Transcript pps

การอนุรักษ์ พลังงาน
ในระบบอากาศอัด
Compressed Air System
เรว ัช
ั
ธงชย
บริษ ัท ไอ อีซเี อ็ม จำก ัด
Tel. 081-904-1656
ระบบอากาศอัดมีอะไรบ้ าง ?
(Component of Compressed Air System)
ระบบอัดอากาศ : เครื่ องอัดอากาศ ระบบ
ระบายความร้ อนด้ วยอากาศ ระบบปรั บปรุ ง
คุณภาพอากาศอัดตัวควบคุมการทางานของเครื่ อง
อากาศ
ประเภทของเครื่องอัดอากาศ
Reciprocating Air Compressor
Comprise with 2 types as
1.Oil Injected range 1.5-15 kw. Pressure 10-30 bar
2.Oil Free range 0.55-14.4 kw. Pressure 10 bar
"RHINOS" RECIPROCATING AIR COMPRESSOR
* รุ่ น RS SINGLE STAGE ผลิตแรงดันลมสู งสุ ด
* ผลิตด้ วยเทคโนโลยีช้ันสู งจากประเทศเยอรมัน
* ขนาด 1/4 - 15 HP (02 - 11 kW)
* ผลิตลมได้ 1.97 - 49.1 cfm. (56 - 1,880 L/min)
* ผลิตแรงดันลมได้ 7 - 16 kg/cm2
* ออกแบบให้ ใช้ สาหรับงานหนักโดยเฉพาะ
C.A.PARTS CO.,LTD
Fix Speed Drive
Model GA 5-90C
-Pack Version
-Full Feature Version (Integrated with air dryer)
CENTRIFUGAL AIR COMPRESSORS
 OIL-FREE AIR COMPRESSORS
 MOTOR 200 – 3,500 HP
 CAPACITY 800 - 16,000 CFM
POWER AIR SYSTEM CO.,LTD
ทาไม! ต้ องประหยัดพลังงานในระบบอากาศอัด
อุตสาหกรรมอาหาร
อุตสาหกรรมรถยนต์
อุตสาหกรรมไม้
อุตสาหกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิคส์
อุตสาหกรรมกระดาษ
อุตสาหกรรมเคมี
อุตสาหกรรมหลอมแก้ ว
4.0%
20-22%
3-5%
10-30%
3-4%
3-4%
50-55%
การอนุรักษ์ พลังงานในระบบอากาศอัด
A.การจัดการระบบอัดอากาศให้ เหมาะสม
B.การปรั บปรุ ง/ปรั บเปลี่ยนอุปกรณ์
C. นาความร้ อนทิง้ กลับมาใช้
1.การเลือกใช้ เครื่องอัดอากาศให้ เหมาะสม
•เลือกใช้ เครื่องอัดอากาศผิดประเภท
•เลือกเดินเครื่องให้ เหมาะสมกับโหลด
1.1 การเลือกใช้ เครื่องอัดอากาศผิดประเภท
โรงงานผลิตสบู่ ยาสีฟันแห่ งหนึ่ง ต้ องการปริมาณอากาศอัด 250 ลิตร/วินาที
ความดันใช้ งาน 6 bar โดยซือ้ เครื่องอัดอากาศ ขนาด 55 kW/ตัว, FAD 137
ลิตร/วินาที/ตัว ความดัน 10 bar จานวน 2 เครื่อง, โรงงานทางาน 8,400 ชม./
ปี , ราคาไฟฟ้าเฉลี่ย 3.00 บาท/kWh
%
- FAD , l/s
, bar
kW/l/s
/
,
-
(2 x 55) = 110
2 x 137 = 274
10
55 + 45 = 100
160 + 124 = 284
7.5
0.4015
0.3521
2,772,000
2,520,000
(2 x 870,000) = 1,740,000 870,000 + 750,000 = 1,620,000
4,512,000
4,140,000
3,741,107
3,024,480
100
10
2.5
0.9
3.5
25%
0.0494
252,000
196,627
120,000
372,000
316,627
12.30%
9.1%
12.30%
6.9%
8.24%
9.5%
1.2 เดินจานวนเครื่องอัดอากาศให้ เหมาะสมกับภาระใช้ งาน
ก่อนปรับปรุง
ทางโรงงานเปิ ดเครื่องอัดอากาศ
ขนาด 7.5 kW ใช้ งานวันละ 10 เครื่อง ตลอดการใช้ งาน
ในรอบ 1 ปี ถึงแม้ ว่าใน 3 เดือน ที่ทางโรงงานมีการการ
ผลิตน้ อยลงก็ตาม เพราะเกรงว่าปริมาณอากาศอัดจะไม่
เพียงพอกับการใช้ งาน ราคาไฟฟ้าเฉลีย่ 2.70 บาท/kWh
หลังการปรับปรุง
ทางโรงงานสามารถลดจานวน การใช้ งานเครื่องอัดอากาศลงได้ จานวน 2 เครื่อง ซึ่งมี
ขนาด
7.5 kW เท่ ากัน ในช่ วงที่มีการผลิตลดลง ในช่ วง 3 เดือน/ปี เป็ นเวลา 5 ชม./วัน
ผลประหยัด
5,625
15,187
kWh/ปี
บาท/ปี
1.3 การเดินเครื่องอัดอากาศขนาดเล็กแทนเครื่องใหญ่
ระบบก่อนปรับปรุง
โรงงานมีเครื่องอัดอากาศ 2 เครื่อง แบบสกรู ขนาด 55 kW และลูกสู บ
ขนาด 11 kW โดยปกติโรงงานจะเดินเครื่องขนาด 55 kW ตลอดเวลา
โดยในช่ วงทีม่ กี ารผลิตไม่ มาก ประมาณ 20 % เครื่องจะเดิน Un load
ตลอด จากการวัดค่ ากาลังไฟฟ้าเฉลีย่ 25.13 kW
การปรับปรุง
เดินเครื่องขนาด 11 kW แทนในช่ วงนี้ สามารถลดกาลังไฟฟ้าได้ 14
kW
ผลประหยัดที่ได้ 6989 kWh/yr
เป็ นเงิน
22,993 บาท/yr
2. การใช้ อากาศอุณหภูมติ า่ มาอัดอากาศ
 พลังงานทีใ่ ช้ เฉพาะในการอัดอากาศ (Wisen)









