ระบบอากาศอัด

คำถามแรกที่ต้องถามเมื่อออกแบบระบบอากาศอัดคือ คุณต้องการอากาศปริมาณเท่าใดขนาดของคอมเพรสเซอร์อากาศขึ้นอยู่กับการพิจารณาที่สำคัญสองประการ ได้แก่ การไหลของอากาศ (เป็นลูกบาศก์ฟุตต่อนาที หรือ CFM) และแรงดัน (เป็นปอนด์ต่อตารางนิ้ว หรือ PSI) คอมเพรสเซอร์ที่มีแรงม้า (HP) ที่กำหนดจะได้รับการจัดอันดับให้มี CFM สูงสุดที่แรงดันที่กำหนด (เช่น 100 CFM ที่ 100 PSI)

ในการคำนวณความต้องการ CFM ให้รวมจำนวน CFM ที่เครื่องจักรหรือเครื่องมือแต่ละชิ้นในโรงงานของคุณต้องการ คุณจะต้องทราบความต้องการแรงดันในการทำงานและรอบการทำงานของอุปกรณ์แต่ละชิ้นที่จะติดตั้งกับคอมเพรสเซอร์ คอมเพรสเซอร์ควรมีขนาดที่สอดคล้องกับความต้องการ CFM สูงสุดในโรงงานของคุณ นอกจากนี้ คุณยังสามารถคำนวณการใช้ลมอัดสำหรับโรงงานที่มีอยู่ได้โดยใช้การทดสอบการสูบลมหรือมาตรวัดอัตราการไหล ดูเครื่องคำนวณ CFM ที่มีประโยชน์ของเรา เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติม

โปรดจำไว้ว่าแรงดันบางส่วนจะสูญเสียไปเนื่องจากการรั่วไหลและแรงเสียดทานในระบบจ่ายอากาศอัด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าระบบของคุณมีกำลัง CFM เพียงพอที่จะเอาชนะการรั่วไหลและแรงดันตก และให้แน่ใจว่ามี PSI เพียงพอที่ปลายท่อแต่ละเส้น คุณสามารถลดความต้องการ CFM ได้โดยการซ่อมแซมการรั่วไหลของอากาศอัดในระบบของคุณ

คำถามที่สองที่ต้องพิจารณาในการออกแบบระบบอากาศอัดคือคุณภาพของอากาศอัด อากาศของคุณต้องสะอาดและแห้งแค่ไหน อากาศที่ใช้ในการผลิตทั่วไปอาจไม่มีข้อกำหนดด้านคุณภาพที่เข้มงวดมากนัก (แม้ว่าความชื้นส่วนเกินในอากาศอัดมักจะเป็นปัญหาอยู่เสมอ) ในทางกลับกัน หากคุณใช้ลมสำหรับการผลิตยาหรืออาหารหรือการแพทย์ ลมของคุณอาจต้องเป็นไปตามมาตรฐานคุณภาพที่เข้มงวด มาตรฐานคุณภาพอากาศ ISO 8573-1 ให้คะแนนความบริสุทธิ์ของอากาศอัดโดยใช้เกณฑ์มาตรฐานสามประการ:

• อนุภาคแห้ง [A]
• ปริมาณความชื้นรวม [B]
• ค่าน้ำมันคงเหลือ [C]

ISO 8573 จัดประเภทตามสเกล 0-10 (X) โดย 0 คือความบริสุทธิ์สูงสุด และ 10 (X) คือความบริสุทธิ์ต่ำสุด องค์ประกอบแต่ละอย่างจะได้รับการจัดอันดับแยกกันในรูปแบบ [A] [B] [C]

ISO 8573-1 Classes 5-6

• • การเติมลมยาง
• • ร้านขายสินค้าทั่วไป
• • เครื่องมือลม
• • การพ่นทราย
• • การบด

ISO 8573-1 Classes 3-4

• • การพ่นสี
• • การเคลือบผง
• • การประกอบยานยนต์
• • ระบบสายพานลำเลียง
• • สายการบรรจุภัณฑ์
• • การผลิตสิ่งทอ
• • พลาสติก/การเป่าขึ้นรูป

ISO 8573-1 Classes 0-2

• • ห้องปฏิบัติการ
• • ห้องพักสะอาด
• • เภสัชกรรม
• • อาหารและเครื่องดื่ม
• • การผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์/เซมิคอนดักเตอร์
• • การประยุกต์ใช้ทางการแพทย์/อากาศหายใจ

เป็นเพียงแนวทางทั่วไปเท่านั้น โปรดปรึกษาแนวทางและข้อบังคับของอุตสาหกรรมสำหรับกระบวนการที่แน่ชัดของคุณ

