เครื่องสูบน้ำ
เครื่องปั๊มน้ำ เป็นอุปกร์ที่ช่วงส่งผ่านพลังงานจากแหล่งต้นกำเนิดไปยังของเหลว เพื่อทำให้ของเหลวเคลื่อนที่จากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่งที่อยู่สูงกว่าหรือ ในระยะทางที่ไกลออกไป โดยจุดเริ่มต้นของเครื่องปั๊มน้ำนี้มีประวัติศาสตร์ที่ยาวนานมากกว่า 2,000 ปีก่อนคริสตศักราช ซึ่งในช่วงเริ่มแรกมีการใช้พลังงานที่ได้จากมนุษย์ สัตว์ ต่อมาจึงได้ใช้พลังงานจากธรรมชาติ เช่น พลังงานจากลมและน้ำเป็นแหล่งต้นกำเนิด ซึ่งในช่วงแรกเพียงเพื่อการอุปโภคบริโภคและทำการเกษตรเท่านั้น

            ในปัจจุบันเครื่องปั๊มน้ำจัดเป็นอุปกรณ์เครื่องมืออีกชนิดหนึ่งที่มีความเกี่ยวข้องกับชีวิตความเป็นอยู่ของมนุษย์อย่างมาก เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยจัดส่งน้ำเพื่อการอุปโภค บริโภค การเกษตร คมนาคม อุตสาหกรรม ตลอดจนการบำบัดน้ำเสียเพื่อรักษาสภาวะแวดล้อมที่ดีให้กับมนุษย์ ซึ่งวิวัฒนาการของเครื่องปั๊มน้ำในปัจจุบันได้เปลี่ยนไปจากเดิมที่ใช้พลังงานจากแหล่งธรรมชาติมาเป็นการใช้พลังงานจากไอน้ำ จากเครื่องยนต์ และที่นิยมกันมาก คือ การใช้ไฟฟ้า เนื่องจากความสะดวกและง่ายต่อการใช้งาน

  •  การแยกประเภทปั๊ม

      ปัจจุบันได้มีการจัดแบ่งแยกประเภทของปั๊มหลายรูปแบบ และมีการเรียกชื่อแตกต่างกันออกไปมากมาย ดังนั้นจึงมีการจัดหมวดหมู่ออกได้เป็น 2 แบบด้วยกันคือ

              1.    แ.ยกตามลักษณะการเพิ่มพลังงานให้แก่ของเหลว หรือการไหลของของเหลวในปั๊ม ซึ่งได้แก่

  • ประเภทแบบปั๊มแรงเหวี่ยง ( Centrifugal ) เพิ่มพลังงานให้แก่ของเหลวโดยอาศัยแรงเหวี่ยงหนีจุดศูนย์กลาง ปั๊มแบบนี้บางครั้งเรียกว่าเป็นแบบ Roto - dynamic
  • ประเภทโรตารี่ ( Rotary ) เพิ่มพลังงานโดยอาศัยการหมุนของฟันเฟืองรอบแกนกลาง
  • ประเภทลูกสูบชัก ( Reciprocating ) เพิ่มพลังงานโดยอาศัยการอัดโดยตรงในกระบอกสูบ
  • ประเภทพิเศษ ( Special ) ซึ่งเป็นปั๊มที่มีลักษณะพิเศษไม่สามารถจัดให้อยู่ในสามประเภทข้างต้นได้
    ในแต่ละประเภทตามที่กล่าวมานี้ยังมีการดัดแปลงออกไปเป็นแบบต่าง ๆ อีกหลายแบบและมีชื่อเรียกของแต่ละแบบแตกต่างกันออกไป

              2.      แยกตามลักษณะการขับดันของเหลวงในปั๊ม ซึ่งแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทด้วยกันคือ

  • ประเภททำงานโดยไม่อาศัยหลักการแทนที่ของเหลว ( Dynamic ) ซึ่งปั๊มประเภทอาศัยแรงเหวี่ยงหนีจุดศูนย์กลางและแบบพิเศษจัดอยู่ในกลุ่มนี้ดังรูป
  • ประเภททำงานโดยอาศัยหลักการแทนที่ของเหลว ( Positive Displacement ) คือ การเคลื่อนที่โดยชิ้นส่วนของเครื่องสูบ ปั๊มประเภทนี้รวมแบบโรตารี่และ แบบลูกสูบชักเข้าอยู่ในกลุ่มเดียวกัน

นอกจากการแบ่งเป็นสองแบบตามที่กล่าวข้างต้นแล้ว ยังอาจแบ่งแยกปั๊มตามวัตถุประสงค์การใช้งานของแต่ละชนิดด้วย เช่น ปั๊มดับเพลิง ปั๊มลม ปั๊มสูญญากาศ ปั๊มน้ำบาดาล เป็นต้น

