Giải pháp tiết kiệm năng lượng cho phòng máy nén khí

Trong quá trình sử dụng máy nén khí thì chi phí cho điện năng chiếm tới 77% tổng chi phí trong suốt vòng đời sử dụng máy. Nếu bạn không biết đến các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho phòng máy nén khí, thì sẽ gây ra sự lãng phí rất lớn trong suốt vòng đời sử dụng máy.

Sau đây là 4 giải pháp giúp tiết kiệm năng lượng cho phòng máy nén khí:

1. Lựa chọn máy có hệ số tiêu thụ điện năng thấp sẽ giúp tiết kiệm năng lượng

Hệ số tiêu thụ điện là gì?

Hệ số tiêu thụ điện (SER – Specific Energy Consumption Ratio) là một chỉ số quan trọng trong ngành năng lượng, đặc biệt là trong sản xuất công nghiệp và quản lý năng lượng. Nó biểu thị lượng năng lượng tiêu thụ để sản xuất ra một đơn vị sản phẩm hoặc dịch vụ. Hệ số này giúp đo lường hiệu suất sử dụng năng lượng của một hệ thống, quy trình hoặc thiết bị.

Dựa vào bảng tính này ta thấy rằng:

Máy A75 có hệ số tiêu thụ điện năng thấp hơn máy P75 là 13%.

Ta có số tiền điện của máy P75 lớn hơn A75 là: 855.360.000/5 năm

(Tiền điện trong vòng 5 năm của máy P75 – Tiền điện trong vòng 5 năm của máy A75 = 855.360.000)

Lấy 855.360.000 / 5 = 171.072.000/1 năm (số tiền mà máy A75 tiết kiệm được so với máy P75)

Suy ra mỗi năm máy A75 tiết kiệm cho hệ thống đến 171.072.000 tiền điện.

Như vậy, việc lựa chọn model hoặc hãng máy nén khí có hệ số tiêu thụ điện năng thấp là quan trọng nhất để tiết kiệm tổng chi phí.

2. Lựa chọn áp suất sử dụng máy phù hợp

Lựa chọn áp suất sử dụng máy phù hợp để tiết kiệm điện năng cho phòng máy nén khí

Việc vận hành máy nén khí đúng với áp suất thực tế yêu cầu của hệ thống, có thể giúp bạn tiết kiệm một số tiền lớn. Bởi vì, để tạo ra khí nén có áp suất cao hơn 1 bar, sẽ tiêu tốn thêm 7% tiền điện.

Vậy làm sao để lựa chọn máy nén khí có áp suất làm việc phù hợp nhất?

Lựa chọn khi đầu tư: Hiểu rõ yêu cầu về áp suất khí nén từ các thiết bị, áp suất tối thiểu và tối đa cho phép là bao nhiêu. Không nên chọn máy được thiết kế áp suất làm việc quá cao.
Kết nối đường ống: Có đường kính đủ lớn, theo mạch vòng, tránh việc lắp đặt dạng xương cá sẽ gây sụt áp lớn ở cuối nguồn.
Lựa chọn đường ống, các thiết bị có kích thước kết nối tương đồng, tránh vì thay đổi đột ngột tạo các nút thắt cổ chai.
Kiểm soát áp suất tại các điểm trong hệ thống để biết được áp suất tại các điểm, mức độ sụt áp là bao nhiêu.
Liên tục kiểm tra đánh giá để phát hiện các điểm bất thường.

Liên quan đến áp suất vận hành, lọc đường ống cũng là một điểm quan trọng cần lưu ý: Lọc cần được lắp cảm biến hoặc đồng hồ chênh áp, thay thế lõi lọc khi cần thiết, vì khi lõi lọc bị nghẹt, làm áp suất giảm đi nhiều, gây ra lãng phí.

3. Sử dụng biến tần

Máy nén khí thường được chia làm 2 loại: Máy nén khí không sử biến tần và máy nén khí có sử dụng biến tần.

