ไอน้ำมักถูกนำมาให้ความร้อนในอุตสาหกรรมและการผลิตต่างๆ เนื่องจากไอน้ำมีข้อดีดังนี้

1. ปลอดภัย ไม่เป็นอันตราย

2. ถ่ายเทความร้อนที่อุณหภูมิคงที่

3. เปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ตามความดัน

4. สามารถสะสมพลังงานได้มาก

การใช้งานไอน้ำมี 2 รูปแบบ

1. การใช้ไอน้ำแบบทางตรง (Direct) คือ การนำไอน้ำสัมผัสกับวัตถุดิบโดยตรง ไม่มีน้ำ Condensate กลับมา

2. การใช้ไอน้ำแบบทางอ้อม (Indirect) คือ การนำไอน้ำให้ความร้อนแก่วัตถุดิบ โดยผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน  ซึ่งจะมีน้ำ Condensate กลับมาใช้อีก

การจะใช้ไอน้ำในรูปแบบใด ขึ้นกับชนิดของกระบวนการผลิต

ระบบไอน้ำแบ่งออกเป็น 2 ส่วน

1. Supply Side คือส่วนที่ผลิตไอน้ำออกมา ประกอบด้วย หม้อไอน้ำ (Boiler), Feed Water Pump, Header และ Steam Separator เป็นต้น

2. Demand Side คือส่วนที่ต้องการนำไอน้ำไปใช้ประโยชน์ ประกอบด้วย ท่อส่งไอน้ำ, ท่อ Condensate, Steam Trap และ อุปกรณ์ใช้ความร้อน เป็นต้น

การอนุรักษ์พลังงานในระบบไอน้ำสามารถดำเนินการได้ทั้งในส่วนของ Supply Side และ Demand Side แต่ไม่ว่าไอน้ำจะอยู่ในส่วนใด คุณสมบัติของไอน้ำจะอยู่บนกราฟ PH-diagram เสมอ ดังนั้นหากสามารถใช้กราฟ PH-diagram ได้อย่างคล่องแคล่ว จะสามารถใช้ลูกเล่นในการอนุรักษ์พลังงานในระบบไอน้ำได้ไม่ยาก

รูปที่ 1 PH-diagram ของ น้ำ/น้ำผสมไอน้ำ/ไอน้ำ

ลองฝึกทำความเข้าใจเส้นคุณสมบัติของ น้ำ/น้ำผสมไอน้ำ/ไอน้ำ บนกราฟ PH-diagram

1. เส้นแบ่งสถานะ

รูปที่ 2 เส้นแบ่งสถานะบน PH-diagram

2. เส้นความดันสัมบูรณ์

รูปที่ 3 เส้นความดันสัมบูรณ์บน PH-diagram

3. เส้นพลังงานต่อมวล (Enthalpy)

รูปที่ 4 เส้น Enthalpy บน PH-diagram

4. เส้นอุณหภูมิ

รูปที่ 5 เส้นอุณหภูมิบน PH-diagram

5. เส้นความหนาแน่น

รูปที่ 6 เส้นความหนาแน่นบน PH-diagram

6. เส้นสัดส่วน ไอน้ำ/น้ำ

รูปที่ 7 เส้นสัดส่วน ไอน้ำ/น้ำ บน PH-diagram

7. เส้น Entropy

รูปที่ 8 เส้น Entropy บน PH-diagram

ตัวอย่างการใช้ PH-diagram เพื่อประเมินศักยภาพการอนุรักษ์พลังงานในระบบไอน้ำ

1. การอนุรักษ์พลังงานโดยการลดความดันผลิตไอน้ำ

หม้อไอน้ำผลิตไอน้ำอิ่มตัวจากน้ำอุณหภูมิ 40 ºC ที่ความดัน 5 Bar(g) หากลดความดันที่ใช้ในการผลิตไอน้ำเหลือ 1 Bar(g) จะอนุรักษ์พลังงานได้กี่ kJ/kg

