Tiết Kiệm Năng Lượng Cho Hệ Thống Lạnh Ngành Công Nghiệp Thực Phẩm

Làm lạnh là một nhu cầu quan trọng trong công nghiệp sản xuất và chế biến thực phẩm. Trong nhiều ngành công nghiệp chế biến thực phẩm như sản xuât Bia hay chế biến thủy hải sản, việc làm lạnh đã tiêu thụ 30 – 50% nhu cầu điện của nhà máy. Việc bảo quản lạnh cho thực phẩm cũng là một nhu cầu quan trọng để có thể vận chuyển thực phẩm đi xa, hoặc giữ chất lượng thực phẩm trong một thời gian lâu dài. Chính vì những lý do trên, việc tìm hiểu và áp dụng những giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống lạnh đóng vai trò quan trọng trong việc tiết kiệm năng lượng của công nghiệp thực phẩm.

Một hệ thống lạnh cơ bản bao gồm có các thiết bị sau:

Máy nén lạnh: làm nhiệm vụ nén môi chất lạnh ở thể khí đến áp suất cao tùy theo yêu cầu của hệ thống. Lúc này nhiệt độ của môi chất lạnh ở mức cao và ở trạng thái hơi quá nhiệt. Máy nén lạnh nhìn chung cần sử dụng động cơ kéo có công suất lớn nhất trong hệ thống lạnh.
Giàn ngưng: Môi chất lạnh có áp suất và nhiệt độ cao sau đó được đưa đến giàn ngưng. Tại đây với sự trao đổi nhiệt với nước hoặc đôi khi là không khí, môi chất lạnh được ngưng tụ thành thể lỏng ở áp suất cao. Nước sau khi được sử dụng để làm mát môi chất lạnh sẽ nóng lên và cần được làm mát để tái sử dụng cho việc làm mát. Việc làm mát nước được thực hiện tại tháp giải nhiệt bằng không khí với việc phun nước thành nhiều tia nước nhỏ qua quạt gió.
Van tiết lưu: Được sử dụng để giãn nở môi chất lỏng đưa xuống áp suất thấp hơn tạo điều kiện cho môi chất lỏng bay hơi.
Giàn bay hơi: Môi chất lỏng được bay hơi trong giàn bay hơi. Trong quá trình bốc hơi, môi chất lạnh lấy nhiệt từ môi trường xung quanh nên nó làm lạnh chất tải lạnh. Về bản chất, giàn bay hơi là một bộ trao đổi nhiệt giữa môi chất lạnh và chất tải lạnh. Chất tải lạnh được sử dụng có thể là glycol, nước, nước muối v.v. Chất tải lạnh sau đó có thể đưa đến khu vực cần làm lạnh để làm lạnh hệ thống. Môi chất lạnh lúc này ở thể khí và bị hút vào máy nén để tiếp tục quá trình của vòng tuần hoàn.

Thiết bị phụ : Van chặn , Bình tách lỏng, Bình tách dầu, kính soi gas, đồng hồ áp xuất cao, đồng hồ áp xuất thấp , là những thiết bị không thể thiếu của một hệ thống lạnh

Các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong hệ thống lạnh

Với nguyên lý hoạt động như trên, một số giải pháp sau có thể được xem xét cho mục tiêu tiết kiệm năng lượng của hệ thống lạnh.

1. Sử dụng máy nén hiệu quả năng lượng trong hệ thống lạnh: Điện năng tiêu thụ của máy nén lạnh chiếm tỷ lệ khá lớn (khoảng 75%) tổng điện năng tiêu thụ của toàn bộ hệ thống lạnh, do vậy việc lựa chọn máy nén lạnh và hệ thống lạnh hợp lý sẽ nâng cao hiệu suất của hệ thống nói chung và máy nén lạnh nói riêng.

2. Tối ưu hóa thiết bị ngưng tụ và thiết bị bay hơi của hệ thống: Mỗi mức nhiệt độ ngưng tụ giảm cho phép máy nén hoạt động máy nén ở giá trị áp suất đẩy thấp hơn, mỗi mức tăng nhiệt độ của thiết bị bay hơi giúp máy nén có thể hoạt động ở giá trị áp suất hút cao hơn. Việc giảm áp suất đầu đẩy và tăng áp suất đầu hút giúp nâng cao được công suất TR của hệ thống làm lạnh và giảm được điện năng tiêu thụ của máy nén. Nhìn chung ta có thể giảm được 2,5% điện năng cho mỗi 1oC nhiệt độ ngưng thấp hơn và 3% cho mỗi 1oC nhiệt độ bốc hơi cao hơn.

3. Tối ưu hóa thời gian chạy máy nén qua việc dự trữ lạnh. Hệ thống lạnh có thể xem xét để vận hành tối đa công suất vào giờ thấp điểm khi giá điện thấp để dự trữ chất tải lạnh. Chất tải lạnh này sau đó được đem ra sử dụng vào giờ cao điểm để hạn chế việc sử dụng máy nén lạnh vào thời gian này.

4. Xem xét khả năng sử dụng biến tần cho các động cơ chạy máy nén lạnh, bơm nước giải nhiệt, bơm nước lạnh. Trong nhiều trường hợp việc sử dụng biến tần để có thể tối ưu hóa tốc độ quay động cơ theo phụ tải cần thiết của các thiết bị trên qua đó có thể giảm được điện năng tiêu hao. Tuy nhiên, hiệu quả của phương án này cần được xem xét cho các hệ thống cụ thể.

5. Các biện pháp quản lý nội vi. Khả năng tiết kiệm năng lượng sẽ đạt được một cách liên tục thông qua các biện pháp quản lý nội vi tốt. Việc quản lý nội vi đối với hệ thống lạnh bao gồm
• Luôn đảm bảo các đường ống được cách nhiệt tốt với việc sửa chữa ngay các hỏng hóc về cách nhiệt.
• Thường xuyên kiểm tra hoạt động để phát hiện các sự cố rò rỉ.
• Các thiết bị trao đổi nhiệt như các bộ bay hơi, các ống xoắn giàn ngưng, thiết bị giải nhiệt, các bộ lọc luôn được sạch sẽ giúp tối ưu hóa quá trình trao đổi nhiệt.
• Giảm thiểu tải lạnh nếu có thể bằng việc phân loại tốt các vật phẩm cần làm lạnh, giảm kích cỡ của vật phẩm cần làm lạnh, tối ưu hóa phân phối lạnh đến các vật phẩm cần làm lạnh, nâng cao trách nhiệm người vận hành v.v.

Trên đây là những giải pháp cơ bản cho việc giảm thiểu năng lượng sử dụng cho hệ thống lạnh của các nhà máy thực phẩm. Việc đánh giá xác định các giải pháp có thể thực hiện được một cách tổng thể cần được sự phân tích chính xác mang tính chất chuyên môn để có thể đem lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng một cách thực sự.

Email: dienlanhbienbac@gmail.com

Mọi chi tiết xin liên hệ:
CÔNG TY CỔ PHẨN CƠ ĐIỆN LẠNH BIỂN BẠC
Số: 812 Phúc Diễn, Tây Mỗ, Nam Từ Liêm, Hà Nội