị trí nhạy cảm, ảnh hưởng đến bơm, van và bộ trao đổi nhiệt.

Những vấn đề này không nhất thiết khiến hệ thống ngừng hoạt động ngay lập tức. Tuy nhiên, chúng có thể làm suy giảm khả năng truyền nhiệt, gia tăng nhu cầu bảo trì và rút ngắn tuổi thọ của thiết bị. Khi đó, dù thiết bị tạo lạnh hoặc tạo nhiệt có hiệu suất danh định cao, hiệu quả vận hành thực tế của toàn hệ thống vẫn có thể bị ảnh hưởng.

Các giải pháp kiểm soát chất lượng nước có thể bao gồm thiết bị tách khí và vi bọt khí, thiết bị tách cặn, lọc cặn từ tính và công nghệ khử khí hòa tan. Việc lựa chọn thiết bị cần phù hợp với lưu lượng, áp suất, cấu hình đường ống và tình trạng của hệ thống.

Đối với công trình hiện hữu, việc đánh giá chất lượng nước, kiểm tra dấu hiệu ăn mòn và xác định vị trí tích tụ cặn sẽ giúp lựa chọn biện pháp xử lý phù hợp hơn so với chỉ thay thế từng thiết bị bị ảnh hưởng. Kiểm soát chất lượng nước vì vậy là một phần của chiến lược duy trì hiệu suất và độ tin cậy của hệ Hydronic trong dài hạn.

4. Điều khiển nhiệt độ từng phòng – Room-by-room temperature control

Nhu cầu sưởi ấm hoặc làm mát không giống nhau giữa các phòng. Sự khác biệt có thể đến từ số người sử dụng, thời gian hoạt động, hướng nắng, tải nhiệt bên trong và yêu cầu tiện nghi của từng khu vực.

Nếu toàn bộ công trình được điều khiển như một vùng duy nhất, hệ thống có thể tiếp tục cấp nhiệt hoặc làm lạnh cho những khu vực ít sử dụng, trong khi những khu vực khác chưa đạt điều kiện mong muốn. Điều khiển theo từng phòng hoặc từng vùng giúp hệ thống phản ứng sát hơn với nhu cầu thực tế.

Đối với hệ thống sưởi sử dụng bộ tản nhiệt, van hằng nhiệt và đầu điều khiển nhiệt độ giúp điều chỉnh lượng nhiệt cấp theo nhiệt độ phòng. Các đầu điều khiển thông minh có thể bổ sung lịch vận hành hoặc điều khiển theo sự hiện diện, tùy tính năng và cấu hình sản phẩm.

Trong hệ thống điều hòa không khí hoặc nước lạnh, giải pháp có thể là điều khiển vùng, van điều khiển, cảm biến nhiệt độ phòng và tích hợp hệ thống quản lý tòa nhà (BMS). Các thiết bị cần phối hợp đúng với hệ thống điều khiển trung tâm để tránh tình trạng đóng mở không phù hợp hoặc xung đột giữa các vùng.

Điều khiển theo nhu cầu không chỉ có ý nghĩa về tiết kiệm năng lượng, mà còn góp phần nâng cao tiện nghi cho người sử dụng. Dù vậy, lợi ích thực tế phụ thuộc vào cách thiết lập nhiệt độ, lịch vận hành, khả năng đáp ứng của thiết bị và sự phối hợp với cân bằng thủy lực.

5. Lưu trữ năng lượng – Energy storage

Nhu cầu năng lượng của công trình thay đổi theo thời gian, trong khi nguồn cung năng lượng hoặc điều kiện vận hành của thiết bị có thể không trùng khớp hoàn toàn với thời điểm phụ tải đạt đỉnh. Lưu trữ năng lượng là một phương án giúp thu hẹp khoảng cách giữa thời điểm tạo ra năng lượng và thời điểm sử dụng.

Trong hệ HVAC, một ứng dụng phổ biến là bồn tích trữ nhiệt hoặc lạnh. Năng lượng nhiệt được tích trữ dưới dạng nước nóng hoặc nước lạnh để sử dụng khi nhu cầu tăng, khi nguồn năng lượng tái tạo sẵn có hoặc khi chế độ vận hành của thiết bị cho phép tạo năng lượng hiệu quả hơn.

Khi được thiết kế phù hợp, hệ thống tích trữ có thể hỗ trợ giảm dao động phụ tải, tăng tính linh hoạt trong vận hành và phối hợp với nguồn năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, bồn tích trữ không mặc nhiên làm giảm tổng năng lượng tiêu thụ: hiệu quả còn phụ thuộc vào tổn thất nhiệt, dung tích, cách nhiệt, chiến lược điều khiển và đặc tính tải của công trình.

Vì vậy, trước khi lựa chọn giải pháp lưu trữ, cần xác định mục tiêu cụ thể như giảm công suất đỉnh, tận dụng điện năng lượng mặt trời, duy trì ổn định nhiệt độ hay hỗ trợ vận hành thiết bị theo lịch tối ưu. Việc tính toán đúng dung tích và cấu hình thủy lực là điều kiện cần để giải pháp phát huy hiệu quả.

6. Thiết kế, lắp đặt và vận hành đúng kỹ thuật – Quality craftsmanship

Ngay cả khi lựa chọn thiết bị hiệu suất cao, hệ HVAC vẫn khó đạt hiệu quả kỳ vọng nếu việc thiết kế, lắp đặt, chạy thử và vận hành chưa đúng yêu cầu. Đây là nhóm yếu tố nền tảng để các giải pháp kỹ thuật phát huy hiệu quả trong thực tế.

