10 ใบความรู้หน่วยการเรยี นรทู้ ่ี 5 การวเิ คราะหแ์ ละจัดทารายงานการใช้พลงั งานไฟฟ้า อปุ กรณไ์ ฟฟา้ อืน่ ๆ ในอาคารและโรงงานอุตสาหกรรม เค้าโครงเน้ือหา ตอนที่ 5.1 เครอ่ื งจกั รในกระบวนการผลิต เรอ่ื งท่ี 1.1 องคป์ ระกอบของระบบ เรอ่ื งท่ี 1.2 นิยามประสทิ ธภิ าพหรอื สมถรรนะ เรอ่ื งท่ี 1.3 กฎหมายทเ่ี กีย่ วข้อง เร่อื งท่ี 1.4 แนวทางการสารวจและการเก็บข้อมูลวเิ คราะหป์ ระสิทธภิ าพ เรื่องที่ 1.5 ตัวอย่างมาตรการทป่ี ระสบผลสาเร็จ ตอนท่ี 5.2 เครอ่ื งสูบนา้ เรอ่ื งที่ 2.1 องคป์ ระกอบของระบบ เรื่องที่ 2.2 นิยามประสทิ ธภิ าพหรอื สมถรรนะ เรื่องท่ี 2.3 กฎหมายที่เกีย่ วข้อง เร่อื งที่ 2.4 แนวทางการสารวจและการเก็บขอ้ มลู วิเคราะห์ประสิทธิภาพ เรอ่ื งที่ 2.5 ตัวอย่างมาตรการที่ประสบผลสาเร็จ ตอนท่ี 5.3 ระบบอดั อากาศ เรอ่ื งท่ี 3.1 องค์ประกอบของระบบ เร่ืองที่ 3..1 นิยามประสทิ ธิภาพหรอื สมถรรนะ เรื่องที่ 3.3 กฎหมายทเ่ี ก่ียวข้อง เรอ่ื งที่ 3.4 แนวทางการสารวจและการเก็บขอ้ มูลวิเคราะห์ประสิทธภิ าพ เรื่องที่ 3.5 ตวั อย่างมาตรการที่ประสบผลสาเร็จ ตอนท่ี 5.4 หอผงึ่ นา้ เรอ่ื งท่ี 4.1 องคป์ ระกอบของระบบ เรื่องที่ 4.2 นยิ ามประสทิ ธิภาพหรอื สมถรรนะ เร่อื งท่ี 4.3 กฎหมายทเ่ี กย่ี วขอ้ ง เรื่องท่ี 4.4 แนวทางการสารวจและการเก็บขอ้ มูลวเิ คราะห์ประสิทธภิ าพ เรื่องที่ 4.5 ตวั อย่างมาตรการที่ประสบผลสาเร็จ
11 ตอนท่ี 5.5 เตาอตุ สาหกรรม เร่ืองท่ี 5.1 องค์ประกอบของระบบ เรอ่ื งท่ี 5.2 นิยามประสทิ ธภิ าพหรอื สมถรรนะ เร่อื งที่ 5.3 กฎหมายท่เี ก่ยี วขอ้ ง เรือ่ งท่ี 5.4 แนวทางการสารวจและการเกบ็ ขอ้ มลู วเิ คราะหป์ ระสิทธิภาพ เรอ่ื งท่ี 5.5 ตวั อย่างมาตรการที่ประสบผลสาเร็จ ตอนท่ี 5.6 หม้อไอน้า เรอื่ งที่ 6.1 องคป์ ระกอบของระบบ เรื่องที่ 6.2 นิยามประสิทธิภาพหรือสมถรรนะ เรื่องท่ี 6.3 กฎหมายทเี่ กย่ี วข้อง เรื่องท่ี 6.4 แนวทางการสารวจและการเก็บขอ้ มลู วเิ คราะห์ประสิทธิภาพ เรื่องท่ี 6.5 ตัวอย่างมาตรการที่ประสบผลสาเร็จ ตอนท่ี 5.7 มอเตอร์ไฟฟา้ เรื่องที่ 7.1 องคป์ ระกอบของระบบ เรอ่ื งที่ 7.2 ประสิทธิภาพและการสูญเสียในมอเตอร์ไฟฟ้า เรอ่ื งที่ 7.3 สมรรถนะการใชง้ านและคา่ ตัวประกอบกาลงั ของมอเตอร์ เรอ่ื งที่ 7.4 การพันขดลวดมอเตอร์ใหม่ เรอ่ื งท่ี 7.5 การเลือกใช้อุปกรณ์ควบคมุ ความเร็วรอบมอเตอร์
12 ตอนท่ี 5.1 เคร่อื งจักรในกระบวนการผลิต โปรดอ่านหัวเร่ือง วตั ถุประสงคใ์ นตอนที่ 5.1 แล้ว จงึ ศกึ ษาเนอ้ื หาสาระโดยละเอยี ดต่อไป หัวเรื่อง เรือ่ งที่ 1.1 องค์ประกอบของระบบ เรื่องที่ 1.2 นิยามประสิทธภิ าพหรือสมถรรนะ เรอ่ื งที่ 1.3 กฎหมายที่เก่ยี วข้อง เรือ่ งที่ 1.4 แนวทางการสารวจและการเกบ็ ขอ้ มลู วิเคราะห์ประสิทธภิ าพ เร่ืองที่ 1.5 ตัวอยา่ งมาตรการทปี่ ระสบผลสาเรจ็ วตั ถุประสงค์ 1. อธิบายองค์ประกอบของระบบเครื่องจักรในกระบวนการผลิต 2. อธบิ ายนยิ ามประสทิ ธิภาพของเครื่องจักรในกระบวนการผลติ 3. อธบิ ายแนวทางการสารวจและการเก็บข้อมลู การวเิ คราะห์ประสทิ ธิภาพ 4. อธบิ ายตัวอย่างมาตรการที่ประสบผลสาเร็จ
13 เรอื่ งท่ี 5.1.1 องค์ประกอบของระบบ เคร่ืองจักรในกระบวนการผลิตหมายถึง เครื่องจักรที่ใช้ในการผลิตสินค้า อาจจะเป็นเคร่ืองจักรเพียงชุดเดียว หรือเคร่ืองจักรขนาดใหญ่ ที่ประกอบด้วยเครื่องจักรหลายๆชุด ทาการผลิตแบบต่อเนื่องกัน ก็ได้ ซึ่งแต่ละส่วนจะมี มอเตอรข์ นาดต่างๆ หลายชดุ หรอื โหลดประเภทอ่นื ๆ รวมอย่ใู นเครอ่ื งเดยี วกนั ยกตัวอยา่ งเซ่น 1. เคร่อื งฉีดพลาสตกิ ประกอบด้วย Main มอเตอร์ และ Heater 2. เตาอบ ประกอบด้วยมอเตอร์ขบั ลูกกล้ิง(Roller)และ Blowerมอเตอร์ในการCirculate อากาศภายในเตา 3. เครอื่ งผลิตกระดาษลูกฟูก ประกอบด้วย มอเตอร์ขับลูกรดี ขนาดตา่ ง ๆ ภาพที่ 5.1. เครือ่ งจักรในการผลิต ภาพที่ 5.2 กระบวนการผลติ แบบตอ่ เนื่อง
14 ดังนน้ั การวัดประสิทธภิ าพ หรือสมรรถนะของเคร่ืองจักรในกระ บวนการผลติ จะพิจารณาในภาพรวมของ เครื่องจักรในการผลิต หรือพิจารณาเปน็ กระบวนการผลติ มากกวา่ การตรวจวดั มอเตอร์ หรอื โหลดประเภทอืน่ ทีละชดุ เร่อื งที่ 5.1.2 นยิ ามประสทิ ธภิ าพหรอื สมรรถนะ สมรรถนะพลงั งาน ของ เครื่องจกั รในกระบวนการผลติ แทนตัวยอ่ ดว้ ย SEC (Specific Energy Consumption) คอื อตั ราสว่ นระหว่างพลงั งานทีใ่ ช้ (ไฟฟา้ หรือเชอื้ เพลงิ ) ต่อปรมิ าณผลผลติ ทผี่ ลติ ได้ ซ่ึงสามารถ พิจารณาเปน็ รายเครื่องจักร หรอื รายกระบวนการผลิตก็ได้ มีความสมั พันธด์ ังสมการ SEC = Energy/product Energy คอื พลงั งานท่ใี ช้หรือเก่ยี วข้องกับการผลิตสนิ คา้ ในชว่ ง 1 รอบการทางานหรือชว่ งเวลา มหี นว่ ยเปน็ • kWh / รอบการทางาน หรือช่วงเวลาสาหรบั เคร่อื งจักรที่ใช้พลงั งานไฟฟา้ • MJ / รอบการทางาน หรอื ชว่ งเวลาสาหรบั เครอ่ื งจกั รจากเชอ้ื เพลงิ Product คือ ปริมาณผลผลติ ทผี่ ลิตไดในชว่ ง 1 รอบการทางาน หรอื ช่วงเวลา และต้องเป็นช่วงเวลาเดยี วกับการ บันทึก พลังงาน หมายเหตุ : 1 รอบการทางานหรือชว่ งเวลา หมายถงึ ช่วงเวลาในการผลิตสินค้านับต้ังแต่เริ่มการผลิตไปจนถึงส้ินสุดกระบวนการผลิต ซึง่ อาจจะใชเ้ วลาแตกตา่ งลันไปตามลกั ษณะสินค้าและประเภทอุตสาหกรรม ในกรณี ทโ่ี รงงานมี กระบวนการผลติ หลายกระบวนการ การประเมิน SEC ให้แยกผลผลติ และปรมิ าณ พลังงานที่ ใช้ของแต่ละกระบวนการแลว้ จึงประเมนิ คา่ SEC ของกระบวนการผลิตน้นั ๆ รูปท่ี 5.3 สมรรถนะพลงั งานของกระบวนการผลติ ย่อย และรวมท้งั หมด
15 เรื่องที่ 5.1.3 กฎหมายทเี่ ก่ียวขอ้ ง ปจั จบุ ันไม่มีกฎหมายท่เี กีย่ วข้องกับการสารวจ ตรวจวดั หรอื วิเคราะห์ประสิทธภิ าพหรือสมรรถนะพลงั งานแต่ กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนรุ กั ษพ์ ลังงาน (พพ.) มีผลการศกึ ษาและวิเคราะหด์ ัชนีการใช้พลงั งาน ของแต่ละประเภท อตุ สาหกรรมโดย ซงึ่ พจิ ารณาในภาพรวมโรงงาน โดยมีรายละเอียดดังนี้ กฏหมายหรอื มาตรฐานทีเ่ ก่ียวข้อง ตารางท่ี 5.1 กฎหมายหรือมาตรฐานที่เกยี่ วข้อง
