top of page

คุณภาพอากาศอัด

อากาศอัดเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับงานอุตสาหกรรม อากาศอัดใช้เป็นต้นกำลังสำหรับเครื่องจักร เครื่องมือและอุปกรณ์ควบคุมที่ใช้ในกระบวนการผลิต การใช้อากาศอัดอาจจะสัมผัสวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์โดยตรงได้แก่การผสมและการส่งถ่าย และ/หรือสัมผัสเครื่องมือ เครื่องจักร อุปกรณ์ควบคุม คุณภาพอากาศอัดจึงมีความสำคัญต่อการผลิต ผลิตภัณฑ์ และอุปกรณ์ต่างๆ คุณภาพอากาศอัดที่สำคัญได้แก่ อัตราการจ่ายอากาศอัด ความดัน ฝุ่นละออง ไอน้ำมันและความชื้น บทความนี้ไม่รวมการใช้อากาศอัดในงานพิเศษได้แก่งานระบบก๊าซทางการแพทย์ และอากาศอัดสำหรับห้องปฏิบัติการ

รูปที่ 1. ระบบอากาศอัดและอุปกรณ์ https://airvacinc.com/what-is-compressed-air/

อัตราการใช้อากาศอัด

ระบบอัดอากาศประกอบด้วยเครื่องอัดอากาศ อุปกรณ์ประกอบ และระบบท่อ จะต้องมีขนาดใหญ่พอ สามารถจัดส่งอากาศอัดให้เครื่องจักร เครื่องมือ อุปกรณ์และอื่นๆในอัตราการไหลและความดันที่ต้องการ อัตราการใช้อากาศอัดระบุเป็นอัตราการไหลของอากาศที่ความดันบรรยากาศ (Free air delivery, FAD) โดยไม่กำหนดอุณหภูมิเนื่องจากการใช้ของเครื่องจักร เครื่องมือ และอื่นๆใช้อัตราการไหลเป็นหลัก

ข้อมูลอัตราการใช้อากาศอัดที่ถูกต้องที่สุดคือข้อมูลจากผู้ใช้งานซึ่งควรเป็นอัตราการใช้รวมทั้งหมดสูงสุดจากการครวจวัดตามการใช้งานจริง สำหรับโดรงการใหม่สามารถคำนวณเลือกขนาดของระบบอากาศอัดได้จากรายการเครื่องจักร เครื่องมือและอุปกรณ์ที่จะใช้อากาศอัด ขนาดของระบบอากาศอัดเป็นผลรวมของอัตราการใช้อากาศอัดและสัดส่วนการใช้รายอุปกรณ์

อัตราการใช้อากาศอัดของเครื่องมือต่างๆหาได้จากข้อมูลผู้ผลิตหรือใช้ค่าโดยประมาณจากตารางที่ 1 – 4 ตารางที่ 1. แสดงความต้องการอากาศอัดที่ความดัน 6 Bar (ที่ความดันอากาศอัดสูงสุด 6 Bar) ทั้งนี้เครื่องมืออากาศอัดแบบต่างๆสามารถปรับความดันลงได้ตามลักษณะงาน ตารางที่ 2.แสดงข้อมูลการทำงานของมอเตอร์อากาศอัดจากผู้ผลิตต่างๆซึ่งสามารถคำนวณอัตราการใช้อากาศอัดที่ความดันลดจาก 6 Barได้จากการหารค้วยอัตราส่วนกำลัง (kW / l/s) ตารางที่ 3.แสดงการทำงานของ รอกอากาศอัด (air hoists) และตารางที่ 4. แสดงปริมาณการใช้อากาศอัดสำหรับอุปกรณ์ควบคุม

ตารางที่ 1. อัตราการใช้อากาศอัดของเครื่องมือ(6bar) แสดงการใช้เป็นปริมาตรอากาศที่ความดันบรรยากาศ(FAD)

ตารางที่ 2 แสดงข้อมูลของมอเตอร์อากาศอัดทำงานที่ 6 บาร์ ยกเว้นที่ระบุความดันไว้ ของผู้ผลิตต่างๆ

