Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 1/27 1/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

บทท 2 การผลตลมอด, การจายลมอด และการเตรยมลมอด

(Production, Distribution and Preparation of Compressed air)

2.1 โครงสรางของระบบผลต และจายลมอด

การท างานของระบบนวแมตกจะประกอบไปดวยอปกรณตาง ๆ ดงน

ภาพท 2-1 โครงสรางของระบบผลต และจายลมอด (Ref: SMC)

2.1.1 เครองอดอากาศ (Air compressor) คอ เครองมอทท าหนาทเพมแรงดนใหกบอากาศโดยอาศยพลงงานจากมอเตอร หรอเครองยนตแบงขนาดความสามารถของเครองอดลมออกเปน 3 ขนาด คอ ขนาดเลก ขนาดกลาง และ ขนาดใหญ ดงแสดงในตารางท 1 ความสามารถของเครองอดลมในการสรางความดนลมอดไดถง 10 บารโครงสรางของเครองอดลมแบงออกเปนแบบลกสบ, แบบสกร ฯลฯ

ขนาด ระบบระบายความรอน ก าลงเครองอดลม เลก กลาง ใหญ

อากาศ อากาศ และน า

น า

0.2 ถง 7.5 กโลวตต 7.5 ถง 75 กโลวตต 75 กโลวตต

ตารางท 2-1 ขนาด และความสามารถของเครองอดลม

เครองอดอากาศ

เครองระบายความรอนลมอด

ถงเกบลม กรองทอเมน

ชดบรการลมอด

เครองท าลมแหง

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 2/27 2/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

2.1.2 เครองระบายความรอนลมอด (After cooler) เนองจากเครองอดลมจะดดเอาอากาศทความดนบรรยากาศดวยปรมาตร 8 ลกบาศกเมตรไปอดใหมความดนสงขน 7-10 บาร เหลอปรมาตรของอากาศปรมาณ 1 ลกบาศกเมตร ดงนนอากาศทมความดนสงนจะมอณหภมสง ถาใชลมอดนไปใชงานโดยตรงจะสรางความเสยหายใหแกซลตาง ๆ ของอปกรณจงจ าเปนจะตองลดอณหภมของลมอดดวยเครองระบายความรอน

2.1.3 ถงเกบลม (Compressed Air Receiver) มหนาทรกษาปรมาณลมอดใหคงท ท าใหลมอดในระบบไหลตอเนอง ลดแรงกระแทกของลมอดทออกจากเครองอดลม

2.1.4 กรองทอเมน (Main air filter) จะเปนตวกรองฝ นละออง สนม และน าทมปะปนมากบลมอดใหสะอาดกอนน าไปใชงาน และกอนทจะไปใชกบเครองจกรในระบบนวแมตก

2.1.5 เครองท าลมใหแหง (Air dryer) ลมอดทออกจากเครองอดลมจะมความชนปนอยมาก ดงนนจงจ าเปนจะตองท าลมอดใหเยนลงเพอจะดดเอาความชนออกจากลมอด หรออาจจะใชสารเคมในการขบความชนออกจากลมอดกได ความชนทถกดดออกมาจะกลนตวเปนน า และถกน าออกมาทงจากระบบดวยกบดกน า (trap)

2.1.6 กรองลม (Air filter) จะท าหนาทคลายกบเครองกรองลมในทอเมนเพอปองกนการเสยหายของอปกรณทใชลม ในกรณทไมมเครองท าลมใหแหง ตวกรองนจะท าหนาทดกน าทปนมากบลมดวย

2.1.7 วาลวลดความดน (Pressure reducing valve) เครองอดลมจะท าหนาทอดลมไวในถงพกใหมคาความดนอยคาหนง ซงคาความดนนจะมคามากกวาคาความดนใชงานเลกนอย ดงนนในการใชงานจงจ าเปนจะตองลดคาความดนลงมาโดยใชวาลวความดนท าหนาทดงกลาว

2.1.8 อปกรณจายน ามนหลอลน (Oil lubricator) เนองจากในอปกรณนวแมตกสวนใหญจะตองมการหลอลนชนสวนภายใน จงจ าเปนทจะตองใหมน ามนหลอลนปนไปกบลมอดเพอท าการหลอลน แตในงานบางประเภทของระบบนวแมตก หามมน ามนหลอลนปนไปกบลมอด เชน งานดานผลตอาหาร หรออปกรณนวแมตก บางประเภทกหามมน ามนหลอลนปนไปกบลมอด

โดยปกต กรองลม วาลวลดความดน และอปกรณผสมน ามนหลอลนมกจะรวมอยในชดเดยวกน เรยกวา ชดปรบคณภาพลม (Service unit)

2.2 เครองอดลม (Air compressor) ในระบบนวแมตกเราใชลมอดเปลยนรปเปนพลงงานกล ตวการทท าใหเกดลมอดกไดแก เครองอดลม (Compressor)

โดยทตวเครองอดลมจะมหนาทดดอากาศเขามาทางทอทางดด แลวอดอากาศใหมความดนสงขนกวาเดม จากนนจงสงอากาศทถกอดตวแลวไปยงถงพกลมอกทหนงกอนทจะถกสงไปใชงานในการควบคมระบบนวแมตก

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 3/27 3/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

