วิธีกำหนดขนาดท่อสำหรับระบบอากาศอัดควรกำหนดอย่างไร

ระบบการกระจายอากาศอัดที่ไม่เพียงพอจะนำไปสู่การสูญเสียค่าไฟฟ้าที่มากขึ้น ผลผลิตที่ลดลงและประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องมือลมที่ต่ำลง

12 กรกฎาคม 2567

เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องมีระบบการกระจายที่ถูกออกแบบมาอย่างเหมาะสมสำหรับเครือข่ายอากาศอัดของคุณนั้น หากทำอย่างถูกต้อง จะสามารถประหยัดพลังงาน และเครื่องมือลมจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สามข้อกำหนดที่จำเป็นสำหรับระบบกระจายอากาศอัดที่ถูกออกแบบมาอย่างเหมาะสม: การลดลงของแรงดัน ระหว่างเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมและจุดใช้งาน มีการรั่วไหลจากท่อแจกจ่ายอากาศอัดในอัตราที่น้อยที่สุด และการแยกน้ำที่เกิดจากการควบแน่นของก๊าซอย่างมีประสิทธิภาพ ในกรณีที่ไม่ได้ติดตั้งเครื่องทำลมแห้งสำหรับเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมรักษาระดับความดันให้มีการเกิดแรงดันตกระหว่างเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมและจุดใช้งานให้ต่ำ

รักษาระดับความดันให้มีการเกิดแรงดันตกระหว่างเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมและจุดใช้งานให้ต่ำ

ขนาดท่ออากาศอัด
ข้อกำหนดสามข้อนี้จะใช้กับท่อหลัก และการใช้อากาศอัดตามที่วางแผนไว้สำหรับความต้องการปัจจุบันรวมไปถึงในอนาคต ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งท่อขนาดใหญ่และอุปกรณ์ต่างๆ นั้นมีต้นทุนที่ต่ำเมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายที่ต้องใช้ในการปรับปรุงระบบท่ออากาศอัดในภายหลัง

การวางแผนเส้นทางการเดินท่อ การออกแบบ และการกำหนดขนาดเครือข่าอากาศอัดถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และค่าใช้จ่ายในการผลิตอากาศอัด ในบางครั้งจะทำการชดเชยแรงดันตกขนาดใหญ่ใน ท่อลำเลียงโดยการเพิ่มแรงดันในการทำงานของเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมจาก 7 บาร์ (e) เป็น 8 บาร์ (e) เป็นต้น

ควรวัดเครือข่ายการกระจายอากาศอัดแบบคงที่มักจะถูกกำหนด ให้มีแรงดันตกในท่อไม่เกิน 0.1 บาร์ระหว่างเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมและจุดใช้งานที่ไกลที่สุด

แรงดันตกในสายท่อลม แป้นเกลียวข้อต่อท่อ และข้อต่ออื่นๆ ถือเป็นเรื่องที่สำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องกำหนดขนาดของส่วนประกอบเหล่านี้อย่างถูกต้อง เนื่องจากแรงดันตกมักจะเกิดขึ้นที่จุดเชื่อมต่อเหล่านี้มากที่สุด
การคำนวณความยาวสูงสุดของเครือข่ายการเดินท่ออากาศอัดที่อนุญาตสำหรับแรงดันตกจำเพาะสามารถคำนวณได้โดยใช้สมการต่อไปนี้:
  • l = ความยาวรวมของท่อ (ม.)
  • ∆p = แรงดันตกที่อนุญาตในเครือข่าย (บาร์)
  • p = แรงดันสมบูรน์ขาเข้า (บาร์(a))
  • ปริมาตรอากาศอิสระ, ปริมาตรของอากาศที่เครื่องอัดอากาศจ่ายออกมาในรูปอัตราการไหลชิงปริมาตร, FAD (l/s)
  • เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อ (มม.)

วิธีการที่ดีที่สุดคือการออกแบบระบบท่ออากาศอัดให้เป็นท่อวงแหวน แบบปลายปิด รอบๆ พื้นที่ที่จะมีการใช้อากาศอัด จากนั้นต่อท่อแยกออกจากระบบปิดนี้ไปยังจุดที่ต้องการใช้งาน วิธีนี้จะช่วยให้การจ่ายอากาศอัดมีความสม่ำเสมอ แม้ว่าจะมีการใช้งานหนักในบางช่วง เนื่องจากอากาศอัดจะถูกส่งไปยังจุดใช้งานจากสองทิศทาง ควรมีการออกแบบระบบอากาศอัดสำหรับทุกการติดตั้ง ยกเว้นแต่ว่าจุดที่ใช้อากาศอัดในปริมาณมากนันอยู่ไกลจากคอมเพรสเซอร์หรือเครื่องปั๊มลม จึงจะทำการเดินท่ออากาศหลักแยกออกไปยังจุดเหล่านั้น