= ( i x k x Rw x T1) x { [( p2+ pa)/p1] (k-1 / i-k) - 1} ………………kJ/kg
อุณหภูมิอากาศขาเข้ า (T1)
ค่า Gas Constantที่อากาศเปี ยก (Rw)
สัมประสิทธิ์ของอากาศ (k)
ความดันขาออก (p2)
ความดันบรรยากาศ (pa)
ความดันขาเข้ าสัมบูรณ์ (p1)
จานวนขั้นตอนการอัด (i)
K
kJ /(kg K)
1.4
bar
1.013 bar(a)
1.013 bar (a)
1
การใช้ อากาศอุณหภูมิตา่ มาอัดอากาศ
อากาศทีเ่ ข้ าเคริ่องอัดอากาศมีอณ
ุ หภูมิ 43 o C , RH 60 % ในขณะที่
อากาศภายนอกมีอุณหภูมิ 35 o C , RH 45 % ซึ่งมีความหนาแน่ น
ของอากาศมากกว่ า ทางโรงงานจึงต่ อท่ อยางไปดูดอากาศภายนอก
เข้ ามา ทาให้ ได้ ปริมาณอากาศเพิม่ ขึน้ 3.46 %
พลังงานไฟฟ้าที่ประหยัด 3,504 kWh/yr
เป็ นเงิน 10,302 บาท/ปี ลงทุน 1,000 บาท
คืนทุน 0.1 ปี
การปิ ดพัดลมระบายความร้ อนของเครื่องอากาศชุ ดทีไ่ ม่ เดิน
ปัญหาของอุปกรณ์ / ระบบก่อนปรับปรุง
ในห้ องเครื่องอัดอากาศ มีพดั ลมระบายความร้ อน ติดตั้งไว้ 2 ตัว ขนาด 2.2
kW แบบ 1 ต่ อ 1 แต่ ทางโรงงานมีการเดินเครื่องอัดอากาศ วันละ 1 ตัว เท่ านั้น แต่ พดั ลม
ยังคงเปิ ดทั้ง 2 ตัว โดยทางโรงงานทางาน 24 ชม./วัน 300 วัน/ปี ราคาไฟฟ้าเฉลีย่ 3.46
บาท/kWh
สภาพหลังปรับปรุง
จากการทาการปิ ดพัดลมระบายความร้ อนเครื่องอัดอากาศ ส่ งผลให้
สามารถลดค่ าพลังงานไฟฟ้าได้ เฉลีย่ 1.37 kWh/h โดยทีไ่ ม่ ทาให้ เกิดผลกระทบกับการ
ทางานแต่ อย่ างใด
ประหยัดพลังงานไฟฟ้า 9,864 kWh/ปี
เงินที่ประหยัดได้ 27,019 บาท/ปี
การปิ ดช่ องลมหมุนเวียนอากาศเข้ าห้ องเครื่องอัดอากาศ
ปัญหาของอุปกรณ์ / ระบบก่อนปรับปรุง
ลมร้ อนจากเครื่องอัดอากาศ ขนาด 45 kW จานวน 2 ตัว ถูกระบาย
ความร้ อนออกจากห้ อง แต่ ถูกดูดกลับเข้ ามาในห้ องเครื่องอีก เนื่องจากลมร้ อนที่
เป่ าออกนั้นเป่ าลมลงสู่ ผนังและเป็ นทางดูดลมเข้ าห้ อง ทาให้ อุณหภูมิห้องมีค่าสู งถึง
41.9 ๐C ส่ งผลให้ เครื่องอัดอากาศทางานหนักเกิดการสิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้า
สภาพหลังปรับปรุง
จากการทาการปิ ดช่ องเปิ ดทาให้ อุณหภูมิอากาศภายในห้ องอัด
อากาศมีอุณหภูมิลดลง เหลือ 35 o C ทาให้ เครื่องอัดอากาศใช้ พลังไฟฟ้าลดลง
โดยที่ไม่ ทาให้ เกิดผลกระทบกับการทางานแต่ อย่ างใด
ประหยัดพลังงานไฟฟ้า 9,180 kWh/ปี
คิดเป็ นเงินที่ประหยัดได้ 24,914 บาท/ปี
3. การลดความดันอากาศอัด
โรงงานมีก ารใช้ เครื่ อ งอัด อากาศแบบลู ก สู บ ส าหรั บ
เครื่องพิมพ์ กล่ อง ขนาด 11 kW ทางาน 16 ชม./วัน 300
วัน/ปี ตั้งความดันอากาศที่เครื่ องไว้ ที่ 8 บาร์ ในขณะที่
อุปกรณ์ มีความต้ องการความดันเพียง 5-6 บาร์
ทาง
โรงงานจึงตั้งความดันอากาศเครื่องใหม่ เป็ น 7 บาร์
พลังงานไฟฟ้าที่ประหยัด 7,829 kWh/ปี
เป็ นจานวนเงิน 23017 บาท/ปี
กาลังไฟฟ้ าในการอัดอากาศ
 1


