มาตรการหุ้มฉนวนชุด Electrical Heater เครื่องฉีดพลาสติก Nissei 360T

ชื่อมาตรการการอนุรักษ์พลังงาน : มาตรการหุ้มฉนวนชุด Electrical Heater เครื่องฉีดพลาสติก Nissei 360T


ความเป็นมาและลักษณะการใช้งาน
โรงงานผลิตเครื่องใช้พลาสติกมีการใช้เครื่องฉีดพลาสติกหลักอยู่ 11 เครื่อง ใช้งาน 24 ชั่วโมงต่อวัน และ  330 วันต่อปี โดยเครื่องฉีดพลาสติกทั้งหมดเป็นแบบ Hydraulic Pump ใช้พลังงานสูง และยังไม่เคยทำมาตรการประหยัดพลังงานมาก่อน

ปัญหาของอุปกรณ์/ระบบก่อนปรับปรุง
วัสดุท่อฉีดพลาสติกของเครื่องฉีดพลาสติกทั้งหมด ไม่ได้ทำการหุ้มฉนวน ทำให้อุณหภูมิที่ผิวของชุด Electrical Heater มีค่าเฉลี่ยประมาณ 250^oC

รูปแสดง  Electrical Heater ของเครื่องฉีดพลาสติก Nissei 360T

แนวคิด และขั้นตอนการดำเนินการ
โรงงานมีแนวคิดหุ้มฉนวนชุด Electrical Heater ของเครื่องฉีดพลาสติก เพื่อลดการสูญเสียความร้อนในกระบวนการผลิต โดยพิจารณาติดตั้งทดสอบกับเครื่องขนาด 360T ตัน จำนวน 1 เครื่อง ประกอบด้วยลำดับขั้นตอนการดำเนินการต่าง ๆ ดังนี้

1. ทำการตรวจวัดค่าอุณหภูมิที่ผิว Electrical Heater เครื่องฉีดพลาสติกก่อนการหุ้มฉนวน
2. วัดหาขนาดของชุด Electrical Heater (Diameter)
3. หุ้มฉนวนด้วยเซรามิกไฟเบอร์ที่มีความหนาไม่น้อยกว่า 1 นิ้ว
4. ทำการตรวจวัดค่าอุณหภูมิที่ผิวท่อเครื่องฉีดพลาสติกหลังจากการหุ้มฉนวน
5. ทำการตรวจสอบดูว่าผลกระทบของผลิตภัณฑ์หลังจากการหุ้มฉนวน และปรับค่าอุณหภูมิของเครื่องฉีดพลาสติกให้เหมาะสม

สภาพหลังปรับปรุง
การดำเนินการมาตรการหุ้มฉนวน Electrical Heater เครื่องฉีดพลาสติกเพื่อลดการสูญเสียความร้อนในกระบวนการผลิต และยังทำให้อากาศภายในโรงงานเย็นลง

รูปภาพ การติดตั้งฉนวนกับเครื่องฉีดพลาสติก Nissei 360T

วิธีการคำนวณผลการอนุรักษ์พลังงาน
จำนวนเครื่องฉีดพลาสติกที่จะทำการหุ้มฉนวน                         
=            1              เครื่อง
จำนวนชั่วโมงการทำงาน                                                                 
=             24          ชั่วโมง/วัน
=             330         วัน/ปี

อุณหภูมิที่ผิว(โดยเฉลี่ย),Ts                                                             
=             250         ^oC
ความยาวของชุด Electrical Heater,L (ช่วงที่ 1)                         
=             1.2          m
รัศมีภายนอกของสกรู(19 cm.) , R                                                
=             0.095     m
พื้นที่ผิวของชุด Electrical Heater ก่อนหุ้มฉนวน, A_s
=             44 x R x จำนวนเครื่อง x L/7
=             44 x 0.095 x 1 x 1.2/7
=             0.716     m²

ความยาวของชุด Electrical Heater,L (ช่วงที่ 2)                         
=             0.13        m
รัศมีภายนอกของสกรู(25 cm.) , R                                                
=             0.125     m
พื้นที่ผิวของชุด Electrical Heater ก่อนหุ้มฉนวน, A_s
=             44 x R x จำนวนเครื่อง x L/7
=             44 x 0.125 x 1 x 0.13/7
=             0.102     m²

อุณหภูมิอากาศภายนอก, T_air
=             35           ^oC
ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน, h_o
=             10           W/m²K
การสูญเสียปริมาณความร้อนคำนวณจากสมการ Q  
=             A_sh_o(T_s-T_air )

การใช้พลังงานก่อนปรับปรุง
ค่าการสูญเสียปริมาณความร้อนก่อนหุ้มฉนวน  Q₁
=             (0.716+0.102) x 10 x (250-35)
=             1.76        kW
การใช้พลังงานหลังปรับปรุง
ความหนาของฉนวน, t_ins
=          0.025      m

อุณหภูมิที่ผิวของ Heater  หลังหุ้มฉนวน, T_s2
=             70           ^oC
ความหนาของฉนวน, t_Ins
=             0.025     m

พื้นที่ผิวของชุด Electrical Heater ก่อนหุ้มฉนวน, A₁
=             44 x R x จำนวนเครื่อง x L/7
=             44 x (0.095+0.025) x 1 x 1.2/7
=             0.905     m²

พื้นที่ผิวของชุด Electrical Heater ก่อนหุ้มฉนวน, A₂
=             44 x R x จำนวนเครื่อง x L/7
=             44 x (0.125+0.025) x 1 x 0.13/7
=             0.123     m²

ค่าการสูญเสียปริมาณความร้อนหลังหุ้มฉนวน Q₂
=             (0.905+0.123) x 10 x (70-35)
=             0.36        kW

ผลประหยัดพลังงาน
ดังนั้นจะลดการสูญเสียความร้อนได้ (Q₁-Q₂)                              
=             1.76 – 0.36
=             1.4          kW
พลังงานไฟฟ้าที่ประหยัดได้                                                            
=            1.4 x 24 ชม./วัน x 330 วัน/ปี
=            11,088                   kWh/ปี
ค่าไฟฟ้าที่ประหยัดได้                                                                       
=            11,088 x 3.47      บาท/ปี
=            38,475.36             บาท/ปี
คิดเป็นผลประหยัดจากพลังงาน                                                     
=             0.945                     toe/ปี

