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