6 giải pháp tiết kiệm năng lượng trong các hệ thống quạt

Tiềm năng tiết kiệm năng lượng

Các hệ thống quạt, tuỳ thuộc vào loại hình cánh quạt của chúng, có thể đạt được hiệu quả năng lượng khác nhau. Tiềm năng tiết kiệm năng lượng trong các hệ thống này ước tính trung bình khoảng 6% trong toàn bộ các ngành công nghiệp sản xuất của Mỹ. Để tiết kiệm và đạt được hiệu suất năng lượng tối ưu, các nhà sản xuất được khuyến cáo rằng nên áp dụng các giải pháp mang tính hệ thống được trình bày dưới đây.

Giảm thiểu áp lực

Áp lực là một trong những nhân tố tạo cơ hội to lớn trong việc cắt giảm chi phí. Một hệ thống được thông gió tốt (với đường ống và kích thước được tối ưu hoá), phù hợp với các thiết bị kiểm soát, giám sát áp suất và truyền động biến tần, sẽ tạo điều kiện cho các nhà sản xuất quản lý hiệu quả hơn áp suất hệ thống.

Đường ống tiếp xúc trong một tòa nhà không có trần thả

Hầu hết buồng túi lọc hoặc các thiết bị thu khác sẽ tạo ra những áp lực khác nhau, ảnh hưởng đến tuổi thọ của hệ thống. Các thiết bị này thường hoạt động khá hiệu quả trong môi trường áp suất cao, tuy nhiên, cũng vì vậy mà chúng tiêu thụ nhiều năng lượng hơn.

Một hệ thống giám sát áp lực tốt với khả năng kiểm soát lưu lượng thể tích hệ thống sẽ giúp bạn tiết kiệm hàng nghìn USD mỗi năm trong một kích thước trung bình dễ chấp nhận.

Vì những truyền động điều chỉnh tốc độ đang ngày càng rẻ, vì vậy chúng có thể được tìm thấy trong nhiều hệ thống.  Hãy chú ý đến các ống dẫn kém hiệu quả hoặc ảnh hưởng của hệ thống quạt. Những điều này sẽ làm tăng áp lực và chi phí vận hành cho hệ thống.

Kiểm soát mật độ

Nhiệt độ, độ ẩm, trọng lượng phân tử, độ cao, và áp lực tuyệt đối trong ống hoặc tàu cũng gây tác động không nhỏ đến mật độ của khí vận chuyển. Bất cứ sự thay đổi nào về mật độ khí cũng có thể ảnh hưởng tới các yêu cầu phần cứng cho hệ thống.

Ví dụ, công nghệ làm lạnh bay hơi có thể làm giảm khối lượng khí, song lại khiến mật độ không khí gia tăng, do đó tiêu thụ nhiều năng lượng hơn.

Tuy nhiên, hạn chế này có thể được bù đắp thông quá việc sử dụng những ống dẫn các thiết bị kiểm soát và quạt nhỏ hơn (đồng thời cũng giúp giảm lưu lượng dòng chảy).

Xây dựng hệ thống vận hành HVAC

Quạt năng lượng hiệu quả

Chìa khoá cho bất kỳ một thiết kế nào cũng là lựa chọn được một loại quạt phù hợp. Thiết kế cuả quạt và phần cánh của nó ảnh hưởng rất lớn đến yêu cầu và hiệu quả về mặt năng lượng. Hiệu quả cao nhất mà các dòng quạt được thiết kế trong phòng thí nghiệm có thể đạt được chưa chắc đã là điểm ổn định nhất trong quá trình vận hành.

Nếu hiệu suất cao nhất trùng với đỉnh của đường cong áp suất, những sự cố vận hành có thể sẽ xảy ra,  bởi lưu lượng dòng chảy sẽ thay đổi chỉ với một chênh lệch nhỏ trong áp suất hệ thống.

Nếu hiệu suất cao nhất trùng với các đỉnh của đường cong áp lực thì có thể có vấn đề hoạt động như lưu lượng thể tích khác nhau với những thay đổi nhỏ ở áp suất hệ thống.

Các nhà thiết kế cần nghiên cứu kỹ lưỡng những biến thiên trên hai đường cong này khi chọn quạt để đạt được hiệu quả vận hành tốt nhất, cũng như đảm bảo tính ổn định và tiết kiệm năng lượng của hệ thống. Loại quạt là một trong những nhân tố quan trọng nhất quyết định thành công. Quạt có cánh máy bay thường được xem là hiệu quả nhất, song có thể không phải là một sự lựa chọn tốt để xử lý không khí có mật độ cao như vậy.

Đường cong quạt hiệu quả

Chọn quạt đúng kích cỡ

Hầu hết các loại quạt đang được sử dụng đều quá khổ so với các ứng dụng cụ thể, từ đó làm giảm hiệu quả sử dụng năng lượng khoảng 1-5%. Tuy nhiên, thay vì phải thay thế toàn bộ hệ thống quạt (vốn đã rất tốn kém), chúng ta có thể điều chỉnh tốc độ hợp lý hơn để tiết kiệm chi phí năng lượng.

Quạt thông gió

Truyền động điều chỉnh tốc độ (ASDs)

Các nhà sản xuất có thể tiết kiệm được đáng kể điện năng bằng lắp đặt các truyền động điều chỉnh tốc độ trên các quạt. Mức tiết kiệm dao động trong khoảng 14-49% điện năng tiêu thụ của hệ thống quạt.

Truyền động điều chỉnh tốc độ - Công cụ kiểm soát năng lượng hiệu quả cho hệ thống quạt

Đai hiệu quả cao (Đai có răng)

Đai là một trong những bộ phận quan trong đóng góp vào quá trình vận hành hê thống quạt trong bất cứ nhà máy nào. Những chiếc đai chữ V tiêu chuẩn có xu hướng kéo dài, trượt, uốn cong và nén, do đó gây tổn thất hiệu quả năng lượng.

Quạt ly tâm bằng động cơ với truyền động đai răng, kích cỡ phù hợp với tiêu chuẩn vận hành khô

Việc thay thế đai chữ V bằng đai răng có thể tiết kiệm tiền bạc và năng lượng. Đai răng cho phép vận hành mát hơn, thời gian chạy dài hơn, cần ít chi phí sửa chữa hơn, đạt hiệu quả cao hơn khoảng 2% so với đai chữ V. Thời gian hoàn vốn chỉ từ 1 cho đến 3 năm.

Anh Tuấn (Theo Electrical Engineering Portal)