เพื่อนรู้ไหมครับว่า..ในโรงงานอุตสาหกรรมทั่วไป “ระบบลมอัด (Compressed Air System)” คือหัวใจสำคัญที่ใช้ขับเคลื่อนกระบวนการผลิตมากมาย ตั้งแต่ระบบ Pneumatic, ระบบควบคุม Instrument เช่นในระบบ Control Valve หรือ ระบบ Actuator เป็นต้น ในเครื่องมือและเครื่องจักรต่างๆ ตลอดไปจนถึงการใช้ลมกระบวนการเป่า แยก แต่เพื่อนๆรู้ไหมว่า..สิ่งที่หลายโรงงานมักไม่รู้คือ?
ระบบลมอัดเป็น หนึ่งในระบบที่สิ้นเปลืองพลังงานมากที่สุดในโรงงาน — คิดเป็น 10–30% ของค่าไฟทั้งหมดเลยนะครับ!
ในหลายๆโรงงานการผลิต “ลมอัด” ด้วยคอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่ หรือ Air Compressor ที่กินไฟระดับ > 100 kW แต่ประสิทธิภาพการใช้งานกลับต่ำกว่าที่คาด เพราะมี “พลังงานสูญเสียที่มองไม่เห็น” อยู่ในทุกขั้นตอน ตั้งแต่การอัดลม การเก็บ การส่ง และการใช้งาน ซึ่งในบทความนี้ทางนายช่างมาแชร์จะขอมาแชร์ความรู้แบบ Step-by-Step ถึงเรื่องระบบลมอัดและจุดที่สามารถปรับปรุงได้ เพื่อเป็นไอเดียต่อยอดเอาไปใช้ในโรงงานของเพื่อนๆกันนะครับ
หลักการทำงานของระบบลมอัด (Compressed Air System)
ในเบื้องต้นขอมาเล่า Basic ของระบบลมอัด (Compressed Air System) กันก่อนนะ ซึ่งโดยทั่วๆไปผมของแบบองค์ประกอบหลักเป็น 5 ส่วนตามด้านล่างนะครับ
- คอมเพรสเซอร์ (Air Compressor) – โดยเราอาจจะคุ้นหูกับคำว่า “แอร์คอมพ์” กันนะครับ ซึ่งตัวเครื่องจักรตัวนี้จะทำหน้าที่ “อัดอากาศ และเพิ่มอัตราการไหลจากบรรยากาศให้มีแรงดันสูงขึ้นและส่งไปใช้งานต่อไป” (โดยทั่วไป 6–8 bar(g))
- ถังพักลม (Air Receiver Tank) – โดยเจ้าถังพักลมเนี่ยจะทำหน้าที่ในการเก็บลมอัดเพื่อรักษาแรงดันให้คงที่และลดการทำงานถี่ของคอมเพรสเซอร์ให้นิ่งนะครับ
- ระบบปรับปรุงคุณภาพของลมอัด (Air Treatment System) – โดยระบบนี้จะทำหน้าที่ในการปรับปรุงคุณภาพลมอัดให้เหมาะสม และได้มาตรฐานตามสิ่งที่เราจะไปใช้งาน เช่น ระบบนิวเมติกส์ หรือระบบควบคุม เป็นต้น ซึ่งโดยส่วนมากระบบนี้จะประกอบด้วย ชุดทำอากาศแห้ง (Air Dryer) , ชุดกรองอากาศ (Air Filter), หรือชุดดักน้ำมันหล่อลื่น (Oil Separator) เป็นต้นนะครับ
- ระบบท่อส่ง (Piping System) – ทำหน้าที่ในการลำเลียงและส่งลมไปยังจุดใช้งานต่าง ๆ ภายในโรงงานนั่นเองครับ
- เครื่องจักรหรือระบบที่นำลมไปใช้ (End Use Equipment) – ตัวนี้ก็จะเป็นอุปกรณ์ หรือเครื่องจักรที่เอาลมไปใช้นั่นเองครับ เช่น กระบอกสูบ Cylinder, เครื่องมือหรือวาล์วในระบบส่งกำลัง Pneumatic, พวกระบบควบคุม Instument ต่างๆ พวก Control Valve, Actuator ในอุปกรณ์ต่างๆที่ใช้ลม และตลอดจนอุปกรณ์ช่าง หินเจียร์ลม ประแจลม บล็อคลม และอื่นๆอีกมากมายเลยนะครับ
แหล่งการสูญเสียพลังงานในระบบลมอัด (Leakage Potential)
โดยในแง่ของวิศวกรรม “พลังงานไฟฟ้าที่ถูกจ่ายให้คอมเพรสเซอร์” จะถูกแปลงเป็น “พลังงานกลเพื่อทำการอัดและส่งอากาศ” แต่เพื่อนๆรู้ไหมว่า ? ประสิทธิภาพของกระบวนการนี้ต่ำมาก โดยทั่วไปเพียง 10–15% ของพลังงานไฟฟ้าจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานลมอัดที่ใช้งานได้จริง ที่เหลืออีกกว่า 85–90% สูญเสียไปในรูปแบบของประสิทธิภาพต่างๆ
- Leakage (การรั่วของลมอัด)
- เป็นสาเหตุหลักของการสูญเสียพลังงาน โดยเฉลี่ย 20–30% ของลมอัดทั้งหมดรั่วออกจากระบบ
- จุดรั่วมักอยู่ที่:
- ข้อต่อท่อ (Fitting / Coupling)
- Valve / Pressure Regulator
- Hose ที่เสื่อมสภาพ
- Quick Connector ที่หลวม
- ตัวอย่างการคำนวณ:
รูรั่วขนาด 3 มม. ที่แรงดัน 7 bar → สูญเสียลม ~40 ลิตร/วินาที หรือประมาณ 7–8 kW ของพลังงานไฟฟ้า
- Overpressure (แรงดันลมสูงเกินความจำเป็น)
- ทุก ๆ 1 bar ที่เพิ่มขึ้น ทำให้คอมเพรสเซอร์ใช้พลังงานเพิ่มขึ้นประมาณ 7–10%
- เครื่องจักรส่วนใหญ่ต้องการเพียง 5–6 bar แต่หลายโรงงานตั้งไว้ 8 bar เพื่อ “กันเหนียว” ซึ่งสิ้นเปลืองโดยไม่จำเป็น
- Pressure Drop (การสูญเสียแรงดันในท่อ)
- เกิดจากท่อเล็กเกินไป, มีคอขวด, หรือมีฟิลเตอร์ตัน
- เมื่อแรงดันปลายสายตกลง คอมเพรสเซอร์ต้องทำงานหนักขึ้นเพื่อรักษาแรงดันต้นทาง → เปลืองไฟมากขึ้น
- Inappropriate Use (ใช้ลมผิดประเภท)
- ใช้ลมอัดเป่าทำความสะอาด หรือเป่าแห้ง ทั้งที่สามารถใช้ Blower หรือ Venturi Air Knife ที่ประหยัดกว่าหลายเท่า
- In-efficient Compressor Control (การควบคุมคอมเพรสเซอร์ไม่มีประสิทธิภาพ)
- การใช้คอมเพรสเซอร์หลายเครื่องโดยไม่มีระบบควบคุมแบบรวม (Central Controller)
- ระบบโหลด/อันโหลดที่ทำงานถี่เกินไป
- ไม่มีระบบ Variable Speed Drive (VSD) ทำให้คอมเพรสเซอร์เดินตลอดเวลาแม้โหลดน้อย
ประเภทของคอมเพรสเซอร์ที่นิยมในโรงงาน (Types of air compressor)
อันนี้ขอเสริมในส่วนของความรู้ในแง่ของประเภทของคอมเพลสเซอร์ลมกันนะครับ
- Reciprocating Compressor (แบบลูกสูบ)
- ให้แรงดันสูง เหมาะกับโหลดที่ไม่ต่อเนื่อง
- ประสิทธิภาพต่ำกว่าแบบสกรู
- ใช้งานทั่วไป เช่น โรงซ่อม เครื่องมือช่าง
- Screw Compressor (แบบสกรู)
- นิยมมากในโรงงานอุตสาหกรรม
- เดินเครื่องต่อเนื่องได้ดี เสียงเงียบกว่า
- ควรติดตั้งระบบควบคุมและระบายความร้อนที่ดี
- Centrifugal Compressor (แบบใบพัดแรงเหวี่ยง)
- ใช้ในระบบขนาดใหญ่ (มากกว่า 300 kW)
- ประสิทธิภาพสูงเมื่อโหลดคงที่
- ต้องการการบำรุงรักษาซับซ้อนและต้นทุนสูง
แนวทางปรับปรุงประสิทธิภาพพลังงาน
โดยทางนายช่างมาแชร์อาจจะขอมาแนะนำ หรือไกด์แนวทางการทำโครงการประหยัดพลังงาน เพื่อลดต้นทุนสำหรับโรงงานต่างๆกันนะครับ โดยอาจจะขอเสนอไอเดียในการทำโครงการประมาณซัก 4 แบบคร่าวๆกันนะครับ โดย
- ตรวจรั่วลมเป็นประจำ (Leak Detection)
- ใช้เครื่อง Ultrasonic Air Leak Detector ตรวจจุดรั่วทุก 3–6 เดือน
- ซ่อมแซมทันทีเมื่อพบรอยรั่ว
- ติดตั้ง Pressure Gauge ทุกโซนเพื่อตรวจแรงดันตก
- ควบคุมแรงดันให้เหมาะสม (Regulate Pressure)
- ตั้งแรงดันไม่เกินความต้องการจริง เช่น จาก 8 bar เหลือ 6.5 bar อาจประหยัดไฟได้ถึง 10% เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องจักรนะครับ ถ้าอธิบายในมุมวิศวกรรมคือจะปรับปรุงจุด BEP (Best Efficency Poin) ให้ดีขึ้น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและลดการสูญเสียใน Air Compressor นะครับ
- ใช้ระบบควบคุมอัจฉริยะ (Smart Air Management)
- ใช้ Controller รวมสำหรับหลายเครื่อง
- ติดตั้ง Variable Speed Drive (VSD) ให้ Air Compressor
- ทำระบบ IIoT ให้เหมาะสมกับการใช้งานให้มากที่สุด
- นำความร้อนทิ้งกลับมาใช้ (Heat Recovery)
- อุณหภูมิของลมออกจากคอมเพรสเซอร์อาจสูงถึง 80–100°C
- สามารถใช้ทำความร้อนน้ำหรือลมอบชิ้นงาน — ช่วยประหยัดพลังงานได้ 5–10%
บทสรุปการประหยัดพลังงาน:
ระบบลมอัดคือ “พลังงานที่มองไม่เห็น” เพราะเรามักคิดว่าลมคือของฟรี แต่ในความจริงแล้ว “ลมอัดทุกลูกบาศก์เมตรคือค่าไฟฟ้าที่คุณจ่ายไปแล้ว” – นายช่างมาแชร์
การเข้าใจหลักการสูญเสียและจัดการระบบลมอย่างมีประสิทธิภาพ จะช่วยโรงงานลดค่าไฟฟ้าได้ 20–40% โดยไม่ต้องลงทุนเปลี่ยนเครื่องจักร เพียงแค่ รู้จุดรั่ว – ปรับแรงดัน – บำรุงรักษาอย่างถูกวิธี
สุดท้ายก็หวังว่าบทความนี้จะช่วยเพื่อนๆทำโครงการในการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบลม และลดต้นทุนในการใช้ระบบลมกันได้นะครับ ซึ่งปกติทั่วไป ROI (Return of Investment) อาจจะอยู่ 2-4 ปีขึ้นอยู่กับวิธีกันนะครับ ซึ่งหากเพื่อนๆคนไหนมีคำถามสอบถามก็เข้ามาพูดคุยทักทายกันได้นะครับ
