ปัญหาที่เกิดจากปั๊มลมมีขนาดไม่พอดีมีอะไรบ้าง

ในฐานะผู้ใช้ การเข้าใจการทำงานของระบบปั๊มลมหรือคอมเพลสเซอร์ที่ทางกลุ่มวิศวกรหรือทางบริษัทจัดหามาให้ แล้วเลือกใช้วิธีที่ประหยัดพลังงานมากที่สุดเพื่อประหยัดค่าไฟได้ในระยะยาวนั้นเป็นเรื่องสำคัญ และนั่นคือเหตุผลว่าทำไมการทำวิจัยและเปรียบเทียบคอมเพลสเซอร์นั้นจึงต้องพิจารณาถึงลักษณะของการนำคอมเพลสเซอร์ไปใช้งาน รวมไปถึงการรักษาต้นทุน ในขณะเดียวกันก็ต้องมั่นใจด้วยว่าขนาดของแอร์คอมเพลสเซอร์นั้นเหมาะสมกับการใช้งาน

เมื่อคุณออกแบบระบบอากาศอัดหรือลม ความจำเป็นในการเลือกปั๊มลมหรือคอมเพลสเซอร์ ไม่ว่าจะเป็น ตัวถัง หรือผลิตภัณฑ์กรองอากาศ (Air filter) คือคุณต้องรู้ว่าจะใช้อากาศอัดอย่างไรและเมื่อใดที่อากาศอัดจะถูกใช้งานนั้นมีความสำคัญเท่ากับการที่รู้ว่าต้องใช้อากาศทั้งหมดในปริมาณเท่าใด ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งที่จะคำนวนอากาศที่จะใช้ในปริมาณที่ถูกต้องในขั้นตอนการจัดซื้อเพื่อลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานขั้นสูงสุด

ผู้ใช้งานหลายท่านมีวิธีการกำหนดปริมาณของอากาศอัดในโรงงานที่แตกต่างกันออกไป – จากการตรวจวัดอากาศแบบโดยรวมและแบบครอบคลุมโดยใช้ Data loggers ในการบันทึกข้อมูลไปจนถึงการประมาณการณ์ที่พัฒนาโดยใช้นาฬิกาจับเวลาโดยใช้ปริมาณอากาศอัดทั้งหมดลูกบาศก์ฟุตต่อนาที (CFM) ซึ่งอุปกรณ์แต่ละชิ้นทำงานในเวลาเดียวกัน น่าเสียดายที่ปริมาณการใช้อากาศอัดนั้นไม่สมบูรณ์หรือไม่ถูกต้อง จึงทำให้โรงงานมีขนาดคอมเพลสเซอร์หรือปั๊มลมไม่พอดี สถานการณ์ดังต่อไปนี้แสดงลักษณะความต้องการปริมาณแรงดันลมแบบสมบูรณ์มากกว่าที่จะใช้เพียงการประมาณแรงดันและการไหลของลม

วิศวกรกลุ่มหนึ่งที่รับผิดชอบเกี่ยวกับการออกแบบผังโรงงานแบบครบวงจรได้ส่งใบเสนอราคาสำหรับคอมเพลสเซอร์หนึ่งเครื่องที่สามารถผลิตลมอัดได้อย่างน้อย 100 ลูกบาศก์ฟุตต่อนาที ราคาที่ 125 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว แต่ผู้ผลิตคอมเพลสเซอร์ไม่ได้รับโอกาสที่จะดำเนินการตรวจสอบและต้องระบุคอมเพลสเซอร์ตามข้อมูลที่มีเพียงเท่านี้ ซึ่งผู้ใช้จะต้องอาศัยข้อมูลที่มีอยู่เลือกคอมเพลสเซอร์แบบความเร็วคงที่ขนาด 25 แรงม้า

วิศวกรกลุ่มหนึ่งส่งใบเสนอราคาสำหรับคอมเพรสเซอร์ที่สามารถผลิตปริมาณลมเฉลี่ย 200 ลูกบาศก์ฟุตต่อนาทีที่ 125 ลูกบาศก์ฟุตต่อนาที วิศวกรกลุ่มนี้ต้องการเลือกใช้คอมเพรสเซอร์ VSD เพราะรู้ว่าระบบจะมีความแปรปรวนของปริมาณและอีกหนึ่งสาเหตุคือต้องการเรียกร้องค่าไฟคืนจากรัฐ จากข้อมูลนี้ทำให้ผู้ใช้จะเลือกคอมเพรสเซอร์ VSD ขนาด 50 แรงม้าตัวเดียว แต่ไม่กี่สัปดาห์หลังการติดตั้ง ระบบของผู้ใช้งานก็เริ่มดับลงเพราะสัญญาณเตือนความเรื่องแรงดันตก มันเกิดอะไรขึ้นกันแน่?