ผลประหยัดพลังงานจริง
หลังจากร่วมกันพิจารณาทางโรงงานเลือกติดตั้งเพียง 1 เครื่อง เพื่อทดสอบเสถียรภาพของฉนวนคือ เครื่อง Nisei 360 T

กราฟการใช้พลังงานก่อนติดตั้งฉนวนกับเครื่อง Nissei 360T

กราฟการใช้พลังงานหลังติดตั้งฉนวนกับเครื่อง Nissei 360T

พลังงานไฟฟ้าก่อนติดตั้ง                                                                 
=             4.7                          kW/hr.
=            4.7 x 24 ชม./วัน x 330 วัน/ปี
=            37,224                   kWh/ปี
พลังงานไฟฟ้าหลังติดตั้ง                                                                 
=             2.73                       kW/hr.
=            2.73 x 24 ชม./วัน x 330 วัน/ปี
=            21,621.6               kWh/ปี

พลังงานไฟฟ้าที่ประหยัดได้                                                            
=            37,224 - 21,621.6                                                                                                                                                             
=            15,602.4               kWh/ปี
ค่าไฟฟ้าที่ประหยัดได้                                                                       
=            15,602.4 x 3.47  บาท/ปี
=            54,140.33             บาท/ปี
คิดเป็นผลประหยัดจากพลังงาน                                                     
=             1.329                     toe/ปี

มาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพระบบหล่อเย็น (Cooling) ในอุตสาหกรรมฉีดพลาสติก

ชื่อมาตรการการอนุรักษ์พลังงาน: มาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพระบบหล่อเย็น (Cooling) ในอุตสาหกรรมฉีดพลาสติก

 ความเป็นมาและลักษณะการใช้งาน
โรงงานผลิตพลาสติกมีการใช้พลังงานไฟฟ้ารวม 12 เดือน จากเดือนมกราคม 2554 ถึงเดือนธันวาคม 2554 รวมทั้งสิ้น 3,499,000kWh/ปี คิดเป็นค่าไฟฟ้า 11,639,666บาท/ปี มีค่าไฟฟ้าเฉลี่ยเท่ากับ 3.33 บาทต่อหน่วย โดยโรงงานมีเวลาทำงาน 24 ชั่วโมงต่อวัน และทำงาน 300 วันต่อปี ใช้ระบบหล่อเย็นในกระการผลิตของเครื่องฉีดพลาสติก

 ปัญหาของอุปกรณ์/ระบบก่อนปรับปรุง

จากการสำรวจพบว่าระบบหล่อเย็นของโรงงานเป็น Cooling 175 T 3 Sell และ PVC filling เสื่อมสภาพแล้ว ทำให้ประสิทธิภาพการระบายความร้อนไม่ดี และในระบบท่อน้ำก็มีอากาศอยู่มากเนื่องจากเกิดการตันในระบบ ทำให้ปั๊มจ่ายน้ำหลายตัวชำรุด

รูปแสดง สภาพ PVC filling และ Pump ก่อนปรับปรุง

กราฟแสดง การใช้พลังงานของมอเตอร์พัดลม Cooling ขนาด 5 HP

แนวคิด และขั้นตอนการดำเนินการ
หากมีการปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบหล่อเย็นให้ดี อาจทำให้อุณหภูมิน้ำไปและกลับไม่ต่างกันมาก ซึ่งจะสามรถประหยัดพลังงานได้โดยการลดจำนวนพัดลม Cooling ลงได้ ดั้งนั้นจึงมีแนวคิดให้โรงงานปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบหล่อเย็นดังนี้

1. เปลี่ยน PVC filling
2. ซ่อมปั๊มน้ำ
3. แก้ไขระบบที่ตันทำให้เกิดอากาศในระบบ
4. ติดตั้งแอร์เว้นวาล์วท่อน้ำเพื่อไล่อากาศออกจากระบบ

สภาพหลังปรับปรุง

โรงงานได้ดำเนินการให้ผู้รับเหมาเข้าปรับปรุงระบบหล่อเย็น ซึ่งหลังจากปรับปรุงแล้วทำให้อุณหภูมิน้ำที่จ่ายเข้าเครื่องจักรอยู่ที่ 28.5 °C และอุณหภูมิน้ำกลับเข้า Cooling อยู่ที่ 31.5 °C ซึ่งหลังจากได้ทดลองหยุดพัดลมระบายอากาศของ Cooling แล้วอุณหภูมิน้ำยังต่างกันไม่ถึง 4 °C

รูปแสดง สภาพ PVC filling และ Pump หลังปรับปรุง

วิธีการคำนวณผลการอนุรักษ์พลังงาน

การใช้พลังงานก่อนปรับปรุง
กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยของพัดลม Cooling 5 HP                  
=             2.4          kW
กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยของพัดลม Cooling 5 HP 3 เครื่อง  
=             2.4 x 3   kW
ดังนั้นกำลังไฟฟ้าเฉลี่ยก่อนปรับปรุง                             
=             7.2          kW
=             7.2 x 24 ช.ม. x 330 วัน
=             57,024   kWh/ปี

การใช้พลังงานหลังปรับปรุง
หลังปรับปรุงสามารถหยุดพัดลมระบายความร้อนได้ 1 เครื่อง
ดังนั้นกำลังไฟฟ้าเฉลี่ยหลังปรับปรุง                             
=             2.4 x 2 kW
=             4.8          kW
=             4.8 x 24 ช.ม. x 330 วัน
=             38,016   kWh/ปี

ผลประหยัดพลังงาน
พลังงานไฟฟ้าที่ประหยัดได้                                            
=            57,024 – 38,016
=            19,008                   kWh/ปี
ค่าไฟฟ้าที่ประหยัดได้                                                     
=            19,008   x 3.33    บาท/ปี
=            63,296.64             บาท/ปี
คิดเป็นผลประหยัดจากพลังงาน                                     
=             1.620                     toe/ปี