16 หมายเหตุ : อา้ งอิงจาก (1) เอกสารเผยแพร่ โครงการศกึ ษาเกณฑก์ ารใชพ้ ลังงานในอุตสาหกรรม ผลติ ภณั ฑ์พลาสติก (2) เอกสารเผยแพร่ โครงการศกึ ษาเกณฑก์ ารใชพ้ ลงั งานในอุตสาหกรรม เหล็ก (3) เอกสารเผยแพร่ โครงการศกึ ษาเกณฑก์ ารใช้พลังงานในอตุ สาหกรรม อโลหะ 5.1.4 แนวทางการสารวจและการเกบ็ ขอ้ มูลวิเคราะห์ประสิทธภิ าพ จากความสัมพนั ธข์ องค่า SEC คอื พลังงานท่ีใช้ต่อปรมิ าณผลผลิตท่ีผลิตได้ ดังนนั้ สิง่ ทตี่ ้องเกบ็ ข้อมูลคือ ข้อมูลท่ตี ้องการ ท่ีมาของข้อมลู พลังงานทใี่ ช้ เครือ่ งจกั รด้านไฟฟา้ ผลผลติ 1. จากมเิ ตอร์ไฟฟ้าของแต่ละเคร่อื งจกั รที่ตดิ ตง้ั เพอื่ บันทึกพลงั งาน 2. จากเครือ่ งบันทึกพลงั งานไฟฟา้ แบบตอ่ เน่ือง ในกรณที ่ีโรงงานไม่มมี เิ ตอร์ และ ได้ วา่ จา้ งบรษิ ัทภายนอกเข้ามาตรวจวัด เครอื่ งจักรดา้ นความร้อน 1. จากมิเตอร์เช้อื เพลงิ ของแตล่ ะเคร่อื งจักรทตี่ ดิ ตั้งเพือ่ บนั ทกึ พลังงาน จากมาตรวดั หรือจากการบนั ทกึ ของฝ่ายผลติ ตัวอยา่ งการวิเคราะหป์ ระสิทธิภาพการใช้พลงั งาน การวิเคราะห์ประสิทธิภาพของเครื่องฉีดพลาสติก ปริมาณผลผลิตในช่วง 1 รอบการทางานเท่ากับ 7.10 kg (จากข้อมลู ของฝา่ ยผลติ ) พลงั งานไฟฟ้าที่ใช้ไดม้ าจากการตรวจวดั กาลังไฟฟา้ แบบตอ่ เน่ืองในชว่ ง 1 รอบการทางาน โดยมกี ารใช้ พลังงาน เท่ากับ Max. Power 10.68 kW Average Power 7.05 kW Energy 7.05 kWh SEC Energy 7.05 0.993kWh / kg Pr oduction 7.10
17 ภาพที่ 5.4 กราฟแสดงผลตรวจวดั กาลงั ไฟฟ้าแบบต่อเนื่อง ภาพท่ี 5.5 การตดิ ตั้งเคร่อื งบันทกึ พลงั งานไฟฟ้าแบบต่อเน่ือง
18 การวเิ คราะหป์ ระสทิ ธิภาพของเครือ่ ง Press Dryer ปรมิ าณผลผลิตในชว่ ง 1 เดือนเทา่ กับ 114,936.00 sq.m./Month (จากข้อมูลของฝา่ ยผลิต) พลังงานจาก NG ไดม้ าจากการ Meter มกี ารใช้พลงั งาน 1,127.00 MMBTU/Month ภาพท่ี 5.6 กราฟแสดงปรมิ าณการใช้ NG และผลผลติ ท่ีได้ SEC Energy 1,127 9.81MMBTU / sq.m Pr oduction 114,936 ภาพที่ 5.7 ตวั อยา่ งเคร่อื ง Press Dryer
19 การวเิ คราะห์ประสิทธภิ าพของเครื่องทากระดาษลูกฟูก ปริมาณผลผลิตในชว่ ง 1 วันเทา่ กับ 132.73 Ton (จากข้อมลู ของฝ่ายผลิต) พลังงานไฟฟา้ ทีใ่ ช้ได้มาจากการตรวจวัดกาลงั ไฟฟา้ แบบตอ่ เน่ืองในชว่ ง 1 วนั โดยมกี ารใชพ้ ลังงาน เทา่ กับ Max. Power 242.67 kw Average Power 148.28 kw Energy 3,558.74 kWh SEC Energy 3,558374 26.81kWh / Ton Pr oduction 132.73 (kw) Corrugator 1 ภาพท่ี 5.8 กราฟแสดงผลตรวจวดั กาลงั ไฟฟา้ แบบตอ่ เน่ือง
20 ภาพท่ี5.9 ตวั อยา่ งเครือ่ ง Corrugator 5.1.5 ตวั อยา่ งมาตรการทป่ี ระสบความสาเรจ็ ตัวอย่างท่ี 1 : ลด Cycle time ในการผลติ - เครือ่ ง Injection ความเป็ นมาและลกั ษณะการใช้งาน โรงงานมีเคร่ือง Injection ในการผลิตขวดบรรจุภัณฑ์ โดยก่อนปรบั ปรงุ ไดก้ าหนด Cycle Time ในการผลติ เท่ากับ 21.8 sec และกนิ กาลังไฟฟ้าเฉลีย่ 7.05 kw ปัญหาของอุปกรณ์/ระบบก่อนปรับปรุง สภาพเดมิ มีตน้ ทนุ พลงั งานที่สูง SEC = 0.993 kWh/kg โดยผรู้ บั ผดิ ขอบพิจารณาวา่ สามารถที่จะปรับลดลง ได้ เพ่อื เพิม่ Productivity และลดตน้ ทุนพลังงาน ภาพท่ี 5.10 Cycle Time กอ่ นปรบั ปรุง = 21.8 sec
21 แนวคดิ และข้นั ตอนการดาเนินการ ผู้รับผดิ ชอบมาตรการไดด้ าเนินการทดลองปรบั ลด Cycle Time ให้ตา่ ทีส่ ุดโดยท่ีไม่กระทบกับคุณภาพของ สินคา้ และติดตั้งเคร่อื งบนั ทึกพลังงานไฟฟ้าเพ่ือตรวจสอบการใช้พลงั งานในสภาวะ ก่อน และหลังปรบั Cycle Time สภาพหลังปรบั ปรงุ ภาพที่ 5.11 ปรับลด Cycle Time หลงั ปรับปรุง = 17.5 sec เพือ่ ลดต้นทุนพลังงาน
ข้อเสนอแนะ 22 ขยายผลการปรบั ปรุงไปเคร่ืองอน่ื ทม่ี ีลักษณะการผลิตคล้ายกนั Save วิธีการคานวณผลการอนุรักษ์พลงั งาน การคานวณ - - Discription Unit Before After Cycle time sec 21.80 17.50 -0.66 Max.Power kW 10.68 10.68 -0.66 Ave.Power kW 7.05 7.70 kWh/1hr 7.05 7.70 - Energy Kg/hr 7.1 8.8 0.117 Production kWh/kg 0.993 0.875 Kg/yr 51,129 51,129 - SEC kWh/yr 50,747 44,759 5,988 Ton baseline ฿/kWh 3.14 3.14 Total energy ฿/yr 159,347 140,544 - Energy rate 18,803 Energy cost ตารางที่ 5.2 การคานวณผลการอนรุ ักษ์พลงั งาน ภาพที่ 5.12 การวดั กกาลงั ไฟฟา้ เปรียบเทยี บกอ่ น-หลงั ปรบั Cycle Time
23 กาลงั ไฟฟา้ ผลประหยัด kw พลังงานไฟฟ้า -0.66 kwh/yr คา่ ไฟฟา้ 5,988 ฿/yr เงนิ ลงทุน 18,803 ฿ ระยะเวลาคืนทุน ไมม่ เี งนิ ลงทุน - ตัวอย่างท่ี 2 : มาตรการลดการเดนิ No load ของเตาอบกระจก ความเป็นมาและลกั ษณะการใช้งาน โรงงานมเี ตาดดั โคง้ กระจกใช้พลงั งานไฟฟา้ จาก Heater และ Blower เวลาในการผลิตเริ่มต้ังแต่ 8:00-16:30 น. โดยต้องมเี จ้าหนา้ ทีค่ วบคุมเตาเชา้ มาเปดิ เตาก่อนประมาณ 1 ซ.ม. เพ่ือเตรียมความพร้อมก่อนเริม่ ผลติ ปญั หาของอุปกรณ์/ระบบก่อนปรับปรุง จากการบันทึกพลังงานไฟฟ้าแบบต่อเนื่องพบวา่ เจ้าหน้าที่เขา้ มาเปดิ เตาตอน 05:50 น. และเตาดดั โค้ง กระจกสามารถทาอุณหภูมิได้ตอนเวลาประมาณ 6:50 น. (ประมาณ 1 hr.) แต่โรงงานเริ่มทาการผลติ จรงิ ท่ีเวลา 8:00 น. สง่ ผลใหต้ ้งั แต่ 6:50 – 8:00 น. คดิ เป็นเวลาประมาณ 1 ชั่วโมงทีส่ ญู เสยี พลงั งานไฟฟ้าโดยไมเ่ กิดผลผลติ ภาพท่ี 5.13 บันทกึ กาลงั ไฟฟ้าแบบตอ่ เน่ืองของเตาอบ
24 แนวคิดและขัน้ ตอนการดาเนินการ คณะทางาน กาหนดเวลาเปิดเตา ใหเ้ ปน็ มาตรฐาน และกาหนดให้ผู้ควบคุมเตาปฏิบตั ติ ามมาตรฐานอยา่ ง เคร่งครัดเพอื่ ลดช่วงเวลาการเปดิ เกนิ เวลาโดยเปล่าประโยชน์ สภาพหลังปรบั ปรุง กาหนดเวลาเปิด-ปิด เตาใหมด่ งั น้ี เวลาเปิดเตา 6:45 -7:00 น. เวลาผลิต 8:00 - 16:30 น. ข้อเสนอแนะ ขยายผลการปรบั ปรุงไปยังเตาอบชดุ อน่ื ที่ มีพฤตกิ รรมการเปิดแบบสญู เปล่า รายละเอยี ด Unit Day 23 Day 24 Day 25 Average เวลาเปดิ เตา h:mm 5:55 5:50 5:45 เวลาทท่ี า Temp.ได้ h:mm 7:00 7:00 6:50 - เวลาผลติ hh:mm - hh:mm 8:00 - 16:35 8:00 - 16:40 8:00-16:55 Ave. Power 1 kw 291.4 296.6 309.8 - Ave. Power 2 kw 56.7 57.4 55.0 Ave. Power 3 kw 252.9 251.6 234.8 - 299.3 56.4 246.4 ตารางที่ 5.3 ผลรายละเอียดการตรวจวัดปรมิ าณพลังงานไฟฟา้ ของเตา
25 วธิ ีการคานวณผลการอนุรักษพ์ ลงั งานภายหลงั กาหนดเวลาการเปดิ เตาใหมส่ ามารถลดเวลาสญู เปลา่ ได้45 นาที หรอื คิดเปน็ 0.75 hr/day เวลาท่ีลดลง = 0.75 hr/day กาลังไฟฟ้าเฉลย่ี ในชว่ งทส่ี ญู เปลา่ = 56.4 kw เวลาทางาน พลังงานทปี่ ระหยดั ได้ = 300 day/yr ต้นทุนคา่ ไฟฟา้ = 12,690 kwh/yr เงนิ ท่ีประหยัดได้ = 0.000001081 ktoe = 3.50 ฿/kWh 44,415 ฿/yr =
