การวัดความชื้นในระบบลมอัด (Humidity Measurement in Compressed Air Systems)
ลมอัดเป็นแหล่งพลังงานที่มีความยืดหยุ่นสูงและมีความน่าเชื่อถือ จึงกลายเป็นองค์ประกอบสำคัญในกระบวนการผลิตสมัยใหม่เกือบทุกอุตสาหกรรม ทั้งนี้ ความต้องการด้านคุณภาพของลมอัดจะแตกต่างกันไปตามลักษณะการใช้งาน โดยหนึ่งในปัจจัยพื้นฐานที่สุดคือ การควบคุมปริมาณความชื้น หรือค่า Dew Point / Pressure Dew Point เพื่อให้ระบบสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง มีเสถียรภาพ และปลอดภัยในระยะยาว
บริษัท CS INSTRUMENTS GmbH & Co. KG ได้พัฒนาเครื่องวัดค่า Pressure Dew Point รุ่น DS 400 ซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการวัดความชื้นในระบบลมอัดและก๊าซอุตสาหกรรม พร้อมคุณสมบัติที่เหนือกว่าเครื่องวัดทั่วไป
น้ำเข้าสู่ระบบลมอัดได้อย่างไร?
แผนภาพแสดงกระบวนการเกิดความชื้นในระบบลมอัด ตั้งแต่การดูดอากาศบรรยากาศเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ การอัดอากาศที่ทำให้ไอน้ำควบแน่นเป็นคอนเดนเสท ไปจนถึงการลดความชื้นด้วย Refrigeration Dryer และ Desiccant Dryer พร้อมการวัดค่า Pressure Dew Point ด้วยอุปกรณ์ของ CS INSTRUMENTS เพื่อควบคุมคุณภาพลมอัดตามมาตรฐานอุตสาหกรรม
ลมอัดโดยทั่วไปถูกผลิตจากอากาศบรรยากาศที่ถูกดูดเข้าไปในระบบ จากนั้นถูกอัดด้วย คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบหรือสกรู และผ่านกระบวนการทำให้แห้งในระดับที่แตกต่างกัน เป้าหมายคือการผลิตลมอัดที่ แห้ง สะอาด ปราศจากน้ำมัน และมีฝุ่นต่ำที่สุด โดยใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ
น้ำมันและฝุ่นสามารถกำจัดได้ด้วยระบบกรองหลายขั้นตอน ส่วน ความชื้นจำเป็นต้องถูกลดลงด้วยเครื่องทำลมแห้ง (Dryers) เช่น
-
Refrigeration Dryer
-
Membrane Dryer
-
Desiccant Dryer
อุณหภูมิที่สูงขึ้นและปริมาตรอากาศที่มากขึ้น ทำให้อากาศสามารถกักเก็บไอน้ำได้มากขึ้น แต่เมื่ออากาศถูกอัด ปริมาตรจะลดลงอย่างมาก จนถึงจุดที่อากาศไม่สามารถกักเก็บไอน้ำได้อีกต่อไป ทำให้เกิด การควบแน่น (Condensation)
ดังนั้น ที่ทางออกของคอมเพรสเซอร์ ลมอัดจะมีความชื้นสัมพัทธ์ 100% เสมอ และมีหยดน้ำปะปนอยู่ ปริมาณน้ำที่เกิดขึ้นอาจมีจำนวนมาก เช่น
คอมเพรสเซอร์ขนาด 30 kW ที่อุณหภูมิ 20°C และความชื้น 60% RH
สามารถปล่อยน้ำเข้าสู่ระบบลมอัดได้ถึง 20 ลิตร ภายใน 8 ชั่วโมง
ผลกระทบของความชื้นในระบบลมอัด
ลมอัดถูกนำไปใช้งานในหลายกระบวนการ ซึ่งแต่ละกระบวนการต้องการคุณภาพลมที่แตกต่างกัน การควบคุมความชื้นให้เหมาะสมเป็นเงื่อนไขสำคัญต่อความเสถียรของระบบในระยะยาว
ท่อลมอัดส่วนใหญ่ผลิตจากเหล็กหรือเหล็กไม่ชุบสังกะสี เมื่อความชื้นสัมพัทธ์เกิน 50% อัตราการกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดสนิม เศษสนิมหลุดไปอุดตันอุปกรณ์ปลายทาง เช่น
-
หัวฉีดอุดตัน
-
วาล์วควบคุมทำงานผิดพลาด
-
สายการผลิตหยุดชะงัก
-
ค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงเพิ่มสูงขึ้น
นอกจากนี้ ความชื้นยังส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ เช่น
-
วัตถุดิบดูดความชื้น (น้ำตาล เครื่องเทศ) จับตัวเป็นก้อน
-
เกิดฟองอากาศในงานพ่นสีและเคลือบผิว
-
ฝุ่นอุดตันรูเจาะ
-
วาล์วและอุปกรณ์ควบคุมแข็งตัวในฤดูหนาว
คุณภาพลมอัดที่แนะนำตามมาตรฐาน DIN ISO 8573-1