ตารางที่ 3 แสดงการทำงานของ รอกอากาศอัด (air hoists) ความเร็วเมื่อไม่มีน้ำหนักจะสูงกว่าประมาณ 2 เท่าแต่จะใช้อากาศอัดลดลง 90% ของค่าลิตร/เมตร

เนื่องจากเครื่องจักร เครื่องมือและอุปกรณ์จะใช้งานจริงไม่พร้อมกันและปรับความดันเพื่อใช้ตามความต้องการเฉพาะงานไม่ใช่ที่ความดันสูงสุด จึงต้องหาระยะเวลาที่แต่ละเครื่องใช้งานซึ่งเรียกว่า duty cycle หรือ use factor จากผู้ใช้งาน ซึ่งจะใช้คำนวณอัตราการใช้พร้อมกันสูงสุด ถ้าไม่สามารถหาข้อมูลจากผู้ใช้งานได้ อาจประเมินโดยใช้ duty cycle 10 – 100% ตามลักษณะการใช้งาน ตัวอย่างค่า duty cycle ของเครื่องมืออากาศอัดแสดงในตารางที่ 5.

ตารางที่ 5. ตัวอย่างค่า use factor ของเครื่องมืออากาศอัด

ฝุ่นละออง ไอน้ำมันและความชื้น

ฝุ่นละอองและความชื้นมีอยู่ในอากาศที่เข้าเครื่องอัดอากาศ ซึ่งความชื้นในอากาศคือไอน้ำซึ่งมีคุณสมบัติเป็นก๊าซ ส่วนไอน้ำมันอาจมาจากน้ำมันหล่อลื่นของเครื่องอัดอากาศ ทั้งหมดอาจทำให้เกิดปัญหาแก่การผลิตดังนี้

- ระบบขนส่งวัสดุในรูปผงหรือเม็ดที่สัมผัสอากาศอัดโดยตรง อาจทำให้มีสิ่งแปลกปลอมในวัสดุทั้งฝุ่นละออง ความชื้นและละอองน้ำมัน อาจทำให้คุณภาพวัสดุลดลง

- เมื่ออากาศอัดสัมผัสผลิตภัณฑ์ในการผลิตฝุ่นละออง ไอน้ำมันและความชื้นอาจทำให้คุณภาพผลิตภัณฑ์ลดลง

- ฝุ่นทำให้เกิดการสึกกร่อนในระบบอากาศอัด

- ฝุ่นและความชื้นทำให้ช่องลมเข้ากระบอกลมอุดตัน

- น้ำทำให้เกิดสนิมในระบบท่ออากาศอัด และอุปกรณ์

- ถ้าอุปกรณ์ที่ใช้อากาศอัดมีอุณหภูมิสูงจะทำให้น้ำกลายเป็นไอและรบกวนการควบคุม

- ในเมืองหนาวอาจเกิดน้ำแข็งขึ้นภายในท่อ และเกิดความเสียหายแก่เครื่องจักร เครื่องมือและอุปกรณ์

- น้ำทำให้น้ำมันหล่อลื่นเจือจาง ลดประสิทธิภาพการหล่อลื่น เกิดการสึกหลอ ในเครื่องจักร เครื่องมือ และอุปกรณ์

- น้ำมันอาจทำให้ซีลของเครื่องจักร เครื่องมือ และอุปกรณ์บวมเกิดความเสียหาย

มาตรฐาน ISO 8573.1 แบ่งระดับคุณภาพอากาศอัดในเรื่องฝุ่นละออง ไอน้ำมันและความชื้น ออกเป็น 6 ระดับตามตารางที่ 6. คุณภาพอากาศอัด ISO Class 2.3.1 หมายความว่า ควบคุมฝุ่นผงตาม Class 2 ควบคุมน้ำตาม Class 3 และควบคุมน้ำมันตาม Class 1. ของตาราง