26 ตอนที่ 5.2 เครื่องสูบนา้ โปรดอา่ นหัวเร่ือง วัตถุประสงคใ์ นตอนท่ี 5.2 แลว้ จึงศกึ ษาเนื้อหาสาระโดยละเอยี ดตอ่ ไป หัวเร่อื ง เรอ่ื งท่ี 2.1 องคป์ ระกอบของระบบ เรอ่ื งท่ี 2.2 นิยามประสทิ ธภิ าพหรือสมถรรนะ เร่อื งที่ 2.3 กฎหมายทเ่ี กีย่ วข้อง เรอื่ งท่ี 2.4 แนวทางการสารวจและการเก็บข้อมลู วิเคราะห์ประสิทธิภาพ เรือ่ งท่ี 2.5 ตัวอยา่ งมาตรการท่ปี ระสบผลสาเร็จ วตั ถุประสงค์ 1. อธิบายองค์ประกอบของเคร่ืองสบู น้า 2. อธิบายนิยามประสทิ ธิภาพของเคร่ืองสูบนา้ 3. อธิบายแนวทางการสารวจและการเกบ็ ข้อมูลการวิเคราะหป์ ระสทิ ธภิ าพ 4. อธิบายมาตรการท่ีประสบผลสาเร็จ
27 5.2.1 องคป์ ระกอบของระบบ เคร่ืองสูบน้าเป็นเครื่องมือกลท่ีทาหน้าท่ีเพ่ิมพลังงานให้แก่ของเหลว เพื่อให้ของเหลวน้ันไหลผ่านระบบท่อ จากจุดหนงึ่ ไปยังอีกจุดหนง่ึ ไดต้ ามต้องการ พลังงานทน่ี ่ามาเพม่ิ ใหแ้ ก่ของเหลวน้ันอาจได้มาจากเครอื่ งยนต์ หรือ มอเตอร์ โดยพลังงานท่ีเคร่ืองสูบน้าต้องการจะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับการสูญเสียความดันในระหว่างทาง ที่ของเหลว เคลอ่ื นทีไ่ ป และอตั ราการไหลของเหลว โดยสามารถแยกได้เปน็ ประเภท ได้ดังน้ี 5.2.1.1 Displacement Pumps ซ่งึ ม,ี ทง้ั Reciprocating Pumps และ Rotary Pumps ทางานโดยอาศัย หลกั การเพิ่มพลงั งานให้แกข่ องเหลวโดยการเคลือ่ นท่ีของลูกสบู เขา้ ไปอดั ของเหลวให!้ หล ไปสทู่ างจา่ ย ปริมาตรของ ของเหลวทส่ี บู ไดในแตล่ ะครง้ั จะเท่ากับผลคณู ของพ้นื ที่หน้าตัดของกระบอกสบู กับชว่ งซักของกระบอกสูบนนั้ ภาพท่ี 5.14 Reciprocating Pumps 5.2.1.2 Dynamic Pumps ซ่งึ ม,ี ทงั้ Centrifugal Pumps และ Special Effect Pumps ทางานโดยอาศัยหลักการหมุนของใบพัดหรือริมเพลเลอร์ (Impeller) ท่ีได้รับการถ่ายเทกาลังจากเครื่องยนต์ ตน้ กาลังหรอื มอเตอร์ไฟฟ้า เม่ือใบพัดหมุนพลังงานจากมอเตอร์ไฟฟ้าก็จะถูกถ่ายเทโดยการผลักดันของครีบใบพัด ต่อ ของเหลวท่ีอยรู่ อบๆ ทาใหเ้ กิดการไหลในแนวสมั ผัสกบั เส้นรอบวง เม่ือมีการไหลในลักษณะดังกล่าวก็จะเกิดแรงเหวี่ยง หนีศูนย์กลางและ เป็นผลใหม้ ีการไหลจากจุดศูนยก์ ลางของใบพัดออกไปสู่แนวเส้นรอบวงทุกทิศทาง ดังน้ันของเหลวท่ี ถูกใบพดั ผลกั ดนั ออกมาก็จะมที ิศทางการไหลที่เปน็ ผลรวมของแนวท้ังสอง ภาพที่ 5.15 Centrifugal Pumps
28 องคป์ ระกอบของเครือ่ งสูบน้าประกอบด้วย ชุดเครื่องสูบนา้ และเคร่ืองต้นกาลัง หรือมอเตอร์ทใ่ี ชข้ ับเครอ่ื ง สบู นา้ ปกตปิ ระสิทธิภาพการทางานของเคร่ืองสูบนา้ จะแปรผันตามอัตราการไหล (Flow Rate) และ (Head) ของ ระบบ 5.2.2 นิยามประสิทธิภาพหรอื สมรรถนะ 5.2.2.1 TDH (Total Dynamic Head) หมายถงึ ความดนั ที่คานวณเป็นความสงู ของน้า เซน่ ความดัน 101.32 kPa หรือ 1 bar เทา่ กับ ความสงู นา้ 10.33 m. 5.2.2.2 กราฟสมรรถนะการทางานของเครอ่ื งสบู นา้ (Performance Curve of Pump) หมายถงึ กราฟ ทแี่ สดง สภาวะการใช้งานท่เี ฮดและอตั ราการไหลใดๆ 5.2.2.3 ความดันตกคร่อม (Pressure Drop) หมายถงึ ผลต่างความดันระหว่างด้านดดู (Section) และ ด้านจา่ ย (Discharge) ของเครอ่ื งสูบน้า 5.2.2.4 กฎของเคร่ืองสูบน้า (Affinity Law), (Pump Law) หมายถึง ความสัมพนั ธข์ องตวั แปรต่างๆ ที่มี ผลต่อ สมรรถนะ ได้แก่ ความเรว็ รอบ เฮด อัตราการไหล และกาลังงาน (BHP) อตั ราการไหล (Q) ความเรว็ รอบ (N) เฮด (H) ความเรว็ รอบ2 (N) กาลงั งาน (p) ความเร็วรอบ3 (N) 5.2.2.5 BHP (Break Horse Power) หมายถงึ กาลังงานกลท่ีต้องใชข้ ับเครื่องสูบน้า มหี น่วยเป็นแรงมา้ (HP) หรือ กิโลวัตต์ (kw) 5.2.2.6 SECp (Specific Energy Consumption of Pump) หมายถึง อัตราส่วนระหว่างกาลังไฟฟ้าที่ ป้อนให้เครื่องสูบน้า หน่วยเป็นกิโลวัตต์ (kw) กับ อัตราการไหลของเคร่ืองสูบน้า หน่วยเป็นลิตรต่อวินาที (l/s) หรือ แกลลอน ตอ่ นาที (GPM) SECp Pin Q โดยที่ Pin = กาลังไฟฟา้ ทป่ี ้อนใหเ้ ครือ่ งสูบนา้ (kw) Q = อตั ราการไหลของเครื่องสูบน้า (GMP)
29 5.2.3 กฎหมายท่ีเก่ียวข้อง ปัจจุบนั ไม่มีกฎหมายเก่ียวกับการสารวจ ตรวจวดั หรือวิเคราะห์ประสทิ ธภิ าพหรือสมรรถนะพลังงาน 5.2.4 แนวทางการสารวจและการเก็บขอ้ มลู วิเคราะหป์ ระสทิ ธภิ าพ 5.2.4.1 การวิเคราะหโ์ ดยใช้ Performance Curve หรอื Pump Curve เครือ่ งมือหรือมาตรวดั ท่ีต้องใช้ ในการ วเิ คราะหป์ ระกอบด้วย - Pump Curve หรือ Performance Curve ของเคร่ืองสูบน้าร่นุ น้ันๆ - มาตรวดั ความดนั ของเครื่องสูบน้าด้านดดู (Suction) และดา้ นจ่าย (Discharge) - เคร่ืองวดั กาลงั ไฟฟ้า (Power Meter) สาหรบั วัดกาลังไฟฟ้าของเครื่องสูบนา้ ขนั้ ตอนในการเก็บขอ้ มลู วเิ คราะห์ 1. ใชเ้ คร่อื งมือวัดกาลังไฟฟ้า Power Meter (pin) วดั กาลังไฟฟา้ ท่ปี ้อนเช้าเครื่องสูบนา้ ในหน่วยของ กโิ ลวตั ต์ (kw) 2. อา่ นคา่ ความดันของดา้ นดูดและดา้ นจ่ายของเครื่องสูบน้า ในหน่วยของ Psi, bar หรือ kg/cm2 เปน็ ต้น จากน้ัน หาคา่ Pressure Drop ( ΔP ) โดยท่ี P PDis PSuc 3. น่าคา่ ΔP ท่ไี ด้ Plot ลงบน Performance Curve ของรุน่ ทีใ่ ช้งาน โดยลากเสน้ ในแนวระนาบไปติด กับเส้นใบพดั (Impeller) ของเครอ่ื งสูบนา้ รุ่นนั้น ดังรูปที่ 7.5 4. จากจุดตดั ในขอ้ 3 ลากเส้นตรงในแนวดิ่งลงมา เพอ่ื หาคา่ อตั ราการไหล (Q) ของเคร่ืองสูบน้าชุดนน้ั 5. นาคา่ กาลงั ไฟฟา้ ที่วัดได้และอัตราการไหลท่หี าได้ หาคา่ SECp ตามสมการ SECp Pin Q หมายเหตุ : วธิ นี ้ีเหมาะสมกับเครือ่ งสูบนา้ ท่ีไม่มีการติดต้งั VSD หรือถา้ มกี ารติดต้งั จะต้องมีการปรับ ความถี่ ที่ 50 Hz กอ่ นการวิเคราะห์ 5.2.4.2 การวิเคราะห์โดยใช้เคร่ืองมอื วดั อัตราการไหลเคร่ืองมือหรอื มาตรวดั ทีต่ ้องใชใ้ นการวเิ คราะห์ ประกอบด้วยเคร่ืองมือวดั อตั ราการไหลชนดิ Ultrasonic Flow Meter หรืออื่นๆ ทีส่ ามารถวัดอตั รา การไหลใน หนว่ ยของ l/s หรอื GPM เป็นต้น 5.2.4.3 เคร่ืองวดั กาลงั ไฟฟ้า (Power Meter) สาหรับวดั กาลงั ไฟฟา้ ของเครือ่ งสูบนา้
30 ขน้ั ตอนในการเก็บข้อมลู วิเคราะห์ 1.ใชเ้ ครื่องวดั กาลังไฟฟา้ Power Meter วัดกาลังไฟฟา้ ท่ีป้อนเข้าเครอื่ งสูบน้า (Pin) ในหน่วยของ กิโลวตั ต์ (kw) 2.ใชเ้ คร่อื งมือวัดอัตราการไหลของเคร่ืองสูบนา้ ในหนว่ ยของลิตรตอ่ วินาที (1/ร) หรอื แกลลอนตอ่ วนิ าที (GPM) เปน็ ต้น 3.นาค่ากาลงั ไฟฟ้าท่วี ัดได้และอตั ราการไหลท่ีหาได้ มาหาคา่ SECp ดงั สมการ SECp Pin Q 9kkkตตกาดส่ ห่ดสา ตารางที่ 5.4 ตวั อยา่ งตารางการตรวจวัดเครอ่ื งสบู น้า (Pump) ตารางท่ีต9kdkfj;s?