ix

ix  p 1 q   p 2 



P 


1

  1 10   p 1 


[kW]
กาลังไฟฟ้ารวม ให้ คูณประสิทธิภาพเชิงกลและประสิทธิภาพการกั้นความ
ร้ อนเท่ ากับ η [%] และให้ tolerance เท่ ากับ αPm กาลังขาออกที่ใช้ ในเครื่อง
มอเตอร์ จะหาค่ าได้ จากสู ตรต่ อไปนี้
Pm
 1


ix

ix  p 1 q   p 2 
100





1 
( 1  α)




  1 10  p 1 



[kW]
4. การลดความดันสูญเสียหม้ อกรองอากาศ
37 kW
Plant
1
qv
Power
SPC
58
34.1
0.5879
l/s
qv
kW
Power
kW/l/s SPC
2
83 l/s
32.5 kW
0.3916 kW/l/s
SPC ที่ลดลง
= 0.5879 – 0.3916
= 0.1963
kW/l/s
% SPC ที่ลดลง
= 0.1963 x 100 %
0.5879
= 33.4
%
ไฟฟ้าประหยัด = 34.1 x 0.334 x 24 x 350 x 0.85
= 47,794
kWh/ปี
จานวนเงินที่ประหยัด = 47,794 x 2.80 บาท/ปี
= 133,823 บาท/ปี
ลงทุน
= 10,000
ปี
133,823
= 0.9 เดือน
สภาพความดันตกคร่ อมที่เหมาะสม
Pin
Pw
0.04 bar
0.2 bar
Air
Air / oil
Oil
เครื่องอัดอากาศ ขนาด 160
0.01 bar
kW
Pw = 7.24 bar
Pin = 0.99 bar
P ratio = 7.24+1
0.99
7 bar
= 8.32
กาลังไฟฟ้ า
= 158 kW
Water
กระแสไฟฟ้ า
= 279 A
สภาพความดันตกคร่ อมที่เพิม่ ขึน้ หลัง 4,000 ชม
Pin
Pw
0.04 bar
0.8 bar
เครื่องอัดอากาศขนาด 160
0.05 bar
kW
Pw = 7.84 bar
Pin = 0.95 bar
P ratio = 7.84+1
0.95
= 9.31
Air
Air / oil
Oil
Water
กาลังไฟฟ้ า
= 168 kW
กระแสไฟฟ้ า
= 297 A
6.การลดอัตราการรั่ วไหลของอากาศอัด
การวัดอัตราการรั่วไหลมี 3 วิธีใหญ่ ๆ
1. ตรวจสอบการรั่วไหลทั้งระบบด้ วยการ Plot กราฟ จากการทางาน
ของเครื่อง ในช่ วง On load และ Unload ในขณะที่ไม่ มีการใช้ อากาศ
อัดในโรงงาน
2. ตรวจสอบรอยรั่วตามจุดต่ างๆ โดยใช้ สเปรย์ หรือใช้ นา้ สบู่ ทดสอบ
ตรงข้ อต่ อ หรือจุดทีค่ ดิ ว่ าอาจมีการรั่วไหลเกิดขึน้ หรือโดยการฟังเสี ยง
ทีเ่ กิดจากการรั่ว (ในกรณีทกี่ ารรั่วไหลเกิดเสี ยงดัง)
3. ใช้ เครื่องมือตรวจวัดระดับเสี ยงเทียบกับการรั่วไหล
กรณีท่ ี 1 เครื่องอัดอากาศที่มีระบบควบคุมการทางาน
แบบ Start/Stop หรือ On Line/Off Line
อุปกรณ์ ท่ ใี ช้ เพิ่มเติม นาฬิกาจับเวลา
สิ่งที่ต้องทราบในการทดสอบ ปริมาณอากาศอัดที่เครื่องอัดอากาศผลิตได้
สมการคานวณหาอัตราการรั่วไหลของอากาศอัด
อัตราการรั่ วไหล (ลิตร/วินาที)=
เมื่อ
Q X Ton
Ton + Toff
Q =
อัตราการผลิตอากาศของเครื่อง (ลิตร/วินาที)
Ton =
เวลาเฉลี่ยที่เครื่องอัดอากาศเริ่มทางาน (วินาที)
Toff =
เวลาเฉลี่ยที่เครื่องอัดอากาศหยุดทางาน (วินาที)
กรณีท่ ี 2 เครื่องอัดอากาศมีระบบควบคุมการทางานโดย
การหรี่ด้านขาเข้ า(Modulating))
อุปกรณ์ ท่ ใี ช้ เพิ่มเติม นาฬิกาจับเวลา
สิ่งที่ต้องทราบในการทดสอบ ถังเก็บอากาศที่มีเกจวัดความดัน ( l/s)
อัตราการรั่ วไหล (ลิตร/วินาที)=