พลังงานที่ใช้ในการผลิตไอน้ำอิ่มตัว @ 5 Bar(g) ; เส้นสีแดง   =        2750 – 170 = 2580             kJ/kg

พลังงานที่ใช้ในการผลิตไอน้ำอิ่มตัว @ 1 Bar(g) ; เส้นสีน้ำเงิน =        2700 – 170 = 2530              kJ/kg

ผลการอนุรักษ์พลังงานที่เกิดขึ้น                                 =        2580 – 2530 = 50                kJ/kg

รูปที่ 9 การใช้ PH-diagram คำนวณมาตรการลดความดันผลิตไอน้ำ

2. ผลกระทบที่เกิดขึ้นต่อระบบไอน้ำจากการมีความร้อนสูญเสีย

ภายในท่อไอน้ำ มีไอน้ำอิ่มตัว 5 Bar(g)  แต่เนื่องจากท่อหุ้มฉนวนบาง จึงมีความร้อนสูญเสียไป 500 kJ/kg จงคำนวณหาค่า Enthalpy ที่เหลืออยู่ และ ภายในท่อจะเกิดน้ำ Condensate ขึ้นกี่ %

พลังงานไอน้ำอิ่มตัว @ 5 Bar(g) ; จุดสีแดง                                        =        2700             kJ/kg

พลังงานไอน้ำที่เหลือจากการสูญเสียความร้อน @ 5 Bar(g) ; จุดสีน้ำเงิน        =        2200             kJ/kg

จากจุดสีน้ำเงินสามารถอ่านค่า

Enthalpy                            = 2200 kJ/kg

สัดส่วน ไอน้ำ/น้ำ                    = 0.78  , 78 %

ดังนั้นปริมาณน้ำ Condensate    = 100 – 78 = 22 %

รูปที่ 10 การใช้ PH-diagram วิเคราะห์ผลกระทบที่เกิดขึ้นต่อระบบไอน้ำจากการมีความร้อนสูญเสีย

3. ปริมาณ Flash Steam ที่สามารถนำมาใช้งาน

น้ำอิ่มตัวความดัน 5 Bar(g) ถูกลดความดันลงเหลือความดันบรรยากาศ จะเกิด Flash Steam กี่ % และอุณหภูมิ Flash Steam เป็นเท่าไร

จุดสีแดง          = น้ำอิ่มตัวความดัน 5 Bar(g)

จุดสีน้ำเงิน       = น้ำอิ่มตัวความดัน 5 Bar(g) ถูกลดความดันลงเหลือความดันบรรยากาศ

จากจุดสีน้ำเงินสามารถอ่านค่า

อุณหภูมิอิ่มตัว                       = 100  ºC

สัดส่วน ไอน้ำ/น้ำ                    = 0.1   , 10 %

ดังนั้นปริมาณน้ำ Flash Steam    = 10 %

รูปที่ 11 การใช้ PH-diagram คำนวณหาปริมาณ Flash Steam ที่สามารถนำมาใช้งาน

จากตัวอย่างข้างต้น จะสังเกตได้ว่าไม่ว่าไอน้ำจะอยู่ส่วนใดของระบบท่อไอน้ำ จะเป็นสถานะใด ก็สามารถใช้ PH-diagram วิเคราะห์ได้ ดังนั้นหากผู้ความคุมระบบมีความเข้าใจ PH-diagram แล้ว ก็จะสามารถค้นหามาตรการอนุรักษ์พลังงานในระบบไอน้ำได้มากมาย

ZERO ENERGY เปิดสอนหลักสูตร “การอนุรักษ์พลังงานในระบบไอน้ำ” ท่านที่สนใจสามารถอ่านรายละเอียดหลักสูตรได้ที่หน้าเพจ “อบรมอนุรักษ์พลังงาน”

เรียบเรียงข้อมูลโดย: ชลทศ ประเทืองสุขพงษ์

อ้างอิง

1. ตำราฝึกอบรมผู้รับผิดชอบพลังงานด้านความร้อน, บทที่ 1 ระบบความร้อนและอุปกรณ์ที่ใช้ไอน้ำ

2. กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน, การอนุรักษ์พลังงานในระบบไอน้ำ

The post การอนุรักษ์พลังงานในระบบไอน้ำ first appeared on ZERO ENERGY.