ภาพท 2-2 แบงประเภทของเครองอดอากาศ

ชนดของเครองอดลม 2.2.1 Positive displacement compressor อาศยหลกการสรางความดนโดยการลดปรมาตรในภาชนะปด

ตามกฎของกาซ ซงเราสามารถแบงเปน 2 ชนด ไดดงน

2.2.1.1 Reciprocating compressor ท างานแบบลกสบเคลอนเขา - ออก เปนชนดทใชกนอยางกวางขวาง

Piston compressor ท างานโดยการอดอากาศภายในกระบอกสบใหมปรมาตรลดลงใหมความดนเพมขนคลายกบการท างานของกระบอกสบเครองยนต โดยสามารถสรางความดนไดตงแต 4 ถง 300 บาร ขนอยกบจ านวนชนของการอด และสามารถจายลมไดตงแต 2 ถง 500 ลกบาศกเมตรตอนาท ถาขนในการอดมากกจะสามารถสรางความดนใหสงขนตามไปดวย

Centrifugal Compressor (Radial-Flow)

Compressor Types

Displacement Compressor

Dynamic Compressor

(Non-positive Displacement)

Reciprocating Rotary

Turbine Compressor (Axial-Flow)

Piston Compressor

Diaphragm

Sliding Vane Compressor

Screw Compressor

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 4/27 4/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

รปท 2-3 เครองอดอากาศแบบลกสบแบบอดขนเดยวและแบบอดหลายขน

เครองอดอากาศแบบลกสบแบงเปน 3 ประเภท 1. Oil lube คอกระบอกสบและเพลาขอเหวยง หลอลนดวยน ามน 2. Non lube คอ กระบอกสบไมหลอลนดวยน ามน แตเพลาขอเหวยง หลอลนดวยน ามน 3. Oil less คอ กระบอกสบและเพลาขอเหวยง ไมหลอลนดวยน ามน

Diaphragm compressor ในกรณทเราตองการใหอากาศอด ทไมมสงเจอปนเชนน ามนหลอลน เพอ

ไปใชงานทางดานเคมภณฑตางๆ ควรจะเลอกใชเครองอดลมชนดน เพราะน ามนหลอลนจากกระบอกสบและเพลาขอเหวยงไมสามารถไหลผานแผนไดอะแฟรมเขาไปในหองอดได

ภาพท 2-4 Diaphragm compressors (Ref: Thomas)

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 5/27 5/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

2.2.1.2 Rotary piston compressor เปนเครองอดอากาศชนดทใชอปกรณหมนในการอดลมเพอเพมความดน สามารถแบงออกเปน 2 ชนดดงน

- Sliding Vane compressor การท างานของเครองอดลมชนดนจะเงยบ การหมนท างานไดเรยบ การผลตลมไดเรยบ การผลตลมเปนไปอยางคงท ไมมการขาดเปนหวง ๆ ความสามารถในการผลตลม

สามารถท าได 4-100 m3/min ในกรณทเครองอดลมมจ านวนชนการอดเพยงขนเดยว จะไดความดน 7 บาร แตถาเปน 2 ขนจะไดความดนถง 10 บาร

รปท 2-5 เครองอดอากาศแบบใบพดเลอน (Ref: Mattie)

- Screw compressor โครงสรางของเครองอดลมแบบสกร มเพลาสกรสองตวทหมนขบกนไดพอดตลอด โดยทสกรตวหนงจะมลกษณะทมสนนนเรยกวา สกรตวผ และอกหนงสกรจะมสนเพลาเวาเรยกวา สกรตวเมย ซงสกรทงสองจะประกอบอยในตวเรอนเดยวกนโดยหมนดวยความเรวรอบใกลเคยงกน ซงสกรตวผจะหมนเรวกวาสกรตวเมยเพยงเลกนอยเทานน และมทศทาง การหมนเขาหากน ท าใหรดลมจากดานหนง และอดสงตอไปยงอกดานหนงได โดยสามารถท าใหคาความดนสงถง 10 บาร และมอตราการจาย

ลมไดถง 170 m3/min

ภาพท 2-6 เครองอดอากาศแบบสกร

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 6/27 6/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

Screw compressor แบงออกเปน 2 ประเภท คอ 1. Oil Flooded คอ ใชน ามนในการหลอลน หลอเยน และเปนซลใหกบสกร อากาศอดมน ามนปน 2. Oil Free คอ สกรตวผและตวเมย หมนโดยไมสมผสกน เครองแบบนไมมน ามนปนกบอากาศ

2.2.2 Turbo compressor เปนเครองอดอากาศ ทท างานโดยอาศยแรงเหวยงของใบพด (Impeller pump) เพอสราง

ความดนใหกบลมอด สรางอตราการไหลได 170-2000 m3 /min สรางแรงดนได 4-10 bar 2.2.2.1 Radial-flow compressor จะเปลยนพลงงานจลนของอากาศใหเปนความดนโดยจะใชในงานท ตองการปรมาณลมมากๆ และดแลรกษานอย

ภาพท 2-7 เครองอดอากาศแบบเรเดยล

2.2.2.2 Axial-flow compressor ลกษณะเหมอนกบ Radial-flow compressor แตทศทางการไหลของอากาศจะอยในแนวแกนเพลา Rotor

ภาพท 2-8 เครองอดอากาศแบบเอกเชยล

ลมออก

ลมเขา

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 7/27 7/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

