Pressure Drop คืออะไร และทำไมโรงงานรถยนต์ต้องลดให้เหลือน้อยที่สุด?
Pressure Drop คืออะไร และทำไมโรงงานรถยนต์ต้องลดให้เหลือน้อยที่สุด?
แรงดันตกเพียงเล็กน้อย อาจทำให้โรงงานเสียค่าไฟหลักแสนบาทต่อปี
หลายโรงงานให้ความสำคัญกับการเลือกเครื่องอัดอากาศ แต่กลับมองข้าม Pressure Drop (แรงดันตก) ภายในระบบท่อลม ซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุสำคัญของการสูญเสียพลังงาน
เมื่อแรงดันตกมาก เครื่องอัดอากาศต้องสร้างแรงดันสูงขึ้นเพื่อให้ปลายทางยังได้รับแรงดันเพียงพอ ส่งผลให้ใช้พลังงานมากขึ้น เพิ่มค่าไฟ ลดประสิทธิภาพการผลิต และเร่งการสึกหรอของอุปกรณ์
Pressure Drop คืออะไร?
Pressure Drop คือ
การลดลงของแรงดันลมอัดระหว่างการเดินทางจากเครื่องอัดอากาศไปยังจุดใช้งาน
แรงดันจะลดลงเมื่ออากาศไหลผ่าน
- ท่อลม
- ข้อต่อ
- วาล์ว
- Air Dryer
- Air Filter
- Air Receiver Tank
- อุปกรณ์ควบคุม
- เครื่องจักร
แรงดันที่ลดลงมากเกินไปจะทำให้ระบบทำงานไม่มีประสิทธิภาพ
Pressure Drop เกิดจากอะไร?
1. ขนาดท่อเล็กเกินไป
ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เหมาะสมทำให้ความเร็วลมสูงขึ้น ส่งผลให้แรงดันตกเพิ่มขึ้น
2. ระยะทางท่อยาวเกินไป
ยิ่งท่อยาว ความต้านทานการไหลของลมก็ยิ่งเพิ่มขึ้น
3. ข้อต่อและข้องอจำนวนมาก
ทุกจุดเปลี่ยนทิศทางการไหลของลมทำให้เกิดความสูญเสียของแรงดัน
4. Air Filter อุดตัน
ไส้กรองที่สกปรกจะเพิ่มความต้านทานการไหลของลม
5. Air Dryer มีแรงดันตกสูง
Air Dryer ที่เลือกขนาดไม่เหมาะสม หรือไม่ได้รับการบำรุงรักษา อาจเพิ่มแรงดันตกในระบบ
6. การรั่วของระบบลมอัด
แม้การรั่วจะไม่ใช่ Pressure Drop โดยตรง แต่ทำให้เครื่องอัดอากาศต้องผลิตลมเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ระบบโดยรวมสูญเสียพลังงาน
Pressure Drop ส่งผลต่อโรงงานยานยนต์อย่างไร?
Robot Welding
- กระบอกลมทำงานไม่เต็มประสิทธิภาพ
- ระบบจับชิ้นงานคลาดเคลื่อน
Paint Line
- แรงดันลมไม่คงที่
- คุณภาพการพ่นสีลดลง
Assembly Line
- เครื่องมือลมทำงานช้าลง
- รอบการผลิตเพิ่มขึ้น
ระบบ Automation
- วาล์วตอบสนองช้าลง
- เครื่องจักรหยุดผลิต
Pressure Drop มีผลต่อค่าไฟอย่างไร?
เมื่อแรงดันปลายทางไม่เพียงพอ โรงงานมักแก้ปัญหาด้วยการเพิ่มแรงดันที่เครื่องอัดอากาศ
ผลที่ตามมา
- เครื่องทำงานหนักขึ้น
- ใช้พลังงานมากขึ้น
- ค่าไฟเพิ่มขึ้น
- อายุเครื่องสั้นลง
โดยทั่วไป การเพิ่มแรงดันประมาณ 1 Bar อาจทำให้การใช้พลังงานเพิ่มขึ้นประมาณ 6–8% ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของเครื่องและลักษณะการใช้งาน
ค่า Pressure Drop ที่เหมาะสมควรเป็นเท่าไร?
แนวทางในการออกแบบระบบลมอัดมักตั้งเป้าหมายให้แรงดันตกจากเครื่องอัดอากาศถึงจุดใช้งาน ต่ำที่สุดเท่าที่เหมาะสม โดยในหลายโรงงานนิยมควบคุมให้แรงดันตกในระบบหลักอยู่ในช่วงประมาณ 0.1–0.3 Bar ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบและข้อกำหนดของกระบวนการผลิต
วิธีลด Pressure Drop
1. เลือกขนาดท่อให้เหมาะสม
คำนวณจาก
- CFM
- Flow Rate
- ความยาวท่อ
- ความเร็วลม
- แรงดัน
2. ใช้ระบบท่อลมอลูมิเนียม
ข้อดี
- ผิวภายในเรียบ
- ไม่เป็นสนิม
- ความต้านทานต่ำ
- ติดตั้งง่าย
- ลดแรงดันตก
3. ลดจำนวนข้องอ
ออกแบบแนวท่อให้ตรงที่สุด
4. เปลี่ยน Air Filter ตามกำหนด
ช่วยลดความต้านทานของระบบ
5. เลือก Air Dryer ที่เหมาะสม
ควรเลือกจาก
- CFM
- Dew Point
- Pressure Drop ของตัวเครื่อง
- สภาพแวดล้อมการใช้งาน
6. ตรวจหารอยรั่ว
Air Leak ทำให้ระบบสูญเสียพลังงานและเพิ่มภาระของเครื่องอัดอากาศ
7. ทำ Air Audit
Air Audit ช่วยวิเคราะห์
- Pressure Profile
- Flow
- Energy Consumption
- Air Leak
- Pressure Drop ในแต่ละจุด
เพื่อวางแผนการปรับปรุงอย่างมีข้อมูลรองรับ
สัญญาณว่าโรงงานมี Pressure Drop สูง
- เครื่องอัดอากาศทำงานตลอดเวลา
- ค่าไฟเพิ่มขึ้น
- เครื่องจักรปลายทางแรงดันไม่พอ
- Paint Line มีปัญหา
- Robot Welding ทำงานผิดปกติ
- Air Dryer มี Differential Pressure สูง
- Air Filter อุดตันบ่อย
ตัวอย่างการออกแบบระบบท่อลมเพื่อลด Pressure Drop
ระบบที่แนะนำ
- PM VSD Screw Air Compressor
- Air Receiver Tank
- Air Dryer
- Precision Air Filter
- Aluminum Air Pipe
- Ring Main Piping
- Monitoring System
- Air Audit
