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
เครอื่ งอดั อากาศแบบฝากน้ หอย (SCROLL Compressor) รปู ท่ี 3-40 เคร่ืองอดั อากาศแบบฝาก้นหอย (Scroll Compressor) เปน็ เคร่อื งอดั อากาศแบบปริมาตรทดแทนเชงิ บวก (POSITIVE DISPLACEMENT) เหมือนแบบ ลกู สบู แต่ไมม่ วี าล์วอากาศเข้าและออกแต่มชี อ่ งอากาศออกที่ศนู ย์กลางและอากาศเข้าด้านนอกสุดตัวเครื่อง ประกอบด้วยฝาก้นหอยสองฝาประกบกัน ฝาทโี่ ตกว่าจะอยู่กับท่แี ละมีช่องอากาศออกทตี่ รงกลาง ฝาเล็ก กว่าจะสวมอยู่ในตวั ใหญแ่ ละต่อกับเพลาของเครอื่ งขับเคลื่อน เน่อื งจากเพลาขับมลี กั ษณะเป็นขอ้ เหวี่ยง เยือ้ งศูนย์กลาง เม่ือเพลาหมนุ รอบตัวเองจะทาใหฝ้ าหอยตวั เลก็ หมุนสา่ ยแบบห่วงฮูลา่ ฮูบโดยฝาไม่หมุนรอบ ตวั เอง ทาให้ครีบหอยซ่ึงชิดกนั จะแยกออก ทาให้เกิดช่องว่างทต่ี รงกบั ช่องอากาศเข้าจึงดูดอากาศเขา้ เครื่อง แล้วถกู ครบี ส่ายบบี ให้เล็กลงอยา่ งตอ่ เนื่องจนถูกไลอ่ อกทต่ี รงกลางฝาโตดงั รูปที่ 3-40 ปัจจุบนั ยังคงมแี ต่ เครอื่ งเลก็ แต่อากาศท่ีอดั ได้ไมม่ ีน้ามันหลอ่ ลื่น ยงั คงต้องพฒั นาอีกมากจงึ จะใชง้ านไดด้ ี (ข.3) เครอื่ งอดั อากาศแบบสกรเู กลียวหมนุ (Rotary Screw Compressor) รปู ที่ 3-41 เครือ่ งอัดอากาศแบบสกรูเกลียวหมนุ (Rotary Screw Compressor) คมู่ ือการอนุรักษ์พลงั งาน 3-65 V.2022
เครือ่ งอดั อากาศแบบสกรเู กลยี วหมนุ อุปกรณ์สาคญั ประกอบด้วยเพลาทุ่นสกรูเกลียวม้วนรอบทุ่น และเฉียงไปตามความยาวของทนุ่ หมนุ สองตัว เกลียวตัวผเู้ ฟืองเกลียวผิวจะนูนออก สว่ นเกลียวตวั เมีย เฟอื งเกลียวผวิ จะเวา้ เข้า ทัง้ สองตัวประกบกันโดยสว่ นสงู ของสกรเู กลียวตวั หน่ึงสวมขบในเกลียวดา้ นลึก ของสกรเู กลยี วอกี ตัวหนึ่ง ทุ่นทั้งสองตัวสวมอยู่ในเส้ือวงกลมสองวงเยือ้ งกันเหมอื นเลข 8 อาราบกิ วาง แนวนอน ทนุ่ ท้ังสองถูกขับให้หมุนรอบตวั เอง การขบกนั ของทุ่นทั้งสองทาให้ร่องเกลยี วทีข่ บกันด้านหน่งึ หมนุ ขยายออกทาใหเ้ กิดการดดู อากาศเข้าเครอ่ื ง ในขณะทดี่ า้ นตรงข้ามจะหมนุ ขบไล่ลดร่องเลก็ ลงตาม แนวแกนของทุ่นท้ังสอง เกดิ การบีบอัดอากาศให้เล็กลงและเกิดแรงดนั สูงข้นึ การหมนุ ต่อเนื่องของสกรู เกลียวขบอดั และขยายอย่างตอ่ เนอื่ งจงึ ดูดอากาศและอัดอากาศอยา่ งต่อเนื่องดว้ ยรอบการทางานสูง ทาให้ ได้อากาศอัดแรงดนั สมา่ เสมอโดยไมม่ ีแรงดนั กระเพอื่ มสูงต่าตามจงั หวะลกู สบู อดั ดดู รปู ท่ี 3-42 เพลาทนุ่ สกรเู กลียว เครอื่ งอดั อากาศสกรแู บบใชน้ า้ มนั หลอ่ ลน่ื ฉดี ทว่ มทน้ เขา้ หอ้ งอดั อากาศ มกั จะใชท้ นุ่ ตวั หนงึ่ ขบและขบั ใหอ้ กี ตวั หนง่ึ หมนุ ไปดว้ ยกนั (แตก่ ม็ แี บบใชเ้ ฟอื งขบ ขบั ไมใ่ หผ้ วิ เกลยี วสมั ผสั กนั ) ผวิ ของเกลยี วจงึ สมั ผสั กนั และเกดิ การเบยี ดกนั และ เฉอื นกนั อยา่ งรนุ แรง ฉะนน้ั น้ามนั หลอ่ ลน่ื จงึ รบั ภาระหนกั การเลอื ก น้ามนั หลอ่ ลนื่ ทด่ี แี ละเปลย่ี นถา่ ยตามระยะเวลาทกี่ าหนดจงึ มคี วามสาคญั ตอ่ ประสทิ ธภิ าพและอายกุ ารใชง้ านของเครอื่ งอดั อากาศอยา่ งยง่ิ เครอ่ื งอดั อากาศ สกรแู บบไมใ่ ชน้ า้ มนั หลอ่ ลนื่ ในหอ้ งอดั อากาศ จะมเี ฟอื งตดิ ปลายเพลาทงั้ สองขบ รปู ท่ี 3-43 สกรแู บบใชน้ ้ามนั หลอ่ ลน่ื รปู ท่ี 3-44 Flow Diagram 3-66 กลุ่มวิจัย EnConLab มหาวิทยาลัยเทคโนโลยพี ระจอมเกล้าธนบุรี
ขบั ไมใ่ หผ้ วิ เกลยี วสมั ผสั กนั เดด็ ขาด หอ้ งเฟอื งซงึ่ แยกจากหอ้ งอดั จะมนี ้ามนั ทาการหลอ่ ลนื่ เฟอื ง และมอี ปุ กรณ์ กนั รวั่ (Seal) ตดิ ตงั้ ปอ้ งกนั มใิ หน้ ้ามนั หลอ่ ลนื่ รวั่ เขา้ หอ้ งอดั อากาศ การเผอื่ หา่ งของเฟอื งขบั จงึ มคี วามสาคญั เมอ่ื เฟอื งสกึ หรอเกนิ 10% จากมาตรฐานจะตอ้ งเปลย่ี นทนั ที มฉิ ะนนั้ เฟอื งเกลยี วจะเสยี ดสกี นั จนเสยี หายได้ เครอื่ งอดั อากาศสกรมู แี บบอดั ขนั้ เดยี วและอดั หลายขน้ั แรงดนั ตงั้ แต3่ บารข์ นึ้ ไป ใชง้ านมากทสี่ ดุ คอื 7 บารม์ ี 10, 13, 15 และหลายสบิ บารก์ ม็ ี (ข.4) เครอ่ื งอดั อากาศแบบทนุ่ หมนุ บานเล่อื น (Rotary Vane Compressor) อปุ กรณส์ าคญั ประกอบด้วย ทุ่น ซงึ่ เซาะรอ่ งตามแนวยาวของทุ่น มีตั้งแต่ 5, 6, 7, 8 ถึง 16 รอ่ ง ในร่องจะมบี านเล่ือนสอดไว้ บานเล่อื นอาจใช้วสั ดุเหลก็ เหนยี วผสมโลหะเบา อาจชุบโครเม่ียม หรอื ไมช่ ุบกม็ ี หรอื เหลก็ หล่อเจาะรูเพือ่ ลดน้าหนัก แล้วแตผ่ ู้ผลติ จะเลือกใช้ ทง้ั หมดสวมในเส้ือทีม่ ีเส้นผา่ ศนู ยก์ ลางโตกวา่ ตัวทุ่นและเยอื้ งศนู ยก์ ลางกันให้ชิดด้านหนึ่งและห่างอีกด้านหนงึ่ เมอ่ื ทุ่นถูกขบั ให้หมนุ แรงหนีศนู ยก์ ลางจะ เหว่ียงบานเลื่อนออกไปสมั ผัสกับด้านในของเส้ือ ทาให้ภายในเกดิ ชอ่ งว่างระหว่างเสื้อและทุ่นแบ่งเปน็ ช่อง เล็กบา้ งใหญ่บ้างต้งั แต่ 5, 6, 7, 8 ถงึ 16 ชอ่ งตามที่สรา้ งไว้ ในช่องทเ่ี ล็กทสี่ ุดจะตรงกับทางจ่ายอากาศออก เมอื่ หมุนผา่ นทางจ่ายอากาศออกจากเครื่องแลว้ ช่องเลก็ สดุ จะคอ่ ยๆขยายตวั และจะขยายตวั เต็มท่ี เมอ่ื ช่อง หมุนผ่านทางอากาศเข้าก็จะดูดอากาศเข้าเครอ่ื ง เม่ือหมุนตอ่ ไป ชอ่ งจะเลก็ ลงทาการอดั อากาศ เมอ่ื ช่องอดั อากาศไดค้ วามดันประมาณครึ่งหนงึ่ จะผา่ นรฉู ดี น้ามันหล่อลน่ื เขา้ ในเคร่อื งเพื่อทาการหล่อลื่นแต่ดว้ ย ปรมิ าณ มากเกินพอสาหรับหลอ่ ลนื่ นา้ มันจะทาหน้าที่ผนึกอุดรอยสมั ผัสระหว่างบานเลื่อนและภายในเสอ้ื ปอ้ งกันอากาศท่อี ยู่ในช่องที่มี แรงดนั สูงกว่าร่ัวเข้าช่องทีม่ ีแรงดนั ตา่ กว่าท่ีอยู่ติดกัน นา้ มันจะถกู อดั พรอ้ ม กบั อากาศ จะดูดซบั ความร้อนจากอากาศทาใหน้ ้ามันร้อนพอๆ กับอากาศ แล้วแยกน้ามันร้อนไประบาย ถ่ายเทความรอ้ นทเี่ ครื่องผลัดความรอ้ น แล้วนานา้ มันที่เย็นลงไปฉดี เข้าเคร่ืองอัดอากาศที่ช่องความดัน ประมาณครึ่งหน่ึง ตอ่ ไปซ้าแลว้ ซา้ อกี น้ามันยังถกู นาไปใชท้ าหนา้ ท่ีปรับปริมาณอากาศเข้าเครอื่ งเม่ือมีการ ใช้อากาศอัดนอ้ ยลง ความดันอากาศอัดกส็ ูงข้ึนทาให้ น้ามันหล่อล่ืนมีความดนั สูงตาม ซ่งึ จะชนะแรงดันของ สปริงทกี่ ดวาลว์ น้ามัน เปดิ ให้น้ามันหลอ่ ลื่นไปดันวาล์วปรับปรมิ าณอากาศเข้าเครอื่ งมากนอ้ ยตามความ ตอ้ งการอากาศอดั ในขณะน้ัน เมอื่ การใชอ้ ากาศมากขน้ึ ความดนั อากาศอดั ลดลงและความดันน้ามันหล่อล่ืน ก็ลดตามลงมาดว้ ย เม่ือแรงสปรงิ ชนะความดันน้ามัน สปริงจะกดวาล์วน้ามันมใิ ห้น้ามันไปท่ีวาล์วปรับ ปริมาณอากาศ สปริงทวี่ าล์วปรบั ปริมาณจะดันตวั วาล์วปรบั ปรมิ าณใหเ้ ปดิ มากขนึ้ ตามความต้องการทม่ี าก ข้ึน คมู่ ือการอนรุ ักษพ์ ลงั งาน 3-67 V.2022
รปู ท่ี 3-45 เครือ่ งอัดอากาศแบบทุ่นหมุนบานเล่ือน รปู ท่ี 3-46 เคร่อื งอดั อากาศแบบเล่ือนไหล (Dynamic Air Compressor) 3-68 กลุ่มวจิ ยั EnConLab มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบรุ ี
(ค) เครอื่ งอดั อากาศทใ่ี หค้ วามดนั ตา่ กวา่ 1 บาร์ (ค.1) พดั ลมและเครอื่ งเป่าลม (Fan & Blower) รปู ที่ 3-47 พดั ลมและเครื่องเป่าลม (Fan & Blower) ใบพดั ลมแบบเปา่ ลมใชต้ ามบา้ นทั่วไปทาแรงดันตา่ มาก ไมเ่ กนิ 35 มิลลิบาร์หรือ 350 มิลลิเมตรนา้ (สามารถดันน้าสงู ขึน้ 350 มิลลเิ มตร) แบบกรงกระรอกใบพดั เรยี งเปน็ แถวตามแนวเสน้ รอบวง (Blower) ความกว้างใบพดั ไม่เกนิ 10% ของรศั มี ทาแรงดัน ประมาณ 10 มิลลิบาร์หรือ 100 มิลลิเมตรน้าใบพดั เรียง เป็นแถวตามแนวเสน้ รอบวง (Centrifugal Fan/Blower) ความกว้างใบเกนิ 50% ของรัศมี ทาแรงดนั ได้ 140 มิลลบิ ารห์ รอื 1400 มิลลเิ มตรน้าเคร่อื งเหลา่ นี้ประสิทธภิ าพ อยู่ในย่าน 40-70% จากสตู ร Blower Bhp =cfm x TP /6356 x ME of fan แปลงสูตรเป็นหนว่ ย Metric พลงั งานตอ้ งการ เป็นหน่วยกโิ ลวตั ต์ kW in-put = 27.2x10-5 Qcmh x PmmWater Column / Eff ความเร็วรอบของเครอ่ื งเหล่าน้ีแปรเปล่ียนไปจะทาให้ ปรมิ าณ, แรงดนั , และความต้องการพลงั งาน แปรเปลี่ยนดังนี้ Q Varies as rpm P Varies as (rpm)2 kW Varies as (rpm)3 สตู รคดิ ความดนั ของของไหลโดยให้ พลงั งานศักย์ = พลงั งานจลน์ Mass X Head = 1/2Mass X Velocity2 Head = 1/2V2 หรือ VP mmH2O = (Vmps/4.043)2 VP = Velocity Pressure, measured in mmH2O(WG) or Pa etc 1 mm H2O = 9.806 Pa,1 bar =100,000 Pa หรือ 100 kPa คมู่ ือการอนุรกั ษพ์ ลังงาน 3-69 V.2022
3.6.1.2 เครอื่ งอดั อากาศแบบเคลื่อนไหล (Dynamic) แบง่ ออกเป็นสองแบบคอื แบบหมุนเหว่ียงหนศี ูนยก์ ลาง (Centrifugal / Radial) และหมนุ เหว่ียง ไหลตามแกนเพลา (Axial) (1) เครอื่ งอดั อากาศแบบหมนุ เหวย่ี งหนศี ูนยก์ ลาง (Centrifugal/Radial Compressor) เครอ่ื งอัดอากาศแบบนป้ี ระกอบดว้ ยใบพดั ซึ่งสวมภายในเสอ้ื ซึ่งมชี ่องเผอ่ื ห่างทีต่ ่ามากอากาศเข้าที่ ศูนย์กลางแล้วถูกหมุนเหว่ียงไปตามแนวรัศมีทาให้อากาศมคี วามเร็วสงู มากผา่ นช่องแคบๆ (Diffuser Passage)แลว้ เขา้ ในห้องที่ค่อยๆ ขยายตัว (Volute) และพักทนี่ ีเ่ พอ่ื แปรเปล่ียนความเร็ว (พลังงานจลน)์ (Velocity Pressure) เป็นความดัน (พลังงานศกั ย)์ (Static Pressure) ฉะนั้นเครอ่ื งเหล่านี้จึงตอ้ งหมุน ด้วยความเร็วสงู หรอื อัดหลายๆคร้ัง (Multi-Stage) จงึ จะได้แรงดันท่ตี อ้ งการ รปู ท่ี 3-48 เครื่องอัดอากาศแบบหมุนเหว่ียงหนศี นู ย์กลาง (2) เครอื่ งอดั อากาศแบบหมนุ เหวย่ี งไหลตามแกนเพลา (Axial Compressor) เคร่ืองอัดอากาศแบบน้ตี วั ทุ่นหมนุ ติดซ่ีพัดลมสั้นแบบอากาศพลวัตร (Airfoil) สวมในตัวเส้ืออยู่ กบั ท่ซี ง่ึ กม็ ซี พ่ี ัดลมแบบเดยี วกันโดยสดับตัวหมุนหน่ึงตัวกับตวั อยู่กับท่ีหนง่ึ ตัวเรียงจากเส้นผา่ ศูนย์กลางโต ดา้ นอากาศเข้าไปหาเล็กดา้ นจา่ ย จานวนขั้นการอัดมากนอ้ ยขึน้ กับความดันทอี่ อกแบบไวโ้ ดยผ้ผู ลิต 3-70 กลุ่มวิจยั EnConLab มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบรุ ี