31 5.2.5 ตัวอยา่ งการวิเคราะหป์ ระสทิ ธิภาพการใช้พลงั งาน ตวั อย่างท่ี 1 : เครื่องสบู น้าหลอ่ เย็นพิกดั ขนาด 90 kw อตั ราการไหล 3,300 GPM เฮด 100 ft ใบพัดเครอ่ื ง สบู นา้ 334 mm จงหาคา่ SECp โดยจากการตรวจวดั จริง อัตราการไหลเท่ากับ 3,624 GPM และกาลังไฟฟ้า 91.6 kw รปู ท่ี 1.16 แสดงคา่ พกิ ัดเครื่องสูบน้า จาก Name Plate อตั ราการไหลเท่ากับ 3,300 GPM กาลงั ไฟฟ้าเท่ากับ 90 kw ประสิทธิภาพเคร่อื งสูบน้าเทา่ กับ 0.02727 kW/GPM ภาพท่ี 5.16 แสดงคา่ อัตราการไหลของเครอ่ื งสูบน้า จงหาค่าประสทิ ธิภาพของเคร่ืองสบู น้า (kW/GPM) วธิ ีการคานวณ จากสมการ SECp Pin แทนค่า Q SEC p 91.6kW 3, 624GPM SECP 0.0252kW / GPM
32 ตวั อย่างที่ 2 : จากตัวอย่างที่ 1 ตรวจวัดค่าความดนั ดา้ นดดู และด้านจ่ายได้ดังนี้ ค่าความดันด้านดดู ของเครื่องสูบนา้ ได้เท่ากบั -2.5 in.Hg ค่าความดันด้านจา่ ยของเคร่ืองสูบนา้ ไดเ้ ท่ากับ 41 psig จงหาค่าประสทิ ธิภาพของเคร่อื งสบู น้า (kW/GPM) วิธกี ารคานวณ ความดนั ดา้ นดูด (PSuc) = - 2.5 in.Hg = - 0.86 m.H20 (1 in.Hg = 0.3453 m.H20) ความดนั ดา้ นจ่าย (PDis) = 41 psig = 28.82 m.H20 (1 psig = 0.7031 m.H20) คานวณหา ΔP ในหน่วย m.H20 P PDis PSuc 28.82 (0.86) 29.68m.H2 นาซอ่ื รุน่ ของเคร่อื งสบู น้า ไปหาPerformance Curve of Pump เพอื่ คานวณหาอัตราการไหลของเครื่องสบู น้า
33 วธิ ีการคานวณ น่าค่า AP ทีไ่ ด้ลากขดี เส้นในแนวระนาบ (1) ไปตดั กบั เสน้ ใบพดั ของเครื่องสบู น้าขนาด 334 mm (1) จะได้ จดุ ตัดกบั เส้นของใบพดั เคร่ืองสูบน้า (2) จากนั้นลากเส้นในแนวดงิ่ ลงมาจนตดั กับแกนของอตั ราการไหล (3) I ภาพที่ 5.17 แสดง Performance Curve of Pump จาก Performance Curve อ่านค่าอตั ราการไหล อัตราการไหลไดป้ ระมาณ 790 m3/h หรือเท่ากบั 3,478 GPM คานวณหาประสิทธภิ าพเครอ่ื งสบู นา้ จากลมการ SECp Pin Q แทนคา่ SEC p 91.6kW 3, 478GPM SECP 0.02633kW / GPM
34 สรุปผลการคานวณประสทิ ธิภาพท้ัง 2 วิธี วิธที ี่ 1 ใชเ้ ครื่องมือตรวจวดั อัตราการไหล อัตราการไหล เทา่ กบั 3,624 GPM กาลังไฟฟ้าเทา่ กบั 91.6 kw ประสทิ ธิภาพเครื่องสบู นา้ เทา่ กบั 0.02527 kW/GPM วธิ ที ี่ 2 ใช้ (Performance Curve of Pump) อตั ราการไหลเทา่ กบั 3,478 GPM กาลงั ไฟฟา้ เท่ากบั 91.6 kw ประสทิ ธภิ าพเครอ่ื งสบู น้าเท่ากบั 0.02633 kW/GPM จากตัวอยา่ งที่ 1 และ 2 จะมีคา่ แตกต่างกนั 4.0% ซ่ึงเป็นค่าที่ยอมรบั ได้ หมายเหตุ 1. การใช้วธิ คี านวณโดยตวั อยา่ งที่ 2 จะตอ้ งมั่นใจว่ามาตรวดั ความดันมีความแมน่ ยา
35 ตอนท่ี 5.3 ระบบอดั อากาศ โปรดอา่ นหวั เรือ่ ง วตั ถปุ ระสงค์ในตอนที่ 5.3 แลว้ จงึ ศกึ ษาเนื้อหาสาระโดยละเอียดตอ่ ไป หวั เร่ือง เร่อื งท่ี 1.1 องค์ประกอบของระบบ เรือ่ งท่ี 1.2 นิยามประสทิ ธภิ าพหรอื สมถรรนะ เรอ่ื งที่ 1.3 กฎหมายที่เกีย่ วข้อง เรือ่ งท่ี 1.4 แนวทางการสารวจและการเกบ็ ข้อมูลวิเคราะห์ประสทิ ธิภาพ เรอ่ื งที่ 1.5 ตวั อยา่ งมาตรการท่ปี ระสบผลสาเรจ็ วัตถุประสงค์ 1. อธบิ ายองคป์ ระกอบของระบบอดั อากาศ 2. อธบิ ายนยิ ามประสทิ ธภิ าพของระบบอัดอากาศ 3. อธิบายแนวทางการสารวจและการเก็บข้อมลู การวเิ คราะห์ประสทิ ธิภาพ 4. อธบิ ายตวั อยา่ งมาตรการที่ประสบผลสาเรจ็
36 เรื่องที่ 5.3.1 องคป์ ระกอบของระบบ ระบบอากาศอัด (Compressed Air System) หรือที่เรยี กกนั งา่ ยๆ ว่า “ระบบป๊ัมลม” เป็นระบบที่มีใช้กัน อย่างแพร่หลายในโรงงานอุตสาหกรรมท้ังขนาดใหญ่และขนาดเล็ก โดยจะใช้เป็นแหล่งกาเนิดและป้อน อากาศอัด ให้แก่อุปกรณ์เคร่ืองมือนานาชนิด รวมทั้งระบบควบคุมนิวแมติกส์โดยเฉล่ียระบบอากาศอัดใช้พลังงานไฟฟ้าประมาณ 10% ของการใช้พลังงานไฟฟา้ ทง้ั หมดในโรงงาน ระบบอากาศอัดจะมีค่าใช้จ่ายในการใช้งานมากกว่าค่าซื้อเคร่ืองอัดอากาศ (Air Compressor) โดยมี สดั สว่ น ดังรูปที่ 5.18 การประหยัดพลงั งานจากการปรบั ปรงุ ระบบจะมีปริมาณ 20 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ ของปริมาณการ ใช้ไฟฟ้า หรือาจจะมากกว่านั้นด้วยซ้า นับเป็นมูลค่ามหาศาล ระบบอากาศอัดท่ีมีการจัดการอย่างเหมาะสมก็สามารถ ประหยดั พลังงาน ลดการบารุงรักษา ลดเวลาการพักเครื่อง เพิ่มปริมาณผลผลิต และทาให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์ดีขึ้น ได้ ภาพท่ี 5.18 แสดงคา่ ใชจ้ ่ายต่างๆ ของระบบอากาศอดั
37 ภาพท่ี 5.19 สว่ นประกอบต่างๆ ของระบบอากาศอัด ทีมา http://www.airenergy.com.au/compressed-air-systems/ ส่วนประกอบหลักของระบบอากาศอัดได้แก่ 5.3.1.1 เครอื่ งอัดอากาศเปน็ อุปกรณ์ที่ใช้ในการเพ่ิมความดันให้กับอากาศ ทาให้อากาศมีความดนั สงู ขน้ึ แล้วส่งผา่ นอากาศทถี่ ูกอัดไปยังสถานท่ี ท่ีใชง้ านภายในเคร่ืองมสี ว่ นประกอบหลักๆ เซน่ เคร่ืองกรองอากาศชุด คอมเพรสเซอร์ ขดุ ระบายความร้อนอากาศอดั และชดุ กรองละอองนา้ มัน เครอ่ื งกรองอากาศ (Air Filter) ซ่ึงจะมีท้งั ส่วนของการกรองอากาศก่อนเข้าเคร่ืองอัดอากาศ และสว่ นของ การ กรองอากาศกอ่ นเขา้ ถังเก็บอากาศ เพ่อื กรองฝุ่นละอองกอ่ นการนาไปใชง้ าน ชุดคอมเพรสเซอร์ (Compressor) มีหลากหลายตามลกั ษณะของการอดั เซ่น a. แบบใช้แรงเหวี่ยง (Centrifugal Compressor) b. แบบลกู สูบ (Reciprocating Compressor) c. แบบ Rotary (Screw Compressor) d. แบบ Rotary (Vane Type)
