ระบบอัดอากาศ ปั้มน้ำและพัดลม

ตอนท่ี 4 บทท่ี 1 ระบบอัดอากาศ ปมนาํ้ และพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผรู บั ผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

บทท่ี 1
ระบบอัดอากาศ ปม นํา้ และพัดลม

(Compressed-Air, pump, and fan systems)

ความสาํ คัญของเน้อื หาวิชา (Overview)
ในบทนี้เปนเพียงพ้ืนฐานที่กลาวถึงประเภทและหลักการทํางานของระบบอากาศอัด ปม และพัดลม และ

อุปกรณรวมอ่ืนๆ ตลอดจนการควบคุมการทํางานแบบตางๆ ซ่ึงมีขอดีและขอเสียแตกตางกัน ขึ้นอยูกับการพิจารณา
เลือกใชใหเหมาะสม มิฉะน้ันอาจจะเกิดผลเสียตอระบบหรืออุปกรณได รวมไปถึงการใชงานและควบคุมการใช
งานไดอ ยางไมมปี ระสิทธิภาพและไมม คี วามปลอดภัย รวมไปถึงการใชงานในระบบอากาศอดั ปม และพัดลมใหมี
ประสิทธิภาพสูงสุดและทําใหเกิดงานมากท่ีสุดและไมมีการสูญเสียหรือการรั่วไหลระหวางทางเปนหลักสําคัญของ
การทําใหเกิดการอนุรักษพลังงาน รวมไปถึงการควบคุมตัวแปรตางๆ ที่ดูไดจากสมการหาประสิทธิภาพจะทําให
ทราบเงือ่ นไขในการทาํ งานของระบบอากาศอัด ปม และ พัดลมทตี่ องควบคมุ ท่ีกอ ใหเกิดประสทิ ธภิ าพสูงสดุ

วตั ถุประสงค (Objective)
1. อธบิ ายระบบอากาศอัด ปมนํ้า และพัดลมได
2. อธิบายวิธีการอนรุ ักษพ ลังงานในระบบอากาศอัด ปม นาํ้ และพัดลมได
3. วเิ คราะหแนวทางการอนุรักษพลงั งานในระบบอากาศอัด ปม นาํ้ และพดั ลมได

บทนาํ (Introduction)
เน้ือหาในบทน้ีจะเปนการแนะนําถึงประเภทและหลักการทํางานของระบบอากาศอัด ปม และพัดลม

คุณลักษณะเฉพาะและวิธีการควบคุมการทํางานในแตและแบบที่ใหผลการทํางานท่ีตางกันใหเลือกใชไดตามสภาพ
และความเหมาะสมในการใชงาน

1-1

ตอนท่ี 4 บทท่ี 1 ระบบอดั อากาศ ปมนา้ํ และพดั ลม ตําราฝกอบรมผูรบั ผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

1.1 ประเภทและหลกั การทํางานของเครื่องอดั อากาศ (Type and principle of operation of air-compressor)

1.1.1 ประเภท และหลักการทาํ งานของเครอื่ งอดั อากาศ
โดยทวั่ ไปเคร่ืองอดั อากาศอาจแบงได 2 ประเภท คือ ประเภทปรมิ าตร และแบบไดนามกิ ส

1) เคร่ืองอัดอากาศประเภทปริมาตรแทนที่เชิงบวก (Positive Displacement) มีหลักการทํางาน คือ ให
อากาศเขาไปในปริมาตรแลวลดปริมาตรอากาศน้ีลงโดยใชพลังงานจากภายนอก เม่ือปริมาตรของอากาศลดลงก็จะ
ทําใหค วามดนั สงู ขน้ึ เคร่อื งอัดอากาศปรมิ าตรมที ัง้ แบบลกู สบู และโรตารี่

2) เครื่องอัดอากาศประเภทไดนามิคส (Dynamics) มีหลักการทํางานคือ ใหพลังงานกลแกอากาศทําให
อากาศมีความเร็วเพิ่มข้ึนโดยผาน โรเตอรแลวอาศัยรูปราง Casing ภายในเครื่องอัดอากาศลดความเร็วลง ทําให
พลังงานจลนของอากาศเปลี่ยนรูปเปนความดัน ของอากาศ เคร่ืองอัดอากาศประเภทน้ี ไดแก Centrifugal
compressor , Turbo compressor , Air jet

รปู ท่ี 1.1 ประเภทของเคร่ืองอดั อากาศ
เคร่ืองอัดอากาศท่นี ิยมใชโดยท่วั ไปแบง ไดเปน 3 กลมุ ใหญๆ คือ
(1) เคร่ืองอัดอากาศแบบลูกสูบ (Reciprocating compressors)
(2) เครอื่ งอดั อากาศแบบโรตาร่ี (Rotary compressors)
(3) เคร่อื งอัดอากาศแบบหมุนเหว่ยี ง (Centrifugal compressors)

1-2

ตอนที่ 4 บทท่ี 1 ระบบอัดอากาศ ปมน้าํ และพดั ลม ตาํ ราฝกอบรมผรู บั ผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

1) เครอ่ื งอัดอากาศแบบลูกสบู (Reciprocating compressors)
เครอื่ งอดั อากาศประเภทนี้ สว นใหญจะมขี นาดเลก็ ใชแหลงกาํ ลงั ตนกาํ ลังจากมอเตอรห รอื เคร่ืองยนตขนาด

เลก็ โดยมสี ายพานเปน อุปกรณถายทอดกําลังไปสเู คร่อื งอัดเพอ่ื ใหลูกสูบเคล่ือนท่ีอัดอากาศใหมีปริมาตรเล็กลง และ
ความกดดันของอากาศสูงขึ้น อากาศอัดจะถูกสงไปเก็บไวในถังลมกอนท่ีจะนําไปใชงานตอไป เคร่ืองอัดอากาศ
ประเภทนี้สวนใหญจะระบายความรอนดวยอากาศ ดังน้ันบริเวณรอบๆเสื้อสูบของเครื่องอัดจึงทําเปนแผนครีบ
(Vane) เพ่ือเพิ่มพื้นที่ในการระบายความรอนใหมากย่ิงขึ้น การเคลื่อนท่ีของลูกสูบในจังหวะอัดแตละคร้ังจะทําให
อากาศหรือแกสเกิดการอดั ตัวขึ้น และการไหลของอากาศอัดจะมีลักษณะเปนแบบหวงๆ (Pulsation) ไมตอเน่ืองกัน
ซึ่งเปนผลเสียตอระบบทอสง เพราะอาจทําใหเกิดความดันยอนกลับ ณ จุดที่มีการหักเล้ียวในระบบทอสงได ทําให
ทอ สง ไดรบั ความเสียหายในภายหลงั

เนื่องจากในอากาศมีความชื้น หรือไอนํ้าและฝุนละอองปะปนอยูดวยไมมากก็นอย ดังน้ันอากาศท่ีเขาสู
เคร่ืองอัดอากาศจึงมีไอนํ้าและฝุนละอองปะปนเขาไปดวย เม่ืออากาศถูกอัดตัว โมเลกุลของอากาศจะเกิดการเสียดสี
กันทําใหอากาศท่ีถูกอัดมีความรอนสูง ดังน้ัน อากาศท่ีถูกอัดกอนที่จะถูกนําไปยัง ถังอัดอากาศจึงตองมีการระบาย
ความรอนออกเสียกอน เพ่ือปองกันอันตรายจากความรอนซึ่งจะทําให ชิ้นสวนภายในเคร่ืองอัดอากาศไดรับความ
เสียหายข้ึน อากาศอัดดังกลาวเม่ือถูกนําไปเก็บในถังอัดอากาศก็ยังมีความรอนเหลือบาง เม่ืออากาศอัดภายในถัง
อากาศเย็นตัวลง ก็จะทําใหไอน้ํากลั่นตัวเปนหยดนํ้าอยูในถังอัดอากาศ ซึ่งจะกอใหเกิดความเสียหายไดในขณะท่ีนํา
อากาศไปใชง าน ดงั น้นั จงึ ตอ งมกี ารระบายนํา้ สว นนี้ออกไปจากถังอดั อากาศ กอนทจ่ี ะมีการใชงานอยูเ สมอทกุ วัน

รูปท่ี 1.2 ลกั ษณะภายในเครอ่ื งอัดอากาศแบบลกู สบู

2) เครอื่ งอดั อากาศแบบโรตาร่ี (Rotary compressors)
เครื่องอัดอากาศแบบโรตารีหรือแบบลูกสูบหมุนจะอัดอากาศอันเปนผลมาจากการเคล่ือนท่ีผลักดันของโร

เตอรในลักษณะการแทนท่ีของอากาศ อากาศอัดที่ไดจะมีอัตราการไหลอยางสม่ําเสมอแตปริมาณอากาศอัดที่ไดจะ
มีคาความกดดันคอนขางตํ่ากวามาก การหมุนของโรเตอรเพื่ออัดอากาศจะตองหมุนดวยความเร็วรอบที่สูง ซ่ึงจะ
กอใหเกิดเสียงดังและช้ินสวนท่ีเคลื่อนที่ภายในจะมีอัตราการสึกหรอคอนขางสูง เคร่ืองอัดอากาศประเภทนี้
แบงเปนลกั ษณะยอยๆ ดงั น้ี

1-3

ตอนที่ 4 บทท่ี 1 ระบบอดั อากาศ ปม น้าํ และพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผรู ับผิดชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

(2.1) Sliding vane compressors

รปู ท่ี 1.3 ลักษณะภายในเคร่ืองอัดอากาศแบบโรตารี่ Vane

เคร่ืองอัดอากาศแบบโรตาร่ีชนิดนี้จะมีแผนกวาด (Vane) เลื่อนเขา และเล่ือนออกในแนวรัศมีอยูภายใน
เครื่องอัด แผนกวาดจะทําหนาที่กวาดอัดอากาศใหมีปริมาตรท่ีเล็กลง และทําการสงอากาศอัดออกไปจากเครื่องอัด
เพอ่ื นาํ ไปใชง านตอไป

(2.2) Liquid piston compressors
เคร่ืองอัดอากาศโรตารชี่ นดิ นี้ ภายในจะมีของเหลวเปนสารทาํ งานซึ่งจะทําหนา ทค่ี ลายกับเปนลูกสูบในการ
อัดอากาศใหมคี วามดนั สูงข้ึน

รปู ท่ี 1.4 ลักษณะภายในของเคร่อื งอัดอากาศแบบโรตารชี่ นิด Liquid piston

(2.3) Two –impeller straight – lobe
เคร่อื งอดั อากาศชนิดนีจ้ ะมีอุปกรณในการอัดอากาศเปนลอน(Lobe) 2 ช้ินหมุนดวยความเร็วรอบท่ีสัมพันธ
กนั เพื่ออดั และสง อากาศไปยงั ระบบตอไป อากาศที่อัดไดใ นระบบน้จี ะมคี วามดันตํ่ามาก

รูปท่ี 1.5 ลกั ษณะภายในของเครือ่ งอดั อากาศแบบโรตารชี่ นิด Straight – lobe

1-4

ตอนที่ 4 บทท่ี 1 ระบบอัดอากาศ ปม นํ้าและพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผรู ับผดิ ชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

(2.4) Helical or Spiral lobe
เคร่ืองอัดอากาศชนิดน้ีจะมีอุปกรณในการอัดอากาศเปนลักษณะโรเตอรหมุนอยูภายในตัวเรือนเคร่ือง
อัดอากาศจํานวน 2 ตัว ตัวหน่ึงจะเปนเกลียวตัวผู (Helical) จะทําหนาท่ีในการอัดอากาศ อากาศอัดจะเกิดการ
เคลอ่ื นทใ่ี นลักษณะของการแทนทีอ่ ยางตอ เนื่อง

รปู ท่ี 1.6 ลกั ษณะภายในของเคร่อื งอัดอากาศแบบโรตารช่ี นิด Helical or spiral lobe
3) เครอ่ื งอัดอากาศแบบหมุนเหวย่ี ง (Centrifugal compressors)

เปนเครื่องอัดอากาศที่ใชหลักการทางดานพลศาสตร ทํางานดวยการเปล่ียนพลังงานจลนเปนความกดดัน
ทิศทางการเคลื่อนที่ของอากาศอัดจะถูกเหว่ียงตัวออกไปในแนวรัศมี ลมดูดจะเขาสูแกนตรงกลางเพลาใบพัดและ
ถูกเหว่ียงตัวออกไปในแนวรัศมีของใบพัดสูผนังเคร่ืองอัดและถูกสงไปตามระบบทอ อากาศอัดจะมีความกดดัน
สูงข้ึนแตความเร็วยังคงที่ เมื่อเราตองการอากาศอัดท่ีมีคาความกดดันสูงมากข้ึน เราสามารถกระทําไดโดยการใช
เคร่ืองอัดอากาศหลายสเตจโดยที่อากาศอัดซ่ึงไดจากการอัดในสเตจแรกจะถูกสงตอไปยังสเตจตอไปและอัดอากาศ
ใหไดความดันท่ีตองการ อากาศที่อัดไดในแตละสเตจจะมีความรอนสูงขึ้น ดังน้ันจึงตองมีการระบายความรอน
ออกจากอากาศอัดกอ นท่ีจะสงอากาศอัดไปยงั สเตจตอ ๆไป

รปู ท่ี 1.7 เคร่อื งอัดอากาศแบบหมุนเหวย่ี ง

1-5

ตอนที่ 4 บทที่ 1 ระบบอัดอากาศ ปม น้ําและพดั ลม ตําราฝกอบรมผูร ับผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

1.1.2 คุณลักษณะและสมรรถนะการทํางานของระบบอากาศอัด

(Characteristics and performane of air-compressor)

1.1.2.1 คุณลกั ษณะและสมรรถนะการทาํ งานของระบบอากาศอดั

เคร่ืองอัดอากาศแบบลูกสูบและแบบสกรูซ่ึงใชวิธีอัดแบบปริมาตร แบงเปนแบบใชน้ํามันกับแบบไมใช

น้ํามัน (Oil free) เครื่องอัดอากาศแบบเทอรโบโดยโครงสรางแลวจะเปนแบบไมใชน้ํามัน แบบใชน้ํามันจะทําการ

ผนึกการร่ัวของอากาศ ดังน้ัน จึงมีกําลังขับจําเพาะ ต่ํากวาแบบไมใชน้ํามัน นิยมใชกันมากในเครื่องอากาศขนาด

เล็กและขนาดกลาง อยางไรก็ตาม ในอากาศที่ดูดเขามาจะมีละอองนํ้ามันหลอล่ืนและไฮโดรคารบอนเขามาปะปน

ดวย เครื่องอัดอากาศแบบสกรูจะมีขนาดใหญต้ังแต 150 [kW] ข้ึนไป สวนใหญจะเปนแบบไมใชน้ํามันเกือบ

ท้งั หมด

เคร่ืองอัดอากาศแบบหลายช้ันจะลดกําลังขับเพลาใหต่ําลงดวยการระบายความรอนของอากาศอัดดวย

อินเตอรคูลเลอรในแตละกระบวนการอัดอากาศ กรณีท่ีความดันขาออกเทากับ 0.7 [MPa] หากเปลี่ยนการอัดอากาศ

1 ช้ันใหเปน 2 ช้ันแลวจะลดกาํ ลงั ขบั เพลาลงไดประมาณ 15 [%] ดว ยความดันเทาน้ี โดยท่ัวไปเครื่องอัดอากาศแบบ

ลูกสูบและแบบสกรจู ะใช 1-2 ชน้ั และแบบเทอรโบจะใช 2-3 ช้ัน

เครือ่ งอดั อากาศแบบลกู สบู จะมกี ารสัน่ สะเทอื นและเสยี งดังมากกวาแบบสกรู รวมทงั้ มีอากาศขาออกจะมี

การกระเพื่อมสูงกวา สวนเคร่ืองอัดอากาศแบบเทอรโบจะไมมีการกระเพื่อม แตจะมีเสียงดังมาก แบบสกรูจะมี

ระยะเวลาบํารุงรักษา 12,000-20,000 ชั่วโมง แตแบบลูกสูบจะมีระยะเวลาส้ันเพียง 1 ใน 4 เทานั้น และแบบเทอรโบ

จะสนั้ ประมาณ 70%

1.1.2.2 ความสน้ิ เปลอื งกาํ ลังขับกบั เง่ือนไขการทํางาน

ยิ่งเครอื่ งอัดอากาศมีความดนั ขาออกสงู เทาใด จะยิง่ ตองใช เครอื่ งอดั อากาศแบบลกู สบู (เปด วาลว ดูดเขา คา งไว)
กําลังขบั มากขึ้นเทานั้น ตัวอยางเชน ถาความดันขาออกลดลงจาก เครอ่ื งอดั อากาศแบบแรงเหว่ยี ง (มภี าระ / ไมม ภี าระ)
0.7 [MPa] เปน 0.6 [MPa] แลว กําลังขับจะลดลงประมาณ 8 เครอ่ื งอดั อากาศแบบสกรู (วาลวสไลด)
เครอื่ งอดั อากาศแบบแรงเหวยี่ ง (หร่ีอากาศขาเขา)
เคร่อื งอดั อากาศแบบสกรู (หรอี่ ากาศขาเขา )
เครอื่ งอดั อากาศแบบสกรู (ควบคมุ การจายอากาศ)

[%] และย่ิงอณุ หภมู ขิ าเขา ของเครือ่ งอากาศมีคาตํ่าเทาใด กําลังขับ

จะยิ่งลดลงเทานั้น หากอุณหภูมิขาเขาลดลง 10 [°C] เคร่ืองอัด

อากาศแบบลูกสูบและแบบสกรูจะใชกําลังขับลดลงประมาณ ํกาลังขับ [%]

2 [%] สวนแบบเทอรโบจะลดลง 1-1.5 [%] จึงสามารถอนุรักษ

พลังงานได ดังน้ัน กรณีที่ดูดอากาศจากภายในอาคารจึงตอง เสน กราฟอุดมคติ
พิจารณาเร่ืองการระบายอากาศใหถ่ีถวน ทั้งน้ี กรณีที่ดูดอากาศ

จากภายนอกอาคารจะตองระมัดระวังเรื่องความดันสูญเสียและ

เสียงดังดว ย ทม่ี า : “การอภนรุากัระษพ[%ล]ังงาน” (ก.พ. 2541) หนา 68

รูปท่ี 1.8 คณุ ลักษณะภาระของเคร่ืองอัดอากาศ

1-6

ตอนท่ี 4 บทท่ี 1 ระบบอัดอากาศ ปม น้ําและพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผูรบั ผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

ความสิ้นเปลืองกําลังขับในกรณีท่ีเดินเคร่ืองที่ภาระตํ่ากวาพิกัด (เมื่อปริมาณอากาศมีคาต่ํากวาพิกัด) จะ
ข้ึนอยูกับวิธีควบคุม ตัวอยางแสดงไวในรูปท่ี 1.8 จะเห็นวาเมื่อ Load factor มีคาต่ํากวา 100 [%] แมแตในแบบ
ลกู สูบซ่งึ กําลังขบั มีคาต่าํ สุดก็ยงั มกี าํ ลังขับเมอื่ ไมมภี าระไมน อ ยกวาประมาณ 10 [%]

