Máy làm đá công nghiệp làm mát bằng không khí so với máy làm đá làm mát bằng nước: Loại nào tốt hơn?

Giới thiệu

Trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, máy làm đá công nghiệp được sử dụng trong siêu thị, nhà hàng và khách sạn, chế biến thủy sản và thịt, giết mổ gia cầm, v.v. để đảm bảo chất lượng và độ tươi ngon của sản phẩm. Việc bảo quản các mặt hàng dễ hư hỏng phụ thuộc vào các thiết bị công nghiệp cung cấp đá theo các tiêu chuẩn nhiệt độ khác nhau đặc thù của từng ngành. Khi mua máy làm đá công nghiệp, người mua cần phải lựa chọn giữa hệ thống làm mát bằng không khí và bằng nước làm tiêu chí ưu tiên hàng đầu.

Mục tiêu của bài viết này là cung cấp sự hiểu biết về các hệ thống máy làm đá công nghiệp bằng cách so sánh chi tiết công nghệ làm mát bằng không khí và công nghệ làm mát bằng nước về hiệu suất năng lượng và trách nhiệm môi trường, cũng như nhu cầu bảo trì và khả năng vận hành cho nhiều ứng dụng thương mại khác nhau. Bằng cách phân tích các đặc điểm này, các doanh nghiệp có thể đưa ra những quyết định sáng suốt hơn.

Tìm hiểu về hệ thống làm mát của máy làm đá

Máy làm đá loại bỏ nhiệt lượng sinh ra trong quá trình sản xuất bằng cách thực hiện hai thao tác tản nhiệt riêng biệt.

Máy làm đá làm mát bằng không khí

Không khí xung quanh đóng vai trò là nguồn làm mát cho máy làm đá bằng không khí để làm mát các cuộn dây ngưng tụ trong quá trình hấp thụ nhiệt làm đá của chất làm lạnh. Nhiệt thoát ra môi trường thông qua quạt thổi không khí qua các cuộn dây ngưng tụ. Nguyên lý hoạt động của các máy này tương tự như máy điều hòa không khí, sử dụng không khí để duy trì độ lạnh thay vì nước. Kỹ thuật lắp đặt thiết bị đơn giản và tiết kiệm chi phí hơn đối với các máy này vì chúng không cần nguồn cung cấp nước hoặc tháp giải nhiệt. Trong điều kiện nhiệt độ môi trường cao, khả năng làm mát của các hệ thống hiệu suất cao giảm do điều kiện không khí ấm hơn. Hệ thống làm mát bằng không khí hoạt động hiệu quả khi được sử dụng ở những vùng có hệ thống thông gió tốt và môi trường có nhiệt độ trung bình (Koeller & Hoffman, 2008).

Máy làm đá làm mát bằng nước

Máy làm đá bằng nước hoạt động dựa trên việc sử dụng nước để hấp thụ nhiệt từ chất làm lạnh di chuyển qua các cuộn dây ngưng tụ. Nước vận chuyển nhiệt lượng sinh ra khỏi máy làm đá bằng cách sử dụng tháp giải nhiệt hoặc các thiết bị trao đổi nhiệt. Hoạt động trong điều kiện khí hậu nóng hơn trở nên hiệu quả hơn nhờ sử dụng nước vì khả năng giữ nhiệt của nước vượt trội hơn so với không khí. Hệ thống làm mát bằng nước hoạt động với khả năng làm mát ổn định trên mọi dải nhiệt độ, do đó rất phù hợp cho các khu vực sử dụng nhiều. Chi phí vận hành của hệ thống làm mát bằng nước cao hơn vì chúng cần nguồn cung cấp nước liên tục. Máy làm mát bằng nước đặt ra những thách thức về môi trường đối với nguồn nước do mức tiêu thụ nước tăng cao, do đó làm giảm tính ứng dụng của chúng ở các khu vực khô hạn (Energy, 2021).

Hiệu quả và hiệu suất

Mức độ hiệu suất của máy làm đá phụ thuộc vào cấu trúc của chúng và các điều kiện vận hành xung quanh (EasyIce, 2024).

• Quạt trong máy làm đá bằng không khí truyền năng lượng nhiệt từ dàn ngưng tụ ra không khí xung quanh. Hiệu suất hoạt động của các thiết bị này liên quan trực tiếp đến nhiệt độ không khí bên ngoài vì điều kiện môi trường nóng hơn sẽ làm giảm khả năng làm mát, do đó làm tăng mức tiêu thụ điện năng. Việc phát triển máy làm đá bằng không khí đạt chứng nhận ENERGY STAR giúp các thiết bị này sử dụng nước hiệu quả hơn 20% và tiết kiệm điện hơn 10% so với các mẫu cơ bản. Phiên bản tiết kiệm năng lượng của máy làm đá mang lại khoản tiết kiệm lên đến 75 đô la và 700 kWh mỗi năm, với tiềm năng tiết kiệm trọn đời lên đến 660 đô la.

• Máy làm đá bằng nước sử dụng nước làm môi chất hấp thụ nhiệt cho các cuộn dây ngưng tụ, sau đó nhiệt được thải ra qua tháp giải nhiệt hoặc bộ trao đổi nhiệt. Những máy này duy trì hoạt động ổn định trong mọi điều kiện thời tiết nhờ khả năng cách nhiệt khỏi sự thay đổi nhiệt độ môi trường. Các tổ chức vận hành tháp giải nhiệt quanh năm nên lựa chọn loại máy này vì chúng cần nguồn nước liên tục nhưng vẫn cung cấp nước trực tiếp đến các cuộn dây ngưng tụ để đạt hiệu suất tối ưu. Thiết bị cần được bảo dưỡng đúng cách vì sự tích tụ cặn sẽ làm giảm khả năng hoạt động của chúng.

Tác động môi trường

Tác động đến môi trường của máy làm đá phụ thuộc vào hệ thống làm mát của chúng vì

• Hiệu quả sử dụng nước là một trong những ưu điểm nổi bật của máy làm đá bằng không khí vì chúng cần ít nước hơn nhiều khi sản xuất đá so với các loại máy khác. Lượng nước tiêu thụ của máy làm đá bằng không khí đạt chứng nhận ENERGY STAR dao động từ 15 đến 25 gallon để sản xuất 100 pound đá, tùy thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau (LADWP, 2024).

• Mặc dù hoạt động với công suất thấp hơn, các máy làm mát bằng nước lại cần lượng nước nhiều hơn, dẫn đến những lo ngại về môi trường. Tháp giải nhiệt dùng để quản lý nước là thiết bị thiết yếu nhằm ngăn ngừa thất thoát nước đáng kể khi vận hành các máy này (practicegreenhealth, 2013).

Bảo trì và độ bền

Hai hệ thống này có nhu cầu bảo trì riêng biệt cần được xem xét:

• Máy móc làm mát bằng không khí cần được vệ sinh thường xuyên bộ lọc không khí và dàn ngưng tụ để hoạt động ở mức hiệu suất tối đa. Các thiết bị điều hòa không khí đặt trong môi trường mài hoặc dầu mỡ cần được bảo dưỡng định kỳ do điều kiện lắp đặt (LADWP, 2024).

• Yêu cầu bảo trì đối với máy làm mát bằng nước bao gồm việc kiểm tra chất lượng nước thường xuyên để ngăn ngừa sự đóng cặn và ăn mòn có thể làm hỏng hệ thống. Máy cần các phương pháp lọc nước phù hợp cũng như các dung dịch xử lý để duy trì khả năng hoạt động và đạt được tuổi thọ tối đa (Năng lượng, 2021).

Các yếu tố chi phí

Không giống nhau, giá ban đầu và chi phí vận hành hoạt động khác nhau trong hai hệ thống này (Ironmountain, 2024):

• Nhìn chung, máy làm đá bằng không khí thường tiết kiệm chi phí hơn so với máy làm đá bằng nước ở mọi khía cạnh. Các thiết bị làm mát bằng không khí có chi phí ban đầu và chi phí lắp đặt thấp hơn, cùng với chi phí vận hành tối thiểu. Bạn có thể tìm thấy các thiết bị làm đá bằng không khí có giá thấp hơn so với các sản phẩm khác trên thị trường. Máy làm đá có thể hoạt động ở nhiều vị trí khác nhau, điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn được ưa chuộng. Việc mua một thiết bị đạt chuẩn Energy Star giúp giảm thiểu chi phí vận hành, tuy nhiên việc đặt máy làm đá đúng vị trí là rất quan trọng để đạt được hiệu quả tiết kiệm năng lượng tối đa.

• Việc lắp đặt máy làm đá bằng nước cần thêm thiết bị để hoạt động, dẫn đến chi phí mua sắm cao hơn. Một số khu vực địa lý cấm sử dụng máy làm đá bằng nước, dẫn đến giảm sự quan tâm của nhà sản xuất. Lượng nước tiêu thụ quá mức trong quá trình hoạt động khiến hệ thống làm mát bằng nước trở nên đắt đỏ hơn so với các khu vực hoạt động tiêu chuẩn.

Các yếu tố pháp lý và tính bền vững cần xem xét

Việc lựa chọn máy làm đá được định hướng bởi cả các quy định và mục tiêu bền vững (docs.lib.purdue.edu) (aceee.org (practicegreenhealth.org).

• Việc triển khai các máy móc làm mát bằng không khí mang lại nhiều lợi ích vì các khu vực này ưa chuộng các hệ thống giúp giảm lượng nước sử dụng, góp phần bảo tồn nguồn nước. Các chương trình chứng nhận ENERGY STAR® và các chương trình chứng nhận khác cũng ưu tiên lựa chọn thiết bị làm mát bằng không khí do hiệu quả năng lượng vượt trội của chúng (Fisher, Cowen, Karas, & Spoor, 2012).

• Các khu vực ưu tiên bảo tồn nước đã ban hành các quy định nghiêm ngặt về việc sử dụng máy móc làm mát bằng nước và việc lắp đặt có thể cần phải xin phép từ chính quyền. Cần kiểm tra hướng dẫn địa phương cùng với đánh giá tác động môi trường trước khi tiến hành lắp đặt.

Phần kết luận

Việc lựa chọn giữa máy làm đá công nghiệp làm mát bằng không khí và làm mát bằng nước phụ thuộc vào ba yếu tố chính: điều kiện môi trường, nguồn nước và thời gian cần thiết cho việc bảo trì. Người dùng có thể bảo trì máy làm mát bằng không khí mà không gặp nhiều khó khăn, đồng thời chúng giúp tiết kiệm nước, trong khi máy làm mát bằng nước mang lại hiệu quả tiết kiệm chi phí năng lượng ở những vùng khí hậu phù hợp. Các tổ chức cần đánh giá các yêu cầu vận hành và điều kiện địa phương để quyết định giải pháp tối ưu về chi phí và hiệu suất. Hãy tin tưởng ICESTA, nhà cung cấp máy làm đá công nghiệp hàng đầu, để cung cấp các giải pháp làm đá tùy chỉnh đáp ứng cả nhu cầu vận hành và bảo vệ môi trường của bạn.

Tài liệu tham khảo

EasyIce. (2024). Sự khác biệt giữa máy làm đá làm mát bằng không khí và máy làm đá làm mát bằng nước. Truy cập từ www.easyice.com: https://www.easyice.com/difference-between-air-cooled-and-water-cooled-ice-machines/

Bộ Năng lượng (2021). Mua máy làm đá bằng nước tiết kiệm năng lượng. Truy cập từ www.energy.gov: https://www.energy.gov/femp/purchasing-energy-efficient-water-cooled-ice-machines

Fisher, D., Cowen, D., Karas, A., & Spoor, C. (2012). Máy làm đá thương mại: tiềm năng về hiệu quả năng lượng và phản ứng theo nhu cầu. Kỷ yếu Hội thảo mùa hè ACEEE 2012 về Hiệu quả năng lượng trong các tòa nhà.

Ironmountain. (2024). Máy làm đá làm mát bằng không khí so với máy làm đá làm mát bằng nước: Loại nào phù hợp với doanh nghiệp của bạn? Truy cập từ ironmountainrefrigeration.com: https://ironmountainrefrigeration.com/2024/12/18/air-cooled-vs-water-cooled-ice-machine/

Koeller, J., & Hoffman, H. (2008). Đánh giá các thực tiễn quản lý tốt nhất tiềm năng - Máy làm đá thương mại. Truy cập từ calwep.org: https://calwep.org/wp-content/uploads/2021/03/Commercial-Ice-Makers-PBMP-2008.pdf

LADWP. (2024). Tiết kiệm nước với máy làm đá làm mát bằng không khí. Truy cập từ www.ladwp.com: https://www.ladwp.com/publications/newsletters/articles/save-water-air-cooled-ice-machines

practicegreenhealth. (2013). Các lưu ý về môi trường đối với máy làm đá và máy làm mát nước. Truy cập từ practicegreenhealth.org/: https://practicegreenhealth.org/sites/default/files/2019-03/suggested_environmental_considerations_for_ice_machines_and_water_coolersv4.pdf