คู่มือการอนุรักษ์พลังงาน

3.2.2 ฉนวนกันความรอ้ น  ใยแก้ว หรือ ไฟเบอรก์ ลาส มคี ณุ สมบัติในการกันความรอ้ นไดด้ ี มคี ่าการกันไฟ ไดส้ ูงถงึ 300๐C และกันเสียงได้ดว้ ย แต่ไม่ทนตอ่ ความชื้น รปู ที่ 3-10 ฉนวนใยแก้ว  รอ็ ควลู กันความรอ้ นเทียบเท่าฉนวนใยแก้ว แต่ทนไฟ ทนอุณหภูมิได้ดีกว่า และดูดซับเสียงได้ดี แต่ไม่ ทนตอ่ ความช้นื  โฟมชนดิ ตา่ งๆ รปู ที่ 3-11 ฉนวนโฟม มีคุณสมบัติในการกนั ความร้อนไดด้ ี (ใกล้เคยี งกับฉนวน ใยแก้วและร็อควูล) และกนั น้าได้ แตไ่ ม่ทนตอ่ รงั สี อลั ตราไวโอเลต (UV) และความรอ้ นสูงๆ (จดุ หลอมเหลว มกั ต่ากว่า 100๐C)  เซลลโู ลส กันความรอ้ นดพี อๆ กับใยแกว้ และร็อควลู ตอ้ งใส่สาร กนั ไฟลามเพราะทาจากเยื่อไมแ้ ละกระดาษ รปู ท่ี 3-12 ฉนวนเซลลโู รส  อะลมู ินมั ฟอยล์ หากจะให้มปี ระสทิ ธิภาพในการกนั ความร้อน ตอ้ งทาให้มชี ่องว่างอากาศ ระหว่างแผ่นฟอยล์กับ ฝ้าเพดานไมน่ ้อยกว่า 1 นิ้ว เพอื่ เพ่ิมคา่ ความเปน็ ฉนวน คู่มือการอนรุ กั ษ์พลังงาน 3-15 V.2022

รปู ที่ 3-13 กระจก 3.2.3 กระจก กระจกประเภทตา่ งๆ  กระจกตดั แสง (Tinted Glass) ตัดแสงจ้าและความร้อน ถ้าท้องฟ้ามดื มัวจะทาใหแ้ สงสวา่ ง เขา้ ส่อู าคารไดไ้ มเ่ พยี งพอ  กระจกดดู กลนื ความรอ้ น (Heat Absorbing Glass) ดูดซมึ ความรอ้ นได้ 45% และถ้ามที ีก่ นั แดดให้กระจกอยู่ในร่มจะลดความรอ้ นได้ถงึ 75%  กระจกเคลอื บผวิ สะทอ้ นแสง (Reflecting Metallic Coating) ลดทัง้ ความร้อนและแสงสว่าง มีคา่ R มากกว่ากระจกดูดกลืนความร้อน แตข่ ณะเดยี วกันก็จะแผก่ ระจายความรอ้ นใหก้ ับ ภายในห้อง ดังนั้นจึงเหมาะสมกบั เมืองหนาวมากกวา่  กระจกสองชน้ั (Double Glazing) ลดความรอ้ นไดถ้ งึ 80% และยอมใหแ้ สงสว่างผา่ นเข้ามา ไดม้ าก ลดแสงจ้า ป้องกัน UV แตร่ าคาค่อนขา้ งสงู เม่ือเทยี บกับกระจกชนดิ อื่นๆ เช่น กระจก Heat Stop ใชก้ บั อาคารส่วนปรบั อากาศ มคี ่า SC ต่า แสงสว่างผ่านเข้ามาได้มาก แตค่ วาม รอ้ นผ่านไดน้ ้อย มคี ่าการนาความร้อนตา่ (เป็นกระจก 2 ช้ัน มีก๊าซเฉอื่ ยบรรจอุ ย่ตู รงกลาง)  กระจกตดิ ฟลิ ม์ Low E (Low Emissivity) หรอื ฟลิ ม์ ทม่ี คี า่ สมั ประสทิ ธกิ ารแผร่ งั สตี า่ และ เคลอื บ Sun Protection ทม่ี คี า่ สมั ประสทิ ธกิ ารบงั แดดต่า จะชว่ ยลดความรอ้ นเขา้ สอู่ าคารไดม้ าก  กระจกลามิเนต ใช้กับอาคารส่วนไม่ปรับอากาศ เพื่อประโยชน์ในการนาความร้อนออกสู่ ภายนอกอาคาร ขอ้ ควรพจิ ารณา ในการเลอื กใชก้ ระจก  ใช้กระจกท่ีมคี ่าสัมประสทิ ธิการบงั แดด (Shading Coefficient : SC) ตา่ เพอ่ื ลดปรมิ าณรงั สี อาทิตย์ (คล่นื สัน้ ) ท่ผี ่านกระจกเขา้ สู่ภายในอาคารและเปลีย่ นเปน็ ความรอ้ น (คลนื่ ยาว)  ใช้กระจกที่มีค่ ่าการส่องผา่ นของแสง (Light Transmittance : LT) ในช่วงคล่ืนทจี่ าเปน็ ต่อ การมองเหน็ (Visible Light) สงู มากพอท่ีจะนาแสงธรรมชาตมิ าใช้ประโยชน์ในอาคารได้ (LT ไมค่ วรนอ้ ยกว่า 20%)  ควรพิจารณากระจกท่ีมีอัตราสว่ น LSG (Light-to-Solar-Gain Ratio) สงู คา่ LSG เปน็ 3-16 กลุม่ วิจยั EnConLab มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ค่าทใ่ี ชเ้ ปรยี บเทียบปริมาณของแสงสว่างกับปริมาณความรอ้ นที่ผา่ นกระจก (LT/SC) ดงั นั้น ถา้ กระจกมคี า่ LSG มากกว่า 1 แสดงว่ามีแสงสว่างผ่านเข้ามาภายในอาคารมากกว่าความ ร้อน และเปน็ กระจกทเ่ี หมาะสมสาหรบั นาแสงธรรมชาตเิ ขา้ มาใชภ้ ายในอาคาร  ใชก้ ระจกที่มีคา่ สัมประสทิ ธกิ ารถ่ายเทความรอ้ นรวม (U) ต่า เพือ่ ลดปรมิ าณความร้อนท่เี กดิ จากการนา (Conduction) จากภายนอกเข้าสภู่ ายในอาคาร เช่น กระจก 2 ชั้น (Double Glazing) หรือ 3 ชั้น (Triple Glazing) เป็นต้น  ควรเลือกวัสดกุ ระจกที่มคี า่ SHGC (Solar Heat Gain Coefficient) ต่า คา่ SHGC เป็น ผลรวมของรังสอี าทิตย์ทส่ี ่งผา่ นกระจกกบั สว่ นของรังสีทถ่ี ูกดูดซับอย่ภู ายในกระจก โดยเฉพาะ อยา่ งยิง่ สาหรบั ผนังทางด้านทศิ ตะวันออก ตะวันตก และใต้ เพอ่ื ปอ้ งกนั รงั สอี าทิตยแ์ ละเพือ่ ความสบายตาของผู้ใชง้ านอาคาร  พจิ ารณาอิทธิพลของอุณหภูมผิ ิวกระจกเมือ่ ได้รับความร้อน ซงึ่ เกิดจากการแผร่ งั สีเข้าสู่ ภายในอาคารและมีผลต่อค่าเฉลี่ยของอุณหภมู ผิ ิวโดยรอบ (Mean Radiant Tempera- ture : MRT) ทาให้มีผลตอ่ สภาวะนา่ สบายของผู้ใชอ้ าคาร 3.2.4 แนวทางการประหยดั พลงั งาน ท่ปี รึกษาได้รวบรวมแนวทางการประหยัดพลังงาน เกี่ยวกบั กรอบอาคาร จานวน 4 มาตรการ ไดแ้ ก่ 1) มาตรการใสฉ่ นวนใตห้ ลงั คา ฉนวนหลายชนดิ สามารถติดต้ังใตห้ ลังคา เพื่อต้านทานความร้อนท่ีไหลจากด้านบนทรี่ ับความรอ้ น จากแสงอาทติ ย์ และการใช้งานเครอื่ งปรับอากาศลดลง 2) มาตรการตดิ ตง้ั กระจกประสทิ ธภิ าพสงู เทคโนโลยีกระจกปัจจุบนั มกี ระจก 2 ช้ัน และกระจก Low E ซ่งึ สง่ ผ่านความร้อนเข้าสู่ภายในอาคาร ลดลง ซึง่ หากผลักดันให้มกี ารใช้ในอาคารกระจกมากข้ึนจะสามารถลดความรอ้ นจากภายนอกลงได้ 3) มาตรการตดิ ตง้ั ฟลิ ม์ กนั ความรอ้ น ฟลิ ม์ ท่ีมีคุณสมบตั กิ ันความรอ้ น และส่งผ่านแสงจะช่วยทาใหค้ วามร้อนผา่ นผิวกระจกลดลง อุณหภมู ิในห้องเย็นลงเครอ่ื งปรับอากาศทางานนอ้ ยลง 4) มาตรการฉดี พน่ ดา้ นบนหลงั คา ปัจจุบนั มีเทคโนโลยีฉีดพ่นโฟมโพลียลู เี ชนหรอื สีประเภทเซรามิกและกนั ความร้อนส่งผา่ นเข้ามาใน อาคาร และทาภาระการปรบั อากาศลดลงซ่งึ ยงั ไมแ่ พรห่ ลายมากนัก คมู่ ือการอนรุ ักษพ์ ลงั งาน 3-17 V.2022

3.3 ระบบปรบั อากาศรปู ที่ 3-15 เคร่อื งปรบั อากาศแบบตั้งพน้ื /แขวน ระบบปรบั อากาศ เป็นระบบใชพ้ ลังงานหลักของอาคาร และโรงงานอตุ สาหกรรมหลายประเภท ดังนั้น การใช้งานระบบปรับอากาศอย่างมีประสิทธิภาพ จะสามารถลดต้นทุนสถานประกอบการได้อย่างชัดเจน ใน หัวข้อนี้จะได้กล่าวถึงเทคโนโลยีปรับอากาศ แนวทางประหยัดพลังงาน การตรวจวัด และเกณฑ์การใช้ พลังงานทีเ่ หมาะสม 3.3.1 เทคโนโลยปี รับอากาศ และการใชพ้ ลงั งาน ระบบปรบั อากาศมตี ง้ั แตห่ อ้ งขนาดเลก็ ไปจนถึงอาคารสูง หรือศูนย์การคา้ ขนาดใหญ่ ดว้ ยความ เหมาะสมด้านการลงทุน และการใช้งาน ระบบปรบั อากาศจงึ มีหลายเทคโนโลยี และหลายขนาด ในที่นีอ้ าจ พิจารณาได้เป็น 3 กลุ่ม คอื ระบบปรบั อากาศขนาดเลก็ ระบบปรบั อากาศแบบเป็นชุด (Package Unit) และ ระบบปรบั อากาศขนาดใหญ่ ระบบปรบั อากาศขนาดเล็ก ประเภทของระบบปรบั อากาศขนาดเล็ก สาหรับระบบปรับอากาศขนาดเล็กโดยท่ัวไปท่ีใช้ตามบ้านพักอาศัยและอาคารสานักงาน มักจะเป็น เครื่องๆ ปรับอากาศเฉพาะจุด หากพ้ืนท่ีกว้างข้ึนก็ติดตั้งเครื่องใหญ่ข้ึน หรือเพ่ิมจานวนข้ึน เคร่ืองปรบั อากาศเหล่านสี้ ามารถแบ่งเป็นประเภทใหญ่ๆ ได้ดังน้ี  แบบติดผนัง นิยมใช้ตามบ้าน อพาร์ตเมนต์ คอนโดฯ ขอ้ ดี รปู ทรงสวยงาม ขนาดเลก็ ทางานเงยี บ รปู ที่ 3-14 เคร่ืองปรับอากาศแบบติดผนงั  แบบตงั้ พ้นื /แขวน เหมาะสาหรับพืน้ ท่ที ม่ี ีคนอยเู่ ยอะ เชน่ สานกั งาน รา้ นอาหาร ขอ้ ดี สามารถเลอื กตดิ ตั้งไดท้ ้ังต้งั แขวนใต้ฝา้ เพดาน หรือตง้ั พื้นตดิ เขา้ กับฝาผนงั ปริมาณลมมากกระจายลมเย็นไดด้ ี และไปไดไ้ กล มีขนาดใหญ่ใชพ้ ื้นทเี่ ยอะ เสยี งดงั กวา่ แอร์ตดิ ผนงั  แบบเปลือย เหมาะกับหอ้ งท่ีเน้นสวยงาม โดยทาตซู้ ่อน หรือฝังอยู่ใตฝ้ ้า รปู ที่ 3-16 เครื่องปรบั อากาศแบบเปลอื ย 3-18 กลุ่มวิจยั EnConLab มหาวิทยาลัยเทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบุรี

รปู ท่ี 3-17 เครื่องปรบั อากาศแบบสที่ ศิ ทาง  แบบส่ีทิศทาง เหมาะกับห้องท่ีเน้นสวยงาม โดยการติดต้ังฝังเรียบ บนเพดานห้อง ราคาค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับแอร์ติดผนังและตั้งแขวน ล้างทาความสะอาดยาก หลกั การทางานของเครอื่ งปรบั อากาศขนาดเลก็ มสี ว่ นประกอบหลักในการทางาน 4 ส่วน ได้แก่  อีแวปปอร์เรเตอร์ (EVAPORATOR) ทาหน้าท่ีเป็นคอยล์เย็น ทาหน้าที่ดูดความร้อนจาก ภายในห้อง โดยมีมอเตอร์พัดลมเป็นตัวดูดเข้ามาผ่านช่อง (Return Air) ซึ่งมี Filter เป็นตัว กรองฝุ่นให้ก่อน แล้วความร้อนท่ีถูกดูดเข้ามานั้นจะมาสัมผัสกับคอยล์เย็นซึ่งมีน้ายาแอร์ (ของเหลว) ซึง่ อุณหภูมติ ิดลบ วง่ิ อยใู่ นทอ่ นัน้ จะเกิดการระเหยเป็นไอ (แรงดนั ต่า)  เครื่องอัดอากาศ (COMPRESSOR) คือเคร่ืองอดั ไอ การทางานคือ ดูดไอ (แรงดันต่า) ซ่ึงเกิด จากการระเหยภายในคอยล์เย็น ทาการอัดให้เป็นไอ (แรงดันสูง) อุณหภูมิสูงเพ่ือไประบาย ความรอ้ นตอ่ ไป  เคร่ืองควบแน่น (CONDENSER) ทาหน้าท่ีเป็นคอยล์ร้อน ทาหน้าที่คือรับไอร้อนท่ีถูก COM- PRESSOR อัดจนร้อนและมีอุณหภูมิสูง เข้ามาในแผงพ้ืนที่ของมัน จากไอท่ีมีอุณหภูมิสูง เมื่อ มาเจอกับอากาศภายในห้องซึ่งมีอุณหภูมิต่ากว่า ความร้อนจึงถูกถ่ายเทออกไปได้โดยไอร้อน นั้น จะควบแน่นกลายเป็นของเหลว (แรงดนั สูง-อณุ หภูมิสูง) แตม่ ีมอเตอรพ์ ัดลม คูม่ อื การอนรุ กั ษ์พลงั งาน 3-19 V.2022

เปน็ ตวั ชว่ ยระบายความรอ้ นออกไปใหเ้ รว็ ขน้ึ เมอื่ เปน็ ของเหลวแลว้ กส็ ามารถกลบั มารบั ความรอ้ น ภายในหอ้ งไดอ้ กี แตข่ องเหลวนน้ั ยงั มอี ณุ หภมู สิ งู อยู่ จงึ ตอ้ งทาใหอ้ ณุ หภมู นิ น้ั ลดลงกอ่ น  อุปกรณ์ขยายตัว ในท่ีนี้ คือ CAPILLARY TUBE หรือ ท่อลดแรงดัน ทาหน้าที่ ลดแรงดัน ของของเหลว (น้ายาแอร์) จากที่ถูกระบายความร้อนแล้ว ยังมีอุณหภูมิสูง-แรงดันสูง เม่ือมา เจอท่อลดแรงดัน ทาให้ของเหลวผ่านได้น้อย ทาให้ของเหลวนั้น มีอุณหภูมิลดลง และแรงดัน ลดลง และไหลพอดีเหมาะสมกับพ้นื ที่ของคอยลเ์ ยน็ เพือ่ ทจ่ี ะมารับความรอ้ น ในหอ้ งอีกครัง้ เทคโนโลยที ี่นา่ สนใจของเครอื่ งปรบั อากาศขนาดเลก็ ปัจจุบันไดม้ กี ารพัฒนาเทคโนโลยีอยา่ งตอ่ เนอ่ื งเพอ่ื ให้ตรงกบั ความตอ้ งการของผู้บริโภคมากท่ีสุด ไม่ว่าจะเป็นในเร่ืองความเย็น ความแข็งแรงทนทาน ดีไซน์ ความเงียบ รวมไปถึงการประหยัดพลังงาน เทคโนโลยีเคร่อื งปรบั อากาศทพี่ บในปัจจุบัน มดี งั น้ี  ระบบอินเวอร์เตอร์ (Inverter) เป็นเทคโนโลยีหนึ่งของเครื่องปรับอากาศที่สามารถช่วย ประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้ ระบบ Inverter เป็นระบบควบคุมอุณหภูมิภายในห้องให้คงที่และ สอดคล้องกับภาระการทาความเย็นจริงๆ โดยการปรับเปลี่ยนรอบการหมุนของมอเตอร์ คอมเพรสเซอร์ด้วยการลดหรือเพ่ิมความถ่ีไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์คอมเพรสเซอร์ แทน การทางานแบบ ตอ่ ตดั ตอ่ ตดั  ระบบเซนเซอร์ต่างๆ เช่น เซนเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหว หากไม่มีคนอยู่ในห้องก็จะเพิ่ม อุณหภมู อิ ีกเซนเซอรก์ ารตรวจจับอุณหภูมิของร่างกายมนุษย์ หากมีพบว่าร่างกายมีอุณหภูมิ สูงระบบจะเพิ่มความเย็นโดยอัตโนมัติ และในทางตรงกันข้ามหากร่างกายมีอุณหภูมิลดลง ระบบจะลดความเยน็ ลง เซนเซอรต์ รวจจับการเคลื่อนไหว เพื่อส่งลมเย็นไปเฉพาะจุดที่มีคนอยู่ เพอื่ เป็นการลดการสูญเสียพลังงานโดยเปล่าประโยชน์  ระบบ PRE COOL เป็นระบบท่ีช่วยเพ่ิมประสิทธิภาพในการทาความเย็นของระบบปรับอากาศ โดยการลดอุณหภูมิของอากาศก่อนที่จะผ่านไปยัง Condenser ให้อยู่ในระดับท่ีต่า ช่วยลด การใช้พลังงานเคร่ืองปรับอากาศ ช่วยให้เคร่ืองปรับอากาศระบายความร้อนได้ดีขึ้น และเพิ่ม ประสทิ ธิภาพการทาความเย็น (EER) ให้มากขึน้ รูปที่ 3-18 ระบบ PRE-COOL 3-20 กลมุ่ วิจัย EnConLab มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบุรี

ระบบปรบั อากาศแบบชดุ หรอื แพ็คเกจ (Package) เปน็ ระบบปรับอากาศท่ีใช้ในอาคารธุรกิจขนาดเล็ก อาจมีจานวนห้องท่ีจาเป็นต้องปรับอากาศหลาย ห้อง หลายโซน หรือหลายชั้น การแยกติดตั้งเคร่ืองปรับอากาศขนาดเล็กจานวนมาก อาจไม่เหมาะสมอาทิ ใช้พ้ืนที่มาก มีผลต่อความสวยงามของอาคาร จึงมีการใช้ระบบปรับอากาศแบบเป็นชุดหรือแพ็คเกจ (Package) ส่วนประกอบของเครื่องปรับอากาศแบบเป็นชุด ประกอบด้วย แผงคอยล์เย็น คอยล์ร้อน และ เคร่ืองคอมเพรสเซอร์ จะรวมอยู่ในชุดแพ็คเกจเดียวกันโดยมีท่อส่งลมเย็นและท่อลมกลับ ซึ่งจะติดต้ังอยู่ ด้านในแล้วต่อผ่านทะลุออกมาตามผนังด้านนอกอาคาร แล้วต่อเช่ือมเข้ากับตัวเครื่องปรับอากาศแพ็คเกจ ซึ่งจะติดตั้งอยู่ด้านนอกอาคาร ท่อส่งลมเย็น (Supply Air Duct) ทาหน้าที่จ่ายลมเย็นไปยังพื้นที่ปรับ อากาศ และท่อลมกลับ (Return Air Duct) ทาหน้าที่นาลมเย็นที่ได้แลกเปลี่ยนความเย็นให้กับห้องปรับ อากาศกลับมายังแผงทาความเยน็ อกี ครัง้ สามารถแบง่ ออกเปน็ 2 ประเภท คอื  ระบายความรอ้ นดว้ ยอากาศ (Packaged Air Cooled Air Conditioner) โดยปกติขนาดการ ทาความเย็นไมเ่ กิน 30 ตนั เหมาะสาหรบั พื้นท่ปี รับอากาศทมี่ ขี อ้ จากดั ของพื้นท่ีติดตั้ง หรือระบบ น้าสาหรับระบายความร้อน ประสิทธิภาพสาหรับเคร่ืองปรับอากาศแบบแพ็คเกจชนิดระบาย ความรอ้ นดว้ ยอากาศจะอยู่ระหว่าง 1.4-1.6 kW/TR  ระบายความร้อนด้วยน้า (Packaged Water Cooled Air Conditioner) ใช้สาหรับระบบที่ ต้องการขนาดการทาความเย็นมาก ประสิทธิภาพสาหรับเคร่ืองปรับอากาศแบบแพ็คเกจชนิด ระบายความร้อนด้วยน้าดกี ว่าระบายความร้อนดว้ ยอากาศโดยจะอยู่ประมาณ 1.2 kW/TR คมู่ ือการอนรุ กั ษพ์ ลังงาน 3-21 V.2022

เทคโนโลยที นี่ า่ สนใจในการปรับอากาศทม่ี หี ลายห้อง หรอื หลายโซน การควบคุมอณุ หภูมขิ อง Water Cooled VRF รปู ท่ี 3-19 เครื่องปรบั อากาศแบบ VRF  ระบบ Variable Refrigerant Flow: VRF คือ ระบบปรับอากาศที่ใช้น้ายาปรับอากาศเป็นส่ือ ทาความเย็น โดยมีความสามารถในการปรับเปลี่ยนปริมาณน้ายาสารทาความเย็นท่ี คอมเพรสเซอร์จะอัดผ่านไปยัง Evaporative หรือ FCU ได้ตามความต้องการ ซ่ึงในระบบ VRF นจ้ี ะใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยกว่าระบบ Constant Refrigerant Volume ท่ีมีปริมาณน้ายา สารทาความเย็นคงที่ตลอดเวลา ดังน้ันการเลือกใช้ระบบ VRF ที่มีการปรับเปล่ียนปริมาณ น้ายาทาความเย็นจึงทาให้สามารถควบคุมอุณหภูมิ และความช้ืนในพ้ืนที่ปรับอากาศได้ดีกว่า ระบบปรบั อากาศทเ่ี ปน็ แบบ Air Split Type ดงั รปู ส่วนการปรับเปล่ียนการทางานของคอมเพรสเซอร์จะใช้อุปกรณ์ท่ีเรียกว่า DC Inverter เพื่อให้ Reluctance DC Scroll Compressor สามารถปรับเปล่ียนการทางานตามภาระการทาความเย็นท่ี ตอ้ งการได้ดงั รูป อุปกรณ์ DC Inverter และ Reluctance DC Scroll Compressor ในระบบ Water Cool รปู ที่ 3-20 คอมเพรสเซอรเ์ คร่อื งปรบั อากาศแบบ VRF 3-22 กลมุ่ วิจยั EnConLab มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบุรี

ระบบปรับอากาศขนาดใหญ่แบบรวมศูนย์ ในระบบปรบั อากาศขนาดใหญ่ การส่งจ่ายความเย็นในพ้ืนท่ีขนาดใหญม่ าก โดยใช้สารทาความเย็น หรือ ลมเย็นไม่มคี วามเหมาะสมทั้งในการลงทนุ และขนาดของอุปกรณ์ท่ีใหญ่โต ระบบที่เหมาะสมใชก้ ารส่ง จา่ ยความเยน็ ด้วยน้าเย็นจากเครือ่ งทาน้าเย็น และส่งจ่ายไปยังเคร่อื งจ่ายลมเยน็ ในพนื้ ที่ใช้งาน ประเภทของเครอ่ื งทานา้ เย็น (Chiller) พจิ ารณาจากการระบายความร้อนของคอนเดนเซอร์ (Condenser) กม็ ีอยู่ 2 ประเภทคือ 1. Air Cooled Water Chiller เปน็ เครอื่ งทาน้าเย็นแบบระบายความร้อนดว้ ยอากาศ 2. Water Cooled Water Chiller เปน็ เครือ่ งทานา้ เย็นแบบระบายความรอ้ นดว้ ยน้า Air Cooled Water Chiller คือ เครอ่ื งทาน้าเยน็ ท่ีอาศัยการระบายความร้อนด้วยอากาศ ลักษณะ ของงานท่ีใชเ้ คร่อื งทาน้าเย็นแบบน้ี จะเป็นลักษณะของงานที่มี ความต้องการความเย็นไม่มากนัก (มักจะไม่เกิน 500 ตัน ความเยน็ ) ซ่งึ ตอ้ งการความสะดวกในการตดิ ตั้ง และต้องการ ลดภาระการดูแลรักษา หรือจะใช้ในโครงการที่ขาดน้า หรือไม่ มีน้าที่มีคุณภาพพอจะมาใช้ระบายความร้อนของเครื่องได้ อย่างไรกต็ าม เคร่ืองทร่ี ะบายความรอ้ นดว้ ยอากาศกย็ อ่ มทจี่ ะ กินไฟมากกว่า เครื่องท่ีระบายความร้อนด้วยน้า (โดยทั่วไป เครื่องทาน้าเย็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ กินไฟ ประมาณ 1.4-1.6 kW/TR) น้าเย็นจากเครื่องทาน้าเย็น จะ ถูกเครื่องสูบน้าเย็น (Chilled Water Pump) จ่ายเข้าสู่ ระบบไปยัง เครื่องส่งลมเย็น ถ้าเครื่องส่งลมเย็น ขนาดใหญ่ มักจะนิยมเรียกสั้นๆ ว่า AHU (Air Handing Unit) สาหรับ เครื่องขนาดเล็กจะเรียกว่า FCU (Fan Coil Unit) โดย อุณหภูมิน้าเย็นนี้จะอยู่ที่ประมาณ 7 องศาเซลเซียส เมื่อใช้ งานผ่าน FCU หรือ AHU แล้ว จะมีอุณหภูมิสูงขึ้นเป็น ประมาณ 12๐C ก็จะถูกส่งกลับมายังเครื่องทาน้าเย็นอีก ครั้ง หน่ึง ระบบส่งน้าเย็นนี้อาศัยท่อน้าเย็น (Chilled Water Pipe) มีท้ังท่อส่งน้าเย็น (Supply Chilled Water Pipe) และท่อน้าเย็นกลับ (Return Chilled Water Pipe) ซ่ึงจะต้องหุ้มฉนวน เพื่อป้องกันน้าเกาะท่อ (Condensation) เน่ืองจากความเย็นของท่อ จะทาให้ ความชื้นที่อยู่ ในอากาศมาเกาะเป็นหยดน้าที่ท่อ คอมเพรสเซอร์ท่ีใช้มักจะเป็นคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ หากมีขนาดใหญ่หน่อยก็อาจจะมีชนิดท่ีเป็นสกรู ส่วน ชนิดที่เป็นหอยโข่ง จะมีใช้เฉพาะเคร่ืองขนาดใหญ่ จรงิ ๆ เท่าน้ันท่ีออกแบบมาใช้แถบตะวันออก เราจะไมเ่ ห็น นามาใชใ้ นประเทศไทย คู่มอื การอนรุ กั ษพ์ ลงั งาน 3-23 V.2022

Water Cooled Water Chiller เปน็ ระบบปรับอากาศขนาดใหญ่บางคร้งั เรียกว่าระบบปรับอากาศ แบบรวมศูนย์ เหมาะสาหรับพ้ืนท่ีที่ต้องการปรับอากาศที่ ขนาดใหญ่ มีจานวนห้องที่จาเป็นต้องปรับอากาศหลาย ห้อง หลายโซน หรอื หลายช้ัน โดยสว่ นใหญ่จะใช้น้าเป็นสาร ตัวกลางในการถ่ายเทความรอ้ นหรือความเย็น เคร่ืองทาน้า เย็นถือว่าเป็นหัวใจของระบบปรับอากาศประเภทน้ี ในการ ออกแบบระบบปรับอากาศแบบใช้เคร่ืองทาน้าเย็นนี้ เครื่อง ทาน้าเย็นจะทาหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิของน้าที่เข้าและออก จากเครื่องระเหย (Evaporator) ให้ได้ 12oC และ 7oC ประสิทธภิ าพสาหรบั เครื่องทาน้าเย็นชนิดระบายความร้อนด้วยน้าดีกว่าระบายความร้อนด้วยอากาศโดยจะ อยรู่ ะหวา่ ง 0.62-0.75 kW/TR อย่างไรก็ตามเคร่ืองทาน้าเย็นชนิดระบายความร้อนด้วยน้าต้องมีการลงทุน ท่ีสูงกว่าเนื่องจากต้องมีการติดต้ังหอระบายความร้อน (Cooling Tower) เครื่องสูบน้าระบายความร้อน (Condenser Water Pump) และยังต้องปรับปรุงคุณภาพน้าให้เหมาะสมเพ่ือป้องกันการสึกกร่อนและ ตะกรันในระบบท่อและเครือ่ งแลกเปล่ยี นความร้อนอันเป็นสาเหตทุ าใหป้ ระสิทธภิ าพเครื่องทานา้ เย็นต่าลง ปัจจุบันเทคโนโลยีในการเพ่ิมประสิทธิภาพ เร่ืองทาน้าเย็นด้วยน้า มีการปรับปรุงให้ประหยัด พลังงานข้ึนอย่างมาก 2 แนวทาง คือ เครื่องทาน้า เย็นแบบปรับความเร็วรอบ (Variable speed Chiller) ซึ่งมีสมรรถนะขณะภาระต่าดีมาก และ เครื่องทาน้าเย็นแบบแบริ่งแม่เหล็ก (Magnetic Bearing) ซ่ึงประสิทธิภาพสูง ลดความเสียดทาน ของแบริ่งและไม่ใช้น้ามันในการระบายความร้อน เคร่ืองทาน้าเย็นทั้งสองแบบดังกล่าว ค่าสมรรถนะ อยใู่ นช่วง 0.3-0.4 kW/ton 3-24 กลุม่ วจิ ยั EnConLab มหาวิทยาลยั เทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบรุ ี

3.3.2 แนวทางการประหยัดพลังงาน แนวคิดในการประหยัดพลงั งานในระบบปรับอากาศ อาจพิจารณาระบบปรับอากาศ เป็น 4 ส่วน คือ ส่วนเคร่ืองทาความเย็น ส่วนส่งจ่ายความเย็นได้แก่ระบบป๊ัมส่งน้าเย็น ส่วนภาระในพื้นที่ และส่วนระบาย ความรอ้ นออกไปทิ้ง ยุทธศาสตร์ให้การประหยดั พลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพ ต้องทาท้งั 4 จุด คอื แนวทาง ตวั อยา่ งมาตรการปรบั ปรงุ 1 ลดค่าความสนิ้ เปลอื งของเครอื่ งทาความเย็น ม า ต ร ก า ร ติ ด ต้ั ง เ ค ร่ื อ ง ป รั บ อ า ก า ศ แ บ บ อิ น เ ว อ ร์ เ ต อ ร์ ม า ต ร ก า ร ใ ช้ เ ค รื่ อ ง ท า น้ า เ ย็ น 2 ลดภาระการปรบั อากาศให้ตา่ ทส่ี ดุ ประสิทธิภาพสูง มาตรการติดตงั้ ฉนวนหลงั คา 3 ลดอณุ หภูมติ วั กลางที่มาระบายความรอ้ น มาตรการตดิ ต้งั อปุ กรณ์บงั แดด ให้ต่าสุด มาตรการทาความสะอาดหอผ่ึงนา้ 4 ปรับกาลงั ไฟฟ้าที่ใชใ้ ห้ผนั แปรตามภาระ มาตรการลา้ งคอนเดนเซอร์เครือ่ งทาน้าเย็น มาตรการตดิ ตั้งอินเวอร์เตอร์กับปม๊ั น้าเย็น แนวคิดขา้ งต้น นามาสูม่ าตรการอนรุ ักษ์พลังงานด้านปรบั อากาศ ท่ีนา่ สนใจ ดงั น้ี 1) มาตรการเครอ่ื งปรับอากาศอินเวอรเ์ ตอร์ ปัจจุบันเคร่ืองปรับอากาศขนาดเล็กมีการพัฒนาข้ึนโดยนาเทคโนโลยี การปรับความเร็วรอบมาใช้ งานและทาให้ประสิทธิภาพของเคร่ืองสูงขึ้น เครื่องปรับอากาศแบบเดิม การทางานของคอมเพรสเซอร์เป็น แบบตัดต่อ ตามอุณหภูมิอากาศที่เข้าปรับอากาศ ขณะท่ีเคร่ืองปรับอากาศแบบอินเวอร์เตอร์มีการปรับ อัตราการไหลของสารทาความเย็นตามภาระปรับอากาศ ส่งผลให้ขณะที่ภาระต่า การระบายความร้อนจะมี ประสิทธภิ าพดขี ้นึ มาก เน่ืองจากพื้นทผ่ี วิ ระบายความรอ้ นใหญ่ข้ึนเทียบกับปริมาณสารทาความเย็น และไม่มี การสูญเสยี เนอ่ื งจากการเดินและหยดุ เคร่ือง คล้ายกบั การขบั รถที่มีการเร่งและเบรกสลับกันย่อมส้ินเปลือง กว่าการขับขที่ ค่ี งที่ คู่มือการอนุรักษ์พลังงาน 3-25 V.2022

เ ค รื่ อ ง ป รั บ อ า ก า ศ แ บ บ อิ น เ ว อ ร์ เ ต อ ร์ เ ห ม า ะ กั บ ก า ร ท า ง า น ท่ี ภ า ร ะ ไ ม่ ค ง ท่ี ร ะ ห ว่ า ง วั น เครอ่ื งปรบั อากาศท่ัวไปมคี ่า EER 11 Btu/W ปจั จบุ ันเครอ่ื งปรบั อากาศแบบอินเวอร์เตอร์มีสมรรถนะสูงถึง 19 Btu/W จึงประหยัดพลังงานไดม้ าก 2) มาตรการเคร่ืองปรบั อากาศแบบ VRF ในระบบปรบั อากาศขนาดกลางทภ่ี าระการใช้งานแปรเปล่ียน การติดตั้งระบบปรับอากาศท่ีรวมศูนย์ VRF เรม่ิ เป็นทนี่ ยิ มมากขึ้นในต่างประเทศ เนื่องจากประสิทธิภาพที่สูงข้ึน และพบมากขึ้นในประเทศไทย แต่ ค่าใชจ้ ่ายค่อนข้างสูง 3) มาตรการเครื่องปรบั อากาศประสทิ ธภิ าพสูง เคร่ืองปรับอากาศขนาดเลก็ มีศักยภาพในการปรับปรุงโดยการใช้คอมเพรสเซอร์ท่ีมีประสิทธิภาพ สูงข้ึน และพ้ืนท่ีระบายความร้อนท่ีใหญ่ข้ึน จะทาให้ค่าประสิทธิภาพพลังงานสูงข้ึน ปัจจุบันมี เคร่ืองปรับอากาศแบบแยกสว่ นประสทิ ธิภาพสงู ท่ีมีสมรรถนะสูงข้ึนอย่างมาก 4) มาตรการเปลี่ยนเครื่องทานา้ เยน็ เคร่ืองทาน้าเย็นใช้พลังงานสูง และมีอายุการใช้งานยาวนาน 10-15 ปี ดังนั้นในสถานประกอบการ ขนาดเล็กและขนาดกลางจานวนมากที่มีเครื่องทาน้าเย็นเก่าประสิทธิภาพต่า ซึ่งหากมีการเลือกรุ่นท่ีมี ประสิทธิภาพสูง จะลดการใช้พลังงานของสถานประกอบการลงได้อย่างชัดเจน และมีความคุ้มค่ากว่าการ ใช้งานชดุ เกา่ ท่ีส้ินเปลอื งพลังงานมากกว่า 5) มาตรการตดิ ตัง้ Cooling Pad สาหรบั เครื่องทานา้ เยน็ เคร่ืองทาน้าเย็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้โดย ติดตั้งชุดลด อณุ หภมู อิ ากาศเขา้ ระบายความรอ้ น และทาให้ประสิทธภิ าพพลงั งานสงู ขน้ึ 6) มาตรการเปลยี่ นเคร่ืองปรบั อากาศแบบแยกสว่ นเป็นระบบใช้นา้ เยน็ ในสถานประกอบการขนาดกลางและขนาดเล็กเดิมมักใช้เคร่ืองปรับอากาศแบบแยกส่วนแต่ต่อมา กิจการขยายขึ้นการใช้งานมากข้ึน จนมีเคร่ืองปรับอากาศจานวนมาก การปรับเปล่ียนการใช้ เคร่ืองปรับอากาศแบบแยกส่วนขนาดเล็กเป็นแบบใช้น้าเย็นจะทาให้การใช้พลังงานลดลงอย่างมาก ดังนั้น จึงควรส่งเสริมใหส้ ถานประกอบการทีม่ ีระบบปรับอากาศทงั้ สองระบบปรับเปล่ียนมาใช้น้าเยน็ มากข้นึ 7) มาตรการเปล่ียนใบพดั หอผ่งึ นา้ เพ่ือประหยดั พลงั งาน ปัจจุบันมีการออกแบบใบพัดหอผ่ึงน้าให้มีน้าหนักเบา ให้ลมมากทาให้สามารถประหยัดไฟฟ้าที่ใช้ กบั พัดลมหอผง่ึ น้า เป็นมาตรการท่ีคุ้มคา่ มาตรการหนงึ่ ซง่ึ อาจให้การสง่ เสรมิ ในบางกลุ่มทย่ี ังไมแ่ พร่หลาย 8) มาตรการเปลี่ยนหอผงึ่ นา้ เปน็ แบบ Cross Flow หอผ่ึงน้าแบบ Cross flow มีประสิทธิภาพสูงกว่าและทาน้าได้อุณหภูมิต่ากว่าแบบ Counter Flow ดังน้ันจึงควรส่งเสรมิ ให้สถานประกอบการหนั มาใช้หอผึ่งน้าแบบ Cross Flow มากยิง่ ขึ้น 3-26 กลมุ่ วจิ ยั EnConLab มหาวิทยาลยั เทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