อากาศอัด (Compressed Air) จะใช้ในการควบคุมการทำงานของเครื่องจักร อุปกรณ์ และกระบวนการผลิตต่างๆ  โดยมักใช้แทนการจ่ายไฟฟ้าเข้าอุปกรณ์และเครื่องมือเนื่องจากอาจเกิดอันตรายได้

หลักการทำงานของการอัดอากาศ

เมื่อไฟฟ้าถูกจ่ายเข้าเครื่องอัดอากาศ (Air Compressor) เครื่องอัดอากาศจะอัดอากาศ 7 ลบ.ม. ที่ความดันบรรยากาศ (1 Bar) ให้กลายเป็นอากาศ 1 ลบ.ม. ที่ความดัน 7 Bar เพื่อนำไปใช้ในกระบวนการผลิตก่อนจะสลายกลับไปที่บรรยากาศ

รูปที่ 1 หลักการทำงานของการอัดอากาศ [1]

ในการอัดอากาศจะมีความร้อนและน้ำออกมาเสมอ ความร้อนสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ เช่น ทำน้ำร้อนก่อนเข้า Boiler เป็นต้น ส่วนน้ำเป็นสิ่งที่ต้องกำจัดทิ้ง เพราะเป็นสาเหตุให้เกิดการกัดกร่อนในระบบท่อและอุปกรณ์

ต้นทุนของระบบอัดอากาศ

ค่าใช้จ่ายของระบบอัดอากาศส่วนใหญ่ เป็นค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน เนื่องจากพลังงานที่ใส่เข้าระบบอัดอากาศ จะถูกใช้ประโยชน์จริงได้เพียง 10% ที่เหลือสูญเสียไปกับความร้อน และการรั่ว ถ้าอุตสาหกรรมใดใช้น้ำจากระบบ Chiller มาระบายความร้อนให้ระบบอัดอากาศ ต้องคิดต้นทุนค่าพลังงานของระบบ Chiller เข้าไปด้วย

รูปที่ 2 แผนภูมิแท่งแสดงการสูญเสียในระบบอัดอากาศ [1]

หลายโรงงานสามารถอนุรักษ์พลังงานได้ 10-20% จากการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง เช่น ซ่อมจุดรั่ว ลดแรงดัน และเปลี่ยน Filter ที่ตัน หากต้องการอนุรักษ์พลังงานมากขึ้น ก็จะใช้วิธี เลือกระบบควบคุม Air Compressor ที่เหมาะสม, เพิ่มขนาด Receiver Tank, เปลี่ยนชนิด Air Dryers และ เปลี่ยนชนิด Air Filter

แต่หัวใจหลักของการอนุรักษ์พลังงานในระบบอัดอากาศ คือ การใช้ระบบควบคุม, ถังพักลม และ การจัดการ Demand เพื่อให้ความต้องการในช่วง Peak แต่ให้ระบบอัดอากาศทำงานแบบ Part Load ได้ ดังนั้นเราจะมาเน้นกันที่เรื่องของถังพักลม (Air Receiver Tank) กันครับ

ถังพักลมจะมีผลอย่างมากต่อการอนุรักษ์พลังงาน สำหรับระบบอัดอากาศที่ใช้เครื่องอัดอากาศชนิดสกรู (Screw Air Compressor) เพราะมีการทำงานรูปแบบ Load/Unload  ส่วนเครื่องอัดอากาศชนิดลูกสูบ ถังพักลมจะช่วยในการให้ความดันในระบบนิ่ง ลดการสึกหรอจากการ Start/Stop บ่อยๆ แต่ไม่ช่วยในเรื่องของการอนุรักษ์พลังงานแต่อย่างใด