ข้อเสนอแนะเพิ่มเติม
โรงงานควรปรับให้ระบบสามารถทำงานเปิดปิดพัดลมได้อัตโนมัติ โดยการตรวจสอบอุณหภูมิน้ำจากบ่อมาสั่งการทำงานของพัดลม หรือนำระบบ Inverter เข้ามาใช้ในการควบคุมความเร็วรอบของมอเตอร์พัดลมระบายอากาศ เพื่อเป็นการรักษาอุณหภูมิน้ำให้นิ่งยิ่งขึ้น

มาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพเครื่องทำน้ำเย็น (Chiller) ขนาดเล็กของโรงงานเป่าถุงพลาสติก

ชื่อมาตรการการอนุรักษ์พลังงาน : มาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพเครื่องทำน้ำเย็น (Chiller) ขนาดเล็กของโรงงานเป่าถุงพลาสติก

 ความเป็นมาและลักษณะการใช้งาน
โรงงานผลิตถุงพลาสติกมีการใช้พลังงานไฟฟ้ารวม 12 เดือน จากเดือนมกราคม 2553 ถึงเดือนธันวาคม 2554 รวมทั้งสิ้น 374,167.86 kWh/ปี คิดเป็นค่าไฟฟ้า 5,719,422.17 บาท/ปี มีค่าไฟฟ้าเฉลี่ยเท่ากับ 3.38 บาทต่อหน่วย โดยโรงงานมีเวลาทำงาน 24 ชั่วโมงต่อวัน และทำงาน 300 วันต่อปี

 ปัญหาของอุปกรณ์/ระบบก่อนปรับปรุง
เครื่องทำน้ำเย็น(Chiller) ขนาด 4 ตัน และ 10 ตัน ทำงานสลับกันสัปดาห์ละครั้ง จากการตรวจวัดอัตราการไหลของน้ำและอุณหภูมิน้ำ พบว่าโรงงานยังไม่ได้มีการจัดการที่ดีพอ ทำให้สิ้นเปลืองพลังงาน

รูปแสดง สภาพเครื่องทำน้ำเย็น และการตรวจวัดก่อนการปรับปรุง

กราฟแสดง ค่ากำลังไฟฟ้าของมอเตอร์เครื่องสูบน้ำขนาด 2.2 kW ก่อนการปรับปรุง

แนวคิด และขั้นตอนการดำเนินการ
อุปกรณ์ไฟฟ้าทั้งหมดมีความต้องการพลังงานไฟฟ้าด้วยกันทั้งสิ้น  แต่หากมีการจัดการและควบคุมการใช้พลังงานอย่างเหมาะสม  ก็จะสามารถลดพลังงานไฟฟ้าหรือการใช้พลังงานไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด  โดยในที่นี้จะกล่าวถึงการควบคุมพลังงานไฟฟ้าสำหรับมอเตอร์ภายในโรงงาน   หากเปรียบเทียบระหว่างระบบที่ใช้มอเตอร์ที่หมุนด้วยความเร็วรอบเกือบคงที่กับชนิดที่สามารถเปลี่ยนความเร็วรอบของมอเตอร์ที่ปรับความเร็วรอบตามภาระจะมีการใช้พลังงานไฟฟ้าที่น้อยกว่าตามกฎการทำงานของพัดลม (Affinity Laws)
1. อัตราการไหลจะแปรตามความเร็วรอบ
2. ความดันจะแปรตามความเร็วรอบยกกำลังสอง
3. กำลังงานที่ใช้จะแปรตามความเร็วรอบยกกำลังสาม

ดังนั้นหากพิจารณาตามความสัมพันธ์ข้างต้นจะเห็นได้ว่าถ้าลดอัตราการไหลลงโดยการลดความเร็วรอบจะทำให้กำลังไฟฟ้าที่ใช้ลดลง เช่น ลดอัตราการไหลลง 50 %  จะลดกำลังไฟฟ้าลงได้ 8 เท่า (ตามทฤษฎี)  ถ้าพบว่าในระบบขับเคลื่อนใดๆ ที่มีแนวโน้มที่จะประหยัดพลังงานได้มาก หากเปลี่ยนจากแบบ

ความเร็วรอบคงที่เป็นแบบปรับความเร็วได้  โดยการต่อ Frequency Converter เพิ่มเติมเข้าไป โดยวิธีการลดความเร็วรอบของมอเตอร์สามารถทำได้โดยการใช้ Frequency Inverter เป็นตัวควบคุมความถี่ตามสมการ
N =  ความเร็วรอบ
f  =  ความถี่
P = จำนวนขั้วของมอเตอร์
จากที่ได้กล่าวมาทั้งหมดข้างต้น  จะเห็นได้ว่าจะสามารถควบคุมการใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างเหมาะสมและสัมพันธ์กับการใช้งานจริงและสามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติได้ สำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบน้ำหล่อเย็น จะดำเนินการ 3 อย่าง คือ

1. หุ้มฉนวนท่อน้ำเย็นด่านส่งจ่าย
2. ติดตั้ง Inverter (VSD) กับมอเตอร์เครื่องสูบน้ำเย็นขนาด 2.2 kW
3. เปลี่ยนระบบแนวเดินท่อน้ำเย็นให้บ่อไปและกลับต่อถึงกันเพื่อให้ง่ายในการควบคุมอัตราการไหลของน้ำ และลดการใช้เครื่องสูบน้ำได้ 1 เครื่อง

สภาพหลังปรับปรุง
จากการตรวจวัดพลังงาน และการสอบถามจากผู้แดเครื่องทำน้ำเย็น โรงงานสามารถติดตั้ง Inverter กับมอเตอร์เครื่องสูบน้ำขนาด 2.2 kW เพื่อปรับลดอัตราการไหลของน้ำ และปรับปรุงระบบบ่อน้ำเย็นเพื่อยกเลิกเครื่องสูบน้ำขนาด 1.5 kW ได้

กราฟ เปรียบเทียบการควบคุมการไหล โดยใช้วาล์วกับการใช้ VSD

รูปแสดงการติดตั้งทดสอบ Inverter กับเครื่องสูบน้ำขนาด 2.2 kW

  