เคร่ืองอัดอากาศแบบลูกสูบ ถาควบคุมดวยวิธี Unloader และปริมาณอากาศขาออกลดลงจนความดันของ
เสนทางลมขาออก (Discharge line) ตํ่ากวาคาที่กําหนดไวแลว วาลวลูกสูบ Unloader จะเปดวาลวดูดเขาคางไว ทํา
ใหเกิดการเดินเคร่ืองโดยไมมีการอัดอากาศ ซ่ึงแมวาจะทําใหความดันขาออกกระเพื่อม แตจะมีประสิทธิผลมากใน
การอนุรกั ษพลังงาน

ในเคร่ืองอัดอากาศแบบสกรูที่ใชน้ํามัน จะมีการจายอากาศอัดความดันออกมาโดยปดวาลวดูดเขาพรอมๆ
กับเปดวาลวปรับความดันขาออก เน่ืองจากเคร่ืองจะจายอากาศอัดความดัน การที่ภาระไมเต็มพิกัดจึงมีผลนอยตอ
การอนุรักษพลังงาน ตัวอยางเชน หากปริมาณอากาศที่จายออกลดลง 50 [%] กําลังขับเพลาจะลดลงเพียงประมาณ
15 [%] เทา นัน้

1.1.2.3 ความดนั อากาศทต่ี อ งการ
การออกแบบที่ดีของการสงจายอากาศอัดจะมีความดันลดลงประมาณ 0.7 บาร ณ จุดใชงานดีท่ีสุด เม่ือ
เครื่องมือและอุปกรณของอากาศอัดสวนใหญทํางานท่ีระดับความดัน 6.3 บาร ดังน้ัน ความดันท่ีผลิตตํ่าสุดของ
เคร่ืองอัดอากาศจะอยูที่ 7 บาร ดังน้ันการทํางานของระบบท่ีไมจําเปนของการผลิตอากาศอัดที่มีความดันสูงดังนั้น
จึงเปนสาเหตทุ ําใหตองใชพ ลังงานและคาใชจายเพิ่ม ดงั รูป
ดังนนั้ ควรหลกี เล่ยี งการสง จา ยอากาศทม่ี ีความดนั สูงและปรมิ าณมากๆ ไปยงั อุปกรณท่มี ขี นาดเล็ก แตควร
พจิ ารณาการติดตั้งเคร่ืองอัดอากาศทม่ี ีขนาดเล็กเพมิ่ เติมแทนใหก บั อุปกรณในสถานท่นี ้ันๆ

รูปที่ 1.9 คณุ ลกั ษณะการทํางานเครื่องอดั อากาศ

1.1.2.4 ระดบั คุณภาพของอากาศท่ตี อ งการ
เครื่องอัดอากาศท่ีไมมีน้ํามัน (Oil free compressor) เหมาะท่ีจะนํามาใชผลิตอากาศเพราะอากาศจะมี
คณุ ภาพสูงกวา เคร่อื งอัดอากาศชนิดท่มี นี า้ํ มัน

1-7

ตอนที่ 4 บทที่ 1 ระบบอัดอากาศ ปม น้ําและพดั ลม ตาํ ราฝกอบรมผูรับผดิ ชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

ตารางที่ 1.1 เปรียบเทยี บเครอื่ งอัดอากาศชนดิ ไมม ีนํ้ามนั กับชนิดมีนํา้ มัน

เครือ่ งอัดอากาศชนดิ ไมม ีนาํ้ มนั เครอ่ื งอดั อากาศชนิดมีนํ้ามัน

ขอดี ขอดี

- มีประสทิ ธิภาพมากกวา จึงทําใหมีคาใชจายในการดําเนินการ - สวนมากมีคา ใชจ ายในการลงทนุ ต่ํา

ทีต่ ่าํ กวา - เปนวิธีการท่ีไมย ุงยากสําหรับนํามาใชใ นอตุ สาหกรรม

- มอี ายุการใชงานยาวนานขนึ้ - น้าํ มันมผี ลอยา งมากในการระบายความรอ น

- ใชกับผลิตภัณฑท่ีรับผลกระทบไดงายๆ เชน อุตสาหกรรม - ความเร็วรอบตํ่า / ใชอ ณุ หภมู ิตํ่ากวา

อาหารและเภสัชกรรม

ขอ เสีย ขอ เสยี

- มคี า ใชจายในการลงทนุ สงู - ตอ งทําการซอ มแซมบอ ย

- คา ใชจายในการบํารงุ รกั ษาสูง - มีการบาํ รงุ รกั ษาและเปลย่ี นน้าํ มนั บอ ย

- จําเปนตองอัดอากาศหลายขั้นตอนเพ่ือใหไดความดันที่ - ตน ทนุ การปรับปรุงคุณภาพอากาศจะสูงกวาและคาใชจาย

ตอ งการ ในการดําเนินการมากกวา (เน่ืองจากความดันลดลงท่ีตัว

- เคร่ืองอัดอากาศมคี วามซับซอ นมากกวา กรองนาํ้ มัน)

1.1.2.5 รปู แบบความตองการอากาศอัด
ปริมาณความตองการอากาศอัดแตละโรงงานมีความตองการแตกตางกันขึ้นอยูกับการนําอากาศไปใช
ประโยชน เครือ่ งอัดอากาศจะมปี ระสิทธิภาพสูงสุดเม่ือทาํ งานมโี หลดเตม็ พกิ ดั หรือใกลเคยี งเต็มพกิ ดั

• อตั ราการผลติ อากาศของเครอื่ งอัดอากาศ
คอื การผลิตอากาศใหเพียงพอกบั ความตอ งการโดยมีความดันท่เี หมาะสมและอากาศอดั มีคณุ ภาพ คาใชจาย
ตํ่าสุดเพื่อใหมีการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพ โดยท่ัวไปประสิทธิภาพของเคร่ืองอัดอากาศท่ีเพ่ิมขึ้นขึ้นอยูกับ
ขนาดทเี่ พมิ่ ขึน้ ดังรปู
ถาเคร่ืองอัดอากาศที่มีขนาดใหญซ่ึงมี ประสิทธิภาพสูงแตนํามาใชกับสภาวะโหลดบางสวนก็คงไม
เหมาะสมเชนกันดังนั้นเคร่ืองอัดอากาศท่ีมีขนาดเล็กแตทํางานใกลเคียงกับพิกัดจะมีประสิทธิภาพการใชงานท่ี
เหมาะสมกวา

รูปท่ี 1.10 อตั ราการผลิตเทยี บกบั พลังงานไฟฟา

1-8

ตอนท่ี 4 บทท่ี 1 ระบบอัดอากาศ ปม น้าํ และพดั ลม ตําราฝกอบรมผรู บั ผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

1.1.3 การควบคุมการทาํ งานของระบบอากาศอดั (Operation control of air-compressor)

1.1.3.1 การควบคมุ การทํางานของระบบอากาศอดั
เครื่องอัดอากาศสวนใหญที่ใชงานอยูทํางานนอยกวาพิกัดเพราะเปนเร่ืองท่ีหลีกเล่ียงไมไดตามความ
ตอ งการใน แตล ะวนั ดงั นน้ั การควบคมุ การทาํ งานของเครื่องอดั อากาศอยางมีประสิทธิภาพทําใหประหยัดพลังงาน
ไดประมาณ 5-20 เปอรเซ็นตของคาใชจายที่เกิดข้ึนท้ังหมด หลักเกณฑการควบคุม เครื่องอัดอากาศ 3 หลักเกณฑ
ที่ตอ งคาํ นึงถงึ คือ
1. การควบคุมเครือ่ งอัดอากาศแยกแตละเครือ่ ง
2. การควบคมุ เครื่องอัดอากาศแบบหลายเครอื่ ง
3. การควบคุมระบบเคร่อื งอัดอากาศโดยรวม
(1) การควบคุมเคร่ืองอัดอากาศแยกแตละเคร่ือง เครื่องอัดอากาศมีหลากหลายรูปแบบและมีวิธีการควบคุม
เครอื่ งอัดอากาศท่นี ยิ มใชมากท่สี ดุ คอื
ก. การเปด /ปด เฉพาะเครือ่ งขนาดเลก็
ข. มภี าระและปลดภาระ (On-line/Off-line)
ค. ลดโหลด (Unloading) ใชกับเคร่อื งอัดอากาศแบบลกู สูบ
ง. แบบมอดูเลตง้ิ (Modulating)

1.1 ระบบเปด /ปดอตั โนมัติ (Automatic start/stop) ของเครื่องอัดอากาศแบบลกู สบู เวนและสกรู
สําหรับเครื่องอัดอากาศที่มีอัตราการผลิตอากาศนอยกวา 10 ลิตรตอวินาที มอเตอรเคร่ืองอัดอากาศจะปด
เม่ือไมต องการใชง าน จะเปดเมอ่ื มีการทํางานพรอมกับมีการใชพลังงานอยางคงที่ ณ ระดับความดันปกติ อยางไรก็
ตามอาจมีปญหาทห่ี ลีกเลย่ี งไมไ ดเ กิดขนึ้ กบั ความตอ งการที่มีโหลดบางสวนจากการเปด/ปดบอยๆ ดังนั้นวิธีน้ีจึงไม
เหมาะทจ่ี ะนาํ ไปใชก บั เคร่ืองอดั อากาศขนาดใหญ

1.2 ระบบควบคุมแบบมภี าระ/ ปลดภาระ (On-line / Off-line)ของเคร่อื งอัดอากาศแบบลกู สบู เวนและสกรู
เคร่ืองอัดอากาศแบบลูกสูบ เวนและสกรู สวนมากจะใชกับระบบควบคุมแบบมีภาระ/ปลดภาระ (On-
line/Off-line)

รูปที่ 1.11 การควบคมุ แบบมีภาระ / ปลดภาระ (On-line / Off-line)

1-9

ตอนท่ี 4 บทที่ 1 ระบบอัดอากาศ ปมนาํ้ และพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผรู ับผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

จากรูปที่ 1.11 แสดงใหเห็นถึงการควบคุมแบบมีภาระ / ปลดภาระ (On-line / Off-line) โดยมีโหลด
บางสวน และยงั แสดงใหเ ห็นถึงอัตราเฉลี่ยของความตอ งการพลงั งานไฟฟาที่ภาระโหลดเฉพาะ

การควบคมุ เคร่ืองอัดอากาศแบบลูกสูบบางรุนโดยการปดวาลวอยางสมบูรณท่ีทอทางเขาของอากาศการปด
วาลวท่ีตําแหนงทอดูดจะทําใหมีผลตอการปลดภาระ เม่ือระบบความดันอยูท่ีระดับสูงสุดท่ีกําหนดไวจะทําใหการ
ทํางานของเคร่ืองอัดอากาศยอนกลับมาที่มีภาระท่ีระดับความดันตํ่าตามที่กําหนดไว การควบคุมแบบนี้จะทําให
ประหยัดพลังงานไดอยางมากในการใชเครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบ การใชพลังงานจะลดลงประมาณ 20 เปอรเซ็นต
ของโหลดเตม็ พกิ ัด

สาํ หรบั เครือ่ งอัดอากาศแบบสกรูและแบบโรตารี่เวนชนดิ มีนา้ํ มัน ปกติจะมีระบบฉีดน้ํามันเพื่อรักษาระดับ
ความดัน ซึ่งจะทาํ ใหมกี ารใชพลงั งานในชวงไมมีภาระโหลดประมาณ 30-40 เปอรเ ซน็ ตของโหลดเตม็ พิกดั

การใช On-line / Off-line ควบคุมการไหลท่ีทอทางเขาของเครื่องอัดอากาศแบบสกูรชนิดไมมีน้ํามัน จะ
คลายกับวิธีการท่ีอธิบายมาแลวขางตน โดยสวนใหญเคร่ืองอัดอากาศชนิดไมมีน้ํามันจะทํางาน 2 ขั้นตอน ใน
ขั้นตอนแรกจะเปนการควบคุมอัตราการไหลเวียนของอากาศ ในข้ันตอนที่ 2 จะนํากลับมาท่ีทอทางเขาเพื่อลด
อณุ หภมู ทิ ่ชี ุดหลอเย็น ซง่ึ วิธีน้ีจะชว ยลดการใชพลังงานไดนอยกวาเคร่อื งอัดอากาศแบบโรตาร่ีสกรชู นิดใชนํ้ามนั

การควบคุมแบบมีภาระ / ปลดภาระและแบบอัตโนมัติ (On-line/ Off-line + Auto) สวิทซปดอัตโนมัติของ
มอเตอร จะทาํ งานเม่ือเครอ่ื งทาํ งานโดยไมมีโหลดตามทผ่ี ูใ ชกําหนดเวลาไวและเครื่องจะเปดใหมเมื่อตองการอากาศ
อัด การหยุด/การเร่ิมเดินอัตโนมัติทําใหสามารถนําระบบซอฟสตารทเตอร (Solf starter) มาใชกับมอเตอร เมื่อ
ตอ งการเปด -ปดเครอื่ งบอยๆ ซึ่งจะทาํ ใหส ามารถประหยดั พลังงานไดอยา งมาก

1.3 การควบคุมแบบหลายขัน้ ตอน (Clearance pocket unloading) เฉพาะเคร่อื งอดั อากาศแบบลูกสูบ
เปนความสัมพันธที่เหมาะสมของอากาศท่ีทอทางเขากับความดันปอนเขาภายในฝาครอบสงเขาไปใน
กระบอกสบู มคี าเทา กับหนงึ่ ในส่สี วนของอตั ราการผลิตอากาศของเครื่องอดั อากาศ ลักษณะเฉพาะของการทาํ งานท่ี
มีภาระโหลดบางสวน จะคลายๆ กับการควบคุมแบบ On-line/Off-line ท่ีใชกับเครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบแต
สามารถปรับปริมาณอากาศไดถึง 5 ระดับ คือ 100%, -75%, -50%, -25% และ 0 % อยางไรก็ตามวิธีน้ีถูกมองวามี
ประสิทธภิ าพต่ํา

1.4 การควบคมุ แบบมอดลู เลตงิ้ โดยการหมนุ วาลว (Modulating-by Turn valves) สาํ หรบั เครือ่ งอดั อากาศ

แบบสกรูชนิดฉีดน้าํ มัน
โดยอากาศอัดมีการเปล่ียนแปลงดว ยการแทนท่ีของอากาศดว ยการหมุนวาลว ควบคุมแบบเกลียวกนหอย โดย

การปดทางเขาของทอรองเพ่ือทําใหอากาศสวนเกินไหลยอนกลับไปยังทอทางเขาเครื่อง วิธีการนี้มีประสิทธิภาพ
คลายการควบคุมแบบ On-line/Off-line อยางไรก็ตามระบบน้ีทําใหสามารถควบคุมความดันแตกตางภายในได 0.1
บาร

1.5 การควบคุมแบบมอดูลเลตงิ้ ดว ยคันบังคับการไหลเขา (Modulating-by Inlet Throttling) สําหรับ

เครอื่ งอดั อากาศแบบลูกสบู เวนและสกรู
วิธีการนี้นํามาใชกับการเปล่ียนแปลงชองวาลวโดยยอมใหอากาศบางสวนไหลมาท่ีทอทางเขา ทําใหระบบมี

ความดันเพ่ือขึ้น เพื่อทําใหอากาศท่ีผลิตจากเครื่องลดลง ขอดีของวิธีนี้สามารถรักษาระดับความดันภายในใหมี
ความแตกตา งกันนอ ยท่สี ุด

1-10

ตอนท่ี 4 บทท่ี 1 ระบบอดั อากาศ ปม นา้ํ และพดั ลม ตําราฝกอบรมผรู ับผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

ถามีการควบคุมการไหลอยางตอเนื่องจะทําใหความดันท่ีทอทางเขาลดลงและอัตราสวนของการอัดอากาศ
เพ่ือข้ึน ทําใหมีความตองการใชพลังงานที่ตํ่า วิธีการควบคุมการไหลของอากาศอัดท่ีผลิตไดวิธีน้ีจะมีประสิทธิภาพ
นอยกวาการควบคมุ แบบ On-line/Off-line และจะนํามาใชกับเครอ่ื งอัดอากาศที่มีภาระโหลดสูงเทาน้ัน

1.6 การควบคุมแบบมอดูลเลต้ิง ดวยคันบังคับการไหลเขา (Modulating-by Inlet Throttling) รวมกับการ
ควบคมุ แบบ On-line / Off-line สําหรับเครือ่ งอัดอากาศแบบลกู สบู เวนและสกรู

การเลือกการควบคุมแบบมอดูเลติ้งหรือควบคุมแบบ On-line / Off-line เพื่อทําใหม่ันใจไดวาการควบคุม
มอดูลเลต้ิงจะไมถกู นาํ มาใชกับการทาํ งานทีม่ ีโหลดตํา่ กวา 70 เปอรเซ็นต

1.7 การควบคุมแบบมอดูลเลต้ิงดวยวาลวท่ีทอดานดูด (Modulating – by Suction Value) ที่ไมมีโหลด ใช
เฉพาะเครอ่ื งอดั อากาศแบบลกู สบู

การทํางานของวาลวท่ีทอดานดูดจะสามารถปรับเพ่ิมเพ่ือรองรับการเปล่ียนแปลงการควบคุมระยะเวลา
ระหวางการเปด วาลว ซงึ่ วิธนี ้สี ามารถท่จี ะนํามาใชควบคุมจังหวะการเปดใหนอยลงจากภาวะที่ไรภาระโหลดจนถึง
ภาวะทีม่ ีโหลดเตม็ พกิ ัด

1.8 การควบคุมแบบมอดูลเลต้ิงดวยวาลวควบคุมการไหลท่ีทางเขารอมกับทอบายพาส (Modulating – by

Inlet throttle with bypass) ใชเ ฉพาะเคร่อื งอัดอากาศแบบเทอรโบ
เครื่องอัดอากาศแบบไดนามิค (Dynamic) จะถูกออกแบบเพื่อทําใหม่ันใจวา จะไมเกิดการเปลี่ยนแปลงอยาง

ฉับพลันของอุณหภูมิสูงและความดันต่ําในแตละวัน ดังแสดงในรูปที่ 1.12 รวมทั้งการไหลยอนกลับของอากาศ
ทนั ทที นั ใดภายในเครอื่ งอัดอากาศ

รูปที่ 1.12 การควบคุมแบบมอดลู เลติง้ ดว ยวาลวควบคุมการไหลทท่ี างเขารอ มกับทอบายพาส
การควบคุมวิธีนี้เปนวิธีที่ทําใหการใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพมากวาการควบคุมแบบมอดูลเลต้ิง การ
ใชพลังงานจะลดลงเหลอื 70 เปอรเซ็นตข องโหลดเต็มพิกัด

1-11

ตอนที่ 4 บทที่ 1 ระบบอดั อากาศ ปมนํ้าและพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผูร บั ผิดชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

1.9 การควบคุมอากาศดวยใบนํารองทางเขากับบายพาส (Inlet Guide Vanes with Atmospheric Bypass)

ใชเฉพาะเครื่องอัดอากาศแบบเทอรโ บ
จะเปนใบพัดชนิดปรับมุมไดท่ีติดต้ังท่ีทอลมดูดของเคร่ืองอัดอากาศแบบเทอรโบ การควบคุมวิธีน้ีนิยมใช

มากกวาการควบคุมการไหลท่ีทอทางเขา ซ่ึงจะทําใหการทํางานท่ีมีโหลดบางสวนมีประสิทธิภาพมากกวาและ
ประสิทธิภาพลดลงภายในระยะทีก่ าํ หนด