ตัวอย่าง การอนุรักษ์พลังงานในระบบอัดอากาศ โดยการเพิ่มขนาดถังพักลม

โรงงาน A มีการติดตั้งระบบอัดอากาศดังนี้

– Air Compressor        =        55 kW

– FAD                        =        300 cfm

– P unload                  =        7 bar(g)

– P load                     =        6 bar(g)

– ใช้งานเฉลี่ย                =        210 cfm (70% Peak Flow)

– ขนาดถัง                     =        300 gal

– ชั่วโมงใช้งานเฉลี่ย       =        6,000 ชม./ปี

หากเพิ่มขนาดถังเป็น 3,000 gal จะสามารถอนุรักษ์พลังงานในระบบอัดอากาศได้กี่ kWh/ปี ?

จากข้อมูลจะพบว่า สัดส่วนขนาดถัง/ปริมาณลมอัด = 1 gal/cfm เมื่อ Plot จุดบนกราฟ จะได้กำลังไฟฟ้าเฉลี่ย 90%  หากเพิ่มขนาดถังเป็น 3,000 gal จะได้สัดส่วนขนาดถัง/ปริมาณลมอัด = 10 gal/cfm เมื่อ Plot จุดบนกราฟ จะได้กำลังไฟฟ้าเฉลี่ย 80%

รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่าง กำลังไฟฟ้าเฉลี่ย-ปริมาณลมที่ใช้งาน-ขนาดถัง ของเครื่องอัดอากาศชนิดสกรู [1]

กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยที่ลดลง (kW) = กำลังไฟฟ้าที่ลดลง (%) x กำลังไฟฟ้าเครื่องอัดอากาศ (kW)

= (90 – 80)% x 55 kW

 = 5.5 kW

พลังงานที่สามารถประหยัดได้   = 5.5 kW x 6,000 ชม./ปี

 = 33,000 kWh/ปี

ดังนั้นการเพิ่มขนาดถังจาก 300 gal เป็น 3,000 gal จะสามารถอนุรักษ์พลังงานในระบบอัดอากาศได้ถึงปีละ 33,000 kWh ถ้าอัตราค่าไฟฟ้าเฉลี่ย 4 บาท/kWh  เท่ากับว่าสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายพลังงานได้ 132,000 บาท/ปี แม้ว่าการเพิ่มขนาดถังต้องมีการลงทุนสูงขึ้น แต่อย่าลืมว่าเป็นการลงทุนครั้งเดียว ที่สามารถช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้ตลอดอายุการใช้งาน

ZERO ENERGY มีเปิดสอนหลักสูตร “การอนุรักษ์พลังงานในระบบอัดอากาศ” สามารถอ่านรายละเอียดหลักสูตรได้ที่เพจ “อบรมอนุรักษ์พลังงาน”

เรียบเรียงข้อมูลโดย: ชลทศ ประเทืองสุขพงษ์

อ้างอิง

1. CEA Technologies Inc. (CEATI), COMPRESSED AIR ENERGY EFFICIENCY REFERENCE GUIDE

The post การอนุรักษ์พลังงานในระบบอัดอากาศ first appeared on ZERO ENERGY.

มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่มีใช้งานทั่วไปในโรงงานอุตสาหกรรม เพราะเป็นต้นกำลังของอุปกรณ์ทางกลหลายชนิด เช่น พัดลม, เครื่องสูบน้ำ, เครื่องอัดอากาศ และ เครื่องจักรสำหรับกระบวนการผลิต เป็นต้น โดยมอเตอร์ไฟฟ้าที่เป็นที่นิยมใช้มากที่สุดคือมอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (Induction Motor) เนื่องจากมีโครงสร้างที่ไม่ซับซ้อนจึงง่ายต่อการบำรุงรักษา ประกอบกับมีราคาถูก

มอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะใช้กำลังไฟฟ้ามากหรือน้อย ขึ้นกับ 2 ปัจจัย ได้แก่

1. ภาระที่ต้องขับเคลื่อน กล่าวคือ หากเราใช้มอเตอร์พัดลมตัวเดิมแต่เปลี่ยนใบพัดลมให้ใหญ่ขึ้น เพื่อให้ได้ปริมาณลมมากขึ้น มอเตอร์ย่อมต้องใช้กำลังไฟฟ้ามากขึ้น หรือ กรณีที่โรงงานมีมอเตอร์สายพานลำเลียงสินค้า 100 kg แต่ใส่น้ำหนักเพิ่มขึ้นเป็น 120 kg ส่งผลให้มอเตอร์ต้องออกแรงขับมากขึ้น กำลังไฟฟ้าจึงมากขึ้นตาม และหากเกินกว่าพิกัดที่มอเตอร์รับได้ มอเตอร์ก็จะเสียหาย (Overload)

2. ประสิทธิภาพมอเตอร์ตัวนั้นๆ : ประสิทธิภาพคือ กำลังที่มอเตอร์ขับเคลื่อนได้/กำลังไฟฟ้าที่ใส่เข้าไป นั่นหมายความว่ามอเตอร์ประสิทธิภาพสูง(หรือที่เรียกกันว่า “มอเตอร์ประหยัดพลังงาน”) จะใช้กำลังไฟฟ้าน้อยกว่าในขณะที่ให้กำลังขับเคลื่อนเท่ากับมอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำมาตรฐาน

รูปที่ 1 ตารางเปรียบเทียบประสิทธิภาพมอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำมาตรฐานและมอเตอร์ประสิทธิภาพสูง [1]

สาเหตุที่มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง(มอเตอร์ประหยัดพลังงาน) มีประสิทธิภาพที่ดีกว่ามอเตอร์ทั่วไป เป็นเพราะมีการใช้แผ่นเหล็กที่มีคุณภาพสูง แกนเหล็กยาวขึ้น ขดลวดใหญ่ขึ้น อย่างไรก็ตามราคามอเตอร์ประสิทธิภาพสูง ก็ย่อมแพงกว่ามอเตอร์มาตรฐานเช่นกัน ดังนั้นก่อนเปลี่ยนมาใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงต้องพิจารณาก่อนว่าค่าใช้จ่ายมอเตอร์ที่แพงขึ้นคุ้มค่ากับผลประหยัดพลังงานที่ได้รับหรือไม่

ZERO ENERGY เปิดอบรมหลักสูตร “การอนุรักษ์พลังงานมอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำ” สามารถอ่านรายละเอียดหลักสูตรได้ที่หน้าเพจ “อบรมอนุรักษ์พลังงาน”

เรียบเรียงข้อมูลโดย: ชลทศ ประเทืองสุขพงษ์

อ้างอิง

1. คู่มือผู้รับผิดชอบพลังงานอาคาร, การอนุรักษ์พลังงานสำหรับมอเตอร์

2. กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน, หลักสูตรอนุรักษ์พลังงานด้านไฟฟ้า : มอเตอร์

The post มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง first appeared on ZERO ENERGY.

เครื่องสูบน้ำ (Pump) คือ อุปกรณ์เครื่องกลที่สร้างแรงดันในการขับเคลื่อนของไหลเพื่อส่งไปยังพื้นที่ที่ต้องการใช้งาน โดยแรงดันที่เครื่องสูบน้ำสร้างจะต้องเอาชนะแรงเสียดทานจากท่อน้ำ, ข้องอ, วาล์ว และอุปกรณ์ประกอบท่อน้ำต่างๆ เพื่อให้ได้ปริมาณน้ำตามความต้องการ

เครื่องสูบน้ำสามารถแบ่งได้เป็น 3 ชนิด ได้แก่

1. เครื่องสูบน้ำชนิดลูกสูบ (Reciprocating Pump)