38 ภาพที่ 5.20 ประเภทของชดุ Compressor ■ ชุดกรองละอองนา้ มนั (Oil Filter) เป็นอุปกรณ์ท่ใี ชใ้ นการกรองละอองน้ามันออกจากอากาศอัดทีม่ าจาก เครอ่ื งอดั อากาศ เนือ่ งจากในเครื่องอัดอากาศมีการใช้น้ามนั หลอ่ ลื่นในการหล่อลน่ื ส่วนต่างๆ ขณะเคร่ืองอัด ทางาน ■ อุปกรณร์ ะบายความรอ้ นหลังเครือ่ งอัดอากาศ (After Cooler) เป็นอปุ กรณร์ ะบายความร้อนของอากาศท่ีอัด แลว้ ใหเ้ ย็นลงเพือ่ ใหเ้ หมาะกบั การใชง้ าน 3.3.1.2 ถังเกบ็ อากาศ (Air Receiver tank) เป็นถังที่ใช้เกบ็ อากาศอดั มีประโยชนใ์ นเร่อื งของ ■ การให้เคร่ืองเดนิ และหยุดยาวออกไป เพอื่ ป้องกนั มอเตอร์เดินและหยดุ ถเี่ กินไปอนั อาจทาให้มอเตอร์ไหม้ เสยี หายได้ ■ ใช้สารองอากาศอัดไว้ให้เครื่องจักรท่ีใช้อากาศอัดครั้งละมาก ๆ และป้องกันมิให้ความดันระบบตก เม่ือ มี การ ใชอ้ ากาศปรมิ าณมาก ๆ ในแตล่ ะครง้ั 3.3.1.3 เครื่องทาอากาศแหง้ (Air Dryer) เปน็ อุปกรณ์ท่ที าให้อากาศอัดแห้งได้ตามที่อปุ กรณใ์ ช้อากาศอัด ตอ้ งการ 5.3.2 นยิ ามประสิทธภิ าพหรือสมรรถนะ 5.3.2.1 ปรมิ าตรอากาศอสิ ระ หมายถึง ปรมิ าตรของอากาศทีเ่ คร่ืองอัดอากาศ ดูดเช้าในรูปอัตราไหล ซ่งึ เรยี กว่า Free Air Delivery (FAD) มีหน่วยเปน็ ลติ ร/วนิ าที (l/s) หรอื ลกู บาศกเ์ มตร/นาที (m3/min) 5.3.2.2 สภาวะอากาศมาตรฐาน (Standard Air) ISO 1217 : อากาศที่ 20 ๐C ท่ีความดนั 100.00 kPa คา่ ความชืน้ สมั พทั ธ์ 0%RFI JIS B 8341 : อากาศท่ี 20 ๐C ทค่ี วามดัน 101.30 kPa คา่ ความชืน้ สมั พนั ธ์ 65%RH
39 5.3.2.3 กาลังไฟฟ้า (Pin) หมายถงึ กาลงั ไฟฟ้าทป่ี ้อนให้กับเครอ่ื งอดั อากาศ มหี น่วยเป็นกิโลวตั ต์ (kw) 5.3.2.4 อตั ราการไหลของอากาศอดั ทส่ี ภาวะมาตรฐาน (Qs) หมายถึง ปรมิ าณอากาศอัดทีต่ รวจวดั และ ปรบั เข้าสสู่ ภาวะมาตรฐาน มีหน่วยเฟ้น มหี น่วยเปน็ ลติ ร/วินาที (l/s) หรือ ลูกบาศกเ์ มตร/นาที (m3/min) 5.3.2.5 SPCs (Specific Power Consumption on standard Suction Condition) หรือ ค่าสมรรถนะ พลังงาน หมายถึง ค่าการใชพ้ ลงั งานจาเพาะของเครอื่ งอัดอากาศทีส่ ภาวะมาตรฐานเป็น มีหน่วยเฟ้น กิโลวตั ต์- ชั่วโมง/ ลูกบาศกเ์ มตร kWh/m3 หรอื กโิ ลวตั ต/์ (ลูกบาศกเ์ มตร/นาท)ี kw/(m3/min) SPCs Pin (kW /(m3 / min)) Qs SPCs Pin (kW /(m3 ) 60xQs 5.3.3 กฎหมายทีเ่ ก่ยี วข้อง ปจั จบุ ันไม่มีกฎหมายเกีย่ วกับการสารวจ ตรวจวัด หรอื วเิ คราะห์ประสิทธิภาพหรอื สมรรถนะพลังงานแตส่ ามารถ ใช้ มาตรฐานของ UK Database ในการอา้ งอิงได้ Best Average Worst 0.101 kWh/m3 0.122 kWh/m3 0.300 kWh/m3 5.3.4 แนวทางการสารวจและการเก็บขอ้ มลู วเิ คราะห์ประสทิ ธภิ าพ 3.4.1 วดั อตั ราการไหลของอากาศ (Qs) โดยใชเ้ ครือ่ งมือวดั การวัดอตั ราการไหลของอากาศจะใช้เครื่องมือวัดอัตราการไหลชนดิ Venturi Nozzle (ISO 9300) ท่ีท่อด้าน ออก ซึ่งสามารถวัดอัตราการไหลได้ทัง้ ในหน่วยของ l/s, m3/hr หรือ cfm ภาพที่ 5.21 แสดงการวัดอัตราการไหลของอากาศท่ีท่อด้านนอก
40 ภาพที่ 5.22 ตวั อยา่ งกราฟแสดงอตั ราการไหลของอากาศทีไ่ ด้จากการวดั กาลงั ไฟฟ้าของเคร่ืองอัดอากาศ (Pin) วัดกาลังไฟฟ้าโดยใช้ Power Meter หรอื Data logger ในกรณีทต่ี ้องการวดั แบบต่อเน่อื ง ■ คานวณค่าสมรรถนะพลงั งานเครื่องอัดอากาศ SPCs Pin (kWh / m3 ) 60xQs 5.3.2.2 Air Tank Charging สาหรับเครือ่ งอัดอากาศที่ทางานในลักษณะ Load unload หรือ Load - off Load เซ่นชนิด Screw Rotary Vane หรอื Reciprocating (ไม่สามารถใช้กบั เครื่องชนิด VSD หรือ Modulate) การวัดอัตราการไหล (Qs) วัดอตั ราการไหลวัดโดยการจับเวลาในการอดั ลมเช้า Receiver Tankโดยมีขั้นตอนดังนี้
41 ภาพที่ 5.23 แสดงการวดั อัตราการไหลโดยการจบั เวลาในการอัดลมเขา้ 1. ปลอ่ ยลมออกจาก Receiver Tank ให้หมด (p=0 barg) 2. ปดิ วาล์ว 1 ที่จ่ายลมให้กับ Process 3. เปดิ เครื่องอดั อากาศ 4. จับเวลาโดยดูที่ Pressure Gauge 1 ตง้ั แต่ o barg จนถงึ Working Pressure หรือจนกวา่ เครอื่ งจะ Unload (off load) 5. วดั อุณหภมู ิอากาศเข้าเคร่ืองอัดอากาศและอณุ หภมู เิ ข้า Receiver Tank 6. ดาเนนิ การซ้าจากขน้ั ตอนท่ี 1-5 อยา่ งน้อย 3 รอบ 7. คานวณหาอตั ราการไหล โดยสมการ Qs Vr Ta ( Pd 2 Pd1 ) 60 te Pa Td 2 Td1 โดยท่ี Qs = ปริมาณอากาศอดั (FAD) ที Standard Condition )(m3/min vr = ปริมาตรของ Receiver Tank (ทา3) te = เวลาที่ใช้ในการอัดอากาศเขา้ Receiver Tank จาก 0 barg ถึง Pressure สดุ ท้าย (s) Ta = อุณหภมู ิอากาศเขา้ เครอ่ื งอดั อากาศที่ Standard Condition (K) Td1 = อณุ หภมู ิอากาศเข้าเคร่อื งอัดอากาศที่สภาวะ Pressure เริ่มต้น (K) Td2 = อณุ หภมู ิอากาศอัดเข้า Receiver Tank ท่สี ภาวะ Pressure สุดท้าย (K)
42 Pa = ความดนั บรรยากาศที Standard Condition(bara) Pd1 = ความดันเริ่มต้นพีข่ ้า Receiver Tank (bara) Pd2 = ความดนั สดุ ทา้ ยใน Receiver Tank (barg) การวดั กาลงั ไฟฟ้า (Pin) การวดั กาลงั ไฟฟา้ โดยใช้ Power Meter หรอื ดจู าก Panel board โดยวดั ค่าขณะท่ี Pressure ใน Receiver Tank ใกลเ้ คยี ง Pressure สุดทา้ ย ค่าสมรรถนะพลังงาน (SPCs) SPCs Pin (kWh / m3 ) 60 Qs 5.3.5 ตวั อย่างมาตรการที่ประสบความสาเร็จ ตัวอยา่ งมาตรการเพื่อพิจารณาปรบั ปรงุ ประสิทธิภาพหรอื สมรรถนะ พลังงาน มหี ลายลักษณะไม่ว่าจะเป็น ดา้ น House Keeping หรือ Process Improvement หรือ Machine Change มีดงั นี้ ลาดับที่ วัตถปุ ระสงค์การประหยดั พลังงาน มาตรการท่สี มควรดาเนินการ 1 ลดกาลังทางกลหรอื โหลดทางกลใหต้ ่าท่ีสุด 1. ลดอณุ หภมู อิ ากาศก่อนเขา้ ก่อนเขา้ เครื่องปรับอากาศ 2. ปรับปรงุ ท่อเมนส่งจ่ายอากาศอัด 2 เพ่มิ ประสทิ ธิภาพการส่งกาลัง 3. ลดความดันในการผลิตอากาศทเี่ ครื่องผลติ 3 เพ่ิมประสทิ ธิภาพมอเตอร์ 4. ลดการรว่ั ไหลของเครื่องปรบั อากาศ 4 ลดระยะเวลาการทางานของเคร่ืองอดั 5. จดั โหลดของเครอ่ื งปรับอากาศ อากาศ 6. ใชป้ ระสทิ ธิภาพสูงในระบบอัดอากาศ 7. บารุงรกั ษาชดุ กรอง และตาแหน่งท่กี รองในระบบอดั อากาศ 8. ลดพฤตกิ รรมที่ไมเ่ หมาะสมของการใช้อากาศอัด 1. ปรบั ตัง้ สายพานกาลงั ส่ง 2. เปลย่ี นถ่ายนา้ มนั เคร่ือง 3.บารุงรกั ษาเครอ่ื งอัดอากาศ 1. เลือกใชเ้ ครื่องอัดอากาศทใี่ ช้มอเตอรป์ ระสิทธิภาพสงู 2. เลอื กใช้อนิ เวอรเ์ ตอร์ท่ตี ิดตั้งมากับเคร่ือง 1. หยดุ เครื่องอัดอากาศ 2. เลือกเครื่องอัดอากาศทีเ่ หมาะสมกบั โหลด 3. ลดการเดนิ ตวั เปล่าของเคร่ืองอัดอากาศ