จุดน้ำค้าง Dew point คืออุณหภูมิที่ทำให้ความชื้นหรือไอน้ำในอากาศเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวหรือน้ำค้าง ตารางที่ 6.แสดงคุณภาพอากาศอัดเรื่องน้ำโดยระบุเป็นจุดน้ำค้างความดัน (Pressure Dew Point, PDP : อุณหภูมิที่เกิดน้ำค้างในอากาศอัดที่ความดันในระบบ) เพื่อไม่ให้เกิดน้ำกลั่นตัวในระบบท่อและอุปกรณ์ และหลีกเลี่ยงเกิดน้ำกลั่นตัวในอุปกรณ์เนื่องจากความดันอากาศอัดลดลงจากการทำงานของอุปกรณ์

ตารางที่ 6. ISO standard 8573.1 for the classification of compressed air quality

เครื่องจักร เครื่องมือ และอุปกรณ์อากาศอัดสำหรับกิจกรรมต่างๆต้องการระดับคุณภาพอากาศอัดความต้องการของเจ้าของงาน หากไม่มีข้อมูลสามารถใช้ข้อแนะนำตามที่แสดงในตารางที่ 7.โดยระบุระดับคุณภาพตาม ISO 8573.1

ตัวอย่าง Air stirring ในตารางที่ 7.ควรควบคุมคุณภาพอากาศ ISO Class 3.6.3 ควบคุมฝุ่นละออง class 3 ควบคุมน้ำ class 6 และน้ำมัน class 3 ดูจากตารางที่ 6. Class 3 ค่าฝุ่นละอองสูงสุด 5 mg/m3 น้ำ Class 6 ค่า PDP +10oC หรือปริมาณน้ำ 9.4 g/m3 และน้ำมัน Class 3 ควบคุมน้ำมัน 1.0 mg/m3

ตารางที่ 7. แนะนำระดับคุณภาพอากาศอัดสำหรับเครื่องจักร อุปกรณ์ต่างๆ ซึ่งต้องเลือกใช้ให้เหมาะสมตามการใช้ (https://www.alup.com/en/know-your-air/compressed-air-quality-classification)

นอกเหนือจากคุณภาพอากาศอัดตามตารางที่ 7. ยังสามารถหาค่าคุณภาพอากาศอัดตามลักษณะการใช้ได้ตามตารางที่ 8.โดยระบุระดับคุณภาพตาม ISO 8573.1 นอกจากนี้ควรตรวจสอบช่วงความชื้นสำหรับการควบคุมน้ำจากค่าแนะนำสำหรับการทำงานของระบบอัดอากาศและระบบอุปกรณ์ต่างๆดังที่แสดงในตารางที่ 9.ซึ่งระบุค่าเป็นจุดน้ำค้างความดัน(PDP)

ตารางที่ 8. คุณภาพอากาศอัดตามกิจกรรม(Air Quality Guide, Ingersoll-Rand ONLINE SOLUTIONS:WWW.AIR.IRCO. COM)

ตารางที่ 9. ความชื้นในระบบอากาศอัดสำหรับการใช้งานแบบต่างๆ

การควบคุมความดัน

การเปลี่ยนแปลงความดันอากาศอัดมีผลกระทบต่อการทำงานของเครื่องจักร เครื่องมือ และระบบควบคุมที่ใช้อากาศอัดเป็นต้นกำลัง ความดันอากาศอัดที่จุดใช้งานจะลดลงเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของอัตราการใช้อากาศอัดตามการใช้งานทำให้จากความดันตกในระบบท่อและอุปกรณ์เพิ่มขึ้น เพื่อให้ความดันอากาศอัดที่จุดใช้งานคงที่จึงควรออกแบบให้ระบบอัดอากาศมีความดันสูงกว่าความดันใช้งานสูงสุดและใช้วาวล์ควบคุมความดัน (Pressure regulator) เพื่อควบคุมความดันที่จ่ายให้เครื่องจักร เครื่องมือและอุปกรณ์ให้คงที่ สังเกตได้จากผู้ผลิตเครื่องอัดอากาศจะแสดงค่าการทำงาที่ความดันที่ 7 Bar ขณะที่เครื่องมือที่ใช้อากาศอัดจะระบุการทำงานที่ความดัน 6 Bar ระบบท่อและอุปกรณ์จึงมีช่วงความดันตกไม่เกิน 1 Bar ซึ่งวิธีการออกแบบขนาดท่อ ถังความดันและอุปกรณ์ของระบบอากาศอัดจากเครื่องอัดอากาศมายังจุดใช้งานและอุปกรณ์ประกอบต่างๆจะอธิบายในบทความอื่นภายหลัง