2. เครื่องสูบน้ำชนิดโรตารี่ (Rotary Pump)

3. เครื่องสูบน้ำชนิดหอยโข่ง, แรงเหวี่ยง (Centrifugal Pump)

รู้จักกับ Pump Performance Curve  และ System Curve

Pump Performance Curve หรือ Pump Curve คือ เส้นที่แสดงความสัมพันธ์ ความดัน-อัตราการไหล ของเครื่องสูบน้ำ

System Curve คือ เส้นที่แสดงคุณลักษณะของระบบท่อ เช่น แรงเสียดทาน ความต้านทานของอุปกรณ์ และความสูง เป็นต้น

จุดที่กราฟตัดกันเรียกว่า “จุดทำงาน (Operating Point)” ณ ที่จุดทำงาน  ความดันที่เครื่องสูบน้ำสร้าง = ความดันสูญเสียในระบบท่อ นั่นหมายความว่าจุดทำงานนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ หากความดันสูญเสียในระบบท่อมีการเปลี่ยนแปลง เช่น การหรี่วาล์ว หรือ ท่อมีตะกรัน เป็นต้น

ข้อสังเกต :

1. ปริมาณน้ำจะเพิ่มขึ้นหากความดันที่เครื่องสูบน้ำต้องสร้างเพื่อเอาชนะความสูญเสีย มีค่าน้อยลง

2. ปริมาณน้ำจะน้อยลงหากความดันที่เครื่องสูบน้ำต้องสร้างเพื่อเอาชนะความดันสูญเสีย มีค่าเพิ่มขึ้น

รูปที่ 1 Pump Performance Curve และ System Curve [1]

เทคนิคการอนุรักษ์พลังงานเครื่องสูบน้ำ ที่มีการติดตั้งใช้งานอยู่แล้ว

การอนุรักษ์พลังงานเครื่องสูบน้ำที่มีการติดตั้งใช้งานอยู่แล้ว จะใช้วิธีการควบคุมปริมาณน้ำให้เหมาะสมเป็นหลัก  วิธีการควบคุมปริมาณน้ำที่แตกต่างกัน จะส่งผลต่อการอนุรักษ์พลังงานที่แตกต่างกัน ดังตัวอย่างต่อไปนี้

1. การอนุรักษ์พลังงานเครื่องสูบน้ำ โดยใช้วิธีควบคุมปริมาณน้ำด้วย 2-way Control Valve

การควบคุมแบบนี้ เป็นวิธีที่ง่ายและประหยัดค่าลงทุนแรกเริ่ม ในขณะที่วาล์วถูกหรี่ กำลังไฟฟ้าของ Pump จะลดลง ความดันของระบบขณะใช้งานจะเปลี่ยนแปลงค่อนข้างมาก

รูปที่ 2 ระบบท่อที่ติดตั้ง 2-way Control Valve (เปิดสุด)

รูปที่ 3 ระบบท่อที่ติดตั้ง 2-way Control Valve (หรี่วาล์ว)

รูปที่ 4 จุด Operating Point ที่เกิดขิ้นของระบบท่อที่ติดตั้ง 2-way Control Valve

2. การอนุรักษ์พลังงานเครื่องสูบน้ำ โดยใช้วิธีควบคุมปริมาณน้ำด้วย 3-way Control Valve

ปริมาณน้ำส่วนเกิน จะถูก Bypass  อัตราการไหลของน้ำในระบบจะไม่เปลี่ยนแปลง การควบคุมแบบนี้นอกจากจะมีค่าใช้จ่ายที่ติดตั้งที่สูงกว่า 2-way control valve แล้วยังไม่ก่อให้เกิดการอนุรักษ์พลังงาน อย่างไรก็ตามความดันของระบบจะไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก

รูปที่ 5 ระบบท่อที่ติดตั้ง 3-way Control Valve (เปิดสุด)