เมื่อ
V
V X [p1-p2]
Tav
คือ ปริมาตรทัง้ หมดของถัง ท่ อส่ ง และวาล์ ว (ลิตร)
p1 คือ ความดันเริ่มต้ น (bar)
p2 คือ ความดันสุดท้ าย (bar)
Tav คือ เวลาเฉลี่ยจาก p1 และ p2 (วินาที)
ตัวอย่าง การตรวจสอบเปอร์เซ็นต์การรัวไหลอากาศอั
่
ดของระบบ
สภาพทีเ่ ป็ นอยู่ : โรงงานใช้เครื่องอัดอากาศสกรู 1 ชุด ขนาด 37 kW มี
ระบบควบคุมแบบ On Line/Off Line ทางานที่ 90% โหลด การใช้งานของ
ระบบอากาศอัดใช้ท่อส่งจ่ายไปยังอุปกรณ์ ต่างๆ เนื่ องจากในระบบมีการ
รัวไหลของลมในจุ
่
ด ต่ า งๆ จากการตรวจวัด ปริ ม าณลมรัวของระบบ
่
อากาศอัดโดยการใช้การตรวจแบบ No load test พบว่าการรัวของระบบ
่
ประมาณ 40% ค่าไฟเฉลี่ย 3.00 บาท/kWh
การดาเนินการปรับปรุง : ตัง้ เป้ าหมายในการปรับลดจุดรัวไหลของระบบ
่
อากาศอัด จากเดิม 40% เหลือ 10% (โดยการทดสอบแบบ No Load Test)
ข้อมูลการตรวจวัด :
ค่ากาลังไฟฟ้ าขณะ Load
(PLoad)
ค่ากาลังไฟฟ้ าขณะ No load (PUnload)
= 39.12 kW
= 13.2 kW
ิ ธี No Load Test
ตรวจวัด % การรัวไหลโดยว
่
เวลาช่วงโหลดเฉลี่ย (TLoad) 12 วินาที เวลาช่วง Unload (TUnload) 18 วินาที
เปอร์เซ็นต์การรัวไหล
่
= TLoad / (TLoad +TUnload) = 40%
พลังงานไฟฟ้ า
= (PLoad x ชัวโมงการใช้
่
งานต่อปี x %Load)
+ (PUnload x ชัวโมงการใช้
่
งานต่อปี x %Unload)
ก่อนปรับปรุง :
พลังงานไฟฟ้ า = [(39.1 kW x 8,424 hrs/yr x 90%)
+ (13.2 kW x 8,424 hrs/yr x 10%)]
= 296,440 kWh/yr + 11,119.7
kWh/yr
= 307,559.7
kWh/yr
ค่าไฟฟ้ า
= 307,559.7 kWh/ปี x 3.0 บาท/kWh = 922,679.1 บาท/ปี
หลังปรับปรุง :
พลังงานไฟฟ้ า = [ 39.1 kW x 8,424 hrs/yr x 60% ]
+ [ 13.2 kW x 8,424 hrs/yr x 40% ]
=242,105.76 kWh/yr
ค่าไฟฟ้ า
=242,105.76 kWh/ปี x 3.0 บาท/kWh = 726,317.28 บาท/ปี
ผลประหยัด :
พลังงานไฟฟ้ า = พลังงานไฟฟ้ าก่อนปรับปรุง – พลังงานไฟฟ้ าหลังปรับปรุง
= 307,559.7 kWh/ปี – 242,105.76 kWh/ปี = 65,453.9 kWh/ปี
ค่าไฟฟ้ า
= ค่าไฟฟ้ าก่อนปรับปรุง – ค่าไฟฟ้ าหลังปรับปรุง
= 922,679.1 บาท/ปี –726,317.28 บาท/ปี = 196,361.82บาท/ปี
%ประหยัด = พลังงานไฟฟ้ าที่ลดลง / พลังงานไฟฟ้ าก่อนปรับปรุง
= 65,453.9 kWh/ปี / 307,559.7 kWh/ปี = 21.28%
2 การตรวจสอบการรั่วไหลที่จุดใช้ งาน
อัตราการรัวไหล
่
(ลิตร/วินาที)
เมื่อ
=0.1483 x (d)2 x a x (p+1.013)
d คือ ขนาดรูร่ ัวเทียบเท่ า (mm)
p คือ ความดันใช้ งาน (bar)
a คือ
Shape factor ของรู ประมาณ 0.65 – 0.97
มาตรการลดการรั่วไหลอากาศอัด
ในสายการผลิตพิมพ์กล่อง โรงงานมีการใช้ เครื่องอัดอากาศประเภทลูกสู บ
ขนาด 11 kW ทางาน16 ชม/วัน และ 300 วัน/ปี จากการตรวจสอบพบว่ า
