สูตรคำนวณการใช้พลังงานไฟฟ้าต่อหน่วยปริมาตรของอากาศในเครื่องอัดอากาศ

หนึ่ง. แนวคิดการคำนวณหลัก

ปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อหนึ่งลูกบาศก์เมตรของอากาศในเครื่องอัดอากาศ มักหมายถึงพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในการผลิตอากาศอัดหนึ่งลูกบาศก์เมตร ในการคำนวณ ควรกำหนดขนาดของอัตราการไหลของอากาศออกให้ชัดเจนก่อน เช่น อัตราการไหลของอากาศอิสระ อัตราการไหลในสภาวะมาตรฐาน หรืออัตราการไหลภายใต้สภาวะการทำงาน โดยแยกแยะระหว่างค่าประมาณตามพิกัดและค่าจริงขณะเดินเครื่องด้วย

2. สูตรคำนวณพื้นฐาน

สูตรที่หนึ่ง: เมื่อทราบกำลังไฟฟ้าเข้าและปริมาตรการระบายอากาศ

ปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อลูกบาศก์เมตรของแก๊ส (kWh/ m³) = กำลังไฟฟ้าเข้า (kW) ÷ [60 × ปริมาตรกระบอกสูบ (m³/min)]

สูตรนี้ใช้ได้กับกรณีที่ปริมาตรการระบายอากาศระบุเป็นลูกบาศก์เมตรต่อนาที หากปริมาตรการระบายอากาศระบุเป็นลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง ก็สามารถนำกำลังไฟฟ้าเข้ามาหารด้วยปริมาตรการระบายอากาศได้โดยตรง

สูตรที่สอง: กำหนดค่ากำลังต่อหน่วยมวล

ปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อลูกบาศก์เมตรของก๊าซ (kWh/ m³) = กำลังเฉพาะ (kW /(m³/min)）÷ 60

ค่ากำลังเฉพาะเป็นอัตราส่วนระหว่างกำลังไฟฟ้าเข้ากับปริมาตรการระบายอากาศ ซึ่งนิยมใช้ในการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเครื่องอัดอากาศ ยิ่งค่ากำลังเฉพาะต่ำ ค่าการใช้พลังงานไฟฟ้าต่อหน่วยผลิตก๊าซก็มักจะต่ำตามไปด้วย

สูตรที่สาม: คำนวณจากปริมาณไฟฟ้าที่วัดได้และปริมาณก๊าซที่ผลิตได้

ปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อลูกบาศก์เมตรของก๊าซ (kWh/ m³) = ปริมาณการใช้ไฟฟ้ารวมในช่วงเวลาสถิติ (กิโลวัตต์ชั่วโมง) ÷ ปริมาณก๊าซที่ผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพในช่วงเวลาสถิติ (m³)

วิธีนี้ใกล้เคียงกับผลการดำเนินงานจริงมากกว่า เหมาะสำหรับใช้ในการตรวจสอบการใช้พลังงาน การเปรียบเทียบระหว่างก่อนและหลังการปรับปรุงเพื่อประหยัดพลังงาน หรือการแบ่งจ่ายต้นทุนในโรงงาน

3. ผลกระทบจากการโหลดและการถอดโหลด

ในระหว่างการดำเนินงานจริง เครื่องอัดอากาศมิได้อยู่ในสภาวะโหลดเต็มตลอดเวลา การควบคุมการเพิ่ม–ลดโหลด การปรับความถี่ของมอเตอร์ และการรั่วไหลของระบบท่อ รวมถึงความผันผวนของการใช้ลม ล้วนส่งผลกระทบต่อการใช้พลังงานไฟฟ้าต่อหน่วย หากรายงานโดยคำนวณจากอัตราการจ่ายลมตามค่าพิกัดเพียงอย่างเดียว อาจทำให้ละเลยการสูญเสียในสภาวะไม่มีโหลดได้

• ระยะโหลด: อัตราการผลิตก๊าซอยู่ในระดับสูง โดยค่าการใช้พลังงานไฟฟ้าต่อหน่วยมักใกล้เคียงกับค่าระดับสูงสุดตามพิกัด
• ช่วงโหลดศูนย์: มอเตอร์ยังคงอาจใช้พลังงานไฟฟ้าอยู่ แต่ปริมาณก๊าซที่ผลิตได้ต่ำมาก ส่งผลให้ค่าการใช้พลังงานไฟฟ้าต่อหน่วยสูงขึ้น
• อุปกรณ์เสริม: เครื่องทำลมแห้งแบบทำความเย็น, ตัวกรอง, ระบบควบคุม, พัดลมระบายความร้อน เป็นต้น หากมีการใช้พลังงานไฟฟ้าแยกต่างหาก ให้พิจารณาตามเกณฑ์การนับรวมว่าจะนำมารวมหรือไม่

4. ตัวอย่างการคำนวณ

ตัวอย่างมีไว้เพื่อประกอบการอธิบายสูตรเท่านั้น ไม่ได้หมายถึงการใช้พลังงานจริงของอุปกรณ์แต่ละชนิด หากกำลังไฟฟ้าเข้าเป็น 22 kW, ปริมาตรการระบายอากาศที่แท้จริงคือ 3.5 m³/min ดังนั้น ปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อลูกบาศก์เมตรของก๊าซจะเท่ากับประมาณ 22 ÷ [60 × 3.5] ≈ 0.105 kWh/ m³.

หากทราบว่ากำลังต่อหน่วยมวลเท่ากับ 6.3 kW /(m³/min) ดังนั้นปริมาณการใช้ไฟฟ้าต่อลูกบาศก์เมตรของก๊าซจะเท่ากับประมาณ 6.3 ÷ 60 = 0.105 kWh/ m³.

5. ข้อควรระวังในการใช้งาน

• ยืนยันว่าปริมาตรการระบายอากาศเป็นปริมาตรของอากาศอิสระหรือปริมาตรของอากาศที่ถูกบีบอัด และให้กำหนดค่าความดัน อุณหภูมิ และขนาดหน่วยวัดให้เป็นมาตรฐานเดียวกัน
• ข้อมูลบนป้ายกำกับเหมาะสำหรับการประมาณค่าเบื้องต้น สำหรับการตรวจสอบภาคสนาม แนะนำให้ใช้ค่าจากการอ่านมิเตอร์ไฟฟ้าและข้อมูลจากมาตรวัดอัตราการไหล
• การเพิ่มขึ้นของความดันไอเสียมักจะส่งผลให้พลังงานในการอัดเพิ่มขึ้น ดังนั้นในการคำนวณควรบันทึกค่าความดันในสภาวะที่เกี่ยวข้องไว้ด้วย
• หากใช้ในการประเมินการประหยัดพลังงาน ขอแนะนำให้แยกสถิติค่าการใช้ไฟฟ้าขณะโหลด ค่าการใช้ไฟฟ้าขณะไม่มีโหลด และค่าการใช้ไฟฟ้าของอุปกรณ์สนับสนุนเป็นรายส่วน