2.3 การหาอตราความสนเปลองลม

การหาอตราความสนเปลองลมทน ามาใชกบอปกรณท างาน กเพอทจะไดเตรยมลมอดใหเพยงพอกบการท างานของอปกรณ และหาคาพลงงานทตองใชจายดวย ความสนเปลองลมอดนนขนอยกบความดนใชงานของอปกรณเสนผานศนยกลางของกระบอกสบ ความยาวชวงชกของลกสบ จ านวนครงตอเวลาในขณะท างาน

Qn ทงหมด = Qn กระบอกสบ + Qn ทอ

อตราความสนเปลองลมของกระบอกสบ (Q กระบอกสบ)

ส าหรบกระบอกสบท างานทางเดยว Q กระบอกสบ = L x N x q

ส าหรบกระบอกสบท างานสองทาง

Q กระบอกสบ = 2 x (L x N x q)

Q กระบอกสบ คอ อตราความสนเปลองลมอดในกระบอกสบ (l/min) L คอ ชวงชกกระบอกสบ (cm) N คอ จ านวนครงการเลอนเขาออกตอนาท q คอ อตราความสนเปลองลมตอระยะชก 1 เซนตเมตร (โดยคา q หาไดจากตารางขางลางน)

ตารางท 2-2 ตารางแสดงอตราการสนเปลองลมในกระบอกสบ

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 8/27 8/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

อตราความสนเปลองลมในทอ (Qทอ) ส าหรบกระบอกสบลมท างานทางเดยว

Qทอ = N x ปรมาณลมในทอ x ความยาวทอลม

ส าหรบกระบอกสบลมท างานสองทาง Qทอ = 2N x ปรมาณลมในทอ x ความยาวทอ

Qทอ คอ อตราความสนเปลองลมอดในทอ (l/min) N คอ จ านวนครงของการเลอนเขาออกตอนาท และปรมาณลมในทอหาไดจากชารตขางลางน

ภาพท 2-9 ปรมาตรของลมในทอการสงตามมาตรฐาน Festo

(l/m)

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 9/27 9/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

2.4 การพจารณาเลอกขนาด และชนดของเครองอดลม เนองจากความตองการปรมาณลมอดของโรงงานตางๆ มปรมาณไมเทากน การออกแบบการเดนทอกตางกน

นอกจากนนชนดของเครองอดลมตางๆ กมความสามารถไมเทากน ดงนนการพจารณาเลอกเครองอดลมจงจ าเปนตองพจารณาถง

ภาพท 2-10 การหาชนดของเครองอดลมส าหรบงานตางๆ

การเลอกขนาด และชนดของเครองอดอากาศ (Air compressor) - แรงดน - อตราการจายลม - ความสะอาดของลมอด - ความสม าเสมอในการจายลม

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 10/27 10/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

2.5 การควบคมคอมเพลสเซอร

การควบคมความดนทคอมเพลสเซอร ผลตลมอดใหกบถงเกบลม จ าเปนตองใชตวควบคม (Regulator) การควบคมท าไดหลายแบบ ทงนขนอยกบขนาดของคอมเพลสเซอร คอมเพลสเซอรขนาดเลก ๆ ตามปกตจะนยมใชตวควบคมแบบ “STOP-START” หรอ “On-Off” สวนคอมเพลสเซอรซงมขนาดใหญ ๆ จะนยมใชตวควบคมแบบ “Unloading regulation”

2.5.1 การควบคมแบบ STOP-START หรอ On-Off

การควบคมวธน มอเตอรของคอมเพลสเซอรจะถกควบคมใหเปด หรอปดตามความดนของลมอดทไดตงไวทถงเกบลม คอ เมอความดนสงถงจดทตงไว มอเตอรกจะถกตดไฟ และหยดหมน ถาความดนภายในถงลมอดลดลงจนถงจดต าสดตามทตงไว มอเตอรกจะเรมท างานอก ชวงระยะเวลาการเปด - ปดของมอเตอรนขนอยกบขนาดของถงเกบลม และปรมาณการใชลมอด ถาปรมาณการใชลมมาก และถงเกบลมมขนาดเลก ชวงเวลาการเปด - ปดของมอเตอรกจะสน และถมาก ท าใหสนเปลองพลงงานไฟฟามาก เพราะการเรมท างานของมอเตอรในแตละครงจะตองใชกระแสไฟฟาสงกวาขณะวงปกต ถาเปนคอมเพลสเซอรชนดใหญ ๆ ซงตองใชมอเตอรขบขนาดใหญ กตองใชกระแสไฟฟามากขน ฉะนนการควบคมวธนไมเหมาะสม

ภาพท 2-11 การควบคมแบบ On-Off

2.5.2 การควบคมแบบ Unloading regulation

การควบคมวธนเหมาะส าหรบคอมเพลสเซอรขนาดใหญ หลกการควบคมกอาศยความดนของลมอดเชนเดยวกน แตจะผดจากแบบ On-Off กตรงทเมอความดนสงถงจดทก าหนดไวมอเตอรจะไมถกตดวงจรไฟฟาใหหยดหมน แตยงคงหมนอยตอไปโดยไมมโหลด คอจะหมนตวเปลาโดยไมอดลม

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 11/27 11/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