รูปที่ 6 ระบบท่อที่ติดตั้ง 3-way Control Valve (หรี่วาล์ว)

รูปที่ 7 จุด Operating Point ที่เกิดขิ้นของระบบท่อที่ติดตั้ง 3-way Control Valve

3. การอนุรักษ์พลังงานเครื่องสูบน้ำ โดยใช้วิธีควบคุมปริมาณน้ำด้วย VSD

การใช้เครื่องควบคุมความเร็วรอบ (VSD) เพื่อปรับเปลี่ยนความถี่และแรงดัน  เพื่อควบคุมความเร็วรอบให้สัมพันธ์กับความต้องการของระบบ เมื่อมีการลดความเร็วรอบกำลังไฟฟ้าจะลดลงเป็นกำลัง 3

รูปที่ 8 สมการ Affinity Laws (Pump Laws)

รูปที่ 9 ระบบท่อที่ติดตั้ง VSD (ความเร็วรอบ 100%)

รูปที่ 10 ระบบท่อที่ติดตั้ง VSD (ความเร็วรอบ 50%)

รูปที่ 11 จุด Operating Point ที่เกิดขิ้นของระบบท่อที่ติดตั้ง VSD

จากเทคนิคการอนุรักษ์พลังงานเครื่องสูบน้ำด้วยวิธีการควบคุมปริมาณน้ำดังที่กล่าวมา พบว่า วิธีการใช้อุปกรณ์ลดความเร็วรอบ (Variable Speed Drive, VSD) เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด  ตามมาด้วยวิธีการใช้ 2-way Control Valve ส่วนวิธีการใช้ 3-way Control Valve ไม่ก่อให้เกิดผลการอนุรักษ์พลังงานเครื่องสูบน้ำแต่อย่างใด

ZERO ENERGY มีเปิดอบรมหลักสูตร “การอนุรักษ์พลังงานเครื่องสูบน้ำ” สามารถอ่านรายละเอียดหลักสูตรได้ที่เพจ “อบรมอนุรักษ์พลังงาน”

เรียบเรียงข้อมูลโดย: ชลทศ ประเทืองสุขพงษ์

เอกสารอ้างอิง

1. ASHRAE Handbook, Centrifugal Pumps

2. Training Manual on Energy Efficiency, Energy Efficiency in Pumps

3. ตำราฝึกอบรมผู้รับผิดชอบด้านพลังงานความร้อน, ระบบอัดอากาศ ปั๊มน้ำและพัดลม

The post การอนุรักษ์พลังงานเครื่องสูบน้ำ first appeared on ZERO ENERGY.

พัดลม (Fan) คือ อุปกรณ์เครื่องกลที่สร้างแรงดันในการขับเคลื่อนอากาศ โดยแรงดันที่พัดลมสร้างจะต้องเอาชนะแรงเสียดทานจากท่อลม, ข้องอ, ใบปรับลม (Damper) และ อุปกรณ์ประกอบท่อลมต่างๆ เพื่อให้ได้ปริมาณลมตามความต้องการ

พัดลมที่ผลิตในตลาดสามารถแบ่งออกได้เป็น Centrifugal Fan, Axial Fan และ Crossflow Fan แต่ไม่ว่าจะเป็นพัดลมชนิดใด จะมีส่วนประกอบหลักๆเหมือนกัน ได้แก่ ช่องทางเข้า (Inlet), ใบพัดลม (Blade) และช่องทางออก (Outlet) ดังรูปที่ 1 และ 2

รูปที่ 1 ส่วนประกอบของพัดลมชนิด Centrifugal [1]

รูปที่ 2 ส่วนประกอบของพัดลมชนิด Axial [1]

สำหรับเทคนิคการอนุรักษ์พลังงานพัดลมที่ติดตั้งอยู่แล้ว จะใช้วิธีการควบคุมปริมาณลมเป็นหลัก การควบคุมปริมาณลมด้วยวิธีที่แตกต่างกัน ส่งผลต่อการอนุรักษ์พลังงานพัดลมที่แตกต่างกันด้วย ดังตัวอย่างต่อไปนี้

