การอนุรักษ์พลังงานในปั๊มน้ำและพัดลม
1. ดัชนีการใช้พลังงาน
ดัชนีการใช้พลังงานเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญที่จะใช้บอกต้นทุนและปัญหาที่เกิดขึ้นกับปั๊มน้ำและพัดลม อุปกรณ์แต่ละตัวที่ทำงานร่วมกันจะมีประสิทธิภาพไม่เท่ากันเนื่องจากสึกหรอ การบำรุงรักษา รวมทั้งมอเตอร์อาจเกิดการไหม้และนำไปซ่อมมาใช้ใหม่ส่งผลให้ประสิทธิภาพของมอเตอร์ลดลง เป็นต้น ดังนั้นผู้ใช้งานควรเก็บข้อมูลและตรวจสอบดัชนีต่างๆ อย่างสม่ำเสมอเพื่อควบคุ้มค่าใช้จ่ายด้านพลังงานและหาแนวทางในการปรับปรุงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ดัชนีการใช้พลังงานของแต่ละระบบแสดงได้ดังต่อไปนี้
2. การตรวจประเมินเบื้องต้นด้านพลังงาน
เป็นการตรวจสอบเบื้องต้นโดยอาศัย การสังเกตุเทียบกับมาตรฐานเป็นหลัก, การบันทึกข้อมูลพื้นฐานและการตรวจวัดข้อมูลที่จำเป็น ตามรายการ Checklist ในตารางChecklist ของปั๊มน้ำ และ Checklist ของพัดลม เพื่อวินิจฉัยความผิดปกติของระบบเบื้องต้นและเป็นการเตรียมข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการคำนวณดัชนีการใช้พลังงานจำเพาะของเครื่องสูบน้ำและพัดลมและการศักยภาพของการประหยัดพลังงานในขั้นตอนต่อไป
ตาราง Checklist ของปั๊มน้ำ
ตาราง Checklist พัดลม
3. การตรวจประเมินด้านประสิทธิภาพพลังงาน
ในขั้นตอนนี้จะเป็นการตรวจสอบค่าดัชนีการใช้พลังงานของปั๊มน้ำและพัดลมซึ่งเป็นเครื่องมือสำหรับติดตามการทำงานของอุปกรณ์ทั้งสองให้มีประสิทธิภาพอยู่ตลอดเวลาโดยใช้การเปรียบเทียบกับค่าพิกัด
ในการประเมินด้านประสิทธิภาพของปั๊มน้ำและพัดลมจำเป็นต้องมีรายการตรวจวัดดังต่อไปนี้
3.1 การตรวจวัดค่าพลังไฟฟ้า
สามารถตรวจวัดได้โดยใช้เครื่องมือวัดค่าพลังไฟฟ้า (Power Meter) ซึ่งสามารถอ่านค่าพลังไฟฟ้าซึ่งมีหน่วยเป็น กิโลวัตต์ (kW) ได้โดยตรง หรือคำนวณค่าพลังไฟฟ้าจาก สมการ
3.2 การตรวจวัดค่าอัตราการไหล
3.2.1 กรณีตรวจวัดอัตราการไหลของน้ำ สามารถตรวจวัดได้ 2 วิธีการ คือ
o กรณีระบบเปิด ตรวจวัดโดยตรงได้โดยใช้ภาชนะที่ทราบความจุ และจับเวลาที่น้ำไหลเข้าภาชนะ เช่น ถังความจุ 100 ลิตร จับเวลาในการปั๊มน้ำเข้าเต็มถัง ใช้เวลา 20 วินาที ดังนั้นอัตราการไหลของน้ำ = 100 ลิตร/20 วินาที = 5 ลิตร/วินาที
o กรณีระบบปิด การตรวจวัดอัตราการไหลที่นิยม คือการใช้เครื่องมือ Ultrasonic Flow Meter ติดที่ผิวด้านนอกของท่อ ซึ่งสามารถตรวจวัดอัตราการไหลได้โดยไม่ต้องเจาะท่อ
รูป Ultrasonic Flow Meter และการติดตั้งขณะตรวจวัด
3.2.2 กรณีตรวจวัดอัตราการไหลของอากาศ
สามารถตรวจวัดได้ 2 วิธีการ คือ
o การใช้เครื่องมือวัดความเร็วลม (Anemometer) ตรวจวัดขนาดพื้นที่หน้าตัดลมดูด หรือ ลมจ่าย และคูณกับความเร็วลมที่ตรวจวัดได้