ภาพท 2-12/1 การควบคมแบบระบายลมอด ภาพท 2-12/2 การควบคมแบบปด (Exhaust regulation) (Shut-Off regulation)

2.5.3. การควบคมแบบ Variable speed control การควบคมแบบ Variable speed control เปนการควบคมอตราการจายลมอดโดยใชอนเวอรเตอรควบคมความเรวรอบของมอเตอรใหจายปรมาณลมอดใหเหมาะสมกบความตองการ ปจจบนมอย 2 วธ

1. การตดตง อนเวอรเตอร รวมกบเครองอดลมแบบความเรวรอบคงท (Fix speed compressor) เดมทมอย 2. เครองอดลมทออกแบบเฉพาะ ส าหรบการควบคมแบบ Variable speed drive ซงมขอดกวาวธแรก คอสามารถใชงานทมการจายลม

ปรมาณต าๆได ดงแสดงการควบคมดงภาพท 2-13

ภาพท 2-13 การควบคมแบบ Variable speed อากาศทมอยในบรรยากาศนน เมอท าการดดจาก Compressor นนเปนอากาศทยงไมสะอาด ซงมผลท าใหอปกรณใน

ระบบนวแมตกเสยหายได ซงอากาศทดดอดเขามาในระบบนนจะม ของแขง น า และกาชตางๆปนอย เชน ฝ นละออง ความชน ชนสวนทเกดจากการสกหรอของ Compressor เปนตน ในบรรยากาศนนมความชนปนอยในจ านวนทแตกตางกนขนอยกบสภาพอากาศ สถานทและเวลา ซงจ านวนไอน าทมอยในอากาศจะขนอยกบความชนสมพทธของอากาศนนเอง

ความชน คอ จ านวนปรมาณของน าทมปะปนในอากาศ จะสามารถรวมตว และกลนตวเปนหยดน าได ขนอยกบอณหภม และสภาวะของอากาศในขณะนน ๆ คาความชนจะเพมขน เมออณหภมต าลง และคาความชนจะลดลงเมออณหภมสงขน คาความชนสมพทธมหนวยเปนเปอรเซนตสามารถหาไดจากสมการตอไปน

นสมบรณคาความชนทวดไดคาความช

นสมพนธคาความช

คาความชนทวดได คอ การกลายเปนไอของน าในปรมาตรและอณหภมขณะนนมหนวยเปนกรมตอลกบาศกเมตร

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 12/27 12/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

คาความชนสมบรณ คอจ านวนสงสดของการกลายเปนไอน าทอากาศสามารถรบไวไดจนถงจดอมตว มหนวยเปนกรมตอลกบาศกเมตร

อณหภม OC ทก ๆ 10OC อณหภม OC ทก ๆ 1OC

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 90 420.1 433.6 448.5 464.3 480.8 496.6 614.3 532.0 550.3 569.7 80 290.8 301.7 313.3 325.3 337.2 349.9 362.5 375.9 389.7 404.9 70 197.0 204.9 213.4 222.1 231.1 240.2 249.6 259.4 269.7 280.0 60 129.8 135.6 141.5 147.6 153.9 160.5 167.3 174.2 181.6 189.0 50 82.9 86.9 90.9 95.2 99.6 104.2 108.9 114.0 119.1 124.4 40 51.0 53.6 56.4 59.2 62.2 65.3 68.5 71.8 75.3 78.9 30 30.3 32.0 33.8 35.6 37.5 39.5 41.6 43.8 46.1 48.5 20 17.3 18.3 19.4 20.6 21.8 23.0 24.3 25.7 27.2 28.7 10 9.40 10.0 10.6 11.3 12.1 12.8 13.6 14.5 15.4 16.3 0 4.85 5.19 5.56 5.95 6.35 6.80 7.26 7.75 8.27 8.82 -0 4.85 4.52 4.22 3.39 3.66 3.40 3.16 2.94 2.732 2.54

ตาราง 2 -3 ปรมาตรการกลนตวของไอน าทความชนสมพทธ 100 %

ตวอยาง 1 จงหาปรมาตรไอน าท 32 C ทความชนสมพทธ 100 % วธท า จากตาราง จะพบวา

ทอณหภม 32 C ปรมาตรไอน าทเกดขนจะมคา 33.8 g/m3 ตวอยาง 2 ถาคอมเพลสเซอรดดอากาศเขามา 7 ลกบาศกเมตร อดเขาถงเกบปรมาตร 1 ลกบาศกเมตร ความดน 6 บาร

อณหภม 30 C ความชนสมพทธ 100 % เมอลมอดเยนตวลงเหลอ 20 C จะมปรมาณไอน าเหลอในลมอดเทาไร และกลนตวเปนหยดน าเทาไร

วธท า เมอความชนสมพทธ = 100% (จ านวนไอน าทมอยในอากาศจรง = จ านวนไอน าทอากาศสามารถรบไวไดจนถงจดอมตว

\ ความชนสมบรณ = ปรมาณความอมตวของไอน า

อากาศ 1 m3 ทอณหภม 30 C จะมไอน าปะปนอยจนอมตว = 30 กรม

อากาศ 7 m3 ทอณหภม 30 C จะมไอน าปะปนอยจนอมตว = 30 x 7 = 210 กรม \ ลมอดทความดน 6 บาร เยนตวลดเหลอ 20 C