  • คุณสมบัติของปั๊มแต่ละชนิด

ลักษณะและการทำงานของเครื่องปั๊มแรงเหวี่ยง

            ปั๊มแรงเหวี่ยง เป็นปั๊มที่ได้รับความนิยมในการใช้งานสูงสุดเมื่อเทียบกับปั๊มชนิดอื่น ๆ เนื่องจากปั๊มประเภทนี้มีความยืดหยุ่นในการใช้งานสูง เหมาะสมกับการใช้งานหลายประเภทประกอบกับการดูแลรักษาง่าย ส่วนประกอบของปั๊มแรงเหวี่ยงดังที่แสดงในรูป มีใบพัดอยู่ในเสื้อเครื่องสูบรูปหอยโข่ง ( Volute Casing ) ให้พลังงานแก่ของเหลวโดยการหมุนของใบพัด ทำให้สามารถยกน้ำจากระดับต่ำขึ้นไปสู่ระดับสูงได้

            หลักการทำงาน คือ พลังงานจะเข้าสู่ปั๊มโดยผ่านเพลาซึ่งมีใบพัดติดอยู่ เมื่อใบพัดหมุนของเหลวภายในปั๊มจะไหลจากส่วนกลางของใบพัดไปสู่ส่วนปลายของใบพัด ( Vane ) ซึ่งจากการกระทำของแรงเหวี่ยงจากแผ่นใบพัดนี้จะทำให้เฮดความดัน ( pressure head ) ของเหลวเพิ่มขึ้น เมื่อของเหลวได้รับความเร่งจากแผ่นใบพัดก็จะทำให้มีเฮดความเร็วสูงขึ้นส่งผลให้ของเหลวไหลจากปลายของใบพัดเข้าสู่เสื้อปั๊มรูปหอยโข่ง แล้วออกไปสู่ทางออกของปั๊มในขณะเดียวกันก็เปลี่ยนเฮดความเร็วเป็นความดัน ดังนั้นเฮดที่ให้แก่ของเหลวต่อหนึ่งหน่วยความหนักเรียกว่า เฮดรวมของปั๊ม

ลักษณะและการทำงานของเครื่องปั๊มโรตารี่

            ปั๊มโรตารี่ ทำงานโดยของเหลวถูกดูดเข้าและอัดปล่อยออก โดยการหมุนรอบจุดศูนย์กลางของเครื่องมือกล ซึ่งมีช่องว่างให้ของเหลวไหลเข้าทางด้านดูด และเก็บอยู่ระหว่างผนังของห้องสูบกับชิ้นส่วนที่หมุนหรือโรเตอร์ ( Rotor ) จนกว่าจะถึงด้านจ่าย การหมุนของโรเตอร์จะก่อนให้เกิดการแทนที่เป็นการเพิ่มปริมาณตรของของเหลว ( positive Displacement ) ให้ทางด้านจ่าย

  1. ปั๊มโรตารี่ชนิดเฟือง ( Gear Pump ) เป็นชนิดที่ใช้กันแพร่หลายมากที่สุด ซึ่งประกอบด้วยฟันเฟืองหรือเกียร์สองตัวหมุนขบกันในห้องสูบ ของเหลวจากทางด้านดูดจะไหลเข้าไปอยู่ในร่องฟันซึ่งจะหมุนและพาของเหลวเข้าไปสู่ทางด้านจ่าย ซี่ของฟันเฟืองซึ่งอยู่ชิดกับผนังของห้องสูบ ป้องกันไม่ให้ของเหลวไหลย้อนมาสู่ทางด้านดูดได้ เมื่อมาถึงทางด้านจ่ายแล้วร่องฟันเฟืองซึ่งมีของเหลวบรรจุอยู่ก็จะถูกแทนที่ด้วยฟันจากเฟืองอีกตัวหนึ่งซึ่งขบกันสนิทจนของเหลวไม่สามารถไหลผ่านฟันเฟืองไปสู่ด้านดูดได้
  2. ปั๊มโรตารี่ชนิดครีบ ( Vane Pump ) ปั๊มแบบนี้มีห้องสูบเป็นรูปทรงกระบอกและ มีโรเตอร์ซึ่งเป็นทรงกระบอกเหมือนกันวางเยื้องศูนย์ให้ผิวนอกของโรเตอร์สัมผัสกับผนังของห้องสูบที่กึ่งกลางทางดูดกับทางด้านจ่าย รอบ ๆ โรเตอร์จะมีครีบซึ่งเลื่อนได้ในแนวเข้าออกจากจุดศูนย์กลางมาชนกับผนังของห้องสูบ เมื่อโรเตอร์หมุนครีบเหล่านี้ก็จะกวาดเอาของเหลวซึ่งอยู่ระหว่างโรเตอร์กับห้องสูบไปสู่ทางด้านจ่าย ปั๊มแบบนี้ได้เปรียบชนิดเฟือง ( Gear Pump ) ตรงที่ว่า การสึกหรอของผนังห้องสูบหรือหลายครีบจะไม่มีผลต่อประสิทธิภาพการทำงานมากเหมือนการสึกหรอของฟันเฟือง เพราะครีบสามารถเลื่อนออกมาจนชนกับผนังของห้องสูบได้สนิท
  3. ปั๊มโรตารี่ชนิดลอน ( Lobe Pump ) ปั๊มชนิดนี้มีลักษณะเช่นเดียวกันกับชนิดเฟือง ( Gear Pump ) แต่โรเตอร์มีลักษณะเป็นลอนหรือพู สองถึงสี่ลอน ช่องว่างระหว่างลอนมีลักษณะแบนและกว้าง ดังนั้นอัตราการสูบจึงสูงกว่าชนิดแรง แต่เนื่องจากการถ่ายทอดกำลังหมุนของโรเตอร์แบบนี้มีประสิทธิภาพต่ำมาก จึงจำเป็นต้องมีเฟืองนอกห้องสูบอีกชุดหนึ่งเพื่อช่วยให้จังหวะการหมุนของโรเตอร์อาจมีได้ตั้งแต่หนึ่งถึงสามตัว
  4. ปั๊มโรตารี่ชนิดสว่าน ( Screw Pump ) ปั๊มชนิดนี้เพิ่มพลังงาน ให้แก่ของเหลวโดยอาศัยโรเตอร์ซึ่งมีลักษณะเป็นสว่านที่หมุน ในลักษณะขับดันให้ของเหลวเคลื่อนที่ไประหว่างร่องเกลียวสว่านกับผนังของห้องสูบจากทางดูดไปสู่ทางจ่าย จำนวนสว่านหรือโรเตอร์อาจมีได้ตั้งแต่หนึ่งถึงสามตัว