รูป Anemometer และการตรวจวัดอัตราการไหลของอากาศบริเวณช่องลมดูด
o การใช้เครื่องมือวัดความดันแตกต่าง (Pitot Tube) ใช้เครื่องมือสอดผ่านท่อลมซึ่งเจาะรูไว้ เครื่องมือจะแปลงค่าความแตกต่างของความดันอากาศภายนอก และภายในท่อ เป็นความเร็วของอากาศในท่อ จากนั้นนำไปคูณพื้นที่หน้าตัดท่อ เพื่อหาปริมาณลม
รูป Pitot Tube และการตรวจวัดอัตราการไหลของอากาศในท่อ
ตารางข้อมูลที่ควรดำเนินการสำรวจและตรวจวัดในระบบปั๊มน้ำและพัดลม
ตารางการวิเคราะห์ดัชนีประสิทธิภาพการใช้พลังงานของปั๊มน้ำ
ตารางการวิเคราะห์ดัชนีประสิทธิภาพการใช้พลังงานของพัดลม
4. มาตรการอนุรักษ์พลังงาน
การใช้งานปั๊มน้ำโดยทั่วไปมักพบว่ามีอัตราการไหลสูงเกินกว่าที่ต้องการ (จุด 1) เนื่องจากการออกแบบที่เผื่อค่าเฮดของระบบไว้สูง และแก้ปัญหาด้วยการหรี่วาล์วให้ปั๊มน้ำทำงานที่จุด 2 ซึ่งแนวทางการประหยัดพลังงานที่ดีควรดำเนินการปรับปรุง โดยการลดความเร็วรอบของมอเตอร์หรือลดขนาดใบพัดเพื่อให้เกิดการประหยัดพลังงานสูงสุด เนื่องจากกราฟของเครื่องสูบน้ำจะเปลี่ยนจากส้น a เป็น เส้น b และพลังไฟฟ้าจะลดลงจาก kW1 (เมื่อหรี่วาล์ว) เป็น kW2
4.1 การปรับความเร็วรอบ
การปรับความเร็วรอบสามารถดำเนินการได้ใน 2 แนวทางหลักๆ คือ
- การใช้อุปกรณ์ปรับความเร็วรอบ (VSD ; Variable Speed Drive) แนวทางนี้นี้จะเหมาะสมที่สุดเมื่อความต้องการใช้น้ำมีการเปลี่ยนแปลงบ่อย และปั๊มน้ำทำงานต่ำกว่าอัตราการไหลสูงสุดเป็นเวลานาน
- การเปลี่ยนขนาดพูเล่เพื่อลดความเร็วรอบของปั๊มน้ำ/พัดลม ในกรณีขับด้วยสายพาน และมีการใช้อัตราการไหลต่ำอย่างคงที่
โดยทั้ง 2 กรณี สามารถใช้ตารางที่ 7.6 ในการประเมินค่าต่างๆ ที่เปลี่ยนไปหลังปรับความเร็วรอบได้
ตารางแสดงผลจากการปรับลดความเร็วรอบ
4.2 การปรับลดขนาดใบพัดปั๊มน้ำ
เมื่อพบว่าอัตราการไหลของน้ำ หรืออากาศที่เป็นอยู่ สูงเกินความต้องการใช้งานตลอดเวลา และการใช้งานต้องการอัตราการไหลที่คงที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลง แนวทางที่เหมาะสมคือการปรับลดขนาดใบพัดของปั๊มน้ำหรือพัดลม
ตารางแสดงผลจากปรับลดขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางใบพัด
4.3 การปรับลดขนาดของปั๊มน้ำ
การปรับลดขนาดปั๊มน้ำจะมีความคุ้มค่าเมื่อปั๊มน้ำมีขนาดใหญ่มากกว่าภาระสูงสุดของระบบมากทำให้ต้องมีการติดตั้งวาล์วหรี่เพื่อควบคุมการไหลให้ได้ตามความต้องการ หรือปั๊มน้ำมีประสิทธิภาพน้อยกว่า 80% ณ.ระดับภาระที่โหลดสูงสุด
แนวทางการประหยัดพลังงานสำหรับปั๊มน้ำและพัดลม
ที่มา : กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน. (2555). การตรวจวิเคราะห์การอนุรักษ์พลังงาน ปั๊มน้ำ พัดลม. In กระทรวงพลังงาน, คู่มือการตรวจวิเคราะห์การอนุรักษ์พลังงาน สำหรับวิสาหกิจขนาดกลางและขนาดย่อม. หน้า 7-3 - 7-13