รูปแสดง การปรับปรุงโดยการหุ้มฉนวนท่อน้ำเย็นด่านส่งจ่าย

ข้อเสนอแนะ
โรงงานควรพิจารณาเลือกเดินเครื่องทำน้ำเย็นขนาด 4 ตัน เป็นเครื่องหลักเนื่องจากใช้พลังงานไฟฟ้าต่ำกว่า จะทำให้ประหยัดไฟฟ้าได้มากกว่า

 แนวทางการขยายผล (ถ้ามี)

ควรมีการติดตั้ง Flow meter หรือ Temp เพื่อนำสัญญาณ Analog มาใช้สำหรับความคุมการปรับความถี่ของ Inverter

วิธีการคำนวณผลการอนุรักษ์พลังงาน

การใช้พลังงานก่อนปรับปรุง
กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยของมอเตอร์เครื่องสูบน้ำขนาด 2.2 kW          
=             1.31        kW
กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยของมอเตอร์เครื่องสูบน้ำขนาด 1.5 kW          
=             0.75        kW
ดังนั้นกำลังไฟฟ้าเฉลี่ยก่อนปรับปรุงรวม                                 
=             2.06        kW
กำลังไฟฟ้าที่ใช้ต่อปี                                                                      
=             (กำลังไฟฟ้า x เวลาการทำงาน)
=             0.57 x 24 x 300
=             14,832                   kWh/ปี

การใช้พลังงานหลังปรับปรุง
กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยของมอเตอร์เครื่องสูบน้ำขนาด 2.2 kW          
=             0.57       kW
หลังจากปรับปรุงแนวท่อน้ำเย็นสามารถหยุดเดินมอเตอร์เครื่องสูบน้ำขนาด 1.5 kW
ดังนั้นกำลังไฟฟ้าเฉลี่ยหลังปรับปรุงรวม                                     
=             0.57        kW
กำลังไฟฟ้าที่ใช้ต่อปี                                                                          
=             (กำลังไฟฟ้า x เวลาการทำงาน)
=             2.06 x 24 x 300
=             4,104     kWh/ปี

ผลประหยัดพลังงาน
พลังงานไฟฟ้าที่ประหยัดได้                                 
=     พลังงานไฟฟ้า _{(ก่อนปรับปรุง)} - พลังงานไฟฟ้า _{(หลังปรับปรุง)}
=             14,832 –  4,104
=             10,728                   kWh/ปี
ค่าไฟฟ้าที่ประหยัดได้                                                                       
=            10,728 x 3.38      บาท/ปี
=             36,260.64             บาท/ปี
คิดเป็นผลประหยัดจากพลังงาน                                              
=            0.914                     toe/ปี

มาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพเครื่องอัดอากาศโดยการติดตั้งบู๊ตเตอร์แบบ Pressure Booster

ชื่อมาตรการการอนุรักษ์พลังงาน : มาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพเครื่องอัดอากาศโดยการติดตั้งบู๊ตเตอร์แบบ Pressure Booster

ความเป็นมาและลักษณะการใช้งานพลังงาน
ในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกของโรงงานจะใช้ลมจากเครื่องอัดอากาศในส่วนของเครื่องเป่าพลาสติกและเครื่องฉีดพลาสติกมากที่สุด โดยใช้แรงดันอากาศอัดที่สูงสุด 7 บาร์  โดยโรงงานมีเครื่องอัดอากาศแบบ Rotary Screw ขนาด 37 kW 4 เครื่อง โดยปกติเมื่อมีการผลิตเต็มกำลังการผลิต จะเดินเครื่องอากาศละผลิตแรงดันอากาศอัดที่ประมาณ 7  บาร์ โดยเดินเครื่องอัดอากาศพร้อมกัน 2 เครื่อง

ปัญหาของอุปกรณ์ / ระบบก่อนปรับปรุง
จากการตรวจสอบพบว่า เมื่อแผนกเครื่องเป่าพลาสติกต้องขึ้นชิ้นงานขวดนมจะต้องให้ลมอัดที่สูงกว่าปกติ ต้องเดินทั้ง 3 เครื่อง ในบางครั้ง ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานอย่างไม่เหมาะสม โดยเครื่องเป่าพลาสติกที่ขึ้นชิ้นงานขวดนมจะให้ลมอัดอยู่ที่ประมาณ 6 บาร์

รูปแสดง สถานที่ตั้งเครื่องอัดอากาศ และเกจวัดความดันก่อนปรับปรุง

กราฟการใช้พลังงานของเครื่องอัดอากาศ 50 HP

แนวคิดและขั้นตอนดำเนินการ
โรงงานสามารถติดตั้งอุปกรณ์บู๊ตเตอร์แบบ Pressure Booter ที่เครื่องเป่าที่ขึ้นชิ้นงานขวดนม เพื่อให้ได้แรงดันอากาศอัดทางด้าน Out put ที่สูงถึง 6 บาร์ ได้โดยไม่ต้องเดินเครื่องอัดอากาศเพิ่ม โดยมีขั้นตอนการดำเนินการดั้งนี้


สภาพหลังปรับปรุง

รูปแสดง ตัวอย่างการติดตั้งบู๊ตเตอร์แบบ Pressure Booster

ข้อเสนอแนะ
ควรบริหารจัดการในส่วนของการนำอากาศอัดไปใช้ในการทำความสะอาดชิ้นงาน เพราะในส่วนนี้จะทำให้เกิดพลังงานสูญเสียมากที่สุด