ลักษณะและการทำงานของเครื่องปั๊มลูกสูบชัก

            ปั๊มประเภทลูกสูบชัก ( Reciprocating Pump ) เป็นประเภทที่เพิ่มพลังงานให้แก่ของเหลวโดยการเคลื่อนที่ของลูกสูบเข้าไปอัดของเหลวให้ไหลไปสู่ทางด้านจ่าย ปริมาตรของของเหลวที่สูปได้ในแต่ละครั้งจะเท่ากับผลคูณของพื้นที่หน้าตัดของกระบอกสูบกับช่วงชักของกระบอกสูบนั้น

ปั๊มประเภทพิเศษ ( Special Pump )

ปั๊มที่ใช้อยู่โดยทั่ว ๆ ไปเพิ่มพลังงานให้แก่ของเหลวโดยอาศัยแรงเหวี่ยงหนีจุดศูนย์กลางหรือ โดยการแทนที่ของเหลวในห้องสูบด้วยการเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนปั๊ม อย่างไรก็ตาม ยังมีปั๊มบางประเภทที่ทำงานนอกเหนือกฎเกณฑ์ดังกล่าวข้างต้น

  • ทฤษฎีเบื้องต้นของเครื่องปั๊มน้ำ

            ในการคำนวณเพื่อเลือกใช้เครื่องปั๊มน้ำให้ได้อย่างถูกต้องจะมีองค์ประกอบที่ควรทราบอยู่หลายส่วนด้วยกันแต่ที่สำคัญมีอยู่สองอย่าง คือ อัตราการไหลของน้ำและเฮดที่ปั๊มต้องให้แก่น้ำ โดยเมื่อทราบองค์ประกอบแล้ว จะสามารถคำนวณอัตรากำลังงานที่ต้องใช้ได้

อัตราการไหล     อัตราการไหลหรือปริมาณน้ำใช้ต้องเป็นค่าที่เปลี่ยนแปลงไปตามเวลาและภาวะใช้งาน โดยมีรายละเอียดการใช้น้ำดังนี้

ตารางที่ 1 ปริมาณน้ำใช้ต่อคนและจำนวนชั่วโมงที่ใช้น้ำสำหรับอาคารประเภทต่าง ๆ

ประเภทของอาคาร
ปริมาณน้ำใช้ต่อวัน
โดยเฉลี่ย ( ลิตร )
จำนวนชั่วโมงใช้น้ำ
โดยเฉลี่ย ( ชั่วโมง )
ข้อสังเกต
สำนักงาน
100 - 120
8
ต่อผู้ทำงาน 1 คน
โรงพยาบาล
250 - 1,000
10
ต่อเตียง ( คนไข้นอก : 8 ลิตร
ผู้ทำงาน : 120 ลิตร ,    ผู้ดูแลคนไข้ : 160 ลิตร
โรงละคร โรงหนัง
10
3
ต่อผู้ชม 1 คน
ร้านขายสินค้าหลายอย่าง ร้านขายของปลีก
3
8
ต่อลูกค้า 1 คน ( ผู้ทำงาน : 100 ลิตร
ผู้ทำงานที่อาศัยอยู่ในร้าน : 160 ลิตร )
ภัตตาคาร
15
7
-
ร้านอาหาร
30
5
-
บ้าน อาคาร อพาร์ทเมนต์
160 - 250
8 - 10
ต่อผู้เช่า 1 คน
โรงแรม
250 - 300
10
ต่อผู้พัก 1 คน
โรงเรียนประถมและมัธยมต้น
40 - 50
5 - 6
ต่อนักเรียน 1 คน
ห้องปฏิบัติการทดสบ ( laboratory )
100 - 200
8
ต่อผู้ทำงาน 1 คน
โรงงาน
60 - 140
8
ต่อหนึ่งคนต่อหนึ่งผลัด ( ชาย : 80 ลิตร หญิง : 100 ลิตร )
สถานีรถไฟ
3
15
ต่อผู้โดยสาร 1 คน

