Chi Phí Tiêu Thụ Điện Năng Của Một Hệ Thống Khí Nén

Chi phí tiêu thụ điện năng của một hệ thống khí nén chính là khoản chi lớn nhất mà nhiều doanh nghiệp thường không để ý. Trên thực tế, việc sản xuất khí nén tiêu tốn rất nhiều điện và có thể chiếm tới 70% tổng chi phí vận hành hệ thống. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết về chi phí điện năng trong hệ thống khí nén, lý do vì sao lại cao và những điều bạn cần lưu ý để tối ưu chi phí.

Chi phí điện năng trong hệ thống khí nén vấn đề không nên bỏ qua

Khí nén là một phần không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp, từ sản xuất thực phẩm đến lắp ráp cơ khí. Tuy nhiên, không phải ai cũng biết rằng chi phí tạo ra khí nén lại rất cao, đặc biệt là chi phí điện năng.

Dưới đây là một số điểm quan trọng bạn nên biết:

• Khí nén tiêu tốn điện nhiều hơn bạn nghĩ: Việc tạo ra khí nén cần một lượng lớn điện năng. Trên thực tế, đây là một trong những tiện ích tiêu tốn điện nhiều nhất trong nhà máy.
• Gần 50% khí nén bị lãng phí: Phần lớn khí nén bị thất thoát qua rò rỉ, sử dụng không hiệu quả hoặc vận hành sai cách. Điều này đồng nghĩa với việc doanh nghiệp đang “đốt tiền” mỗi ngày mà không hay biết.
• Chi phí mua máy chỉ là phần nhỏ: Nhiều người cho rằng đầu tư lớn nhất là khi mua máy nén khí. Tuy nhiên, chi phí tiêu thụ điện trong suốt vòng đời vận hành mới là khoản chi lớn nhất và kéo dài theo thời gian.

Cấu trúc chi phí của một hệ thống khí nén

Hệ thống khí nén không chỉ tốn kém ở phần đầu tư ban đầu mà còn phát sinh nhiều chi phí trong quá trình sử dụng. Dưới đây là 3 khoản chi chính mà bạn cần nắm rõ:

Chi phí đầu tư ban đầu – khoảng 12%

Bao gồm chi phí mua máy nén khí (loại piston, trục vít, có biến tần hay không), máy sấy khí, bình chứa, bộ lọc và hệ thống ống dẫn. Ngoài ra, còn có chi phí lắp đặt và thi công hệ thống sao cho tối ưu nhất.

Chi phí bảo trì, bảo dưỡng – khoảng 12%

Chi phí này dùng cho việc thay thế linh kiện, kiểm tra định kỳ và sửa chữa nhỏ. Bảo trì đúng cách giúp hạn chế hỏng hóc, kéo dài tuổi thọ thiết bị và tránh phát sinh chi phí lớn hơn trong tương lai. Các vấn đề thường gặp như rò rỉ khí, mòn vòng bi, hư xi lanh… đều có thể được phát hiện sớm nếu bảo dưỡng thường xuyên.

Chi phí điện năng – chiếm đến 76%

Đây là khoản lớn nhất trong tổng chi phí vận hành hệ thống khí nén. Máy nén khí tiêu thụ điện liên tục, và trong vòng đời khoảng 10 năm, chi phí điện có thể lên tới hàng chục tỷ đồng. Vì vậy, hiệu suất sử dụng điện đóng vai trò quyết định đến chi phí dài hạn của doanh nghiệp.

Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí điện năng của hệ thống khí nén

Chi phí điện là khoản tốn kém nhất khi vận hành hệ thống khí nén. Sau đây là những yếu tố chính ảnh hưởng đến mức tiêu thụ điện năng:

• Thời gian vận hành của máy nén khí: Máy nén chạy càng lâu thì càng tiêu tốn nhiều điện. Thời gian hoạt động liên tục sẽ đẩy chi phí lên cao.
• Giá điện khu vực: Chi phí điện không giống nhau ở từng địa phương. Nơi có giá điện cao sẽ làm tăng chi phí vận hành hệ thống.
• Loại máy nén khí và thông số kỹ thuật: Máy nén có biến tần (VSD) thường tiết kiệm điện hơn so với máy thông thường. Ngoài ra, máy công suất lớn sẽ tiêu thụ điện nhiều hơn.
• Hiệu suất của máy nén: Máy có hiệu suất cao, dù chi phí đầu tư ban đầu cao hơn, sẽ giúp tiết kiệm điện lâu dài. Ví dụ điển hình là máy nén trục vít biến tần.
• Tình trạng rò rỉ khí: Rò rỉ khí làm thất thoát năng lượng, khiến máy phải hoạt động nhiều hơn. Điều này có thể khiến bạn lãng phí 20-30% lượng điện sử dụng.
• Áp suất vận hành: Vận hành máy ở mức áp suất quá cao hoặc không cần thiết sẽ làm tiêu hao điện năng nhiều hơn mức cần thiết.
• Bảo trì định kỳ: Bảo trì thường xuyên giúp hệ thống hoạt động trơn tru, tránh các sự cố gây hao điện không đáng có.
• Thói quen sử dụng hệ thống: Vận hành máy không hợp lý, để máy chạy không tải lâu hoặc sử dụng không đồng bộ cũng là nguyên nhân gây tốn điện.

Cách tính chi phí điện năng cho hệ thống khí nén

Bạn có thể tự ước tính chi phí điện của hệ thống khí nén bằng các bước đơn giản dưới đây. Việc này giúp kiểm soát chi phí vận hành hiệu quả hơn.

Xác định thời gian máy nén khí hoạt động

Máy chỉ tiêu thụ điện khi vận hành. Hãy theo dõi máy chạy bao nhiêu giờ mỗi ngày. Nếu thời gian không cố định, bạn nên ghi lại trong 7 ngày và chia trung bình để có con số sát thực tế.

Tính điện năng tiêu thụ mỗi giờ

Lấy công suất máy (theo HP hoặc kW) nhân với điện áp.Ví dụ: Máy 15 amp × 110 volt = 1.650 watt mỗi giờ.

Tính tổng số điện tiêu thụ (kWh)

Nhân điện năng mỗi giờ với số giờ máy chạy, rồi chia cho 1.000 để đổi sang đơn vị kilowatt giờ (kWh).Ví dụ: 1.650 watt × 3 giờ = 4.950 watt → 4,95 kWh.

Nhân với giá điện

Lấy số kWh x giá điện hiện tại để biết chi phí vận hành.Ví dụ: 4,95 kWh × 2.800 VNĐ = khoảng 13.860 VNĐ cho 3 giờ sử dụng.

Công thức tính nhanh chi phí điện năng hàng năm

Bạn có thể dùng công thức sau để ước tính nhanh chi phí điện mỗi năm:

Chi phí điện = Tổng công suất × 0,746 × Số giờ chạy/năm × Đơn giá điện ÷ Hiệu suất động cơ

Trong đó:

• Tổng công suất = Công suất định mức (HP) × 110%
• 1 HP = 0,746 kW
• Số giờ chạy/năm = Giờ/ngày × Ngày/tuần × Số tuần/năm
• Hiệu suất động cơ (EFF): thường từ 85-95%, có trên bảng thông số kỹ thuật.

Ví dụ thực tế

Máy nén khí 30HP (≈22kW) chạy 10 giờ/ngày, 5 ngày/tuần, trong 1 năm.

• Tổng công suất: 30HP × 110% = 33HP
• Thời gian hoạt động: 10h × 5 ngày × 52 tuần = 2.600 giờ
• Hiệu suất động cơ: 90%
• Giá điện: 2.800 VNĐ/kWh

Chi phí điện hàng năm:33 × 0,746 × 2.600 × 2.800 ÷ 0,90 = ~199 triệu đồng/năm

Nếu máy là 50HP, chi phí sẽ lên đến khoảng 302 triệu đồng/năm.

9 cách giúp tiết kiệm điện năng cho máy nén khí hiệu quả

Việc sử dụng máy nén khí đúng cách không chỉ giúp kéo dài tuổi thọ thiết bị mà còn tiết kiệm đáng kể chi phí điện. Dưới đây là những cách đơn giản nhưng hiệu quả để giảm lượng điện tiêu thụ trong hệ thống khí nén.

• Chọn máy nén khí tiết kiệm năng lượng: Ưu tiên các dòng máy hiện đại, đặc biệt là loại có biến tần (VSD), giúp điều chỉnh công suất linh hoạt theo nhu cầu sử dụng. Máy có chức năng kiểm soát lưu lượng tốt sẽ giảm lãng phí khí và điện năng.
• Tắt máy khi không sử dụng: Máy nén vẫn tiêu thụ điện ngay cả khi chỉ để duy trì áp suất. Việc tắt máy sau giờ làm việc, cuối tuần hoặc khi không dùng đến giúp tiết kiệm tới 20% chi phí điện.
• Sử dụng áp suất vừa đủ: Không nên đặt áp suất cao hơn mức cần thiết. Áp suất càng cao thì máy càng tiêu tốn điện. Hãy điều chỉnh về mức tối thiểu đủ dùng để tránh lãng phí.
• Thay bộ lọc định kỳ: Bộ lọc bị bẩn khiến máy phải hoạt động nhiều hơn. Việc vệ sinh hoặc thay thế lọc thường xuyên giúp máy hoạt động nhẹ nhàng hơn, giảm tiêu hao điện và chi phí sửa chữa sau này.
• Kiểm tra rò rỉ khí thường xuyên: Rò rỉ khí là nguyên nhân phổ biến khiến máy phải chạy liên tục để bù áp. Hãy kiểm tra định kỳ, đánh dấu và sửa ngay các điểm rò rỉ để không bị “ngốn” điện vô ích.
• Ưu tiên sửa các điểm rò lớn: Nếu có nhiều điểm rò khí, hãy tập trung xử lý những chỗ lớn trước vì chúng gây thất thoát nhiều khí hơn và làm máy tiêu tốn điện nhiều hơn để bù đắp.
• Bảo trì để ngăn sự cố lớn: Bảo trì định kỳ giúp phát hiện sớm hỏng hóc và hạn chế các vấn đề nghiêm trọng. Kiểm tra vòng đệm, đường ống, bộ làm mát,… để đảm bảo mọi thứ luôn vận hành ổn định.
• Tối ưu đường ống dẫn khí: Thiết kế hệ thống ống dẫn hợp lý cũng giúp giảm tải cho máy. Rút ngắn khoảng cách giữa máy nén và nơi sử dụng khí, hoặc dùng đường ống có kích thước phù hợp để giảm thất thoát áp suất.
• Tận dụng khí nóng để sưởi ấm: Khí nóng từ máy nén có thể được thu hồi để sưởi ấm không gian làm việc hoặc dùng lại vào mục đích khác. Đây là cách tận dụng hiệu quả nguồn năng lượng phụ trợ thay vì để lãng phí.

Kết luận:

Tóm lại, chi phí tiêu thụ điện năng của một hệ thống khí nén là yếu tố lớn nhất ảnh hưởng đến ngân sách vận hành mà doanh nghiệp cần đặc biệt quan tâm. Việc hiểu rõ và kiểm soát tốt nguồn tiêu thụ điện sẽ giúp tiết kiệm đáng kể chi phí lâu dài. Hy vọng bài viết trên đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích. Nếu bạn có góp ý hay câu hỏi, hãy để lại bình luận bên dưới và đừng quên theo dõi trang để cập nhật thêm nhiều kiến thức hữu ích khác! Có thể quan tâm:

• 6 bước tính toán thiết kế hệ thống khí nén đơn giản và hiệu quả
• Ưu nhược điểm của hệ thống khí nén
• Cách quản lý nhiều hệ thống máy nén khí hiệu quả

Ngô Văn Hùng