สถานการณ์นี้แสดงให้เห็นว่าข้อมูลที่ขาดไปนั้นสามารถส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพกำลังการผลิตของโรงงานได้อย่างไร หากมีการตรวจสอบแล้วแสดงว่าโรงงานนั้นต้องการ 175 ลูกบาศก์ฟุตต่อนาที คิดเป็น 30% ต่อรอบและ 200 ลูกบาศก์ฟุตต่อนาที คิดเป็น 60% ต่อรอบ อย่างไรก็ตามในระหว่างกระบวนการ sandblasting ที่สำคัญนั้นปริมาณอากาศอัดของโรงงานจะสูงถึง 250 ลูกบาศก์ฟุตต่อนาที เมื่อกระบวนการนี้เกิดขึ้นทำให้คอมเพรสเซอร์ VSD ขนาด 50 แรงม้าไม่เพียงพอ

ทางออกที่ดีกว่าน่าจะเป็นคอมเพรสเซอร์ความเร็วแปรผันที่รองรับทั้งช่วง 175 ถึง 250 ลูกบาศก์เมตร หรือคอมเพรสเซอร์ความเร็วคงที่ (Fix speed) ขนาดเล็กที่แยกกับเครื่อง VSD เพื่อเพิ่มอีกเพียง 50 ลูกบาศก์เมตรในระหว่างกระบวนการ sandblasting แต่ในท้ายที่สุดผู้ผลิตรายนี้จะรู้สึกว่าภาระในการจ่ายค่าไฟนั้นมากขึ้นทุกเดือนและการซ่อมบำรุงระบบอากาศหลังจากการติดตั้งแล้วยังกินเวลานานอีกด้วย

การกำหนดปริมาณของ CFM ให้แน่นอนนั้นเป็นขั้นตอนที่สำคัญขั้นตอนแรกในการเลือกเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลม การที่คอมเพลสเซอร์มีขนาดไม่เหมาะสมนั้นเป็นเพราะว่าขั้นตอนนี้อาจถูกมองข้ามไป เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายหลายพันดอลลาร์เพราะหากเลือกคอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่ ขั้นตอนที่ถูกมองข้ามนี้ทำให้ปั๊มลมที่เลือกนั้นกินไฟหรือใช้ไฟเกินขนาด ในทางกลับกันหากเครื่องจักรนั้นมีความต้องการใช้ปริมาณลมมากกว่าที่คิดไว้อาจจะทำให้คอมเพรสเซอร์เครื่องใหม่นั้นไม่เพียงพอ

หัวข้อหลักๆที่ควรทำความเข้าใจ รวมไปถึงความแตกต่างระหว่าง CFM, ACFM และ SCFM และวิธีเปรียบเทียบรายละเอียดของเครื่องอัดอากาศที่แตกต่างกัน:

• CFM (ลูกบาศก์ฟุตต่อนาที) เรียกว่าเป็นอัตราการไหลของปริมาตรในระบบอัดอากาศ พึงสังเกตว่า CFM นั้นต้องถูกกำหนดเพิ่มเติมซึ่งประกอบไปด้วยแรงดัน อุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงมาตราวัดนี้จะส่งผลต่อ CFM ที่จำเป็นต้องถูกส่งไปยังกระบวนการ

• ACFM (CFM ตามจริง) คือการไหลของอากาศตามเงื่อนไขเฉพาะพื้นที่ ยกตัวอย่างเช่นหากติดตั้งคอมเพรสเซอร์ในเมือง Denver จะทำให้ระดับ ACFM ต่ำกว่าการติดตั้งที่ระดับน้ำทะเล

• SCFM (CFM ตามมาตรฐาน) คือปริมาณการไหลของอากาศที่ระดับน้ำทะเลอุณหภูมิ 68 ° F และความชื้นสัมพัทธ์ 0% ซึ่งค่า ACFM จะใช้กำหนดปริมาณลมที่ต้องการในโรงงาน ดังนั้น ACFM สามารถแปลงเป็น SCFM ได้ง่ายและใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการเปรียบเทียบคุณสมบัติที่มีความใกล้เคียงกันของเครื่องอัดอากาศที่ต่างกัน