 

เฮดรวมของเครื่องปั๊มน้ำ    เฮดรวมที่ปั๊มน้ำจะต้องเพียงพอเพื่อส่งน้ำในอัตราไหลที่กำหนดจากตำแหน่งหนึ่งไปสู่อีกตำแหน่งหนึ่ง หาได้โดยวิธีต่อไปนี้ คือเฮดรวมที่มั๊มน้ำต้องเพียงพอสำหรับการติดตั้งปั๊มน้ำในลักษณะที่แสดงในรูป   ซึ่งหาได้จากสูตรต่อไปนี้

ECBB12_4.jpg (20657 bytes)

                  H = ha + Dhp + hI + Vd2 / 2g

H : เฮดรวมของเครื่อง Effective head (m)

ha : เฮดสถิตย์รวม Total static head ( m )   คือความแตกต่างระหว่างระดับน้ำในที่เก็บน้ำขาออกและระดับน้ำขาเข้าเก็บน้ำขาเข้าใช้ค่า ( + ) ถ้าระดับน้ำขาออกสูงกว่าระดับน้ำขาเข้า

Dhp : ความแตกต่างในความดันที่กระทำต่อน้ำในที่เก็บน้ำขาออกและที่เก็บน้ำขาเข้า          Dhp = hp2 - hp1

hI : การสูญเสียเฮดในท่อวาลว์ ฯลฯ เมตร ( m )       hi = hid - his            ทั้งนี้ไม่รวมการสูญเสียเฮดในเครื่องสูบ

Vd2 / 2g : เฮดความเร็วขาออก

g : ความเร่งที่เกิดจากความดึงดูดของโลก 9.8 เมตร/(วินาที)2 ( m/s2 )

กำลังที่ต้องการและประสิทธิภาพของเครื่องปั๊มน้ำ  กำลังงานหมายถึงอัตราการทำงานในหนึ่งหน่วยเวลา หน่วยของกำลังงานที่นิยมใช้กันทั่ว ๆ ไป คือ 1 แรงม้ามีค่าเท่ากับ 745.7 วัตต์ ( 745.7 N-m/s ) ซึ่งกำลังงานที่ใช้ในการคำนวณเกี่ยวกับปั๊มมีอยู่สองอย่างด้วยกันคือ

        1. แรงม้าทางทฤษฎี ( Theoretical Horsepower ) หรือบางครั้งเรียกว่า Water Horsepower, Whp เป็นจำนวนแรงม้าที่ปั๊มจะต้องเพิ่มให้แก่ของเหลว เพื่อให้ของเหลวไหลผ่านระบบด้วยอัตราที่กำหนด ค่า Whp สามารถคำนวณได้จากสูตร

            Whp   =    Q x TDH /  273

Q = อัตราการสูบของปั๊ม ( ลบ. เมตรต่อชั่วโมง )

TDH = หัวรวมของปั๊ม ( เมตร )

       2. แรงม้าของต้นกำลัง ( Brake Horsepower, Bhp. ) เป็นกำลังงานที่มเตอร์ หรือเครื่องยนต์ต้นกำลังขับเคลื่อนปั๊ม เพื่อให้ปั๊มเพิ่มกำลังงานให้แก่ของเหลวเท่ากับ Whp. ดังนั้น

            Bhp = Whp / ประสิทธิภาพของปั๊ม

ในกรณีที่ต้นกำลังเป็นมอเตอร์ พลังงานไฟฟ้าที่มอเตอร์ต้องการเป็นกิโลวัตต์ ( kW ) คำนวณได้จาก

            kW = 0.746 Bhp

ประสิทธิภาพรวม    =   ประสิทธิภาพของมอเตอร์ / (ประสิทธิภาพของปั๊ม x ประสิทธิภาพของมอเตอร์ )

  • การเลือกเครื่องปั๊มน้ำ

การเลือกเครื่องปั๊มน้ำสามารถแบ่งออกได้ 2 ส่วนคือ บ้านพักอาศัย อาคารขนาดใหญ่และโรงงาน ดังรายละเอียดต่อไปนี้