ลมอด 1 m2 ทอณหภม 20 C จะมไอน าปะปนอย = 17 กรม นนคอ จะมปรมาณไอน าในลมอด = 17 กรม และไอน าในอากาศจะกลนตวเปนหยดน าในถงลม = 210 – 17 = 193 กรม

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 13/27 13/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

2.5 เครองระบายความรอนลมอด

ลมทออกจากเครองอดลมจะมความดน และอณหภมสงขน ถาน าลมอดไปใชงานจะท าใหอายการใชงานของอปกรณสนลง และปรมาณน าในระบบมจ านวนมาก ดงนนเครองระบายความรอนลมอดจะดงเอาน าออกจากลมอดสวนหนงกอน น าทถกดงออกนจะไปทกบดกน า และระบายออกสบรรยากาศ

เครองระบายความรอนลมอดทมใชในงานอตสาหกรรมทวไปมอย 2 แบบ 2.5.1 เครองระบายความรอนแบบใชพดลมเปาระบายความรอน วธการระบายความรอนแบบนมการท างาน

เหมอนกบน าในหมอน ารถยนตทใชระบายความรอน แตแทนทจะใหน าไหลในทอจะใชลมอดไหลในทอแทน ดงรป2-14

ภาพท 2-14 เครองระบายความรอนแบบใชพดลมเปาระบายความรอน

เมอลมอดทมอณหภมสงไหลผานไปตามทอภายในครบ (ซงจะเปนตวชวยระบายความรอนจากลมอด) โดยใช พดลมเปาท าใหคลายความรอนนนกระจายสภายนอก โดยทวไปจะมคาอยประมาณ 40 C ทงนขนอยกบอณหภมของบรรยากาศ และความดนของลมอดดวย การทอณหภมของลมอดนลดลงจะท าใหไอน าทปนมากบอากาศกลนตวเปนน า น าทเกดจากการกลนตวนจะไปทกบดกน า แลวระบายออกสภายนอกตอไป

อณหภมของลมอดทออกจากเครองระบายความรอนแบบนจะสงหรอต าขนอยกบอณหภมของลมอดกอนเขาเครองระบายความรอน อณหภมบรรยากาศรอบเครองระบายความรอนลมอดความดนของลมอดในขณะนน ๆ และปรมาณการไหลของลมอด

โดยทวไปเครองระบายความรอนลมอดแบบนนยมใชมากในงานอตสาหกรรมขนาดกลางเพราะประหยดสถานทในการตดตงและคาใชจายอน ๆ อกมาก

ระบายน าออก

ลมรอนเขา ลมเยนออก

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 14/27 14/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

2.5.2 เครองระบายความรอนแบบใชน าหลอเยน ลกษณะของเครองระบายความรอนแบบน ภายในประกอบดวยทอ และครบทท าดวยทองแดงเปนลกษณะฟนคอยลอยภายในทอใหญดงภาพท 2-14 น าทจะท าการหลอเยนจะไหลอยภายในทอของคอยล สวนลมอดนจะไหลไปปะทะครบของคอยลน า ทตวเสอของเครองระบายความรอนนจะตดเทอรโมมเตอรเพอดอณหภมของลมอดทออกไปใชงาน ถาอณหภมของลมอดสงเกนกวาปกต จะตองเพมปรมาณน าทไหลหมนเวยนใหมากขน เครองระบายความรอนแบบนเหมาะกบโรงงานอตสาหกรรมขนาดใหญเพราะการตดตงเครอง ระบายความรอนแบบนจะตองมคลลง ส าหรบหลอเยนน าทระบายความรอนจากลมอดออกไป

ภาพท 2-15 เครองระบายความรอนแบบใชน าหลอเยน

2.6 ถงเกบลมอด

ถงเกบลมอดเปนอปกรณทชวยท าใหการจายลมอดคงทสม าเสมอ นอกจากนยงชวยท าใหมปรมาณลมเพยงพอจายไปสสายงานของวงจร และลมอดยงสามารถระบายความรอนใหกบพนผวของถงเกบลม ซงมขนาดใหญไดดวย ดงนน ไอน าทมากบลมอดบางสวนจะถกกลนตวเปนหยดน าอยภายในถงเกบลมอดน นอกจากนถงเกบลมยงจ าเปนตองมลนควบคมปลอดภย (Safety valve) เพอระบายความดนทเกนออกสบรรยากาศได ลนระบายน าทกลนตวและเกจวดความดนกจ าเปนทจะตองตดตงอยทถงเกบลมอดดวย และทอทางระหวางคอมเพลสเซอร มายงถงเกบลมอดควรจะมลนกลบตดอยดวย

ระบายน าทง

สญลกษณ ลมเยนออก

ลมรอนเขา

ทางน าหลอเยนเขา

ทางน าหลอเยนออก

เทอรโมมตเตอร

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 15/27 15/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

ภาพท 2-16 ชดถงเกบลมอด

โดยขนาดของถงเกบลมอดจะขนอยกบ - ขนาดของคอมเพลสเซอร - ปรมาณการใชลมในระบบ - คาความดนตกในระบบ

ซงเราจะสามารถค านวณหาขนาดของถงลมอดไดจากชารตตอไปน

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 16/27 16/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