มีการรั่ วไหลของอากาศอัด ที่กระบอกสู บของไซโคลนดูดเศษกระดาษ
จานวน 2 ชุ ด และ Auto drain ของเครื่องพิมพ์ กล่ อง จานวน 1 ชุ ด ที่
ความดัน 5 บาร์ ปริมาณการรั่วไหลรวม 5.23 ลิตร/วินาที คิดเป็ น 22.45
% ของอัตราการผลิตอากาศของเครื่อง
็
7,632 kWh/
22,438
0.18
/
4,000
การวัดระดับเสี ยงเพือ่ ตรวจสอบการรั่วไหล
ลดการใช้ อากาศอัดที่ไม่ เหมาะสม
หลีกเลี่ยงการใช้ อากาศอัดเป่ าทาความ
สะอาด การเป่ าให้ แห้ งและอื่นๆ ควรเลือกใช้ พัดลม
ก่ อน เพราะพัดลมใช้ พลังงานน้ อยกว่ าอากาศอัดมา
มากในปริมาณลมที่เท่ ากัน
แต่ ถ้าในกรณีจาเป็ น
จะต้ องใช้ อากาศอัด ควรเลือกใช้ อุปกรณ์ ท่ เี รี ยกว่ า
A i r I n s p i r a t i o n หรือเราเรียกว่ า J e t F l o w
B. การปรั บปรุ งหรื อปรั บเปลี่ยน
อุปกรณ์
เปรียบเทียบเครื่องอัดอากาศชนิดไม่ มีน้ามันกับชนิดมีน้ามัน
เครื่องอัดอากาศชนิดไม่ มีนา้ มัน
-
ธภ
-
ผ ภณฑ์
เครื่องอัดอากาศชนิดมีนา้ มัน
- ็ ธ
ผ
ๆ
ภ
-
-
-
-
-
-
็
ผ
็
/
ณ ภ
ณภ
-
(
)
คุณลักษณะเครือ
่ งอัดอากาศ
เครื่องอัด
อากาศ
แบบลูกสูบ
แบบโรตำรีส กรู
แบบโรตำรีเวน
แบบเทอร์โบ
หรือ
แรงเหวีย
่ ง
มีน้ามัน/ไม่มีน้ามัน
ระบายความร้อน
อัตราการ
ผลิตอากาศ (l/s)
ประสิ ทธิ ภาพที่มี
โหลดบางส่วน
ชนิ ดของ
การควบคุม
2-25
25-250
25-1,000
2-25
25-250
250-1,000
2-25
25-250
250-1,000
25-250
250-1,000
1,000-2,000
2-25
25-250
พลัง ไฟฟ้า
เฉพาะ
(kW/I/s)
0.51
0.42
0.36
0.56
0.47
0.40
0.51
0.45
0.40
0.43
0.39
0.39
0.51
0.45
มีน้ ำมัน
มีน้ ำมัน
มีน้ ำมัน
ไม่มน
ี ้ ำมัน
ไม่มน
ี ้ ำมัน
ไม่มน
ี ้ ำมัน
ฉีดน้ ำมัน
ฉีดน้ ำมัน
ฉีดน้ ำมัน
ไม่มน
ี ้ ำมัน
ไม่มน
ี ้ ำมัน
ไม่มน
ี ้ ำมัน
ฉีดน้ ำมัน
ฉีดน้ ำมัน
อำกำศ
อำกำศ/น้ ำ
อำกำศ/น้ ำ
อำกำศ
อำกำศ/น้ ำ
อำกำศ/น้ ำ
อำกำศ
อำกำศ
อำกำศ/น้ ำ
อำกำศ
อำกำศ/น้ ำ
อำกำศ/น้ ำ
อำกำศ
อำกำศ
ดี
ดี
ดีเยี่ยม
ดี
ดี
ดีเยี่ยม
แย่
ดี
พอใช้
ดี
ดี
ดี
แย่
พอใช้
On-line/Off-line
On-line/Off-line
On-line/Off-line
On-line/Off-line
On-line/Off-line
On-line/Off-line
On-line/Off-line
On-line/Off-line
On-line/Off-line
On-line/Off-line
On-line/Off-line
On-line/Off-line
On-line/Off-line
On-line/Off-line
ไม่มน
ี ้ ำมัน
น้ ำ
250-1,000
0.45
ดี
ไม่มน
ี ้ ำมัน
น้ ำ
1,000-2,000
0.39
ดีเยี่ยม
ไม่มน
ี ้ ำมัน
น้ ำ
> 2,000
0.39
ดีเยี่ยม
Modulating
หรือ Auto Dual
Modulating
หรือ Auto Dual
Modulating
หรือ Auto Dual
B1ใช้ เครื่องอัดอากาศที่มีประสิทธิภาพสูง
โรงงานอุตสาหกรรมไม้ แห่ งหนึ่ง ใช้ เครื่ องอัดอากาศสกรู ไม่ มีนา้ มันหล่ อลื่น ระบาย
ความร้ อนด้ ว ยอากาศ อัด อากาศขั น้ ตอนเดี ยว ขนาด 45 kW/ตั ว , อั ต ราการผลิ ต