1.   การเลือกเครื่องปั๊มน้ำสำหรับบ้านพักอาศัย

            เครื่องปั๊มน้ำสำหรับบ้านพักอาศัยส่วนใหญ่จะเป็นชนิดสำเร็จรูป ประกอบด้วยตัวปั๊มและถึงความดัน ซึ่งจะมีอยู่หลายรูปแบบ เช่น แบบนี้เป็นตัวปั๊มเกาะอยู่บนถังความดัน และมีฝาครอบที่เรียกว่า " ปั๊มกระป๋อง " ตัวปั๊มจะควบคุมการทำงานด้วยสวิทช์ความดัน ( Pressure Switch ) ซึ่งจะทำงานอัตโนมัติเมื่อมีการเปิดใช้น้ำในบ้าน ความดันในท่อจะลดลงจนถึงค่าที่ตั้งไว้ ปั๊มก็จะทำงานจ่ายน้ำเข้าเส้นท่อ เมื่อหยุดหรือเปิดอุปกรณ์ ความดันจะเพิ่มสูงขึ้นจนถึงค่าที่ตั้งไว้ ปั๊มก็จะหยุด เครื่องปั๊มน้ำแบบนี้มักมีขนาดให้เลือกไม่มากนัก เพราะผลิตมากเพื่อใช้สำหรับบ้านขนาดเล็ก ๆ จนถึงขนาดกลาง ถ้าเป็นบ้านหรืออาคารขนาดใหญ่ ต้องใช้ชุดเครื่องปั๊มน้ำแบบ Packaged booster Pump Set ซึ่งจะจ่ายน้ำได้ในปริมาณสูงและเลือกความดันได้หลายระดับ

2.   การเลือกเครื่องปั๊มน้ำสำหรับอาคารขนาดใหญ่และโรงงานอุตสาหกรรม

เครื่องปั๊มน้ำสำหรับอาคารขนาดใหญ่และโรงงานอุตสาหกรรมนั้น จำเป็นต้องพิจารณาให้ละเอียดมากขึ้น เนื่องจาก มีขนาดใหญ่และมีเรื่องราคาและค่าการบำรุงรักษา เข้ามาเกี่ยวข้อง ข้อมูลที่จำเป็นที่ต้องทราบก่อนที่จะทำการเลือกเครื่องปั๊มน้ำแรงเหวี่ยง ( Centrifugal ) มีดังนี้

  1. ชนิดของน้ำ ที่ต้องการสูบ อุณหภูมิ ความหนึด ความหนาแน่น
  2. อัตราการสูบ หรือ Flow rate ที่ต้องการ
  3. ความดัน หรือความสูงที่ต้องยกน้ำนั้น ๆ ขึ้นไป หรือที่เรียกกันว่า HEAD
  4. ความเร็วรอบของเครื่องปั๊มน้ำที่เป็นไปได้
  5. ค่า NPSHr หรือสภาวะทางด้านดูดของเครื่องปั๊มน้ำนั่นเอง
  6. ตัวขับเคลื่อนที่เป้นไปได้ของสถานที่ตั้งเครื่องปั๊มน้ำนั้น
  7. ลักษณะของระบบท่อที่มี หรือจะต้องมี System Head curve
  8. ข้อมูลจากผู้แทนจำหน่ายเครื่องปั๊มน้ำ ได้แก่ Pump curve
  • การใช้เครื่องปั๊มน้ำให้ประหยัดพลังงาน
  1. พยายามเลือกใช้เครื่องปั๊มน้ำขนาดเล็กจำนวนหลายตัว จะดีกว่าใช้ขนาดใหญ่แต่มีจำนวนน้อย ทั้งนี้เนื่องจากการสูบน้ำในขบวนการทั่ว ๆ ไป จะมีจุดการทำงานที่แปรเปลี่ยนได้ในช่วงค่อนข้างกว้าง เครื่องปั๊มน้ำจึงมักทำงาน ที่จุดที่ต่ำกว่าความสามารถที่ทำได้เต็มที่ของมัน นั่นเป็นเหตุที่ทำให้ประสิทธิภาพต่ำไปด้วย ซึ่งเราสามารถแก้ไขปัญหาโดยการใช้เครื่องปั๊มน้ำขนาดเล็กหลายตัว ต่อขนานกัน เพื่อรองรับอัตราการไหลที่ไม่คงที่
  2. ไม่ควรเผื่อขนาดเครื่องปั๊มน้ำให้มีขนาดใหญ่จนเกินไปนัก ส่วนมากมักจะเผื่อสำหรับอนาคตไกล ๆ จะทำให้ประสิทธิภาพการทำงานต่ำสำหรับโหลดในปัจจุบัน น่าจะเปลี่ยนการเผื่อพื้นที่ติดตั้งเครื่องปั๊มน้ำเพิ่ม และติดตั้งเครื่องปั๊มน้ำขนาดเล็ก ไปก่อน จะเหมาะสมกว่า
  3. ไม่ควรเลือกใช้ปั๊มโดยเผื่อขนาดใบพัดให้เล็กกว่าขนาดเต็มที่ของตัวเครื่องฉุดปั๊มน้ำ เพราะจะทำให้ทำงานที่ประสิทธิภาพต่ำ
  4. เลือกเครื่องปั๊มน้ำซึ่งมีจุดทำงานอยู่ในช่วงประสิทธิภาพสูงสุด โดยใกล้เคียงกับจุดใช้งานให้มากที่สุด
  5. ควรคำนวณความเสียดทานของระบบท่อ โดยละเอียด ซึ่งจะได้ค่า TDH ที่ถูกต้อง
  6. เลือกใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงในปั๊มน้ำแทนการใช้มอเตอร์แบบมาตราฐานทั่วไป
  7. การใช้ระบบปรับความเร็วรอบ ( VSD. Control ) ในปั๊มน้ำแทนการปิดวาล์วหรือแทนการ Bypass จะสามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้มากกว่า เนื่องจากผลการประหยัดพลังงานในปั๊มจะแปรผันตรงกับความเร็วรอบกำลังสาม
  8. การติดตั้งระบบควบคุม PLG หรือเครื่องตั้งเวลาเพื่อควบคุมการทำงานและหยุดการใช้งานของปั๊มน้ำที่ไม่จำเป็นในช่วงเวลาค่าความต้องการสูงสุด ( On Peak )
  9. การติดตั้งระบบถัเก็บน้ำให้เพียงพอต่อความต้องการน้ำในช่วงเวลา On Peak เพื่อหลีกเลี่ยงการใช้งานของปั๊มน้ำ
  10. การจัดรายการซ่อมบำรุงรักษาเครื่องปั๊มน้ำอย่างสม่ำเสมอ เพราะการซ่อมบำรุงจะสามารถรักษาประสิทธิภาพของปั๊มน้ำให้สูงอยู่เสมอ และยังเป็นการยืดอายุการใช้งานของปั๊มน้ำให้ยาวนานขึ้น
  • การคำนวณผลการประหยัดจากการใช้ระบบปรับความเร็วรอบ ( VSD. System )