1.10 การควบคมุ แบบอัตโนมตั ิ (Automatic dual control ) ใชเฉพาะเครื่องอัดอากาศแบบเทอรโ บ
เพือ่ หลีกเลย่ี งการสญู เสยี ของอากาศอดั จากการทํางานโดยวิธีการควบคุมแบบอัตโนมัติ สามารถที่จะนํามาใช
เพื่อหาเหตุผลของจุดยอนกลับสูงสุดและอยูใกลกับวาลวควบคุมการไหลทอทางเขา การควบคุมวิธีนี้จะใชวิธีการ
เดยี วกบั Modulatimg + On-line/Off-line ซง่ึ จะทําใหการใชพลงั งานนอยลง
1.11 การควบคุมความเรว็ รอบของมอเตอรเคร่ืองอดั อากาศ
การใชอปุ กรณควบคุมความเร็วรอบ ทาํ ใหสามารถผลติ อากาศอัดไดส อดคลองกบั ความตองการ เปน วธิ ที ี่
เหมาะกบั เครื่องอดั อากาศแบบลกู สูบ แบบโรตารเี่ วน และแบบสกรู ท่มี ีโหลดบางสว นเปน ระยะเวลานานๆ แตจะ
ไมเ หมาะกบั เครอื่ งอดั อากาศท่ีมีโหลดเตม็ พิกดั เพราะไมมีผลตอการประหยดั พลังงาน

(2) การควบคุมแบบหลายๆ เครอ่ื ง (Multiple compressor control)
ลักษณะการติดตั้งเคร่ืองอัดอากาศสวนใหญจะมีเครื่องอัดอากาศมากกวา 1 เครื่อง เพื่อใหทํางานรวมกันอยางดี
และเหมาะสมที่สุดเหมาะกับความดันท่ีตองการ วิธีการควบคุมแบบอัตโนมัติที่เหมาะกับเคร่ืองอัดอากาศหลายๆ
เคร่ืองท่นี ิยมใชอ ยู มี 2 วิธี คือ

รปู ท่ี 1.13 การควบคมุ ความดนั ตามลาํ ดับข้นั

1-12

ตอนที่ 4 บทท่ี 1 ระบบอัดอากาศ ปมนาํ้ และพดั ลม ตาํ ราฝกอบรมผูรบั ผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

2.1การควบคมุ ความดนั ตามลาํ ดับขน้ั ( Cascade pressure control)
เปนการควบคุมพ้ืนฐานของสวิทซควบคุมความดันของเคร่ืองอัดอากาศซ่ึงนําไปสูการควบคุมเคร่ืองจํานวน
มากเพือ่ ปองกนั ความดนั ตกคลอม

รปู ที่ 1.14 การควบคุมดว ยอิเลก็ ทรอนิกส

จากรปู แสดงการทาํ งานของเครอ่ื งอดั อากาศ โดย เครอื่ ง 1. “เครือ่ งสําคัญท่ีสุด” ที่กําหนดใหมีความดันสูงที่
สําหรับความตองการอากาศตํ่าๆ ซึ่งถามีการตองการอากาศเพ่ิมข้ึน ความดันจะลดลงนําไปสูการทํางานของเคร่ือง
ที่ 2. และจะสง ตอ ไปยังเคร่อื งตอ ๆไป จนถึงระดับความตองการอากาศสูงสดุ สาํ หรบั เครื่องอดั อากาศ ทงั้ 4 เคร่ือง

2.2 การควบคมุ ดว ยอเิ ล็กทรอนกิ ส (Electronic control)
การควบคุมดวยอิเล็คทรอนกิ สสามารถนํามาใชกับการควบคุมตามลําดับขั้นบนพ้ืนฐานของการรวมความดัน
และความตองการอากาศที่สัมพันธ วิธีน้ีจําเปนตองหลีกเลี่ยงการกําหนดความดันท่ีตอเนื่องกันสําหรับเคร่ืองอัด
อากาศแตล ะเครอ่ื ง ซ่ึงความดันท่ีเกิดขึ้นจะผันแปรสอดคลองกับความตองการความดันอากาศอัดและอาจมีความดัน
ตํ่าเกดิ ข้นึ ระหวา งชว งเย็นและสุดสัปดาห
(3) การควบคุมระบบโดยรวม (Overall system control)
โดยท่ัวไประบบควบคุมที่มีความซับซอนมากจะสามารถยืดหยุนและประหยัดพลังงานท่ีมากข้ึน แตตอง
ระมัดระวังระดับความตองการอากาศของระบบทั้งหมด ตองติดตามตรวจวัดเพ่ือใหมั่นในวาทํางานถูกตองอยาง
ตอเนือ่ งและเชอื่ มตอ กบั ระบบการจัดการอาคารสาํ นกั งาน (Building mangement system)
3.1 การควบคุมอยางงาย
- ระบบจําเปนตองสัมพนั ธกันกบั พ้ืนทีค่ วบคมุ ทไ่ี มซ บั ซอ นและยอมใหบ างสว นของระบบหยุดการทํางาน
เมือ่ ไมไ ดใชงาน
- การควบคุมดวยสวิทซเวลาอยางงายๆ เปนรูปแบบที่นิยมใชกันมากท่ีสุด ซึ่งสามารถนํามาใชกับจุดที่มี
การเปลี่ยนแปลงของการผลติ อากาศท่อี ยูไกลออกไป
3.2 การควบคมุ แบบรวมศนู ย (Integrated control)
การควบคมุ แบบรวมศนู ยอ าจนํามารวมกับระบบการจัดการอาคาร (Building managements system) สามารถ
นาํ มาใชเ ปนเครือ่ งมือตดิ ตามผลปฏิบัติงานในโรงงาน แลวยังสามารถนํามาแสดงใหเห็นถึงความตองการบํารุงรักษา
ตามชัว่ โมงการทํางาน

1-13

ตอนที่ 4 บทท่ี 1 ระบบอดั อากาศ ปม นํ้าและพดั ลม ตาํ ราฝกอบรมผรู ับผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

รปู ที่ 1.15 แสดงการควบคุมแบบรวมศูนย

ตวั อยา งท่ี 1.1 มีปมท่ีมีอัตราการไหลท่ีจุดพิกัด QN = 10 m3/min เฮดรวม HN = 30 m ความเร็วรอบ NN = 1500
min-1 ประสิทธิภาพปม ηN = 60% เม่ือนําความสัมพันธระหวางเฮดรวมของปมกับอัตราไหล และความสัมพันธ
ระหวา งประสิทธภิ าพของปม กับอัตราไหล มาทําใหเ ปนมาตรฐาน (Normalization) ดว ยคาที่จดุ พกิ ดั จะไดสตู รดงั น้ี

h = 1.25n2 − 0.25q2

η* = 2.0 ⎛⎜ q ⎞⎟ − ⎛⎜ q 2
⎝ n ⎠ ⎝ n
⎟⎞
⎠

แต h = H , n = N , q = Q , η* = η
HN NN QN ηN

นอกจากน้ี หากนาํ คุณลกั ษณะความตา นทานของภาระมาทาํ ใหเ ปน มาตรฐาน จะไดส ูตรดังนี้

.γ = 0.5 + 0.5q2

พจนท ่ี 1 ทางขวาของสตู รขางตนหมายถึงเฮดจริง และพจนท ่ี 2 จะหมายถงึ ความสูญเสียของทอ

ใหปมนี้เดินเคร่ืองดวยอัตราไหล Q = 5 m3/min จงเปรียบเทียบกําลังขับเพลาในกรณีที่ปรับวาลวดวยจํานวนรอบท่ี

พกิ ดั และในกรณที ่ปี รับดว ยการควบคุมความเรว็ และใหหาความเร็วในการหมนุ ของปม ในกรณที ค่ี วบคมุ ความเรว็

วธิ ที ํา ในกรณีทีป่ รับวาลว หากกาํ หนดให q = 0.5 และ n = 1 แลว

h = 1.188, η* = 0.75

ดังนน้ั เม่อื กําหนดใหกาํ ลงั ขบั เพลาท่ีทําใหเ ปนมาตรฐานเทากับ p แลว

p = qh = 0.5 ×1.188 = 0.792
η* 0.75

ในกรณขี องการควบคุมความเร็ว หากให q = 0.5 แลว γ = 0.625

1-14

ตอนที่ 4 บทท่ี 1 ระบบอัดอากาศ ปมนํา้ และพดั ลม ตําราฝก อบรมผรู ับผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

ซ่ึงปรมิ าณนจี้ ะสมดลุ กับเฮดรวมของปม จะได

h = 1.25n2 − 0.25 × 0.52 = 0.625

ดงั นน้ั n = 0.742 ซง่ึ เวลานี้ η* = 0.894 ดงั น้ัน กาํ ลังขับเพลา จะเทากับ

p = qh = 0.5× 0.625 = 0.350
η* 0.894

ในอีกดานหนึ่ง กําลังขับเพลา PN ของจดุ มาตรฐาน จะเปน

PN = QNHN ⋅ 100 = 81.7 kW
6.12 ηN

จากสง่ิ เหลา นี้ กําลงั ขับเพลาเม่ือปรับวาลวจะเทากับ 64.70 kW กําลังขับเพลาเม่ือควบคุมความเร็วจะเทากับ

26.60 kW การควบคุมความเร็วจะทําใหสามารถลดกําลังขับเพลาไดถึง 36.10 kW นอกจากน้ี ความเร็วรอบของปม
เมื่อทาํ การควบคุมความเรว็ จะเทากับ 1,112 min-1

1.1.4 ประสทิ ธภิ าพของเครือ่ งอดั อากาศ

กําลังขับเคล่ือนตามทฤษฎีของเครื่องอัดอากาศ จะมีความซับซอนเล็กนอย ในกรณีของการอัดไมถายเท

ความรอน ระหวา งความดันกาซกับปริมาตร จะมีความสัมพันธกันดังน้ี

pvκ = คา คงที่ (1.1)

โดย κ คอื Specific heat ratio (Adiabatic index) = ความรอ นจําเพาะท่ีความดนั คงท่ี / ความรอ นจาํ เพาะท่ปี รมิ าตรคงที่

จากความสัมพันธนี้ กําลังขับเคลื่อนตามทฤษฎี P เพื่อทําการอัดปริมาณลม Q [m3/min] ตั้งแตความดัน P1
[Pa] จนถึงP2 [Pa] จะเทากบั สูตรตอ ไปนี้

P = κ ⋅ p1Q ⎢⎢⎡⎣⎢⎝⎜⎛⎜ p2 κ−1 ⎤ [kW] (1.2)
κ −1 60000 p1 −1⎥⎥
⎟⎟⎠⎞ κ
⎥⎦

ดังนั้น หากใหผลคูณของประสิทธิภาพเชิงกลและประสิทธิภาพการก้ันความรอนเทากับ η [%] และให

Tolerance เทากบั αPm กาํ ลังขาออกทใี่ ชใ นเคร่ืองมอเตอร จะหาคาไดจ ากสูตรตอไปน้ี

Pm = κ ⋅ p1Q ⎢⎡⎣⎢⎢⎜⎜⎝⎛ p2 κ−1 ⎤ ⋅ 100 (1 + α) [kW] (1.3)
κ −1 60000 p1 −1⎥⎥ η
⎟⎞⎠⎟ κ ⎥⎦

1.1.5 แนวทางการอนรุ ักษพ ลงั งานในระบบอากาศอัด
ประเด็นสําคญั ในการอนรุ ักษพ ลังงานของระบบอากาศอดั

(1) คํานวณตนทุนของอากาศอัด [บาท/m3] แลวใชตนทุนนี้ในการคํานวณคาใชจายตามปริมาณความ
ส้นิ เปลอื งอากาศของอปุ กรณท ี่ทาํ งานดวยอากาศอัด ในจาํ นวนตนทุนนจี้ ะมคี าไฟฟา ของเครื่องอัดอากาศเปน หลกั

(2) ปริมาณอากาศขาออกของเครื่องอัดอากาศ โดยท่ัวไปจะมีคาประมาณ 7.5-5.5 ที่กําลังขับจําเพาะ
[kW/m3/min] (ANR) กลา วคือเทา กับ 0.13-0.18 [m3/min/kW] (ANR) ตอ 7.5 [kW]

(3) เครื่องอัดอากาศขนาดเล็กจะใชแบบลูกสูบ ขนาดกลางจะใชแบบสกรู และขนาดใหญจะใชแบบเทอร
โบ เปนหลัก ประเด็นสําคัญในการเลือกใชเครื่องปรับอากาศคือ จะใชแบบใชน้ํามันหรือไมใชนํ้ามัน จํานวนชั้น
ของการอัดอากาศ การสนั่ สะเทอื น เสียงดัง และวธิ ีควบคมุ Capacity เม่ือมกี ารเปลีย่ นแปลงภาระ

1-15

ตอนที่ 4 บทท่ี 1 ระบบอัดอากาศ ปม นํ้าและพดั ลม ตําราฝกอบรมผรู ับผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

(4) หากมีเครอ่ื งอัดอากาศหลายตวั แลว ใชวธิ คี วบคมุ จาํ นวนเครือ่ งใหสอดคลองกบั การเปล่ียนแปลงภาระ
จะทําใหเดินเครื่องไดอยางอนุรักษพลังงานใกลเคียงกับเสนกราฟกําลังขับในอุดมคติ และในกรณีท่ีทําการจัดกลุม
เครื่องอัดอากาศ ไมควรใหมีกลุมเคร่ืองอัดอากาศประเภทปริมาตรทดแทนเชิงบวก (Positive displacement) รวมกับ
กลุมเคร่ืองอัดอากาศประเภทไดนามิคส (Dynamics) เน่ืองจากในสภาวะ Unload เคร่ืองอัดอากาศประเภทปริมาตร
ทดแทนเชงิ บวก จะสรา งความดันอากาศอยา งตอ เนอ่ื ง ทาํ ใหสูญเสยี พลงั งานไฟฟา

(5) ส่ิงที่สําคัญคือการอนุรักษพลังงานทางดานผูใชอากาศอัด (การปรับความดันใหเหมาะสม การลดการ
ปลอยอากาศทง้ิ และอากาศร่วั เปนตน )

การประหยัดพลังงานของระบบปรับอากาศตองประกอบดวย การออกแบบระบบท่ีดีการเลือกใชประเภท
และขนาดใหเหมาะสม ขนาดของถังเก็บอากาศมีปริมาณท่ีเพียงพอกับลักษณะงาน ขนาดของทอเมนตองโตพอท่ี
ทําใหความเร็วของอากาศไมสูงเกินไปจนทําใหเสียความดัน และสามารถแยกคอนเดนเสทไดดี การใชงานและการ
บํารุงรักษาที่ดี

1.1.5.1 การเลือกเครอ่ื งอัดอากาศ

(1) เครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบ เปนเคร่ืองอัดอากาศที่มีประสิทธิภาพสูง ย่ิงมีจํานวนข้ัน (Stage) เพ่ิมข้ึน
ย่ิงมีประสิทธิภาพสูง สวนใหญใชเพียง 2 ขั้น เครื่องอัดอากาศแบบระบายความรอนดวยน้ําจะมีประสิทธิภาพสูง
กวาการระบายความรอนดวยอากาศ เครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบเหมาะสมกับการรับโหลดท่ีไมสม่ําเสมอไดดี
เนื่องจากมีอุปกรณ Un-load ที่ดี การใชอุปกรณ Un-load นอยมากเม่ือเทียบกับเครื่องแบบอื่นๆ การควบคุมยัง
สามารถทําเปนแบบ Multi step ในชว งการเดนิ Part load จะใหประสทิ ธิภาพดี

(2) เครอ่ื งอดั อากาศแบบโรตารีส่ กรู เปน เคร่ืองทม่ี คี วามสกึ หรอนอยเน่ืองจากตัวสกรูไมไดสัมผัสกัน การ
อัดอากาศมีประสิทธิภาพพอสมควรแตโครงสรางเปนตัวสกรูกําหนดใหมีอัตราสวนความดันคงท่ี เคร่ืองอัดอากาศ
แบบโรตาร่ีสกรเู หมาะกับการรับโหลดเตม็ พิกดั และสม่ําเสมอ จงึ จะใหประสทิ ธิภาพท่ดี ไี ด

(3) เครื่องอัดอากาศแบบหอยโขง เปนเครื่องอัดอากาศที่มีประสิทธิภาพสูงพอควรเหมาะกับระบบท่ีความ
ตอ งการอากาศมาก

1.1.5.2 ทอ ดูดอากาศ

การออกแบบทอดูดอากาศควรใหทอดูดอากาศจากภายนอก โดยอากาศตองเย็น แหงและสะอาด อากาศที่
มีอุณหภูมิตํ่าลง 3 °C จะทําใหใชพลังงานลดลง 1% การอัดอากาศที่แหงจะชวยลดการอัดไอน้ําใหไดความดันเทา
อากาศและความดันไอนํ้าจะควบแนนเปนหยดนํ้า เรียกวา คอนเดนเสท ซ่ึงไมสามารถใชประโยชนใดๆไดและตอง
หาวิธีกําจัดดวยวิธีตางๆ ความสะอาดของอากาศจะมีผลตอฟลเตอร หากมีฝุนมากจะทําใหฟลเตอรอุดตัน มีผลให
อากาศไหลเขา นอย อัตราสว นความดนั จะสูงข้ึน ทาํ ใหใ ชพ ลังงานเพ่ิมขนึ้

1.1.5.3 After cooler

เน่ืองจากอากาศท่ีดูดเขาไปมีความช้ืนผสมอยูดวยถาไมมี After cooler ความช้ืนจะกลั่นตัวเปนหยดน้ํา การ
ตดิ ตั้ง After cooler จะชว ยลดปญหาการเกดิ คอนเดนเสทไดมาก

1.1.5.4 Air dryer

งานบางอยางตองการความชน้ื ในอากาศนอยหรอื มคี วามสะอาดมาก เชน อุตสาหกรรมพนสี อุตสาหกรรม
อาหารและยา Air dryer จะชวยแยกความช้ืนและทาํ ใหอ ากาศมีความแหง มาก

1-16

ตอนท่ี 4 บทที่ 1 ระบบอดั อากาศ ปมนาํ้ และพดั ลม ตาํ ราฝกอบรมผรู ับผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

1.1.5.5 ถงั เก็บอากาศ
ระบบท่ีตองการความดันอากาศที่สมํ่าเสมอ ถังเก็บอากาศจะชวยใหลมในระบบมีความสมํ่าเสมอ ถังเก็บ
อากาศยงั ชวยลดอุณหภูมอิ ากาศ ทําใหค อนเดนเสทแยกจากอากาศอดั ไดบางสว น
1.1.5.6 ทอเมน
ทอเมนจะตองมีขนาดใหญพอที่จะไมใหความเร็วของอากาศภายในสูงเกินไป ลักษณะการตอทอเมน ใน
ระบบใหญนิยมตอเปนวงแหวน สําหรับระบบขนาดเล็กตอเปนแนวตรงก็ใชได ระบบทอเมนตองดูแลใหมีการรั่ว
ของอากาศไมเกนิ 5 %