คอมเพรสเซอร์นั้นจะแตกต่างกันไปในเรื่องของอัตราCFM อัตราแรงม้าและอัตราการกินไฟโดยรวมของผลิตภัณฑ์ ซึ่งมีเยอะมากหากจะทำการวิจัยหรือทำการเปรียบเทียบ นอกจากนี้สำหรับคอมเพรสเซอร์ที่มีการโฆษณาเกี่ยวกับแรงม้านั้นสามารถทำให้ CFM เปลี่ยนแปลงได้มากถึง 25% ขึ้นอยู่กับแบรนด์และรุ่นของคอมเพรสเซอร์ เป้าหมายคือการคำนวนค่า CFM นั้นอย่างถูกต้องเหมาะสม คือตั้งจำนวนแรงม้าต่ำที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ โดยสิ่งนี้จะช่วยให้โรงงานสามารถผลิตสิ้นค้าได้ในราคาที่ถูกที่สุดแต่มีผลกำไรสูงที่สุดอีกด้วย

The Compressed Air and Gas Institute (CAGI) คือสมาคมที่ประกอบไปด้วยผู้ผลิตคอมเพรสเซอร์สำหรับอากาศอัด ซึ่งแต่ละคนตกลงที่จะทำการทดสอบและตรวจสอบคอมเพรสเซอร์แบบอิสระ เมื่อได้รับการยืนยันแล้ว ข้อมูลที่ผ่านการตรวจสอบและรับรองจะถูกเผยแพร่ต่อสาธารณะบนเว็บไซต์ของบริษัทโดย CAGI พร้อมข้อมูลที่สำคัญที่ลูกค้าจำเป็นต้องรู้เพื่อที่จะได้ตัดสินใจซื้อง่ายขึ้น

แผ่นข้อมูล CAGI เหล่านี้คล้ายกับสติกเกอร์ สำหรับติดหน้าต่างหรือฉลากสำหรับติดรถยนต์ โดยข้อมูล CAGI นั้นจะแสดงจำนวนของ CFM ของคอมเพรสเซอร์แต่ละรุ่นที่สร้างขึ้นตามแรงดันที่กำหนดโดยค่า psi สูงสุดที่สามารถผลิตได้และมีประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์คือหน่วย kW / 100 cfm ซึ่งคล้ายคลึงกับอัตราไมล์ต่อแกลลอน (mpg) ของรถยนต์

นอกจากนี้เวลาจะเปลี่ยนคอมเพรสเซอร์ที่มีอยู่ แนะนำให้ตรวจสอบอัตรา CFM ก่อนแล้วจึงเลือกคอมเพรสเซอร์ใหม่ที่มีอัตรา CFM เดียวกัน มันอาจจะดูไม่ฉลาดที่จะเปลี่ยนคอมเพรสเซอร์จากรุ่นหนึ่งที่มีอัตราแรงม้าเหมือนกันเพราะคอมเพลสเซอร์รุ่นใหม่ๆนั้นมีความสามารถในการผลิต CFM มากขึ้นในขณะที่ใช้แรงม้าน้อยลง นั่นเพราะคอมเพรสเซอร์ที่มีแรงม้าน้อยแต่อัตราการไหลของอากาศเท่ากัน สามารถลดค่าไฟของคุณโดยไม่ลดประสิทธิภาพการทำงานลง

เพื่อให้เป็นทางเลือกที่ดีเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจปริมาณอากาศอัดของระบบแล้วกำหนดวิธีการนำส่งอากาศอัดในปริมาณที่เหมาะสมด้วย ทำให้ผู้ผลิตนั้นสามารถควบคุมต้นทุนโดยรวมต่ำที่สุด เพราะคอมเพรสเซอร์ทั้งหมดไม่ได้รับการออกแบบอย่างเท่าเทียมกันดังนั้นจึงเป็นสิ่งที่ท้าทาย อย่างไรก็ตามการตรวจสอบล่วงหน้าแล้วจับคู่ข้อกำหนด CFM กับคอมเพรสเซอร์แรงม้าที่เล็กที่สุดที่เป็นไปได้สามารถลดความซับซ้อนของกระบวนการได้อย่างมาก

พึงระลึกไว้ว่าปั๊มลมหรือเครื่องอัดอากาศที่มีแรงม้าสูงนั้นกินไฟมากกว่าเครื่องเล็ก ดังนั้นคำถามสำคัญที่ถามว่า “ ฉันจะได้รับอัตรา CFM เพิ่มขึ้นหรือไม่ หากใช้ต้นทุนเพิ่มขึ้น” การทำตามกระบวนการนี้จะส่งผลให้มีต้นทุนโดยรวมต่ำที่สุด และช่วยให้ผู้ซื้อเข้าใจการลงทุนมากขึ้น