ตารางแสดง คุณภาพลมอัดที่แนะนำตามมาตรฐาน DIN ISO 8573-1 โดยจำแนกตามประเภทการใช้งาน เช่น ลมหายใจทางการแพทย์ ระบบพ่นสี เทคโนโลยีทางการแพทย์ งานควบคุมและวัดค่า ระบบลำเลียงอาหาร และงานอุตสาหกรรมทั่วไป พร้อมระบุระดับอนุภาค ความชื้นตกค้าง และค่า Pressure Dew Point (DTP) ที่เหมาะสมสำหรับแต่ละกระบวนการ
มาตรฐาน DIN ISO 8573-1 กำหนดระดับคุณภาพของลมอัด โดยพิจารณาจาก
-
ปริมาณอนุภาค
-
ปริมาณน้ำมัน
-
ค่า Pressure Dew Point
เพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานในแต่ละอุตสาหกรรม
ประเภทและหน้าที่ของเครื่องทำลมแห้ง (Dryers)
Pressure Dew Point คือค่าที่ใช้บ่งบอกความแห้งของลมอัด หมายถึงอุณหภูมิที่ไอน้ำในลมอัดเริ่มควบแน่นเป็นของเหลว ยิ่งค่า Pressure Dew Point ต่ำ ปริมาณไอน้ำในลมอัดยิ่งน้อย
Refrigeration Dryer สำหรับค่า Dew Point ประมาณ +2°Ctd
แผนภาพแสดงหลักการทำงานของ เครื่องทำลมแห้งแบบทำความเย็น (Refrigeration Dryer) โดยลมอัดที่มีความชื้นจะถูกทำให้เย็นลงผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ทำให้ไอน้ำควบแน่นเป็นคอนเดนเสทและถูกแยกออกจากระบบ ส่งผลให้ลมอัดมีค่า Pressure Dew Point ประมาณ +2°C เหมาะสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมทั่วไป
Refrigeration Dryer ทำงานโดยการลดอุณหภูมิลมอัดลงเหลือประมาณ 2–5°C ทำให้ไอน้ำส่วนเกินควบแน่นและถูกแยกออก จากนั้นลมจะถูกอุ่นกลับสู่สภาวะปกติ
ปัญหาที่พบบ่อยคือ การตรวจสอบเพียงอุณหภูมิของระบบทำความเย็น ไม่สามารถยืนยันคุณภาพลมอัดได้จริง เช่น
-
ระบบระบายน้ำคอนเดนเสทอุดตัน
-
มีการรั่วหรือ Bypass ภายในเครื่อง
-
เครื่องทำลมแห้งขัดข้องโดยไม่รู้ตัว
ผลลัพธ์คือเกิดน้ำสะสมในท่อลม ซึ่งยากต่อการกำจัดและส่งผลระยะยาว
Desiccant Dryer สำหรับค่า Dew Point -30 ถึง -40°Ctd
แผนภาพแสดงหลักการทำงานของ เครื่องทำลมแห้งแบบดูดซับ (Desiccant Dryer) ซึ่งใช้สารดูดความชื้นในการดูดซับไอน้ำจากลมอัด ทำให้สามารถควบคุมค่า Pressure Dew Point ได้ต่ำถึง -30 ถึง -40°C เหมาะสำหรับกระบวนการอุตสาหกรรมที่ต้องการลมอัดแห้งมาก
Desiccant Dryer ใช้สารดูดความชื้นในการดูดซับไอน้ำ สามารถทำให้ลมอัดมีค่า Pressure Dew Point ต่ำถึง -40°C หรือมากกว่า
ระบบแบบ Regenerative จะมีถังดูดซับ 2 ถัง ทำงานสลับกัน โดยสารดูดซับมีอายุการใช้งานประมาณ 3–5 ปี ซึ่งอาจสั้นลงหาก
-
ระบบถูกใช้งานเกินกำลัง
-
มีน้ำหรือน้ำมันเข้าสู่ระบบ
-
การ Regeneration ไม่เหมาะสม
ความมั่นคงของกระบวนการด้วยชุดวัด Dew Point รุ่น DS 400
DS 400 Dew Point Set ประกอบด้วย
-
DS 400 Paperless Recorder
-
FA 510 Dew Point Sensor
-
Measuring Chamber สำหรับแรงดันสูงถึง 16 / 50 / 350 bar
จุดเด่นสำคัญ:
-
หน้าจอสี Touchscreen ขนาด 3.5”
-
แสดงกราฟค่า Dew Point แบบ Real-time
-
บันทึกข้อมูลระยะยาวหลายปี
-
พิมพ์กราฟได้ทันทีผ่าน USB
-
รองรับ Alarm, Ethernet, Modbus และ Web Server
-
เชื่อมต่อ Sensor ได้สูงสุด 4 ตัว
เหมาะสำหรับ Energy Management, ISO 8573, Preventive Maintenance และ Quality Assurance
🔧 สินค้าที่เกี่ยวข้อง
-
Dew Point Transmitter DS 400
-
FA 510 Dew Point Sensor
-
Compressed Air Quality Monitoring
-
Energy Management for Compressed Air
-
ISO 8573-1 Measurement Solutions