จากตารางที่ 2 แสดงถึงสมรรถณะของปั๊มเมื่อต้องการปรับอัตราการหลในระบบให้มีค่า 15 ลิตรต่อวินาที ซึ่งจากเดิมออกแบบไว้ 25 ลิตรต่อวินาที โดยวิธีการควบคุมอัตราการไหลที่แตกต่างกันดังนี้คือ

  1. มีท่อผ่านน้ำในระบบ ( Bypass Loop )
  2. โดยการใช้วาล์วควบคุม ( Throtting Valve )
  3. วิธีการปรับความเร็วรอบ ( Variable Speed Drive : VSD. System )

ตารางที่ 2 สมรรถณะของปั๊มที่วิธีการควบคุมอัตราการไหลที่ต่างกัน

 
Pump Efficientcy ( % )
Head ( m. )
Shaft Power
Required ( kW. )
A. Bypass Loop
70.5
58
20.6
B. By throttling
66.5
71
16
C. By Reducing Pump Speed Using VSD 71.8 27 5.6
            จากผลการคำนวณพบว่าการลดปริมาณการไหลโดยใช้ระบบ VSD. จะประหยัดพลังงานได้มากกว่าระบบอื่น ๆ ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าเป็ฯไปตามกฎความคล้าย ( Affinity Law ) ของระบบปั๊มน้ำ
  • ผลการประหยัดจากการใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง

ความแตกต่างของประสิทธิภาพระหว่างมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงและมอเตอร์มาตรฐานทั่วไปสามารถใช้คำนวณหาพลังไฟฟ้า ( Power ) ประหยัดได้ ( หรือ kW ที่ประหยัดได้ ) จากสมการข้างล่างนี้

kW ที่ลดลง = kW ตามภาระ x ( 100 / Es - 100 / Eh )

Es = ประสิทธิภาพของมอเตอร์มาตราฐานทั่วไปที่โหลดค่าหนึ่ง

Eh = ประสิทธิภาพของมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงที่โหลดค่าเดียวกัน

kW ตามภาระ = พลังไฟฟ้าของมอเตอร์

kW ที่ลดลง = พลังไฟฟ้าที่ประหยัดได้

ผลการเปรียบเทียบการใช้มอเตอร์ปั๊มน้ำแบบประสิทธิภาพสูงกับมอเตอร์แบบมาตรฐานขนาด 5.5 kW. ซึ่งได้ผลการประหยัดพลังงานดังนี้

ประสิทธิภาพมอเตอร์แบบมาตรฐาน = 85% ราคา 12,000 บาท

ประสิทธิภาพมอเตอร์แบบประสิทธิภาพสูง = 92% ราคา 19,000 บาท

ช่วงเวลาทำงาน = 3,000 ชม. / ปี  , ราคาพลังงาน = 2 บาท / หน่วย

kW ที่ลดลง = 5.5 x ( 100 / 85 - 100 / 92 )     =  0.49 kW.