วาวล์ควบคุมความดันทั่วไปแบ่งออกเป็น 3 ส่วนได้แก่ ส่วนภาระ เซนเซอร์ และส่วนควบคุม ส่วนภาระใช้สปริงหรือก๊าซต้านแรงดันของอากาศอัด เซนเซอร์คือไดอาแฟรมหรือลูกสูบกั้นระหว่างความดันอากาศอัดภายนอกและภายในของวาวล์ ชุดก้านวาวล์ขยับตำแหน่งเพื่อควบคุมความดันแตกต่างระหว่างด้านเข้าและออกของวาวล์ เพื่อให้ได้ค่าความดันอากาศอัดที่ยอมรับควบคุม วาวล์ควบคุมความดันที่ใช้กับอากาศอัดเรียกว่า Air Regulator ส่วนที่ใช้กับของเหลวเรียกว่า Pressure Reducing Valve (PRV) รูปที่ 2 แสดงสัญลักษณ์ของวาวล์ควบคุมPRVตามรูปจะมีวาวล์ไล่อากาศอัตโนมัติเพื่อไม่ให้มีอากาศในตัววาวล์เมื่อใช้งาน

รูปที่ 2. แสดงสัญลักษณ์ของวาวล์ควบคุมความดันอากาศอัดและ PRV สำหรับของเหลว

ในกรณีที่ต้องรักษาความดันในอุปกรณ์โดยไม่มีการไหลของอากาศหรือของเหลวเช่นกระบอกลมซึ่งต้องการให้ค้างตำแหน่ง เมื่อมีความร้อนจะทำให้ความดันด้านออกของวาวล์ควบคุมสูงขึ้น เพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลงความดันด้านอุปกรณ์ให้คงที่จึงมีช่องระบายความดันออกสู่บรรยากาศเพื่อรักษาความดันตามรูปที่ 3.

รูปที่ 3. แสดงสัญลักษณ์ของวาวล์ควบคุมความดันอากาศอัดและ PRV สำหรับของเหลวที่มีช่องระบายความดัน

เมื่อใช้อุปกรณ์มีความดันหลายระดับสามารถใช้วาวล์ควนคุมความดันหลายลำดับ สามารถใช้วาวล์ควบคุมความดันลำดับแรกปรับความดันลงมาให้ปลอดภัยและคงที่สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้ความดันสูงสุด วาวล์ควบคุมความดันลำดับที่สองจะปรับความดันคงที่สำหรับแต่ละอุปกรณ์ รูปที่ 4.แสดงระบบท่อที่มีอุปกรณ์ที่ใช้ความดันสองระดับ

รูปที่ 4. วาวล์ควบคุมความดันหลักสำหรับท่อประธาน และวาวล์ควบคุมความดันลำดับที่สองสำหรับแต่ละอุปกรณ์

การเลือกวาวล์ควบคุมความดันจะต้องมีข้อมูลของระบบอัดอากาศ ระบบท่อ และข้อมูลวาวล์ควบคุมความดันดังต่อไปนี้

- ช่วงความดันที่ทางเข้าวาวล์ควบคุมความดันลำดับแรกซึ่งได้จากลักษณะการทำความดันของเครื่องอัดอากาศและระบบท่อเมื่อเปลี่ยนแปลงการใช้อากาศอัด