อากาศ 100 ลิตร/วินาที/ตัว ความดัน 7 bar จานวน 3 เครื่ อง ชั่วโมงทางาน
7,200 ชม./ปี , เปอร์ เซ็นต์ การใช้ งาน 100%, ราคาไฟฟ้าเฉลี่ย 3.00 บาท/kWh
%
-
/
, l/s
, bar
, kW/l/s
-
71.53
190.75
7
47.86
-
40.1
-
0.40
0.2509
310,251
930,753
36.1
36.1
36.1
kWh/
,
/
,
+
-
119.39
190.75
6.7
0.6259
,
,
1,640,000
2 x 750,000 = 1,500,000
2 x 70,000 = 140,000
1.76
การลงทุน ซื ้อเครื่ องอัดอากาศสกรู ไม่มีน ้ามันหล่อลื่น ระบายความด้ วยอากาศอัดอากาศขันตอนเดี
้
ยว ขนาด 37 kW,
FAD 101.7 l/s/ ตัว ความดัน 7 bar จานวน 2 เครื่ อง
B2.การติดตั้งถังเก็บอากาศให้ เหมาะสม
หน้ าที่ของถังเก็บอากาศ
 ปรั บความดันที่แปรเปลี่ยนในท่ ออากาศให้ สม่าเสมอ
 เก็บอากาศไว้ ในถังได้ จานวนหนึ่ง
อากาศจานวนนี ้
สามารถชดเชยได้ ในขณะที่มีความต้ องการอากาศเป็ น
จานวนมาก ซึ่งอาจจะเกินกาลังของเครื่องในชั่วขณะ
 เนื่องจากถังเก็บอากาศมีพน
ื ้ ที่ผิวมาก ดังนัน้ จึงสามารถ
คลายความร้ อนออกไป แล้ วทาให้ อากาศภายในถังเย็นลง
นา้ และนา้ มันจะกลั่นตัวตกลงเป็ นคอนเดนเสท
 ป้องกันไม่ ให้ คอมเพรสเซอร์ หรื อระบบตัดต่ อบ่ อยเกินไป
การใช้ ถังเก็บอากาศที่เหมาะสม (Air Tank)
1.
VR = 90 x FAD x p 1
p2 + pb
VR =
ถ ็
FAD =
ถ
,
,
pb
p1
=
=
p2
=
/
, bar (a)
, bar (a)
(
) , bar(e)
การใช้ ถังเก็บอากาศที่เหมาะสม (Air Tank)
2.
VR = 180 x FAD x p 1
p2 + pb
VR =
ถ ็
,
FAD =
ถ
,
pb =
p1 =
p2 =
/
(
, bar (a)
, bar (a)
) , bar (e)
ตัวอย่ าง
การติดตัง้ ถังเก็บอากาศที่เหมาะสม
โรงงานอุ ตสาหกรรมผลิตอุ ปกรณ์ เครื่ องใช้ ไ ฟฟ้าแห่ ง
หนึ่ ง มี เครื่ องอัดอากาศสกรู 3 เครื่ อง ขนาดพิกั ดรวม
167 kW อัตราการผลิตอากาศรวม 456.7 l/s ความ
ดัน 7 bar
ชั่วโมงการทางาน 2,400 ชม./ปี ราคา
ไฟฟ้าเฉลี่ย 2.29 บาท/kW
ถ
A ir
Tank
5000
-
โห
-
, kW
โห
-
ำ
-
ำ
-
, kW
โห
,
โห
-
โห
/
, bar
โห
-
, kW h/
โห
-
, kW h/
, kW h/
-
,
/
-
- ถ
็
,
.
, l/s
-
-
,
ศ
-
/
์
ศ
.
163.46
163.46
0
57.62
57.62
0
3,360
1,910.70
1,449.30
43.1
240
1,689.30
1,444.30
603.90
443.78
443.78
-
-
7-6
7-6
-
-
366,150.40
208,215.40
157,935
-43.1
92,119.20
64,891.60
+55,672.4
+603.9
375,370
273,107
-102,263.0 -27.2
859,597
625,415
-234,182 -27.2
100,000
์
/
%
60,000
140,000
8
B3.การลดความดันสูญเสียในท่ อส่ งจ่ าย
อากาศอัด
การสูญเสียความดันในท่ อส่ งจ่ าย
สาเหตุท่ ที าให้ เกิดการสูญเสียความดัน
1. แรงต้ านทานนีม้ าจากความเสียดทาน
ระหว่ างอากาศกับผนังท่ อ
2. การเปลี่ยนทิศทางการไหลและการเปลี่ยน
ความเร็วของอากาศ เนื่องจากการเพิ่มหรื อ
ลดขนาดท่ อ
ความดันลดเนื่องจากแรงเสียดทาน