การหาขนาดของถงลม

ภาพท 2-17 แผนภาพหาขนาดของถงลม

ตวอยางการใชงาน ปรมาณการใชลม Q = 20 m3/min, ความดนตกครอม ΔP = 1 x 105 Pa จ านวนรอบการท างานใน 1 ชวโมง Z = 20

จากแผนภาพเราจะได ขนาดของถงลม = V = 15m3

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 17/27 17/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

2.7 เครองกรองทอเมน

เครองกรองทอเมนจะท าหนาทกรองเศษผง และน า ลมอดจะผานเขามาทางซายมอ (ตามลกศร) ลมอด ทเขามานจะมความดน และไหลผานลงไปในตวกรองทเปนรปกรวย ท าใหลมอดวงหมนวนเพอเหวยงฝ นละอองและน าทปนมากบลมอดออก น าจะตกลงดานลางของถวย สวนฝ นละอองจะตกคางอยทไสกรองปลอยใหอากาศทสะอาดไหลผานออกไปใชงาน ดานลางจะมแปนเพอจะใหลมมาปะทะเปนการดกสงสกปรกทปนมากบลมอดออก

ภาพท 2-18 โครงสรางตวกรองเมน

2.8 เครองท าอากาศแหง

โดยปกตแลวเครองระบายความรอนลมอดนนไมสามารถก าจดความชนไดทงหมด จงจ าเปนจะตองมเครองท าอากาศแหง ซงสามารถแบงได 3 ชนดดวยกน

2.8.1 เครองท าอากาศแหงดวยความเยน จะท าใหอณหภมของลมอดลดลง ความชนทปนมากบลมอดกจะกลนตวเปนหยดน าลงไปในตวกบดกน า เปนการก าจดน าภายในทอเมนเพอสงไปใชงาน

ภาพท 2-19 เครองท าอากาศแหงดวยความเยน (Ref: SMC)

สญลกษณณณ

ลมเขา ลมออก

วาลวควบคมปรมาณน ายาแอร

คอมเพรสเซอรแอร ชดคอยลรอน มอเตอรพดลม

สวตซความดน ทอฉดน ายาแอร

ตวระบายน าทงอตโนมต

ชดแลกเปลยนความรอน

เกจวดความดนลมอดอด

เกจวดอณหภมคอยลเยน

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 18/27 18/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

การท างานของเครองท าอากาศแหงแบบความเยนลมอดทมอณหภมสง และมความชนจะเขามาทางทอทางเขาผานเขาหองระบายความรอนลมอด ท าใหลมอดทเขามามอณหภมลดลงบางเลกนอย ลมอดดงกลาวจะผานเขามายงหองท าความเยน ท าใหอณหภมลมอดลดลงเหลอประมาณ 0 ถง -4 C จากการทอณหภมลดลงน ท าใหไอน าทปนมากบลมอด กลนตวเปนหยดน า ไหลไปยงกบดกน า ลมอดทผานจากหองท าความเยนนจะไหลกลบไปหองระบายความรอนลมอดอก โดยผานเขาไปในทอทางออก ซงทอทางนจะสมผสกบลมอดทเขามาใหม ท าใหเกดการถายเทความรอนซงกนและกน โดยลมอดทออกมาจากหองท าใหลมอดเยนเปนผลใหอณหภมสงขนประมาณ 10 ถง 29 C หลงจากผานทอทางออกนไปแลว ลมอดกจะถกสงไปยงอปกรณนวแมตกเพอใชงาน

2.8.2 เครองท าอากาศแหงแบบดดซบ เครองนใชสารดดความชนประเภท Silica gel, Molecular sieve และ activated alumina เพอใหอณหภมจดกลนตวของลมอดมคาเทยบเทาต าสดประมาณ -30 C การท างานเมอมลมอดเขาทหอง A สารดดความชนกจะท าการดดความชนไวและจะใหลมแหงไหลผาน ลมแหงอกสวนหนงกจะไหลผานเขาถง B เพอท าการน าความชนออกจากถง B ทงสบบรรยากาศผานตวเกบเสยง สารเคมทใชจะมอายการใชงานโดยสงเกตไดจากสของสารเคม

ภาพท 2-20 เครองท าอากาศแหงดดซบ (Ref: Atlas)

2.8.3 ชดท าอากาศแหงแบบเมมเบรน เมมเบรนเปนกระบวนการทางกายภาพ ทใชในการแยกเอาโมเลกลขนาดเลกมากขนาดนาโนเมตร โดยไหลผานทอเมมเบรน ซงมคณสมบตยอมใหสารบางอยางไหลผานได และสารบางอยางไมสามารถไหลผานไปไดดวยอาศยความดนทแตกตางกน

ทางเขา ลมอด

ทางออก

ลมอดทงความชน

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 19/27 19/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

ภาพท 2-21 ชดท าอากาศแหงแบบเมมเบรน (Ref: SMC&BEKO)

การท างานของชดท าอากาศแหงแบบเมมเบรน เมอมลมอดเขา ไหลผานทอเมมเบรน ลมอดแหงกจะไหลผานเขาหลอดตรงกลางซงกจะมลมแหงออกไปใชงาน ในขณะนนอากาศแหงสวนหนงกจะพาความชนรอบทอเมมเบรนไหลออกสบรรยากาศ

