Giải pháp giúp điều hòa tiết kiệm tới 30% điện năng trong ngày nắng nóng

Cách đơn giản tiết kiệm điện cho điều hòa khi trời nắng nóng

Trụ sở Hợp tác Địa phương Tokyo thuộc Lực lượng Phòng vệ Nhật Bản vừa chia sẻ mẹo tiết kiệm điện điều hòa bằng xô nước và khăn tắm trong mùa hè. Theo đó, ngày 18/5, tài khoản Instagram chính thức của Trụ sở Hợp tác Địa phương Tokyo đăng tải bài viết hướng dẫn cách giảm chi phí sử dụng điều hòa bằng những vật dụng có sẵn trong nhà.

Đơn vị này giải thích nguyên nhân chính khiến hóa đơn tiền điện tăng cao là do cục nóng "say nắng". Cục nóng tích nhiệt sẽ mất khả năng tản nhiệt ra môi trường, buộc điều hòa phải hoạt động hết công suất và làm hóa đơn tiền điện tăng vọt.

Máy phun sương làm mát cục nóng điều hòa để tiết kiệm điện.

Để tiết kiệm điện, người dùng cần đổ nước vào xô. Sau đó nhúng một đầu chiếc khăn dài vào xô, phần còn lại phủ lên mặt lưng tản nhiệt của cục nóng. "Hiện tượng mao dẫn" sẽ liên tục hút nước từ xô, thấm qua khăn để làm mát nắp cục nóng. Quá trình này hạn chế sự gia tăng nhiệt độ của cục nóng, từ đó nâng cao hiệu suất hoạt động của điều hòa, giảm mức độ tiêu thụ điện.

GS.TS Nguyễn Đức Lợi, Hội Khoa học và Công nghệ Nhiệt lạnh rất đồng tình với cách làm này. Ông cho biết, hiện ông vẫn áp dụng cách giảm tiêu thụ điện trong gia đình bằng cách treo nhiều khăn ướt và để chậu nước trong lô gia đặt cục nóng máy điều hòa nhiệt độ. Khu vực xung quanh đặt giàn nóng được làm mát thì tiêu thụ điện sẽ giảm đáng kể. Nếu có máy phun sương đặt ở khu vực này thì có thể tiết kiệm điện được nhiều hơn nữa.

GS.TS Nguyễn Đức Lợi làm mát khu lô gia để giảm nhiệt cho cục nóng điều hòa.

Một nghiên cứu của nhóm tác giả Nguyễn Thế Bảo, Nguyễn Duy Tuệ và Đào Huy Tuấn đến từ Viện phát triển năng lượng bền vững ISED, Trường Đại học Văn Lang và Trường đại học Tôn Đức Thắng đã chỉ ra rằng, việc làm mát sơ bộ không khí trước khi đi vào dàn nóng điều hòa có thể giúp tiết kiệm tới 30% điện năng tiêu thụ. Nghiên cứu mang tên "Nghiên cứu, đánh giá hiệu quả làm mát sơ bộ không khí giải nhiệt máy điều hòa không khí bằng phương pháp bay hơi", đã thử nghiệm giải pháp phun sương làm mát không khí trước dàn ngưng tụ của điều hòa.

Theo nhóm nghiên cứu, điều hòa giải nhiệt bằng không khí hiện được sử dụng rất phổ biến tại Việt Nam nhờ dễ lắp đặt, vận hành đơn giản và không cần dùng nước làm mát. Tuy nhiên, trong điều kiện thời tiết nắng nóng gay gắt, nhiệt độ môi trường tăng cao khiến áp suất ngưng tụ của hệ thống lạnh tăng lên, làm máy nén phải hoạt động nặng hơn.

Nhiệt độ ngưng tụ chỉ cần tăng thêm 1 độ C có thể khiến hệ số làm lạnh COP giảm khoảng 2-4%. Điều này đồng nghĩa điều hòa sẽ tiêu thụ nhiều điện năng hơn để tạo ra cùng một mức làm mát.

Đặc biệt tại các khu chung cư, khách sạn, văn phòng hay khu dân cư có nhiều dàn nóng điều hòa tập trung, lượng nhiệt thải ra môi trường lớn còn tạo nên các "đảo nhiệt", khiến nhiệt độ khu vực xung quanh càng nóng hơn, làm hiệu suất điều hòa tiếp tục suy giảm.