3.3.3 การตรวจวัดประสทิ ธิภาพการใชพ้ ลงั งาน ในการประเมินประสิทธิภาพพลังงานของระบบปรับอากาศ มีเป้าหมายที่จะประเมิน ภาระการปรับ อากาศ และสมรรถนะของระบบ ตลอดจนสภาวะในการทางานว่ามีความผิดปกติหรือไม่ ควรปรับปรุงในจุด ใด สาหรับเครอ่ื งปรบั อากาศแบบแยกส่วน หรอื แบบเปน็ ชดุ จะมกี ารตรวจวดั ดงั น้ี หมายเลข คา่ ทต่ี รวจวดั ตวั แปร หนว่ ย เครอื่ งมอื ทใี่ ช้ P kW เครอ่ื งวดั กาลังไฟฟา้ 1 กาลังไฟฟ้าของเคร่อื งปรบั อากาศ Q m3/min เคร่อื งวดั อตั ราการไหลอากาศ 2 อากาศเขา้ และออกจากเคร่อื งปรับอากาศ Tin C เครอ่ื งวัดอณุ หภมู อิ ากาศ RHin % เครื่องวัดความชน้ื สัมพทั ธอ์ ากาศ อัตราการไหลของอากาศ Tout C เครื่องวดั อุณหภูมอิ ากาศ RHout % เครอ่ื งวดั ความช้นื สมั พทั ธ์อากาศ อุณหภูมอิ ากาศเข้า Tr C เครื่องวัดอุณหภูมอิ ากาศ ความชน้ื สมั พทั ธ์อากาศเขา้ RHr % เครอื่ งวดั ความชื้นสมั พทั ธอ์ ากาศ - อุณหภูมอิ ากาศออก - Visual Inspection Visual Inspection ความชื้นสัมพัทธ์อากาศออก Tcl RHcl C เครอ่ื งวดั อุณหภูมอิ ากาศ 3 อากาศในพน้ื ท่ี % เครื่องวดั ความช้นื สมั พัทธ์อากาศ อณุ หภมู อิ ากาศ ความช้นื สัมพัทธ์ 4 ภาระปรบั อากาศในพืน้ ท่ี 5 การระบายความรอ้ น 6 อากาศเข้าระบายความรอ้ น อณุ หภมู ิอากาศ ความชืน้ สมั พัทธ์ คมู่ ือการอนรุ ักษ์พลงั งาน 3-27 V.2022

การตรวจวัดระบบทาน้าเย็น ได้แก่ การวัดภาระทาความเย็น และการใช้ไฟฟ้าของเคร่ืองทาน้าเย็น การวัดภาระทาความเย็นของเคร่อื งส่งลมเย็น และการตรวจวดั หอผึง่ น้า ดังแสดงในตาราง หมายเลข คา่ ทตี่ รวจวดั ตวั แปร หนว่ ย เครอ่ื งมอื ทใี่ ช้ 1 P kW เครอ่ื งวัดกาลงั ไฟฟ้าแบบบันทกึ คา่ ได้ 2 กาลงั ไฟฟ้าของเครื่องทาน้าเย็น นา้ เย็น F USgpm เคร่อื งวัดอัตราการไหลน้า 3 อัตราการไหลของนา้ เยน็ Tin F เทอรโ์ มคัลเปล้ิ 4 อณุ หภมู นิ า้ เย็นเข้า Tout F เทอรโ์ มคัลเปล้ิ อณุ หภูมินา้ เย็นออก Tcd F อา่ นจากหนา้ จอ 5 อณุ หภมู สิ ารทาความเยน็ (High) Tevap F อ่านจากหนา้ จอ 6 อุณหภมู สิ ารทาความเยน็ (Low) หอผง่ึ น้า Pf kW เครื่องวัดกาลงั ไฟฟ้าแบบบนั ทึกคา่ ได้ 7 กาลังไฟฟา้ ของพัดลม Tcds F เทอรโ์ มคลั เปิ้ล อุณหภูมิน้าระบายความรอ้ นจา่ ย Tcdr F เทอร์โมคลั เป้ิล 8 อุณหภมู ินา้ ระบายความร้อนกลับ C เครือ่ งวัดอตั ราการไหลอากาศ 9 อณุ หภมู อิ ากาศแวดลอ้ ม - % เครอ่ื งวดั อณุ หภูมิอากาศ ความชน้ื สัมพัทธ์ ปั๊มนา้ Pp kW เครื่องวดั กาลังไฟฟา้ แบบบันทกึ ค่าได้ กาลังไฟฟา้ ของป๊ัมแตล่ ะชดุ Psuc Barg เกจวดั ความาดัน ความดันนา้ ดา้ นดูด Pdis Barg เกจวดั ความดนั ความดันนา้ ดา้ นจ่าย อากาศในพ้นื ท่ี Tr C เครอื่ งวดั อุณหภูมอิ ากาศ อุณหภมู อิ ากาศ RHr % เครื่องวัดความชืน้ สัมพัทธอ์ ากาศ ความช้ืนสมั พัทธ์ - Visual Inspection ภาระปรับอากาศในพื้นท่ี m3/min อากาศเขา้ และออกจากเครือ่ งจา่ ย Q C เครอ่ื งวัดอตั ราการไหลอากาศ ลมเยน็ Tin % เครอ่ื งวัดอุณหภมู ิอากาศ อตั ราการไหลของอากาศ RHin C เครอื่ งวดั ความช้ืนสมั พทั ธอ์ ากาศ อณุ หภูมิอากาศเขา้ Tout % เครื่องวดั อณุ หภมู อิ ากาศ ความชนื้ สมั พัทธอ์ ากาศเข้า RHout เครื่องวดั ความชืน้ สมั พัทธ์อากาศ อุณหภูมอิ ากาศออก ความชน้ื สัมพัทธ์อากาศออก 3-28 กล่มุ วจิ ัย EnConLab มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลา้ ธนบรุ ี

3.3.4 เกณฑช์ ีว้ ัด เกณฑ์ช้ีวัดเป็นค่าท่ีบ่งบอกว่าระบบปรับอากาศมีสถานะท่ีดีหรือไม่ การถ่ายเทความร้อนได้ดีหรือไม่ ดังนนั้ ควรมีการอา่ นคา่ และบันทกึ ติดตามคา่ เกณฑเ์ หลา่ นี้ และหากมีค่าไม่เหมาะสม ควรพิจารณามาตรการ ปรับปรงุ เพ่อื เพมิ่ ประสิทธิภาพระบบปรับอากาศ ตารางที่ 3-1 เกณฑก์ ารใช้พลงั งานสาหรับระบบปรบั อากาศ พารามเิ ตอร์ คา่ ทเ่ี หมาะสม 1.Kw/ton ของเครื่องทานา้ เย็น 0.9-1.1 • Kw มาจากค่าตรวจวัด < 80% • Ton =5.707x10-3xCMMx(hr-hs) 2. %LOAD > 3 m/s 3.Supply air 9-12 oC 85-100 %RH • Air Flow • Temperature 25 oC • Humidity 50-60 % RH 4.Return air • Temperature • Humidity ค่มู อื การอนรุ ักษพ์ ลังงาน 3-29 V.2022

ตารางท่ี 3-2 เกณฑก์ ารใช้พลังงานสาหรบั ระบบทาน้าเย็น คา่ ทเ่ี หมาะสม 0.65-0.7 พารามิเตอร์ >80% 1.Kw/ton ของเคร่อื งทาน้าเยน็ • Kw มาจากค่าตรวจวัด <3 oF • Ton = gpm x DToF)/24 <6 oF 45-48 oF 2. %LOAD 3.Appoarch temperature ของเครือ่ ง 2.4 x ton_rated 2.4 x ton_cooling • Cooler (Trefig –Tchilled water supply) • Condenser (Tcondenser water supply - Trefig) ภาระ >70% 4. Chilled water Temp ควรปรบั ตามภาระ 5.Flow • cooler ไม่มี • condenser 6.Pump Cross flow <1.5 oC • kW มาจากคา่ ตรวจวัด Counter flow<3 oC • Variable flow หรือไม่ ? • มีการหรี่วาล์วหรอื ไม่ >60% ของพกิ ัด 7. CT >3 m/s or 300-400 cfm/ton Approach temp =Twb-twater Normal 8. AHU • Ton =5.707x10-3x CMM x (hr-hs) • Air supply velocity • Control Valve ทางานปกติ 3-30 กลมุ่ วิจัย EnConLab มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยพี ระจอมเกล้าธนบุรี

3.4 ระบบทาความเย็น รปู ที่ 3-21 เคร่อื งอัดในระบบ ทาความเย็น ระบบทาความเย็น เปน็ ระบบลดอุณหภมู ิอากาศ หรอื ผลิตภณั ฑ์ใหอ้ ณุ หภูมติ า่ กว่าระบบปรบั อากาศ ท่วั ไป มีใช้งานในอตุ สาหกรรมอาหาร โรงนา้ แขง็ หอ้ งเยน็ ในศูนยก์ ารค้า หรือแมก้ ระทั่งในรา้ นสะดวกซื้อ โดยพื้นฐานมีหลักการเหมอื นระบบปรับอากาศ แต่มกี ารใชพ้ ลงั งานเข้มขน้ มากกว่า เนือ่ งจากทาอณุ หภมู ิต่า กว่า และการสญู เสียพลังงานมีความสาคัญมาก เนื่องจากมอี ุณหภมู แิ ตกตา่ งจากส่ิงแวดล้อมสูงขึ้น 3.4.1 เทคโนโลยกี ารทาความเยน็ และการใชพ้ ลงั งาน ระบบทาความเย็นทใ่ี ช้ในโรงงานอุตสาหกรรม เป็นระบบรวมที่มีเครอ่ื งอัดคอยสง่ สารทาความเย็นไป ตามส่วนตา่ งๆ ของโรงงานทตี่ ้องการทาความเย็น เช่น ท่ีเครอื่ งแชแ่ ขง็ หอ้ งเย็น ระบบทาความเย็นซงึ่ เป็น ส่วนท่ีใช้พลังงานไฟฟา้ หลักน้ัน จะประกอบดว้ ยโครงสร้างง่าย ๆ ดังแสดงในรูปท่ี 3-22 ระบบทาความเย็นอาศัยหลักการทางธรรมชาติ 3 อยา่ ง คือ ของเหลวเม่อื เปล่ยี นสถานะกลายเป็นไอ จะดูดความรอ้ น เม่อื ไอเปลีย่ นสถานะกลับเป็นของเหลวจะคายความรอ้ น และของเหลวจะมีจุดเดอื ดตา่ ลง เมอ่ื ความดันตา่ ลง เช่น การตม้ นา้ บนภเู ขา เป็นต้น เครอ่ื งอดั ดดู ความรอ้ นออกจากอาหาร อแี วปเปอรเ์ รเตอร์ รปู ท่ี 3-22 องคป์ ระกอบหลกั ของ คอนเดนเซอร์ ระบบทาความเย็น ป๊ ั ม ไอ วาลว์ ขยายตวั น้ายา ถงั พัก คู่มอื การอนรุ กั ษ์พลังงาน 3-31 V.2022 ระบายความรอ้ นออก สภู่ ายนอก

ในผังการทางานอยา่ งง่าย ๆ ในรปู ท่ี 3-22 สารทาความเย็นในสภาวะของเหลวอุณหภูมิต่าในถังพัก จะถูกป๊ัมผ่านขดท่ออีวาโปเรเตอร์ ทาให้เปล่ียนสถานะกลายเป็นไอและดูดความร้อนจากอาหารทะเลที่จะทา การแช่แข็ง ไอของสารทาความเย็นจะถูกนามาพักในถังและส่งเข้าเครื่องอัดเป็นไอความดันสูง อัดผ่านขด ท่อคอนเดนเซอร์ให้เปลยี่ นสถานะกลายกลับเป็นของเหลวจงึ คายความร้อน สารทาความเย็นในรูปของเหลว ความดันสูงจะถูกปล่อยให้ขยายตัวในวาล์ว ขยายตัวเป็นของเหลวความดันต่าเพ่ือให้เดือดท่ีอุณหภูมิต่าๆ ได้ จากนั้นสารทาความเย็นถูกปั๊มเข้าไปในอีวาโปเรเตอร์ในรอบถัดไป ในโรงงานจริงระบบจะมีความซับซ้อน มากขึ้นอปุ กรณ์ต่าง ๆ จะมีมากกว่า 1 เคร่ืองตอ่ ขนานกนั รปู ท่ี 3-23 แผนภาพ P-H แสดงสถานะ และความดนั สารทาความเย็น การอธบิ ายการทางานของระบบทาความเย็นนิยมใช้แผนภาพ P-H ซ่ึงสามารถบอกสถานะของสาร ทาความเย็นในระบบได้ ค่าต่างๆ บน แผนภาพ P-H จะแตกต่างกันไปตามสารทาความเย็นท่ีใช้ ผู้ใช้งาน สามารถค้นหาได้จากโปรแกรม เช่น coolpack เป็นต้น ในแผนภาพ แกนนอนจะเป็นค่าพลังงานต่อ กิโลกรัมสารทาความเย็น หรือ เอนธาลปี และแกนตั้งเป็นความดัน หรืออุณหภูมิของสารทาความเย็น แผนภาพจะแบ่งโซนตามสถานะสารทาความเยน็ จุดที่อยู่ด้านซ้ายของเส้นโค้งรูปยูคว่า จะมีสถานะของเหลว และจุดที่อยู่ภายในเส้นโค้งจะเป็นของผสม ของเหลวและก๊าซ ขณะท่ีจุดด้านขวาของเส้นโค้งจะมีสถานะก๊าซ สถานะของสารทาความเย็นเม่ือผ่านอปุ กรณ์ต่างๆ จะเป็นไปตามรปู สเี่ หลีย่ มคางหมูทิศทางตามลกู ศร ในทนี่ จ้ี ะไดก้ ลา่ วถงึ การทางานของอปุ กรณห์ ลกั แตล่ ะอยา่ ง และสถานะสารทาความเยน็ พอสงั เขปดงั น้ี อีวาโปเรเตอร์ (ตาแหน่ง 1 ไป 2) คือ ขดท่อที่สารทาความเย็นเปลี่ยนสถานะระเหยเป็นไอ ในระบบ ทาความเย็น อีวาโปเรเตอร์ ก็คือ เครื่องแช่แข็ง (Freezer) แบบต่างๆ ที่ทาหน้าที่ดูดความร้อนออกจาก อาหารมที ้งั แบบที่ขดท่อสมั ผัสกับอาหารและแบบท่ีใชอ้ ากาศเปน็ ตัวกลางเป่าลมเย็นผ่านอาหาร 3-32 กลมุ่ วจิ ยั EnConLab มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

เคร่ืองอดั (ตาแหนง่ 2 ไป 3) ทาหน้าท่ีอดั ไอท่ีออกจากอีวาโปเรเตอร์ ซึ่งมีอุณหภูมิและความดันต่า กลายเป็นไอที่มีความดันสูง ซึ่งจะมีอุณหภูมิ (จุดเดือด) สูงตามไปด้วยและสามารถระบายความร้อนท้ิง ให้กับอากาศหรือน้าที่อุณหภูมิห้องได้ เครื่องอัดเป็นอุปกรณ์ท่ีใช้พลังงานมากท่ีสุดในระบบทาความเย็นมี ทงั้ ทีเ่ ปน็ แบบลูกสบู และสกรู คอนเดนเซอร์ (ตาแหน่ง 3 ไป 4) เป็นขดท่อที่ถ่ายเทความร้อนให้กับสิ่งแวดล้อมมีทั้งแบบท่ีถ่ายเท ความร้อนให้กับอากาศ ถ่ายเทความร้อนให้กับน้า และแบบท่ีเป่าอากาศผ่านขดท่อ และสเปรย์น้าลงมา พร้อมกัน (Evaporative condenser) เม่ือคายความร้อนออกแล้วสารทาความเย็นเปลี่ยนสถานะเป็น ของเหลวอีกคร้ัง วาลว์ ขยายตัว (ตาแหนง่ 4 ไป 1) ทาหนา้ ท่ลี ดความดนั ของสารทาความเย็นท่ีอยู่ในสภาวะของเหลว หลังจากท่ีออกจากคอนเดนเซอร์ลง เพ่ือให้สารทาความเย็นมีจุดเดือดท่ีต่าลงและสามารถส่งเข้า อีวาโปเร เตอร์ได้ วาลว์ขยายตัวที่ใช้ในระบบทาความเย็นมักควบคุมการเปิดของวาล์วหรืออัตราการไหลของสารทา ความเย็นหลงั จากออกจากวาลว์ เพอ่ื ใหอ้ ุณหภมู ิของไอสารทาความเย็นที่ออกจากอวี าโปเรเตอรม์ คี ่าคงที่ ถังพกั มหี น้าทีก่ ักสารองสารทาความเยน็ กอ่ นสง่ เขา้ อวี าโปเรเตอร์ รองรบั ภาระท่เี ปลย่ี นแปลงและ เพือ่ ความสะดวกในการเตมิ สารทาความเย็น สารทาความเยน็ สารทาความเย็นทใี่ ชใ้ นระบบแช่แขง็ มักจะเปน็ NH3 หรือ R22 ค่มู อื การอนรุ ักษพ์ ลงั งาน 3-33 V.2022

วัฎจักรการทาความเย็นที่พบในอุตสาหกรรม อาจแบ่งได้เป็น 3 ลักษณะ ตามความเหมาะสมของ อณุ หภมู ิ และความตอ้ งการใช้งาน ดังนี้ 1. วฎั จักรแบบขัน้ เดียว (One State Cycle) วัฎจักรแบบขั้นเดียว มีลักษณะเช่นเดียวกับวงจรปรับอากาศแบบทั่วไป มีเครื่องอัดชุดเดียวมีการ อัดครงั้ เดียว ซึง่ หากจะแบ่งยอ่ ยตามลักษณะอีวาโปเรเตอร์ อาจแบ่งได้ 2 ลักษณะ คือ ใช้วาล์วลดแรงดันให้ สารทาความเยน็ เปลี่ยนสถานะเปน็ กา๊ ซแลว้ เขา้ ไปในคอยล์ทาความเย็น หรือ แบบขยายตัวโดยตรง (Direct Expansion) และแบบทว่ มท้น (Flooded Evaporator) สารทาความเย็นเหลวที่ลดความดันแล้วจะมาที่ถัง พัก ในถังจะมีการแยกตัวของของเหลวและก๊าซ ด้วยระดับของของเหลวในถังพักท่ีสูงกว่าคอยล์ จะทาให้ สารทาความเย็นเหลวท่วมท่อคอยล์ สารทาความเย็นเหลวในท่อเมื่อรับภาระจะกลายเป็นก๊าซ และไหล กลบั มาทีถ่ งั พกั ในรปู ก๊าซ ส่วนทเ่ี ปน็ กา๊ ซจะแยกตัวอยูส่ ว่ นบนและถกู ดูดไประบายความรอ้ นต่อไป ก. แบบขยายตวั โดยตรง ข. แบบทว่ มท้น ค.แผนภาพ P-H วัฎจกั รแบบ 1 ขน้ั รปู ท่ี 3-24 วฎั จกั รทาความเย็นแบบ 1 ขัน้ 3-34 กลุม่ วจิ ยั EnConLab มหาวิทยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบุรี

2. วฎั จักรแบบ 2 ข้นั (Two State Cycle) วัฎจักรแบบ 2 ช้ัน มักใช้ในกรณีท่ีต้องการอุณหภูมิต่ามากๆ เช่น -30 ,-40 องศาขึ้นไป การใช้ เคร่ืองอัดอัดขึ้นเดียวทาได้ยาก และประสิทธิภาพต่า วัฎจักรแบบน้ีจึงแบ่งการอัดเป็น 2 ข้ัน เครื่องอัดขั้นท่ี 1 อัดแล้ว ก๊าซร้อนถูกป้อนเข้าเคร่ืองอัดชุดท่ี 2 อัดให้ความดันเพ่ิมข้ึนอีก วัฎจักรแบบ 2 ข้ันน้ี มีทั้งแบบใช้ วาล์วขยายตัว 2 ชุดลดความดันเป็น 2 ระดับ ซึ่งอาจเรียกว่า Direct Expansion Evaporator หรือแบบ ใช้ถงั พักขน้ั กลาง (Inter Cooler Tank) สาหรับสารทาความเย็นความดันกลาง ที่เรียกว่า Intermediate Pressure สารทาความเย็นเหลวจากคอนเดนเซอร์จะถูกลดความดันมายังถังพักความดันปานกลาง สาร ทาความเย็นเหลวในถังนี้จะถูกปล่อยลดความดันลงไปยังถังความดันต่า แล้วถูกนาไปใช้งาน สารทาความ เยน็ ท่ใี ช้แล้วจะเปน็ ก๊าซกลบั มาทถี่ งั ก็จะถกู อัดจากเครื่องอดั ชุดท่ี 1 อัดมาเข้าถังพักขั้นกลาง และก๊าซในถังน้ี ก็จะถูกอดั ดว้ ยเครอ่ื งอดั ชดุ ท่ี 2 ใหม้ ีความดนั สูงและไปเกบ็ ในถังคอนเดนเซอร์ ก. แบบขยายตัวโดยตรง ข. แบบที่มีถัง Inter Cooler ค. แผนภาพ P-H วัฎจกั รแบบ 2 ขัน้ ขยายตัวโดยตรง รปู ท่ี 3-25 วฎั จกั รทาความเยน็ แบบ 2 ขน้ั คูม่ อื การอนุรกั ษพ์ ลงั งาน 3-35 V.2022

3. วัฎจกั รแบบคาสเคด (Cascade Cycle) วัฎจักรแบบคาสเคด มักใช้ในกรณีท่ีต้องการอุณหภูมิต่าเป็นพิเศษ มีการอัด 2 ข้ันตอน คล้าย วัฎจกั รแบบ 2 ขั้น แตแ่ ตกต่างกนั ที่วงจรทาความเย็นทัง้ สองวงจรแยกจากกัน เหมือนเอาระบบทาความเย็น 2 ระบบมาชว่ ยกนั โดยส่วนทาความเย็นของชุดที่ 1 ไประบายความร้อนให้กับคอนเดนเซอร์ของชุดที่ 2 ผลก็ คือ ชุดที่ 2 จะสามารถทาอุณหภูมิได้ต่าลงไปอีก และเนื่องจากวงจรท้ังสองไม่มีการผสมกัน สารทาความ เยน็ ในแต่ละวงจรอาจเป็นคนละชนิดได้ เช่น แอมโมเนีย-คาร์บอนไดออกไซด์ เป็นต้น ก. แผนภาพ P-H วัฎจักรแบบ 2 ข้ัน ขยายตวั โดยตรง ค. แผนภาพ P-H วฎั จักรแบบ 2 ขัน้ ขยายตัวโดยตรง รปู ที่ 3-26 วฎั จกั รทาความเย็นแบบ 2 ขนั้ สัดส่วนการใช้พลังงานในระบบทา เครื่องอัดสารทาความเยน็ 94.53 % ความเย็น ส่วนใหญ่อยู่ที่เครื่องอัด สัดส่วน การใช้พลังงานในระบบทาความเย็นของ โรงงานอาหารแชแ่ ขง็ แห่งหนึ่งแสดงได้ดังรูป ท่ี 3-27 พัดลมระบายความรอ้ น 1.59 % 3-36 กลุม่ วิจัย EnConLab ปม๊ั ระบายความร้อน 3.89 % มหาวิทยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกล้าธนบุรี รปู ที่ 3-27 สดั สว่ นการใชพ้ ลงั งานในระบบทาความเยน็ ในโรงงานอาหารทะเลแช่แขง็ แหง่ หน่ึง

3.4.2 แนวทางการประหยดั พลังงาน ในหวั ข้อนี้จะกล่าวถึงแนวทางประหยัดพลังงานของระบบทาความเยน็ และหอ้ งเย็น ระบบทาความเย็น องค์ประกอบท่ีจะทาใหร้ ะบบทาความเย็นมปี ระสิทธภิ าพดี ไดแ้ ก่ 1. เคร่อื งแชแ่ ขง็ หรอื อีวาโปเรเตอร์ (Evaporator) ตอ้ งทางานทอี่ ณุ หภมู สิ งู ท่ีสุดเทา่ ทีจ่ ะทาได้ ซึ่ง  อีวาโปเรเตอร์ จาเปน็ ตอ้ งมขี นาดใหญเ่ พียงพอ  ขดท่อจะตอ้ งสะอาดไมม่ ีส่งิ สกปรกมาจับ  มกี ารละลายน้าแขง็ ทม่ี าเกาะอย่างสมา่ เสมอ  ถ้ามีอากาศเปน็ ตัวกลาง พัดลมเป่าลมเย็นจะตอ้ งรักษาอัตราการไหลได้ตามพกิ ัด  ควรหลีกเหล่ียงการสะสมของน้ามันหล่อล่ืนในอีวาโปเรเตอร์ซ่ึงจะทาให้ประสิทธิภาพการถ่ายเท ความร้อนลดลงกว่าปกติ  จะตอ้ งมีการทาความสะอาดอวี าโปเรเตอร์อยู่เสมอเพื่อรักษาประสิทธภิ าพการถา่ ยเทความร้อน 2. เครอ่ื งอดั  ในระบบที่มีภาระทาความเย็นสูง ๆ ไม่ควรใช้เครื่องอัดเครื่องเดียว ควรใช้เคร่ืองอัดขนาดเล็กลง หลาย ๆ เครื่องและเลือกเดนิ ใหเ้ หมาะสมกับภาระแต่ละขณะ โดยเดินให้น้อยเครื่องที่สุด และลด เครือ่ งทีเ่ ดินไม่เตม็ ภาระให้น้อยทสี่ ุด เครอื่ งอดั อากาศขนาดเลก็ ควรเลือกทใี่ ช้ไฟฟ้า 3 เฟสเสมอ  ตรวจสอบระดับน้ามันในเครื่องอัดว่าอยู่ในระดับท่ีเหมาะสม เคร่ืองอัดมีโอกาสจะชารุดถ้าระดับ น้ามันสูงหรือต่าเกินไป ปกติน้ายาหรือน้ามันจะไม่ส้ินเปลืองไปกับการทางาน น้ายาอาจจะร่ัว หายไป น้ามันกอ็ าจจะร่วั หรือไปสะสมอย่ทู ่ใี ดท่ีหน่ึง ถา้ น้ามันลดลง บางส่ิงอาจจะเกิดผิดปกติข้ึน ได้ ควรมีการตรวจสอบ 3. คอนเดนเซอร์  คอนเดนเซอร์ต้องมีพ้ืนท่ีใหญ่พอ เพื่อทาให้อุณหภูมิท่ีทางานต่าท่ีสุด นอกจากนี้ขดท่อและ ผิวสัมผัสทงั้ 2 ดา้ นตอ้ งสะอาดไมม่ สี ่ิงสกปรก มีการทาความสะอาดสม่าเสมอ  น้าหลอ่ เยน็ ต้องปรับสภาพเพ่ือไม่ให้เกดิ ตะกรนั สะสมในคอนเดนเซอร์  ต้องไม่มีอากาศเหลือประปนกับสารทาความเย็น ซึ่งจะทาให้อุณหภูมิการควบแน่นใน คอนเดนเซอรส์ ูงขน้ึ  การทาความสะอาดคอนเดนเซอร์ คอนเดนเซอร์ที่สกปรกจะเพ่ิมอุณหภูมิในคอนเดนเซอร์ อุณหภูมิคอนเดนเซอร์ท่ีสูงข้ึน 1oC จะทาให้การใช้พลังงานเพ่ิมข้ึน 2–4% และความสามารถใน การทาความเย็นกจ็ ะลดลงดว้ ย คมู่ อื การอนุรักษพ์ ลงั งาน 3-37 V.2022

 ตรวจสอบว่าอากาศที่เข้าคอนเดนเซอร์ (แบบระบายความร้อนด้วยอากาศ) มีอุณหภูมิต่า ใกล้เคียงกับอุณหภูมิแวดล้อม อากาศระบายความร้อนท่ีอุณหภูมิสูง จะทาให้อุณหภูมิ คอนเดนเซอร์สูงขึ้น การแก้ไขอาจทาได้โดยทาร่มเงา และตรวจสอบว่าไม่เกิดอากาศไหล ลัดวงจร อากาศรอ้ นถูกดูดกลบั เข้ามารับความร้อน และไม่มสี งิ่ กดี ขวางการไหลของอากาศ ในระบบทาความเย็นท่ีคอนเดนเซอร์เป็นแบบอีวาโปเรทีฟ ใช้น้าระบายความร้อนสเปรย์ลงบนขดท่อ ร้อน ให้ตรวจสอบอุณหภูมิของน้าก่อนสเปรย์ว่ามีค่าเท่าใด สูงกว่าอุณหภูมิกระเปาะเปียกของอากาศมาก น้อยอยา่ งไร (โดยปกติไมค่ วรมคี า่ เกิน 4oC) ถา้ มากแสดงวา่ มศี กั ยภาพที่ประหยัดพลังงานโดยลดอุณหภูมิ คอนเดนเซอรโ์ ดยลดอณุ หภมู ิน้าระบายความรอ้ นลงอีก วธิ ีการต่างๆ ท่ที าได้มีดังนี้  ถ้าระบบใชห้ อผ่งึ น้าหลายชุด อาจเดินหอผึง่ นา้ เพิ่ม  ล้างทาความสะอาดคอนเดนเซอร์ อย่างสมา่ เสมอ  ถ้าหอผึ่งน้าไม่สามารถลดอุณหภูมิน้าระบายความร้อนลงใกล้เคียงกับอุณหภูมิกระเปาะเปียก ของอากาศ ใหต้ รวจสอบการทางานของหอผ่ึงน้าเย็นและแกป้ ญั หาโดยด่วน  ถ้าระบบไม่มีหอผึ่งน้า แต่มีคอนเดนเซอร์หลายชุด แต่คอมเพรสเซอร์เดินไม่เต็มทุกชุด และ ระบบเปน็ แบบรวมศนู ย์ อาจเดนิ คอมเพรสเซอร์ (อีแวปเปอร์เรทีฟ) เพิ่มขึ้น เพื่อช่วยในการลด อุณหภูมิน้าระบายความร้อน  พิจารณาความคมุ้ คา่ ในการตดิ ตงั้ หอผึ่งนา้ เยน็ ในโรงงานท่ีไมม่ ีหอผง่ึ น้าเย็น 4. วาลว์ ขยายตวั  วาล์วขยายตัวจะต้องตั้งให้ควบคุมภาวะของไอที่ออกจากคอนเดนเซอร์ได้อย่างเหมาะสม ถ้า สภาวะของไอเป็น Superheat น้อยไป สารทาความเย็นในภาวะของเหลวอาจจะไหลเข้าเคร่ือง อัดและทาให้เครื่องอัดอากาศเสียหายได้ จึงจาเป็นต้องต้ังให้ไอเป็น Superheat ไว้ ประมาณ 5oC ซ่ึงถ้าสูงกว่าน้ีก็จะเป็นการส้ินเปลืองพลังงานโดยใช่เหตุ แต่เนื่องจากวาล์วขยายตัวแบบ เทอรโ์ มสเตติกทางานได้ไมด่ ใี นช่วงความดันแตกต่างท่ีกว้างควรใช้แบบอิเล็กทรอนิกส์หรือแบบ Balance Port หรือแบบ high pressure flat 5. สารทาความเยน็  สารทาความเยน็ มผี ลต่อประสทิ ธภิ าพของระบบมากกวา่ 10%  การเติมสารทาความเย็นจะตอ้ งไมม่ ากเกนิ ไป และต้องไมน่ ้อยเกินไป  สารทาความเย็นต้องไม่รั่ว การที่สารทาความเย็นน้อยจะทาให้พื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนใน อีแวปเปอรเ์ รเตอร์ลดลง พ้นื ทีน่ า้ ยาสัมผัสลดลง อุณหภูมิและความดันด้านต่าจะลดลง เครื่อง อัดต้องทางานหนักขน้ึ ซ่งึ จะทาใหส้ ิน้ เปลืองพลังงานมากขึน้  สารทาความเยน็ จะต้องไม่มีอากาศหรอื สง่ิ สกปรกเข้าไปปะปน  ตรวจสอบและซ่อมจดุ ร่วั ของนา้ ยา 3-38 กลุ่มวจิ ยั EnConLab มหาวิทยาลยั เทคโนโลยีพระจอมเกลา้ ธนบุรี

น้ายาที่รั่วออกจากระบบถึงจุดหนึ่งจะทาให้สมรรถนะของระบบตกลง และความสามารถในการทา ความเย็นลดลง ส้ินเปลืองพลังงานมากขึ้น และถ้ายังร่ัวต่อไปจะไม่สามารถลดอุณหภูมิสินค้าได้ตามท่ี ต้องการ การผลิตอาจจะต้องหยุดและเติมน้ายา แต่หากจุดรั่วยังไม่ได้รับการแก้ไข วัฎจักรก็จะเกิดข้ึนซ้า เดมิ จุดร่ัวไหลมักเกิดท่ีหน้าแปลน ซีล จุดต่อ วาล์ว ท่ออ่อน จุดรั่วส่วนใหญ่เกิดในช่วงใช้งานปกติ ในช่วงการทดสอบเครอื่ งจกั รเกา่ ในช่วงการละลายนา้ แขง็ ซ่ึงความร้อนจะทาให้เกิดการขยายตัวและเกิดจุด รั่วไหล  ทอ่ สารทาความเยน็ ดา้ นดดู ตอ้ งมกี ารหุ้มฉนวนและอยใู่ นสภาพดี  อีวาโปเรเตอร์จะต้องมีการละลายน้าแข็งตามท่ีจาเป็น  ตรวจสอบและซอ่ มทอ่ ที่สั้น ท่อทสี่ ั้นมีโอกาสทจ่ี ะแตกรา้ วและเกิดรอยรั่วในท่สี ุดจาเป็นตอ้ งแก้ไข 6. ตรวจสอบฟองอากาศในชอ่ งเชค็ น้ายา (Sight glass)  ฟองอากาศที่เกิดข้ึนในช่องมองในขณะเคร่ืองทางานปกติหมายถึงว่ามีการรั่วของน้ายา การที่ น้ายารั่วจะทาให้สิ้นเปลืองในการเติมน้ายาและประสิทธิภาพของระบบต่าลงสิ้นเปลืองพลังงาน ไฟฟ้า ดังน้ันซ่อมจุดร่วั ก่อนท่ีจะเตมิ นา้ ยาครงั้ ตอ่ ไป 7. ตรวจสอบการระบายความร้อนในห้องเครื่อง  ห้องเครื่องตอ้ งมีการระบายอากาศทีด่ ี ไม่อบอ้าว เพอื่ ให้ระบบทางานไดด้ ี 8. Monitoring  โรงงานแช่แข็งทวั่ ไปควรจะมกี ารจดบันทึกขอ้ มลู การทางานของระบบทาความเย็นและตรวจสอบ สมรรถนะของอปุ กรณเ์ ปน็ ระยะๆ  ในโรงงานขนาดเล็กมากอย่างน้อยควรมีการจดบันทึกความดันด้านดูดและจ่ายทุกวัน หรือ อย่างน้อยสัปดาห์ละคร้ัง ถ้าไม่มีเกจวัด ควรจัดหาและติดตั้ง และตรวจดูค่าที่บันทึกอย่าง สม่าเสมอ  ถ้าความดนั น้ายาดา้ นดูดลดลง (suction) ระบบอาจจะมีปญั หา เช่น สาร ทาความเย็นรั่ว  ความดันน้ายาด้านจ่าย (discharge) จะเพ่ิมข้ึนถ้าอุณหภูมิบรรยากาศสูงขึ้น ถ้าความดัน เพิ่มข้ึนทั้งที่อุณหภูมิบรรยากาศไม่สูงขึ้น ระบบอาจเกิดขัดข้องขึ้น เช่น คอนเดนเซอร์อุด ตันนอกจากน้ียังควรบนั ทกึ อณุ หภมู หิ ้องเย็นไว้ด้วย  โรงงานควรจะทาการบันทึกข้อมูลการทางาน การใช้พลังงานและสมรรถนะของอุปกรณ์ หลังจากติดตั้งและทดสอบอุปกรณ์ หรือถ้าได้ทาการติดตั้งอุปกรณ์ไปแล้ว ก็ควรจะบันทึกค่า หลังจากการซ่อมบารุง เน่ืองจากเป็นสภาวะที่อุปกรณ์ยังอยู่ในสภาพดี สามารถใช้เป็นข้อมูล อ้างองิ ในการตรวจสอบและบารุงรกั ษาได้ คู่มือการอนรุ กั ษพ์ ลังงาน 3-39 V.2022

ห้องเยน็ หอ้ งเย็นจะถกู ใชส้ าหรบั เกบ็ ผลติ ภณั ฑ์ทผี่ า่ นการแชแ่ ขง็ เรยี บร้อยแล้ว เพือ่ ใหเ้ กดิ การใชห้ อ้ งเยน็ อยา่ งมี ประสทิ ธภิ าพ ซงึ่ จะกอ่ ใหเ้ กดิ การประหยดั พลงั งานตามมา มาตรการประหยดั พลงั งานของหอ้ งเยน็ มดี งั นี้ 1) การลดภาระการทาความเย็นในห้องเย็นให้ต่าที่สุด  ภาระการทาความเย็นของอาหารในห้องเย็นมักจะต่ากว่าภาระอ่ืนมาก คิดเป็นสัดส่วนเพียงร้อย ละ 10 เทา่ น้ัน ภาระในการทาความเย็นอืน่ ๆ ท่ีไมไ่ ด้ใชป้ ระโยชนโ์ ดยตรง ไดแ้ ก่  การถา่ ยเทความร้อนผา่ นผนงั เพดานและพนื้ เขา้ มาประมาณร้อยละ 20 ซ่ึงการติดต้ังฉนวนที่ดีจะ ชว่ ยลดการถา่ ยเทความรอ้ นได้  การปดิ เปดิ หรอื เปดิ หอ้ งเยน็ ไวเ้ ปน็ การสญู เสยี ความเยน็ และสน้ิ เปลอื งพลงั งาน ถงึ ประมาณรอ้ ยละ 30 ดงั นนั้ ควรเปดิ ใหน้ อ้ ยทส่ี ดุ ตามความจาเปน็ และมมี า่ นกนั้ การสญู เสยี ความเยน็ ผา่ นประตู  ภาระความรอ้ นจากพดั ลมเปา่ ลมเยน็ ซงึ่ จาเปน็ ตอ้ งตดิ ตงั้ ในหอ้ งเยน็ คดิ เปน็ ประมาณรอ้ ยละ 15 ของ ภาระท้ังหมด ดังนั้นการใช้พัดลมที่กาลังสูญเสียต่า การใช้พัดลมที่มีใบพัดใหญ่ขึ้นและทางานที่ ความเรว็ รอบต่าลง หรอื หยดุ เดนิ พดั ลมถา้ ไมจ่ าเปน็ ตอ้ งใชง้ านจะชว่ ยลดภาระในสว่ นนไี้ ด้  อุปกรณ์ระบบส่องสว่างในห้องแช่คิดเป็นภาระประมาณร้อยละ 10 ดังน้ันการเปลี่ยนมาใช้ อุปกรณค์ ุณภาพสูง และปดิ เม่ือไม่ใชจ้ ะชว่ ยลดภาระในสว่ นน้ีได้  การละลายน้าแขง็ ทเ่ี กาะทอี่ วี าโปเรเตอรจ์ ะเปน็ ภาระในการทาความเยน็ คดิ เปน็ รอ้ ยละ 15 ขน้ึ กบั วธิ กี าร ควบคมุ ทใี่ ช้ การใชร้ ะบบควบคมุ หยดุ การละลายทนั ทที น่ี า้ แขง็ ละลายหมดสามารถลดภาระสว่ นนไี้ ด้ 2) ควรมีการละลายน้าแขง็ อยา่ งสม่าเสมอ ถ้ามีน้าแข็งเกาะอีวาโปเรเตอร์ อุณหภูมิน้ายาในอีวาโปเรเตอร์จะลดลง ส่งผลให้การทาความเย็น ลดลงและอาจจะทาอณุ หภมู ไิ มไ่ ดต้ ามท่ีตอ้ งการ 3) ตรวจสอบวา่ มนี า้ แข็งเกาะตามพื้นและผนังห้องเยน็ หรือไม่ น้าแข็งที่เกาะอยู่แสดงว่ามีอากาศชื้นเข้ามาในห้องและควบแน่นตามโครงสร้างและอีวาโปเรเตอร์ ซ่ึง อาจจะชวี้ ่าจะมปี ัญหาเร่ืองการละลายน้าแขง็ ด้วย 4) ควรมีการตรวจสอบวา่ หอ้ งแช่ไม่เย็นเกนิ ไป ห้องแช่มักจะต้ังให้เย็นจัดกว่าที่จาเป็น การท่ีอุณหภูมิต่ากว่าที่ต้องการเพียง 1oC การใช้พลังงานจะ เพิ่มขึ้น 2-4% โดยทั่วไปแล้วอุณหภูมิที่ใช้ในการเก็บรักษาอาหารทะเลแช่แข็งเพื่อให้ยังคงคุณภาพอยู่ได้ ในช่วงระยะเวลาท่ีใช้ในการเก็บรักษาจะอยู่ท่ี –30 oC ถึง –35 oC แต่สาหรับปลาที่นามาใช้ทาซาซิมิแล้วจะใช้ อณุ หภมู ใิ นการเก็บรกั ษาที่ต่ากว่านคี้ อื ใช้ที่ระดบั อุณหภูมิ –55 oC ถึง –60 oC 5) ท่อสารทาความเย็นดา้ นเย็น ต้องมกี ารหมุ้ ฉนวนและไม่เดนิ ผา่ นบริเวณท่รี อ้ น 6) ใชอ้ ุปกรณ์ปรบั ความเรว็ รอบ (VSD) กับปั๊มท่ตี ้องการอัตราการไหลไม่คงท่ี 3-40 กลุ่มวจิ ัย EnConLab มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบรุ ี