- ช่วงความดันอากาศอัดที่อุปกรณ์ต้องการใช้ ซึ่งจะเป็นช่วงความดันที่ทางออกของวาวล์ควบคุมความดันลำดับแรกตามอัตราการใช้ของอุปกรณ์รวม

- แผนภูมิความสัมพันธ์ระหว่างความดันด้านออกกับอัตราการไหลเปลี่ยนแปลงของวาวล์ควบคุมความดันทำให้ทราบการเปลี่ยนแปลงความดันอากาศอัดที่ส่งให้อุปกรณ์

- อัตราการใช้อากาศอัดสูงสุดของอุปกรณ์

- ช่วงอุณหภูมิใช้งาน

- วาวล์ควบคุมความดันลำดับต่อไปต้องการข้อมูลทำนองเดียวกัน

- ความต้องการอื่นๆของวาวล์ได้แก่ วัสดุ ซีล เป็นต้น

การควบคุมฝุ่นและน้ำมัน

แหล่งที่มาของฝุ่นละอองและน้ำมันในอากาศอัดได้แก่

- ฝุ่น ควัน และละอองในบรรยากาศที่เครื่องอัดอากาศดูดเข้ามา

- แบคทีเรียและไวรัสในอากาศ

- ฝุ่น น้ำมันและก๊าซที่เกิดขึ้นจากเครื่องอัดอากาศ

รูปที่ 5.ขนาดของสิ่งสกปรกในบรรยากาศ

เพื่อควบคุมฝุ่นละอองและน้ำมันในอากาศอัดให้ได้ ISO Class ตามตารางที่ 7 และ 8 จำเป็นต้องใช้ที่กรองอากาศ(Compressed air filter) ทั้งที่ทางเข้าเครื่องอัดอากาศ ที่ระบบท่ออากาศอัดและที่จุดใช้งาน ที่กรองอากาศที่ทางเข้าเครื่องอัดอากาศ ฝุ่นละอองที่ผ่านที่กรองอากาศจะมีขนาดเล็กกว่า 5ไมครอนเป็นส่วนใหญ่ ประเภทของที่กรองอากาศที่ทางเข้าเครื่องอัดอากาศได้แก่

- ที่กรองกระดาษ : มีประสิทธิภาพ 99% มีความดันตก 2.5 – 3.5 มิลลิบาร์ ใช้กับเครื่องอัดอากาศได้ทุกประเภท

- ที่กรองผ้า : มีความแข็งแรงมากกว่าแบบกระดาษ ทั่วไปจะสามารถทำความสะอาดได้

- แบบอ่างน้ำมัน : มีความจุการเก็บฝุ่นมากกว่า (เก็บได้เท่ากับน้ำหนักของน้ำมัน) ไม่เหมาะกับเครื่องอัดอากาศที่ควบคุมด้วยการปรับลดพื้นที่ทางเข้าเพราะอาจดูดน้ำมันเข้าไปในเครื่อง

- แบบเขาวงกตเปียกน้ำมัน : มักจะใช้กับเครื่องอัดอากาศขนาดเล็ก ต้องการทำความสะอาดเป็นประจำ

- แบบแรงเฉื่อย(Inertial filter) ได้แก่ไซโคลน เป็นต้น ใช้จับฝุ่นขนาดใหญ่และมีอัตราการไหลมาก มักใช้กรองอากาศก่อนเข้าที่กรองอากาศแบบละเอียด

เมื่ออากาศอัดออกจากชุดเครื่องอัดอากาศ ควรใช้ที่กรองอากาศลำดับแรกจับฝุ่นละอองเพื่อยืดอายุการใช้งานของที่กรองอากาศลำดับถัดไป ที่กรองอากาศลำดับแรกทำด้วยใยบรอนซ์ ใยเหล็กไร้สนิม เส้นใยโพรีพร็อบพีรีนที่มีขนาดรู 5 – 25 ไมครอน ไม่สามารถจับไอน้ำมันและไอน้ำได้ จึงใช้ที่กรองอากาศเส้นใย (Coalescing filter) จับอีกชั้นหนึ่ง