Tiết kiệm điện tới 30%

Để khắc phục tình trạng trên, nhóm tác giả đề xuất giải pháp làm mát sơ bộ không khí bằng phương pháp bay hơi nước trước khi không khí đi vào dàn nóng điều hòa. Nguyên lý của phương pháp này là sử dụng các vòi phun sương để tạo hơi nước mịn trước dàn ngưng tụ. Khi nước bốc hơi, nhiệt độ không khí giảm xuống đáng kể, giúp dàn nóng được giải nhiệt hiệu quả hơn.

Trong nghiên cứu, nhóm tác giả sử dụng máy điều hòa âm trần công suất 24.000 BTU/h, kết hợp hệ thống bơm phun sương công suất nhỏ cùng các cảm biến đo nhiệt độ, áp suất và điện năng tiêu thụ để đánh giá hiệu quả. Kết quả cho thấy, khi áp dụng phun sương, áp suất ngưng tụ của điều hòa giảm rõ rệt. Đồng thời, công suất lạnh tăng lên trong khi công nén của máy giảm xuống.

Theo kết quả thực nghiệm, khi sử dụng lưu lượng nước phun phù hợp từ 8,2-13 lít/giờ, hệ số làm lạnh COP của điều hòa tăng khoảng 40-43%. Nhờ đó, điện năng tiêu thụ có thể giảm từ 28,5-30% so với điều hòa hoạt động thông thường.

Nhóm nghiên cứu tính toán, với hệ thống điều hòa thử nghiệm, mỗi giờ có thể tiết kiệm khoảng 660-700W điện năng. Nếu vận hành khoảng 4 giờ trong thời gian nắng nóng mỗi ngày, lượng điện tiết kiệm trong một tháng đạt khoảng 78-82kWh, tương đương khoảng 180.000-200.000 đồng tiền điện. Trong khi đó, chi phí lắp đặt hệ thống gồm bơm nước, đường ống, vòi phun và bộ điều chỉnh lưu lượng chỉ khoảng 1,5 triệu đồng, thời gian hoàn vốn khoảng 8 tháng.

Ngoài lợi ích giảm điện năng, giải pháp này còn giúp giảm tải cho máy nén – bộ phận tiêu tốn nhiều điện nhất trong điều hòa. Khi nhiệt độ dàn nóng giảm, áp suất làm việc của hệ thống thấp hơn, máy nén vận hành nhẹ hơn, từ đó kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm nguy cơ hư hỏng trong thời gian nắng nóng kéo dài.

Bên cạnh đó, nhiệt độ không khí thải ra từ dàn nóng cũng giảm đáng kể, chỉ còn khoảng 37-41 độ C thay vì gần 48 độ C như thông thường. Điều này góp phần hạn chế hiện tượng tích tụ nhiệt cục bộ tại các khu vực có nhiều dàn nóng điều hòa.

Từ kết quả nghiên cứu, nhóm tác giả đề xuất hai phương án triển khai phù hợp với từng nhu cầu sử dụng.

Phương án thứ nhất dành cho hộ gia đình là tận dụng nước ngưng từ dàn lạnh điều hòa để phun sương làm mát dàn nóng trong khoảng 4 giờ nắng cao điểm mỗi ngày. Theo tính toán, cách này có thể giúp tiết kiệm khoảng 15% điện năng mà không cần lắp thêm hệ thống cấp nước riêng.

Phương án thứ hai phù hợp với khách sạn, resort, văn phòng hoặc nơi có nhiều điều hòa hoạt động cùng lúc. Hệ thống phun sương sẽ vận hành liên tục nhằm làm mát không khí quanh dàn nóng, giúp tiết kiệm điện năng tới 30%.

Nhóm nghiên cứu cũng lưu ý cần lắp thêm bộ lọc nước để tránh tắc nghẽn vòi phun sương trong quá trình vận hành lâu dài.

Nghiên cứu của nhóm tác giả Nguyễn Thế Bảo, Nguyễn Duy Tuệ và Đào Huy Tuấn cho thấy, việc làm mát sơ bộ không khí giải nhiệt dàn nóng là giải pháp tương đối đơn giản nhưng mang lại hiệu quả rõ rệt trong bối cảnh nhu cầu sử dụng điều hòa ngày càng tăng và tình trạng nắng nóng cực đoan xuất hiện thường xuyên hơn.