3.4.3 การตรวจวดั ประสทิ ธิภาพการใชพ้ ลังงาน ในการประเมินประสิทธิภาพพลังงานของระบบทาความเย็น มีเป้าหมายท่ีจะประเมินสมรรถนะของ ระบบ การสญู เสยี ตลอดจนสภาวะในการทางานว่ามีความผิดปกติหรือไม่ ควรปรบั ปรงุ ในจดุ ใด สมรรถนะของระบบทาความเย็น นิยามด้วยค่า Coefficient of Performance (COP) ซ่ึงเท่ากับ กาลงั ทาความเยน็ ที่ระบบทาไดต้ อ่ กาลงั งานทีเ่ ครอื่ งอัดใช้ รปู ที่ 3-28 แผนภาพ P-H Diagram COP = Refrigeration Effect (kW) / compressor Input power (kW) = QH/Win = m x ( h1-h4 ) /m x (h2-h1) = (h1-h4)/(h2-h1) โดยท่ี m = อตั ราการไหลของสารทาความเยน็ (kg/s) h3,h2,h1 = เอนทาลปขี องสารทาความเย็น ณ ทางออกเครอ่ื งอดั ทางเข้าเครอ่ื งอดั และ ทางเข้าอวี าโปเรเตอร์ ตามลาดบั Refrigeration effect (QH) = กาลังทาความเย็นที่ระบบทาได้ คานวณได้จากอัตราการไหลของ สารทาความเย็น และเอนทาลปีที่แตกต่างของจุดที่เข้าและออก จากการทาความเยน็ Compressor input power (Win) = กาลังทางกลท่ีเคร่ืองอัดใช้ เน่ืองจากการวัดกาลังทางกล ไมส่ ามารถวดั ไดโ้ ดยตรง แตส่ ามารถประเมนิ ได้จากกาลัง งานที่สารทาความเย็นได้รับเม่ือผ่านเครื่องอัด ซึ่งเท่ากับ อัตราการไหลของสารทาความเย็น และเอนทาลปีที่ แตกต่างของจดุ ทเี่ ข้าและออกจากเคร่ืองอัด คมู่ ือการอนุรักษ์พลงั งาน 3-41 V.2022

สาหรับระบบท่ีมีการทาความเย็นหลายระดับอุณหภูมิ หรือเคร่ืองอัดทีหลายชุดหลายขั้น ในการ คานวณค่า COP ก็คานวณในลักษณะเดียวกัน แต่กาลังทาความเย็นที่ใช้จะเป็นผลรวมของทุกระดับ อณุ หภมู ิ และกาลงั กลทีป่ ้อนกจ็ ะใชผ้ ลรวมของเคร่อื งอัดทุกชดุ การคานวณข้างต้นเป็นสมรรถนะของระบบทาความเย็นเท่าน้ัน ไม่รวมประสิทธิภาพของเคร่ืองอัด และมอเตอร์ไฟฟ้า ซ่ึงหากเราต้องการพิจารณาผลของเครื่องอัดและมอเตอร์ขับ ต้องแทนกาลังงานท่ีป้อน ดว้ ยกาลังไฟฟ้าท่ีเครอ่ื งอดั ใช้ ค่า COP ย่ิงมีค่าสูงยิ่งดี ซึ่งหมายถึงต่อหน่วยพลังงานได้ความเย็นมากกว่า แต่ค่าน้ีขึ้นกับสารทา ความเย็น ระดับอุณหภูมิในคอนเดนเซอร์ อุณหภูมิขั้นกลาง (ถ้ามี) และอีวาโปเรเตอร์ ตลอดจนจานวนขั้น ของการอัด ดังนั้นจึงไม่สามารถบอกได้ว่า COP ต้องมีค่าเท่าใด ค่อนข้างแตกต่างจากระบบปรับอากาศที่ อุณหภูมิอากาศ หรือน้าระบายความร้อน และอุณหภูมิใช้งานใกล้เคียงกัน อย่างไรก็ตามสามารถประเมิน เปรียบเทียบกับค่า COP ทางทฤษฎีของระบบน้ันๆ ได้ ว่าหากใช้สารทาความเย็นน้ี อุณหภูมิท่ีแต่ละสภาวะ เท่าน้ีควรมคี า่ COP เทา่ ใด คา่ จรงิ ที่ไดแ้ ตกตา่ งจากคา่ ทางทฤษฎเี ทา่ ใด สาหรบั ระบบทาความเย็น จะมกี ารตรวจวดั ดงั น้ี รปู ที่ 3-29 การตรวจวดั เครือ่ งอัด หมายเลข ค่าท่ีตรวจวัด ตัวแปร หนว่ ย เครือ่ งมือท่ีใช้ kW เครอื่ งวดั กาลังไฟฟ้า 1 กาลังไฟฟา้ ของเคร่อื งอดั P Barg เกจวดั ความดนั Psuc 2 ความดันสารทาความเย็นดา้ นเขา้ Barg เครอ่ื งวัดอณุ หภูมิแบบผิวสัมผสั Tsuc Barg เกจวัดความดัน 3 อุณหภูมิสารทาความเย็นดา้ นเข้า Pdis 4 ความดันสารทาความเย็นเครื่องวัด อุณหภูมิแบบผวิ สัมผสั ด้านออก 5 อณุ หภูมิสารทาความเย็นด้านออก Tdis Barg เคร่ืองวดั อณุ หภูมแิ บบผิวสัมผสั 3-42 กลุ่มวิจัย EnConLab มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลา้ ธนบุรี

รปู ท่ี 3-30 การตรวจวดั ด้านภาระ (LOAD) หมายเลข ค่าที่ตรวจวดั ตัวแปร หนว่ ย เครอ่ื งมอื ที่ใช้ - - Visual inspection 1 สารวจการปดิ เปิดประตู ขนาดช่องเปดิ - - Visual inspection Ts C เครือ่ งวัดอณุ หภูมิแบบผิวสัมผัส 2 สารวจผนัง เพดาน Tref C เครื่องวัดอุณหภูมอิ ากาศ C Visual inspection อุณหภมู ิผวิ Tsetp - Visual inspection - - Visual inspection 3 อุณหภมู ิในห้องเย็น - เคร่ืองวดั อณุ หภูมิ และความช้นื อากาศ T, %RH 4 อณุ หภมู ิท่ีปรับต้งั T ,%RH 5 สารวจการจดั วางของ 6 สารวจคอยล์ และการละลายน้าแข็ง 7 สารวจภาระความรอ้ นในห้อง ความช้ืน รปู ท่ี 3-31 การตรวจวดั ดา้ นระบายความร้อน ค่มู อื การอนรุ กั ษ์พลงั งาน 3-43 V.2022

หมายเลข ค่าทตี่ รวจวัด ตัวแปร หนว่ ย เคร่อื งมือท่ีใช้ 1 กาลงั ไฟฟ้าของพดั ลม ปั๊ม P kW เคร่ืองวดั กาลังไฟฟ้า 2 อุณหภมู ิสารทาความเย็นเข้า Trefin C เครอ่ื งวดั อุณหภูมแิ บบผิวสัมผัส อณุ หภูมิสารทาความเย็นออก Trefout C เครื่องวัดอณุ หภูมแิ บบผิวสัมผสั 3 อณุ หภูมิน้าในอ่าง Tw C เครอื่ งวดั อุณหภูมแิ บบจมุ่ 4 อุณหภมู อิ ากาศแวดล้อม Tamb C เครื่องวดั อุณหภูมิอากาศ 5 ความช้ืนอากาศแวดล้อม RHamb %RH ความชื้นอากาศ 3.4.4 เกณฑช์ ้ีวดั เกณฑ์ชี้วดั เปน็ คา่ ทบี่ ่งบอกว่าระบบปรับอากาศมีสถานะท่ีดีหรือไม่ การถ่ายเทความร้อนได้ดีหรือไม่ ดังนั้นควรมีการอ่านค่า และบันทึกติดตามค่าเกณฑ์เหล่าน้ี และหากมีค่าไม่เหมาะสม ควรพิจารณา มาตรการปรับปรงุ เพ่อื เพ่ิมประสิทธิภาพระบบปรับอากาศ ตารางที่ 3-3 เกณฑ์การใช้พลังงานสาหรบั ระบบปรบั อากาศ พารามิเตอร์ คา่ ทเี่ หมาะสม 1. COP ของระบบทาความเย็น ใกลเ้ คยี งกับคา่ ทางทฤษฎี 2. ความดันดา้ นสงู ของระบบ ไม่เกนิ ค่าปกตขิ องโรงงาน 3. ความดันด้านต่าของระบบ ไม่ตา่ กว่าปกตขิ องโรงงาน 4. อณุ หภูมิผิวภายนอกห้องเย็น อณุ หภูมเิ ท่ากับสงิ่ แวดลอ้ ม 5. อณุ หภมู แิ ตกต่างของสารทาความเย็นและนา้ ระบายความรอ้ น 6. อุณหภูมแิ ตกต่างของอุณหภมู ิกระเปาะเปยี กและนา้ ระบายความร้อน < 1-2 OC < 3 OC 3-44 กลุ่มวจิ ยั EnConLab มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกล้าธนบุรี

3.5 ระบบไอนา การใช้ความร้อนในกระบวนการผลิตในอตุ สาหกรรมนัน้ ไอนา้ เปน็ ทน่ี ิยมมานับร้อยปี เนอ่ื งจากน้าใน สถานะไอน้าสามารถสะสมความรอ้ นได้สูง และค่าใช้จ่ายในการใชง้ านต่ากวา่ สารอ่ืน อยา่ งไรกต็ ามหาก ตอ้ งการความรอ้ นอุณหภมู ิสูงกว่า 200oC จะตอ้ งผลติ ไอน้าความดันสูงมาก จึงมักใชน้ า้ มันรอ้ นเป็นตวั กลาง แทนน้าและหากต้องการอุณหภูมิสูงยิ่งขนึ้ อกี กอ็ าจตอ้ งใช้การเผาให้ความรอ้ นโดยตรง การใช้ไอน้าในอตุ สาหกรรม จะใช้เชื้อเพลิงเผาไหม้ให้เกดิ ความรอ้ น และตม้ นา้ ใหก้ ลายเป็นไอน้า เดิน ท่อไปยงั จดุ ต่างๆ ท่ใี ช้ความรอ้ น และอปุ กรณ์ใช้ไอน้ามี 2 แบบ คือ แบบใช้โดยตรง และแบบผ่านขดทอ่ แลกเปลีย่ นความร้อน ไอน้าทใี่ หค้ วามร้อนแล้วจะเปลี่ยนสถานะกลายเป็นนา้ สามารถหมนุ เวียนกลบั มาเพอ่ื ผลติ ไอน้ารอบต่อไปได้ 3.5.1 การทางานและการใชพ้ ลงั งานของระบบไอนา้ ระบบไอน้า ประกอบด้วย ต้นกาลังผลิตไอนา้ (Supply side) ไดแ้ ก่ หม้อไอน้า สว่ นส่งจ่ายไอน้า (Steam Distribution) และสว่ นใชไ้ อนา้ (Demand Side) หม้อไอนา้ (Boiler) ซง่ึ เป็นต้นกาลังผลิตไอนา้ เป็นอปุ กรณ์ท่ีบรรจนุ า้ อยภู่ ายในและใชเ้ ชือ้ เพลิงจาก ภายนอกในการเผาไหม้ เพื่อให้พลังงานความร้อนกับน้าเพอ่ื ผลติ ไอน้า โดยความร้อนทีไ่ ด้จากการเผาไหม้ เช้ือเพลิงจะทาใหเ้ กดิ กา๊ ซร้อนอณุ หภูมิสูง กา๊ ซร้อนจะถา่ ยเทความร้อนให้กบั นา้ ทบ่ี รรจุภายในหม้อไอนา้ เม่อื น้าได้รบั ความรอ้ นจากเช้อื เพลิงทเ่ี ผาไหม้จนกระทัง่ นา้ กลายเปน็ ไอน้าท่มี ีความดันตามที่ต้องการ จึงทาให้ คมู่ ือการอนรุ ักษพ์ ลังงาน 3-45 V.2022

หมอ้ ไอน้าถกู ออกแบบใหเ้ ปน็ ภาชนะความดนั ทสี่ ามารถทนตอ่ ความดนั ไอน้าได้ พลงั งานจากไอน้าทไี่ ด้ สามารถ นาไปใชป้ ระโยชนเ์ ปน็ แหลง่ ตวั กลางในการสง่ ถา่ ยพลงั งานดา้ นความรอ้ นใหก้ บั อปุ กรณแ์ ละผลติ ภณั ฑใ์ นกจิ กรรม ตา่ งๆ ขณะทก่ี า๊ ซรอ้ นจากการเผาไหมท้ ถ่ี า่ ยเทความรอ้ นแลว้ จะถกู ปลอ่ ยออกทางปลอ่ งไอเสยี หมอ้ ไอน้า หมอ้ ไอน้า สามารถจาแนกตามลกั ษณะการถา่ ยเทความรอ้ น เปน็ ชนดิ ทอ่ นา้ และทอ่ ไฟ หมอ้ ไอนา้ ทอ่ ไฟ ซงึ่ มกั จะใชก้ บั หมอ้ ไอน้าขนาดเลก็ ความดนั ต่า กา๊ ซรอ้ นจะอยภู่ ายในทอ่ และน้าอยดู่ า้ นนอก(Shell side) ขณะที่ หมอ้ ไอนา้ ทอ่ น้า สาหรบั หมอ้ ไอนา้ ขนาดใหญ่ ความดนั สงู น้าจะอยภู่ ายในทอ่ และไฟอยภู่ ายนอก สาหรับเชือ้ เพลงิ ท่ีใช้ในการเผาไหมใ้ นหม้อไอน้า เป็นได้ทั้งเช้อื เพลงิ เหลว เช่น น้ามันเตา นา้ มันดเี ซล เช้ือเพลิงก๊าซ ทง้ั กา๊ ซธรรมชาติหรือกา๊ ซชีวภาพ เชือ้ เพลิงแข็ง เชน่ ถ่านหินหรือเช้อื เพลิงชวี มวล เป็นต้น ทง้ั น้ี ขนึ้ อยูก่ บั การออกแบบหมอ้ ไอนา้ ของผู้ผลิตท่โี รงงานเลือกใช้ โดยทั่วไปแล้ว หมอ้ ไอน้าจะประกอบดว้ ยระบบต่างๆ ดงั น้ี  ระบบเชอื้ เพลงิ ประกอบดว้ ย ระบบลาเลยี งเชอ้ื เพลงิ แขง็ หรอื ระบบปม๊ั น้ามนั และถงั น้ามนั เชอื้ เพลงิ ระบบปอ้ นเชอื้ เพลงิ แขง็ หรอื หวั ฉดี เชอื้ เพลงิ เหลวหรอื กา๊ ซ หวั เผา และระบบหอ้ งเผาไหม้  ระบบนา้ ปอ้ น ประกอบดว้ ย ปั๊มน้าป้อน ถังนา้ ปอ้ นหม้อไอน้า  ระบบลม ประกอบด้วยพัดลม ปลอ่ งไอเสยี  ระบบวัดและควบคุม ประกอบดว้ ย อปุ กรณว์ ดั ระดับน้า สวติ ช์ความดนั อุปกรณ์ตรวจการตดิ ไฟในหอ้ งเผาไหม้ อุปกรณต์ รวจวดั ค่าการนาไฟฟา้ ของน้า  ระบบความปลอดภยั ประกอบดว้ ยอปุ กรณต์ า่ งๆ ในระบบวดั และควบคมุ safety valve เปน็ ตน้ ประสทิ ธภิ าพของหมอ้ ไอนา้ (Boiler Efficiency) ค่าประสทิ ธิภาพพลังงานของหม้อไอน้า เปน็ ค่าท่ีแสดงวา่ พลงั งานความร้อนที่ไอน้าไดร้ บั และจะ นาไปใช้ประโยชนไ์ ด้ คิดเป็นร้อยละเท่าใดของพลังงานเช้ือเพลิงทปี่ ้อนให้กับหม้อไอน้า โดยสามารถเขยี นสมการสูตรการคานวณหาค่าประสิทธภิ าพหม้อไอนา้ ได้ดงั นี้ ประสทิ ธิภาพหม้อไอน้า = ปรมิ าณไอน้าทผี่ ลิต x ปรมิ าณความรอ้ นท่ีมอี ยู่ในไอน้า x 100 ปรมิ าณเช้อื เพลงิ ทีใ่ ช้ x คา่ ความรอ้ นของเชอื้ เพลงิ 3-46 กลมุ่ วิจัย EnConLab มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยพี ระจอมเกล้าธนบุรี

ประสทิ ธิภาพของหม้อไอนา้ จะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลัก ดงั นี้ 1. ประสทิ ธภิ าพการเผาไหมข้ องเชอ้ื เพลงิ ซงึ่ จะแตกตา่ งกนั ออกไปตามชนดิ ของเชอ้ื เพลงิ โดยหมอ้ ไอ น้าทใ่ี ชเ้ ชอื้ เพลงิ เหลวและเชอื้ เพลงิ กา๊ ซจะมปี ระสทิ ธภิ าพทส่ี งู กวา่ หมอ้ ไอน้าทใ่ี ชเ้ ชอื้ เพลงิ แขง็ 2. การสญู เสียจากก๊าซไอเสีย (Flue gas losses) 3. การสญู เสียความรอ้ นจากพ้นื ผวิ หม้อไอน้า (Radiation loss) 4. การสญู เสียจากการปลอ่ ยน้ากน้ หม้อไอน้า (Blow down loss) และ 5. ปัจจยั อ่ืน ๆ การสูญเสียต่าง ๆ ในหมอ้ ไอน้า จาแนกได้ดังน้ี  การสูญเสียทางก๊าซไอเสีย (Flue gas losses) ประมาณ 10 – 30 %  การสญู เสียทางผิวร้อน (Surface losses) ประมาณ 0.25 – 4 %  การสญู เสียไปกับน้าโบลว์ดาวน์ (Blow down losses) ประมาณ 0.5 – 3 % รปู ท่ี 3-32 การสูญเสยี พลงั งานในระบบหมอ้ ไอน้า คู่มือการอนรุ กั ษพ์ ลังงาน 3-47 V.2022