43 ตวั อยา่ งท่ี 1 : การลดความดนั ใช้งานของระบบอดั อากาศ ความเปน็ มาและลกั ษณะการใช้งาน โรงงานมกี ารใชง้ านเครื่องอดั อากาศแบบสกรูระบายความรอ้ นดว้ ยอากาศ โดยในสว่ นของ Main Line ซง่ึ ประกอบด้วย ขนาด 90 kw จานวน 2 เครือ่ ง และขนาด 37 kw จานวน 1 เครอ่ื ง รวม 3 เครื่อง ภาพท่ี 5.24 เคร่อื งอัดอากาศท่ีปรบั ปรงุ ปัญหาของอปุ กรณ/์ ระบบก่อนปรับปรงุ เปดิ ใช้งานเครื่องอัดอากาศ No.1 และ No.2 โดยควบคุมความดันของอากาศอัดขณะใชง้ านด้วยขดุ ควบคุม ES-100 ท่ีคา่ ความดัน Cut in - Cut off เทา่ กับ 6.8 - 7.0 บาร์ และจากการจับเวลาเพื่อดู %การทางานของ คอมเพรสเซอร์พบว่า No.1 %Onload = 100% %Unload = 0% No.2 %Onload = 43.5% %Unload = 56.5% แนวคดิ และขัน้ ตอนการดาเนินการ 1. สาหรบั Main Line ดาเนินการทดลองปรับลดความดนั ให้ลงเหลอื 6.3 - 6.5 บาร์ และตรวจวัดค่า กาลังไฟฟ้าท่ใี ช้รวมท้ัง %การทางานของคอมเพรสเซอร์ทเ่ี ปลย่ี นแปลงไป (ก่อนและหลงั ดาเนนิ การ) 2. ตรวจสอบและตดิ ตามผลกระทบที่มีต่อการใชง้ านอากาศอัดในกระบวนการผลติ 3. วิเคราะหผ์ ลการประหยัดพลังงานทไ่ี ด%้
44 สภาพหลังปรับปรงุ ทางโรงงานสามารถลดความดันใช้งานได้ตามทตี่ ้องการโดยไมม่ ผี ลกระทบใดๆต่อการผลิต และจากการจับ เวลาเพอ่ื ดู %การทางานของคอมเพรสเซอร์,พบวา่ No.1 %Onload = 100% %Unload = 0% No.2 %Onload = 38.0% %Unload = 62.0% ภาพท่ี 5.25 การปรบั ลดคา่ ความดัน Cut in – Cut off ท่ชี ุดควบคมุ ระบบอัดอากาศ วิธีการคานวณผลการอนรุ ักษ์พลงั งาน กอ่ นปรบั ปรุง กาลงั ไฟฟ้าของเคร่ือง GA90 No.1 (Onload) = 91.4 kW %Onload = 100 % กาลงั ไฟฟา้ ของเครื่อง GA90 No.2 (Onload) = 91.3 kW %Onload = 43.5 % กาลังไฟฟ้าของเครื่อง GA90 No.2 (Unload) = 46.7 kW %Unload = 56.5 % ชั่วโมงการทางานของเครอ่ื งอัดอากาศ = 22ช่ัวโมง/วัน x 350 x วัน/ปี = 7,700 ชัว่ โมง/ปี พลังงานไฟฟ้าทใ่ี ช้รวมของเครอ่ื ง GA90 x 2 ชดุ = (91.4 kW x 100% + 91.3 kW x 43.5% + 46.7 kW x 56.5%) x 7,700 ชวั่ โมง/ต่อปี = 1,212,769 kWh/ปี หลังปรับปรุง = 89.6 kW กาลงั ไฟฟ้าของเคร่ือง GA90 No.1 (Onload) = 100 % %Onload = 90.7 kW กาลงั ไฟฟา้ ของเครื่อง GA90 No.2 (Onload)
45 %Onload = 38.0 % 47.8 kW กาลังไฟฟา้ ของเคร่ือง GA90 No.2 (Unload) = 62.0 % 22ชวั่ โมง/วัน x 350 x วนั /ปี %Unload = 7,700 ช่วั โมง/ปี (89.6 kW x 100% + 90.7 kW x 38.0% ช่วั โมงการทางานของเครอ่ื งอัดอากาศ = + 47.8 kW x 62.0%) x 7,700 ช่ัวโมง/ต่อปี 1,183,475 kWh/ปี = 1,212,769 – 1,183,475 kWh/ปี 29,294 kWh/ปี พลังงานไฟฟ้าท่ีใช้รวมของเคร่อื ง GA90 x 2 ชดุ = 0.00249 ktoe/ปี 29,294 kWh/ปี x 2.85 บาท/kWh พลงั งานไฟฟา้ ท่ีสามารถประหยัดได้ = 83,488 บาท/ปี = คดิ เทียบเป็นน้ามนั ดิบได้ = คิดเปน็ คา่ ใช้จา่ ยทป่ี ระหยัดได้ = = ตัวอย่างที่ 2 = การลดปริมาณลมร่ัวในระบบอดั อากาศ ความเป็นมาและลกั ษณะการใชง้ าน ปจั จุบันทางโรงงานมีการใช้งานเคร่ืองอดั อากาศจานวน 2 ขุด คือหมายเลข No.1 และ No.2 (ยหี่ ้อ Kobelco รุ่น AL180 : FAD = 490 L/s @ 180 kw) โดยมีรายละเอยี ดการใชง้ านดงั นี้ No. FAD = 490 L/s กาลงั ไฟฟ้า (On load) = 149.4 kW @ 80% กาลงั ไฟฟา้ (Unload) = 34.3 kW @ 20% No.2 FAD = 490 L/s กาลังไฟฟา้ (on load) = 150.0 kW @ 100% FAD รวมทง้ั โรงงาน = 490 L/s X 80% + 490 L/s X 100% = 882 L/s ปญั หาของอปุ กรณ์/ระบบก่อนปรบั ปรงุ จากการสารวจสภาพหน้างานโดยคณะทางานด้านเทคนคิ พบว่ามจี ดุ รั่วไหล ภายในระบบอากาศอัดตามข้อต่อวาล์ว และอุปกรณ์ลมเป็นจานวนมาก (ดังรปู )
46 ภาพที่ 6.26จดุ ร่ัวไหลภายในระบบอากาศอดั ตามข้อต่อวาล์ว และอุปกรณล์ มเป็นจานวนมาก และจากการทดสอบหาปรมิ าณลมร่วั และการสญู เสยี พลงั งานด้วยวิธกี ารอัดลมเขา้ ในระบบในช่วงท่ไี มม่ ีการผลติ (วันหยุด) ดว้ ยเครือ่ งอดั อากาศหมายเลข No.1 โดยเจ้าหนา้ ทข่ี องทาง โรงงาน และจับเวลาช่วง Onload และ Unload จะได้วา่ ภาพท่ี 5.27 กราฟสมรรถนะของเคร่อื งอัดอากาศขณะใช้ทดสอบหาปริมาณการร่ัวในระบบ(ก่อนปรบั ปรงุ ) แนวคดิ และข้ันตอนการดาเนินการ กาหนดผูร้ ับผดิ ชอบในการสารวจและซ่อมแซมจดุ ต่างๆทเ่ี กิดการรั่วของอากาศอดั ควบคไู่ ปกบั การรับแจ้งผา่ น ทางพนักงานในส่วนการผลติ ทพี่ บเหน็ จดุ ท่ีมีการร่วั ไหล และดา เนนิ การซ่อมแซม /เปลย่ี นอุปกรณ์ใหม่ทนั ที โดยจะ ทยอยทาเป็นประจาทกุ เดือน และประเมนิ ผลท่ไี ด้รับดว้ ยวิธกี ารอดั ลมเข้าในระบบในชว่ งทีไ่ ม่มีการผลิต เพ่ือน่าไป คานวณเทยี บเป็นพลังงานไฟฟ้าทป่ี ระหยดั ได้