รปู ท่ี 3-49 เคร่อื งอัดอากาศแบบหมนุ เหว่ียงไหลตามแกนเพลา (3) เครอ่ื งเปา่ อากาศ Ejector เครือ่ งเป่าอากาศน้ีจะจดั เป็นการเพม่ิ ความดันหรือลดความดนั แล้วแตจ่ ะมอง ถ้ามองทางด้านความ ดนั สูงเป่าอากาศออกจะลดความดนั แตเ่ พิ่มปริมาณอากาศ เพราะจะดูดอากาศจานวนหน่ึงเขา้ มาผสมแลว้ เป่าออกด้านจา่ ยออก ถ้ามองด้านความดันต่าด้านดูดก็จะเป็นการเพิม่ ความดนั โดยถอื วา่ อากาศอดั ความ ดันสูงเปน็ ตัวขับเคลอื่ นในการอดั อากาศ เคร่ืองนี้เป็นท่อขนาดโตเพ่ือใหอ้ ากาศเข้าท่อแล้วคอ่ ยๆ คอดเลก็ ลงแล้วขยายโตข้ึนอกี ดา้ นท่อโตน้จี ะมที อ่ เล็กกว่าสอดตรงศนู ยก์ ลางเพื่อเป่าอากาศอดั เข้าท่อ และท่ชี ่วง คอดนจี้ ะเป็นท่ีสร้างความดันตา่ ตามที่คดิ สรา้ งไว้ อากาศความดันสูงผสมกับอากาศความดันต่าถูกเปา่ ออก ด้านท่อท่ขี ยายโตขนึ้ ดา้ นตรงข้ามด้านเขา้ เครือ่ งเปา่ อากาศนีป้ ระสิทธภิ าพต่า มักใชใ้ นกรณที ่ีมอี ากาศอดั ความดนั สูงเหลือใช้และตอ้ งการอากาศอัดความดนั ตา่ กว่าใช้งาน คอคอดมากหรอื น้อยจะลดความดันมาก หรอื นอ้ ยตามส่วน แต่ท่พี บมากมักเปน็ การใชด้ า้ นดูดเพื่อดดู จับชน้ิ งานเล็กๆ ในโรงงานประกอบอปุ กรณ์ชน้ิ เล็กๆ เชน่ อุตสาหกรรมอเิ ล็กทรอนิกส์ เป็นต้น รปู ที่ 3-50 เครอื่ งเปา่ อากาศ ข้อควรระวงั การใช้เครอ่ื งอดั อากาศร่วมกันของแบบ Positive Displacement และ Dynamic คอื ถา้ ภาระต่า เครอื่ งอัดอากาศแบบ Positive Displacement จะเดินเครอ่ื งที่แรงดนั สูงข้ึนจนเกิน แรงดันของเคร่ืองแบบ Dynamic แล้วเครอ่ื งแบบ Dynamic กจ็ ะเดนิ โดยไม่อัดอากาศออกจากเครื่อง เพราะสแู้ รงดันในระบบไมไ่ หวจึงทาใหบ้ รโิ ภคพลังงานไฟฟา้ แตแ่ ทบไม่สง่ อากาศอดั เข้าในระบบ จึงทาให้ ส้ินเปลืองพลังงานมหาศาล คมู่ ือการอนรุ ักษพ์ ลังงาน 3-71 V.2022
3.6.2 แนวทางการประหยดั พลงั งาน แนวทางการประหยดั พลงั งานสาหรับระบบอัดอากาศมดี ังน้ี 1. การลดการรวั่ ไหลของอากาศอดั การรวั่ ของอากาศอัดเปน็ ความสญู เสยี ท่ีสูญเปลา่ ของโรงงาน ซ่งึ เครือ่ งอัดอากาศตอ้ งทางานมาก ข้ึนและนานข้ึนเพอื่ อดั อากาศให้ได้ตามความต้องการ ทาให้เกิดการสญู เสียพลงั งานปริมาณมากไปโดยไม่ จาเป็น โดยทั่วไปปริมาณอากาศรว่ั จะสงู เกนิ กว่ารอ้ ยละ 10 ของปริมาณอากาศอัดทัง้ หมด ในบางโรงงาน อาจมีอากาศร่ัวอยูถ่ ึง 20-30%ทีเดยี ว การรัว่ มกั จะเกิดขน้ึ ตามข้อต่อ, ขอ้ งอ, ท่อสง่ ลม, วาลว์ เช่ือมตอ่ ต่างๆ หรอื จุดเชื่อมต่อของอปุ กรณ์ต่างๆ ในกระบวนการผลิต ดงั นนั้ โรงงานจึงควรมกี ารตรวจสอบและ ซ่อมแซมรูรวั่ ในระบบอัดอากาศเป็นระยะๆ อย่างน้อยปลี ะครง้ั สาหรบั ระบบอัดอากาศทีม่ ีการตรวจสอบและ มีแผนการบารุงรักษาเป็นระยะอย่างสม่าเสมอ ปริมาณลมร่วั ในระบบอดั อากาศไมค่ วรมีค่าเกินร้อยละ 10 ของการผลิตลมท้งั หมดในระบบอดั อากาศ 2. การลดอณุ หภูมอิ ากาศเขา้ พลังไฟฟ้าท่ีเครื่องอัดอากาศใช้แปรผันตามอุณหภูมิอากาศที่เข้าเคร่ือง จากการที่อากาศที่มี อุณหภูมติ ่าจะมีความหนาแน่นของอากาศมากกว่าอากาศทม่ี อี ุณหภูมิสงู ในการอัดอากาศให้ได้ระดบั ความ ดนั ท่ตี ้องการ ถ้าใช้อากาศทเี่ ขา้ เครอ่ื งอัดอากาศที่มอี ุณหภมู ิต่าลงหรอื เปน็ อากาศเย็น ซ่งึ อาจจะทาได้โดย จดั การระบายความรอ้ นในห้องเครือ่ งให้ดขี ้ึนหรือเดนิ ท่อนาอากาศเยน็ จากภายนอกเขา้ มา เครื่องอดั อากาศ จะใชพ้ ลงั ไฟฟ้าลดลง ดงั นั้นการควบคุมอณุ หภูมิอากาศเขา้ เครอื่ งอดั อากาศให้มคี ่าต่าๆ จะส่งผลต่อการ ประหยดั พลังงานได้ 3. การปรบั ลดความดนั ใหเ้ หมาะสมกับการใชง้ าน เน่อื งจากปรมิ าณพลังงานที่เคร่อื งอัดอากาศใช้มคี า่ เปล่ียนแปลงตามความดันอากาศทเี่ ครอื่ งอดั อากาศผลิต การผลิตอากาศอัดทค่ี วามดันสูงจะสิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้น ดงั น้ันจงึ ควรต้ังค่าความดันของ เครอื่ งอัดอากาศใหเ้ หมาะสมกับความต้องการของอปุ กรณป์ ลายทาง โดยทวั่ ไปถ้าความดันที่ใช้งานสูงกว่า ความดันทีต่ อ้ งการมากกว่า 10 Psi ขน้ึ ไป ควรพจิ ารณาความเป็นไปได้ในการลดความดนั ลง (ยกเวน้ กรณี ที่มคี วามดันตกในทอ่ มาก) และทุกๆ 10 Psi ท่ีลดความดนั ลง การสูญเสยี จากการร่ัวไหลจะลดลง 5% 4. การเปลยี่ นเครอ่ื งอดั อากาศใหม้ ขี นาดเหมาะสมกบั โหลด เครอ่ื งอดั อากาศรนุ่ เกา่ ๆ ขณะทไี่ มม่ ภี าระจะกนิ กาลงั 80-90% ของกาลงั พกิ ดั ขณะทเี่ ครอื่ งอดั อากาศ รนุ่ ใหมๆ่ จะกนิ กาลงั 40-60% ของกาลงั พกิ ดั การทเ่ี ลอื กเครอ่ื งอดั อากาศใหญก่ วา่ ภาระทตี่ อ้ งการ คอมเพรสเซอรจ์ ะทางานเพอ่ื ผลติ อากาศในชว่ งระยะเวลาสนั้ ๆ ทเ่ี หลอื เปน็ การสญู เสยี ไปในภาวะไมม่ ภี าระ การ 3-72 กลุม่ วจิ ัย EnConLab มหาวิทยาลยั เทคโนโลยีพระจอมเกลา้ ธนบุรี
เปลยี่ นใหม้ ขี นาดเหมาะสมกบั ภาระ คอมเพรสเซอรจ์ ะทางานอดั อากาศเกอื บตลอด การสญู เสยี ในขณะไรโ้ หลด กจ็ ะลดลง ดงั นน้ั คอมเพรสเซอรท์ ม่ี สี ดั สว่ นการทางานต่าๆ จงึ ควรพจิ ารณาลดขนาดเครอ่ื งลง 5. การลดการเดนิ เครอื่ งอดั อากาศแบบไรโ้ หลด หรอื การบรหิ ารเครอื่ งอดั อากาศอยา่ งมปี ระสทิ ธภิ าพ เน่อื งจากเคร่อื งอัดอากาศประสิทธิภาพจะลดต่าลงมากเม่อื ทางานทภี่ าระนอ้ ยๆ การเดนิ เครอื่ งอดั อากาศขนาดเล็กท่ภี าระเตม็ พกิ ัดโหลด ประสิทธภิ าพจะดีกวา่ การเดินเครื่องอดั อากาศขนาดใหญ่ทภี่ าระการ ทางานตา่ ๆ (Part Load) ดงั นัน้ ในระบบรวมทีใ่ ช้เครื่องอดั อากาศหลายชดุ จึงควรเลอื กเดินเครือ่ งท่ีมี ประสทิ ธภิ าพสงู สดุ และให้ทุกเครือ่ งทางานใกลเ้ คียงกบั พิกดั ใหม้ ากทสี่ ุด หยุดเคร่อื งทีท่ างานภาระน้อยลง 6. การนาความรอ้ นทง้ิ จากเครอื่ งอดั อากาศมาใช้ เครอื่ งอดั อากาศทั้งแบบลกู สูบและแบบสกรู พลงั งานท่ีใช้ในการอดั 60-90% สญู เสียไปในรปู ความ รอ้ นเพียง 10-40% เทา่ น้ันทอ่ี ยู่ในอากาศอดั ความรอ้ นส่วนนส้ี ามารถนามาใช้ประโยชนใ์ นกระบวนการผลิต ทตี่ ้องการความร้อนอณุ หภูมติ ่า หรืออ่นุ น้าป้อนหม้อไอนา้ ไดค้ วามร้อนทง้ิ ทอ่ี าจจะเป็นท้ังอากาศระบายความ ร้อน และนา้ หลอ่ เยน็ ในเคร่ืองอดั อากาศ 7. การบารงุ รกั ษาเครอ่ื งอดั อากาศกาหนด โรงงานควรมีแผนการบารุงรกั ษาตามกาหนด ซง่ึ จุดท่คี วรให้ความสาคญั มดี งั น้คี อื ควรตรวจหาและซ่อมจุดรัว่ ไหลของอากาศอย่างสมา่ เสมอ ตรวจสอบการระบายน้าในถังลมและท่ออย่างสมา่ เสมอ ควรตรวจสอบทกุ วัน ถา้ เปน็ ระบบ อัตโนมตั ิให้ทดสอบวา่ ทางานถกู ต้อง ไม่ตั้งเวลานานเกินไป ควรหมน่ั ทาความสะอาด ชุดกรองอากาศในระบบอัดอากาศ แผงกรองอากาศก่อนเข้าเครอื่ ง ตัวกรองสารแขวนลอยในระบบน้าหล่อเยน็ ทกุ เดอื น รวมทั้งทาการเปลี่ยนเมอ่ื ถึงระยะเวลาท่ี เหมาะสม ควรตรวจสอบสภาพและปริมาตรของน้ามันหล่อลน่ื ทกุ วัน ควรเปลยี่ นถ่ายน้ามันหลอ่ ล่ืนและไส้กรอง, อดั จาระบี ทุก 6 เดอื น หรือเมือ่ หมดอายุการใช้งาน ควรตรวจและปรบั แตง่ สายพานส่งกาลงั หรอื ชดุ เกียร์ส่งกาลังอย่างสม่าเสมอทกุ เดือน ควรมกี ารตรวจวดั และบันทึกอณุ หภมู ิและความดันของอากาศเข้าเครือ่ งอดั และอากาศในถงั และอุณหภมู ิสารระบายความรอ้ นเขา้ และออก คู่มือการอนรุ กั ษพ์ ลงั งาน 3-73 V.2022
3.6.3 วธิ กี ารตรวจวดั วิเคราะหก์ ารใชพ้ ลังงาน การตรวจวัดการใชพ้ ลงั งานในระบบอดั อากาศ มีการวัดค่าดังตอ่ ไปนี้ หมายเลข คา่ ทีต่ รวจวัด ตัวแปร หน่วย เครื่องมอื ท่ีใช้ 1 วัดอัตราการรวั่ ไหล จับเวลาการ Load-Unload t min นาฬกิ าจับเวลา Pend Barg เกจวดั ความดนั 2 ความดนั ปลายทาง ณ จดุ ใช้งาน 3 วดั อตั ราการผลติ ลม จบั เวลาการเพม่ิ ของความดัน 1 Bar t min นาฬกิ าจับเวลา V M3 ปรมิ าตรถัง วัดปรมิ าตรถงั P kW เครื่องวัดกาลงั ไฟฟ้า Pdis Barg เกจวัดความดนั 4 กาลงั ไฟฟา้ ของเคร่ืองอดั อากาศ Tr C เครือ่ งวัดอณุ หภูมอิ ากาศ 5 ตรวจสอบความดันทึ่ปรบั ตัง้ 6 อณุ หภูมิห้องเครอ่ื งอัดอากาศ 3-74 กล่มุ วจิ ัย EnConLab มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบุรี
3.6.4 เกณฑช์ ว้ี ดั ประสทิ ธภิ าพพลงั งาน เกณฑ์ช้ีวดั เปน็ คา่ ที่บ่งบอกว่าระบบอัดอากาศมีประสิทธิภาพดหี รอื ไม่ ความสญู เสียพลังงานอยูใ่ น เกณฑ์ท่เี หมาะสมหรือไม่ ตารางที่ 3-6 เกณฑก์ ารใช้พลงั งานสาหรับระบบอดั อากาศ พารามเิ ตอร์ คา่ ทเ่ี หมาะสม 1. การใช้ลมต่อวัน (Q/day ,kWh/d) ควรอยู่ในช่วงควบคมุ 2. การใช้ลมตอ่ ผลผลติ (Q/ton, kWh/ton) ควรอยู่ในช่วงควบคุม 3. สมรรถนะเคร่อื ง (kW/ m3/min) 5.5-6 kW/ m3/min 4. %Unload <20% 5. %การร่วั ไหล <5% 6. ความดันตกในการสง่ จ่าย ต้นทางลบปลายทาง < 0.5 Bar 7. การระบายอากาศหอ้ งเครือ่ ง (Troom - Tamb) 3oC 8. ความดันที่เครอื่ งต้ัง-ความดันท่สี ูงสุดต้องการ < 1 Bar ค่มู อื การอนุรักษ์พลงั งาน 3-75 V.2022
3.7 มอเตอรไ์ ฟฟ้า ป๊มั นา และพดั ลม มอเตอรไ์ ฟฟ้า และอุปกรณ์เคร่ืองจกั รที่มอเตอรข์ ับ เป็นอุปกรณใ์ ชพ้ ลังงานไฟฟ้าหลกั ทั้งในอาคาร และโรงงานอตุ สาหกรรม เน่ืองจากมอเตอร์ไฟฟ้าจะตอ้ งทางานร่วมกับอุปกรณ์เครอ่ื งจักรอน่ื ไม่สามารถ ทางานเดีย่ วๆ ได้ ในหวั ข้อน้ีจงึ กล่าวถึงมอเตอร์ไฟฟา้ รวมถงึ ป๊ัมนา้ และพัดลม ซ่งึ เปน็ อุปกรณ์ทางกลหลกั ทม่ี อเตอรข์ บั เคล่ือน ครอบคลมุ เทคโนโลยีท่ีเกยี่ วข้อง แนวทางประหยัดพลงั งาน และการตรวจวดั การใช้ พลงั งาน และเกณฑค์ ่าประสิทธิภาพพลังงานท่ีเหมาะสม 3.7.1 เทคโนโลยี มอเตอร์ ปม๊ั นา้ และพดั ลม มอเตอร์ไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้าท่ีใชใ้ นอุตสาหกรรม สามารถจัดเปน็ 2 ประเภทใหญๆ่ คอื มอเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ และมอเตอร์ไฟฟา้ กระแสสลบั มี 2 ประเภท ทแี พร่หลายทส่ี ุด คือ มอเตอร์ เหนยี่ วนา รปู ท่ี 3-51 ประเภทของมอเตอร์ 1. มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง เป็นมอเตอรแ์ บบแรกที่ถูกสร้างขึ้นโดยใช้หลักการจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงเข้าทั้งขดลวดท่ีอยู่กับท่ีและ ที่เคล่อื นที่ เพ่อื ให้เกดิ แรงทางแม่เหล็กไฟฟา้ ขนึ้ เนือ่ งจากความสามารถในการควบคุมความเร็วรอบได้อย่าง แม่นยา ปัจจุบันจึงมีใช้งานในอุปกรณ์ท่ีต้องการความแม่นยาในการควบคุมความเร็วรอบ โดยเฉพาะอย่าง ยง่ิ เคร่ืองจักรขนาดใหญ่ 3-76 กลมุ่ วจิ ัย EnConLab มหาวิทยาลยั เทคโนโลยีพระจอมเกลา้ ธนบุรี
รปู ที่ 3-52 มอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรง เน่ืองจากระบบการส่งจ่ายไฟฟ้าเป็นระบบไฟฟ้ากระแสสลับ การใช้งานมอเตอร์กระแสตรงจึง จาเป็นต้องมีชุดสร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC Drive) ป้อนให้มอเตอร์นอกจากนี้มอเตอร์ไฟฟ้า กระแสตรงจาเปน็ ต้องจา่ ยไฟฟ้าเข้าไปยงั ขดลวดชุดที่อยูก่ ับแกนหมุน จึงจาเป็นต้องมีแปรงถ่านและคอมมิว เตเตอร์ ซงึ่ เปน็ อุปกรณส์ ึกหรอ ซ่ึงเป็นข้อจากัดของการใช้งานของมอเตอร์กระแสตรง มอเตอร์แบบยูนิเวอร์ซัล เป็น มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบอนุกรม ท่ีสามารถรับไฟฟ้า กระแสสลับเฟสเดียวได้ด้วยจึงมักเรียกว่า มอเตอร์แบบยูนิเวอร์ซัล ด้วยโครงสร้างที่ง่ายจึงมีใช้งานใน เครื่องมือเลก็ ๆ เชน่ จกั รเย็บผา้ อตุ สาหกรรม เป็นตน้ 2. มอเตอรก์ ระแสสลบั แบบเหนย่ี วนา รปู ที่ 3-53 มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสสลบั แบบเหนี่ยวนา มอเตอร์แบบเหน่ียวนาเป็นมอเตอร์ท่ีใช้แพร่หลายมากที่สุดในปัจจุบัน เน่ืองจากราคาไม่สูง บารุงรกั ษาน้อย และไม่จาเป็นตอ้ งมีชดุ ขบั เคลอ่ื นเหมือนมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง โครงสร้างของมอเตอร์ เหนย่ี วนาประกอบดว้ ยขดลวดชุดท่อี ยกู่ ับที่ (stator) และตัวนาอยู่ท่ีโรเตอร์ สนามแมเ่ หล็กทสี่ เตเตอรจ์ ะ เหนี่ยวนาให้กระแสใหล และเกิดสนามแมเ่ หลก็ ทโ่ี รเตอร์ สนามแมเ่ หล็กไฟฟา้ จากตวั นาท้งั สองชดุ ดงึ ดดู กัน ทาให้เกดิ การหมนุ ด้วยข้อไดเ้ ปรยี บในเร่ืองการบารุงรักษาทงี่ ่าย และเทคโนโลยีการควบคมุ ความเร็วรอบ ทด่ี ขี ึ้น ทาใหม้ อเตอร์เหน่ยี วนาถกู นาไปใชง้ านอย่างกวา้ งขวาง คู่มอื การอนุรักษพ์ ลังงาน 3-77 V.2022
3. มอเตอรซ์ งิ โครนสั รปู ท่ี 3-54 มอเตอร์ไฟฟา้ กระแสสลับแบบซิงโครนัส มอเตอร์ซงิ โครนสั เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับอีกประเภทหนงึ่ มีขอ้ แตกตา่ งจากมอเตอร์ เหนีย่ วนาตรงท่ี ไม่ได้ใช้การเหนย่ี วนาจากสเตเตอร์ไปท่โี รเตอร์ แต่มกี ารสรา้ งสนามแม่เหล็กท้ังท่ีสเตเตอร์ และโรเตอร์ โดยโรเตอรม์ ีทั้งแบบที่จ่ายไฟเข้าโดยตรงและแบบที่เป็นแม่เหล็กถาวร สนามแมเ่ หลก็ ทั้งสอง ดงึ ดูดและหมุนเกาะไปด้วยกัน ความเร็วรอบของมอเตอรซ์ ิงโครนัสจะคงท่ีตามความถี่ของแรงดนั ไฟฟ้าท่ี ป้อนให้มอเตอร์ มอเตอรซ์ งิ โครนัสมกั ใช้งานเป็นเครอื่ งกาเนดิ ไฟฟ้า หรือ ใช้ในเครื่องมือเลก็ ๆ เช่น สว่าน เป็นตน้ ปั๊มนา ปั๊มน้าเป็นอปุ กรณ์หลกั ในการขับเคลื่อนของเหลวซ่ึงในท่นี ี้คอื น้า โดยการป้อนพลังงานเชิงกลเข้า ไป ทาให้นา้ ท่ีถกู ขับมีความดันสงู ข้นึ ความดันดังกล่าวจะทาหน้าที่เอาชนะแรงเสยี ดทานท่ีเกิดขึน้ จากทอ่ ข้อ ต่อ วาล์ว และอกุ ปรณ์ต่างๆ เพื่อให้ได้อัตราการไหลตามท่ตี อ้ งการ การขบั เคลื่อนเครอ่ื งสบู น้านั้นอาจจะใช้ แรงจากคนหรอื จะอาศัยมอเตอรไ์ ฟฟ้าซึง่ จะเปลย่ี นพลงั งานไฟฟา้ ใหเ้ ป็นพลังงานกล ในระบบปรับอากาศน้ัน เครอ่ื งสบู น้าจะสามารถพบไดท้ ้งั ในระบบน้าเย็น (ปมั๊ น้าเย็น) และระบบน้าระบายความร้อน (ปั๊มน้าหล่อเย็น) รปู ท่ี 3-55 ป๊มั น้า 3-78 กลุม่ วจิ ยั EnConLab มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยพี ระจอมเกล้าธนบรุ ี
ประเภทของป๊มั ป๊มั แรงเหว่ยี ง หลกั การทางาน คอื พลังงานจะเข้าสู่ปัม๊ โดยผ่านเพลาซ่ึงมีใบพัดตดิ อยู่ เม่ือ ใบพัดหมนุ ของเหลวภายในป๊มั จะไหลจากสว่ นกลางของใบพดั ไปสู่ส่วนปลายของใบพัด (vane) ซึง่ จากการกระทาของแรงเหว่ยี งจากแผน่ ใบพดั นี้ จะทาใหเ้ ฮดความดัน (Pressure head) ของเหลวเพ่ิมขึ้น เม่ือของเหลวได้รับความเร่งจากแผ่นใบพัดก็จะทาให้มีเฮดความเร็วสูงขึ้น ส่งผลให้ของเหลวไหลจากปลายของใบพดั เขา้ สู่เสอื้ ปัม๊ แลว้ ออกไปสูท่ างออกปม๊ั ปั๊มโรตารี่ หลักการทางานโดยของเหลวถูกดูดเข้าและอัดปล่อยออกโดยการหมุนรอบจุด ศนู ยก์ ลางของเครือ่ งมือกล ซี่งมชี ่องว่างให้ของเหลวไหลเข้าทางด้านดดู และเก็บอยู่ระหวา่ งผนงั ของหอ้ งสูบกับชน้ิ ส่วนท่หี มุนหรือโรเตอร์ (Rotor) จนกวา่ จะถึงด้านจา่ ย การหมุนของโรเตอร์ จะกอ่ ให้เกิดการแทนทเ่ี ปน็ การเพิ่มปรมิ าตรของของเหลว (Positive Displacement) ให้ ทางด้านจา่ ย ปม๊ั ลกู สูบชัก (Reciprocating Pump) เป็นประเภททเ่ี พิม่ พลังงานให้แก่ของเหลวโดยการ เคล่อื นทข่ี องลกู สบู เข้าไปอดั ของเหลวใหไ้ หลไปสู่ทางดา้ นจ่าย ปรมิ าตรของของเหลวทสี่ บู ไดใ้ น แตล่ ะคร้งั จะเท่ากับผลคูณของพื้นที่หน้าตดั ของกระบอกสูบกบั ช่วงชกั ของกระบอกสูบน้นั พัดลม พดั ลมเป็นอปุ กรณท์ างกลอีกชนิดทข่ี ับดว้ ยมอเตอร์ พัดลม และปั๊มมคี วามคล้ายคลงึ กนั แตกตา่ ง กันท่ีพัดลมทาใหอ้ ากาศไหล ในขณะท่ปี ๊ัมทาใหข้ องเหลวไหล พลังงานกลจากมอเตอร์จะทาให้ความดันของ อากาศที่เขา้ สู่พดั ลมสูงขึ้น และสามารถเอาชนะแรงเสียดทานในท่อทางทอี่ ากาศไหลผา่ น และความดนั รวม ของอากาศจะลดลงเร่ือยๆ จนถงึ จดุ ใช้งาน พัดลมสามารถแบ่งประเภทไดต้ ามทศิ ทางการไหลของอากาศ และระนาบการหมนุ ของพัด ไดด้ ังน้ี พดั ลมตามแนวแกน (Axial Fan) พดั ลมแบบนี้ ทิศทางของอากาศ กับแนวแกนใบพดั อย่ใู นแนว เดียวกัน มีคุณสมบตั ทิ ่คี วามดันอากาศที่สรา้ งไม่สงู และใหอ้ ตั ราการไหลท่ีสงู มกั ตดิ ตงั้ ในท่อลม มีใช้ในงาน อุตสาหกรรม และปรับอากาศ ระบายอากาศ พดั ลมแรงเหวยี่ ง (Centrifugal Fan) พัดลมแบบน้ี ทิศทางของอากาศตง้ั ฉากกับรัศมีของใบพดั เหมือนอากาศถูกเหวี่ยงออกจากศูนย์กลาง มีคุณสมบัติที่ความดันอากาศท่ีสูง มีใช้ในงานอุตสาหกรรม และปรบั อากาศ คู่มือการอนรุ ักษ์พลงั งาน 3-79 V.2022
รปู ที่ 3-56 พดั ลม รปู ที่ 3-57 ลกั ษณะสมบัตขิ องพดั ลม 3-80 กลุ่มวจิ ัย EnConLab มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยพี ระจอมเกล้าธนบรุ ี