ที่กรองอากาศเส้นใยทำงานด้วยการบังคับให้ไอรวมตัวเป็นหยดและสะสมจนสามารถระบายทิ้งได้ หลักการทำงานมี 3 แบบตามรูปที่ 6.การแพร่(Diffusion) อนุภาคของไอขนาดเล็กมีการเคลื่อนที่แบบก๊าซมาชนเส้นใย การจับในเส้นทาง(Interception) อนุภาคใหญ่ขึ้นถูกแรงดูดระหว่างโมเลกุลดูดอนุภาคที่อยู่ในเส้นทาง การชน(Impact) อนุภาคขนาดใหญ่วิ่งเข้าชนเส้นใยโดยตรง

รูปที่ 6. หลักการทำงานของเส้นใย

ที่กรองแบบเส้นใยทำด้วยไฟเบอร์กลาสขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 – 0.75 ไมครอน เพื่อกรองอากาศอัดให้ได้ตามระดับคุณภาพที่ต้องการ ตารางที่ 10.กำหนดคุณสมบัติและการทำงานของที่กรองอากาศแบบเส้นใยของผู้ผลิตแห่งหนึ่งสำหรับการเลือกใช้งาน ตารางที่ 11. แสดงลักษณะการใช้ที่กรองเส้นใยเกรดต่างๆของผู้ผลิต และตารางที่ 12.แสดงวิธีการติดตั้งอุปกรณ์และที่กรองอากาศเพื่อควบคุมคุณภาพอากาศตามที่ต้องการ

ตารางที่ 10. ระบบสำหรับเลือกที่กรองอากาศแบบเส้นใย

ตารางที่ 11. การใช้ที่กรองอากาศแบบเส้นใยเกรดต่างๆ

ตารางที่ 12. วิธีการติดตั้งอุปกรณ์และที่กรองอากาศเพื่อควบคุมคุณภาพอากาศ

การควบคุมน้ำ

ในระบบอากาศอัดมีจุดที่สามารถดึงน้ำออกได้หลายจุดเนื่องจากการทำงานของแต่ละอุปกรณ์ ซึ่งสามารถสรุปข้อเด่นและข้อด้อยของการดึงน้ำออกของอุปกรณ์ต่างๆได้ตามตารางที่ 13. ที่กรองอากาศแบบเส้นใยไม่สามารถจับไอน้ำได้ แต่ถ้าไอน้ำกลั่นตัวเป็นละอองน้ำแล้วจะสามารถจับได้ จึงใช้สำหรับการควบคุมฝุ่นและน้ำมันเท่านั้นไม่สามารถใช้ควบคุมน้ำได้ ถังความดันมีพื้นที่ผิวมากความเร็วอากาศอัดที่เข้าถังลดลงทำให้ละอองน้ำแยกตัวออกจากอากาศได้ อุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนด้วยน้ำ หรืออากาศภายนอก หรือใช้ความเย็นจากเครื่องอัดไอ หรือน้ำเย็นเป็นการระบายความร้อนออกจากอากาศอัดเพื่อให้อุณหภูมิอากาศอัดลดลงทำให้ไอน้ำในอากาศอัดกลั่นตัวแยกออก อุปกรณ์ดูดซับและดูดซึมแยกไอน้ำโดยใช้คุณสมบัติการดูดซับหรือดูดซึมไอน้ำของสารดูดความชื้นหรือสารละลายมาใช้ และสุดท้ายคือการแยกด้วยแผ่นเยื่อซึ่งเฉพาะไอน้ำที่ผ่านได้