เมื่อคุณเข้าใจข้อกำหนดความบริสุทธิ์ของอากาศอัดแล้ว คุณสามารถออกแบบระบบให้ตรงตามมาตรฐานเหล่านั้นได้ โดยทั่วไปแล้ว การออกแบบระบบอากาศอัดจะเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบสำคัญสองประการ

เครื่องทำลมแห้ง: เครื่องทำลมแห้งช่วยขจัดความชื้นส่วนเกินออกจากอากาศอัด เครื่องทำลมแห้งมี 2 ประเภท ได้แก่เครื่องทำลมแห้งแบบแช่เย็น และแบบใช้สารดูดความชื้น เครื่องทำลมแห้ง แบบแช่เย็นทำงานโดยการทำให้อากาศเย็นลงและปล่อยให้ความชื้นระเหยออกไปตามธรรมชาติในขณะที่อากาศเย็นลง เครื่องทำลมแห้งเหล่านี้สามารถลดจุดน้ำค้างของอากาศอัดลงเหลือประมาณ 38°F ซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ การใช้งานที่ต้องการอากาศแห้งมาก (ระดับ ISO 1, 2 และ 3) เช่น อุตสาหกรรมยาหรือการแพทย์ อาจต้องใช้ เครื่องทำลมแห้งแบบใช้สาร ดูดความชื้น เครื่องทำลม แห้ง เหล่านี้ใช้สารดูดความชื้น (เช่น สารดูดความชื้นจากอะลูมินาที่กระตุ้นการทำงานหรือสารดูดความชื้นจากตะแกรงโมเลกุล) เพื่อขจัดความชื้นออกจากอากาศอย่างแข็งขันผ่านการดูดซับ เครื่องทำลมแห้งแบบใช้สารดูดความชื้นสามารถทำให้อากาศมีจุดน้ำค้างลดลงเหลือ -40°F ถึง -100°F

การกรอง: แนวป้องกันที่สองของคุณสำหรับคุณภาพอากาศอัดคือการกรองแบบอินไลน์ตัวกรองแบบอินไลน์จะกรองความชื้นที่เหลืออยู่ รวมถึงน้ำมันที่ตกค้างและอนุภาคแห้ง ตัวกรองเหล่านี้อาจติดตั้งก่อนหรือหลังเครื่องเป่าลม หรือติดตั้งทันทีก่อนจุดใช้งาน ตัวกรอง อนุภาคมาตรฐานจะกรองอนุภาคของแข็ง เช่น ละอองเกสรและฝุ่นออกจากอากาศที่เข้ามาหรือสิ่งปนเปื้อนจากเครื่องอัดอากาศ ตัวกรองแบบรวมจะกรองหยดน้ำมันพร้อมกับอนุภาคแห้ง และแนะนำให้ใช้เมื่อต้องจัดการกับละอองน้ำมัน อาจต้องใช้ถ่านกัมมันต์เพื่อกรองกลิ่น ไอระเหย และก๊าซ

การออกแบบระบบจ่ายอากาศอัดมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพโดยรวมและประสิทธิผลของระบบอากาศอัด ระบบจ่ายอากาศที่ออกแบบมาไม่ดีจะส่งผลให้แรงดันลดลงมากเกินไป (สูญเสีย PSI) ที่ปลายท่อลม ทำให้โรงงานต้องเพิ่มแรงดันโดยรวมเพื่อชดเชย วิธีนี้ถือว่าไม่มีประสิทธิภาพอย่างยิ่งและทำให้ต้นทุนการดำเนินงานสูงขึ้นอย่างมาก

การออกแบบระบบจ่ายอากาศอัดที่มีประสิทธิภาพจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของระบบได้อย่างมาก โดยทั่วไป หมายถึงระบบจ่ายอากาศแบบห่วง ซึ่งช่วยให้อากาศไหลไปในทิศทางใดก็ได้และค้นหาเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุด นอกจากนี้ สิ่งสำคัญคือต้องมีขนาดท่ออากาศอัดที่เหมาะสม ทั้งในห่วงจ่ายอากาศหลักและในการเชื่อมต่อระหว่างคอมเพรสเซอร์และห่วง และห่วงและจุดสิ้นสุด เพื่อลดการลดลงของแรงดัน ให้จำกัดจำนวนข้อต่อและข้อต่อสามทาง และหลีกเลี่ยงการใช้ท่อยางและข้อต่อด่วน นอกจากนี้ ควรพิจารณาวัสดุของท่ออากาศอัด ด้วยระบบท่ออลูมิเนียมคุณภาพสูงจะมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและลดการรั่วไหลของอากาศ ทำให้ต้นทุนตลอดอายุการใช้งานของระบบลดลง