พลังงานที่ลดลง = 0.49 x 3,000 x 2     =    2,940 บาท / ปี

ระยะเวลาคืนทุน = ( 19,000 - 12,000 ) / 2,940   = 2.38 ปี

จากการคำนวณจะพบว่าการใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงจะมีระยะเวลาคืนทุนที่สั้น ผลการประหยัดที่สูง เมื่อเทียบกับอายุการใช้งานอย่างน้อย 15 ปีของมอเตอร์

  • ประสิทธิภาพของปั๊มน้ำในท้องตลาด

            ประสิทธิภาพของปั๊มน้ำจะมีความแตกต่างกันตามองค์ประกอบของการใช้งานทั้งนี้เพราะปั๊มไม่สามารถกำหนดจุดใช้งานที่แน่นอนได้ สามารถประยุกต์การใช้งานได้หลายรูปแบบ ซึ่งองค์ประกอบสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพของปั๊มคือ อัตราการไหล เฮดความเร็วรอบ และขนาดของปั๊มน้ำ ดังในรูปแสดงตัวอย่างของปั๊มน้ำขนาดเล็กจะมีประสิทธิภาพใช้งานสูงสุด คือ 58 เปอร์เซ็นต์ ส่วนปั๊มขนาดใหญ่จะมีประสิทธิภาพใช้งานสูงสุด คือ 88 เปอร์เซ็นต์

ตารางที่ 3 ประสิทธิภาพของปั๊มน้ำชนิดต่าง ๆ

ชนิดของปั๊มน้ำ

ประสิทธิภาพ ( % )

Centrifugal Volute
Vertical Turbine
Horizontal split case
Axial Flow
Regenerative Turbine
55 - 90
50 – 85
55 – 75
40 – 60
30 – 55

      ปัจจุบันเครื่องปั๊มน้ำที่มีใช้กันอยู่ในท้องตลาดจะมีประสิทธิภาพที่แตกต่างกันออกไปตามการออกแบบและเทคโนโลยีของบริษัทผู้ผลิต โดยบริษัทผู้ผลิตรายใหญ่จะมีมาตรฐานการผลิตที่ดี มีแผนกวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ซึ่งทำอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ได้ปั๊มน้ำที่ดีมีประสิทธิภาพสูง ส่วนบริษัทผู้ผลิตรายเล็กจะไม่มีการวิจัยและพัฒนาที่ดีก็จะส่งผลให้มาตรฐานการผลิตปั๊มออกมามีประสิทธิภาพต่ำกว่า ซึ่งบริษัทเหล่านี้จะไม่มีการพัฒนาด้านเทคนิค แต่จะสามารถลอกเลียนแบบผู้ผลิตรายใหญ่โดยปั๊มน้ำที่ผลิตได้จะไม่มีสถาบันที่เชื่อถือได้รับรองหรือไม่มีเอกสารยืนยันการทดสอบประสิทธิภาพก่อนใช้งาน

            แต่ทั้งนี้ถึงแม้ว่าปั๊มน้ำเหล่านี้จะมีประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าแต่ก็มีราคาที่ถูกกว่าเช่นกัน ซึ่งปั๊มน้ำเหล่านี้ยังคงเป็นที่นิยมเพราะสามารถใช้งานได้อีกทั้งยังเป็นการช่วยเหลือผู้ผลิตปั๊มน้ำในประเทศอีกด้วย

  • การใช้งานและการบำรุงรักษาเครื่องปั๊มน้ำ

            การใช้งานและการบำรุงรักษาที่ดีจะช่วยให้อายุการใช้งานของปั๊มน้ำยาวนานมากขึ้น และทำให้ประสิทธิภาพของปั๊มน้ำดีอยู่ตลอด เป็นการช่วยประหยัดพลังงานและค่าใช้จ่ายของหน่วยงานลงได้ ซึ่งหลักการใช้งานและการบำรุงรักษามีขั้นตอนรายละเอียดดังนี้

การเดินเครื่อง

        ขั้นตอนในการเดินเครื่องให้ปั๊มน้ำทำงานนั้นขึ้นอยุ่กับชนิดของปั๊มน้ำและการติดตั้งให้ปั๊มน้ำนั้นทำงาน ขั้นตอนต่อไปนี้เป็นข้อแนะนำสำหรับปั๊มน้ำประเภทแรงเหลวี่ยงที่เหลาอยู่ในแนวนอน เมื่อจะเริ่มเดินเครื่องให้ปฏิบัติดังนี้ คือ