3.7.2 แนวทางการประหยดั พลงั งาน มอเตอรไ์ ฟฟ้า มอเตอรจ์ ัดเป็นอุปกรณไ์ ฟฟา้ ที่ใช้พลังงานสงู สดุ ในโรงงาน ดังน้ันประสิทธิภาพมอเตอรท์ เ่ี ราใช้จึง สาคัญและมีผลตอ่ ค่าใช้จา่ ยพลงั งานมากที่สุด มอเตอร์ท่มี ีขายในท้องตลาดโดยท่ัวๆ ไป บางบรษิ ัทได้มกี าร ผลิตตามมาตรฐาน แตบ่ างบริษทั กต็ ้องการผลติ มอเตอร์ท่มี รี าคาถกู จงึ ใช้ส่วนประกอบคุณภาพต่า ทาให้ มอเตอรก์ นิ ไฟสงู ส้นิ เปลอื งพลังงานไฟฟ้าและมีอายกุ ารใชง้ านสั้น 1) มาตรการเปลย่ี นมาใช้มอเตอรไ์ ฟฟา้ ประสิทธภิ าพสูง มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง เป็นมอเตอร์อินดักช่ันท่ีผู้ผลิตออกแบบและผลิตให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น โดยมสี ่วนประกอบโครงสร้างท่ีปรบั ปรงุ ขน้ึ จากมอเตอรท์ ่ัวไปดังน้ี คณุ ภาพของแกนเหลก็ สาหรับมอเตอร์ประสิทธภิ าพสูงจะเลือกใชแ้ ผ่นเหลก็ ซิลิกอนเคลอื บ ดว้ ยฉนวนทีม่ คี ุณภาพสูงชนิด High Grade Silicon Steel ซ่ึงลดการสญู เสียในแกนเหล็ก ลงครง่ึ หนงึ่ เมอ่ื เทยี บกบั แกนเหลก็ ทม่ี สี ว่ นผสมคารบ์ อนต่า (Low Carbon Laminated Steel) ทใี่ ช้ในมอเตอรธ์ รรมดาท่ัวๆ ไป แผน่ เหลก็ ทใี่ ชป้ ระกอบเป็นแกนเหลก็ สเตเตอรแ์ ละโรเตอร์จะมคี วามบางกวา่ เพอ่ื จะเพมิ่ ความ ต้านทานของแผ่นเหล็กทาให้กระแสไหลวน (Eddy Current) น้อยลงลดการสูญเสีย ในแกนเหล็กลงแตม่ ีราคาสงู คู่มอื การอนุรักษพ์ ลังงาน 3-81 V.2022
เพมิ่ ขนาดของตวั นาทองแดงทส่ี เตเตอร์ใหญก่ วา่ ที่ใช้ในมอเตอรท์ ั่วๆไป 35 – 40% เพมิ่ ขนาด ตวั นาท่ฝี งั อยู่ในโรเตอร์และตวั นาวงแหวนที่ปิดลัดวงจรท่หี ัวท้ายของโรเตอรใ์ ห้ใหญ่ขึน้ เพ่อื ลด ความตา้ นทาน ทาให้ลดการสญู เสีย I2 R ที่เปล่ียนเป็นความรอ้ น รอ่ งสลอตแกนเหลก็ สเตเตอร์ใหญแ่ ละยาวขน้ึ ทาให้รองรับตัวนาทองแดงที่ใช้ขนาดใหญ่ขึน้ แกนเหล็กที่ขยายความยาวออกไปทาให้เพ่ิมพื้นท่ีแกนเหล็ก ลดความหนาแน่นขอ ง สนามแมเ่ หลก็ และมีผลทาใหต้ วั ประกอบกาลังไฟฟา้ (Power Factor) สงู ขึ้น กระแสไฟฟา้ ไหลเข้าขดลวดสเตเตอร์จะได้ลดลง ลดชอ่ งวา่ งอากาศระหว่างสเตเตอรแ์ ละโรเตอร์ ทาใหค้ วามต้านทานตอ่ เส้นแรงแม่เหลก็ จากส เตเตอร์ไปโรเตอร์น้อยลง ทาให้เส้นแรงแม่เหล็กสูงข้ึนและลดเส้นแรงแม่เหล็กรั่วไหลออก มอเตอรจ์ ะใชพ้ ลังงานไฟฟ้าลดลง แตไ่ ด้แรงบิดเท่าเดิม และยงั ลดการสูญเสียในสภาวะการใช้ งานลง (Stray losses) ใชต้ ลับลกู ปนื ทมี่ แี รงเสยี ดทานนอ้ ยลง ทาใหป้ ระสทิ ธภิ าพของมอเตอรส์ ูงขน้ึ ใชพ้ ดั ลมระบายความรอ้ นทล่ี ดแรงเสียดทานลมและมขี นาดเลก็ มาตรฐาน IEC ได้จัดมอเตอรเ์ ป็น 4 เกรด คือ มอเตอร์มาตรฐาน (standard motor) เรยี กวา่ IE1 มอเตอร์ประสทิ ธิภาพสูง(High efficiency motor) หรอื IE2 และประสทิ ธภิ าพสงู พิเศษ (Premium efficiency)หรือ กลุม่ IE3 ซ่ึงจะมีประสิทธิภาพสงู กว่ามอเตอร์ธรรมดา 2-4 % ในบา้ นเรามอเตอร์ท่ีใช้กัน ส่วนใหญ่อยู่ในกลุ่มมอเตอร์ธรรมดา ปัจจุบันมีการนามอเตอร์ประสิทธิภาพสูงสุด หรือ IE4 ซึ่ง ประสิทธิภาพสงู กว่า IE3 ถงึ รอ้ ยละ 15 เข้าสตู่ ลาดแล้ว และคาดว่าจะแพรห่ ลายมากข้นึ 3-82 กล่มุ วิจัย EnConLab มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบุรี
รปู ท่ี 3-58 มอเตอร์ไฟฟา้ ในปัจจุบนั นอกจากมอเตอรท์ ่ีไดร้ ับมาตรฐาน (IE1) แล้วยังมกี ารผลติ มอเตอรท์ ี่มีประสิทธิภาพสูง เปน็ พิเศษ (IE2) ออกจาหน่ายด้วย แต่มีราคาสูงกวา่ มอเตอร์ทว่ั ไปที่มีขายอย่ปู ระมาณ 20–25% เพราะ ตอ้ งใช้สว่ นประกอบท่ีมีคุณภาพสูงมอเตอร์ไมร่ ้อนทาให้มีอายกุ ารใช้งานยาวนานกว่ามอเตอร์ทวั่ ไป ทาให้ ประหยัดค่าไฟฟ้าซ่ึงเป็นส่วนหนึ่งของต้นทุนการผลิต เม่ือคิดคานวณดูแล้วจะคุ้มเมื่อเลิกใช้มอเตอร์ มาตรฐาน มอเตอร์ประสิทธภิ าพสงู ทางานมคี ่าประสิทธิภาพประมาณ 90% ในช่วงภาระโหลด (Load) ท่ีกวา้ ง คือ ตงั้ แต่ 70–130% ของพิกัด (Rated Load) ในขณะทีม่ อเตอรม์ าตรฐานน้ัน มคี า่ ประสิทธิภาพดที ี่สดุ ประมาณ 82% อยใู่ นชว่ งภาระงานแคบๆ คอื 50-60% ของพิกัดเทา่ นนั้ นอกจากให้คา่ ประสิทธิภาพท่ตี า่ กว่า แลว้ ยังมขี ้อสังเกตสาหรับมอเตอรม์ าตรฐานท่ีเห็นไดอ้ กี ประการหนึ่งว่า ถา้ จะนามอเตอร์มาตรฐาน ขนาด 5 แรงมา้ ตัวนไ้ี ปใช้ทางานจริง ควรที่จะออกแบบใหร้ บั ภาระงานเพียง 50 – 60% ของพกิ ัด หรือ ประมาณ 2–3 แรงม้าเท่าน้ัน จงึ จะเป็นการใชง้ านท่ีประหยัดท่ีสุด ซ่ึงนอกจากจะสิ้นเปลอื งพลังงาน และตอ้ ง มีขนาดใหญเ่ กนิ ความจาเป็น คมู่ อื การอนรุ ักษพ์ ลังงาน 3-83 V.2022
2) มาตรการตดิ ตงั้ อุปกรณป์ รบั ความเรว็ รอบ อปุ กรณ์ปรบั ความเรว็ รอบ หรอื VSD ควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ ตัวอย่าง เช่น ในระบบปรับ อากาศและระบายอากาศมอเตอร์ทใ่ี ช้ในงานปรบั อากาศและระบายอากาศมีมายมายหลายประเภท มักเป็น มอเตอรต์ ัวใหญ่ เช่น มอเตอร์พัดลม AHU, มอเตอร์พัดลมระบายอากาศ, Cooling Tower, มอเตอร์พดั ลมอดั อากาศในช่องบันไดหนไี ฟ (PRESSUZRIED FAN) ฯลฯ มอเตอร์เหล่าน้ีมกั มีขนาดใหญ่ มี กาลังไฟฟา้ มาก อุปกรณค์ วบคุม จึงต้องรองรับการทางานที่ตอ้ งใชก้ ระแสไฟฟ้ามาก การกระชากของ กระแสตอนเร่มิ สตาร์ทมอเตอร์ ทั้งค่าใชจ้ ่ายอุปกรณค์ วบคุม อุปกรณป์ ้องกันความเสยี หายของมอเตอร์ และคา่ ไฟฟา้ กม็ ากขึน้ เดิมทใี นระบบน้าเย็น (Chilled water) วิธที เ่ี ราควบคมุ ปรมิ าณน้าและแรงดนั ให้ไดต้ ามค่าท่ี ต้องการ ระบบเดิมส่วนใหญ่จะเปน็ การปรบั หรี่วาลว์ ซ่ึงทาใหเ้ กดิ pressure drop คร่อมทวี่ าล์วหรอื บาง ระบบอาจจะมกี ารใช้ Bypass Valve