การออกแบบระบบท่อเครือข่ายท่ออากาศอัด

เครือข่ายท่ออากาศอัด

การออกแบบและการกำหนดขนาดเครือข่ายอากาศอัดควรเริ่มจากการศึกษารายการอุปกรณ์ต่างๆที่มีรายละเอียดการใช้งานบ่งบอกทั้งหมด และแผนภาพที่ระบุตำแหน่งของแต่ละอุปกรณ์

เครือข่ายอากาศอัดขนาดใหญ่สามารถแบ่งได้เป็นสี่ส่วนหลัก:

  • ไรเซอร์: จะส่งอากาศอัดจากเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมไปยังพื้นที่ใช้งาน
  • ท่อกระจาย: จะแบ่งจ่ายอากาศไปทั่วทั้งพื้นที่กระจาย
  • ท่อบริการ : จะนำอากาศจากท่อกระจายไปยังจุดใช้งาน
  • ข้อต่ออากาศอัด

การกำหนดขนาดระบบท่อเครือข่ายอากาศอัด

ความดันที่ได้หลังออกจากเครื่องปั๊มลมทันที มักจะไม่สามารถนำมาใช้งานได้เต็มที่ เนื่องจากการกระจายลมอัดทำให้เกิดการสูญเสียความดัน ศึ่งส่วนใหญ่เป็นการสูญเสียความดันจากแรงเสียดทานในท่อและจากตัวของวัสดุท่ออากาศอัดเอง

นอกจากนี้ยังมีผลกระทบที่เกิดจากการกีดขวางและการเปลี่ยนแปลงทิศทางของการไหลในวาล์วรวมไปถึงการโค้งงอของท่อ การสูญเสียเหล่านี้ที่จะถูกแปลงเป็นความร้อนซึ่งส่งผลทำให้ให้แรงดันตก

 

หากจะคำนวรความยาวท่อที่เทียบเท่ากันสำหรับส่วนประกอบต่างๆ ที่ใช้ในการติดตั้งจะต้องถูกคำนวณโดยใช้รายการข้อต่อและส่วนประกอบของท่อ รวมถึงความต้านทานการไหลที่แสดงในความยาวท่อที่เทียบเท่า ความยาวท่อ "เพิ่มเติม" เข้ามาเหล่านี้จะถูกเพิ่มเข้าไปในความยาวท่อในตอนเริ่มต้น จากนั้นจะคำนวณขนาดของเครือข่ายที่เลือกอีกครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่มีแรงดันตกมากเกินไป ส่วนต่างๆ (ท่อบริการ ท่อกระจาย และไรเซอร์)ควรถูกคำนวณแต่ละส่วนแยกกันสำหรับการติดตั้งขนาดใหญ่ 

ความเร็วอากาศ

แนวคิดที่มักถูกมองข้ามมากที่สุดในการจัดวางและการออกแบบระบบท่ออากาศอัด คือความเร็วอากาศ ซึ่งความเร็วที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดความดันย้อนกลับ สัญญาณการควบคุมที่ไม่สม่ำเสมอ การไหลแบบปั่นป่วนของอากาศ และแรงดันตกที่เกิดจากการไหลแบบปั่นป่วน

British Compressed Air Society (BCAS) แนะนำว่า ความเร็วลมที่ 6m/s หรือน้อยกว่านั้นจะช่วยป้องกันการพาไอน้ำที่มีความชื้นและเศษสิ่งสกปรกต่างๆ ผ่านท่อระบายและเข้าไปยังระบบควบคุม

ความเร็วมากกว่า 9m/s นั้นเพียงพอที่จะพาน้ำและเศษสิ่งสกปรกในกระแสอากาศ จึงแนะนำให้ออกแบบโดยใช้ความเร็วของท่อลำเลียง 6-7m/s หรือน้อยกว่าเพื่อเชื่อมต่อระบบท่อและหัวจ่ายหลัก โดยห้ามเกิน 9m/s เด็ดขาด


ถ้าคุณกำลังออกแบบระบบอากาศอัด โปรดติดต่อวิศวกรฝ่ายขายของ Atlas Copco เพื่อช่วยทำการออกแบบระบบลำเลียงอากาศอัดที่ดีที่สุดและมีประสิทธิภาพที่สุด เพื่อลดต้นทุนในการดำเนินงานและเพิ่มผลผลิตให้คุณ

Airnet