การสญู เสยี จากกา๊ ซไอเสีย (Flue gas losses) เปน็ การสญู เสยี ความร้อนไปกับกา๊ ซร้อนจากการเผาไหมท้ ห่ี ม้อไอน้าปลอ่ ยทง้ิ สูบ่ รรยากาศ การ สญู เสียในก๊าซไอเสียจะขึน้ กับปริมาณก๊าซไอเสยี น่ันก็คอื ปริมาณอากาศที่เข้าเผาไหมแ้ ละอณุ หภมู ไิ อเสียท่ี ปล่อยท้ิง หากมีปรมิ าณมาก อุณหภมู สิ ูงการสูญเสียความรอ้ นก็จะสูงตามไปด้วย ในทางตรงกันข้ามหาก อากาศเข้าเผาไหม้นอ้ ยเกนิ ไป การเผาไหม้จะไมส่ มบรู ณ์ และเชอ้ื เพลงิ ท่ีไมไ่ ด้เผาไหม้จะเหลอื ในก๊าซไอเสีย หรอื ในเถา้ การสญู เสยี ความร้อนทางผวิ (Surface losses) ภายในหมอ้ ไอน้ามีอุณหภมู ิสงู ดงั นั้นหากไมม่ ฉี นวนหุ้มผิวดา้ นนอก จะมีการสญู เสียความร้อนจาก การพาและการแผ่รังสี การสูญเสียความร้อนผา่ นผิวหม้อไอนา้ จะขึน้ กับอณุ หภูมิผวิ และพ้นื ท่ีผวิ รอ้ นนั้น การสญู เสียความรอ้ นทางผิวรอ้ นนยี้ ังเกิดข้ึนท่ีทอ่ ส่งจ่ายทไ่ี ม่หมุ้ ฉนวน และอุปกรณใ์ ช้อน้าที่ไม่มฉี นวนอกี ด้วย การสญู เสยี ความรอ้ นจากนา้ ระบาย เนอ่ื งจากมีสารแขวนลอยอยูใ่ นน้าป้อน เมอ่ื หมอ้ น้าทางานไป สารแขวนลอยจะสะสมในหม้อไอน้า มากข้นึ ๆ จึงจาเป็นตอ้ งมกี ารระบายน้าทิ้ง เพ่อื รักษาความเข้มขน้ ของสารแขวนลอย เนื่องจากน้าระบายมี อุณหภมู แิ ละความดันเดียวกับไอน้า จงึ ยงั มีพลงั งานอยกู่ ารปล่อยท้ิงจงึ เป็นพลังงานอีกส่วนทส่ี ญู เสียจาก หม้อไอนา้ การสญู เสยี ความร้อนจากคอนเดนเสท การสูญความร้อนข้างต้น เปน็ การสญู เสยี ในส่วนผลิตไอน้า ที่ส่งผลตอ่ ประสิทธภิ าพหมอ้ ไอน้า แต่ เมอ่ื ไอน้าถูกสง่ จา่ ยไปในระบบ จะมีกับดักไอน้าเพือ่ แยกน้ากลั่นตวั ในระบบออกมา มิฉะน้นั ประสิทธิภาพการ ถา่ ยเทความรอ้ นจะลดลง และทาให้อปุ กรณ์เสียหายได้ และเมอื่ ไอน้าไดใ้ หพ้ ลังงานความร้อนกับ กระบวนการผลติ แล้วจะกล่ันตวั เป็นคอนเดนเสท คอนเดนเสทบางสว่ นถกู นากลับมาใช้ พลังงานก็ไม่ สญู เสยี แตค่ อนเดนเสทบางส่วนถูกปลอ่ ยทิง้ ความร้อนสญู เสียไปกับคอนเดนเสทท้งั ทก่ี บั ดักไอน้า และท่ี อุปกรณใ์ ช้น้าเป็นการสญู เสียพลงั งานในการส่งจ่ายและใช้ไอน้า การสญู เสยี ความร้อนจากการรัว่ ไหล ในการสง่ จา่ ยไอน้าหากมีจุดรวั่ ไหล ก็จะมไี อนา้ พวยพงุ่ ออกสู่บรรยากาศ หรอื บางกรณกี ารถ่ายเท ความรอ้ นไมด่ ี กบั ดกั ไอน้าชารดุ ผคู้ วบคุมอาจตั้งใจเปิดวาล์วปล่อยไอนา้ ทิ้งเพ่ือให้เคร่ืองทาความร้อนได้ดี ขน้ึ ความร้อนสว่ นหน่งึ จะเสียไปกับไอน้าที่รวั่ ไหล 3-48 กลมุ่ วจิ ัย EnConLab มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบรุ ี

3.5.2 แนวทางการประหยดั พลงั งานหมอ้ ไอนา้ การประหยดั พลังงานในระบบไอน้า สามารถดาเนินการไดด้ ังนี้  การปรบั ปรงุ ประสทิ ธภิ าพการเผาไหม้ การเผาไหมท้ ่ีไม่สมบูรณ์ จะกอ่ ใหเ้ กดิ เขม่าที่พื้นผิวแลกเปล่ยี นความร้อนทางดา้ นสัมผัสไฟ ซง่ึ เขมา่ เป็นฉนวนทีต่ ้านการถ่ายเทความร้อน ทาให้การถา่ ยเทความรอ้ นใหก้ บั นา้ ได้นอ้ ยลง ทาให้สิ้นเปลือง เช้อื เพลิงเพิม่ ข้นึ ในการผลติ ไอนา้ ดังนัน้ ควรพยายามทาให้การเผาไหม้สับดาปเช้อื เพลิงเกดิ ขึน้ อยา่ ง สมบูรณใ์ หไ้ ดม้ ากที่สดุ และหมัน่ ทาความสะอาดพน้ื ทผ่ี ิวทอ่ น้าท่แี ลกเปล่ียนความร้อนด้านการสัมผัสไฟให้ ท่อสะอาดปราศจากเขม่าดาเกาะจบั ทีพ่ ้นื ผวิ  การควบคมุ อตั ราสว่ นอากาศต่อเชอ้ื เพลิง เพื่อท่ีจะให้หม้อไอน้าสามารถทางานท่ีมีประสิทธภิ าพทีดี หรือเพอ่ื เปน็ การลดค่าใช้จ่ายเช้ือเพลิง อากาศท่ีใช้ในการเผาไหม้จะต้องมีไม่มากเกินความจาเป็นหรอื เกินกว่าคา่ อัตราส่วนอากาศต่อเช้อื เพลิงทาง ทฤษฎีทาใหเ้ กดิ การเผาไหม้อย่างสมบรู ณ์ที่มากเกินไป อากาศส่วนเกินที่ใช้ในการเผาไหม้จาเปน็ จะต้องมี เพื่อให้การเผาไหม้เปน็ ไปอย่างสมบรู ณ์ ถ้าอากาศส่วนเกนิ มากเกินไป จะเกดิ การสูญเสยี ความร้อนไปกับ ก๊าซไอเสยี รอ้ นมาก ถ้าให้อากาศสว่ นเกนิ น้อยไป การเผาไหม้อาจจะไม่สมบรู ณ์ เชื้อเพลิงจะผ่านออกจาก ปลอ่ งไปโดยไม่มีการเผาไหม้ ซง่ึ เปน็ การสญู เสียเช่นกัน ซ่งึ ปรมิ ารอากาศสว่ นเกนิ จะวัดไดจ้ ากปริมาณ คารบ์ อนไดออกไซด์หรอื ออกซเิ จนในก๊าซรอ้ นทีป่ ล่อง ประสิทธภิ าพท่ดี สี าหรบั หมอ้ ไอน้าท่ใี ชน้ ้ามันเตา ปรมิ าณอากาศสว่ นเกนิ จะประมาณ 10-20% การปรบั อตั ราสว่ นอากาศต่อเช้ือเพลิงใหเ้ หมาะสม จะต้องพจิ ารณาจากระบบควบคุมหมอ้ ไอน้าและ หัวเผา เพอื่ ที่จะตรวจสอบอัตราสว่ นอากาศตอ่ เช้ือเพลิงที่เหมาะสม โดยทวี่ ไปแลว้ หมอ้ ไอน้าส่วนใหญ่จะไม่ สามารถรกั ษาระดบั อัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิงไดต้ ลอดชว่ งการทางาน สว่ นใหญ่แล้วอัตราส่วนนี้จะสูง มากทีช่ ่วงไฟต่า นอกจากน้ี อตั ราสว่ นอากาศตอ่ เชื้อเพลงิ ทเ่ี หมาะสมจะขึ้นอย่กู ับชนดิ ของเชื้อเพลิงท่ีใช้ ชนดิ ของหมอ้ ไอนา้ สภาพหมอ้ ไอน้า การทางานของหม้อไอน้า และอุปกรณ์การเผาไหม้  การบารงุ รกั ษา burner การปรับและบารงุ รกั ษาหัวเผา (burner) และพัดลมอย่างสมา่ เสมอ ตามชนิดเชอ้ื เพลิงและ ช่วงเวลาทีเ่ หมาะสมทกี่ าหนดโดยผู้ผลิต การบารุงรกั ษาหวั เผาให้อยู่ในสภาพดี จะทาให้เชื้อเพลงิ ถกู สง่ ออก มาเป็นละอองผสมกันเขา้ กับอากาศทาปฏกิ ริยาสันดาปได้ดี ถา้ หากมคี ราบนา้ มันหรอื คาร์บอนติดอยู่ที่ ปลายหวั เผา จะทาใหเ้ ชอ้ื เพลงิ ไม่เป็นละออง จะทาให้เปลวไฟทไ่ี ด้ ไม่เหมาะสมกับหมอ้ ไอน้าที่ใช้ และเปน็ คมู่ อื การอนุรักษพ์ ลังงาน 3-49 V.2022

สาเหตใุ ห้มีการส้ินเปลอื งเชื้อเพลงิ ก่อใหเ้ กดิ การเผาไหมส้ ันดาปท่ีไม่ดี มีควันดามีเขมา่ ถา้ การผสมกันของ อากาศและเชอ้ื เพลงิ ไมด่ ี มีผลทาให้ตอ้ งใชอ้ ากาศส่วนเกนิ มากเพือ่ ให้การเผาไหม้เช้ือเพลงิ ได้หมดจด ในกรณีที่หมอ้ น้าใช้น้ามันเป็นเช้ือเพลิง การอนุ่ น้ามันท่ไี มเ่ พียงพอ ทาให้น้ามนั กระจายได้ไมด่ ี ถ้าอุน่ น้ามันมากเกินไป ทาใหเ้ กิดการเกาะจับ (fouling) บนชิ้นส่วนท่เี คลื่อนไหวใน burner สง่ ผลใหล้ ักษณะของ เปลวไฟผดิ ไป ซึ่งมีผลให้สน้ิ เปลืองเชื้อเพลิง  ปรับปรงุ การถา่ ยเทความรอ้ นดา้ นไฟ หมอ้ น้ามกั จะมีเขม่าจับบนผิวถ่ายเทความรอ้ นดา้ นไฟ (Heating surface) เขมา่ จะเป็นตวั ต้านการ ถา่ ยเทความร้อนจากเปลวไฟไปยังนา้ ถ้ามีเขม่ามาก การถา่ ยเทความรอ้ นจากก๊าซร้อนไปยังน้าจะลดลง มี ผลทาใหก้ า๊ ซท่ีออกจากหม้อไอน้ามอี ณุ หภมู สิ ูง การสญู เสียความรอ้ นทาง Flue gas loss จะมากขึ้น ซึง่ อณุ หภมู กิ ๊าซทอ่ี อกจากหม้อน้าที่สงู ขนึ้ ทุกๆ 15oC จะทาให้ประสิทธภิ าพการเผาไหมล้ ดลง 1% ซง่ึ ผวิ ถ่ายเท ความรอ้ นด้านไฟ ควรจะมกี ารตรวจสอบและทาความสะอาดทกุ ๆ ปี ถ้าหากพบว่าอณุ หภมู ิก๊าซสงู ใน ระหว่างการทางานปกติ ควรมกี ารหยดุ การทางานของหม้อน้าเพ่ือตรวจสอบ และทาความสะอาดผิวถ่ายเท ความรอ้ นด้านไฟ เมอ่ื ใดท่ีควรจะถึงเวลาทาความสะอาดพนื้ ทผ่ี วิ ด้านไฟหรอื ท่อไฟ อาจจะสังเกตได้จาก อุณหภูมกิ ๊าซรอ้ นทปี่ ล่อง ถ้าสงู ขึ้นเกนิ กว่าคา่ ปกติมาก ควรจะต้องทาความสะอาด  การปรบั ปรงุ การถ่ายเทความรอ้ นด้านน้า นา้ ท่ีป้อนหม้อไอน้าควรตอ้ งมกี ารปรงุ แตง่ คณุ ภาพนา้ (Water treatment) ใหเ้ หมาะสม เพื่อ ป้องกันตะกรันบนผวิ ถ่ายเทความร้อน การปรุงแตง่ นา้ ไมด่ ี จะมผี ลทาให้ประสิทธิภาพการผลติ ไอน้าต่า และ ลดอายุการทางานของอุปกรณ์หม้อน้าและระบบไอนา้ เพราะสงิ่ ต่างๆ ในน้าท่ไี ม่พึงประสงค์ อาทิเช่น ส่ิง สกปรก ฝนุ่ ละออง ไขมัน น้ามัน และเกลือแร่ต่างๆ ทีผ่ สมอยู่ในนา้ หากมีค่าเกินค่ามาตรฐานน้าปอ้ นหมอ้ ไอ น้าทีเ่ หมาะสม จะก่อให้เกดิ ปญั หามากมาย อาทิ การเกดิ ตะกรนั บนผวิ ถา่ ยเทความรอ้ น ซึง่ ตะกรันทก่ี ่อตัว ขึน้ น้ี จะทาให้ประสทิ ธิภาพการถา่ ยเทความร้อนผา่ นผนงั ท่อน้ามีประสทิ ธิภาพต่าลง ตะกรนั ที่เกาะทผ่ี วิ ท่อ ทาใหก้ ารเพ่ิมอณุ หภูมิของโลหะที่เปน็ พืน้ ผิวถ่ายเทความรอ้ นไมด่ ี โดยท่อสว่ นท่ีไดร้ บั ความร้อนมากเกินไป โลหะอาจจะผุกร่อนอ่อนตัวชารดุ จนถงึ ขั้นเป็นอนั ตรายต่อหมอ้ ไอน้าได้ ซง่ึ ท่อมักจะชารุดก่อนท่ปี ระสิทธิภาพ การถา่ ยเทความร้อนของทอ่ จะลดลง  การควบคมุ โบลวด์ าวนอ์ ยา่ งถกู ตอ้ ง การโบลวด์ าวน์เป็นสง่ิ ทตี่ ้องกระทาเปน็ ประจาสาหรับหม้อไอน้า เพอ่ื ลดระดบั ความเข้มข้นของ สารละลายในหมอ้ ไอน้า และเพื่อป้องกันการเกาะของตะกรัน (Scale fouling) บนผิวถา่ ยเทความรอ้ นด้าน น้า และเพือ่ หลกี เลีย่ งฟองอากาศ (Carry over) ลอยตัวขึน้ ไปกับไอน้าที่ไปยงั เครอื่ งจักรตา่ งๆ 3-50 กลุม่ วิจัย EnConLab มหาวิทยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกล้าธนบุรี

น้าโบลวด์ าวน์ (น้ารอ้ นทปี่ ลอ่ ยทง้ิ จากหมอ้ น้า) เพอื่ ทาการแยกเอาพวกเศษโคลนกน้ หมอ้ ไอน้า (Sludge) ออก ถา้ ปลอ่ ยทงิ้ ไวจ้ ะทาใหต้ ะกรนั และสงิ่ เจอื ปนตดิ ไปกบั ไอน้าได้ ทง้ั น้ี ปรมิ าณการโบลวด์ าวนข์ น้ึ อยู่ กบั สภาพน้าทใี่ ช้ และระดบั ปรมิ าณสารละลายในนา้ แตเ่ พอ่ื ปอ้ งกนั การสญู เสยี ความรอ้ นจากการโบลวด์ าวน์ ทงิ้ มากเกนิ ไป การโบลวด์ าวน์ ควรจะรกั ษาระดบั ใหต้ ่าทส่ี ดุ ถา้ กรณโี บลวด์ าวนเ์ ปน็ แบบตอ่ เนอ่ื งและมปี รมิ าณ คอ่ นขา้ งมาก อาจพจิ ารณานาความรอ้ นทงิ้ จากน้าโบลวด์ าวนไ์ ปอนุ่ น้าปอ้ นกอ่ นเขา้ หมอ้ ไอนา้ ได้  การปรบั แตง่ คณุ ภาพน้าปอ้ นหม้อไอนา้ การปรบั แตง่ คุณภาพน้าป้อนหม้อไอน้า ควรทาการไล่ก๊าซที่ละลายอยใู่ นนา้ ออก (De-aeration) โดยใช้ไอน้าหรือนา้ ร้อนจากคอนเดนเสท และควรขจัดของแขง็ ทีล่ ะลายอยู่ในน้าออก ดว้ ยการทานา้ กระดา้ ง ใหเ้ ป็นน้าออ่ น ดว้ ยวธิ ี demineralization หรือใช้เรซิน เพอ่ื กาจัดแคลเซียมและแมกนีเซยี มออกจากนา้ เพ่อื ลดความกระดา้ งของน้าปอ้ นหมอ้ ไอนา้  การลดการสญู เสยี ความรอ้ นผา่ นผนงั หมอ้ ไอนา้ การสญู เสยี ความรอ้ นผา่ นผนงั เตาหมอ้ ไอนา้ ประกอบดว้ ยการสญู เสยี ความรอ้ นโดยการแผร่ งั สี การ พาความรอ้ น และรวมถงึ การสญู เสยี ในรปู อนื่ การสญู เสยี ความรอ้ นจาการแผร่ งั สนี ้ี ไมอ่ าจวดั ไดโ้ ดยตรง แต่ ใชว้ ธิ กิ ารประเมนิ จากการวดั คา่ การสญู เสยี อนื่ ๆ เพอ่ื นามาหกั ออก แลว้ ทเ่ี หลอื ใหเ้ ปน็ การสญู เสยี ความรอ้ น จากการแผร่ งั สี หรอื สงั เกตแบบทางออ้ มจากการเชค็ คา่ อณุ หภมู ผิ นงั เตาดว้ ยเครอ่ื งอา่ นคา่ รงั สคี วามรอ้ นแบบ อนิ ฟาเรด ซง่ึ บรเิ วณทฉ่ี นวนผนงั เตาเสอ่ื มสภาพจะเปน็ ในจดุ ทอี่ ณุ หภมู ผิ นงั เตาสงู มากวา่ ปกติ โดยท่วั ไปสาหรบั หม้อไอน้าท่ีมกี ารหุ้มฉนวนทด่ี ี การสญู เสียความรอ้ นจากการแผร่ งั สี จะประมาณ 1% ของความร้อนที่ใหก้ ับหมอ้ ไอนา้ ขณะสภาวะการทางานท่ีสงู สดุ (Heat input at maximum rating) แตส่ าหรับหม้อไอน้าเกา่ ท่ีไม่มีการหุ้มฉนวน หรือสภาพฉนวนไมด่ ีเสื่อมสภาพ การสูญเสียความรอ้ นผา่ น ผนังหม้อไอน้า อาจจะสูงถงึ 10% ทั้งนี้ ปริมาณความร้อนทสี่ ญู เสยี โดยการแผ่รังสี จะเท่ากนั ตลอดช่วงการ ทางานของหมอ้ ไอน้า ไม่วา่ หมอ้ ไอนา้ จะทางานที่สภาวะโหลดการผลิตไอน้ามากหรือน้อย  การใช้ไอน้า  การผลติ ไอน้า หม้อไอน้าไม่ควรจะทางานโดยให้ความดันไอน้าต่ากว่ากาหนดของหมอ้ ไอน้า การ ผลติ ไอน้าทมี่ คี วามดันตา่ เกินไป จะมีผลใหม้ ีน้าปนไปกับไอน้ามาก การท่ีไอน้ามีน้าปนมาด้วย จะ ทาให้ความรอ้ นทีใ่ ชป้ ระโยชน์ในไอน้าลดลงตามสว่ นของน้าที่ปนมา ดงั น้นั จึงควรผลิตไอน้าท่ี ความดนั สูง และจ่ายทีค่ วามดนั สูงและลดความดันดว้ ยวาล์วลดความดนั (reducing value) ท่ีอุปกรณ์ท่ใี ช้ไอน้าตามความดันทเี่ หมาะสม คมู่ ือการอนุรักษ์พลงั งาน 3-51 V.2022