ตารางที่ 13. เปรียบเทียบข้อเด่นข้อด้อยของอุปกรณ์ที่ใช้ในการดึงน้ำออกจากอากาศอัด

เครื่องดูดความชื้นแบบอัดไอ(Refrigeration air drier) ใช้เครื่องทำความเย็นแบบอัดไอลดอุณหภูมิของอากาศอัดเพื่อให้ไอน้ำกลั่นตัวแยกออกมา เครื่องทำความเย็นแบบอัดไอมีทั้งแบบระบายความร้อนด้วยอากาศและระบายความร้อนด้วยน้ำซึ่งในรูปที่ 7. เป็นแบบที่มีคอยล์เย็นชุดเดียวและแบบที่มีคอยล์ 2ชุด ชุดแรกเป็นคอยล์เย็น อีกชุดใช้แลกเปลี่ยนเป็นการปรับอุณหภูมิอากาศออกให้สูงขึ้นและลดอุณหภูมิอากาศก่อนเข้าคอยล์เย็น

รูปที่ 7.เครื่องดูดความชื้นแบบอัดไอที่มีคอยล์เย็นชุดเดียวและแบบที่มีคอยล์ 2ชุด

เครื่องดูดความชื้นแบบดูดซับ (Adsorption air drier) ใช้สารดูดความชื้นได้หลายชนิดได้แก่ adsorbent clays, activated aluminium oxide (Al203), silica gel (SiO2), molecular sieves (Na, AIO2) and natural zeolites.

Silica gel เหมาะสำหรับใช้กับอากาศที่มีความชื้นสัมพัทธ์ปานกลาง ดูดความชื้นได้ 40% ของน้ำหนักหรือมากกว่า เมื่ออากาศมีความชื้นสัมพัทธ์ 100% แต่ประสิทธิภาพลดลงมากเมื่อความชื้นสัมพัทธ์ลดลง ใช้อุณหภูมิ 120-260oC ในการไล่ความชื้นเพื่อปรับสภาพกลับมาใช้ได้อีก Activated alumina ใช้กับอากาศที่มีความชื้นสัมพัทธ์สูง จึงสามารถใช้ความร้อนหรือไม่ใช้ความร้อนในการไล่ความชื้นได้ Molecular sieve ดูดความชื้นได้ 22% ของน้ำหนักที่ความชื้นสัมพัทธ์สูง เหมาะสำหรับเมื่อใช้ความเร็วลมต่ำและความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศน้อยตามแผนภูมิที่ 2. และต้องใช้อุณหภูมิ 175-370oC ในการไล่ความชื้นเพื่อปรับสภาพ

เครื่องดูดความชื้นแบบดูดซับชนิดใช้ความร้อนส่วนใหญ่ประกอบด้วยกระบอกบรรจุสารดูดความชื้น 2 ชุดทำงานสลับกัน อากาศอัดจะผ่านกระบอกหนึ่งจนสารดูดความชื้นภายในกระบอกเริ่มอิ่มตัวจึงเปลี่ยนทางให้อากาศอัดไปผ่านอีกกระบอกหนึ่ง และใช้อากาศร้อนจากภายนอกผ่านกระบอกแรกเพื่อไล่ความชื้นจากสารดูดความชื้นในกระบอกให้สามารถทำงานได้ในรอบต่อไป ถ้าแบ่งอากาศอัดแห้งที่ผ่านเครื่องดูดความชื้นมาแล้วมาผสมอากาศภายนอกสำหรับการปรับสภาพก็จะใช้อุณหภูมิลดลงได้แต่ต้องเสียอากาศอัดทำให้มีค่าใช้จ่ายมากขึ้น

เมื่อใช้สารดูดความชื้นที่สามารถคืนสภาพได้โดยไม่ใช้ความร้อนเรียกว่าเครื่องดูดความชื้นแบบไม่ใช้ความร้อน (Heatless type dryer) ตามรูปที่ 8. อากาศอัดแห้งที่ผ่านเครื่องดูดความชื้นมาแล้วจะไหลผ่านก้านวาล์วเพื่อมาปรับสภาพสารดูดความชื้นในอีกกระบอกหนึ่ง อัตราส่วนของอากาศอัดที่นำมาใช้ปรับสภาพมีผลต่อการปรับสภาพดังนั้นถ้าต้องการจุดน้ำค้างความดันต่ำจะต้องใช้อัตราส่วนสูงขึ้น โดยปกติจะมีอัตราส่วน 15 – 25% จึงมีค่าใช้จ่ายในการทำงานสูงเพราะเสียอากาศอัดมาก