1.1.5.7 ความดันของอากาศอัด
(1) การใชความดันของอากาศอัด ปกติระบบนิวเมติกสจะใชความดันอากาศไมเกิน 5 บาร โรงงานสวน
ใหญผ ลิตอากาศท่ีความดัน 7 บารแลวสงไปตามทอ แลวลดความดันท่ีตรงจุดใชงานตามความตองการของอุปกรณ
การออกแบบลักษณะนี้ประสิทธิภาพดานการใชพลังงานไมดี เนื่องจากตองลดความดันอีกมากที่จุดใชงาน การ
ออกแบบทออากาศสว นใหญการสูญเสยี ความดันตอ งไมเ กนิ 5 % ถาระบบตองการความดันไมเกิน 5 บาร อาจตอง
ผลิตอากาศท่ี 5.6 บาร เมือ่ เกิดการลดในทอ 5 % จะเหลือความดันท่ปี ลายทอ 5.3 บาร ซงึ่ เพียงพอกับการใชง าน
(2) ในกรณีที่ความดันของอากาศ แบงออกเปน 2 ระดับ เชน กลุมหน่ึงใชความดัน 6 บาร อีกกลุมหนึ่งใช
ความดัน 3 บาร ทง้ั สองกลมุ มปี ริมาณการใชอากาศใกลเ คียงกัน โรงงานสวนใหญมักจะผลิตอากาศท่ีความดัน 7 บาร
แลวลดความดันลงใหเหมาะกับจุดท่ีใชงาน ซ่ึงกลุมที่ใชความดัน 3 บาร จะส้ินเปลืองพลังงานอยางมาก การใชงาน
ลักษณะนี้ควรผลิตอากาศแยกระบบโดยระบบแรกผลิตท่ีความดัน 7 บาร เพ่ือความตองการความดัน 6 บาร และอีก
ระบบผลิตที่ความดัน 3.5 – 4 บาร เพ่ือใชกับความตองการ 3 บาร จะทําใหลดพลังงานลง 33% เมื่อแบงเปนสอง
ระบบแลวอาจจะตอทอ และลดความดนั ระหวางระบบท้ังสองเพื่อใชในกรณฉี กุ เฉิน
(3) ในกรณที ีค่ วามดนั ของอากาศ แบงเปน 2 ระดับ แตในระดับสูงมีจํานวนใชที่นอยกวา เชน โรงงานแหง
หนึ่งใชความดันที่ 6 บาร และ 10 บาร แตความดันท่ี 10 บาร มีความตองการใชอยูระหวาง 10-15% ของการใช
ทั้งหมด ลักษณะนี้อาจจะผลิตอากาศท่ีความดัน 7 บาร แลวติดตั้ง Booster เพื่ออัดอากาศจากความดัน 7 บาร เปน 11
บาร เพือ่ ปอนใหกลับความดนั 10 บาร การจัดการลกั ษณะน้ีจะชว ยลดการใช พลงั งานไดอยางมาก

การดูแลรกั ษา
ตรวจสอบเครื่องตน กาํ ลังหรือเครอ่ื งอดั ลม และอปุ กรณ
ตรวจสอบประสิทธภิ าพของเคร่อื งอดั ลม
ตรวจสอบตาํ แหนงของทอ นาํ ลมเขา
ตรวจสอบขนั้ ตอนในการบํารุงรกั ษา
ตรวจสอบการจัดระบบควบคมุ
ตรวจสอบปริมาณของลมอดั ท่จี ายไปใช
ตรวจสอบอุณหภูมิ และความดันทจี่ าย
ตรวจสอบการรัว่ ตางๆ
การร่วั ตอ งมีการปองกนั
ตรวจสอบคา ความดนั ที่จุดใชงาน
ตรวจสอบการใชงานของเคร่ืองอัดลม

1-17

ตอนที่ 4 บทที่ 1 ระบบอดั อากาศ ปม น้ําและพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผรู ับผิดชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

ตรวจสอบลักษณะของการใชงาน

การตดิ ตัง้ และดแู ลรกั ษา
การติดตงั้ ทอ ลมหลัก
การตอ ทอยอยออกจากทอ ลมหลัก
การเดินทอ เมื่อมีสง่ิ กีดขวาง
การตดิ ต้ังอุปกรณร องรับทอ ลมหลัก
ตําแหนงของกรองอากาศ
ตาํ แหนงของอุปกรณป รับความดัน
ตําแหนงของอปุ กรณเ ติมสารหลอลน่ื

• เลอื กใชอ ปุ กรณถา ยทอดแรงขบั ทเี่ หมาะสม
• บาํ รงุ รักษาท่เี หมาะสม (การรว่ั การทาํ ความสะอาดแผน กรองและไสก รอง เปนตน )
• พจิ ารณารูปแบบการเดนิ เคร่ืองและกาํ หนดใหเ หมาะสม

1.2 ประเภทและหลกั การทํางานของปม
ปมมีการประยุกตใชกันอยางกวางขวาง ซึ่งถูกนํามาใชงานในหลายๆ ดาน สวนปริมาตรก็มีต้ังแตรอยกวาวัตต

จนถงึ 6,000 kW ประเภทของปม ที่มีการนาํ มาใชงานจริงน้นั สามารถแบง ออกไดเ ปน 2 ลักษณะ ดังนี้

1.2.1 ประเภทของปม
1) ปมแบบแรงเหวี่ยง (Centrifugal pump) เปนปมประเภทที่สามารถผลิตเฮดนํ้าโดยการเพ่ิมความเร็วของ

ของนาํ้ ซ่งึ เกดิ จากการหมุนของใบพัดไปตามตวั เรือนของปม ซ่ึงอัตราการไหลของนํ้าจะแปรผันตามความดันดานขา
ออก (Discharge) เชน End suction pump, In-line pump, Double suction pump, Vertical multistage pump,
Horizontal multistage pump, Submersible pumps, Self-priming pumps, Axial-flow pumps, และ Regenerative
pumps

2) ปมแบบปริมาตรแทนที่เชิงบวก (Positive displacement pump) เปนปมประเภทท่ีใหนํ้าเขาไปแทนท่ีอยู
ในปริมาตรในเรือนปมอยางตอเนื่อง ซ่ึงจะสามารถใหอัตราการไหลของน้ําที่คงที่ ถึงแมวาความดันดานขาออก
(Discharge) จะมกี ารแปรผัน เชน Reciprocating pumps, Power pumps, Steam pumps, และ Rotary pumps

ปมทําหนาท่ีในการสูบของเหลว จากจุดท่ีมีเฮดกดดันต่ํา (Low pressure head) โดยสงของเหลวดังกลาว
ออกไปตามระบบทอ ดวยเฮดความกดดันท่ีสูงกวาเดิม (High pressure head) การท่ีจะใหของไหลไหลจากจุดท่ีมี
เฮดกดดันตํ่ากวาไปยังจุดท่ีมีเฮดความกดดันสูงนั้น จะตองใชปมทําหนาที่ในการปอนพลังงานกลใหแกของไหล
น้ันๆ เพ่ือท่ีจะทําใหของไหลมีพลังงานท่ีจะใชขับเคล่ือนตัวเอง โดยสามารถเอาชนะความตานทานท่ีจะเกิดขึ้นตอ
การไหลภายในระบบน้นั ปม จะสบู ของไหลจากทางดา นดูด (Suction) และปลอยไปยังอีกดานหน่ึง (Delivery) โดย
รับพลงั งานจากเครื่องตน กาํ ลัง อาทิ เครือ่ งยนต มอเตอรไฟฟา เปนตน

1-18

ตอนท่ี 4 บทท่ี 1 ระบบอัดอากาศ ปมนํ้าและพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผรู ับผิดชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

ปม สามารถจําแนกออกเปนลักษณะทางดานไฮดรอลคิ ส ไดเปน 4 ลักษณะ คอื
(1) แบบแรงเหว่ยี งหนศี ูนยกลาง (Centrifugal pump)
(2) แบบโรตาร่ี (Rotary pumps)
(3) แบบเล่ือนชกั หรอื แบบลูกสบู (Recipprocating pump)
(4) แบบพเิ ศษ (Specialized pumps)

ตารางท่ี 1.2 ประเภทและหลักการทาํ งานของปม

ประเภทของ จาํ นวนชัน้ และรปู แบบ N5 หลักการทํางาน
ปม การดดู

turbine* pump 1 ช้นั 100 - น้ําจะไหลเขามาที่ขั้วใบพัดใน แปลง dynamic head เปน static
แบบดดู เขาขางเดยี ว 250 ทิศทางเกือบตั้งฉากหรือเฉียง head ดวย guide vane และ spiral
แบบดูดเขาสองขา ง เล็กนอยกับเพลา จะกําเนิด static casing

centrifugal pump หลายชัน้ 120 - head และ dynamic head จากแรง
200 เหวีย่ งของใบพัด

1 ชนั้ แบบดูดเขาขา ง 100 - ไมมี guide vane จะแปลง dynamic

centrifugal pump เดียว 450 head เปน static head ดวย spiral

1 ชนั้ แบบดดู เขา สอง 120 - casing เทา น้ัน

ขาง 750

หลายชนั้ 120 -
200

mixed flow 700- มีโครงสรางท่ีอยูระหวาง mixed flow pump กับ axial flow pump น้ําจะเขา
pump 1200 ไปในใบพัดในทิศทางเฉียงๆ กับแกน และไหลออกในแนวเฉียง ปมน้ีจะ
กําเนดิ static head และ dynamic head ดว ยแรงเหวย่ี งของใบพดั และแรงสบู

axial นํ้าจะไหลเขาไปในใบพัดตามทิศทางเพลา แลวไหลออกในทิศทางเพลา
1200-2000 เชนกนั ซึ่งจะกําเนดิ static head และ dynamic head จากแรงสบู ของใบพัด

* หมายถึง Centrifugal pump ทมี่ ี Guide vane

(1) แบบแรงเหว่ยี งหนศี นู ยกลาง (Centrifugal pump)
ปม ประเภทน้ีนิยมใชอยางแพรหลายในการสูบน้ํา นม สารหลอล่ืน สารละลายเคมี วัสดุทางการเกษตรท่ีใช
ในการแปรรูป เปนตน มีประสิทธิภาพในการสูบสูงถึง 90 % และยังสามารถออกแบบเพื่อการทํางานที่ระดับความ
ดันสูงได ช้ินสวนท่ีหมุนอยูภายในเรือนปมจะทําใหเกิดการขับดันของไหล เรียกวาโรเตอร (Rotor) หรือใบพัด
(Impeller) ตัวแพกระจายนํ้า (Diffuser) จะเปนสวนท่ีอยูกับที่ ทําหนาที่ในการเปลี่ยนเฮดความเร็ว (Velocity head)
ใหอยใู นรปู ความดันสถติ (Static pressure) ของไหลที่ถกู สบู จะไหลผานเขาสชู อ งทางเขา ซงึ่ ขนานกับพืน้ ระนาบ และ
ถกู ผลักดนั ออกไปตามแนวรัศมขี องใบพัดหรือโรเตอร
กลไกการสงผานพลังงานในโรเตอรหรือใบพัด จะเปนผลจากการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมของของไหล
กอใหเกดิ ความแตกตางความดนั ภายในระบบเกดิ การขบั ดันของไหลใหเกิดการไหลในแนวเสนรอบวง (Tangentail

1-19

ตอนที่ 4 บทที่ 1 ระบบอดั อากาศ ปม น้ําและพดั ลม ตําราฝก อบรมผูรับผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

flow) เปนผลใหเกิดแรงเหวี่ยงหนีศูนยกลาง (Centrifugul force) ทําใหเกิดการไหลจากจุดศูนยกลางของใบพัดของ
ใบพัดออกไปสูแนวเสนรอบวง ทุกทิศทางออกไปทางทอสง ดังน้ัน ของไหลที่ถูกขับดันออกมาก็จะมีทิศทางการ
ไหลที่เกิดจากผลรวมของแรงทั้งสอง ดังรูปท่ี 1.16

รูปท่ี 1.16 ทิศทางการไหลของของไหลขณะผานออกจากใบพัดของ Centrifugal pump

รปู ท่ี 1.17 ลกั ษณะทวั่ ๆ ไปของ Centrifugal pump
(1.1) ปม แรงเหวยี่ งหนีศนู ยก ลางแบบ Volute
เปนปมประเภทแรงดันต่ํา ใหความดันดานปลอยนอยกวา 30 เมตรของน้ํา ครีบใบพัดจะหมุนและเหวี่ยง
ของไหลออกไปกระแทกกบั ภายในของเรือนปม ดงั รปู ที่ 1.18

รูปที่ 1.18 ปม แรงเหวย่ี งหนีศนู ยก ลางแบบ Volute

1-20

ตอนท่ี 4 บทที่ 1 ระบบอัดอากาศ ปม นา้ํ และพดั ลม ตาํ ราฝกอบรมผรู บั ผดิ ชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

ในกรณีที่ใบพัดหมุนจะเกิดแรงในแนวรัศมีข้ึนซ่ึงจะมีผลกระทําตอเพลาของใบพัดอาจทําใหเพลาไดรับ
ความเสยี หายได จึงออกแบบใหปมมีชอ งเพิม่ ขนึ้ เปนสองชอง (Double volute) ดงั รูปที่ 1.19

รปู ท่ี 1.19 ปม แรงเหว่ียงหนีศูนยก ลางแบบ Double volute
(1.2) ปมแรงเหว่ียงหนีศูนยกลางแบบ Diffuser
เปนปมประเภทแรงดันปานกลาง (สูงกวาแบบ Volute) จะมีลักษณะเหมือนกับปมแบบ Volute แตจะมี
แผนกระจายของไหล (Guide vane) ติดอยูรอบๆเรือนของปมและยังทําหนาท่ีควบคุมทิศทางการไหลของของไหล
เพ่อื ที่จะทาํ ใหเกดิ ความดนั ท่สี ูงขึน้

รปู ที่ 1.20 ปมแรงเหว่ยี งหนศี ูนยก ลางแบบ Diffuser
(1.3) ปมแรงเหวีย่ งหนีศูนยกลางแบบ Regenerative turbine
เปนปมประเภทแรงดันสูง ภายในมีชุดใบพัดหลายใบติดอยูบนเพลาเดียวกัน ใบพัด 1 ชุด เรียกวา 1 สเตจ
ของไหลทถ่ี ูกสบู เม่ือไหลออกมาจากสเตจทหี่ นึง่ ก็จะถูกสง ไปยงั สเตจตอ ๆไป ทําใหของไหลมคี วามดนั สงู ข้นึ นน่ั เอง

1-21

ตอนท่ี 4 บทที่ 1 ระบบอดั อากาศ ปมนํ้าและพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผรู บั ผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

รูปที่ 1.21 ปม แรงเหวย่ี งหนีศูนยก ลางแบบ Regenerative turbine
(1.4) ปม แรงเหวี่ยงหนีศูนยกลางแบบ Axial flow
ปมแบบนี้ของไหลจะไหลในแนวแกนเพลาขับ สามารถใชไดกับของไหลที่มีสารแขวนลอยปะปนมาดวย
นยิ มใชมากในโรงงานอตุ สาหกรรมตางๆ ซงึ่ ตอ งการเฮดความดนั ตํา่ ๆ แตม อี ตั ราการไหลสูง

รปู ที่ 1.22 ปม แรงเหวย่ี งหนศี ูนยก ลางแบบ Axial flow
(1.5) ปมแรงเหว่ียงหนีศูนยก ลางแบบ Mixed flow
ปม แบบนี้จะทาํ ใหก ารไหล มีการไหลท้งั ในแนวแกนและในแนวรัศมีของใบพัดซึ่งจะทําใหเกิดแรงในแนว
รัศมีและแรงในแนวแกนข้ึนซึ่งจะชวยในการขับดันของไหล นิยมใชกับงานที่ตองการเฮดความดันตํ่าๆ แตมีอัตรา
การไหลสงู

1-22

ตอนที่ 4 บทที่ 1 ระบบอัดอากาศ ปม นํา้ และพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผูรับผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

รปู ท่ี 1.15 แสดงปม แรงเหวี่ยงหนศี นู ยก ลางแบบ Mixed flow
รูปที่ 1.23 ปม แรงเหวีย่ งหนีศนู ยก ลางแบบ Mixed flow

(2) แบบโรตารี่ (Rotary pumps)
ทํางานโดยอาศัยหลักการแทนท่ีของเหลวภายในหองของตัวปมดวยการเคล่ือนท่ีของช้ินสวน ซ่ึงหมุนเพ่ือ

ทําใหเกิดความแตกตางของความดันภายในระบบ ของเหลวจะถูกดูดเขาและอัดใหเกิดแรงดันสูงข้ึนแลวปลอย
ออกมาทางดานปลอย ชิ้นสวนที่หมุนดังกลาวเรียกวา โรเตอร การหมุนของโรเตอร จะกอใหเกิดการแทนที่ของ
ของเหลวขึน้ อยางตอเน่อื ง ทาํ ใหข องไหลท่ีไหลผา นปม มอี ัตราการไหลอยาง ตอเนอื่ งตลอดเวลา

ปมแบบน้ีจะมีอัตราการสูบต่ํากวาปมประเภทอ่ืนๆ เนื่องจากอัตราการแทนที่ของเหลวมีคาต่ําโดยทั่วไปจะ
มปี ระสิทธภิ าพประมาณ 80 – 85 % ขึ้นอยูกับการสูญเสียเนื่องจากความเสียดทานและคุณลักษณะของของไหลท่ีใช
สบู หรือมากกวา นท้ี ง้ั น้ีขึน้ อยกู บั เง่ือนไขที่ดีกวา

(2.1) ปมโรตารี่แบบเกยี ร (Gear type)
นิยมใชกันแพรหลาย ของเหลวจะถูกสูบดวยอัตราที่ตอเนื่องกัน ทําใหการไหลเปนไปอยางตอเนื่อง
ตลอดเวลา เหมาะกับงานที่ตองการสูบของเหลวที่มีความหนืดสูง เชน ในระบบไฮดรอลิกส ในระบบหลอล่ืนของ
เคร่ืองยนตทั่วๆไป เปนตน ภายในตัวเรือนประกอบดวยเฟองเกียร 2 ตัว หมุนขบกันอยู ซ่ึงงายตอการซอมแซม ทํา
ความสะอาด และสามารถถอดประกอบไดงาย ประสิทธิภาพการทํางานของปมประเภทน้ีคอนขางสูงเมื่อทํางานกับ
ของไหลท่ีมคี ุณสมบัตเิ ปนสารหลอล่ืน

1-23

ตอนที่ 4 บทท่ี 1 ระบบอัดอากาศ ปม น้ําและพดั ลม ตําราฝก อบรมผรู บั ผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

ปม ประเภทนีแ้ บง ยอยตามลักษณะการวางของเฟอ งเกียรเ ปน 2 ลักษณะ ดงั รูป

รปู ท่ี 1.24 External gear pump รปู ที่ 1.25 Internal gear pump

จากรูปท่ี 1.24 และรูปที่ 1.25 แสดงปมโรตารีแบบเกียร จะเห็นไดวาจํานวนและขนาดฟนเกียรจะมีผลตอ
อัตราการไหลของของไหล โดยที่ปมประเภทนใ้ี ชก บั งานท่อี ัตราการไหลของของไหลไมมากนัก

(2.2) ปม โรตารีแ่ บบลอน
ปมแบบน้ีจะมีลักษณะคลายคลึงกับปมแบบ External gear pump นอกจากวาจํานวนลอน (Lobe) จะมี
จํานวนนอยกวาและมขี นาดใหญก วา ซงึ่ จะมผี ลทาํ ใหสามารถสบู ของไหลไดใ นปริมาณทมี่ ากกวา แตอตั ราการไหล
จะไมค อยคงที่

ก. แสดง Single – lobe rotary ข. แสดง Three – lobe rotary

ค. แสดง Four –lobe rotary
รปู ท่ี 1.26 ปม โรตารแ่ี บบลอน

1-24

ตอนท่ี 4 บทที่ 1 ระบบอดั อากาศ ปม น้าํ และพดั ลม ตําราฝก อบรมผูร บั ผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