เป็นการลดปริมาณน้า และแรงดันส่วนเกนิ เปน็ ตน้ ทาให้ปรมิ าณน้า รวมที่จ่ายตลอดเวลาทปี่ ๊ัมทางานเกินคา่ ที่ตอ้ งการอยู่อย่างตอ่ เนอ่ื ง ซึ่งเม่ือคิดเป็นค่าไฟแล้วจะเป็นปริมาณ ไฟฟ้าที่สูญเสียไปอยู่ตลอดเวลาเชน่ กัน ตวั อยา่ งเชน่ เครื่องทาน้าเย็นของระบบปรับอากาศแบบรวมศูนย์ จะมปี ั๊มน้าสาหรับสูบน้าไปใช้งาน โดยใช้วาลว์ เปน็ ตัวควบคุมอัตราการไหล แต่ป๊ัมมขี นาดใหญ่ ปริมาณอตั รา การไหลมากเกินความตอ้ งการ จึงลดอตั ราการไหลด้วยวธิ ีการหรวี่ าลว์ ซ่งึ ลกั ษณะดงั กล่าวจะทาให้มอเตอร์ ตอ้ งใชพ้ ลังงานสงู ตลอดเวลา ถงึ แมป้ ริมาณการใชน้ ้าจะลดลงกต็ าม ดงั นนั้ จงึ ควรควบคมุ ความเรว็ รอบ ของมอเตอรด์ ้วย VSD แล้วเปิดวาล์ว 100% โดยปรับความเรว็ รอบของมอเตอรแ์ ทน หรือบางกรณีอาจมี การเปิดวาล์ว 100% อยู่แล้ว แต่อัตราการไหลเกนิ ความต้องการ ส่งผลใหผ้ ลต่างอุณหภมู ิของน้าด้านเข้า- ออกจากเครือ่ งทานา้ เย็น (Chiller) มีค่าแคบลง ซ่งึ จะทาให้เคร่ืองทาน้าเย็นตอ้ งทางานหนกั ข้นึ ดังน้นั การ ควบคมุ ความเรว็ รอบมอเตอรด์ ว้ ย VSD จะช่วยให้ประหยัดพลงั งาน โดยพลังงานท่ีใชจ้ ะลดลง เปน็ สดั สว่ น ยกกาลังสาม VSD เป็นอุปกรณค์ วบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับโดยการปรบั -ลดความถไี่ ฟฟ้า จาก 0-800 Hz. ใช้ได้กับมอเตอร์ท่ีมีกาลังไฟฟ้าตั้งแต่ 0.75-600 kW แรงดันไฟฟ้า 220/380/440V/575V/690V -15%~15% อปุ กรณ์ VSD ใชเ้ ทคโนโลยแี บบ Voltage Vector Control (VVC) ทาให้ระสิทธิภาพการควบคุมไม่ให้มีการสูญเสียพลังงานความร้อนในตัวมอเตอร์และมีอุปกรณ์ กาจัดสญั ญาณรบกวนท่เี ป็นอุปกรณม์ าตรฐานของเครื่องป้องกันการรบกวนสัญญาณควบคมุ และยัง ส่งผลดีในการประหยัดพลังงานอกี ด้วย 3-84 กลมุ่ วจิ ัย EnConLab มหาวิทยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบรุ ี
3) มาตรการบารงุ รกั ษา นอกเหนอื จากมาตรการอนรุ กั ษพ์ ลงั งานทไี่ ดก้ ลา่ วถงึ แลว้ การบารงุ รกั ษากม็ ผี ลตอ่ การใชพ้ ลงั งาน ของมอเตอร์ ซงึ่ ผใู้ ชค้ วรตรวจสอบในประเดน็ ตอ่ ไปนี้ การหล่อล่ืน การอัดจาระบี ทรี่ องล่ืนของมอเตอร์ และเกยี ร์ตอ้ งเหมาะสมตามทผ่ี ู้ผลติ แนะนา การอดั จาระบมี าก ไปหรือนอ้ ยไป จะเพิ่มความเสียดทานและทาให้อายุรองลน่ื ส้ัน นอกจากนี้จาระบีท่ีมากเกนิ ไป จะทาใหเ้ กิด การสะสมของจาระบี และส่ิงสกปรกท่ขี ดลวด ทาให้มีความร้อนสะสม และเสียหายได้ ดังน้ันควรอดั จาระบี การระบายความรอ้ น มอเตอร์ทางานได้ดีเมื่อมีการระบายความร้อนท่ีดี เม่ือใช้งานไปฝุ่นละอองส่ิงสกปรกจะมาเกาะ มอเตอร์ ทาใหก้ ารระบายความรอ้ นตา่ ลง อณุ หภมู ิที่สูงข้นึ จะทาให้ความตา้ นทานของขดลวดเพิ่มข้ึน และ การสญู เสียมากขึ้น อุณหภมู มิ อเตอร์ท่สี ูงข้ึน 25oC จะหมายถงึ การสูญเสียทเ่ี พิ่มขึ้นร้อยละ 10 จึงควร พจิ ารณาในเรอ่ื งตาแหน่งติดตงั้ อยใู่ นที่ร่ม อากาศถ่ายเท และทาความสะอาดเปลอื กนอกของมอเตอร์อย่าง น้อยปีละครัง้ การควบคมุ แรงดนั ไฟฟ้าใหเ้ หมาะสม มอเตอร์แบบเหนี่ยวนา จะทางานไดด้ ีมปี ระสิทธิภาพสูงเมือ่ ไดร้ ับระดับแรงดนั ทถ่ี กู ต้อง แรงดันที่ สมดุลย์กันทกุ เฟส และแรงดนั ที่ปราศจากฮาร์มอนิกส์ ระดบั แรงดันมีผลต่อประสิทธภิ าพคือ ทรี่ ะดนั แรงดันไฟฟา้ ที่ไม่สมดุลยเ์ กินร้อยละ 2 จะเพิ่มความสูญเสยี ข้ึนถงึ รอ้ ยละ 25 ดงั นน้ั แรงดันไฟฟ้าทป่ี ้อนให้ มอเตอร์ ไมค่ วรเสยี สมดลุ เกิน 1% ระดบั แรงดันควรมีคา่ ใกลเ้ คยี งแรงดันพกิ ดั ของมอเตอร์ สาหรบั แรงดนั ทีม่ ีฮาร์มอนิกสม์ ากจะทาให้มอเตอร์ร้อนขนึ้ และแรงบิดของมอเตอร์ลดลง มอเตอรท์ ี่รอ้ นเกนิ ไป จะทาให้ อายกุ ารใช้งานส้ันลง การสง่ กาลัง มอเตอร์จะมีประสิทธิภาพสูง การสง่ กาลงั จากมอเตอร์ไปสู่อุปกรณท์ างกลตอ้ งมปี ระสิทธิภาพสูง ด้วย การส่งกาลังมไี ดห้ ลายลกั ษณะ เชน่ การต่อกบั เพลาโดยตรง ต่อผ่านกระปกุ เกียร์ โซ่ หรือสายพาน ฯลฯ การใชส้ ายพานจะการสูญเสยี เกิดข้นึ เสมอ เมื่อใช้ไปจะยืด สึก และหยอ่ น ทาให้เกดิ การไหลเลื่อน (Slip) การสญู เสยี ตรงนอี้ าจสูงถึงร้อยละ 5 แต่มักถกู ละเลย จึงจาเป็นตอ้ งมกี ารบารุงรกั ษา โดยปรับความ ตงึ อยา่ งสม่าเสมอ ดังนั้นควรตรวจสอบและปรับแตง่ ความตึงสายพานส่งกาลังทุกเดือน ค่มู ือการอนรุ กั ษ์พลังงาน 3-85 V.2022
สาหรบั ความถีใ่ นการบารุงรกั ษา หากไมม่ ขี ้อกาหนดเปน็ อย่างอน่ื อาจใช้ระยะเวลาดังนี้ การดาเนนิ การ ระยะเวลาทเ่ี หมาะสม 1. อดั จาระบี หรือเปล่ยี นสารหล่อล่ืน ทกุ 6 เดือน 2. ตรวจสอบสภาพชดุ เกียร์สง่ กาลัง (ถา้ ม)ี และปรับแต่งความตึงสายพาน (ถ้ามี) ทุกเดอื น 3. บนั ทกึ ค่ากระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟา้ และกาลงั ไฟฟา้ ท่จี า่ ยใหม้ อเตอร์ รวมทั้ง ทุกวัน ป๊มั นา พดั ลม แนวทางในการอนรุ ักษ์พลงั งานสาหรบั ระบบป๊ัมน้า พดั ลม มีดงั น้ี 1. การเปลย่ี นขนาดป๊ัม หรอื พดั ลม ใหเ้ หมาะสมกบั อตั ราการไหล และเฮดทต่ี อ้ งการ ปมั๊ และเครอ่ื งสบู น้าท่ีมีขนาดใหญเ่ กินภาระ ทาให้ต้องทางานท่ีอตั ราการไหล และความดันสงู เกิน ความจาเปน็ จะทาให้เกดิ ความสญู เสียท่ีเกินความจาเป็น ทาใหป้ ระสิทธิภาพการใช้พลังงานไฟฟ้าโดยรวม ต่า สามารถปรับลดไดโ้ ดยการลดขนาดของเคร่อื งให้ใกลเ้ คยี งกบั ภาระควรเปล่ยี นไปใช้ปมั๊ ขนาดเลก็ หลาย ตัวเพ่ือให้ปั๊มแต่ละชุดทางานใกล้เคียงกับพิกัดให้มากท่ีสุดและประสิทธิภาพการใช้งานสูงขึ้น เจียหรือ ปรับแตง่ ใบพัดเพื่อลดขนาดลง การปรับความเรว็ รอบของมอเตอร์ให้มคี วามเรว็ รอบต่าลง หรือแม้จะใช้วธิ ที ่ี มีประสิทธิภาพตา่ เชน่ การหรวี่ าล์ว กย็ งั ดีกว่าการไมค่ วบคมุ เลย หรือการปลอ่ ยผ่าน (Bypass) 2. การเจยี รแตง่ ใบพดั ปม๊ั , เปลี่ยนใบพดั ถ้าป๊ัมมีขนาดใหญ่กว่าภาระมาก อัตราการไหลหรือเฮดจะสูงกว่าความต้องการใช้งานมาก จาเป็นตอ้ งใช้วาล์วหรี่ ซึง่ ป๊ัมจะตอ้ งทางานเอาชนะความเสยี ดทานที่เพ่ิมขึ้น การปรับปรุงที่ลงทุนน้อยทส่ี ดุ ก็ คือการเจยี รแตง่ ใบพดั หรอื เปลย่ี นใบพัดที่มขี นาดเล็กลง ทัง้ นเี้ นือ่ งจากอตั ราการไหลจะแปรผันตามขนาด เส้นผา่ นศูนยก์ ลาง และเฮดของปม๊ั จะแปรผันตามเส้นผา่ นศูนย์กลางกาลังสอง 3. การใชป้ ม๊ั นา้ ขนาดเลก็ หลายชดุ และเดนิ เครอื่ งตามจานวนทจี่ าเปน็ ในกรณีทอ่ี ตั ราการไหลมีการเปลยี่ นแปลงกวา้ ง และมกี ารตดิ ตัง้ ปม๊ั น้าขนาดเลก็ ลงหลายชุด เม่อื อัตราการไหลทต่ี ้องการลดลงแล้ว ควรมีสวิตซ์อัตโนมัตติ ัดปมั๊ นา้ บางเคร่ืองออก และใช้งานเท่าทีจ่ าเป็น ใน กรณีทม่ี ปี ั๊มหลายชดุ เดนิ ขนานกัน การควบคมุ ด้วยสวติ ซ์ ความดนั จะสามารถหยดุ ป๊ัมทไี่ มจ่ าเปน็ ลดลงได้ 3-86 กลมุ่ วจิ ยั EnConLab มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบุรี
4. การเปลย่ี นปั๊ม หรอื พดั ลม ทช่ี ารดุ สมรรถนะลดลง เมอื่ ป๊ัมชารุด เช่น ใบพัดสึก หกั บุชช่ิง แหวน แบร่งิ ชารุด จะทาให้คณุ ลักษณะการทางาน เปลยี่ นไปอย่างมาก ทงั้ สมรรถนะของปมั๊ และกาลังพิกดั จะตกลงอย่างมาก ควรดาเนนิ การซอ่ มแซมและ ปรับเปล่ียนทนั ที 5. การใชป้ มั๊ นา้ ความดนั สงู เฉพาะจดุ หากมกี ารใชง้ านความดนั สูงในบางจุด ควรติดตัง้ เครือ่ งสูบน้าความดันสูง (Booster Pump) แยก เฉพาะสาหรับจุดเท่าน้ัน สว่ นทเ่ี หลือก็ใช้ความดนั ต่า เน่ืองจากการผลิตที่ความดันสูง และนามาลดความดัน แลว้ ใช้งานจะสญู เสยี พลังงาน 6. การใชต้ วั ปรับความเรว็ รอบ (VSD) กบั ปม๊ั พดั ลม การใช้งานควบคุมอัตราการไหลท่ีไม่เต็มพิกัด และแปรเปลี่ยนสามารถใช้ตัวปรับความเร็วรอบ (VSD) ควบคุมความเร็วมอเตอร์ให้เหมาะสมกับภาระได้ตลอดเวลา เป็นวิธีท่ีมีประสิทธิภาพสูงกว่าการ ควบคุมวธิ กี ารอ่ืน พลงั งานที่มอเตอร์ใช้จะลดลงอยา่ งมาก 7. การบารงุ รกั ษาปม๊ั นา้ อยา่ งถกู ตอ้ งเหมาะสมตามวาระ ดงั นี้ ควรทาความสะอาดตัวกรองสารแขวนลอย ทุก 6 เดอื น ควรตรวจสอบการรั่วซึม แตกรา้ ว ทปี่ ๊ัมและทอ่ รวมทัง้ ซ่อมแซม เปน็ ระยะ ควรทาความสะอาดใบพัดและชิน้ ส่วนต่างๆ ทกุ ปี คู่มือการอนรุ ักษพ์ ลังงาน 3-87 V.2022
3.7.3 การตรวจวดั ประสทิ ธภิ าพพลงั งาน มอเตอร์ไฟฟ้า การตรวจวัดมอเตอรไ์ ฟฟ้า ได้แกก่ ารตรวจวัดค่าต่อไปนี้ หมายเลข คา่ ทีต่ รวจวัด ตัวแปร หน่วย เครื่องมือท่ีใช้ 1 กระแสไฟฟ้า I A เครอื่ งวดั กาลังไฟฟ้า 2 กาลังไฟฟ้า P kW เครอ่ื งวัดกาลังไฟฟ้า 3 แรงดันไฟฟา้ แตล่ ะเฟส V V เครอื่ งวดั กาลงั ไฟฟ้า 4 ความเร็วรอบ n rpm เครื่องวดั ความเร็วรอบ 5 อุณหภมู มิ อเตอร์ T C เครอ่ื งวัดอณุ หภูมิแบบสมั ผัส 6 เสียง - - Visual Inspection 7 การสน่ั สะเทอื น - - Visual Inspection V , I , PF,P n 3-88 กลมุ่ วิจยั EnConLab มหาวิทยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกล้าธนบุรี
ปมั๊ นา การตรวจวัดปัม๊ น้า มีการตรวจวัดคา่ ดังตอ่ ไปน้ี หมายเลข ค่าท่ตี รวจวดั ตวั แปร หนว่ ย เครือ่ งมอื ท่ีใช้ 1 กระแสไฟฟา้ I A เครอ่ื งวัดกาลงั ไฟฟ้า 2 กาลงั ไฟฟา้ P kW เครื่องวัดกาลงั ไฟฟ้า 3 แรงดนั ไฟฟา้ แตล่ ะเฟส V V เครื่องวดั กาลงั ไฟฟ้า 4 ความดันด้านเข้าของปั๊มน้า Ps Barg เกจวดั ความดัน 5 ความดันด้านจ่ายของป๊ัมนา้ Pd Barg เกจวัดความดัน 6 การตรวจสอบการหรี่วาลว์ - - Visual Inspection คู่มอื การอนรุ กั ษ์พลงั งาน 3-89 V.2022
พัดลม การตรวจวัดพัดลม มีการตรวจวัดคา่ ดังต่อไปน้ี หมายเลข คา่ ทต่ี รวจวัด ตวั แปร หนว่ ย เครอื่ งมอื ท่ีใช้ 1 กระแสไฟฟา้ 2 กาลงั ไฟฟ้า I A เคร่อื งวดั กาลังไฟฟ้า 3 แรงดันไฟฟา้ แต่ละเฟส 4 ความเรว็ รอบ P kW เครือ่ งวดั กาลังไฟฟ้า 5 อตั ราการไหลของลม 6 การตรวจสอบการหรว่ี าลว์ V V เครอ่ื งวดั กาลังไฟฟ้า n rpm เครอ่ื งวดั ความเรว็ รอบ - - Visual Inspection - - Visual Inspection 3-90 กล่มุ วิจัย EnConLab มหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลา้ ธนบุรี
3.7.4 เกณฑช์ ว้ี ดั เกณฑช์ วี้ ดั เป็นคา่ ท่ีบง่ บอกว่ามอเตอร์ และระบบทขี่ บั มีประสิทธิภาพหรอื ไม่ ตารางท่ี 3-7 เกณฑ์การใช้พลงั งานสาหรับมอเตอร์ ป๊ัม และพัดลม พารามเิ ตอร์ คา่ ทเ่ี หมาะสม 1. ภาระของมอเตอร์ >60% 2. อายุมอเตอร์ ควรน้อยกว่า 10 ปี 3. จานวนครั้งในการพนั ใหม่ มอเตอร์ขนาดเลก็ ไม่ควรพันใหม่ 4. การหรวี่ าลว์ หรือ แดมป์เปอร์ มอเตอร์ขนาดใหญ่ ไม่ควรเกนิ 1 ครง้ั 5. ความดันครอ่ มป๊ัม และพัดลม ไม่มกี ารหรี่ 6. อตั ราการไหลของนา้ หรืออากาศ ควรใกล้เคียงความดันตกคร่อมพกิ ดั ควรใกลเ้ คียงความต้องการใชง้ าน ค่มู ือการอนรุ กั ษพ์ ลงั งาน 3-91 V.2022
Search