47 สภาพหลังปรบั ปรุง ตลอดเวลา 1 เดอื นที่มกี ารดาเนนิ การซอ่ มแซมรอยรว่ั อยา่ งตอ่ เนอื่ ง ทางโรงงานสามารถลดปริมาณการรว่ั ของอากาศ อดั ลงได้และชว่ ยลดภาระการทางานของเคร่ืองอดั อากาศให้ใช้พลงั งานนอ้ ยลงกวา่ เดมิ ดังนี้ ปริมาณลมรวั่ ท้ังระบบ (FAD) = 258.9 L/s คิดเปน็ %การรวั่ ของทงั้ ระบบ = 29.4 % (คิดเทียบจากค่า FAD รวมจรงิ ทผ่ี ลิตไดจ้ ากเครื่องอัดอากาศขณะใชง้ านตามปกติเท่ากบั 882 L/s) กาลังไฟฟ้าเฉลย่ี จากการรวั่ ของอากาศอดั เทียบเทา่ = 95.1 kw ภาพที่ 5.28 กราฟสมรรถนะของเคร่อื งอัดอากาศขณะใชท้ ดสอบหาปริมาณการรั่วในระบบ (หลงั ปรับปรุง) ข้อเสนอแนะ 1.ทางโรงงานควรดาเนินการตรวจสอบและซอ่ มแซมลมรวั่ เป็นประจาทุกเดอื น 2.ควรใหพ้ นกั งานทุกคนมสี ว่ นร่วมในการแจ้งขอ้ มลู มายังผู้รับผิดชอบในกรณีที่อุปกรณ์ในระบบเกิดการชารุด เสียหาย หรือมีการรั่วของลมอัดขึ้นภายในระบบ (กจิ กรรม Suggestion) จากการสารวจในพ้ืนท่ีใช้งานจริงพบว่าลมร่ัวบางส่วนเกิดจากการท่ีพนักงานลืมปิดอุปกรณ์ลมหรือวาล์วต้นทาง ในช่วงที่ไม่มีการใช้งาน ทาให้เกิดการสูญเสียโดยเปล่าประโยชน์ ดังนั้นผู้รับผิดชอบควรมีการกวดขันและกาชับ พนักงานทุกคนโดยผา่ นทางสอ่ื ประซาสมั พนั ธ์ หรือกิจกรรมภายในทมี่ ที าเป็นประจาอยู่แลว้
48 วิธกี ารคานวณผลการอนรุ ักษ์พลงั งาน กาลังไฟฟา้ เฉลี่ยจากการร่ัวท่ีลดลงได้ = 108.8 – 95.1 kw = 13.7 kW ชวั่ โมงของการทางานของระบบอดั อากาศ = 24 ชั่วโมง/วนั x 365 วนั /ปี = 8,760 ช่วั โมง/ปี พลงั งานไฟฟา้ ทสี่ ามารถประหยัดได้ = 13.7 kW x 8,760 ชว่ั โมง/ปี = 119,738 kWh/ปี คดิ เทยี บเป็นน้ามนั ดิบได้ = ปี = 0.0102 ktoe/ปี คิดเปน็ คา่ ใชจ้ า่ ยท่ีประหยดั ได้ = 119,738 kWh/ปี x 2.54 บาท/kWh = 304,135 บาท/ปี
49 ตอนท่ี 5.4 หอผงึ่ น้า โปรดอา่ นหัวเรอ่ื ง วตั ถุประสงค์ในตอนที่ 5.4 แล้ว จงึ ศกึ ษาเนอ้ื หาสาระโดยละเอียดต่อไป หวั เร่ือง เรือ่ งที่ 1.1 องค์ประกอบของระบบ เรื่องที่ 1.2 นยิ ามประสิทธภิ าพหรอื สมถรรนะ เร่อื งท่ี 1.3 กฎหมายท่ีเก่ยี วข้อง เร่อื งที่ 1.4 แนวทางการสารวจและการเกบ็ ข้อมลู วเิ คราะห์ประสทิ ธิภาพ เรอ่ื งท่ี 1.5 ตัวอยา่ งมาตรการท่ปี ระสบผลสาเร็จ วัตถุประสงค์ 1. อธิบายองคป์ ระกอบของหอผ่ึงนา้ 2. อธิบายนิยามประสิทธิภาพของหอผ่ึงน้า 3. อธิบายแนวทางการสารวจและการเก็บข้อมลู การวิเคราะห์ประสิทธิภาพ 4. อธบิ ายตวั อย่างมาตรการท่ปี ระสบผลสาเร็จ
50 5.4.1 องค์ประกอบของระบบ หอผ่งึ นา้ เปน็ ส่วนหนง่ึ ของระบบทาความเย็นที่ระบายความรอ้ นด้วยนา้ ทาหนา้ ท่รี ะบายความร้อนให้กับ น้าที่ ใช้หล่อเยน็ คอนเดนเซอร์ หอผ่งึ นา้ หล่อเยน็ ท่ีมปี ระสิทธิภาพสงู จะทาให้อณุ หภมู ิควบแนน่ ของสารทาความเย็น ต่าลง มผี ลตอ่ การประหยัดพลงั งานในระบบทาความเยน็ และความสามารถในการทาความเยน็ สูงข้นึ นบั ได้ว่า หอผ่ึง นา้ หล่อเยน็ เปน็ อปุ กรณท์ ี่สาคัญในการทางานของระบบทาความเยน็ โดยสามารถแยกไดเ้ ปน็ ประเภท 2 ประเภท ได้ ดงั น้ี 5.4.1.1 นา้ และอากาศไหลสวนกัน (Counter Flow) หอผงึ่ น้าชนิดนี้จะปล่อยนา้ ที่อุณหภูมสิ ูงไหลลงมาจากด้านบน และดดู อากาศเชา้ ทางดา้ นล่าง ทาให้น้าและ อากาศไหล สวนทางกนั ดงั รูป รูปท่ี 5.29 หอผึง่ นา้ แบบน้าและอากาศไหลสวนทาง (Counter Flow) รปู ท่ี 5.30 ลกั ษณะการถา่ ยเทความรอ้ น แบบน้าและอากาศไหลสวนทาง (Counter Flow)
51 5.4.1.2 นา้ และอากาศไหลแบบต้งั ฉากกัน (Cross Flow) หอผ่ึงนา้ ชนดิ นจ้ี ะปล่อยนา้ อุณหภมู สิ งู ไหลลงมาจากดา้ นบน และดดู อากาศเขา้ จากดา้ นข้างทาให้น้าและ อากาศไหลต้ังฉากกนั ดงั รูป รปู ท่ี 5.31 หอผ่ึงนา้ แบบนา้ และอากาศไหลแบบต้ังฉากกัน (Cross Flow) รปู ท่ี 5.32 ลักษณะการถ่ายเทความร้อนแบบนา้ และอากาศไหลแบบตั้งฉากกนั (Cross flow) องคป์ ระกอบของหอผึง่ นา้ ประกอบดว้ ย 1. ตัวถัง (Casing) ทาหน้าที่ เปน็ โครงสรา้ งของ หอผึ่งนา้ 2. แผงรงั ผ้งึ (Filling) ทาหน้าท่ี กระจายน้าร้อนใหล้ ะเอยี ด เพอ่ื ประโยชน์ในการถ่ายเทความรอ้ น 3. ถาดน้ารอ้ นบน (Hot Water Basin) ทาหน้าท่ี รบั นา้ รอ้ นจากระบบเพื่อกระจายลงบนแผงรังผง้ึ 4. พัดลม (Fan) ทาหน้าท่ี ดูดอากาศรอบๆ หอผง่ึ นา้ เพื่อแลกเปลย่ี นความร้อนระหวา่ ง อากาศกับน้ารอ้ น 5. ถาดนา้ เยน็ ลา่ ง (Cold Water Basin) ทาหนา้ ท่ี รับน้าที่ผา่ นการระบายความรอ้ น จากแผงรงั ผ้งึ
52 6. ซ่องอากาศเขา้ (Air in let) ทาหนา้ ที่ เปน็ ซอ่ งทางเข้าของอากาศเขา้ สู่ แผงรงั ผึง้ เพอ่ื แลกเปลี่ยนความร้อนกับน้า 7. ซอ่ งอากาศออก (Air out let) ทาหนา้ ท่ี เปน็ ซอ่ งทางระบายอากาศ ทผี่ า่ นการแลกเปลี่ยนความร้อนแล้ว 5.4.2 นยิ ามประสิทธภิ าพหรือสมรรถนะ 5.4.2.1อุณหภมู ิกระเปาะเปยี ก (Wet bulb Temperature) คืออณุ หภมู ิท่ี อากาศมปี ริมาณไอนา้ อ่ิมตวั ท่ี ความชน้ื 100 % RH 5.4.2.2 อุณหภูมิกระเปาะแหง้ (Dry bulb Temperature) หมายถึง คา่ อุณหภมู ทิ ส่ี ภาวะปกติ ประสิทธิภาพการแลกเปล่ยี นความร้อน CT หมายถงึ อัตราสว่ นระหวา่ งผลตา่ งของน้าเข้าและออกจาก หอผึ่งน้า กบั ผลต่างระหวา่ งอณุ หภมู ิน้าเขา้ หอผึง่ นา้ และอุณหภมู กิ ระเปาะเปียกของอากาศ CT TWin TWout 100 TWin Twb โดยท่ี CT = ประสทิ ธภิ าพการแลกเปลี่ยนความรอ้ น(%) TWin = อณุ หภูมนิ ้าเข้า( C / F) TWout = อุณหภูมนิ ้าออก ( C / F) Twb = อณุ หภูมิกระเปาะเปยี ก ( C / F)