วิธีการคำนวณผลการอนุรักษ์พลังงาน

การใช้พลังงานก่อนปรับปรุง
ค่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ยก่อนการปรับปรุงของเครื่องอัดอากาศขนาด 37 kW
=             37                                           kW
ค่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ยก่อนการปรับปรุง 3 เครื่อง            
=             111                                         kW
ทำงานลักษณะนี้ประมาณ 30%                                     
=             33.3                                        kW
ค่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ยก่อนการปรับปรุงเฉลี่ย                   
=             77.7                                        kW
=             (77.7 x 24 x 330 )
=             615,384                                 kWh/ปี
การใช้พลังงานหลังปรับปรุง
หลังจากปรับปรุงแล้ว เครื่องอัดอากาศ ทำงาน 2 เครื่อง โดยไม่จำเป็นต้องเดินเครื่องที่ 3 ช่วย
ค่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ยหลังการปรับปรุง 2 เครื่อง            
=             74                                           kW
พลังงานไฟฟ้าที่ใช้หลังการปรับปรุง                             
=             (74x 24 x 330 )                                                                                                                                                    
=             586,080                                 kWh/ปี
ผลประหยัดพลังงาน
พลังงานไฟฟ้าที่ประหยัดได้                                            
=             (615,384-586,080)
=             29,304                                   kWh/ปี
อัตราค่าไฟฟ้าเฉลี่ยต่อหน่วยของโรงงาน                     
=             3.35                                        บาท/kWh
คิดเป็นเงินที่ประหยัดได้                                                   
=             (29,304x 3.35)
=             98,168.4                               บาท/ปี
เทียบเท่าตันน้ำมันดิบ                                                        
=             (29,304 x 0.00008521)
=             2.497                                     toe/ปี

มาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพเครื่องอัดอากาศดโดยการปรับปรุงท่อเมนและลดแรงดันอากาศอัด

ชื่อมาตรการการอนุรักษ์พลังงาน : มาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพเครื่องอัดอากาศดโดยการปรับปรุงท่อเมนและลดแรงดันอากาศอัด

ความเป็นมาและลักษณะการใช้งานพลังงาน
ในกระบวนการผลิตถังพลาสติกจะใช้ลมจากเครื่องอัดอากาศในส่วนของเครื่องเป่าพลาสติกมากที่สุด โดยใช้แรงดันอากาศอัดที่สูงสุด 8 บาร์  ส่วนในกระบวนการอื่นๆ โดยโรงงานมีเครื่องอัดอากาศแบบสกรู 37 kW และ 30 kW อย่างละ 1 เครื่อง โดยปกติเมื่อมีการผลิตเต็มกำลังการผลิต จะเดินเครื่องอากาศละผลิตแรงดันอากาศอัดที่ประมาณ 8  บาร์

ปัญหาของอุปกรณ์ / ระบบก่อนปรับปรุง
จากการตรวจสอบพบว่าเครื่องอัดอากาศผลิตแรงดันอากาศอัดสูงถึง 8 บาร์ โดยที่โหลดที่ใช้แรงดันอากาศสูงสุดไม่เกิน 5 บาร์ การเดินท่อเมนจ่ายอากาศอัดเป็นแบบท่อเดี่ยวหรือก้างปลา ขนาดท่อเมนจ่ายอากาศอัดที่เล็กเกินไป (1.5 นิ้ว) อุปกรณ์บางอย่างชำรุด และมีลมรั่วในระบบหลายจุด

รูปแสดง สถานที่ตั้งเครื่องอัดอากาศ และสภาพเครื่องก่อนปรับปรุง

กราฟแสดง ค่าพลังงานที่ใช้ก่อนปรับปรุง

แนวคิดและขั้นตอนดำเนินการ
การออกแบบท่อที่ดีจะช่วยลดปัญหาของแรงดันตกทำให้สามารถลดการผลิตแรงดันที่สูงเกินความต้องการของโหลดลงได้ เพราะการผลิตแรงดันอากาศอัดที่สูงเกินทำให้เครื่องอัดอากาศต้องใช้พลังงานสูงตามไปด้วย และแรงดันที่สูงย่อมส่งผลให้มีการรั่วไหลของอากาศอัดมากกว่าแรงดันต่ำกว่า  และเมื่อทำการปรับปรุงท่อเมนแล้วควรพิจารณาลดแรงดันที่เครื่องอัดอากาศลง โดยมีขั้นตอนการดำเนินการดั้งนี้

1. ตรวจวัดค่าการใช้พลังงานของเครื่องอัดอากาศทั้ง และการพลังงานโดยรวมเมื่อเครื่องอัดอากาศทำงานที่สภาวะปกติ เมื่อมีการผลิตเต็มกำลังการผลิต
2. สำรวจแนวเดินท่อเมนจ่ายอากาศอัด เพื่อพิจารณาปรับปรุงแก้ไขให้เป็นแบบวงแหวน
3. ปรับลดแรงดันที่เครื่องอัดอากาศลง ครั้งละ 0.5 บาร์ แล้วตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์
4. ตรวจวัดค่าการใช้พลังงานโดยรวมของเครื่องอัดอากาศหลังปรับปรุงระบบ

วิธีการคำนวณผลการอนุรักษ์พลังงาน

1. ปรับปรุงขนาดท่อเมนจ่ายอากาศอัดให้มีขนาดใหญ่ขึ้น

ตารางการคำนวณ

ผลประหยัดพลังงาน
เลือกการปรับขนาดท่อใหม่เป็นขนาด 2.5 นิ้ว สามารถประหยัดได้
=             32,179.36-3,747.60           kW/ปี
=             28,431.79                            kW/ปี
คิดเป็นเงินที่ประหยัดได้                                   
=             (28,431.79 x 3.38)
=             94,160.85                             บาท/ปี
เทียบเท่าตันน้ำมันดิบ                                        
=             (28,431.79 x 0.00008521)
=             2.423                                     toe/ปี

2. ปรับลดแรงดันที่เครื่องอัดอากาศลง ครั้งละ 0.5 บาร์ แล้วตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์ซึ่งสามาทำงานได้ปกติที่ 6 บาร์

การใช้พลังงานก่อนปรับปรุง
ค่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ยก่อนการปรับปรุงของเครื่องอัดอากาศขนาด 50 HP                
=             34.7        kW
ค่ากำลังไฟฟ้าหลังปรับปรุงขนาดท่อเมนจ่ายอากาศอัด (W1)                                  
=             30.75     kW
การใช้พลังงานหลังปรับปรุง
จากสมการ