รูปที่ 8.ภาพตัดเครื่องดูดความชื้นแบบไม่ใช้ความร้อนปรับสภาพการทำงาน (regeneration) ของสารดูดความชื้น

เครื่องดูดความชื้นแบบดูดซึม(Absorption air drier) ใช้ขบวนการทางเคมีซึ่งเมื่อดูดความชื้นแล้วบางชนิดไม่เปลี่ยนสถานะและบางชนิดกลายเป็นของเหลว การคืนสภาพไม่สะดวกจึงมักจะต้องเปลี่ยนสารดูดความชื้นอยู่เสมอ นอกจากนี้ยังเป็นสารกัดกร่อน สำหรับสารดูดความชื้นที่เป็นของเหลวอาจเป็น ไกลคอล (glycol) เกลือ กรด หรือสารเคมีอื่นๆซึ่งเมื่อดูดความชื้นแล้วจะมีความเข้มข้นน้อยลงสามารถให้ความร้อนเพื่อไล่น้ำออกและคืนสภาพได้ ทั้งของแข็งและของเหลวเหมาะสำหรับอากาศที่มีความชื้นสูงแต่ไม่สามารถลดความชื้นลงได้ต่ำเหมือนเครื่องดูดความชื้นแบบอัดไอและเครื่องดูดความชื้นแบบดูดซับ จึงไม่นิยมใช้กับงานอากาศอัด

เครื่องดูดความชื้นแบบแผ่นเยื่อ (membrane dryer) ใช้แผ่นเยื่อที่มีรูพรุนขนาดเล็กที่สามารถจับโมเลกุลของน้ำได้ ตามรูปที่ 9. อากาศอัดผ่านด้านในของท่อ ความชื้นในอากาศจะถูกแผ่นเยื่อดูดไว้ อากาศอัดแห้งจะแบ่งส่วนหนึ่งมาที่ด้านนอกของแผ่นเยื่อที่มีความดันน้อยกว่าและรับเอาไอน้ำออกไปทิ้ง เครื่องดูดความชื้นแบบนี้จึงมีการปรับสภาพอย่างต่อเนื่อง เหมาะสำหรับอากาศที่มีความชื้นสูงแต่ไม่สามารถทำให้อากาศมีความชื้นต่ำมากๆได้

รูปที่ 9. เครื่องดูดความชื้นแบบแผ่นเยื่อ (membrane dryer)

การเลือกประเภทเครื่องดูดความชื้นจะต้องใช้ข้อมูลจากผู้ผลิตเพื่อความแน่ใจ ข้อมูลต่อไปนี้เป็นข้อมูลการทำงานของเครื่องดูดความชื้นทั่วไปที่ใช้มากดังนี้

1. เครื่องดูดความชื้นแบบอัดไอ จุดน้ำค้างความดัน (PDP) 2 – 4oC

2. เครื่องดูดความชื้นแบบดูดซับจุดน้ำค้างความดัน (PDP) - 40oC

- แบบไม่ใช้ความร้อนต้องเสียอากาศอัด 15 – 20% ของอัตราการส่งอากาศอัดเพื่อการคืนสภาพ

- แบบแบ่งอากาศอัดมาปรับสภาพใช้อากาศอัด 8% ของอัตราการส่งอากาศอัด แม้จะใช้ความร้อนก็ยังใช้พลังงานน้อยกว่าแบบไม่ใช้ความร้อนถึง 25%

- แบบใช้อากาศภายนอกให้ความร้อนเพื่อการปรับสภาพ ใช้พลังงานน้อยกว่าแบบไม่ใช้ความร้อน 40%

- ถ้าสามารถใช้ความร้อนของการอัดเพื่อการปรับสภาพ สามารถให้จุดน้ำค้างความดันได้ถึง -20oC โดยไม่ใช้พลังงาน




Komentarze


bottom of page