ในล าดบการเลอกคณภาพของเครองท าอากาศแหงแสดงในภาพท 2-22

ภาพท 2-22 ชดท าอากาศแหงแบบเมมเบรน

ลมทมความชน

ลมอดแหงออก ลมอดเขา

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 20/27 20/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

2.9 การระบายน า การระบายน า มวธการระบายออกได 2 วธคอ การระบายดวยมอ และการระบายโดยอตโนมต 2.9.1 การระบายดวยมอ การระบายแบบการโยกดวยมอหรอมอหมนเปนการระบายน าออกทง

ภาพท 2-23 ระบายดวยมอ

2.9.2 การระบายโดยอตโนมต 1. ชนดลกลอย การระบายน าทงชนดนจะระบายออกโดยอตโนมต เมอระดบน าถงทตงไว

ภาพท 2-24 ระบายดวยมอ

เมอเกดน าในกระเปาะกจะท าใหลกลอย ลอยขน ท าใหลมอดไหลผานทาง ทอลมปดน าทง ไปดนไดอะแฟรมเพอท า

การดนบาวาลวเปด ปดน าทง ลมอดกจะดนน าออกทง 2. ชนดไฟฟา แบบนขนอยกบการตงเวลาในการระบายทง ปกตทวไปในเวลา 1 นาท จะมการระบายทง 2 วนาท

แบบนนยมตดทถงพกลม เครองระบายความรอน และเครองท าใหอากาศแหง

น าทง

ลกลอยลอย

ทอลมปดน าทง

ไดอะแฟรม บาวาลวเปด - ปดน าทง

น า

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 21/27 21/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

3. ชนดไฟฟาแบบวดระดบของน า เมอน าถงต าแหนงทเซนเซอรตรวจจบไดกจะมผลใหคอยลท างาน แกนคอยลกจะท าการดงแผนไดอะแฟรมขนน ากจะไหลออกจากระบบได

ภาพท 2-25 ระบายน าอตโนมต แบบวดระดบของน า

2.10 การจายลมอดและการเลอกขนาดทอ

ภาพท 2-26 การวางทอจายลมอด

2.10.1 การตดตงทอสงลมอด

การวางทอตามแนวนอนควรจะวางใหมมมเอยงลาดประมาณ 1-2 เปอรเซนต ของความยาวทอลมอด และทจดปลาย

ต าสด หรอบรเวณทอยต ากวาระดบ จะตองตดวาลว หรอกบดกน าส าหรบระบายน าทเกดการกลนตวในทอทางทง การแยกทอลมอดออกไปใชงานจากทอเมน ควรจะตอขนทางดานบนโดยท ามมประมาณ 30 กบทอเมน และงอ

โคงลงมา แตถาไมสามารถหาวสด หรอทอโคง 30 ได ควรใชทอสน ๆ ตอจากดานบนของทอเมนแลวจงใชขอตอของอลงมา แตหามตอตามภาพท 2-29 ซงเปนวธการตอทผด เพราะถาคณภาพของลมไมดพอจะท าใหเกดการกลนตวของไอน าทปนไปกบลม น าจะลงไปท าความเสยหายแกอปกรณ นวแมตกได

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 22/27 22/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

ภาพท 2-27 การแยกทอจายลมจากทอเมน

ภาพท 2-28 การแยกทอจายลมจากทอเมน ภาพท 2-29 การแยกทอจายลมจากทอเมนแบบผดวธ

ในการเดนทอในโรงงาน หรอในอาคารควรจะมการหกงอใหนอยทสด เพราะถามการหกงอมากเทาไร จะเกดความดนตกครอมในทอทางมากในการปฏบตความดนตกครอมในทอทางจายลมอดนไมควรเกน 5% ของความดนใชงาน

2.10.2 การเดนทอเมนของลมอดในโรงงานอตสาหกรรม สามารถแบงเปนดงน

การเดนทอแบบแยกสาขา (Branch line) การเดนทอจายลมอดแบบนเหมาะส าหรบในโรงงานอตสาหกรรมทมจ านวนอปกรณนวแมตกไมมากนก การเดนทอลกษณะนถาเพมอปกรณนวแมตกเขามาในระบบอกโดยไมไดค านงถงความสามารถของเครองอดลม จะท าใหอปกรณนวแมตกตวสดทายในระบบมกจะท างานไมได เพราะมปรมาณลมอดไมเพยงพอกบความตองการ

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 23/27 23/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

ภาพท 2-30 การเดนทอแบบแยกสาขา

การเดนทอแบบวงแหวน (RING CIRCUIT) คอการวางทอเปนวงรอบโรงงาน ซงการวางทอแบบนเปนการแกปญหาเรองความดนตกครอม การวางทอลกษณะดงกลาวจะท าใหการจายลมอดกระจายออกไปทงสองดานของโรงงาน โดยทปรมาณของลมอดทบรเวณปลายสดของทอเมนจะมความดนใกลเคยงกบบรเวณใกลเครองอดลมถงแมวาจะมการใชปรมาณลมอดกตาม การเดนทอแบบวงแหวนแบงออกเปน

2 ลกษณะ คอ ตอแยกจากทอเมนวงแหวน ตามภาพท 2-31 และตอขวางจากทอเมนวงแหวน ตามภาพท 2 - 32

ภาพท 2-31 การตอแบบแยก ภาพท 2-32 การตอแบบขวาง

2.10.3 การก าหนดขนาดทอลม การก าหนดขนาดทอลมอาจจ าแนกออกเปน 2 ลกษณะคอ การก าหนดขนาดทอลมเมนในโรงงาน และการก าหนด