53 5.4.3 กฎหมายท่เี กี่ยวขอ้ ง ปัจจุบันไม่มีกฎหมายเกย่ี วกับการสารวจ ตรวจวัด หรอื วเิ คราะหป์ ระสทิ ธภิ าพหรือสมรรถนะ 5.4.4 แนวทางการสารวจและการเกบ็ ขอ้ มูลวเิ คราะหป์ ระสิทธภิ าพ เคร่ืองมอื หรือมาตรวดั ท่ตี ้องใชใ้ นการตรวจวัดและวิเคราะห์หาประสิทธภิ าพ - เครอ่ื งมอื วัดอณุ หภมู ิและความช้นื สมั พันธ์ของอากาศ - เครอื่ งมือวดั อณุ หภมู ินา้ - Psychometric Chart ทีร่ ะดับความดันบรรยากาศ 101.3 kPa. หรือโปรแกรมในการชว่ ยคานวณหา อุณหภูมิ กระเปาะเปียก 5.4.4.1 การตรวจวัดและวเิ คราะห์ 1.ตรวจวดั ค่าอณุ หภูมินา้ เชา้ หอผึง่ นา้ (Twin) บรเิ วณถาดบนของหอผึ่งน้าในหน่วยของ ๐C หรือ ๐F 2.ตรวจวดั คา่ อณุ หภูมิน้าออกหอผึง่ นา้ (TWout) บริเวณถาดลา่ งของหอผ่ึงนา้ ในหนว่ ยของ๐C หรือ ๐F 3.ตรวจวัดคา่ อุณหภมู ิและความชืน้ สัมพนั ธข์ องอากาศบริเวณที่อากาศเช้าหอผง่ึ น้า 4.นาคา่ อุณหภูมแิ ละความชืน้ สัมพันธ์ของอากาศในข้อ3 หาคา่ อุณหภมู กิ ระเปาะเปียก (Twb) ใน Psychometric Chart โดยมีขน้ั ตอนการหา ดังนี้ - นา่ ค่าอณุ หภูมิและความชืน้ ของอากาศไป Plot ลงบน Psychometric Chart โดยเร่มิ จากน่าคา่ อุณหภูมิอากาศทว่ี ัด ได้จากขอ้ 3 ลากเสน้ ช้ืนไปในแนวดิง่ ไปตดั กบั เส้นความชนื้ สมั พันธ์ท่วี ดั ได้ (จากข้อ 3) แลว้ ลากเฉียงชืน้ ไปให้ขนานกับ เสน้ อณุ หภมู กิ ระเปาะเปียกแลว้ อา่ นค่า ตัวอย่างเช่น อุณหภมู กิ ระเปาะแหง้ 33.0 ๐C ความช้นื สมั พนั ธ์ 50.0 % จะ สามารถหาอุณหภูมกิ ระเปาะเปยี กเทา่ กับ 24.5 ๐C ดงั รปู 5.33 -นาคา่ ที่ไดจ้ ากการตรวจวดั และ Psychometric Chart มาคานวณหาประสทิ ธภิ าพหอผงึ่ นา้ ดังสมการต่อไปนี้ CT TWin TWout 100 TWin Twb
54 ภาพท่ี 5.33 แผนภูมไิ ซโครเมตริก (Psychometric Chart) 5.4..5 ตวั อยา่ งการวเิ คราะห์ประสิทธภิ าพการใช้พลังงาน ตารางที่ 5.5 ตารางตัวอย่างการวิเคราะหป์ ระสิทธิภาพการใชง้ าน
55 ตัวอย่างที่ 1 : หอผงึ่ น้าขนาด 600 Ton แบบ Counter Flow มีค่าพิกัดและคา่ ตรวจวดั ดงั ตอ่ ไปน้ี การคานวณหาคา่ อุณหภมู ิกระเปาะเปียกของอากาศ ด้วย Psychometric Chart 77.9 % 1. คา่ อณุ หภมู ิอากาศ เท่ากบั 32.3 °C / 77.9% RH 2. ลากเส้นบนแผนภมู ิ อุณหภมู ิ 32.3 °C ขนึ้ ไปในแนวดงิ่ 1 จนตัดกับคา่ ความขึ้นสมั พนั ธ์ RH 2 ขีดเส้นในแนวเฉยี งขึ้นไปจนตัดกับเส้นไอนา้ อ่มิ ตัว 3 3. อา่ นค่าอณุ หภูมกิ ระเปาะเปยี กของอากาศ ไดเ้ ทา่ กับ 29.0 °C 4. คานวณหาคา่ ประสิทธภิ าพการแลกเปลี่ยนความร้อน จากสมการ CT TWin TWout 100 TWin Twb CT 100 CT 49.4
ภาพท่ี 5.34 รปู ภาพแสดงการหาคา่
56 าอุณหภูมกิ ระเปาะเปียกของอากาศ
57 ตัวอย่างมาตรการทปี่ ระสบความสาเรจ็ ตวั อย่างที่ 1 การปรับปรงุ ประสิทธิภาพเคร่ืองทานา้ เยน็ โดยการลดอณุ หภูมนิ ้าหลอ่ เย็น ความเป็นมาและลกั ษณะการใชง้ าน ในกระบวนการ Evaporation มกี ารดึงนา้ หล่อเย็นบางส่วนจากระบบทาน้าเย็น (จากหอผงึ่ นา้ ) มาใชใ้ นการ หลอ่ เยน็ กับผลิตภัณฑ์กอ่ นจะปล่อยกลับเช้าสู่หอผง่ึ น้าเพือ่ ลดอณุ หภมู ิแล้วนา่ กลับมาใชใ้ หมอ่ ีกครั้งดงั รปู ภาพที่ 5.36 ระบบหลอ่ เย็นที่ใช้งานในส่วนของเครอ่ื งทาน้าเย็นและสว่ นของ Evaporation (ก่อนปรับปรุง) ปัญหาของอปุ กรณ/์ ระบบกอ่ นปรับปรงุ จากสภาพการทางานของระบบหลอ่ เย็นในลักษณะดงั กล่าว ทางโรงงานพบว่าอุณหภมู ิของนา้ หลอ่ เย็นหลงั ผ่านกระบวนการ Evaporation มาแล้วนัน้ จะมีอุณหภูมิที่สูงขึน้ ประมาณ 45°c ซึ่งเม่ือน่ากลบั มาผสมกบั น้าหล่อเยน็ ในระบบทาน้าเย็นแลว้ จะมผี ลทาใหอ้ ุณหภมู ิของนา้ หลอ่ เย็นของทัง้ ระบบโดยรวมสงู ขึน้ นั้นคอื อุณหภมู ิของน้าหล่อ เย็นในส่วนที่น่าไประบายความร้อนในเครอื่ งทานา้ เยน็ ก็จะสงู ขน้ึ เซ่นกนั (ประมาณ 37๐c ทาให้เคร่อื งทาน้าเยน็ มกี าร ใช้พลังงานไฟฟ้าต่อหน่วยความเยน็ ท่เี พิ่มข้ึน นอกจากน้นั นา้ หล่อเย็นท่ีออกจากกระบวนการ Evaporation นน้ั มสี ่วนผสมของสาร Aroma ปะปนมาดว้ ย ทาใหเ้ กดิ ผลกระทบต่อคณุ ภาพนา้ หล่อเยน็ ความสะอาดของขดุ คอนเดนเซอร์ และหอผ่ึงนา้ ซึ่งเป็นเหตุให้ความสามารถ ในการระบายความร้อนของระบบมปี ัญหาเกดิ ขึ้นจนกระทั้งเกิดการน็อคของเครือ่ งทาน้าเยน็ ตามมาและ ล่งผลกระทบ ตอ่ ระบบปรับอากาศและสว่ นของการผลติ โดยในกรณดี งั กลา่ วนที้ างโรงงานจะทาการ Bypass น้าหลอ่ เยน็ ในส่วนนี้ ทง้ั ออกไปทนั ที และทาการลา้ งทาความสะอาดขดุ คอนเดนเซอร์และหอผ่งึ น้าให้กลับมาเป็นปกติ จากนน้ั
58 จึงคอ่ ยเปิดนานา้ หล่อเยน็ ส่วนที่ทิง้ น้กี ลับมาใชใ้ หม่อีกครัง้ (เน่อื งจากน้าหล่อเย็นท่ีปล่อยท้ิงมีปรมิ าณค่อนข้างมาก ดังน้นั ทางโรงงานจงึ กลัวในเรอื่ งของค่าใช้จา่ ยดา้ นนา้ ประปาที่เกิดขน้ึ หากต้องปล่อยทงิ้ ออกไปทั้งหมด) ภาพท่ี 5.36 อณุ หภูมินา้ หลอ่ เย็นกอ่ นเชา้ เครื่องทาน้าเยน็ (ก่อนปรบั ปรงุ ) แนวคิดและข้ันตอนการดาเนนิ การ เพ่ือแก่ไขปญั หาดังกลา่ ว ทางโรงงานได้มีแนวทางในการปรับปรุงระบบท่อนา้ หลอ่ เย็นใหมโ่ ดยการแยกวงจร นา้ หล่อเยน็ ในสว่ นของเคร่ืองทาน้าเย็นและ Evaporation ออกจากกัน (ดงั รปู ) ทั้งนี้ในส่วนของ Evaporation นน้ั จะต้องเพิ่มเตมิ (ติดต้งั เพิ่ม) ในสว่ นของหอผง่ึ น้าสาหรับใช้ระบายความร้อนน้าหล่อเยน็ ท่ีหมุนเวยี นในกระบวนการดว้ ย สภาพหลงั ปรับปรุง ภายหลังการปรบั ปรุงพบว่าอุณหภมู ขิ องน้าหล่อเย็นในสว่ นท่ีใชก้ ับเครื่องทานา้ เย็นนนั้ มคี ่าลดลงจาก 37°c เหลอื เพียง 32°c และชว่ ยให้เกดิ การประหยัดพลังงานในสว่ นของเครอ่ื งทาน้าเยน็ โดยดูจากอุณหภูมิ /ความดนั ของ สารทาความเยน็ นอกจากนี้ยังเป็นการแกป้ ัญหาในเรื่องของสาร Aroma ปะปนมาในน้าอันเป็นสาเหตหุ ลักของความ สกปรกและประสิทธภิ าพการระบายความร้อนทลี่ ดลงของระบบทาน้าเยน็ ได้อีกดว้ ย
Search