Máy nén khí không dung biến tần, hay còn gọi là Fixed speed, được vận hành theo nguyên lý Load/Unload, tuỳ vào ứng dụng trong nhà máy và kích thước khi tính toán chọn máy mà phần trăm Load/Unload khác nhau, % unload dao động từ 20 – 70% tổng thời gian hoạt động của máy nén khí. Tuy nhiên, toàn bộ năng lượng cho khoảng thời gian Unload là lãng phí bởi vì nó không tạo ra khí nén.

Tại thời điểm chạy không tải, mức năng lượng tiêu thụ khoảng 35% tổng công suất khi chạy có tải.

Như vậy, tuỳ theo thực tế, sự lãng phí năng lượng cho việc chạy không tải khoảng 7 – 25%.

Vậy biến tần điều khiển máy nén khí như thế nào?

Máy nén khí biến tần của hãng Atlas Copco

Biến tần điều khiển máy nén khí bằng cách điều chỉnh tốc độ quay của động cơ điện, từ đó kiểm soát lưu lượng và áp suất khí nén một cách hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. Dưới đây là cách biến tần thực hiện điều này:

Máy nén khí sẽ chạy tăng và giảm tốc độ tuyến tính và cung cấp lưu lượng nhỏ nhất tới lưu lượng lớn nhất của máy.
Hệ thống sử dụng lưu lượng khí nén bằng lưu lượng lớn nhất của máy thì máy sẽ chạy tốc độ lớn nhất.
Hệ thống sử dụng lưu lượng khí nén bằng hoặc nhỏ hơn lưu lượng nhỏ nhất của máy, máy sẽ chạy tốc độ nhỏ nhất.

Áp suất cài đặt, direct stop và indirect stop

Máy nén khí sẽ điều khiển tốc độ để áp suất bám sát điểm cài đặt. (Setpoint) ví dụ setpoint: 7bar.

Khi áp suất của máy vượt qua 7 bar, biến tần điều chỉnh tốc độ motor về tốc độ nhỏ nhất thường 600 vòng/phút đối với máy nén khí của Atlas Copco. Nếu áp suất vẫn tăng tới 7.3 bar, máy nén sẽ tự động dừng, điểm này gọi là indirec stop.

Khi máy đang chạy ở trong khoảng tốc độ nhỏ nhất và lớn nhất, vì lý do nào đó mà áp suất tăng tới 8 bar, máy sẽ dừng ngay lập tức để tránh các sự cố đột ngột ảnh hưởng đến hệ thống máy nén khí, điểm này gọi là Direct stop.

4. Sử dụng bộ điều khiển trung tâm (Equalizer 4.0)

Phương pháp điều khiển phổ biến nhất hiện nay cho hệ thống gồm nhiều máy nén khí là sử dụng dải áp suất.

Giả sử, khi mức áp suất làm việc mà hệ thống cần là 7 bar, như vậy máy số 1 cần cài đặt áp suất load là: 7 bar, áp suất unload là 8 bar. Như vậy ta có thể thấy rằng ở máy số 1 chúng ta đang lãng phí 7% điện năng.

Ở máy số 2 chúng ta sẽ cài đặt áp suất load là: 7.3 bar, áp suất unload là 8.3 bar, và điện năng lãng phí là 9.1%.

Công thức tính: (8.3 – 7) * 7% = 9.1%

Và cứ như thế ở máy số 3 và máy số 4 mức lãng phí này sẽ càng nhiều hơn. Nếu một hệ thống có càng nhiều máy nén khí thì mức lãng phí này sẽ được tích lũy càng cao, và gây ra thiệt hại đáng kể cho doanh nghiệp.

Nhưng nếu bạn sử dụng bộ điều khiển trung tâm Equalizer 4.0 (hoặc License tích hợp EQ4.0) thì việc kiểm soát và điều khiển hệ thống sẽ đúng với áp suất thực tế yêu cầu Setup.