ขนาดทอลมของเครองจกรนวแมตก 2.10.3.1 การก าหนดขนาดทอลมเมนในโรงงาน มขอก าหนดอยวาความดนตกครอมทยอมใหไดนนไมเกน

5% ของความดนใชงานเมอการใชปรมาณลมเตมท ดงนนในการวางทอเมนลมไปใชงานจงจ าเปนทจะตองเลอกใชขนาดทอลมใหเหมาะสม โดยเราจะตองทราบขอมลเบองตนดงนกอนคอ

- ปรมาณการใชลมอดในระบบทงหมด (m3/min) ตามหวขอท 2.3 - ความดนใชงาน ซงจะมผลในเรองของแรงทตองการ

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 24/27 24/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

- ความดนตกครอม (Pressure drop) โดยปกตไมควรเกน 0.1 บาร หรอในทางปฏบตความดนตกครอมไมควรเกน 5% ของความดนใชงานทงหมด

- ความยาวของทอตรง - จ านวนวาลว, ของอ, ขอตอ แบบตางๆ ซงมผลท าใหเกดความดนตกครอม จากคาความดนตกครอมน

สามารถทจะเปลยนเปนคาความยาวของทอแทนได โดยอาศยคาเสนผานศนยกลางทหาไดในครงแรกเปนหลกกอน ซงจะหาไดจากตารางขางลาง

ภาพท 2-33 ไดอะแกรม เพอค านวนหาขนาดเสนผาศนยกลางทอลม

ตวอยาง ระบบมความดน 7 บาร, อตราการไหล 10 m3/min, ความยาวทอ 200 m, ความดนตกครอม 0.1 บาร อยากทราบวา ระบบจะตองใชขนาดทอเทาไร

ตอบ จากชารตเราจะลากเสนไดขนาดทอเทากบ 70 mm.

2.10.3.2 การก าหนดขนาดทอลมของเครองจกรนวแมตก ทอลมทใชกบเครองจกรนวแมตกมหลายแบบดวยกน มชนดอยางหนาอยางบาง ซงสวนใหญจะก าหนดขนาดเสนผานศนยกลางภายนอกเปนมาตราฐานเดยวกน เชน 3.18, 4, 6,

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 25/27 25/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

8, 10, 12 สวนเสนผานศนยกลางภายในนนแลวแตยหอของทอลม ซงมความหนาบางไมเทากน และแลวแตวสดอกดวย การเลอกขนาดของทอลมในเครองจกรนวแมตกจะตองใหมความสมพนธกบความเรวของกระบอกสบทตองการ และขนาดของวาลวตางๆ ทใชดวย

2.11 Booster Regulator or Pressure Regulator

ภาพท 2-34 การตดตงBooster Regulator

หนาท เพมความดนใหมคาสงกวาคาความดนทใชงานปกต ซงโดยทวไปมอยดวยกน 2 ชนดคอ 1. Handle operated style 2. Air operated style

ภาพท 2-35 Booster Regulator

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 26/27 26/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

ภาพท 2-36 โครงสรางของ Booster Regulator การใชงาน 1. กรณทอปกรณนวแมตกตองการความดนทมคามากกวาความดนทใชงานปกต 2. ควบคมความดนใชงานต าสดทจะรบประกนวาเครองจกรยงสามารถท างานไดแมวาความดนในโรงงานตกลง 3. กรณอปกรณมแรงไมพอใชงานและไมสามารถเปลยนขนาดอปกรณใหใหญขนไดดวยเหตผลของเรองพนททตดตง 4. กรณอปกรณทอยปลายทอเมนจะมปญหาเรองความดนตก 5. กรณตองการเพมความดนใหกบชด Air-hydro 6. กรณตองการเพมคาความดนในบรเวณทไวไฟ 7. กรณตองการเตมลมใหเตมถงลมในระยะเวลาอนสน ขอควรระวง

1. การใชงาน ควรตดตง Mist separator ททางเขาของ Booster ควรตดตงอปกรณดแลความสะอาดของลม เชน ฟลเตอรหรอ Mist Separator ททางออกของ Booster เพราะวา

Booster เปนอปกรณทประกอบดวยชนสวนกลไกเคลอนไหว (มการเสยดสของวสด) และผนงของถงลมมความสะอาดไมมากพอ

เมอเสรจสนการท างานแลวควรหยดจายลมใหกบ Booster 2. การระบายลม พยายามใหลมระบายไดงายทสด ไมควรตอทอระบายยาว ๆ เพราะจะท าใหการระบายลมล าบากอาจเปนผลใหการ

ท างานผดพลาดได ควรตดตง Silencer ทรระบายลม

3. พนทในการตดตง ควรตดตงในพนททสามารถตรวจสอบและซอมบ ารงไดงาย

Module Unit code : 21-PNE-10-02 Module name : Fundamental of Pneumatic control system

Unit name :Production, Distribution and Preparation of

Compressed air

Information Sheet

Rev : 00

FM-COM-14 Rev.00 MASTER COPY FOR DISTRIBUTION 27/27 27/27

Thai-German Instituteสถาบนไทย-เยอรมน

Symbols in Accordance with DIN ISO 1219