(2.3) ปม โรตารแ่ี บบเกลียว
ภายในปมโรตารีแบบเกลียว (Screw) น้ี ภายในจะมีลักษณะเปนเกลียวหมุนขบกัน การหมุนขบกันของ
เกลียวจะทําใหเกดิ ความแตกตางของแรงดนั ขึ้นภายในระบบ ทาํ ใหส ามารถขับดันใหของไหลเกดิ การเคลอ่ื นที่ได

ก. Single – screw rotary ข. Two – screw rotaty

ค. Three – screw rotary
รูปที่ 1.27 ปม โรตาร่ีแบบเกลยี ว

(2.4) ปม โรตารีแบบแผนกวาด
ปมโรตารีแบบแผนกวาด (Vane) ภายในปมจะมีครีบหรือแผนกวาด ซ่ึงสามารถเล่ือนเขา-ออกไดภายใน
เรือนปม แรงจากการหมุนของแผน กวาดจะทําใหของไหลถูกขับดันและเกิดการเคล่ือนท่ี สวนปลายของแผนกวาด
จะสัมผัสกับผนังของเรือนปมอยูตลอดเวลา ในขณะท่ีหมุนกวาดอยูภายในเรือนปมจะทําใหสวนปลายของแผน
กวาดเกิดการสึกหรอเร็วแตไมมีผลกระทบตอการลดลงของความดันภายระบบเพราะวา แผนกวาดสามารถที่จะ
เล่อื นออกมาจนสัมผสั กบั ผนงั ของเรอื นปม ไดเหมือนเดิม

ก. Sliding vane rotary ข. External vane rotary

รปู ที่ 1.28 ปม โรตารีแ่ บบแผนกวาด

1-25

ตอนท่ี 4 บทท่ี 1 ระบบอดั อากาศ ปม น้าํ และพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผรู บั ผิดชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

(3) ปม แบบเลอ่ื นชกั หรอื แบบลกู สูบ (Reciprocating pumps)
ปมแบบเลื่อนชักจะมีลักษณะการเคลื่อนที่กลับไปกลับมาโดยมีลูกสูบทําหนาท่ีในการอัดของไหลภายใน

กระบอกสูบใหมีความดันสูงขึ้น ดวยการเคล่ือนที่กลับไปกลับมาเหมาะสําหรับสูบของไหลในปริมาณที่ไมมากนัก
แตต อ งการเฮดในระบบท่สี ูง ของเหลวทใ่ี ชปม ประเภทนจี้ ะตองมีความสะอาดเพียงพอทีไ่ มท ําใหชิ้นสวนท่ีเคลื่อนท่ี
ภายในกระบอกสบู เกิดการสกึ หรอท่ีเรว็ ข้นึ การอัดตวั ของของไหลแตล ะคร้งั จะเปน จังหวะตามการเคลื่อนที่กลับไป
มาของสบู ไมม ีการตอเนอ่ื งกันจงึ ทาํ ให การไหลของของไหลมีลักษณะเปนหว งๆ (Pulsation)

(3.1) ปมเล่อื นชกั แบบขับดนั โดยตรง (Direct acting)
ปมแบบน้ีจะใชน้ํามันไฮดรอลิกสหรือไอน้ํา เปนตัวเพิ่มพลังงานใหแกลูกสูบเคล่ือนท่ีอัดของไหลใหมี
ความดันสูงข้ึน ลักษณะการสรางจะมี 2 แบบ คือ แบบลูกสูบเดียว (Simplex) และแบบ (Duplex) รูปท่ี 1.29
แสดงภาพปมเล่ือนชกั แบบ Duplex ดานซายของภาพเปนสว นที่ไอนํา้ เขา และดา นขวาเปน สวนท่ีของไหลออก

รูปท่ี 1.29 ปม เลื่อนชกั แบบขบั ดันโดยตรง

(3.2) ปม เลื่อนชกั แบบกาํ ลัง (Power)
ปมแบบนี้จะใชพลังงานจากภายนอก มาใชในการขับสูบ พลังงานดังกลาวไดจากเครื่องยนตหรือมอเตอร
เปนเครอื่ งตน กําลงั ถายทอดกาํ ลงั โดยสายพานหรือเพลาท่ีความเร็วคงท่ีปมแบบน้ีจะสูบของไหลไดในอัตราที่เกือบ
คงที่ ปมแบบน้ีจะใหแรงดันขับที่สูง ดังนั้นในการติดต้ังสูบประเภทนี้จะตองติดต้ังล้ินระบายความดัน เพ่ือชวย
ปองกันระบบทอ สง และตวั ปม ไมใหไดรับความเสยี หาย เนือ่ งจากแรงดันท่ีสูงเกนิ ไป

รปู ที่ 1.30 ปม เลื่อนชกั แบบกาํ ลัง

1-26

ตอนท่ี 4 บทที่ 1 ระบบอดั อากาศ ปม นาํ้ และพดั ลม ตําราฝก อบรมผูรับผดิ ชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

(3.3) ปม เล่ือนชกั แบบไดอะแฟรม
ปมแบบนี้จะมีแผนไดอะแฟรมทําดวยอโลหะ ซ่ึงมีความหยุนตัวและแข็งแรงจะทําหนาที่ในการดูดและ
อัดของไหลใหมีความดันสูงขึ้น แผนไดอะแฟรมจะถูกยึดติดอยูกับท่ีนิยมใชกับงานที่อัตราการสูบไมมากนักและ
ของไหลมีสารแขวนลอยปะปนมาดว ย

รปู ที่ 1.31 ปมเลอื่ นชกั แบบไดอะแฟรม

(4) แบบพเิ ศษ (Specialized pumps)
ปมแบบพิเศษ เปนปมท่ีมีลักษณะพิเศษนอกเหนือไปจากปมแบบตางๆ ท่ีกลาวมาขางตน ปจจุบันปมแบบ

พิเศษมีใชอยางแพรหลายดงั นี้
(4.1) ปม พิเศษแบบ Canned
ปมแบบนี้มีคุณสมบัติพิเศษกวาแบบตางๆ คือ สามารถปองกันการร่ัวไหลของของไหลไดอยางสมบูรณ

ภายในเรือนปมจะมี Impeller rotor หมนุ ขับดนั ของไหล โดยไดรบั กําลงั จากมอเตอร

รูปที่ 1.32 ปม พิเศษแบบ Canned

1-27

ตอนท่ี 4 บทท่ี 1 ระบบอดั อากาศ ปม น้าํ และพดั ลม ตําราฝก อบรมผรู ับผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

(4.2) ปม พเิ ศษแบบ Intermediate Temperature
ปมแบบน้ีใชในการขับดันของไหลซ่ึงมีอุณหภูมิสูงประมาณ 300 °C ชิ้นสวนภายในปม ถูกออกแบบมา
เปนพเิ ศษเพอื่ สามารถทําใหทนทานตอความรอ นจากทีไ่ หลจากของไหลท่จี ะใชส บู ได

รูปที่ 1.33 ปม พิเศษแบบ Intermediate temperature

(4.3) ปม พิเศษแบบ Turbo
ปมแบบนี้จะเปนการรวมเอากังหันไอน้ํา (Steam turbine) มาใชในการขับเคลื่อนปมแรงเหว่ียงหนี
ศูนยก ลางปม แบบน้ีนยิ มใชก ับงานท่ตี องการความดันดานปลอยสูงมีทั้งแบบหนึ่งสเตจหรอื สองสเตจ

รปู ท่ี 1.34 ปมพิเศษแบบ Turbo

1-28

ตอนท่ี 4 บทท่ี 1 ระบบอัดอากาศ ปม น้าํ และพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผูรับผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

(4.4) ปม พิเศษแบบ Cantilever
ปม แบบนี้จะตดิ ต้ังในแนวด่ิงใชกบั งานทไ่ี มตองการใหชุดแบร่ิงหรือช้ินสวนภายในสัมผัสกับของไหลท่ีใช
ในการสูบเนอ่ื งจากปมแบบน้ีไดออกแบบใหชดุ ใบพดั ยึดติดกับเพลาขบั โดยไมม ีแบรงิ่ ในตัวปม แสดงดังรปู ท่ี 1.35

รูปท่ี 1.35 ปม พิเศษแบบ Cantilever รูปท่ี 1.36 ปม พิเศษแบบ Vertical turbine

(4.5) ปมพเิ ศษแบบ Vertical turbine
ปมแบบน้ีจะใชกับงานสูบนํ้าบาดาลท่ีมีความลึกมากๆ ดังน้ันจึงมีหลายสเตจในเพลาขับเดียวกันเพื่อที่จะ
เพ่ิมความดันของของไหลใหมีคาสูงขึ้นในแตละสเตจ ทําใหสามารถสูบนํ้าจากกนบอที่มีความลึกมาสูปากบอบน
พ้นื ดินได ดงั แสดงในรูปท่ี 1.36

1-29

ตอนท่ี 4 บทท่ี 1 ระบบอดั อากาศ ปมน้าํ และพดั ลม ตําราฝกอบรมผรู ับผิดชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

1.2.2 คณุ ลักษณะและสมรรถนะการทํางานของปม

คุณลักษณะเม่ือเดินเคร่ืองปมดวยความเร็วรอบคงที่แสดงไวในรูปที่ 1.37 โดยถือวาอัตราไหล เฮด

ประสทิ ธภิ าพกําลังขับเพลาท่ีจุดประสิทธิภาพสูงสุด (จุดอางอิง) เทากับคาอางอิง (100%) ณ จุดอางอิงในรูปขางตน

เมอ่ื กําหนดให
Q คือ ปริมาณน้ําออก ณ จุดอา งองิ [m3/min] แตใ นปมแบบดดู เขาสองขา งนั้นใหเ ทา กบั (1/2) Q

H คอื เฮดจรงิ ณ จดุ อางองิ [m] แตใ นกรณีของปมหลายชน้ั จะใหเ ปนคาของแตละชนั้
N คอื ความเรว็ รอบ [min-1]

ในกรณีน้ี จะเรียกคา Ns ตามสตู รตอไปน้ี

Ns = N Q (1.4)

3
H4

ความเร็วจําเพาะเปนสิ่งข้ึนกับลักษณะของใบพัด ดังจะเห็นไดจากสูตรวา ย่ิงปมท่ีมีอัตราไหลสูงและมีเฮด

ต่ํา (เชน Axial flow pump) Ns จะมีคามากข้ึน และยิ่งปมที่มีอัตราไหลตํ่าและมีเฮดสูง (เชน Turbine pump) Ns จะมี
คา นอ ยลง รูปท่ี 1.38 แสดงใหเห็นถึงความสัมพนั ธข องความเร็วจาํ เพาะกับลักษณะของใบพดั

เมื่อเปลี่ยนความเร็วรอบของปม ทั้งอัตราไหลและเฮดจะเปล่ียนไปดวย แตจากการท่ี Ns มีคาคงท่ี
ความสัมพันธพ้ืนฐาน ของปม จงึ มีดังตอ ไปนี้ โดย P เทา กับกาํ ลงั ขับเพลา

Q ∝ N, H ∝ N2, P ∝ N3 (1.5)

เฮดรวม H / ประสิทธิภาพ η / กําลัง ัขบเพลา P [%]
เฮดรวม H / ประสิทธิภาพ η / ํกาลัง ัขบเค ื่ลอนแกน P [%]

อัตราไหล Q [%] อัตราไหล Q [%]
คณุ ลักษณะพเิ ศษของ centrifugal pump (ก) คุณลกั ษณะพเิ ศษของ axial flow pump (ข)

รปู ท่ี 1.37 คุณลักษณะของปม

1-30

ตอนที่ 4 บทท่ี 1 ระบบอดั อากาศ ปม นํ้าและพดั ลม ตาํ ราฝกอบรมผรู ับผิดชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

ลกั ษณะของใบพัด แบบ radial flow แบบ mixed flow แบบ diagonal flow แบบ axial flow

ปม centrifugal pump mixed flow pump axial flow pump

รูปท่ี 1.38 ลกั ษณะของใบพดั กบั ความเรว็ จําเพาะ

ในการเลือกปม เม่ือพิจารณาความเร็วจําเพาะจากเง่ือนไขของ Q และ H จะสามารถระบุแนวทางไดวาจะ
เลอื กประเภทใด

ปมน้ันไมจํากัดวาจะถูกเดินเครื่องดวยเงื่อนไขคงท่ีตลอดเวลาหรือไมวาจะพิจารณาสภาพการเดินเคร่ือง
ไหนก็ตาม การเดินเครื่องในขณะน้ันจะมีเสถียรภาพเสมอ ซึ่งสามารถแสดงสภาพทั้งหมดของระบบปมที่รวมถึง
วาลว นาํ้ เขาและวาลวนาํ้ ออก และการเดนิ ทอกอ นและหลังปม อยใู นสภาพท่ีสมดุล ในสภาพสมดุลน้ี เฮดรวมของปม
จะเทากับผลบวกระหวางเฮดจริง ซ่ึงเทากับผลตางของระดับนํ้าขาเขาและดานขาออก กับเฮดสูญเสีย เชน ความ
สูญเสียของการเสียดสีของทอตามการไหลของ ของไหล ดังนั้น ดังท่ีแสดงไวในรูปท่ี 1.39 จุดเดินเคร่ืองของปมน้ัน
จะระบุไดด ว ยจุดตดั ของเสน กราฟเฮดของปม กบั เสน กราฟความตา นทานของทอ (เฮดจรงิ + เฮดสูญเสีย)

เฮดรวม เสนกราฟเฮดของปม จุดเดินเครอื่ งของปม
เสน กราฟความตา นทานระบบทอ

ความตานทานของระบบทอ

เฮดจริง

อตั ราไหล

รูปที่ 1.39 จดุ การเดนิ เคร่อื งของปม

(1) กาํ ลงั ขับเพลากบั ความสิน้ เปลืองพลงั งานของพัดลมและปม

พลงั งานที่ตอ งใชใ นการขบั ดันของไหลใหไหลไปในระบบทอ ลาํ เลียงของไหลคํานวณไดจ ากสตู รตอไปนี้

พลงั งาน = แรง × ความเร็วของของไหล (ความเรว็ ของกระแส)

= ความดัน × พน้ื ที่หนาตดั ของเสนทางในทอ × ความเร็วของของไหล

= ความดัน × อัตราไหล (1.6)

ดังนั้น จึงสามารถคํานวณหากําลังขับเพลา กําลังไฟฟาขาเขา และพลังงานไฟฟาที่ใชไปของมอเตอรท่ีจะ

ปอนพลังงานทีต่ อ งใชในการขับพดั ลมใหลําเลียงอากาศไดจ ากสตู รตอไปนี้

กําลงั ขับเพลาของมอเตอร = ความดัน × อตั ราไหล / ประสิทธภิ าพของพดั ลม(1.7)

กําลงั ไฟฟา ขาเขาของมอเตอร = กาํ ลงั ขับเพลาของมอเตอร / ประสทิ ธภิ าพของมอเตอร (1.8)

1-31

ตอนท่ี 4 บทท่ี 1 ระบบอัดอากาศ ปม นาํ้ และพดั ลม ตําราฝกอบรมผรู ับผิดชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

พลงั งานไฟฟาที่ใชไปของมอเตอร = กําลงั ไฟฟาขาเขา ของมอเตอร × ระยะเวลาท่เี ดนิ เคร่อื งมอเตอร (1.9)

หนวยท่ใี ชในทน่ี ี้ ความดนั [kPa] อัตราไหล [m3/s] และกาํ ลังขบั เพลาของมอเตอร [kW]

(2) เสน กราฟคุณลักษณะของปม

เสนกราฟคุณลักษณะของปม หมายถึง เสนกราฟท่ีแสดงการเปล่ียนแปลงเฮด กําลังขับเพลา และ
ประสทิ ธิภาพของปมเทยี บกับอัตราไหลในขณะทเ่ี ดินเครื่องดังรูปที่ 1.40 อนึ่ง คําวา เฮด หมายถึง แรงดันสงนํ้าที่ปม
กําเนิดข้ึน ซ่ึงมีคาเทากับผลบวกของความดันเทียบเทากับความสูงของสามารถสูบนํ้าข้ึนไปจริง (เฮดจริง) กับแรง
ตา นของระบบทอ เชน แรงตานจาก แรงเสียดทานของทอ แรงตานจากอปุ กรณตางๆ และกบั ความดันน้ําท่ีปลายทอ
ขาออก (ดูรูปที่ 1.41) ซ่ึงเฮดในที่น้ีจะเทากับเฮดรวม ในสูตรที่ (1.18) กรณีท่ีระบบทอเปน วงจรปด เชน ปม
หมุนเวียนในระบบปรับอากาศ จะมเี ฮดจรงิ เทากบั ศูนย

ประสิทธิภาพ
กําลังขับ
เฮด

อตั ราไหล

รูปท่ี 1.41 กราฟคณุ ลักษณะของปม

การทําความเขาใจคุณลักษณะของปม และกฎการแปรผันที่จะกลาวตอไปน้ี รวมท้ังความสัมพันธระหวาง

การเปลย่ี นแปลงความเร็วรอบกับพลังงาน และคณุ ลกั ษณะท่ีขึ้นอยูกับระบบทอตางๆ เปนความรูพ้ืนฐานท่ีจําเปนใน

การเดินเครื่องปมอยางเหมาะสมและอนุรักษพ ลังงาน

(3) กฎการแปรผันและกฎความคลา ยของปม

อัตราไหลของของไหลจะแปรผนั ตามความเรว็ รอบของปม ความดนั สูญเสียในทอลมและทอนํ้าท่ีตออยูกับ

ปม จะแปรผันตามกําลังของของความเร็วของกระแส (ความเร็ว) ตามสูตร (1.5) น่ันคือ แปรผันตามอัตราไหลกําลัง

สองนน่ั เอง ดังน้ัน หากความเร็วรอบเปลี่ยนแปลง ความดันจะแปรผันตามกําลังสองของความเร็วรอบ และกําลังขับ

เพลาจะแปรผันตามกําลังสามของความเร็วรอบ ตามสูตร (1.7) ความสัมพันธน้ีเรียกวากฎการแปรผัน ซึ่งแสดงได

ดวยสตู รตอ ไปน้ี

V1 = n1 (1.10)
V2 n2 (1.11)
(1.12)
P1 = ⎜⎝⎜⎛ n1 ⎟⎠⎟⎞2
P2 n2

W1 = V1P1 = ⎛⎜⎝⎜ n1 ⎟⎞⎟⎠3
W2 V2 P2 n2

ในสูตรขางตน V1, V2 แทนอัตราไหล n1, n2 แทนความเร็วรอบ P1, P2 แทนความดันW1, W2 แทนกําลังขับ
เพลา นอกจากนี้ เมื่อเดินเครื่องปมท่ีลักษณะคลายกันภายใตสภาวะท่ีคลายกัน (เชน จุดที่มีประสิทธิภาพสูงสุด)

1-32

ตอนท่ี 4 บทที่ 1 ระบบอดั อากาศ ปมน้ําและพดั ลม ตําราฝก อบรมผูร บั ผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

และสมมติวาประสิทธิภาพของปมเทาเดิมแลว การไหลภายในปมท้ังหมดจะมีลักษณะคลายกัน โดยความสัมพันธ

ระหวางเสนผานศูนยกลาง D ความเร็วรอบ n กับอัตราไหล ความดัน และกําลังขับเพลาจะคํานวณไดจากสูตร

ตอไปนี้ เรียกวา กฎความคลาย

V1 = n1 ⎝⎜⎛⎜ D1 ⎠⎞⎟⎟3 (1.13)
V2 n2 D2 (1.14)
(1.15)
P1 ⎝⎛⎜⎜ n1 ⎟⎠⎞⎟ 2 ⎛⎝⎜⎜ D1 ⎞⎠⎟⎟2
P2 n2 D2
=

W1 = ⎜⎜⎝⎛ n1 ⎟⎞⎠⎟3 ⎛⎝⎜⎜ D1 ⎟⎟⎞⎠5
W2 n2 D2

กฎการแปรผันและกฏความคลายบอกเราวาหากเรามีปมท่ีมีกําลังมากเกินไป (มีขนาดใหญเกินไป) ไม
เพียงแตการลดขนาดทอนํ้าเพื่อใหเกิดแรงตานมากข้ึนเทาน้ัน แตหากเปล่ียนขนาดของปม (ใบพัด) หรือความเร็ว
รอบ กส็ ามารถลดการใชพลังงานลงอยางมปี ระสิทธิผลอกี ดว ย วธิ ีการน้ีเปน กลวธิ อี นุรักษพลังงานท่ีสําคัญอยางหน่ึง
ในการเลอื กใชหรอื ดดั แปลงอปุ กรณท ีท่ าํ งานดวยของไหล

1.2.4 คณุ ลักษณะการเดินเครื่องของปม เฮดจ ิรง (static head)
่ีทสูเฮบดึ้ขจน ิรมงา เฮดจ ิรงท่ีดันออกไป
1) การเดนิ เคร่อื งปม (ไมเ ิกน 98 [kPa] (10 [mAq])) เฮดจ ิรงรวม (static head)

ตอไปน้ีจะยกปมมาเปนตัวอยางในการอธิบายจุด ถงั เปด สบู รรยากาศ ถังเปด สูบรรยากาศ
เดินเครื่องโดยใชกราฟคุณลักษณะ กราฟท่ีแสดง

ความสัมพันธของปริมาณน้ํากับแรงตานในระบบทอ ระดบั นํ้า ปม
เรียกวากราฟแรงตาน ตามท่ีอธิบายในหัวขอท่ีแลววาแรง เม่ือหยดุ
ตานของระบบทอจะแปรผันตามกําลังสองของอัตราไหล ปม กรณีที่สบู
ดังน้ัน กราฟแรงตานจึงสามารถแสดงไดดวย เสนโคง น้ําขึ้น
กําลังสอง เม่ือนําไปวาดซอนกับกราฟคุณลักษณะของปม ปม
จะไดรปู ท่ี 1.41
ความดันบรรยากาศ 98 [kPa] (10 [mAq])
ในรปู ท่ี 1.41 ปมจะเดินเคร่ืองท่ีจดุ ตัด (1)
กรณที ่ดี นั นาํ้ ข้ึน
ระหวา งเสน กราฟ a ทีแ่ สดงการเปลี่ยนแปลงของเฮดของ
รูปที่ 1.41 เฮดของปม

ปม กับเสนกราฟแรงตาน จากการเดินเครอื่ งปม เมือ่ อตั ราไหลสูงกวา อตั ราไหลทีก่ ําหนด จะตอ งทําการปรบั อัตรา

ไหลดว ยวธิ ีใดวธิ หี น่ึง ในกรณีนี้ โดยทว่ั ไปจะปรบั อัตราไหลดว ยการปรบั วาลว อยา งไรก็ตาม การทําเชน น้ีเทากับ

การยายจุดเดนิ เคร่ืองจาก (1) ไปยัง (2) ในรูปที่ 1.42

1-33

ตอนที่ 4 บทที่ 1 ระบบอดั อากาศ ปมนํ้าและพดั ลม ตําราฝก อบรมผูรับผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

ข ก V ออตตัั รราาไไหหลลเทรก่ีิมําตหน นด
อตั ราไหล V' เเสสนนกกรราาฟฟเเฮฮดดกหอลนงั ปปรรบัับออตััตรราาไไหหลล
เเสสนนกกรราาฟฟแแรรงงตตาานนกหอลนงั ปปรรบัับออตัตั รราาไไหหลล
เฮดจ ิรง a จจุุดดเเดดินนิ เเคครรืออื่่ งงเหรลิม่ ังตปน รับวาลว
เฮด b จดุ เดนิ เคร่ืองหลงั ปรบั ความเร็วรอบ

กข

((12))
(3)

รูปท่ี 1.42 คณุ ลกั ษณะการเดินเครอื่ งปม

กรณีท่ีไมใชวาลวปรับอัตราไหล แตใชวิธีควบคุมความเร็วรอบ เนื่องจากเฮดจะแปรผันตามกําลังสองของ
ความเร็วรอบตามเสนกราฟ b ในรูปที่ 1.42 ดวย ดังนั้น จุดเดินเครื่องจึงยายไปอยูท่ี (3) เทียบกับจุดเดินเครื่อง (2)
แลวจะสามารถเดินเครื่องไดโดยอนุรักษพลงั งานมากกวา ซึ่งสอดคลองกบั ทอี่ ธิบายไปแลวในหัวขอ กอ น

2) การเดนิ เครือ่ งขนานและการเดินเครือ่ งอนุกรม
ในอุปกรณจริงๆ บอยคร้ังที่เราตองเดินเคร่ืองปมและพัดลมแบบขนานหรืออนุกรมเพ่ือรองรับคุณลักษณะ
ของภาระการใชงาน ในที่น้ีจะอธิบายจุดเดินเครื่องเมื่อเดินเครื่องขนานและเดินเคร่ืองอนุกรมโดยใชเสนกราฟ
คุณลักษณะ
กรณีท่ีเดินเคร่ืองขนานและเดินเครื่องอนุกรม เราตองนําคุณลักษณะของปมมาคํานวณประกอบกันเปน
คุณลักษณะลัพธ โดยใชหลักการวาในการเดินเคร่ืองขนาน ปมแตละตัวจะมีความดันเทาน้ัน และในการเดินเครื่อง
อนุกรม ปมแตล ะตัวจะมอี ัตราไหลเทากัน แรงตานลัพธในกรณีที่ตอขนานปมท่ีมีความจุ (Capacity) เทากัน 2 ตัว จะ
เทากับแรงตานในแนวแกนอัตราไหลของปม 2 ตัวบวกกันตามรูปที่ 1.43 (a) และในกรณีท่ีตออนุกรมปม 2 ตัว จะ
เทา กบั แรงตานแนวแกนเฮดของปม 2 ตัวบวกกัน ตามรูปที่ 1.43 (b)
ดังน้ัน จดุ เดินเครอ่ื งจงึ อยทู ่จี ุดตดั ระหวางเสนกราฟเฮดและแรงตานลัพธที่คํานวณไดตามขางตน กรณีที่ตอ
ปม ตง้ั แต 2 ตัวขึ้นไปหรอื กรณที ่ีขนาด (ความจ)ุ ของปม ไมเทา กนั ก็สามารถใชว ธิ ีคิดเชนเดยี วกนั ได

เสน กราฟแรงตาน

เสนกราฟแรงตา น จุดเดินเครื่องลัพธ
จุดเดินเครอ่ื งลัพธ ของปม 2 ตวั
ของปม 2
เฮด เสน กราฟเฮดลัพธ
เฮด ของปม 2 ตัว
เสน กราฟเฮดของปม 1 ตัว
จดุ เดินเครอื่ ง จุดเดินเคร่อื ง
ของปม 1 ตัว ของปม 1 ตวั

อัตราไหล อัตราไหล

(a) การเดินเครอ่ื งขนานปม (b) การเดินเคร่อื งอนุกรมปม
รปู ที่ 1.43 การเดินเคร่ืองขนานและอนุกรมปม

1-34

ตอนที่ 4 บทที่ 1 ระบบอดั อากาศ ปมน้าํ และพดั ลม ตําราฝกอบรมผรู ับผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

1.2.3 การควบคมุ การทาํ งานของปม
ในการใชง าน เน่อื งจากจะเดินเคร่ืองปม เฉพาะทบี่ ริเวณใกลเคียงกับจุดพิกัด โดยที่ไมจําเปนตองปรับอัตราไหล
ปรับแรงดัน และเดินเคลื่องดวยความเร็วคงที่ก็เพียงพอแลว ทั้งยังมีปญหาในการเดินเครื่องที่มีภาระนอย จึงใช
มอเตอรเหนยี่ วนํา 3 เฟสแบบกรงกระรอก โมเมนตความเฉอ่ื ยของปมเองก็มีไมมาก ซึ่งหากสตารทเครื่องในสภาพที่
ปดวาลวขาออก ในกรณีของ Centrifugal pump จะไมมีปญหาใดๆ เปนพิเศษ แตสําหรับปมที่มีความเร็วจําเพาะสูง
หากเปนความเร็วในการเดินเคร่ืองในสภาพที่ปดวาลวขาออก ก็จะมีบางตัวท่ีใชกําลังขับเพลาข้ึนไปมากเกินกวา
200% ดังในรูปท่ี 1.44 ปมลักษณะน้ีจะตองสตารทโดยปดวาลวขาออก แลวเปดวาลวไปพรอมๆ กับเรงความเร็ว
หากเดินเครื่องปมดวยความเร็วแปรผันโดยใชอินเวอรเตอร จะทําใหปญหาในตอนสตารทหมดไป ทั้งยังมี
ประสทิ ธิภาพในการอนุรักษพลังงานดังที่จะอธิบายในหัวขอตอไป ในกรณีท่ีตองหยุดและสตารทเครื่องบอยๆ หรือ
ในกรณีที่จําเปนที่จะตองสตารทเคร่ืองดวยแรงดันตํ่า จําเปนท่ีจะตองพิจารณาใหดี ซึ่งรวมถึงการนําการขับเคล่ือน
ดว ยความเร็วแปรผันดวยอนิ เวอรเ ตอรม าใชดว ย

ํกาลัง ัขบเพลา
[% ตอ ุจดประสิทธิภาพสูงสุด]

สภาพปด วาลวขาออก

รปู ท่ี 1.44 ความสมั พนั ธร ะหวา งความเรว็ จาํ เพาะ Ns กับ กําลังขับเพลา

ในกรณีท่ีจําเปนตองปรับอัตราไหลและแรงดัน หรือใชงานอัตราไหลท่ีมีการเปลี่ยนแปลงมาก หาก
เดินเครื่องปมดวยความเร็วแปรผันของปม จะทําใหมีประสิทธิภาพอยางมากในการอนุรักษพลังงาน ดังน้ัน การ
ขับเคล่ือนดวยความเร็วแปรผันดวยอินเวอรเตอรจึงเปนท่ีแพรหลายไดอยางรวดเร็ว ขอดีของการขับปมแบบ
อินเวอรเตอรม ดี ังตอ ไปนี้

- ลดกาํ ลงั การเดินเครอ่ื งเมือ่ มีภาระไมเตม็ พกิ ดั
- ลดความสูญเสยี จากการหรี่ เพอื่ กําหนดจดุ ทาํ งาน
- การควบคุมความดนั และอตั ราไหลตา งๆ ทําไดส ะดวก
- สามารถทําการสตารท และหยดุ บอยๆ ได
1.2.4 การควบคุมความดันและอตั ราไหล และการอนุรกั ษพ ลงั งานจากการเดินเครือ่ งดวยความเร็วแปรผัน
สําหรับวิธีดําเนินการเพื่อควบคุมความดันและอัตราไหลนั้น วิธีท่ีเปนไปไดประกอบดวย (a) การปรับวาลว
ขาออกและวาลวปรับ (b) การควบคุมความเร็ว (c) การควบคุมจํานวนเคร่ือง การควบคุมจํานวนเคร่ืองนั้น เปน
วิธีการที่เปนขั้นตอน ซ่ึงในการท่ีจะทําการควบคุมอยางตอเน่ืองน้ัน จําเปนท่ีจะตองใชควบคูไปกับวิธีการท่ีเหลือ
อยางใดอยา งหนง่ึ

1-35

ตอนที่ 4 บทที่ 1 ระบบอัดอากาศ ปม น้าํ และพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผรู บั ผิดชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

รูปที่ 1.45 ไดแสดงหลักการในกรณีที่ทําการควบคุมความดันท่ีปลายทางของปมใหคงท่ีดวยการปรับวาลว

และในกรณีท่ีทําการควบคุมความเร็ว เสนโคง H (N1) เปนเฮดรวมของปมท่ีความเร็วรอบเทากับ N1 ถาให R1 แสดง
เฮดสูญเสียทีท่ อ และ Hr แสดงความดันนํ้า ณ จุดซ่ึงแปลงเปนเฮดแลว เฮดรวมของปมท่ีอัตราไหล Q ที่จุดตัด A ของ
H (N1) กบั เสน กราฟ R1 + Hr จะสมดลุ กับเฮดของภาระ ในกรณีทอ่ี ตั ราไหลลดลงเปน Q2 ในการควบคุมความเร็ว จะ
ลดความเร็วรอบเปน N2 และเปลี่ยนเสนกราฟของเฮด รวมเปน H (N2) ซ่ึงจะเปนการเดินเครื่องท่ีจุดสมดุลใหม B
ในกรณีท่ีใชวิธีปรับวาลว หากหร่ีวาลวลงเพื่อใหเฮดสูญเสียเทากับ R2 แลวจุดสมดุลจะเลื่อนไปท่ี C และจะสามารถ
รักษาความดันท่ีปลายทางใหคงท่ีได หากแตกําลังขับเพลาน้ัน จะแปรผันตามผลคูณระหวางอัตราไหลกับเฮดรวม

ซึง่ แมอตั ราไหลจะเทา กัน จดุ B ซง่ึ มเี ฮดรวมต่ําจะไดเปรยี บกวา มากในแงก ารอนรุ กั ษพ ลงั งาน

ในการควบคุมความดันดวยการควบคมุ ความเรว็ จะแบงเปนกรณีท่ีรักษาความดันที่ปลายทางใหคงท่ีกับกรณี
ท่ีรักษาความดันขาออกของปมใหคงท่ี ซ่ึงความสัมพันธระหวางอัตราไหลกับเฮดรวมของปมจะเปนดังรูปท่ี 1.46
และการควบคมุ ความดันปลายทางใหค งที่จะเปนการอนรุ ักษพลังงานมากย่ิงขน้ึ อน่งึ ในการดาํ เนินการควบคุมความ
ดันปลายทางใหคงที่นั้น จําเปนท่ีจะเขาใจถึงความสูญเสียของวาลวตางๆและการเดินทออยางถูกตอง ซึ่งสามารถใช
วิธีบนั ทึกเสน โคงความสูญเสยี จากภาระไวทไ่ี มโครคอมพวิ เตอรได

สําหรับขอควรระวังในกรณีที่จะทําการควบคุมความเร็วนั้น ปมสวนใหญจะมีเฮดจริง ซ่ึงจะมีขีดจํากัด
ตํ่าสดุ ดวยความเร็วรอบ สําหรับรอบหมุนท่ีตํ่ากวาความเร็วรอบน้ี ในกรณีที่ไมมี Non return valve จะทําใหเกิดการ
ไหลยอนกลับ และถงึ แมวา จะมี Non return valve กต็ าม ก็จะกลายเปน การใชกําลงั การขับเคลอ่ื นโดยสญู เปลา

อินเวอรเตอรสําหรับปมสวนใหญจะไดรับมาจากผูผลิต แตโดยทั่วไปแลวจะทําการควบคุม V/f ของ
มอเตอรเหนี่ยวนําแบบกรงกระรอก สําหรับปมเน่ืองจากแรงบิดที่ตองใชท่ีความเร็วตํ่า มีคาตํ่า จะสามารถเลือกแบบ
ของ V/f ในชวงยกกําลัง 1 ถึง 2 ใหตรงกับคุณลักษณะของปม และอินเวอรเตอรโดยท่ัวไปจะมีฟงกชันการเดิน
เครื่องแบบอนุรักษพลังงานโดยมีการปรับแรงดันอยางเหมาะสมโดยอัตโนมัติ เพื่อใหทํางานแบบจํากัดความถ่ีการ
เดนิ เคร่ืองตํา่ สุด และลดความสูญเสยี ของมอเตอรใหน อยทสี่ ดุ

เฮด เสน กราฟเฮดของปม (ความเรว็ พิกดั )

H

ควบคุมวาลว จดุ พิกัด

เฮดรวม ควบคมุ ความดนั ขาออกคงที่
ควบคุมความดนั
คงท่ีที่ปลายทาง

เสน กราฟความตา นทานของ

เฮดจรงิ

อตั ราไหล อตั ราไหล

รปู ท่ี 1.45 การควบคมุ ความดันท่ปี ลายทางของปม รูปท่ี 1.46 การควบคมุ ความดันปลายทางคงทีแ่ ละ
การควบคุมความดันขาออกคงท่ี

1-36

ตอนท่ี 4 บทท่ี 1 ระบบอดั อากาศ ปม นํา้ และพดั ลม ตําราฝก อบรมผรู ับผิดชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

1.2.5 ประสทิ ธภิ าพของปมนํา้

กาํ ลังขับปม P นน้ั หากกาํ หนดให Q คือ อตั ราการไหล [m3/min] H คอื เฮดรวม [m] ρ คือ ความหนาแนน

ของของไหล [kg/m3] (สาํ หรบั น้าํ จะเปน 1) จะไดวา

P = ρQgH = 9.8 ρQH = QH [kW] (1.16)
60 60 6.12

เวลาที่จะกําหนดกําลังขาออกของมอเตอรน้ัน หากใหมี Tolerance α ท่ีเฮดสักเล็กนอย และใหประสิทธิภาพของปม

เปน η [%] จะได
QH ⋅100
Pm = 6.12 η (1 + α ) [kW] (1.17)

ซ่ึงไดแ สดงประสทิ ธิของปม ไวใ นรูปท่ี 1.47 และไดแ สดง tolerance α ไวในตารางที่ 1.3

รูปท่ี 1.47 ประสทิ ธิภาพของปมมาตรฐานท่วั ไป

1.2.6 แนวทางการอนุรักษพลงั งานในระบบปม
จากการตรวจสอบระบบสูบน้ําและวิเคราะหจ ดุ ที่มีปญหาประกอบจนแนวทางการแกท่เี กิดขึ้นสามารถนํามาจัด
กลุม ไดด งั นี้

- การบาํ รงุ รกั ษา
- การดัดแปลงแกไขอุปกรณห รือการเดินเครื่อง
- การจดั การตรวจสอบ

1-37

ตอนท่ี 4 บทท่ี 1 ระบบอัดอากาศ ปม น้ําและพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผูร ับผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

รปู ท่ี 1.48 การซอ มบาํ รงุ ทีม่ ผี ลตอคณุ ลกั ษณะสมบตั ิของปม นํ้า

1.2.6.1 การบาํ รงุ รักษา
การทจ่ี ะทาํ ใหป ม ที่สึกหรอกลบั มาสมบูรณและมีประสิทธิภาพใกลเ คยี งกับตอนเริ่มตน อยางนอยที่สุดตอง
ซอมใหญ อาจจะรวมถึงการเปล่ียนชิ้นสวนหมุน (ใบพัดและแหวน) แบร่ิงและประเก็น อยางไรก็ตามภายหลังการ
ซอมใหญระยะชองวางตางๆ ภายในโครงสรางของปมจะไมเหมือนชวงติดตั้งใหม ดังน้ันประสิทธิภาพปมจะลดลง
จากชวงที่ติดต้งั ใหม ประโยชนทีไ่ ดจากการซอมใหญ ควรพิจารณาเปนกรณีๆ ไป คาใชจายของปมน้ําสวนใหญแลว
เปนคาใชจายในการเดินเคร่ืองโดยรวมตลอดการใชงาน ดังน้ันการท่ีประสิทธิภาพสูงข้ึนเพียงเล็กนอยก็ถือวา คุมคา
ในการปรับปรุง และมีขอสังเกตวา ปมนํ้าที่สึกหรอ อัตราการไหลจะลดลง ถาทําการซอมบํารุงใหญควรปรับอัตรา
การไหลใหตํา่ ลงมาจากจดุ ทาํ งานเดิม เพอื่ ใหไ ดผ ลประหยดั มากท่สี ุด ดงั แสดงในรูปที่ 1.48
การบาํ รุงรักษาทชี่ วยสงเสริมการประหยัด
- การทําความสะอาดตวั กรองท่ีบริเวณทอทางเขาของปมอยา งสมาํ่ เสมอ
- การตรวจสอบวาลวกนั การไหลยอ นกลับ (Check valve) อยางสม่าํ เสมอ
- การซอ มแซมรอยร่วั ตางๆ
1.2.6.2 การปรับปรุงอปุ กรณ
(1) การเคลอื บผิวภายใน
ไดม ีการพัฒนากลุมของวสั ดุที่ใชส ําหรับเคลอื บผวิ เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของพ้ืนผิวของวัสดุด้ังเดิมเพื่อลด
การกัดกรอ น/การกัดเซาะ
วัสดุเคลือบผิวประเภทนี้เหมาะสําหรับปมนํ้าที่เสียหายรุนแรงอันเนื่องมาจากการใชงานกับของเหลวที่มี
ฤทธิ์กัดกรอน วัสดุเคลือบผิวจะชวยเคลือบปองกันไมใหพื้นผิวถูกกัดกรอนและไมทําใหระยะชองวางตางๆ ภายใน
ปมนํา้ เปล่ยี นแปลง

1-38

ตอนที่ 4 บทที่ 1 ระบบอดั อากาศ ปมน้าํ และพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผูรบั ผดิ ชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

รปู ที่ 1.49 การเคลอื บผิวทมี่ ีผลตอคณุ ลกั ษณะสมบตั ิของปม นํา้

การเคลือบผวิ เพอ่ื ลดการเสยี ดทาน
การเคลือบผิวเพ่ือลดการเสียดทานแมวาจะมีประสิทธิภาพในการลดการกัดกรอนไมเทาสารเคลือบผิวเพ่ือ
ลดการกดั กรอ นและการกัดเซาะ แตกย็ งั เปน วิธที ี่สามารถนาํ มาใชเพ่ือปอ งกันการกดั กรอนไดดี จุดประสงคหลักของ
วิธีน้ีก็เพ่ือปรับพ้ืนผิวใหมีความเรียบมากที่สุด (เม่ือเปรียบเทียบกับพ้ืนผิววัสดุเดิม) และเกิดการเสียดทานนอยที่สุด
ขณะทอ่ี ตั ราความเร็วของน้าํ สูง ซงึ่ วธิ ีนจ้ี ะทาํ ใหป ม นาํ้ มีความดนั และอัตราการไหลสูงขึ้น ดังนั้นการเคลือบผิวดวย
วิธนี ้ีจะทําใหมปี ระสิทธิภาพเพม่ิ มากขนึ้
การเคลือบผวิ เพือ่ เพมิ่ ประสทิ ธิภาพปม นาํ้ มักจะเคลือบเฉพาะโครงปมนาํ้ และดานนอกของใบพัดเพ่อื ลด
ความสญู เสยี จากการเสยี ดทานหลกั ซงึ่ ก็คือ ความสูญเสยี ที่ผวิ ของโครงปม นา้ํ และความสูญเสยี จากการเสียดทานท่ี
ใบหมนุ
สรปุ ประโยชนทไี่ ดร ับเพม่ิ อยางมปี ระสิทธภิ าพจากการเคลอื บผิว ไดแ ก
- ปรับปรงุ ประสิทธภิ าพของปมนํา้ ทาํ ใหต นทุนของการเดนิ เคร่อื งลดลง
- มีความคงทนตอ การกดั กรอ นบนชน้ิ สว นทไี่ ดเคลอื บพ้ืนผวิ ไว
- ยืดอายุการทํางานใหมีประสิทธิภาพสูงและทําใหอายุการใชงานยาวขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับปมน้ําที่ไมได
เคลอื บพื้นผิว

1-39

ตอนที่ 4 บทท่ี 1 ระบบอดั อากาศ ปม น้ําและพดั ลม ตาํ ราฝกอบรมผรู ับผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

รูปท่ี 1.50 ผลการลดขนาดของใบพดั ตอ คณุ ลกั ษณะสมบตั ปิ ม น้าํ

รปู ที่ 1.51 ผลจากการใชปม นา้ํ ท่ีมขี นาดเล็กลง
(2) การเปล่ียนขนาดของใบพดั
ปมน้ําที่ใชกันอยูทั่วไปในอุตสาหกรรมใชกับใบพัดไดหลายขนาด โดยใบพัดที่มีขนาดใหญท่ีสุด จะทําให
การใชงานมีประสิทธภิ าพสงู ท่ีสดุ ดังแสดงในรปู ท่ี 1.52
การเปล่ียนขนาดของใบพัดจะชวยประหยัดพลังงานจากการสูบนํ้าได เชน ถาปมนํ้าหรี่วาลวควบคุมการ
ไหลอยูเสมอ จะทําใหไมสามารถทํางานไดที่ประสิทธิภาพสูงสุด จึงอาจนําใบพัดขนาดเล็กมาใชเพ่ือทําใหมีอัตรา
การไหลเทา เดิมในระดบั ของความดันต่าํ ทําใหมกี ารใชพ ลังงานลดลง

1-40

ตอนท่ี 4 บทที่ 1 ระบบอดั อากาศ ปม น้ําและพดั ลม ตําราฝกอบรมผรู ับผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

(3) การใชป ม นํ้าทม่ี ขี นาดเล็กลง
การใชปม นํา้ ท่มี ีขนาดเล็กลงจะคุมคา ถา
- ปม มีขนาดใหญเ กินกวาภาระสงู สุดของปม น้าํ มาก
- ปมนาํ้ มีประสทิ ธิภาพนอ ยกวา 80%
ณ ระดบั ของภาระโหลดสงู สุด
- มกี ารใชพ ลังงานสงู น่นั คือ เมือ่ ปม นา้ํ ขนาดใหญเดินเคร่ืองเปนระยะเวลานาน เชน ถาปมน้ําที่ติดต้ังวาลว
ควบคุมการไหลเพ่ือควบคุมอัตราการไหลใหไดตามความตองการ อาจใชปมนํ้าที่มีขนาดเล็กลงกวาท่ีออกแบบ
เพอ่ื ใหสงจายนาํ้ ดวยอัตราการไหลเทา เดิมแตดว ยประสิทธิภาพทส่ี ูงข้ึน ดงั แสดงในรปู ท่ี 1.53

รูปที่ 1.52 การเปลีย่ นแปลงประสิทธิภาพของมอเตอรมาตรฐานและมอเตอรประสทิ ธิภาพสงู ขนาด 7.5 kW

(4) มอเตอรไ ฟฟาประสิทธภิ าพสงู
ปกติการขับเคลื่อนของมอเตอรไฟฟาจะมีประสิทธิภาพสูงกวาปมนํ้าที่มอเตอรนั้นขับโดยเฉพาะอยางย่ิง
การใชมอเตอรไฟฟาประสิทธิภาพสูง (Higher Efficiency Motor : HEMS) ซ่ึง HEMS จะมีประสิทธิภาพสูงกวา
มอเตอรไฟฟามาตรฐานท่ัวๆ ไปประมาณ 3 เปอรเซ็นต นอกจากน้ีมอเตอรไฟฟาประสิทธิภาพสูงยังปรับปรุงคาตัว
ประกอบกําลัง (PF) ใหสงู ขนึ้
1.2.6.3 การจดั การตรวจสอบ
- การตรวจวัดประสิทธิภาพของปมน้ําเปนเร่ืองที่มีความยุงยากและขอจํากัดมากมาย ทําใหโอกาสในการ
ประเมินประสิทธิภาพของปมน้ํามีไมมากนัก จึงมีการพัฒนาเทคนิคทางเทอรโมไดนามิคสมาคํานวณหาคา
ประสิทธิภาพไดโดยตรงเพียงวัดอุณหภูมิและความดันตกครอมปมนํ้า ผลที่ไดสามารถนําไปเปรียบเทียบกับ
คุณลกั ษณะสมบัตปิ ม นํ้าตามท่ีผูผลิตใหรายละเอยี ดไว
- การติดตามตรวจวัดการทํางานของปมน้ํา จะเปนประโยชนอยางมากถาติดต้ังมาตรวัดความดันที่ทอดูด
และทอสงของปมนํ้าทุกเคร่ืองและติดต้ังแอมปมิเตอรสําหรับมอเตอรไฟฟาเพ่ือใหแนใจวาทอดูดไมอุดตัน
ความสามารถในการทํางานของปมนํ้าเม่ือเปรียบเทียบกับคุณลักษณะสมบัติของปมนํ้า การคํานวณคาใชจายในการ
เดินปมนาํ้

1-41

ตอนท่ี 4 บทที่ 1 ระบบอัดอากาศ ปมนา้ํ และพดั ลม ตาํ ราฝกอบรมผรู ับผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

- การติดตามตรวจวัดการทํางานของระบบ สําหรับปมน้ําขนาดใหญจะมีความคุมคาท่ีจะใชระบบติดตาม
บันทึกคาการใชงานดว ยคอมพิวเตอร ซึ่งมคี วามสามารถในการควบคุมการเดินปมน้ําไดอกี ดวย ทําใหเห็นศักยภาพ
ในการ ปรับการเดินปม น้าํ ใหสอดคลอ งกับความตองการการใชน า้ํ การสูบนา้ํ เกนิ ความตองการ การร่วั ของนํ้า

1.3 ประเภทและหลกั การทํางานของพัดลม

1.3.1 ประเภทของพดั ลม
มาตรฐาน JIS กาํ หนดไวว า พดั ลมที่มแี รงดนั ลมตํ่ากวา 1,000 (mm-น้ํา) เรียกวา แฟน (Fan) สวนพัดลมที่มี
แรงดันลมต้ังแต 1,000 (mm-น้ํา) ขึ้นไป แตไมถึง 10 (M-น้ํา) (0.1 MPa) เรียกวา โบลวเออร (Blower) ท้ังสองชนิด
เรยี กรวมๆ กันวา พัดลม
พัดลมมีหลายชนิด ตามขนาดอัตราไหลและความดันของของไหลที่ลําเลียง และตามวัตถุประสงคการใช
งาน ดังตารางที่ 1.4 แบงเปนประเภทใหญๆ ไดเปนแบบ Centrifugal ซึ่งทํางานดวยการให แรงหนีศูนยกลางใหเกิด
กระแสในทิศทางต้ังฉากกับแกน แบบ Axial flow ซ่ึงสรางกระแสของไหล (อากาศ) ในทิศทางเดียวกับเพลา แบบ
Cross flow ซึ่งมีคุณสมบัติอยูระหวางทั้งสองแบบขางตน และแบบอื่นๆ อยางไรก็ตาม เพื่อสามารถติดตั้งและ
เชื่อมตอกับทอตางๆ ไดสะดวก พัดลมแบบ Centrifugal บางคร้ัง ดูภายนอกแลวจะมีลักษณะเหมือนกับแบบ Axial
flow โดยท่ัวไปพัดลมแบบ Axial flow จะเหมาะกับ ความดันตํ่า-อัตราไหลสูง สวนแบบ Centrifugal จะเหมาะกับ
ความดันสูง

ตารางท่ี 1.4 พัดลมประเภทตา งๆ

ขอบเขตความจุ (Capacity)
แบบ ประเภท รปู รางใบพดั และตัวถงั (บน) อตั ราไหล [m3/min] การใชง าน
(ลาง) ความดันสถติ [mmHq]
พัดลม Multiblade 0.5 - 20,000 การปรบั อากาศ-ระบายอากาศ
(Sirocco) 0.5 - 7.5 [kPa] งานอุตสาหกรรม
พัดลม Centrifugal พดั ลม Backward ~ 40,000
curved wheel fan ~ 15 [kPa] ทอลมความเร็วสงู

(Turbo) blower ~ 5,000 งานอุตสาหกรรม
~ 0.1 [kPa]
พัดลม Airfoil ~ 40,000 ทอลมความเร็วสูง การปรับอากาศ
~ 10 [kPa] ขนาดกลาง-ใหญ งานอตุ สาหกรรม
พดั ลม Propeller ~ 500 พัดลมระบายอากาศ Unit heater, Unit
พัดลม Axial flow ~ 0.1 [kPa] cooler หอทาํ นาํ้ เยน็ งานอุตสาหกรรม
พัดลม Tube ~ 40,000 ระบายอากาศเฉพาะที่ หอทําน้ําเย็น
~ 10 [kPa] ขนาดใหญ งานอตุ สาหกรรม
พัดลมมี Vane ~ 60,000 การปรบั อากาศ-ระบายอากาศ
~ 0.1 [kPa] งานอตุ สาหกรรม
พดั ลม Cross flow ~ 500 Fan coil unit
~ 1 [kPa] งานอตุ สาหกรรม

อยางไรก็ตาม พัดลมแบบ Axial flow ท่ีสามารถรองรับความดันไดพอสมควร และแบบ Centrifugal ที่

รองรับอัตราไหลไดพอสมควรก็พอมีอยู พัดลมแบบ Multiblade บางครั้งก็เรียกวา พัดลมแบบ Sirocco นิยมใชกัน

มากท่สี ุดกับการปรบั อากาศและระบายอากาศ

1-42

ตอนที่ 4 บทที่ 1 ระบบอดั อากาศ ปมน้าํ และพดั ลม ตาํ ราฝก อบรมผูรับผดิ ชอบดานพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

การจําแนกพัดลมสามารถแบงไดเปนประเภทใหญๆ ตามลักษณะการเคลื่อนท่ีของอากาศได 2 ลักษณะ
ดังน้ี

(1) พดั ลมแบบหมุนแรงเหว่ยี ง (Centrifugal flow or radial fans)
(2) พดั ลมแบบอากาศตามแนวแกน (Axial flow fans)

(1) พัดลมแบบหมุนแรงเหวยี่ ง (Centrifugal flow or Radial fans)
พัดลมแบบแรงเหวี่ยงหรือพัดลมซึ่งมีการไหลของอากาศในแนวรัศมี จะประกอบดวย ใบพัดหมุนอยู

ภายในตวั เรือนของพดั ลม (Fan house) ชดุ ใบพัดจะประกอบดวยแผนใบเล็กๆประกอบเขาดวยกันเปนลักษณะกงลอ
คาความดันของอากาศจะถูกทําใหมีคาสูงขึ้นภายในตัวเรือนของพัดลมซ่ึงสามารถเพ่ิมคาใหสูงข้ึนไดดวยการเพิ่ม
ขนาดความยาวของใบพัด ซงึ่ จะทําใหแรงเหวี่ยงหนีศูนยกลางภายในระบบมากย่ิงขึ้นน่ันเอง อากาศจะไหลผานเขา
ไปในทอทางเขาโดยมีทิศทางขนานกับแกนของใบพัด และไหลออกในทิศทางต้ังฉากกับแกนของใบพัดในทอ
ทางออก พัดลมประเภทน้ีจําแนกตามลักษณะรปู รา งของใบพดั เปน 3 แบบ คอื

(1.1) แบบใบพัดตรง (Straight blade หรือ Radial fans)
พัดลมชนิดน้ีมีจํานวนใบนอยที่สุดประมาณ 6 ถึง 20 ใบ และใบพัดจะอยูในระนาบรัศมี จากเพลา ใบพัด
หมนุ ดว ยความเร็วรอบอยา งต่ําประมาณ 500-3000 รอบ/นาที ดงั นัน้ จึงเหมาะกับงานท่ีตองการปริมาตรของอากาศท่ี
ถูกขับเคลือ่ นจํานวนนอ ยๆ ทม่ี ีคา ความกดดนั ของอากาศสูงๆ

(1.2) แบบใบพัดโคงไปขางหนา (Forward curved blade fans)
พัดลมชนิดน้ีจะมีใบพัดโคงไปขางหนา ในทิศทางเดียวกับการหมุนของชุดใบพัด จะมีจํานวนแผนใบพัด
ประมาณ 20 – 60 ใบ ชุดใบพัดจะมีลักษณะคลายกับกรงกระรอก (Squirrel cage) เพลาใบพัดจะมีขนาดเล็กหมุน
ดวยความเร็วรอบท่ีสูงกวาพัดลมชนิดใบพัดตรง การทํางานของพัดลมชนิดน้ีมีเสียงเบาท่ีสุด มีขอเสียคือจะมี
ลักษณะท่ีมอเตอรจะทํางานเกินกําลังและมีชวงการทํางานของพัดลมท่ีไมเสถียร ดังน้ันจึงไมควรใชกับงานหรือ
ระบบท่ีมีอัตราการไหลของอากาศเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา พัดลมชนิดนี้จะใหคาความดันลมและอัตราการไหลของ
อากาศสูงทีส่ ดุ

(1.3) แบบใบพดั โคงไปขา งหลงั (Backward curved blade fans)
พัดลมชนิดน้ีจะมีใบพัดเอียงไปขางหลัง ในทิศทางตรงกันขามกับทิศทางการหมุนของใบพัด จะมีจํานวน
ใบพัดประมาณ 10 –50 ใบ และเปนพัดลมท่ีมีความเร็วรอบสูง ไมกอใหเกิดเสียงดังเกินควร ไมมีลักษณะที่มอเตอร
จะทํางานเกินกาํ ลัง และไมมีชวงการทํางานท่ีไมมีเสถียร เหมาะที่จะใชงานระบายอากาศและอากาศท่ีใชตองสะอาด
ดวย เน่ืองจากสามารถท่ีจะควบคุมความกดดันและปริมาณลมไดงาย พัดลมชนิดนี้จะมีราคาสูงกวาชนิดอื่นๆ เมื่อ
เทียบกับขนาดทเ่ี ทากนั

1-43

ตอนที่ 4 บทท่ี 1 ระบบอัดอากาศ ปมนํา้ และพดั ลม ตําราฝก อบรมผรู บั ผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

รปู ที่ 1.53 การไหลของอากาศผา นตัวพดั ลมแบบหมนุ
รูปที่ 1.54 พดั ลมแบบหมนุ เหว่ยี งชนิดใบพดั โคงไปขางหนา

รูปที่ 1.55 พัดลมแบบหมุนเหว่ยี งชนิดใบพดั โคงไปขา งหลัง

1-44

ตอนที่ 4 บทที่ 1 ระบบอัดอากาศ ปม น้าํ และพดั ลม ตําราฝก อบรมผูร ับผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

(2) พดั ลมแบบอากาศไหลตามแนวแกน (Axial flow fans)
พัดลมแบบนี้อากาศจะไหลขนานกับแกนของใบพัด และต้ังฉากกับระนาบการหมุนของใบพัด ชุดใบพัด
จะถูกติดต้ังบนแกนเพลาขับของมอเตอรตนกําลัง ซ่ึงอยูภายในตัวพัดลม ทําใหมอเตอรสามารถระบายความรอน
ออกไปกับอากาศท่ีถูกขับเคล่ือน พัดลมชนิดน้ีมีราคาถูก การทํางานของพัดลมมีเสียงดังและมีชวงการทํางานของ
พัดลมท่ีไมเสถยี ร จงึ เหมาะกับงานระบายอากาศ มีขนาดเลก็ เคลอื่ นยา ยงา ย สามารถแบงได 2 ลกั ษณะคือ
(1) ลกั ษณะที่พัดลมเปน เกลียว (Tube axial fans)
(2) ลกั ษณะท่พี ัดลมเปน เสน ตรง (Vane axial fans)

(2.1) ลักษณะทีพ่ ดั ลมเปนเกลียว (Tube axial fans)
พัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนิดน้ี จะมีโครงสรางประกอบดวยชุดใบพัดซ่ึงหมุนอยูภายในทอรูป
ทรงกระบอก ลมที่ถูกขับเคล่ือนใหผานชุดใบพัดจะหมุนเปนเกลียว มีลักษณะการไหลแบบปนปวน พัดลมชนิดน้ี
ใหค าความกดดนั ของลมปานกลาง

(2.2) ลกั ษณะที่พดั ลมเปนเสนตรง (Vane axial fans)
พัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนิดนี้ จะมีแผนครีบเพ่ือใชในการบังคับการไหลของอากาศ ที่ถูก
ขับเคล่ือน ติดต้ังอยูภายในตัวเรือนของพัดลม บริเวณทอทางออกบริเวณดานหลังชุดใบพัดเพื่อชวยในการไหลของ
อากาศท่ีถูกขับเคล่ือน มีการไหลเปนเสนตรงมากที่สุด ซึ่งจะชวยลดลักษณะการไหลของอากาศปนปวนลดลง และ
ลดพลังงานสูญเสียเน่ืองจากการไหลของอากาศปนปวนภายในระบบใหนอยลง ทําใหประสิทธิภาพการใชงานและ
ราคาสูงกวา พดั ลมชนดิ Tube axial fans

รปู ที่ 1.56 พัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนิด Tube axial fans

รูปที่ 1.57 พดั ลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนดิ Vane axial fans

1-45

ตอนท่ี 4 บทที่ 1 ระบบอดั อากาศ ปม น้ําและพดั ลม ตาํ ราฝกอบรมผรู ับผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

1.3.2 คุณลกั ษณะและสมรรถนะการทํางานของพัดลม
ขณะทพี่ ัดลมทาํ งาน จะทาํ ใหอากาศเกิดการเคลอื่ นท่ไี ดดว ยคา ความกดดันทีเ่ กดิ ข้ึน เม่อื อากาศเคลอ่ื นท่ีออกไป
ไดดวยระยะทางที่เพ่ิมมากข้ึน จะทําใหความกดดันลดลง ถานําคาความกดดันในชวงตางๆ มาเขียนกราฟเทียบกับ
อัตราการไหลของอากาศท่ีไดในชวงความกดดันนั้นๆ ถาคาความกดดันดังกลาวเปนคาความกดดันรวมของระบบ
เมื่อนาํ คา ความกดดนั รวมทล่ี ดลงของระบบมาหกั ออกจากคา ความกดดนั

รูปที่ 1.58 การหาจุดทํางานของพดั ลมท่ีเหมาะสมจากกราฟคณุ ลกั ษณะของระบบพัดลมแบบหมุน
เหว่ียง ชนิดใบพดั โคงไปขา งหลงั ขนาด 27 นิว้ ที่ 1,080 รอบตอ นาที

ความเรว็ จะไดกราฟอกี เสนซงึ่ แสดงถึงความดันสถิตของระบบ เราสามารถนํากราฟดังกลา วไปใชในการ
เลอื กจดุ ทาํ งานท่ีเหมาะสมท่ีของพัดลมชนิดน้นั ได

เนื่องจากปริมาณอากาศที่ไดจากพัดลมตามที่กําหนดจากผูผลิต ปกติแลวจะทําการทดสอบ ณ สภาวะ
แวดลอ มมาตรฐาน เชน ทอี่ ณุ หภมู ิ 15 °C มีความกดดนั บรรยากาศแวดลอ มเทา กับ 1 บาร และความสูงเทียบเทากับ
ระดับนํ้าทะเล ปานกลาง เปนตน ซ่ึงสภาวะดังกลาวอาจแตกตางจากสภาวะจริงที่ติดตั้ง ใชงานจึงทําใหสภาวะการ
ใชงานไมเปนไปตามขอ กาํ หนด

เน่ืองจากสมรรถนะของพัดลมจะแปรผันตามการเปล่ียนแปลงของสภาวะแวดลอมตางๆ อาทิ อุณหภูมิ
ความเร็วรอบ และความหนาแนนของอากาศ ดังน้ัน The Air Moving and Condition Association (AMCA) จึงได
พัฒนามาตรฐานการทดสอบพดั ลมขนึ้ และไดทาํ การทดสอบเพ่อื หากราฟสมรรถนะของพดั ลมชนิดตา งๆ ดงั น้ี

จากรูปที่ 1.58 แสดงใหเห็นวา เม่ือเปอรเซ็นตของปริมาตรท่ีเปดกวางมีคาสูงข้ึนจะทําใหคากําลังท่ีปอนให
เพลาของพัดลมมีคาสูงข้ึนตามไปดวย ซึ่งมีผลทําใหมอเตอรของพัดลมทํางานเกินกําลัง ในขณะที่ความตานทาน
ของระบบมีคาลดลง ดังนั้น จึงไมควรใชพัดลมชนิดน้ีกับระบบท่ีมีอัตราการไหลของอากาศเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา
ชวงที่เหมาะสมสําหรับการทํางานของพัดลมชนิดนี้ คือ ชวงเปอรเซ็นตของปริมาตรท่ีเปดกวางประมาณ 30 – 50 %
ซง่ึ จะทําใหก ารทํางานของพดั ลมมคี า ประสิทธิภาพสงู สุด เสนกราฟคาความดันสถิต จะมีชวงการทํางานของพัดลม
ท่ีไมมีความเสถียรภาพคือชวงเปอรเซ็นตของปริมาตรท่ีเปดกวางในชวงไมเกิน 40% ดังนั้นจึงไมควรใชปริมาตรที่
เปด กวา งใหอากาศเขา สตู วั เรอื นของพดั ลมในชว งนี้

1-46

ตอนที่ 4 บทท่ี 1 ระบบอดั อากาศ ปม น้าํ และพดั ลม ตาํ ราฝกอบรมผรู ับผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

1.3.2.1 พดั ลมแบบหมนุ เหว่ียงชนิดใบพดั โคง ไปขางหนา (Forward curved blade fans)

รปู ที่ 1.59 สมรรถนะของพัดลมแบบหมุนเหวยี่ งชนิดใบพัดโคงไปขางหนา
1.3.2.2 พดั ลมแบบหมุนเหวี่ยงชนดิ ใบพัดโคงไปขา งหลัง(Backward curved blade fans)

รปู ที่ 1.60 กราฟสมรรถนะของพดั ลมแบบหมนุ เหว่ียงชนิดใบพัดโคง ไปขางหลัง
จากรูปที่ 1.60 จะเห็นไดวาชวงที่เหมาะสม สําหรับการทํางานของพัดลมชนิดน้ี คือ ชวงเปอรเซนตของ
ปริมาตรที่เปดกวางใหอากาศเขาสูตัวเรือนของพัดลม มีคาประมาณ 50 – 65 % ซ่ึงจะทําใหการทํางานของพัดลม
ชนิดนี้มีประสิทธิภาพสูงสุด คาประสิทธิภาพของพัดลมจะมีคาสูงสุดเมื่อใชกําลังในการขับเพลาของพัดลมสูงดวย
เชนกัน พัดลมชนิดน้ีจะไมมีลักษณะที่มอเตอรจะทํางานเกินกําลังและไมมีชวงการทํางานของพัดลมที่ไมมี
เสถียรภาพ
1.3.2.3 พดั ลมแบบหมนุ เหว่ียงชนดิ ใบพดั ตรง (Straight curved blade fans)
กราฟสมรรถนะของพัดลมชนิดนี้ จะเหมือนกับกราฟสมรรถนะของพัดลมชนิดใบพัดโคงไปขางหนา
กลาวคือเสนกราฟกําลังของพัดลมจะมีคาสูงข้ึนเร่ือยๆ แมวาคาความกดดันของระบบจะลดลงก็ตาม แตความเร็ว
ของอากาศที่ไหลผานตัวเรอื นพัดลมชนิดน้ีจะมคี าตํ่ากวาพดั ลมชนดิ ใบพัดโคง ไปขางหนา

1-47

ตอนท่ี 4 บทที่ 1 ระบบอัดอากาศ ปม น้าํ และพดั ลม ตาํ ราฝกอบรมผรู บั ผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดานความรอ น

1.3.2.4 พดั ลมแบบอากาศไหลตามแนวแกน (Axial flow fans)

จากรูปท่ี 1.61 จะเห็นวาเสนกราฟของเฮดสถิตและเฮดรวมของระบบจะลดลงและเพ่ิมขึ้น ในชวง
เปอรเซ็นตของปริมาตรเปดใหอากาศเขาสูตัวเรือนพัดลมมีคาอยูประมาณ 30 – 50 % ถาพัดลมชนิดนี้ทํางานอยู
ในชว งดงั กลา วจะกอ ใหเกิดความไมเ สถยี รภาพขึน้ ภายในระบบ และชวงท่ีเหมาะสมสําหรับการทํางานของพัดลมก็
คือ ชวงเปอรเซนตของปริมาตรท่ีเปดกวางประมาณ 55 – 75 % ซึ่งจะทําใหการทํางานของพัดลมมีประสิทธิภาพ
สูงสุด สามารถขับเคล่ือนอากาศไดปริมาณท่ีมาก และใชกําลังในการขับเลื่อนไมมากจนเกินไป เสนกราฟการ
ทํางานของพัดลมจะคอนขางแบนราบ โดยเฉพาะอยางยิ่งภายในชวงการทํางานที่มีคาเปอรเซนตของปริมาตรเปด
กวา งประมาณ 40 % น่ันคอื กําลังท่ีใชใ นการขบั เคลอื่ นพดั ลมภายในชวงดังกลา วจะมีคา คอนขา งคงที่

รูปที่ 1.61 กราฟสมรรถนะของพดั ลมแบบอากาศไหลตามแนวแกน

1.3.3 การเปรียบเทียบประเภทและคุณสมบตั ิของพดั ลมกบั เครอ่ื งอดั อากาศ
พัดลมและเครื่องอัดอากาศ ถูกจําแนกดังในตารางที่ 1.5 โดยใชความดันขาออกเปนเกณฑ หากจําแนกจาก
หลักการทํางานแลว จะแบงใหญๆ ไดเปน แบบเทอรโบและแบบปริมาตร ย่ิงไปกวานั้น แบบเทอรโบจะมีระบบ
Axial flow และระบบ Centrifugal สวนแบบปริมาตรจะมีระบบลูกสูบและระบบหมุน ซึ่งจะมีชวงของปริมาณลม
และความดันท่ีเหมาะสมขึ้นอยูกับรูปแบบ การเลือกใชจะเลือกรูปแบบท่ีเหมาะสม ท่ีสุดตามปริมาณลมและความ
ดันที่ตองการใชงาน

(1) ระบบ Axial flow มโี ครงสรา งทหี่ มุนใบพัดดวยความเร็วสูง แลวใหอากาศไหลไปในทิศทางเพลาดวย
แรงยกของใบพัดพัดลม Axial flow นั้น จะหมุนใบพัดดวยความเร็วสูง จึงทําใหทั้งพัดลมและมอเตอรมีขนาดเล็ก
และมีขอดีอยูตรงท่ีสามารถติดตั้งในบางสวนของทอได ซึ่งถูกนํามาใชในการถายเท การปอนลม การปลอยลมออก
การถายเทอากาศภายในอุโมงค ตางๆ เปนตน สําหรับเครื่องอัดอากาศแบบ Axial flow น้ัน ถูกนํามาใชในการปอน
ลมเขาสเู ตา Blast furnace สาํ หรบั ถลุงเหล็ก อปุ กรณอ ดั อากาศสาํ หรบั แยกอากาศ เปนตน

(2) ระบบ Centrifugal มีโครงสรางท่ีทําใหอากาศไหลไปในทิศทางรัศมีดวยแรงเหว่ียงของใบพัด ซ่ึงจะ
เรียกพัดลมแบบหลายใบพัดวา Sirocco fan ถึงแมจะมีประสิทธิภาพตํ่า แตเน่ืองจากมีโครงสรางไมซับซอน จึงมี
ราคาถูก และถูกนํามาใชเปนพัดลมสําหรับอุปกรณระบายอากาศ หรือเครื่องปรับอากาศ สําหรับเครื่องอัดอากาศ
เทอรโบนั้น ถกู นํามาใชเ ปนเครอ่ื งอดั กาซของโรงงานตางๆ เชน โรงงานอตุ สาหกรรมเคมี เปนตน

(3) เคร่ืองอัดอากาศระบบลูกสูบ เนื่องจากมีประสิทธิภาพมากท่ีสุด และมีกําลังอัดสูง จึงถูกนํามาใชเปน
เครอ่ื งอัดอากาศอยางแพรหลาย

1-48

ตอนที่ 4 บทท่ี 1 ระบบอดั อากาศ ปม นํ้าและพดั ลม ตําราฝกอบรมผรู บั ผดิ ชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

(4) เคร่ืองอัดอากาศระบบหมุน แบงเปนพัดลม Roots blower เคร่ืองอัดอากาศแบบทํางานโดยใบพัด และ

พัดลม Screw compressor ระบบหมุนนี้จะตางกับระบบลูกสูบ ซ่ึงจะมีขอดีอยูที่สามารถทําใหอุปกรณมีขนาดเล็ก

และนาํ้ หนักเบาโดยเพ่มิ จํานวนรอบใหสูงขนึ้ ได

รูปท่ี 1.62 แสดงความดันรวม กําลังขับเพลา และประสิทธิภาพของโบลวเออรซ่ึงนํามา Normalize ดวยคา

ณ จุดพิกัดเทียบกับอัตราไหลเม่ือเดินเคร่ืองเทอรโบโบลวเออรดวยจํานวนรอบท่ีพิกัด ซึ่งจะคลายกับ Centrifugal

pump

ตารางท่ี 1.5 พัดลม เคร่ืองอัดอากาศ

การจําแนก ความดันขาออก ประเภท

Fan ไมถึง 9.8 kPa แบบเทอรโบ (Axial flow, Sirocco, Radial flow, Turbo)
โบลเวอร ไมถ งึ 9.8-98 แบบเทอรโบ (Axial flow, Radial flow, Turbo)
kPa แบบปริมาตร (Roots blower)
เครอ่ื งอัดอากาศ สงู กวา 98 kPa แบบเทอรโ บ (Axial flow, Radial flow, Turbo)
แบบปรมิ าตร ระบบหมุน (เครอ่ื งอดั อากาศแบบทาํ งานโดยใบพดั Screw compressor)

ระบบลกู สบู (เครือ่ งอัดอากาศแบบลกู สบู )

ความ ัดนรวม H ํกา ัลงขับเพลา P
ประ ิสทธิภาพ η [%]

ปริมาณลม [%]

รูปที่ 1.62 คณุ ลักษณะของเทอรโ บโบลเวอร
1.3.4 ความสน้ิ เปลอื งพลังงานของพดั ลม

พลงั งานทต่ี องใชในการขบั ดันของไหลใหไ หลไปในระบบทอ ลําเลียงของไหลคาํ นวณไดจากสตู รตอไปนี้
พลังงาน = แรง × ความเรว็ ของของไหล (ความเรว็ ของกระแส)

= ความดัน × พ้ืนท่ีหนาตัดของเสนทางในทอ × ความเรว็ ของของไหล
= ความดนั × อัตราไหล
ดังนั้น จึงสามารถคํานวณหากําลังขับเพลา กําลังไฟฟาขาเขา และพลังงานไฟฟาที่ใชไปของมอเตอรท่ีจะ
ปอนพลงั งานทตี่ องใชใ นการขบั พัดลมใหลาํ เลียงอากาศไดจากสตู รตอไปนี้
กาํ ลงั ขบั เพลาของมอเตอร = ความดนั × อัตราไหล / ประสทิ ธิภาพของพดั ลม
กําลังไฟฟาขาเขา ของมอเตอร = กําลังขับเพลาของมอเตอร / ประสิทธภิ าพของมอเตอร
พลงั งานไฟฟา ทใ่ี ชไปของมอเตอร = กาํ ลังไฟฟา ขาเขาของมอเตอร × ระยะเวลาที่เดนิ เคร่อื ง
หนวยท่ีใชในท่ีน้ี ความดัน [kPa] อัตราไหล [m3/s] และกาํ ลังขับเพลาของมอเตอร [kW]

1-49

ตอนที่ 4 บทท่ี 1 ระบบอัดอากาศ ปมนาํ้ และพดั ลม ตาํ ราฝกอบรมผรู บั ผิดชอบดา นพลงั งาน(ผชพ) ดา นความรอ น

ในทํานองเดียวกับกรณีของพัดลม กําลังขับเพลาของมอเตอรที่จะปอนพลังงานท่ีตองใชในการขับปมให

ลาํ เลียงของเหลวได สามารถคาํ นวณไดจากสตู รตอไปน้ี

กําลังขบั เพลาของมอเตอร = ความดนั × อตั ราไหล / ประสิทธิภาพของปม

= 9.8 × เฮดรวมของปม × อตั ราไหลมวลขาออก / ประสิทธภิ าพของปม (1.18)

หนว ยท่ใี ชในท่นี ี้ อัตราไหลมวลขาออก [m3/s] กําลงั ขบั เพลาของมอเตอร: [kW] เฮดรวม: [m]

1.3.5 เสนกราฟคณุ ลักษณะของพดั ลม

เสนกราฟคุณลักษณะของพัดลม หมายถึง เสนกราฟท่ีแสดงการเปล่ียนแปลงความดันสถิต กําลังขับเพลา และ
ประสิทธภิ าพของพัดลมเทยี บกับอตั ราไหลในขณะทเ่ี ดนิ เคร่อื งดงั รปู ที่ 1.63

รูปที่ 1.63 กราฟคุณลักษณะของพัดลม

1.3.7 กฎการแปรผันและกฎความคลา ยของพดั ลม

อัตราไหลของของไหลจะแปรผันตามความเร็วรอบของพัดลม ความดันสูญเสียในทอลม ท่ีตออยูกับพัด

ลมจะแปรผันตามกําลังของของความเร็วของกระแส (ความเร็ว) น่ันคือ แปรผันตามอัตราไหลกําลังสองน่ันเอง

ดงั นนั้ หากความเร็วรอบเปล่ยี นแปลง ความดันจะแปรผันตามกําลังสองของความเร็วรอบ และกําลังขับเพลาจะแปร

ผนั ตามกําลังสามของความเร็วรอบ ความสัมพนั ธน ้เี รยี กวากฎการแปรผัน ซงึ่ แสดงไดดวยสูตรตอ ไปน้ี

V1 = n1
V2 n2

P1 = ⎜⎜⎛⎝ n1 ⎞⎠⎟⎟2
P2 n2

W1 = V1P1 = ⎜⎛⎜⎝ n1 ⎠⎞⎟⎟3
W2 V2 P2 n2

จาก V1, V2 แทนอัตราไหล n1, n2 แทนความเรว็ รอบ P1, P2 แทนความดนั W1, W2 แทนกําลงั ขับเพลา

1-50