P
=
f X L X Q1.85
Pm X d5
P
คือ
ความดันที่สูญเสีย, bar
f
คือ
ตัวประกอบความเสียดทาน
L
คือ
ความยาวท่ อเป็ นเมตร
Q
คือ
ปริมาตรการไหลของอากาศ , l/s
Pm
คือ
ความดันสัมบูรณ์ เฉลี่ยในท่ อ, bar
d
คือ
เส้ นผ่ าศูนย์ กลางภายในท่ อ, mm
ความดันลดเนื่องจากข้ อต่ อข้ องอ
D
=
คือ
ตัวประกอบความเสียดทาน
L
คือ
ความยาวเทียบเท่ าท่ อตรง, (เมตร)
k
คือ
ค่ าคงที่ ( 0.2738 )
D
คือ
เส้ นผ่ าศูนย์ กลางของท่ อ, mm
f
k X f X D1.85
ปริมาตรของระบบท่ อต่ อความยาว
เส้ นผ่ าศูนย์ กลางภายในท่ อ
ปริ มาตรของท่ อต่ อความยาว 1 เมตร
(มม.)
15
20
25
32
40
50
(ลิตร/เมตร)
0.2
0.3
0.5
0.8
1.3
2
แสดงความยาวเทียบเท่ าของวาล์ วและข้ อต่ อ ที่เส้ นผ่ าศูนย์ กลางต่ างๆ
เส้ นผ่ าศูนย์ กลางภายใน (มิลลิเมตร)
ชนิดของวาล์ ว
และข้ อต่ อ
Gate valve
(Fully open)
ความยาวเทียบเท่ าท่ อตรง (เมตร)
10
20
25
40
50
80
100
125
150
200
0.1
0.2
0.3
0.5
0.6
1
1.3
1.6
1.9
2.6
3.2
5
8
10
16
20
25
30
40
Gate valve
(Half closed)
Diaphragm
valve (Fully
open)
0.6
1
1.5
2.5
3
4.5
6
8
10
Angle valve
(Fully open)
1.5
2.6
4
6
7
12
13
18
22
30
Globe valve
(Fully open)
2.7
4.8
7.5
12
15
24
30
38
45
60
ที่มา : Fuel Efficiency Booklet 4 โดย Energy Efficiency Office, Department of the environment
การหาขนาดท่ อด้ วยวิธีการคานวณ
ขัน้ ตอนที่ 1 หาปริมาณลมที่ต้องการ ณ จุดใช้ งาน
อัตราการไหลของอากาศอัด (Qd) =
เมื่อ
QFAD / CR
Qd
คือ
อัตราการไหลของอากาศอัด (ลิตร/วินาที)
QFAD
คือ
อัตราการไหลของอากาศอิสระ ,ลิตร/วินาที
CR
คือ
อัตราส่ วนการอัด
= ความดันใช้ งานเกจ+ ความดันบรรยากาศ
ความดันอากาศขาเข้ าสัมบูรณ์
การหาขนาดท่ อด้ วยวิธีการคานวณ (ต่ อ)
ขัน้ ตอนที่ 2 การเลือกขนาดเส้ นผ่ านศูนย์ กลางท่ อ
ความเร็วอากาศในท่ อเมนไม่ ควรเกิน 6 m/s
ความเร็วอากาศในท่ อเมนไม่ ควรเกิน 10 m/s
เส้ นผ่ าศูนย์ กลางที่ต้องการต่าสุด (มม.) = 1300 X Qd
6
เมื่อ
Qd
คือ
อัตราการไหลของอากาศอัด (l/s)
การหาขนาดท่ อโดยใช้ Monograph
กรณีท่ ี 1 กาหนดค่ าความดันสูญเสียของระบบ
จงหาขนาดท่ อที่ต้องการส่ งอากาศอัดความดัน 9 บาร์ ที่
ความยาว 100 เมตร โดยที่มีความดันสูญเสียทัง้ ระบบไม่
เกิน 2.4 บาร์ โดยมีอัตราการไหลของอากาศอัด 250
ลิตร/วินาที
ซึ่งจากตัวอย่ างขนาดของท่ อที่ได้ จะมีค่าเท่ ากับ 60 mm.
การหาขนาดท่ อโดยใช้ Monograph
กรณีท่ ี 2 กาหนดค่ าความเร็วของอากาศอัด
จงหาขนาดท่ อที่ต้องการส่ งอากาศอัดความดัน 7 บาร์
โดยที่มีความเร็วของอากาศอัดในท่ อ 6 เมตร/วินาที
โดยมีอัตราการไหลของอากาศอิสระ 3.5 ลิตร/วินาที
ซึ่งจากตัวอย่ างขนาดของท่ อที่ได้ จะมีค่าเท่ ากับ 9.5 mm.
พารามิเตอร์ หลักๆ ที่ใช้ ในการพิจารณาออกแบบ
 เส้ นผ่ าศูนย์ กลางภายในของท่ อต้ องมีขนาดใหญ่
