การคำนวณการใช้พลังงานไฟฟ้าของเครื่องอัดอากาศทำอย่างไร

หนึ่ง. แนวคิดพื้นฐานในการคำนวณการใช้พลังงานไฟฟ้า

ปริมาณการใช้ไฟฟ้าของเครื่องอัดอากาศมักสามารถดูได้จากกำลังไฟฟ้าเข้าและเวลาการทำงานเริ่มต้นจากพารามิเตอร์หลักสองประการ หากอุปกรณ์ทำงานภายใต้สภาวะการทำงานตามค่ากำหนดอย่างต่อเนื่อง สามารถประเมินเบื้องต้นได้โดยใช้สูตรดังต่อไปนี้:

ปริมาณการใช้ไฟฟ้า (kWh) = กำลังไฟฟ้าเข้า (kW) × เวลาทำงาน (ชั่วโมง)

หากอุปกรณ์ไม่ได้ทำงานเต็มกำลัง ยังต้องปรับค่าให้สอดคล้องกับสภาพโหลดด้วย:

ปริมาณการใช้ไฟฟ้าจริง ≈ กำลังไฟฟ้าเข้า × เวลาทำงาน × ค่าสัมประสิทธิ์โหลด

ค่าสัมประสิทธิ์การโหลดสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นระดับความใกล้เคียงระหว่างการทำงานจริงของอุปกรณ์กับสภาวะโหลดเต็มที่ หากปริมาณการใช้งานอากาศคงที่และใกล้เคียงกับอัตราการปล่อยอากาศตามค่ากำหนด ค่าสัมประสิทธิ์การโหลดจะสูง; ในขณะที่หากปริมาณการใช้งานอากาศผันผวนมากหรือมีการทำงานแบบไม่มีโหลดบ่อยครั้ง ค่าสัมประสิทธิ์การโหลดจะลดลง อย่างไรก็ตาม การทำงานแบบไม่มีโหลดยังคงกินพลังงานไฟฟ้าอยู่ ดังนั้นจึงไม่อาจสรุปได้ง่ายๆ ว่าเมื่อไม่มีการผลิตอากาศก็จะไม่กินไฟฟ้า

2. วิธีการได้มาซึ่งพารามิเตอร์ที่จำเป็นสำหรับการคำนวณ

• กำลังไฟบนป้ายชื่อ:ตรวจสอบกำลังไฟฟ้าพิกัดของมอเตอร์ โดยหน่วยมักจะเป็น kW มันสามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณเชิงทฤษฎีได้
• กำลังไฟฟ้าเข้าจริง:หากมีมิเตอร์ไฟฟ้า เครื่องวัดการใช้พลังงาน หรือระบบควบคุมแสดงค่า ให้ใช้ค่าที่วัดได้จริงเป็นลำดับแรก
• เวลาการทำงาน:บันทึกเวลาการทำงานขณะโหลด เวลาทำงานขณะไม่มีโหลด และเวลาหยุดรอ ช่วยให้สามารถแยกแยะการใช้พลังงานในแต่ละสถานะได้อย่างสะดวก
• อัตราการโหลด:สามารถประเมินได้โดยพิจารณาจากความเปลี่ยนแปลงของปริมาณการใช้ก๊าซ ความถี่ในการเปิด–ปิดโหลด หรือการผันผวนของแรงดัน

3. ผลกระทบต่อค่าพลังงานไฟฟ้าจากการเดินเครื่องแบบเพิ่ม-ลดโหลด

เครื่องอัดอากาศจำนวนมากในระหว่างการทำงานจะมีสถานะโหลด ไม่โหลด และสแตนด์บาย โดยในขณะที่อยู่ในโหมดโหลด อุปกรณ์จะผลิตอากาศอัดและมีการใช้พลังงานไฟฟ้าค่อนข้างสูง ส่วนในโหมดไม่โหลด แม้ว่าอัตราการไหลของอากาศจะลดลงอย่างชัดเจน แต่มอเตอร์ยังคงทำงานและใช้พลังงานไฟฟ้าอยู่บ้าง ในขณะที่อยู่ในโหมดหยุดและรอคอย การใช้พลังงานไฟฟ้าจะต่ำกว่า แต่ระบบควบคุมก็ยังอาจมีการใช้พลังงานในปริมาณเล็กน้อยอยู่

ดังนั้น เมื่อคำนวณการใช้พลังงานไฟฟ้า สามารถแยกประเมินค่าในแต่ละสถานะการทำงานได้ดังนี้:

• ขั้นตอนการโหลด:คำนวณจากกำลังไฟฟ้าเข้าที่ใกล้เคียงกับการบรรทุกเต็มที่
• ระยะไม่มีโหลด:คำนวณโดยใช้กำลังไฟฟ้าในสภาวะไม่มีโหลด หรือจากค่ากำลังไฟฟ้าที่วัดได้จริงในพื้นที่ปฏิบัติงาน
• ระยะสแตนด์บาย:คำนวณโดยใช้ค่ากำลังไฟฟ้าในโหมดสแตนด์บาย หรือค่ากำลังของวงจรควบคุมที่ต่ำกว่า

หากขาดข้อมูลที่แม่นยำ อาจใช้การประมาณการแบบอนุรักษ์นิยมได้ แต่ต้องระบุไว้ในผลลัพธ์ว่าเป็นค่าประมาณ เพื่อหลีกเลี่ยงการนำไปใช้ในการคำนวณต้นทุนหรือรายงานการตรวจสอบอย่างเป็นทางการโดยตรง