กำหนดให้
W ₂  กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยหลังปรับลดความดันอากาศอัด           (kW)
W ₁  กำลังไฟฟ้าเฉลี่ยก่อนปรับลดความดันอากาศอัด          เท่ากับ  30.75     kW
P 1 _out  ความดันสมบูรณ์ก่อนปรับลดความดันอากาศอัด เท่ากับ            8              Barg
P 2 _out  ความดันสมบูรณ์หลังปรับลดความดันอากาศอัด เท่ากับ            6             Barg
P _in  ความดันสมบูรณ์ด้านเข้าเครื่องอากาศอัด      เท่ากับ                    1.013     Barg
k อัตราส่วนความร้อนจำเพาะสำหรับอากาศ มีค่าเท่ากับ               1.40
i  จำนวนขั้นตอนการอัด (stage) ของเครื่องอัดอากาศ เท่ากับ  1  Stage

แทนค่าสมการ

กำลังไฟฟ้าหลังปรับลดแรงดันอากาศอัด (W2)          
=             23.92                                     kW
คิดเป็นความต้องการพลังไฟฟ้าที่ลดลง                         
=             (30.75-23.92)                      kW

กำลังไฟฟ้าที่ประหยัดได้รวม                                          
=             6.83                                        kW
เวลาในการทำงาน                                                              
=             24                                           ชม./วัน
จำนวนวันทำงานาน                                                          
=             300                                        วัน/ปี
เปอร์เซ็นต์การใช้งานเฉลี่ย                                              
=             100                                         %
พลังงานไฟฟ้าที่ใช้หลังการปรับปรุง                             
=             (6.83 x 24 x 300)                                                                                                                                                
=             49,176                                   kWh/ปี
อัตราค่าไฟฟ้าเฉลี่ยต่อหน่วยของโรงงาน                     
=             3.38                                        บาท/kWh

ผลประหยัดพลังงาน
คิดเป็นเงินที่ประหยัดได้                                                   
=             (49,176 x 3.38)
=             166,214.88                           บาท/ปี
เทียบเท่าตันน้ำมันดิบ                                                        
=             (49,176  x 0.00008521)
=             4.190                                     toe/ปี

หลังจากดำเนินการทั้ง 2 มาตรการ
สามารถประหยัดได้                                                          
=             27,858.24 + 48,240           kW/ปี
=             76,098.24                            kW/ปี
คิดเป็นเงินที่ประหยัดได้                                                   
=             (76,098.24x 3.38)
=             257,212.05                           บาท/ปี
เทียบเท่าตันน้ำมันดิบ                                                        
=             (76,098.24x 0.00008521)
=             6.485                                     toe/ปี

มาตรการหุ้มฉนวนชุด Electrical Heater เครื่องฉีดพลาสติก

ชื่อมาตรการการอนุรักษ์พลังงาน : มาตรการหุ้มฉนวนชุด Electrical Heater เครื่องฉีดพลาสติก

ความเป็นมาและลักษณะการใช้งาน
โรงงานผลิตอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน เช่น หม้อหุงข้าว กระติกน้ำรอน กระทะไฟฟ้า พัดลม ฯ
จำเป็นต้องใช้เครื่องฉีดพลาสติกเพื่อผลิตชิ้นสวนต่างๆ  โดยเครื่องฉีดพลาสติกจะมีการสูญเสียพลังงานในสองส่วนหลักๆ คือ มอเตอร์ และฮีตเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งฮีตเตอร์ไฟฟ้าของเครื่องฉีดพลาสติกในโรงงานจะตั้งอุณหภูมิไว้ในช่วง 190-250 ^oC


ปัญหาของอุปกรณ์/ระบบก่อนปรับปรุง
วัสดุท่อฉีดพลาสติกของเครื่องฉีดพลาสติกทั้งหมด ไม่ได้ทำการหุ้มฉนวน ทำให้อุณหภูมิที่ผิวของชุด Electrical Heater มีค่าเฉลี่ย 220^oC  ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงาน และอุณหภูมิบริเวรพื้นที่ทำงานสูง

รูปแสดง การตรวจวัด Electrical Heater ของเครื่องเป่าพลาสติก No.5

แนวคิด และขั้นตอนการดำเนินการ
เบื้องต้นพิจารณาทดสอบติดตั้งกับเครื่องเป่าพลาสติกที่ทำงานประมาณ 15 ช.ม. คือเครื่อง No.5 โรงงาน 2 N0.10,12 และ 14 โรงงาน 1 รวมจำนวน 4 เครื่อง โดยมีขั้นตอนการดำเนินการต่าง ๆ ดังนี้

1. ทำการตรวจวัดค่าอุณหภูมิที่ผิว Electrical Heater เครื่องฉีดพลาสติกก่อนการหุ้มฉนวน
2. วัดหาขนาดของชุด Electrical Heater (Diameter)
3. หุ้มฉนวนด้วยเซรามิกไฟเบอร์ที่มีความหนาไม่น้อยกว่า 1 นิ้ว
4. ทำการตรวจวัดค่าอุณหภูมิที่ผิวท่อเครื่องฉีดพลาสติกหลังจากการหุ้มฉนวน

วิธีการคำนวณผลการอนุรักษ์พลังงาน
จำนวนเครื่องฉีดพลาสติกที่จะทำการหุ้มฉนวน                                         
=            4              เครื่อง
จำนวนชั่วโมงการทำงาน                                                                                 
=             15          ชั่วโมง/วัน
=             312         วัน/ปี
เครื่องเป่าพลาสติก No.5 450T
ความยาวของชุด Electrical Heater,L                                                            
=             1.2          m
อุณหภูมิที่ผิว(โดยเฉลี่ย),Ts                                                                             
=             220         ^oC
รัศมีภายนอก, R                                                                                                 
=             0.08        m
พื้นที่ผิวของชุด Electrical Heater ก่อนหุ้มฉนวน, A_s
=             44 x R x จำนวนเครื่อง x L/7
=             44 x 0.08 x 1 x 1.2/7
=             0.60        m²
 