 ท่อไอน้าควรจะหุ้มฉนวนให้มีความหนาพอเหมาะ และ ควรทาการตรวจสอบสภาพฉนวนให้อยู่ ในสภาพดีอยเู่ สมอ ท้ังทอ่ ไอนา้ หลัก (Main steam pipe) และทอ่ แยก (distribution pipe) และอุปกรณใ์ ช้ไอนา้ การหุ้มฉนวนตอ้ งหุ้มตัง้ แตท่ ่อจา่ ยไอน้าโดยตลอด รวมทั้งหน้าแปลนของ ทอ่ จ่ายไอน้า วาล์วต่างๆ ถังพักไอ อุปกรณแ์ ลกเปล่ยี นความร้อน ท่อน้าคอนเดนเสท ถังเกบ็ น้าคอนเดนเสท ตลอดจนถังพักน้าที่จะป้อนเขา้ หม้อไอน้าดว้ ย  การเพิม่ ประสิทธภิ าพการใช้พลังงานไอนา้ ในอปุ กรณท์ ใ่ี ชไ้ อน้าพวกหม้อตม้ เชน่ เปลี่ยน วิธกี ารใช้ไอน้าแบบสัมผสั ตรงเพือ่ ให้ความรอ้ นกบั ชนิ้ งาน (Direct steam heating) เปน็ การ ใหค้ วามรอ้ นแบบไอนา้ ทางอ้อมผ่านการใช้ขดสตีมคอลย์ (Indirect steam heating)  การใชอ้ ปุ กรณก์ บั ดักไอน้า (Steam trap) แยกไอนา้ ออกจากน้าทท่ี ่อเมน ก่อนที่ทอ่ ไอนา้ จะเขา้ อุปกรณ์ทีใ่ ช้ไอน้า เพอ่ื เพิ่มประสทิ ธภิ าพการใหค้ วามรอ้ นแกอ่ ปุ กรณ์  เพิ่มประสิทธิภาพการใชพ้ ลังงานของอุปกรณห์ มอ้ ฆ่าเชื้อ โดยการใช้ไอน้าที่ exhaust ออกจาก เครอ่ื งทก่ี าลงั จบกระบวนการ มาใชไ้ ลอ่ ากาศและนา้ ท่ีคา้ งภายในเครือ่ งทก่ี าลงั จะเร่ิมต้น กระบวนการออก โดยเฉพาะการจ่ายไอน้าเข้ามาแรกๆ ภายในอปุ กรณ์จะมีอากาศและน้าค้าง อยู่มาก จาเป็นต้องใช้ไอน้าค่อนขา้ งมากในการไล่อากาศ เพ่ือป้องกันการเกิด air pocket ที่ เป็นตวั ต้านทานการถา่ ยเทความรอ้ นในระหว่างกระบวนการฆา่ เชือ้  ทาความสะอาดผวิ ท่อไอน้าที่ใชเ้ ขา้ อุปกรณ์ทใี่ ชเ้ ปน็ พื้นท่ีถา่ ยเทความร้อนใหก้ ับวตั ถุ เชน่ นา้ เช่ือมหรอื ไขมัน คราบสิ่งสกปรกตดิ ค้างท่เี คลอื บผิวท่อ จะเปน็ ตวั ต้านทานท่ที าให้ความรอ้ น ไหลถ่ายเทจากไอน้าในทอ่ ได้ยากขึน้ จึงควรทาความสะอาดท่อไอน้าเป็นระยะ 3-52 กลมุ่ วิจัย EnConLab มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยีพระจอมเกลา้ ธนบุรี

3.5.3 การตรวจวดั ประสทิ ธภิ าพพลงั งานของระบบไอนา้ การตรวจวดั ประสทิ ธภิ าพพลงั งานในระบบไอน้า เพื่อประเมินการสญู เสยี ต่างๆ ของหมอ้ ไอนา้ และ ระบบส่งจ่ายไอน้า พลังงานเช้ือเพลิงที่ป้อนเข้าระบบ และพลังงานในไอน้าท่ีนาไปใช้ประโยชน์ได้ ค่าท่ี ตรวจวดั ณ จดุ ต่างๆ มดี ังน้ี หมายเลข ค่าที่ตรวจวดั ตวั แปร หนว่ ย เครอ่ื งมือที่ใช้ 1 ปรมิ าณการป้อนเชื้อเพลิง O m3/h มเิ ตอร์เช้ือเพลิง 2 ปริมาณน้าป้อน F m3/h มเิ ตอร์น้าปอ้ น 3 คา่ สภาพการนาไฟฟ้าน้าปอ้ น uS/cm เครอ่ื งวดั สภาพการนาไฟฟ้า 4 คา่ สภาพการนาไฟฟา้ นา้ ระบาย TDSf uS/cm เครอ่ื งวัดสภาพนพไฟฟา้ 5 การวดั ก๊าซไอเสยี TDSbd ปริมาณออกซเิ จนในก๊าซเสีย % เคร่ืองวิเคราะหก์ ๊าซไอเสีย 3 อณุ หภมู ิก๊าซไอเสยี O C เครื่องวเิ คราะหก์ ๊าซไอเสยี การวัดการสูญเสยี ผา่ นผวิ หมอ้ ไอน้า Tfl อุณหภูมผิ วิ C เครอ่ื งวัดอุณหภูมผิ วิ พนื้ ท่ีผิวหมอ้ ไอน้า Ts m2 ตลบั เมตรวดั ระยะ A คูม่ ือการอนุรักษพ์ ลังงาน 3-53 V.2022

3.5.4 เกณฑช์ วี้ ดั เกณฑ์ชว้ี ดั เปน็ ค่าทบ่ี ง่ บอกว่าระบบไอนา้ มปี ระสิทธิภาพ และการสญู เสียเป็นไปตามเกณฑห์ รือไม่ ตารางท่ี 3-4 เกณฑก์ ารใช้พลงั งานสาหรับระบบไอนา้ พารามิเตอร์ คา่ ทเี่ หมาะสม 1. KPI การผลิตไอน้า ความส้ินเปลืองไอน้า 14 kgsteam/lites oil 2. flue gas loss สูงหรือไม่ 8 kgsteam/kg coal 3. flue gas temperature สงู หรือไม่ 13 kgsteam/m3 gas 4. Surface loss สงู หรอื ไม่ %oxygenในไอเสยี เชื้อเพลิงแขง็ ควรนอ้ ยกว่า 7-10 % 5. blowdown loss สูงหรือไม่ 6. % คอนเดนเสทที่นากลับมาใช้ เชอ้ื เพลิงเหลว ควรน้อยกว่า 3-4 % 7. Steam trap ชารุด? 8. ไอน้ารว่ั ไหลในโรงงาน เชื้อเพลงิ กา๊ ซ ควรน้อยกวา่ 1-2 % ไมค่ วรเกินอุณหภมู ิไอน้า + 50 oF ควรมีฉนวน และอุณหภูมผิ ิวไมเ่ กิน 50 oC TDS ของน้าระบายไม่เกนิ 7000 uS/cm ควรนากลับมาให้มากที่สุด ไม่มกี บั ดกั ไอน้าท่ชี ารุด ไมม่ ีไอน้ารั่วไหล 3-54 กลุ่มวจิ ยั EnConLab มหาวิทยาลยั เทคโนโลยีพระจอมเกลา้ ธนบุรี

3.6 ระบบอัดอากาศ อากาศประกอบด้วยก๊าซตา่ งๆ ที่สาคญั ไดแ้ ก่ ไนโตรเจน ออกซิเจน อารก์ อน และ คารบ์ อนไดออกไซด์ รายละเอียดแสดงในตารางที่ 3-5 นอกจากน้ยี ังมีไอนา้ ฝนุ่ ละอองและไฮโดรคาร์บอน ซงึ่ แปรเปลีย่ นตามทตี่ ่างๆ ตารางท่ี 3-5 องคป์ ระกอบของอากาศท่ีสาคัญ องคป์ ระกอบ รอ้ ยละเชิงปริมาณ รอ้ ยละเชิงมวล ไนโตรเจน 78.09 75.53 ออกซเิ จน 20.95 23.14 อารก์ อน 0.93 1.28 คาร์บอนไดออกไซด์ 0.03 0.05 อนื่ ๆ เลก็ น้อย เลก็ น้อย คา่ คงที่ ๆ สาคญั ของอากาศ น.น โมเลกุล (M)…………………………………………………………… 28.96 คา่ คงทข่ี องก๊าซ (R)…………………………………………………………287.1 J/Kg K ค่าความร้อนจาเพาะทคี่ วามดันคงที่ (cp)……………………………….1005 J/Kg K คา่ ความรอ้ นจาเพาะที่ปรมิ าตรคงท่ี……………………………………….718 J/Kg K อตั ราส่วนความร้อนจาเพาะ (γ)……………………………………………1.40 ความหนาแน่นท่ี 15oC ภายใต้ 1 บรรยากาศสมบรู ณ์………………..1.2089 Kg/m3 จุดเดอื ดภายใต้ 1 บรรยากาศที่……………………………………………78.8 K จดุ เยอื กแข็งภายใต้ 1 บรรยากาศ.....................................……..57-61 K อากาศมาตรฐาน (Standard Air ใชโ้ ดย ASME และ CAGI สว่ น ANSI ใช้ ISO 1217) คอื อากาศที่ (68oF) 20oC ความดัน 1 บรรยากาศ = 101.3 kPa หรือ = 1.013 bar หรือ = 760 ม.ม. ปรอท ความช้ืนสมั พัทธ์ 65% มีความหนาแน่น 1.2 Kg/m3 คมู่ ือการอนรุ กั ษพ์ ลังงาน 3-55 V.2022

อากาศสภาพปกติ (Normal Temperature Pressure NTP) คอื อากาศแหง้ ทอี่ ณุ หภมู ิ 0oCความดนั 101.3 kPa (760 ม.ม.ปรอท) ความหนาแนน่ 1.293 Kg/m3 (JIS B0132-1984) กฎของกา๊ ซ (Gas Law) สาหรับการคานวณความหนาแนน่ มวล ปรมิ าตร ความดนั และอณุ หภูมิ กฎของกา๊ ซคอื สมการสภาวะของก๊าซสมบรู ณ์ ( Equation of State ) ดังน้ี pV = mRT (1) เม่อื p เปน็ ความดนั สมบูรณ์ ( Absolute Pressure ) (N/m2 abs) V เป็นปริมาตร (m3) m เป็นมวล (kg) R เป็นค่าคงที่ของกา๊ ซ R ของอากาศ = 287.1 J / (Kg K) T เป็นอณุ หภูมิ (K) = oC+273 เมื่อสลับขา้ งสมการ สามารถ หาความหนาแนน่ ρ = m / V p = m/V RT = ρRT ρ=p/RT (2) เม่ือ ρ เป็นความหนาแน่นของอากาศ (Kg/m3) สมการน้ีใชค้ านวณอากาศแห้งโดยมคี วามผิดพลาดไม่เกนิ 1% ชว่ งอณุ หภูมิ 20–100oC ความดัน 0-50 barg ถ้าความดนั 100 barg จะมคี วามผดิ พลาดประมาณ 2% ในกรณนี ีใ้ ห้ใช้สมการน้ี p =ZρRT ρ=p/ZRT (3) เมื่อ Z เป็นแฟคเตอร์การอัดตวั (Compressibility Factor) ในกรณีความสมั พันธ์ของความดัน, อุณหภูม,ิ และปริมาตร มีสตู รดงั นเ้ี ป็นการรวมกฎของ บอล์ย และชาร์ล ( Boyle‘s law and Charles’s law ) p1V1/T1 = p2V2/T2 (4) 3-56 กลมุ่ วิจัย EnConLab มหาวิทยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบุรี

อากาศอสิ ระ (Free Air Delivery, FAD) คอื ปริมาตรอากาศอัดทค่ี วามดันน้ันๆ และคิดปริมาตรขยายตวั ท่ี 1 บรรยากาศสมบรู ณ์ ที่ 20oC ตาม ISO 1217 เช่น อากาศอิสระ1 ลบ.เมตรท่ี 700 kPa จะมีปรมิ าตร V2 = 1 x (0+101.3) / (700+101.3) =0.1264 ลบ.เมตร อัตราส่วนการอัด =p2/p1= 801.3/101.3=7.91 หรอื การอดั 7.91:1 อากาศอดั จะมีปริมาตรจรงิ เล็กกว่าปริมาตรอิสระอยู่ 7.91 เท่า การอดั อากาศต้องใช้พลงั งาน โดยสตู รการ คานวณท่ีใกล้เคยี งกบั การอัดอากาศ โดยเคร่อื งอดั อากาศ คอื การอัดแบบ โปลีทรอปปกิ (Polytropic Compression) ดงั น้ี W1 = -n/(n-1)p1v1[(p2/ p1)(n-1) / n -1] (5) อุณหภูมิของอากาศทอ่ี ัดให้ได้ความดนั ต่างๆกนั สามารถคานวณได้จากสตู รน้ี T2 = T1(p2/ p1)(n-1) / n (6) อากาศท่ี 30oC อัดใหไ้ ด้ความดันที่ 700 kPa หรอื 7 bar อณุ หภูมิจะสงู ข้ึนดังนี้ T = (30+273) [(700+101.3) /101.3] (1.4- 1) / 1.4 = 303 x (7.91)0.2857 = 303 x 1.8 = 545.4 K = 545.4 - 273 = 272.4oC จะเกดิ ความรอ้ นขนาดไหนถ้าไม่มกี ารระบายความรอ้ นท่ีดีพอ น้ามันหล่อล่นื ในเครื่องจะลุกเปน็ ไฟ เผาไหม้หมด ฉะน้ันถา้ การระบายถ่ายเทความร้อนไม่ดีพอ เคร่ืองอัดอากาศจะเสียหายขนาดไหน? อากาศอดั คือ อากาศที่ได้เพิ่มพลงั งานในตัวอากาศแล้วและใช้อากาศอดั เป็นตวั กลางในการนาพา พลงั งานไปยงั จดุ ที่จะใช้งานโดยผ่านทอ่ และได้ปรับสภาพใหเ้ หมาะในการใช้งาน ณ จดุ นน้ั ๆ ระบบอากาศอดั จงึ เป็นขบวนการท้ังหมดของระบบตงั้ แตอ่ ดั อากาศให้มพี ลัง ปรบั สภาพ เกบ็ สะสม รอใช้งาน ส่งจ่ายโดยทอ่ จนถงึ จุดที่จะใช้งานอากาศอัด แล้วปลดปล่อยพลงั งานไปใชง้ าน ณ ท่ีจดุ ที่ต้องการ คมู่ อื การอนรุ กั ษ์พลงั งาน 3-57 V.2022

ระบบอากาศอดั ในโรงงาน  เป็นระบบอานวยความสะดวกการผลติ ไม่ใช่ตวั ทาการผลิต แตเ่ ป็นตัวชว่ ยระบบผลติ  โดยเป็นตัวกลางในการขับดนั อุปกรณ์ต่างๆ จงึ ใช้กบั เคร่ืองมือกลอย่างกว้างขวาง แทน เครอ่ื งมือกลทข่ี บั เคลื่อนด้วยไฟฟ้า  โดยเป็นตวั กลางในการควบคมุ อุปกรณ์ทง้ั ระยะใกล้หรอื ไกล  ปรับสภาพ /สถานะไดง้ า่ ย ยดื หยุ่นและคล่องตวั ตอบสนองไวในการใช้งาน  ปลอดภัยจากไฟฟา้ ลัดวงจร (ไฟรวั่ ,ไฟช๊อต) อาจครา่ ชีวิตผปู้ ฏบิ ตั ิงานได้ ปลอดภัยจากการ เป็นตน้ เหตเุ กิดประกายไฟในการเกดิ เพลิงไหม้หรอื เป็นตวั จุดระเบิดสารเคมีไวไฟใน อุตสาหกรรมเคมี พลาสติก โรงงานผลติ อาหารหรอื โรงกลน่ั เป็นตน้  ปรมิ าตรและแรงดันอากาศอดั มีความสาคญั ตอ่ ผลผลิตอย่างมาก เช่น แรงดันตก ทาใหเ้ คร่อื ง พน่ สี พ่นละอองสเี ม็ดโตกว่าเมื่อแรงดันสูง  ทาให้กระบอกลมเคลื่อนทชี่ ้าหรือไม่เคล่อื นทท่ี าให้จงั หวะการกระทาไม่สมั พันธ์กบั ส่วนอื่นๆ  ทาใหแ้ รงกดบนชิ้นงานลดต่าลง ทาให้ผลงานคลาดเคลื่อน ก่อเกิดสินคา้ คณุ ภาพตา่ กวา่ มาตรฐาน เป็นการสูญเสยี  ทาให้เครอ่ื งควบคุมทางานผิดพลาด ในอุตสาหกรรมมีการใช้อากาศอัดอย่างกว้างขวาง อากาศอัดน้ันไม่ใชข่ องได้เปล่า แตม่ ีคา่ ใช้จา่ ยใน การผลติ และบาบดั ปี พ.ศ.2540 คา่ พลงั งานไฟฟา้ ประมาณ 2.00 บาทตอ่ ยูนติ (กิโลวัตต์–ชว่ั โมง, kWh) คา่ ใช้จ่ายพลงั งานไฟฟ้าเฉพาะการผลิตอากาศอัดจึงเป็นคา่ ใชจ้ ่ายมากมายของแตล่ ะโรงงาน โดยทวั่ ไปการดแู ลบารุงรักษาเคร่ือง การจดั การเลือกเดินเครอื่ งจกั รให้เหมาะกับภาระในการใชง้ าน การต้ังปรับแรงดันให้เหมาะสมในการใช้งาน และหม่นั ตรวจระบบท่อใหด้ ปี ้องกนั การรวั่ จะสามารถประหยดั ค่าใช้จ่ายสว่ นนส้ี กั 20% ไมใ่ ชเ่ ร่ืองลาบากอันใด การทาความรู้จกั ใหด้ ีข้ึนกบั เคร่ืองอัดอากาศรูปแบบต่างๆ อปุ กรณ์ตอ่ เนื่อง และระบบจา่ ยอากาศอดั ขนาดท่อทเ่ี หมาะสม ระวังที่ร่ัว จะสามารถประหยดั คา่ ใช้จา่ ยส่วน นไ้ี ดแ้ นน่ อน อากาศอัดมีราคาแพงมาก ทง้ั ทอี่ ากาศในโลกน้มี ีมากมาย มคี ณุ ค่าต่อสิ่งมชี ีวติ ไม่ตอ้ งเสียเงนิ ใน การนามาใช้ มคี วามปลอดภยั สงู ต่อชีวติ ของผู้ปฏิบัติงานในการใช้อากาศอัดโดยเฉพาะเม่ือเทยี บกับไฟฟ้า ตอบสนองการสง่ั งานไดฉ้ บั ไว ควบคมุ การกระทาหนกั / เบาไดด้ ีมาก จึงไมแ่ ปลกใจที่พบระบบอากาศอดั ใน 3-58 กลมุ่ วจิ ยั EnConLab มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยีพระจอมเกลา้ ธนบุรี