4. ตัวอย่างการคำนวณโดยประมาณแบบง่ายๆ

สมมติว่ากำลังไฟฟ้าเข้าของมอเตอร์เครื่องอัดอากาศคือ 75 kW โดยมีระยะเวลาทำงานโหลดเต็มที่ 8 ชั่วโมงต่อวัน และทำงานแบบไม่มีโหลด 2 ชั่วโมง หากค่ากำลังไฟฟ้าในสภาวะไม่มีโหลดที่วัดได้ ณ หน้างาน มีค่าประมาณร้อยละหนึ่งของกำลังไฟฟ้าในสภาวะโหลดเต็มที่ ก็สามารถคำนวณได้ดังนี้:

• ปริมาณการใช้ไฟฟ้าที่โหลด = 75 kW × 8 ชั่วโมง
• ปริมาณการใช้ไฟฟ้าขณะไม่มีโหลด = กำลังไฟฟ้าขณะไม่มีโหลด × 2 ชั่วโมง
• การใช้ไฟฟ้ารายวัน = การใช้ไฟฟ้าขณะโหลด + การใช้ไฟฟ้าขณะไม่มีโหลด

หากไม่สามารถวัดค่ากำลังไฟฟ้าขณะไม่มีโหลดได้ ก็อาจใช้วิธีประมาณการเบื้องต้นโดยอ้างอิงระยะเวลาการทำงานภายใต้โหลดเต็ม แล้วปรับแก้ด้วยเครื่องวัดไฟฟ้าหรือบันทึกการใช้พลังงาน วิธีนี้จะให้ผลลัพธ์ที่เหมาะสมสำหรับการวิเคราะห์แนวโน้มมากกว่าการคำนวณต้นทุนอย่างแม่นยำ

๕. ปัจจัยที่พบบ่อยซึ่งส่งผลต่อปริมาณการใช้ไฟฟ้าจริง

• ความผันผวนของความต้องการใช้ก๊าซ:การที่จุดใช้ก๊าซมีการเปิด–ปิดบ่อยครั้ง หรือปริมาณความต้องการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก จะทำให้จำนวนรอบการโหลด–ขนถ่ายเพิ่มขึ้น
• การรั่วไหลของระบบท่อส่ง:การรั่วไหลจะทำให้ต้องเติมแรงดันอุปกรณ์บ่อยขึ้น และยืดระยะเวลาการทำงานออกไป
• สภาพแวดล้อมของการดูดอากาศและความต้านทานการกรอง:อุณหภูมิอากาศเข้า ปริมาณฝุ่น และภาวะการอุดตันของไส้กรองมีผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์
• การตั้งค่าแรงดัน:การตั้งค่าแรงดันที่สูงเกินไปมักจะเพิ่มพลังงานในการอัดและการเสี่ยงต่อการรั่วไหล
• สถานะการบำรุงรักษา:การระบายความร้อน การหล่อลื่น รวมถึงสถานะของวาล์วและระบบควบคุมที่ผิดปกติ ล้วนอาจทำให้การใช้พลังงานไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้นได้

๖. วิธีการเพิ่มความแม่นยำในการคำนวณ

หากต้องการข้อมูลที่น่าเชื่อถือยิ่งขึ้น ขอแนะนำให้ใช้วิธีการวัดภาคสนาม เช่น การติดตั้งมิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าบริเวณด้านจ่ายไฟ หรือใช้ฟังก์ชันการคำนวณการใช้พลังงานที่ติดมากับอุปกรณ์ โดยบันทึกเวลาในการโหลด เวลาที่ไม่มีโหลด การเปลี่ยนแปลงของแรงดัน และสภาวะการทำงานของการใช้แก๊สในช่วงระยะเวลาที่กำหนด แล้วตรวจสอบความถูกต้องร่วมกับค่าจากมิเตอร์ไฟฟ้า

สำหรับระบบซึ่งมีอุปกรณ์หลายเครื่องทำงานขนานกัน ควรวัดค่าพลังงานไฟฟ้าของแต่ละเครื่องแยกกัน และติดตามตรวจสอบความดันในท่อส่งรวม การกระจายการใช้แก๊ส ตลอดจนลำดับการเริ่มต้นและหยุดการทำงาน วิธีนี้จะช่วยให้สามารถประเมินได้ว่ามีปัญหาการทำงานที่มีประสิทธิภาพต่ำเป็นเวลานาน หรือมีการเพิ่ม–ลดโหลดบ่อยครั้งในอุปกรณ์ใดอุปกรณ์หนึ่งหรือไม่

7. ประโยชน์ทั่วไปของผลลัพธ์ด้านการใช้ไฟฟ้า

• คำนวณการใช้พลังงานของอากาศอัดในเวิร์กช็อปหรือสายการผลิต
• ประเมินการเปลี่ยนแปลงของการทำงานก่อนและหลังการบำรุงรักษาอุปกรณ์
• วิเคราะห์ว่าค่าความสูญเสียขณะไม่มีโหลดสูงเกินไปหรือไม่
• เพื่อให้ข้อมูลพื้นฐานสำหรับการบริหารจัดการการใช้ก๊าซ การปรับปรุงประสิทธิภาพแรงดัน และการปรับปรุงเพื่อประหยัดพลังงาน

สิ่งที่ควรคำนึงถึงคือ ผลการคำนวณปริมาณการใช้ไฟฟ้าควรตีความร่วมกับสภาพการทำงานจริง ณ สถานที่ โดยสภาพแวดล้อมในการติดตั้ง รูปแบบการใช้แก๊ส และกลยุทธ์การควบคุมที่แตกต่างกันล้วนมีผลต่อข้อมูลสุดท้าย ดังนั้นจึงไม่ควรสรุปผลเพียงโดยอาศัยสูตรคำนวณเพียงสูตรเดียว