Trong giai đoạn thiết kế, cần xác định đúng tải nhiệt, tải lạnh, lưu lượng, cột áp, đường kính ống, đặc tính van và phương thức điều khiển. Việc lựa chọn thiết bị phải dựa trên điều kiện hoạt động thực tế thay vì chỉ so sánh công suất danh định hoặc giá đầu tư ban đầu.

Trong giai đoạn lắp đặt và chạy thử, các công việc như súc rửa đường ống, xả khí, kiểm tra độ kín, cân bằng thủy lực, cài đặt bơm và hiệu chỉnh van cần được thực hiện theo yêu cầu kỹ thuật của hệ thống. Những sai lệch nhỏ ở từng khâu có thể cộng dồn thành vấn đề lớn về hiệu suất hoặc độ ổn định.

Sau khi bàn giao, cần theo dõi các thông số như nhiệt độ nước cấp – nước hồi, chênh áp, lưu lượng, thời gian chạy thiết bị và mức tiêu thụ năng lượng. Nếu có BMS hoặc hệ thống giám sát, dữ liệu vận hành có thể giúp phát hiện sớm xu hướng bất thường và xác định cơ hội tối ưu.

Bên cạnh đó, bảo trì định kỳ và nâng cao năng lực của đội ngũ vận hành giúp duy trì hiệu quả của hệ thống sau thời gian dài sử dụng. Hiệu suất năng lượng vì thế không chỉ là kết quả của khâu lựa chọn thiết bị, mà là kết quả của toàn bộ vòng đời thiết kế, thi công và quản lý vận hành.

Sáu giải pháp trên cần được xem xét trong mối liên hệ với nhau để nâng cao hiệu suất của toàn hệ thống HVAC. Việc lựa chọn thiết bị phù hợp cần đi cùng cân bằng thủy lực, kiểm soát chất lượng nước, điều khiển đúng nhu cầu và quy trình vận hành hiệu quả. Mức độ ưu tiên của từng giải pháp phụ thuộc vào đặc điểm công trình và tình trạng thực tế của hệ thống.

Góc nhìn ứng dụng cho công trình tại Việt Nam

EPBD là chỉ thị của Liên minh châu Âu, không phải quy định bắt buộc áp dụng trực tiếp tại Việt Nam. Tuy nhiên, các nguyên tắc về nâng cao hiệu suất năng lượng và giảm tổn thất trong hệ thống HVAC vẫn có giá trị tham khảo đối với các dự án xây dựng và cải tạo trong nước.

Với nhiều công trình tại Việt Nam, đặc biệt là khách sạn, trung tâm thương mại, bệnh viện, văn phòng và nhà máy, việc tối ưu hệ thống nước lạnh, cân bằng lưu lượng, điều khiển theo nhu cầu và duy trì chất lượng nước là những khía cạnh đáng được quan tâm. Các giải pháp cần được lựa chọn dựa trên tải thực tế, cấu hình hệ thống và dữ liệu vận hành, thay vì áp dụng một phương án giống nhau cho mọi công trình.

PGTECH cung cấp các giải pháp HVAC và Hydronic, bao gồm những nhóm thiết bị phục vụ kiểm soát lưu lượng, điều khiển, tách khí và cặn, góp phần hỗ trợ khách hàng lựa chọn giải pháp phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của từng ứng dụng.

Giải pháp điều khiển thủy lực Flamco tối ưu hiệu quả cho hệ Chiller của Data Center

Kết luận

EPBD cho thấy xu hướng nâng cao hiệu suất năng lượng công trình đòi hỏi cách tiếp cận đồng bộ từ thiết kế, lựa chọn thiết bị đến lắp đặt và vận hành HVAC. Sáu giải pháp được đề cập trong bài viết là những hướng tiếp cận đáng cân nhắc, nhưng hiệu quả thực tế phụ thuộc vào điều kiện và đặc điểm của từng hệ thống.

Đối với các đơn vị thiết kế, nhà thầu MEP và bộ phận quản lý vận hành, việc đánh giá đúng hiện trạng và xác định nhu cầu kỹ thuật là cơ sở để lựa chọn giải pháp phù hợp. PGTECH đồng hành cung cấp các giải pháp HVAC và Hydronic nhằm hỗ trợ quá trình nâng cao hiệu quả vận hành và duy trì độ tin cậy của hệ thống trong dài hạn.

PGTECH GROUP LIMITED - Nhà phân phối các thiết bị, sản phẩm công nghiệp uy tín hàng đầu tại Việt Nam và các nước trong Khu Vực

Copyright © - Bản quyền bài viết thuộc về PGTech Việt Nam

Ban Biên Tập Tin Tức: PGTECH

                                               Kỹ sư: Mạnh Thắng

PGTECH GROUP LIMITED

 Địa Chỉ: Tầng 3, Toà Nhà Bắc Hà C14-CT1 phố Tố Hữu, phường Đại Mỗ, thành phố Hà Nội, Việt Nam. 

Điện Thoại: 024-730235 88 - Hotline: 0962 875 986

Email: info@pgtech.com.vn      sales@pgtech.com.vn 

Website: www.pgtech.com.vn