โรงงานอุตสาหกรรมเกือบทุกประเภท ในอนาคตการสร้างหุ่นยนต์พัฒนาประสิทธภิ าพดขี ึน้ และทุนการ สรา้ งตา่ ลง การใช้ห่นุ ยนต์แทนคนทางานจะแพร่หลายมากขน้ึ เพราะห่นุ ยนตไ์ มเ่ กยี จคร้าน ไม่เรียกร้องไม่ รู้จกั เหนื่อย การใช้หุ่นยนต์มากขึน้ การใช้อากาศอดั ก็จะมากตามไปด้วย เพราะหุ่นยนต์ใชอ้ ากาศอดั ในการ ปฏิบตั ิงานมาก การผลิตอากาศอดั ต้องมคี ่าใช้จา่ ยมากมาย เช่นคา่ อุปกรณ์และคา่ พลงั งานในการอัด อากาศ และอปุ กรณ์ต่างๆ ต้องดูแลซ่อมบารงุ ใหอ้ ปุ กรณ์เหล่านี้ทางานตอ่ เน่ือง และทางานดว้ ยประสิทธิ์ ภาพสูง เพอ่ื ให้ได้อากาศอัดมากทส่ี ุดจากอุปกรณเ์ หล่าน้ี การใชอ้ ากาศอดั ด้วยความชาญฉลาดดว้ ยความ ระมดั ระวังท้งั ด้านความปลอดภยั และ การประหยดั พลงั งานจะลดคา่ ใช้จ่ายด้านอะไหลด่ ้วย การดแู ลระบบอากาศอัดอย่างถูกวิธีจะสามารถทาใหใ้ ชเ้ ครอื่ งอัดอากาศได้ยาวนานดว้ ย ประสทิ ธภิ าพสงู เหมือนใหม่ ปัจจุบนั เคร่อื งอัดอากาศแบบทนุ่ หมุน (Rotary) เช่น ทนุ่ หมุนบานเล่ือน (Rotary Vane Type) หรอื เกลียวหมนุ (Screw) เปน็ ต้น โดยเฉพาะแบบใช้นา้ มนั หล่อลื่นท่วมทน้ (Oil Flush Type) ซ่ึงใช้นา้ มนั หล่อลื่นปริมาณมากเกินพอสาหรบั หล่อลืน่ ฉดี เขา้ ในหอ้ งอดั อากาศ เพอ่ื หล่อลื่น และนา้ มันหล่อลน่ื จะเป็นตัวนาความร้อนท่เี กดิ จากการอัดอากาศไประบายทิ้งทอี่ ุปกรณผ์ ลดั ความร้อนนา้ มัน (Oil Cooler) แล้ว นา้ มันหลอ่ ล่ืนทเ่ี ย็นลงจะถูกนากลับมาฉีดเข้าหอ้ งอัดอากาศซ้าแลว้ ซ้าอกี ทาให้ห้องอัด อากาศทางานทอี่ ณุ หภูมติ า่ และมีนา้ มนั หลอ่ ลื่นเหลือล้น ทาใหก้ ารสึกหรอต่ามากเกือบไม่สึกหรอเลย จึงไม่ น่าแปลกใจ ถ้าพบเครอ่ื งอัดอากาศ (Rotary Vane Air Compressor) ซ่ึงผลติ ปี 1950 ยังใช้งานอยู่ การ ทาความรู้จกั กับระบบอากาศอดั ให้ดขี ึ้นรวมทัง้ อุปกรณ์ทเี่ กี่ยวข้องและจัดการ การใชง้ านอยา่ งถูกวิธใี ห้ คมุ้ ค่าเครื่องและคมุ้ คา่ พลงั งาน ซึ่งนับวนั จะมีราคาสงู ข้ึน เพอ่ื เปน็ การประหยัดพลังงานซง่ึ เป็นเป้าหมายรวม ของมวลมนุษย์ คู่มือการอนรุ กั ษ์พลังงาน 3-59 V.2022

3.6.1 เทคโนโลยอี ดั อากาศ และการใชพ้ ลงั งาน เครือ่ งอัดอากาศแบ่งเป็นสองกลมุ่ ใหญ่ คอื แบบปรมิ าตรทดแทนเชงิ บวก (Positive-Displacement) เปน็ เครอื่ งอดั อากาศทไ่ี ดแ้ รงดนั โดยกกั อากาศปรมิ าตรหนงึ่ แลว้ บบี ลดปรมิ าตรใหเ้ ลก็ ลงและแรงดนั สงู ขนึ้ แบบเคลอื่ นไหล (Dynamic) เปน็ เครื่องอดั อากาศที่ไดแ้ รงดันโดยการเพ่มิ ความเร็วของอากาศโดยใช้ใบพัดหมนุ เหวยี่ งให้อากาศ มคี วามเร็วสูงขนึ้ แลว้ แปรเปลยี่ นความเร็ว (พลังงานจลน์) เป็นความดนั (พลังงานศักย)์ รปู ที่ 3-33 เคร่ืองอดั อากาศ 3.6.1.1 เครอ่ื งอดั อากาศแบบปรมิ าตรทดแทนเชิงบวก (Positive – Displacement) (ก) เครอ่ื งอดั อากาศใหแ้ รงดนั 1 บาร์ (ก.1) เครอ่ื งเป่าอากาศ (Roots Blower, Rotary/Lobe Blower) สาหรับช่ือน้ัน ในประเทศไทยของเราก็สดุ แล้วแต่จะเรียก ซ่ึงถา้ ยงั เคารพผตู้ น้ คิดจะเรียก Roots Blower หรือ Air Blower ซ่งึ ส่วนมากเราจะเรยี กกนั แบบนี้จนติดปาก เครื่องอดั อากาศแบบ Roots Blower เป็นเครอ่ื งเป่าอากาศแบบปริมาตรทดแทนเชงิ บวก ซ่ึงมที ุ่นหมุนรปู เลข 8 (2 lobe) และดอกจิก (3 lobe) อย่สู องตัวโดยได้จดั ใหต้ ัวหน่ึงวางตงั้ ฉากและอกี ตวั หนึ่งวางแนวนอนโดยเรยี งให้ส่วนกลมปลายสุด ของทุน่ ตวั หนึ่งชดิ ศูนย์กลางดา้ นคอดของเลข 8 และตา่ งหมนุ รอบตวั เองโดยหมุนรอบแกนกลางท่ีศนู ย์กลาง เลข 8 สามารถทาแรงดนั สงู สดุ ที่ 1 บารแ์ ละแรงดดู 0.5 บาร์ 3-60 กล่มุ วจิ ัย EnConLab มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลา้ ธนบรุ ี

รปู ท่ี 3-34 เครอื่ งเปา่ อากาศ (ก.2) เครอื่ งเป่า/ดดู ลมแบบวงแหวนน้า (Liquid Ring Vacuum Pumps/Compressor) โครงสรา้ งเหมือนปัม๊ น้าเพียงแต่วางแกนกลางของใบพัดใหเ้ ย้อื งสูงข้นึ จากศูนย์กลางตัวเสอื้ และ หลอ่ ดว้ ยนา้ หรือของเหลวอ่ืนท่ีมีจดุ ระเหยต่าลงเมื่อตอ้ งการแรงดูดต่ากว่าการใชน้ ้า โดยเม่ือใบพดั ถกู ขบั ให้ หมนุ รอบตวั เองใบพัดจะเหวี่ยงนา้ ให้หมนุ ตามใบพัดแตว่ งแหวนน้าจะอยูร่ อบเส้อื และเย้อื งศูนยก์ บั ใบพัด ทา ให้เกิดชอ่ งว่างรปู พระจันทร์เส้ียวใตแ้ กนเพลาของใบพดั และเกดิ แรงดูด เมอื่ อากาศหรือก๊าซเขา้ ไปใน ชอ่ งนี้ จะถูกใบพดั หมุนเหว่ียงขึ้นด้านบนซ่งึ ช่องจะเลก็ ลงทัง้ อากาศและน้าถูกอดั ดนั ออกจากเครื่อง เครอื่ งสามารถ ทาแรงดันสูงสุดประมาณ 1.5 บาร์และแรงดูด 33 มิลลิบาร์สัมบูรณ์ (mbar Absolute) ถา้ ใช้นา้ ทีอ่ ุณหภูมิ 20oCโดยถ้าตอ้ งการแรงดดู ท่ีตา่ กว่าน้ตี อ้ งใชน้ ้ามันท่มี ีจุดระเหยต่ากว่าน้า อากาศทอี่ ดั ออกจากเคร่ืองแบบ นจี้ ะมีนา้ ตามอากาศออกไปมาก รปู ที่ 3-35 เคร่ืองเปา่ /ดดู ลมแบบวงแหวนน้า คู่มอื การอนรุ ักษ์พลังงาน 3-61 V.2022

(ข) เครอื่ งอดั อากาศใหแ้ รงดนั 2 หรือสงู กวา่ 2 บารข์ นึ้ ไป (ข.1) เครอ่ื งอดั แบบแผน่ ยดื หยนุ่ (Diaphragm Pump) เป็นเครื่องอดั อากาศไมม่ ีน้ามนั หลอ่ ล่ืนมีแผน่ ยืดหยุ่นอยกู่ ลางชอ่ งวา่ งระหว่างตัวเส้ือและฝาสบู เมื่อ แผน่ ยดื หยุน่ ถูกดึงต่าลงจะเกดิ ช่องวา่ งด้านบนแผน่ และฝาสบู อากาศจะถกู ดูดเขา้ เคร่อื งเม่อื แผน่ ยืดหย่นุ ถกู ดันขนึ้ ชอ่ งว่างจะเลก็ ลงอดั ดนั อากาศออกจากเคร่ืองสามารถทาแรงดันงานปลอดภัยท่ี 3.0 บาร์ รปู ที่ 3-36 เครื่องอดั อากาศแบบแผน่ ยืดหยุ่น (ข.2) เครอ่ื งอดั อากาศแบบชกั กลบั / ลกู สบู (Reciprocate/Piston Compressor) มที ั้งแบบ มี /ไม่มี นา้ มันหลอ่ ลื่นในช่องอัดอากาศ การอัดข้นั เดยี ว / สองข้นั (Single / Two Stage) โดยมเี ครอ่ื งผลัดความร้อนระหว่างข้นั การอัดอากาศ การอดั ด้านเดียว / สองดา้ น ของลูกสูบ (Single / Double Acting) เปน็ แบบลกู สูบว่ิงขึน้ ลงในกระบอกสบู ถ้ากระบอกตั้งในแนวต้งั วิ่งไปด้านหน้า และกลับด้านหลัง ถ้าวางแนวนอน วางรปู แอล (L) สูบหนงึ่ ตั้งแนวตั้ง อกี สบู วางแนวนอน วางรูปวาย (Y) ทั้งสองสูบตั้งเอียงกับแนวต้ังประมาณ 60O รปู ท่ี 3-37 เครือ่ งอัดอากาศแบบชักกลับ/ลกู สบู 3-62 กลมุ่ วจิ ัย EnConLab มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

หลกั การทางาน เมือ่ ลกู สูบถกู ขบั เคล่ือนใหห้ ่างจากฝาสูบจะเกดิ ชอ่ งวา่ งและ แรงดูดในชอ่ งวา่ งนี้ อากาศจะถูกดูดผา่ นอุปกรณก์ รองเพอื่ ดกั วสั ดทุ ่ี มขี นาดใหญก่ ว่าช่องเผ่ือหา่ งระหวา่ งลกู สูบกบั ฝาสบู และเสื้อสูบ เม่ือ ลูกสูบถกู ขับเคล่อื นเข้าหาฝาสูบอากาศจะถูกบบี ให้เลก็ ลง ความดันจะ สูงขึน้ และอณุ หภมู กิ ็จะสงู ข้ึนดว้ ย และถกู ดนั ออกจากเคร่อื งอัด อากาศ ถ้าเป็นแบบอดั สองดา้ น ชอ่ งวา่ งท่เี กิดขน้ึ ท่ดี า้ นตรงข้ามด้าน รปู ท่ี 3-38 หลกั การทางานของ เครอ่ื งอดั อากาศ อดั ซงึ่ จะขยายออกและดดู อากาศเข้าช่องวา่ งนี้ เมอื่ ลกู สูบถกู ขับเคลอื่ นถอยหลังด้านน้ีจะเลก็ ลง ความดันจะสูงขึ้นและอณุ หภมู กิ ็จะ สงู ขน้ึ ด้วย และถูกดันออกจากเครอื่ งอัดอากาศ และจะทางานซา้ ๆ กนั ถา้ ลกู สบู ถูกขับเคลอ่ื นอย่างตอ่ เนื่อง เมอ่ื มกี ารใช้อากาศอยา่ งต่อเน่อื ง เคร่อื งจะอดั อากาศไปตลอด ต่อเม่ือใช้อากาศอดั นอ้ ยลงหรอื ไมใ่ ช้อากาศ อดั อากาศอัดทีอ่ อกจากเครอ่ื งจะถูกอดั สะสมและความดันจะสูงขึ้น ถา้ ปลอ่ ยไวเ้ ช่นนีค้ วามดันจะสูงขึ้นและ จะต้องใช้พลงั งานมากขึ้นจนถึงขน้ั เกินกาลังของเครอ่ื งขับและอาจทาให้เครือ่ งขบั เสยี หายได้ จงึ ตอ้ งติดต้ัง ชดุ ลดภาระซง่ึ แบ่งกวา้ งๆได้สองแบบ 1. ใช้สวิตชค์ วามดัน (Pressure Switch) ตดิ ตั้งไว้ทีถ่ ังเกบ็ อากาศ ตดั หยุดเครอ่ื งเมื่อความดัน อากาศอัดสูงถึงระดับสูงสดุ ทต่ี ้งั ปรบั ไว้ และต่อเดินเครอื่ งเมื่อความดันอากาศอัดลดตา่ ลงถึงระดับตา่ สดุ ทต่ี ง้ั ปรับไว้ 2. ใชอ้ ปุ กรณ์ปลดภาระเครื่องอัดอากาศ โดยใชก้ ระบอกลมตัวเล็กๆ มแี กนกดแตะบนแผน่ วาล์ว ดา้ นดูดอากาศเข้าเคร่อื ง ถ้าทางานรว่ มกบั สวิตชค์ วามดันไฟฟา้ เมอื่ ความดันอากาศอดั สูงถึงระดบั สูงสดุ ท่ตี งั้ ปรับไว้ สวติ ชค์ วามดันจะเปิดใหอ้ ากาศความดันสูงไปกดดันกระบอกลมใหก้ ดเปดิ แผน่ วาลว์ ไว้ เม่ือดดู อากาศๆ จะเข้าเคร่ืองเมอื่ ลูกสบู อัดดนั อากาศๆ ก็จะหนอี อกจากเครือ่ งผ่านแผ่นวาลว์ ท่ีถกู กดเปดิ ไวจ้ ึงเป็น การปลดภาระ ถ้าสวิตช์ความดนั ไม่ใช้ไฟฟ้า อากาศความดนั สงู ซ่ึงจะชนะแรงดันของสปรงิ ทตี่ ั้งปรับความดัน อากาศอัดระดบั สูงสดุ ไว้ สปรงิ จะถอยเปดิ ให้อากาศอดั ผา่ นสวิตชค์ วามดันเขา้ กระบอกลม กระบอกลมทีม่ ี แกนกดแตะแผ่นวาล์วขาเขา้ ใหเ้ ปดิ ออกทาให้เคร่ืองปลดภาระเมื่ออากาศเข้าเครือ่ งในจงั หวะดูดเขา้ ในจังหวะ อัดวาล์วก็ยังเปดิ อยู่ปลอ่ ยให้อากาศอดั ไหลออกจากช่องอัดอากาศทาใหไ้ ม่มกี ารอัดอากาศเข้าระบบ กจ็ ะ เป็นการปลดภาระการอดั อากาศของเคร่ืองอัดอากาศ เม่ือมีการใชอ้ ากาศอัด ในระบบอย่างตอ่ เนอ่ื ง ความ ดันในระบบก็จะลดลง เมือ่ ถึงระดับความดันตา่ สุดทต่ี งั้ ปรับไว้ แรงกดของสปริง จะชนะความดันของอากาศ อัด สปรงิ ก็จะกดปดิ อากาศอัดท่ีไปยงั กระบอกลม สปรงิ ในกระบอกลมจะดนั แกนกระบอกลมกลับตาแหน่ง เดมิ ที่เพียงกดแตะแผน่ วาล์วเท่านัน้ ทาใหแ้ ผ่นวาล์วทางานปกตโิ ดยจะเปดิ เมอ่ื อย่ใู นจังหวะดดู อากาศเขา้ คู่มือการอนุรักษพ์ ลงั งาน 3-63 V.2022

เคร่ืองเมื่อลูกสบู เคล่ือนที่มาอยใู่ นจังหวะอดั อากาศ แผ่นวาลว์ จะปิดมิใหอ้ ากาศไหลออกจากช่องอัดอากาศ จนอากาศอดั มีความดนั สูงพอเปิดแผ่นวาล์วด้านจ่ายอากาศออก อากาศอัดจะถูกดันเข้าระบบในจงั หวะอดั อากาศอยา่ งตอ่ เนือ่ ง จนกวา่ อากาศอัดเหลอื ใช้ ความดนั ในระบบกจ็ ะสูงขน้ึ จนถึงระดบั สงู สดุ ท่ตี ัง้ ปรบั ไว้ สวติ ช์ความดันก็จะทาการปลดภาระอกี วนเวียนอยู่เช่นนี้ตลอดเวลาที่เครอื่ งอัดอากาศทาหนา้ ทีจ่ ่ายอากาศ อดั มาใช้งานในขบวนการ เครื่องอดั อากาศแบบลูกสูบใชง้ านตอ่ เน่ืองรบั ภาระ 100% นานๆ ไม่ได้ เนอื่ งจากการระบายถา่ ยเท ความร้อนจากเคร่ืองไมด่ ีพอ ควรใชง้ านรบั ภาระไมเ่ กนิ 70% (ขอ้ มลู น้ไี ด้จากผู้ผลิตเคร่อื งอัดอากาศ) สังเกตเครอ่ื งอดั อากาศลูกสูบตวั เลก็ ๆ ที่ใชต้ ามปม๊ั นา้ มัน ซึ่งใชง้ านเล็กๆ นอ้ ยๆ ใช้งานเป็นเวลา ร่วมสิบปี ยงั ใช้งานอยู่ แตใ่ ชง้ านในโรงงานผลติ ไมว่ า่ เครอ่ื งเลก็ หรือใหญ่ซ่อมกันไม่ไหว เพราะการเดนิ เคร่อื งตอ่ เนอื่ ง ไม่มีการปลดภาระให้เดนิ ตวั เปล่าสัก 30% ของเวลาใช้งาน เครอ่ื งจะรอ้ น สบี ริเวณฝาสบู จะไหม้จนสนมิ ข้นึ จนเต็ม ถ้ามีน้าหยดลงฝาสูบในขณะนั้นจะเดือดเปน็ ไอน้าทนั ที รปู ที่ 3-39 วาลว์ ปลดภาระ (Unloader Valve) 3-64 กลมุ่ วิจัย EnConLab มหาวิทยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบุรี