|
การประหยัดพลังงานในคูลลิ่งทาวเวอร์
คูลลิ่งทาวเวอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันแพร่หลายในอุตสาหกรรมทุกชนิด โดยทั่วไปแล้วพัดลมในคูลลิ่งทาวเวอร์ได้รับการออกแบบให้รองรับการ ทำงานของโหลดมากที่สุดและภายใต้สภาวะการทำงานที่หนักที่สุด แต่ทว่า ในการปฏิบัติงานจริงๆแล้ว ทั้งสองเงื่อนไขนี้อาจไม่เกิดตลอดเวลากล่าวคือ โหลดที่ใช้อาจต่ำกว่าที่ออกแบบไว้หรือสภาพการทำงานของพัดลม อาจมีค่ามากเกินพอ ด้วยเหตุนี้เราจึงได้ออกแบบระบบควบคุมซึ่งสามารถ ทำให้ประสิทธิภาพในการทำงานของคูลลิ่งทาวเวอร์มีค่าสูงสุดตามความ ต้องการของระบบทำความเย็น หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งว่า ช่วยลดชั่วโมงการทำงานของ พัดลมในคูลลิ่งทาวเวอร์ได้ ซึ่งมีผลทำให้สามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าลงได้อย่างเห็นได้ชัด
ระบบประหยัดพลังงานไฟฟ้าสำหรับคูลลิ่งทาวเวอร์ของเราจัดให้มีการควบคุมอุณหภูมิของน้ำอยู่ตลอดเวลา แล้วส่งสัญญาณOutputให้กับ VFD INVERTER ซึ่งจะปรับความเร็วของพัดลมในคูลลิ่งทาวเวอร์ให้เพิ่มขึ้นหรือลดลง ตามสัญญาณที่ได้รับ พัดลมจะวิ่งด้วยความเร็วต่ำในตอนกลางคืนและในขณะซึ่งโหลดมีค่าต่ำ ดังนั้นจึงสามารถลด ความต้องการพลังงานไฟฟ้าของพัดลมในคูลลิ่งทาวเวอร์ลงได้ถึง ประมาณ 50%
ข้อได้เปรียบของระบบของเราคือ
- ช่วยลดความต้องการพลังงานของพัดลมในคูลลิ่งทาวเวอร์
- ควบคุมและบำรุงรักษาอุณหภูมิของน้ำในระบบให้คงที่อยู่เสมอ
- มีประสิทธิภาพในการประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม
พลังงานไฟฟ้าที่มอเตอร์ใช้ไปสามารถบันทึกได้โดยใช้มิเตอร์วัดไฟฟ้า ดังนั้นค่าพลังงานที่ประหยัดได้ จึงสามารถคำนวณปริมาณออกมาให้เห็นเป็นตัวเลขชัดเจนและพิสูจน์ได้
ผลตอบแทนที่ได้รับจากการติดตั้ง VFD Control
จากผลการทดลองและรายงานของระบบที่ได้ติดตั้งให้ลูกค้าจำนวนมากมีผลปรากฏว่า ผลตอบแทนในการคืนทุนในรูป ของการประหยัดพลังงานโดยใช้ระบบควบคุมคูลลิ่งทาวเวอร์นั้นสามารถคืนทุนในระยะเวลาสั้นมาก โดยเฉลี่ยแล้วภายใน 6 เดือน -1 ปี (ดูรูปที่1ประกอบ)
Cooling Towers คิอ หัวใจของกระบวนการหลายกระบวนการในงานอุตสาหกรรม ขณะที่การออกแบบ Tower เปลี่ยนแปลงจากแบบหนึ่งไปอีกแบบหนึ่ง ตามการออกแบบของแต่ละผู้ผลิต พัดลมได้ถูกนำมาใช้ในการเคลื่อนอากาศผ่าน Cooling Tower เพื่อลดอุณหภูมิของน้ำในกระบวนการอุตสาหกรรมให้ต่ำลง
องค์ประกอบในการทำงานสำหรับ Cooling Tower อาจจะรวมไปถึงความสามารถในการ Start และ Stop พัดลม,การเปลี่ยนความเร็วรอบ (ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิน้ำในอ่างเก็บน้ำ),และการเปลี่ยนทิศทางการหมุน (ขึ้นอยู่กับฤดูการและ/หรือสภาวะอากาศ)) (ดูรูปที่2ประกอบ)
จุดที่น่าสนใจที่ควรปรับปรุงของ Cooling Tower (ที่ไม่ได้ติดตั้ง VFD)
- Brake และ Sensor เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับพัดลมเพื่อให้มั่นใจว่าใบพัดลมไม่หมุนในลักษณะกลับทิศทางก่อนเริ่มทำการ Start (ป้องกันการเกิดความเสียหายที่เพลามอเตอร์)
- ในกรณีที่จำเป็นต้องมีการกลับทางการหมุนเป็นครั้งคราว จะต้องมีช่างหรือเจ้าหน้าที่บำรุงรักษามอเตอร์ทำการสลับสายหรือแก้ไขวงจรไฟฟ้า
-มุมเอียงของใบพัดอาจจะจำเป็นต้องปรับให้เหมาะสมกับสภาพอากาศเพื่อให้ได้แรงลมตามต้องการและเพื่อป้องกันมอเตอร์เกิดการ Overload อันเกิดจากอากาศมีความหนาแน่นมาก (เมื่ออุณหภูมิต่ำมากๆ)
- การควบคุมความเร็วรอบของพัดลมไม่ถูกนำเข้าไปในการพิจารณาในการออกแบบระบบ (ระบบความเร็วเดี่ยว)
- มีค่าใช้จ่ายสำหรับการบำรุงรักษาที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากสภาวะ Power trian shock/Stresses และการเปลี่ยน Switching จากความเร็วหนึ่งไปยัง อีกความเร็วหนึ่ง (ระบบสองความเร็ว และความเร็วเดี่ยว)
- อุณหภูมิของน้ำในกระบวนการอุตสาหกรรมไม่สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ (การทำงานไม่เสถียร, ความคลาดเคลื่อนมีมากจากความเร็วของพัดลม ทำให้อุณหภูมิผิดพลาด)
การนำ VFD มาประยุกต์ใช้
ใน Cooling Tower เราสามารถนำ VFD เข้ามาประยุกต์ใช้เพื่อเป็นประโยชน์ในการลดข้อเสียต่างๆอาจจะเกิดขึ้นมาจากสิ่งเหล่านี้
1. ระบบควบคุมการเปิดปิดของพัดลม
2. ลดความต้องการในการใช้พลังงานให้ต่ำลง (Lower Utility Costs)
3. ลดความต้องการในการบำรุงรักษาซึ่งรวมความถึงบุคคลากรและการซ่อมแซมอุปกรณ์ต่างๆที่เกี่ยวข้อง
4. กระบวนการควบคุมอุณหภูมิของน้ำให้คงที่
พัดลมอาจหมุนอยู่ในขณะที่ VFD ถูกสั่งให้เริ่มทำงาน VFD จะต้องตรวจสอบทิศทางการหมุนของพัดลมที่หมุนอยู่ว่าถูกทิศทางหรือไม่ หากผิดทิศทาง VFD จะลดความเร็วจนเป็นศูนย์ และเริ่มหมุนเร็วขึ้นในทิศทางที่ถูกต้องโดยไม่เกิด Over Voltage, Over Current
เบรคทางกลหรืออุปกรณ์ป้องกันการหมุนกลับทิศทางถูกนำมาใช้เพื่อให้มั่นใจว่าพัดลมไม่หมุนกลับทิศทาง แต่สำหรับ VFD แล้วสามารถตัด อุปกรณเหล่านั้นออกได้เลย
ในสภาพอากาศที่หนาวเย็นมากๆ อาจทำให้เกิดน้ำแข็งและอุณหภูมิผิดเพี้ยนไป จึงต้องทำให้พัดลมหมุนช้าลงอาจรวมไปถึงการกลับทิศทางของพัดลมด้วย เพื่อเก็บความร้อนใน Tower ทั้งหมดนี้สามารถเกิดขึ้นได้จากการทำงานของ VFD ไม่ต้องอาศัย Reversing Starter ในวันที่อากาศร้อนอากาศเบาบางลง พัดลมสามารถหมุนที่ความเร็ว 60Hz ได้โดยไม่กินกระแสเพิ่มขึ้น VFD มีระบบควบคุมกระแส และ/หรือ แรงบิด เพื่อควบคุมไม่ให้มอเตอร์ ทำงานเกินพิกัดตาม Nameplate ที่กำหนดไว้
ในการพิจรณา Load ที่ใช้กับพัดลม ความต้องการแรงม้าแปรผันตามกำลังสาม ของความเร็วรอบ ดังนั้นเมื่อความเร็วรอบลดลง ความต้องการกำลังก็ลดลงด้วย เช่น
พัดลมหมุนที่ความเร็ว 80% จะใช้พลังงานเพียง 50% ของความเร็วสูงสุด
พัดลมหมุนที่ความเร็ว 50% จะใช้พลังงานเพียง 16% ของความเร็วสูงสุด
การปรับระยะ Pich ของใบพัดอาจจะสามารถปรับแต่งให้ลดจำนวนครั้งของการ Switching มอเตอร์ จากความเร็วช้าไปสู่ความเร็วสูง(ในระบบมอเตอร์สองความเร็ว) เพื่อชดเชยการทำ งานของมอเตอร์ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอากาศในฤดูหนาวและฤดูร้อน แต่การปรับระยะ Pitch ทำให้ประสิทธิภาพของพัดลมลดลง
สรุปโดยใจความได้ว่าจุดสำคัญสองประการที่จะต้องปฏิบัติเพื่อที่จะทำให้ประสิทธิภาพ การทำงานของ Cooling Tower สามารถทำงานได้เต็มที่คือ
1. ระยะ Pitch ของพัดลมที่ได้รับการปรับแต่งอย่างถูกต้องจะสามารถเพิ่มปริมาณลม ทำให้ระบบดีขึ้น ส่งผลให้สามารถลดความเร็วของพัดลมลงได้ อันมีผลต่อเนื่องไปถึงการ เพิ่มประสิทธภาพในการประหยัดพลังงานได้อีกด้วย
2. ระบบควบคุมการปิด-เปิดของพัดลม จะสามารถควบคุมอุณหภูมิได้เป็นผลสำเร็จ ได้ก็ต่อเมื่อมีการปิดและเปิดพัดลมอย่างสม่ำเสมอตลอดเวลา เพื่อเลือกใช้ความเร็วของ พัดลมที่ถูกต้อง
(ดูรูปที่3ประกอบ)
การนำ VFD เข้ามาประยุกต์ใช้ สามารถควบคุมการทำงานตามจุดสำคัญ 2 ข้อข้างต้น ได้อย่างถูกต้องแม่นยำ โดยการควบคุมความเร็วรอบของพัดลม ขดเชยเมื่อสภาพดิน ฟ้า อากาศ ภายนอกและกระบวนการทำงานของระบบเปลี่ยนแปลงไป
การเพิ่มประสิทธิภาพของ Cooling Tower
มอเตอร์ที่มีอยู่แล้วสามารถติด VFD เข้าไปได้เลย โดยตัดชุดควบคุมความเร็วอันเดิมของมอเตอร์ทิ้งไป ในการนี้เราจะต้องต่อมอเตอร์ ไว้ที่ขดลวดความเร็วสูง โดยปกติเราสามารถลดความเร็วรอบของมอเตอร์ได้ประมาณ 20%-25% ของความเร็วเดิมได้โดยไม่เกิดปัญหาแต่ประการใด (สำหรับมอเตอร์ที่ต่อตรงหรือใช้สายพานฉุด)
เมื่อมีเกียร์เข้ามาเกี่ยวข้องต้องระวังเรื่องการทำงานที่ความเร็วต่ำเพราะว่าการทำงานของเกียร์ ขึ้นอยู่กับน้ำมันหล่อลื่นภาย ในโปรดปรึกษากับผู้ผลิต Cooling Tower เพื่อขอคำแนะนำเกี่ยวกับความเร็วต่ำสุดที่ต้องการ
พัดลมที่ควบคุมด้วย VFD สามารถทำงานที่ความเร็วหลายๆระดับได้ ซึ่ง ตรงข้ามกับระบบเดิมซึ่งหมุนได้ที่ความเร็วเดียวหรือสองความเร็วเท่านั้น ดังนั้นควรจะมีการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนของพัดลมและการติดตั้งของ Cooling Tower เพื่อตรวจสอบความเรียบร้อยก่อนการทำงาน เพราะว่าที่ ความเร็วบางค่าการสั่นสะเทือนอาจทำให้ระบบเครื่องจักรกลเสียหายได้
การวิเคราะห์ปัญหาทำได้โดยโปรแกรมเข้าไปใน Drive และ ทำการล็อคไว้ แล้วนำสวิทซ์ตรวจจับการสั่นสะเทือนต่อกับ Drive หรือระบบควบคุม ปิดการทำงานของ Cooling Tower ลงเมื่อมีปัญหาเกิดขึ้น (ดูรูปที่4ประกอบ)
- Drive ยังสามารถที่จะตรวจวัดระดับของน้ำมันและ อุณหภูมิของเกียร์ได้
- VFD ไม่ควรติดตั้งใกล้กับ Cooling Tower ซึ่งมีผลทำ ให้ต้องใช้สายไฟความยาวมากระหว่างอินเวอร์เตอร์กับ มอเตอร์ สำหรับมอเตอร์ที่มีอายุการใช้งานนานและต้องต่อ สายยาวเกิน 60ฟุต ควรจะมีฟิลเตอร์เข้ามาติดตั้งประกอบด้วย แต่มอเตอร์รุ่นใหม่สามารถนำมาใช้ร่วมกับ VFD ได้โดยมี ความยาวของสายเกิน 350ฟุต ได้โดยไม่ต้องต่อฟิลเตอร์ที่ Output เลย กรุณาติดต่อผู้ผลิตมอเตอร์เพื่อขอคำแนะนำ เกี่ยวกับข้อจำกัดความยาวของสายไฟและตัวนำคลื่น ความถี่ |