เพียงพอที่จะไม่ ทาให้ ความเร็วของลมในท่ อสูงมาก
 ระบบท่ อต้ องมีการจัดวางในลักษณะลาดเอียงตาม
ทิศการไหลของลม และมีอุปกรณ์ ปล่ อยนา้ ทิง้ ที่จุด
เปลี่ยนแปลงทิศทางการไหลของลม
 ข้ ออ่ อนที่ใช้ ประกอบควรเลือกขนาดให้ เหมาะสม
ปั ญหาดังกล่ าวสามารถแก้ ไขได้ ตัง้ แต่ ขัน้ ตอนการ
ออกแบบ โดยมีหลักการดังนี ้
 ความดันสูญเสียต้ องไม่ เกิน 5
% ทุกๆ 30 เมตรของความยาวท่ อ ที่
ความเร็วการไหลของอากาศต้ อง 6 เมตร/วินาที สาหรั บการสูญเสีย
ความดันทัง้ ระบบต้ องไม่ เกิน 10%
ในทางปฏิบัติ ควรมีการกาหนดเป็ นการสูญเสียความดันอยู่ระหว่ าง
3-8%
 จุดไกลสุดควรจะมีความดันตกสูงสุด
10%
ที่การทางานต่ อเนื่อง
หรื ออาจจะยอมให้ เป็ น 15% ในชั่วขณะ (Peak)
 ในแต่ ละจุดที่นาอากาศไปใช้ งาน ความดันสูญเสียที่เกิดขึน้
ไม่ ควรเกิน 0.1-0.2 bar ณ ความต้ องการอากาศอัดสูงสุด
ระบบท่ อส่ งจ่ ายอากาศควรเป็ นแบบวงแหวน
เครื่องอัดอากาศ
จุดใช้ งาน
2
ระบบจ่ ายอากาศแบบท่ อเดีย่ ว
เครื่องอัดอากาศ
ระบบจ่ ายอากาศแบบวงแหวน
จุดใช้ งาน
3
จุดใช้ งาน
1
จุดใช้ งาน
1
จุดใช้ งาน
2
จุดใช้ งาน
3
ตัวอย่ าง การลดความสูญเสียความดันในท่ อ
โรงงานอุตสาหกรรมกระดาษแห่ งหนึ่ง มีความต้ องการปริมาณอากาศ 250 l/s หรือ 0.25
m3/sมีขนาดความยาวท่ อเทียบเท่ า 60 m. ความดันใช้ งาน 7.5 bar ทางาน 8,400
ชม./ปี ราคาไฟฟ้าเฉลี่ย 3.00 บาท/kWh เปอร์ เซนต์ การทางาน 80%
, mm
ศ ์
, mm
,m
ศ, m 3/s
, bar (e)
, bar
ศ, kW
, kWh/
,
/
,
,
50
76
26
52.9
80.7
27.8
60
60
0.25
0.25
8
1.85
8
1.85
1.6x10 x (0.25) x 60 = 0.209 1.6x10 x (0.25) x 60 = 0.025 0.184
(52.9)5 8.513
(80.7)5 8.513
7.5
7.5 - 0.1842 = 7.316
0.184
74.2
73.2
1.0
20,160
498,624
491,904
6,720.0
14,112
1,495,872
1,475,712
1,440
2,325
885
1
%
52
52
2.4
2.4
1.3
1.3
1.3
61.5
B4 . การใช้ ระบบควบคุมเครื่องอัดอากาศทีเ่ หมาะสม
Variable Speed Drive Air Compressor
-Pack Version
-Full Feature Version (Integrated with air dryer)
GA VSD
Variable Speed Drive Air Compressor
-Pack Version
-Full Feature Version (Integrated with air dryer)
Z VSD
(Cascade Circuit)
No central control : Cascade Circuit
C1
C2
C3
C4
7.1bar
6.9 unload
6.7
6.5
6.6
6.4

Individual settings

Large pressure band

No sequence control No ideal
capacity matching
6.2
load
6 bar
Central controller
C1
C2
C3
C4
6.7 bar
0.7 bar
SAVINGS
unload
0.4
load
6 bar
C. การนาความร้ อนทิง้ กลับมาใช้
Heat recovery
การนาอากาศร้ อนทิง้ มาอบผลิตภัณฑ์
1= Screw compressor
2= Input air channel
3= Output air channel
4= Air fan
5= Regulation flaps
6= Air channels to
consumers (Driers)
7= Heat exchanger
8= Output air channel
(used by no heat
demand)
9= Flap for regulation
input air