เครื่องเป่าพลาสติก No.10 208T
ความยาวของชุด Electrical Heater,L                                                            
=             1.04        m
อุณหภูมิที่ผิว(โดยเฉลี่ย),Ts                                                                             
=             200         ^oC
รัศมีภายนอก, R                                                                                                 
=             0.08        m
พื้นที่ผิวของชุด Electrical Heater ก่อนหุ้มฉนวน, A_s
=             44 x R x จำนวนเครื่อง x L/7
=             44 x 0.08 x 1 x 1.04/7
=             0.52        m²
เครื่องเป่าพลาสติก No.12 200T
ความยาวของชุด Electrical Heater,L                                                            
=             0.8          m
อุณหภูมิที่ผิว(โดยเฉลี่ย),Ts                                                                             
=             200         ^oC
รัศมีภายนอก, R                                                                                                 
=             0.08        m
พื้นที่ผิวของชุด Electrical Heater ก่อนหุ้มฉนวน, A_s
=             44 x R x จำนวนเครื่อง x L/7
=             44 x 0.08 x 1 x 0.8/7
=             0.40        m²

เครื่องเป่าพลาสติก No.14 175T
ความยาวของชุด Electrical Heater,L                                                            
=             0.9          m
อุณหภูมิที่ผิว(โดยเฉลี่ย),Ts                                                                             
=             200         ^oC
รัศมีภายนอก, R                                                                                                 
=             0.07        m
พื้นที่ผิวของชุด Electrical Heater ก่อนหุ้มฉนวน, A_s
=             44 x R x จำนวนเครื่อง x L/7
=             44 x 0.07 x 1 x 0.9/7
=             0.40        m²

อุณหภูมิอากาศภายนอก, T_air
=             35           ^oC
ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน, h_o
=             10           W/m²K
การสูญเสียปริมาณความร้อนคำนวณจากสมการ Q  
=           A_sh_o(T_s-T_air )

การใช้พลังงานก่อนปรับปรุง
ค่าการสูญเสียปริมาณความร้อนก่อนหุ้มฉนวน Q₁
=    (0.6+0.53+0.4+0.4) x10 x (220-35)
=             3.57        kW
  
การใช้พลังงานหลังปรับปรุง
อุณหภูมิที่ผิวของ Heater  หลังหุ้มฉนวน, T_s2
=             45           ^oC
ความหนาของฉนวน, t_Ins
=             0.025     m
ค่าการสูญเสียปริมาณความร้อนหลังหุ้มฉนวน  Q₁
= (0.625+0.555+0.425+0.425) x 10 x (70-35)
=             0.71        kW

ผลประหยัดพลังงาน
ดังนั้นจะลดการสูญเสียความร้อนได้ (Q₁-Q₂)                                              
=             3.57 – 0.71
=             2.86        kW
พลังงานไฟฟ้าที่ประหยัดได้                                                            
=            2.86 x 15 ชม./วัน x 312 วัน/ปี
=            13,384.8               kWh/ปี
ค่าไฟฟ้าที่ประหยัดได้                                                                                       
=            13,384.8 x 4.27  บาท/ปี
=            57,153.1               บาท/ปี
คิดเป็นผลประหยัดจากพลังงาน                                                                     
=             1.141                     toe/ปี


สภาพหลังปรับปรุง
การดำเนินการมาตรการหุ้มฉนวน Electrical Heater เครื่องฉีดพลาสติกช่วยลดการสูญเสียความร้อนในกระบวนการผลิต และยังทำให้อากาศภายในโรงงานเย็นลง

ก่อนปรับปรุง                                                                     หลังปรับปรัง

รูปแสดงสภาพหลังติดตั้งฉนวนจำนวน 4 เครื่อง

ก่อนปรับปรุง                                                                     หลังปรับปรัง

กราฟแสดงการพลังงานก่อนและหลังปรับปรุง

มาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อนของระบบทำความเย็น

ชื่อมาตรการการอนุรักษ์พลังงาน : มาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อนของระบบทำความเย็น

 ความเป็นมาและลักษณะการใช้งานพลังงาน
ในกระบวนการผลิตถุงมือยางจะมีความจำเป็นต้องใช้ Chiller ผลิตน้ำเย็นอุณหภูมิ 13 °C ส่งไปหล่อเย็นน้ำยางเพื่อให้น้ำยางมีประสิทธิภาพสูงสุดในการจับติดกับแม่พิมพ์ โดยทางโรงงานมี Chiller ทั้งหมดจำนวน 3 เครื่อง แบ่งเป็นขนาด 22 ตัน จำนวน 2 เครื่อง และ 16 ตัน จำนวน 1 เครื่อง ซึ้งทั้งหมดเป็นชนิดระบบที่ระบายความร้อนด้วยอากาศ

 ปัญหาของอุปกรณ์ / ระบบก่อนปรับปรุง
จากการตรวจสอบพบว่า Chiller มีสภาพเก่าและการระบายความร้อนของคอนเดนเซอร์ได้ไม่ดีเท่าที่ควร ทำให้คอมเพรสเซอร์ทำงานหนักขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำความเย็นต่ำ และเกิดการสูญเสียพลังงานโดยเปล่าประโยชน์  ในบางครั้งที่มีการผลิตเต็มที่อาจทำอุณหภูมิได้ไม่ถึงค่าที่ตั้งไว้

รูปแสดง ชุดแผงระบายความร้อนของ และชุด Pump ของ Chiller

รูปแสดง การตรวจวัดเพื่อหาค่าประสิทธิภาพของ Chiller

แนวคิดและขั้นตอนดำเนินการ
จากการตรวจสอบพบว่าหากทำให้การระบายความร้อนของคอนเดนเซอร์ดีขึ้น จะทำให้ประสิทธิภาพการทำความเย็นดีขึ้นตามไปด้วย โดยมีขั้นตอนการดำเนินงานดังนี้
1.ตรวจวัดค่าการใช้พลังงานของ Chiller ทั้งหมด
2.วัดขนาดของชุด Condensing Unit เพื่อออกแบบชุด Evaporative Cooling Plate
3.คำนวณความคุ้มทุนในการติดตั้ง Evaporative Cooling Plate
4.ศึกษาความคุ้มค่าจากกรณีศึกษาของสถานประกอบการที่ทำมาแล้ว
5.ดำเนินการติดตั้ง

สภาพหลังปรับปรุง
หลังที่โรงงานได้ดำเนินการปรับปรุงแล้ว มอเตอร์คอมเพรสเซอร์ มีการทำงานที่เบาลงโดยมีการช่วงเวลาตัดการทำงานที่นานขึ้น และการใช้พลังงานที่จังหวะโหลดลดลงเล็กน้อย