ตัวอย่างการอนุรักษ์พลังงานพัดลม โดยวิธีการควบคุมปริมาณลม

โรงงาน A มีพัดลมขนาด 1000 CFM 2 ตัว ติดตั้งดังรูปที่ 3  หากในระหว่างการใช้งานจริง ต้องการลมเพียง 1200 CFM (60% Load) จงพิจารณาแนวทางการควบคุมปริมาณลมที่เหมาะสมเพื่อการอนุรักษ์พลังงานพัดลม

รูปที่ 3 ตัวอย่างพัดลมที่ติดตั้งในโรงงาน A

1. การอนุรักษ์พลังงานพัดลม ด้วยวิธีการปิดการใช้งาน

หากปิด 1 ตัว กำลังไฟฟ้าโดยรวมจะเหลือ 10 kW แต่อย่างไรก็ตามวิธีการนี้ทำให้ปริมาณลมที่ได้เหลือเพียง 1000 CFM ซึ่งต่ำกว่าที่ต้องการ (1200 CFM)

2. การอนุรักษ์พลังงานพัดลม ด้วยการควบคุมปริมาณโดยใช้ Outlet Damper

จากรูปที่ 4 จะพบว่า หากปริมาณลมอยู่ที่ 60% (จุด C)

กำลังไฟฟ้าจะอยู่ที่ 90% หรือเท่ากับ 20 kW x 90% = 18 kW

รูปที่ 4 กราฟแสดงการใช้กำลังไฟฟ้าของพัดลม เมื่อควบคุมปริมาณลมด้วย Outlet Damper [2]

3. การอนุรักษ์พลังงานพัดลม ด้วยการควบคุมปริมาณโดยใช้ Inlet Vane

จากรูปที่ 5 จะพบว่า หากปริมาณลมอยู่ที่ 60% (จุด C)

กำลังไฟฟ้าจะอยู่ที่ 60% หรือเท่ากับ 20 kW x 60% = 12 kW

รูปที่ 5 กราฟแสดงการใช้กำลังไฟฟ้าของพัดลม เมื่อควบคุมปริมาณลมด้วย Inlet Guide Vane [2]

4. การอนุรักษ์พลังงานพัดลม ด้วยการควบคุมปริมาณโดยใช้อุปกรณ์ลดความเร็วรอบมอเตอร์พัดลม (Variable Speed Drive, VSD)

จากรูปที่ 6 จะพบว่า หากปริมาณลมอยู่ที่ 60% (จุด C)

กำลังไฟฟ้าจะอยู่ที่ 30% หรือเท่ากับ 20 kW x 30% = 6 kW

รูปที่ 6 กราฟแสดงการใช้กำลังไฟฟ้าของพัดลม เมื่อควบคุมปริมาณลมด้วยอุปกรณ์ลดความเร็วรอบมอเตอร์ [2]

จากตัวอย่างจะพบว่า การอนุรักษ์พลังงานพัดลมด้วยวิธีการควบคุมปริมาณลมที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด คือ การใช้อุปกรณ์ลดความเร็วรอบ, Inlet Vane และ Outlet Damper ตามลำดับ

ZERO ENERGY มีหลักสูตรอบรม “การอนุรักษ์พลังงานพัดลม” ผู้ที่สนใจสามารถดูรายละเอียดหลักสูตรได้ทางเพจ “อบรมอนุรักษ์พลังงาน”

เรียบเรียงข้อมูลโดย: ชลทศ ประเทืองสุขพงษ์

อ้างอิง

1. ASHRAE Handbook, Fans

2. ASHRAE Handbook, Motors, Motor Controls, and Variable-Frequency Drives

The post การอนุรักษ์พลังงานพัดลม first appeared on ZERO ENERGY.