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาในการออกแบบระบบอากาศอัด ต้องใช้ไฟฟ้าประมาณ 7 – 8 แรงม้าในการผลิตอากาศอัด 1 แรงม้า ดังนั้นการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานจึงสามารถสร้างความแตกต่างอย่างมากในต้นทุนการดำเนินงานของคุณ คุณจะลดการใช้พลังงานสำหรับอากาศอัด ได้อย่างไร ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น การลดแรงดันโดยรวมของโรงงานให้เหลือตามข้อกำหนด PSI ขั้นต่ำและการออกแบบระบบจ่ายอากาศอัดที่มีประสิทธิภาพจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานได้อย่างมาก ยังมีปัจจัยสำคัญอื่นๆ อีกหลายประการที่ต้องพิจารณาเกี่ยวกับพลังงาน

• ลดการสูญเสียอากาศ: การซ่อมแซมรอยรั่วเป็นสิ่งสำคัญที่สุดอย่างหนึ่งที่คุณสามารถทำได้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของระบบอากาศอัดของคุณ และในหลายๆ กรณี คุณสามารถซ่อมแซมรอยรั่วได้ฟรีผ่านแรงจูงใจจากผู้ให้บริการพลังงานของคุณ! การซ่อมแซมรอยรั่วสามารถช่วยคุณประหยัดค่าไฟฟ้าประจำปีได้หลายร้อยหรือหลายพันดอลลาร์ นอกจากนี้ ให้มองหาสถานที่อื่นๆ ที่สูญเสียอากาศ เช่น ข้อต่อด่วนท่อระบายน้ำควบแน่น แบบใช้มือ หรือ การ ใช้ลมอัดอย่างไม่เหมาะสม
• ลดความดันลดลง: ความดันลดลงหมายถึงการสูญเสีย PSI ระหว่างคอมเพรสเซอร์และจุดใช้งาน และเป็นสาเหตุอีกประการหนึ่งของค่าพลังงานที่สูง ความดันลดลงอาจเกิดจากระบบจ่ายที่ไม่เพียงพอหรือได้รับการออกแบบไม่ดี ตัวกรองอินไลน์ที่มีโหลดสูง เครื่องทำลมแห้งขนาดเล็กเกินไป และการรั่วไหลหรือการอุดตันในระบบ การวินิจฉัยและแก้ไขสาเหตุทั่วไปของความดันลดลงจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบของคุณ
• พิจารณาใช้เครื่องอัดอากาศ VSD: หากการใช้ลมอัดของคุณแตกต่างกันไปในแต่ละช่วงเวลา แต่ละกะ หรือแต่ละฤดูกาล คุณอาจได้รับประโยชน์จากเครื่องอัดอากาศแบบควบคุมความเร็วรอบ (VSD) เครื่องอัดอากาศ VSD ช่วยลดต้นทุนพลังงานโดยเพิ่มหรือลดความเร็วของมอเตอร์ให้สอดคล้องกับความต้องการอากาศจริง วิธีนี้จะช่วยให้คุณไม่ต้องจ่ายเงินสำหรับการผลิตลมมากเกินความจำเป็น เครื่องอัดอากาศ VSD ยังช่วยให้แรงดันในโรงงานสม่ำเสมอมากขึ้นอีกด้วย

คุณต้องการปริมาณอากาศอัดสำหรับระบบของคุณเท่าใดถังเก็บอากาศสามารถช่วยให้คุณใช้ปริมาณอากาศอัดได้สม่ำเสมอและใช้พลังงานในปริมาณมากในระยะเวลาสั้นๆ โดยไม่ต้องเพิ่ม CFM ของระบบทั้งหมดของคุณ ซึ่งอาจช่วยให้คุณใช้คอมเพรสเซอร์ HP ขนาดเล็กได้ ถังอากาศอัดยังช่วยให้อากาศเย็นลงและปล่อยความชื้นส่วนเกินออกจากอากาศ ทำให้เครื่องเป่าลมและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้น มีข้อควรพิจารณาบางประการเมื่อตัดสินใจว่าคุณต้องการปริมาณอากาศอัดเท่าใด

• การใช้ลมของคุณคงที่หรือไม่ หรือการใช้งานของคุณใช้ลมเป็นช่วงสั้นๆ อย่างรวดเร็ว สถานที่ที่มีความแปรปรวนสูงและความต้องการสูงสุดสั้นๆ จะได้รับประโยชน์จากการมีพื้นที่จัดเก็บมากขึ้น ตามกฎทั่วไป ให้วางแผนความจุอากาศที่จัดเก็บได้ประมาณ 3 ถึง 5 แกลลอนต่อเอาต์พุต CFM ของคอมเพรสเซอร์
• คุณต้องการที่เก็บของแบบเปียกหรือแบบแห้ง? ถังอากาศอาจวางไว้ก่อนหรือหลังเครื่องเป่าลมก็ได้ ถังอากาศแบบเปียก (ก่อนเครื่องเป่าลม) จะทำให้อากาศเย็นลงและกำจัดความชื้นบางส่วนออกไปก่อนที่อากาศจะเข้าสู่เครื่องเป่าลม ทำให้คุณใช้ระบบอบแห้งที่มีขนาดเล็กกว่าได้ ในทางกลับกัน ถังอากาศแบบแห้งนั้นพร้อมใช้งานทันที ดังนั้น จึงเป็นการดีที่สุดหากคุณต้องพึ่งพาอากาศสำรองเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน อัตราส่วนประมาณ 1/3 ของความจุแบบเปียกและ 2/3 ของความจุแบบแห้งนั้นเหมาะสำหรับการใช้งานหลายประเภท

การติดตั้งระบบอากาศอัดจะมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ ไม่ว่าคุณจะกำลังติดตั้งระบบใหม่ เปลี่ยนหรืออัปเกรดเครื่องอัดอากาศ หรือเพิ่มระบบที่มีอยู่เดิม สิ่งสำคัญคือต้องทำงานร่วมกับพันธมิตรด้านวิศวกรรมที่เข้าใจการออกแบบระบบอากาศอัด และจะตรวจสอบให้แน่ใจว่าทุกอย่างได้รับการติดตั้งเพื่อประสิทธิภาพและประสิทธิผลสูงสุด ตัวอย่างเช่น เราพบหลายกรณีที่ระบบจ่ายขยายออกและใส่ท่อส่งใหม่โดยไม่คำนึงถึงผลกระทบต่อการลดแรงดันและประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ ในกรณีอื่นๆ อาจติดตั้งเครื่องอัดอากาศไม่ถูกต้องหรือไม่ได้ติดตั้งในตำแหน่งที่เหมาะสม

ตำแหน่งคอมเพรสเซอร์และการกำหนดค่าห้องคอมเพรสเซอร์เป็นข้อพิจารณาที่สำคัญสำหรับการติดตั้ง คอมเพรสเซอร์จะอยู่ภายในหรือภายนอก หากอยู่ภายนอก ระบบจำเป็นต้องได้รับการหุ้มฉนวนหรือเตรียมสำหรับฤดูหนาวเพื่อป้องกันจากสภาพอากาศหรือไม่ หากอยู่ภายใน คอมเพรสเซอร์มีพื้นที่ว่างเพียงพอหรือไม่ และห้องคอมเพรสเซอร์มีการระบายอากาศเพียงพอเพื่อป้องกันไม่ให้คอมเพรสเซอร์อากาศร้อนเกินไปหรือไม่ ผู้ติดตั้งจะต้องพิจารณาช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์อัดอากาศเมื่อตัดสินใจเหล่านี้ ตำแหน่งคอมเพรสเซอร์ยังส่งผลต่อความยาวของท่อที่ต้องใช้ในการจ่ายอากาศด้วย การเดินท่อที่ยาวขึ้นจะทำให้เกิดแรงเสียดทานมากขึ้น แรงดันตกมากขึ้น และมีโอกาสเกิดการรั่วไหลมากขึ้น เสียงรบกวนอาจเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ต้องพิจารณาในการกำหนดตำแหน่งที่ดีที่สุดสำหรับคอมเพรสเซอร์

อย่าลืม ข้อกำหนด การบำรุงรักษาระบบอากาศอัดเมื่อออกแบบระบบอากาศอัดของคุณ คอมเพรสเซอร์ควรตั้งอยู่ในพื้นที่ที่เข้าถึงได้ง่ายและสามารถเข้าถึงได้เพื่อการบำรุงรักษาหรือซ่อมแซมคอมเพรสเซอร์ อย่างเหมาะสม จำเป็นต้องมีการตรวจสอบและการบำรุงรักษาเชิงป้องกันเป็นประจำเพื่อให้ระบบของคุณทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดและป้องกันการหยุดทำงานที่ไม่ได้วางแผนไว้และการซ่อมแซมฉุกเฉินที่มีราคาแพง หากคุณมีศักยภาพและความเชี่ยวชาญในทีมบำรุงรักษาภายในบริษัท คุณอาจสามารถดำเนินกิจกรรมเหล่านี้ได้ด้วยตัวเอง อย่างไรก็ตาม สำหรับคอมเพรสเซอร์อากาศอุตสาหกรรม เช่น คอมเพรสเซอร์ส กรูโรตารีมักจะสมเหตุสมผลที่จะทำสัญญากับผู้เชี่ยวชาญสำหรับบริการ PM และการซ่อมแซม เครื่องทำลมแห้งและอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ ยังต้องการ PM เป็นประจำ และอย่าลืมระบบการจ่าย ตรวจสอบการรั่วไหลเป็นประจำทุกปีและซ่อมแซมเมื่อพบ