รูปแสดงการติดตั้ง Evaporative Cooling Plate

ข้อเสนอแนะ
หากโดรงงานมีความพร้อมในการลงทุน ควรพิจารณาเปลี่ยน Chiller  โดยุบเป็น 60 ตันเพียง 1 เครื่อง จะประหยัดพลังงานได้มากกว่านี้ เนื่องจากเครื่องที่ใช้งานปัจจุบัน มีประสิทธิภาพต่ำ
วิธีการคำนวณผลการอนุรักษ์พลังงาน

ผลประหยัดพลังงาน
พลังงานไฟฟ้าที่ประหยัดได้                                            
=             154,440                 kWh/ปี
คิดเป็นค่าใช้จ่ายที่ประหยัดได้                                         
=             154,440 x 3.2
=             494,208                 บาท/ปี
เทียบเท่าตันน้ำมันดิบ                                                        
=             154,440  x 0.00008521
=             13.160                   toe/ปี

มาตรการปรับลดความเร็วรอบมอเตอร์ของเครื่องอบถุงมือยาง

ชื่อมาตรการการอนุรักษ์พลังงาน : มาตรการปรับลดความเร็วรอบมอเตอร์ของเครื่องอบถุงมือยาง

ความเป็นมาและลักษณะการใช้งานพลังงาน
ในกระบวนการผลิตถุงมือยางจะมีการใช้งานเครื่องอบถุงมือยางสำหรับอบไล่ความชื้นก่อนที่จะนำไปบรรจุโดยที่ทางโรงงานมีเครื่องอบจำนวน 14 เครื่อง ซึ่งทำงานเฉลี่ย 18 ชั่วโมง/วัน โดยเครื่องอบถุงมือยางจะมีอินดักชั่นมอเตอร์ขนาด 3 Hp เป็นต้นกำลังในการหมุนถุงมือในห้องอบ และมีก๊าช LPG สำหรับให้ความร้อน

ปัญหาของอุปกรณ์ / ระบบก่อนปรับปรุง
จากการตรวจสอบพบว่ามอเตอร์เครื่องอบไม่มีความจำเป็นที่จะต้องทำงานที่ความเร็วรอบตามพิกัด เพราะความเร็วรอบของมอเตอร์ที่เหมาะสมคือ ความเร็วรอบที่ทำให้ชิ้นงานตกลงมาในตำแหน่ง 90 องศา จากแนวระดับในขณะที่เครื่องหมุน

รูปแสดงเครื่องอบถุงมือยาง และการตรวจวัดพลังงานก่อนติดตั้ง

แนวคิดและขั้นตอนดำเนินการ
จากการวิเคราะห์การทำงานของเครื่องอบถุงมือยาง ทำให้โรงงานมีความคิดที่จะนำ Inverter มาติดตั้งกับมอเตอร์ของเครื่อง โดยมีขั้นตอนการดำเนินงานดังนี้
1.ตรวจวัดค่าการใช้พลังงานของมอเตอร์เครื่องอบถุงมือยางก่อนทดลองติดตั้ง Inverter มอเตอร์มีการใช้พลังงาน เฉลี่ย 1.3 kW จากพิกัด 2.2 kW (3 HP)
2.ติดต่อตัวแทนจำหน่าย Inverter นำมาทดลองกับเครื่องต้นแบบ
3.พิจารณาติดตั้งจริงกับเครื่องที่มีอัตราการทำงานสม่ำเสมอจำนวน 3 เครื่อง
4.ตรวจวัดค่าการใช้พลังงานของมอเตอร์หลังติดตั้ง Inverter

สภาพหลังปรับปรุง
การตรวจวัดค่าการใช้พลังงานของมอเตอร์เครื่องอบหลังติดตั้ง Inverter โดยได้ค่อยๆ ทำการปรับลดความเร็วรอบของมอเตอร์ แล้วสังเกตผลกระทบที่อาจเกิดกับชิ้นงาน โดยพิจารณาให้ชิ้นงานมีจุดตกในถังปั่นที่ประมาณมุม 90 องศา จากแนวระดับ

กราฟแสดง ค่าพลังงานหลังปรับปรุง

รูปแสดงการติดตั้ง Inverter กับมอเตอร์เครื่องอบถุงมือยาง

วิธีการคำนวณผลการอนุรักษ์พลังงาน
การใช้พลังงานก่อนปรับปรุง
พลังงานฟ้าที่ใช้ก่อนปรับปรุงต่อเครื่อง                       
=             1.3                          kW/hr.
พลังงานฟ้าที่ใช้ก่อนปรับปรุง 3 เครื่อง                        
=             3.9                          kW/hr.
เครื่องอบทำงานวันละ 18 ครั้ง และทำงานต่อเนื่องครั้งละ 1 ชั่วโมง
ดังนั้นพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ก่อนปรับปรุง                  
=             3.9 x 18 ช.ม. x 330 วัน
=             23,166                   kWh/ปี
การใช้พลังงานหลังปรับปรุง
พลังงานฟ้าที่ใช้หลังปรับปรุงต่อเครื่อง                        
=             0.35                        kW/hr.
พลังงานฟ้าที่ใช้หลังปรับปรุง 3 เครื่อง                        
=             1.05                        kW/hr.
เครื่องอบทำงานวันละ 18 ครั้ง และทำงานต่อเนื่องครั้งละ 1 ชั่วโมง
ดังนั้นพลังงานไฟฟ้าที่ใช้หลังปรับปรุง                   
=             1.05 x 18 ช.ม. x 330 วัน
=             6,237                     kWh/ปี

ผลประหยัดพลังงาน

พลังงานไฟฟ้าที่ประหยัดได้                                          
=             23,166– 6,237
=             16,929                   kWh/ปี
อัตราค่าไฟฟ้าเฉลี่ยต่อหน่วยของโรงงาน                    
=             3.20                        บาท/kWh
คิดเป็นเงินที่ประหยัดได้                                                  
=             (16,929 x 3.20)
=             54,172.8               บาท/ปี
เทียบเท่าตันน้ำมันดิบ                                                       
=             (16,929 x 0.00008521)
=             1.443                     toe/ปี