Tại các nhà máy bia, khâu nén khí và
làm lạnh là 2 khâu tiêu tốn nhiều năng lượng nhất với tổng lượng năng
lượng tiêu thụ của 2 khâu này là khoảng 40% (theo số liệu khảo sát các
nhà máy đồ uống năm 2013). Việc thất thoát, lãng phí trong quá trình
sản xuất bia xuất phát từ nhiều nguyên nhân. Đầu tiên là do hệ thống
máy móc, thiết bị còn lạc hậu, cũ kỹ, hiệu suất thấp dẫn đến thất thoát
năng lượng. Tại một số nhà máy, hệ thống lạnh được tích hợp nhiều giải
pháp tiết kiệm năng lượng nhưng vẫn có hiện tượng bảo ôn bị đọng sương
gây tổn thất nhiệt. Trong hệ thống nhiệt, các đường ống phân phối hơi
nhiều đoạn bảo ôn bị hỏng, lò hơi chưa tận dụng nhiệt khí thải giúp
tăng hiệu suất lò, giảm tiêu hao nhiên liệu. Hệ thống chiếu sáng còn sử
dụng thiết bị chiếu sáng công suất điện tiêu thụ lớn, hiệu suất thấp…
Ngoài ra, việc sử dụng năng lượng còn nhiều lãng phí, ý thức sử dụng
tiết kiệm năng lượng của công nhân còn nhiều hạn chế.
Sau đây là một số giải pháp kỹ thuật tiết kiệm năng lượng trong nhà máy bia:
Giải pháp cho hệ thống lò hơi:
- Có hệ thống thu hồi lượng nước xả đáy để cấp lại cho lò hơi
- Che chắn cửa lò tốt để hạn chế bức xạ nhiệt ra môi trường
- Ngưng hơi từ giai đoạn rửa chai và thanh trùng lượng hơi thừa xả thẳng trực tiếp ra bên ngoài
Giải pháp cho hệ thống máy nén lạnh:
- Bảo ôn cách nhiệt đường ống dẫn Glycol lạnh
- Lắp đặt powerboss cho máy nén lạnh để vừa tiết kiệm năng lượng vừa
đảm bảo tuổi thọ cho động cơ. Việc sử dụng các động cơ điện cảm ứng
xoay chiều được thừa nhận là một nguyên nhân lớn nhất của công suất
phản kháng, khiến cho hệ suất công suất thấp. Công suất phản kháng là
một đặc tính của điện từ cảm ứng động cơ điện. Khi đầy tải nó sẽ chạy
với hiệu suất hoàn hảo và tải sẽ mang tính kháng hơn là tính cảm. Từ
đây, hệ số công suất sẽ được cải thiện, tuy nhiên khi động cơ hoạt động
non tải, nó sẽ mang tính cảm nhiều hơn và do vậy hệ số công suất sẽ kém
hơn. Powerboss sẽ cải thiện hệ số công suất hay cosφ tại động cơ. Điều
này có tác dụng loại bỏ nhu cầu sử dụng các thiết bị hiệu chỉnh cosφ
khác.
Giải pháp cho hệ thống động cơ bơm và máy nén khí
Lắp máy biến tần: Trong các thiết bị như quạt gió, máy nén khí, bơm ly
tâm… kiểu truyền thống, lưu lượng (tải) được điều chỉnh bằng các van
tiết lưu theo yêu cầu công việc, nhưng công suất điện cung cấp vẫn
không thay đổi, nên sẽ gây lãng phí điện năng. Khi thay đổi được tần số
f, ta sẽ điều chỉnh được tốc độ quay n của động cơ (vì n=60f/p, p là số
cặp cực), nên điều chỉnh được lưu lượng Q (vì Q~n). Vì công suất của
động cơ tỷ lệ với lập phương tốc độ quay (P~n3), nên khi cần giảm lưu
lượng thì công suất tiêu thụ của động cơ sẽ giảm theo hàm bậc ba, chẳng
hạn lưu lượng giảm 10%-20%-30%-40% Qđm thì công suất tiêu thụ sẽ giảm
tương ứng 22%-44%-61%-73% Pđm.
Nguyên lý cơ bản của bộ biến tần khá đơn giản: Đầu tiên, nguồn điện AC
được chỉnh lưu và lọc thành nguồn DC bằng các bộ chỉnh lưu cầu diode và
tụ. Sau đó, điện áp DC được biến đổi nghịch lưu thành điện áp AC, thông
qua hệ transistor lưỡng cực có cổng cách ly (IGBT) bằng phương pháp
điều chế độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công
nghệ bán dẫn, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm
nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt. Như vậy,
khi sử dụng biến tần, ta có thể điều tiết được lưu lượng thông qua việc
điều chỉnh tốc độ động cơ mà không cần dùng đến các van tiết lưu nữa,
nhờ đó điện năng cung cấp cho động cơ được tiết giảm hơn.
Sử dụng bộ biến tần cho động cơ còn có lợi về giảm dòng điện và sụt áp
khi động cơ khởi động, có thể điều chỉnh tốc độ vô cấp, loại bỏ bớt các
kết cấu hộp số và giảm tổn thất …
Nhà máy có các động cơ có thể lắp đặt máy biến tần đó là 3 máy bơm của
hệ thống bơm nước cấp, máy nén khí, và máy bơm tháp giải nhiệt. Nếu
thực hiện giải pháp lắp biến tần cho tất cả các động cơ này sẽ tiêu tốn
khoảng 57,22 triệu đồng, mỗi năm có thể tiết kiệm được 8,75 triệu
đồng, như vậy giải pháp này có thể hoàn vốn trong 6,5 năm.
Trần Trang