  1. ปิดประตูจ่ายน้ำทางด้านท่อจ่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเริ่มเดินเครื่องนั้นไม่มีน้ำอยู่ในท่อเลย ทั้งนี้เพื่อป้องกันมิให้อัตราการสูบสูงมากจนมอเตอร์ทำงานเกินกำลังเนื่องจากในขณะที่ท่อแห้งนั้นความฝืดจะน้อยมาก ถ้าไม่ปิดประตูน้ำด้านจ่ายไว้เสียก่อนก็อาจจะทำให้อัตราการสูบสูงกว่าที่จุดให้ประสิทธิภาพสูงสุดมาก ทำให้มอเตอร์ทำงานเกินกำลัง เกิดวอเตอร์แฮมเมอร์ในระบบท่อขึ้น และเกิดคาวิเตชั่นขึ้นได้
  2. ทำการกรอกน้ำให้น้ำเข้ามาหล่อเลี้ยงห้องสูบจนเต็ม ก่อนจะเดินเครื่องต้องแน่ใจว่ามีน้ำในห้องสูบ ทั้งนี้เพราะว่าปั๊มส่วนใหญ่ต้องมีน้ำมาหล่อลื่น และระยะบายความร้อน ถ้าเดินเครื่องโดยไม่มีน้ำหล่อเลี้ยงเป็นเวลานาน แหวนกันสึก , รองลื่น และดันรั่วจะสึกกร่อน ใหม่ หรื อชำรุดได้
  3. ในกรณีที่กันรั่ว ( Packing ) ออกแบบไว้ให้มีน้ำหรือของเหลวอื่นมาหล่อเลี้ยงก็ให้เปิดก๊อกให้น้ำหรือวัสดุหล่อลื่นเข้ามาหล่อเลี้ยงไว้
  4. เมื่อทุกอย่างพร้อมแล้วก็กดปุ่มเดินเครื่องปั๊มน้ำได้
  5. หลังจากมอเตอร์หรือเครื่องยนต์หมุนได้รอบเต็มที่และความดันในห้องสูบหรือหน้าประตูน้ำขึ้นถึงระดับกำหนดแล้วค่อย ๆ เปิดประตูจ่ายน้ำทีละน้อยจนกระทั่งสุดหรือได้อัตราที่ต้องการ

สำหรับปั๊มบางแบบ บริษัทผู้ผลิตจะยอมให้มีการรั่วรอบ ๆ เพลาได้บ้างเล็กน้อยเพื่อให้แน่ใจว่ากันรั่วที่เพลานั้นมีน้ำหล่อลื่นอยู่เพียงพอในขณะที่ปั๊มทำงาน

การหยุดเดินเครื่อง

ขั้นตอนในการหยุดเดินเครื่องปั๊มน้ำก็คล้ายกับการเริ่มเดินเครื่องแต่ย้อนขั้นตอนกัน กล่าวคือเมื่อต้องการจะหยุดปั๊มน้ำให้ปฏิบัติดังนี้

  1. ปิดประตูจ่ายน้ำอย่างช้า ๆ อย่าเปิดอย่างรวดเร็ว หรือหยุดเดินเครื่องโดยไม่มีการปิดประตูน้ำอย่างช้า ๆ เสียก่อน ทั้งนี้เพราะว่าอาจจะเกิดวอเตอร์แฮมเมอร์ขึ้นได้ ในกรณีที่ต้นกำลังเป็นเครื่องยนต์ก็อาจใช้วิธีลดความเร็วลงทีละน้อยจนได้ความเร็วต่ำสุด แล้วจึงค่อย ๆ ปิดประตูน้ำ
  2. เมื่อปิดประตูน้ำสนิทแล้วจึงปิดสวิทซ์หยุดเดินเครื่อง
  3. ปิดก๊อกจ่ายน้ำหรือของเหลวไปหล่อเลี้ยงกันรั่ว

            และเพื่อให้ปั๊มน้ำมีอายุการใช้งานยาวนาน และไม่ต้องหยุดทำงานเพื่อซ่อมแซมบ่อยครั้ง ปั๊มน้ำขนาดใหญ่ทุกเครื่องควรมีสมุดประวัติการใช้งานและบำรุงรักษา ตลอดจนมีตารางเวลาสำหรับตรวจสอบและบำรุงรักษาที่แน่นอน รายการตรวจสอบดังกล่าวนี้ควรจะขอจาก บริษัทผู้ผลิตปั๊มน้ำเพราะว่าวิธีการอาจจะแตกต่างกันไปบ้างสำหรับปั๊มน้ำแต่ละแบบ

สำหรับปั๊มน้ำประเภทแรงเหวี่ยงชนิดเพลานอนในแนวราบ การตรวจสอบและบำรุงรักษาตามกำหนดเวลาต่าง ๆ มีดังนี้คือ

การตรวจสอบและบำรุงรักษาประจำวัน มีดังนี้

  1. อุณหภูมิของรองลื่น
  2. ความดันทางท่อดูดและท่อจ่าย
  3. การรั่วจากกันรั่ว ( Packing )
  4. การหล่อลื่นกันรั่วโดยดูจากการไหลของของเหลวที่มาหล่อเลี้ยง
  5. โหลด ( Load ) ของเตรื่องปั๊มน้ำ
  6. ระดับเสียงและการสั่นสะเทือน
  7. ระดับน้ำมันหล่อลื่นที่มาเลี้ยงรองลื่น

การตรวจสอบและบำรุงรักษาทุก 6 เดือน มีดังนี้

  1. การได้ศูนย์ระหว่างปั๊มน้ำและต้นกำลัง
  2. การเติมน้ำมันหรือไขให้กับรองลื่น

การตรวจสอบและบำรุงรักษาประจำปี มีดังนี้

  1. การรั่วตามเพลาและการซ่อมบำรุงกันรั่ว
  2. การสึกของปลอกเพลา
  3. ช่องว่างระหว่างใบพัดกับแหวนกันสึก
  4. ทดสอบและปรับแก้เกจ์วัดต่าง ๆ ที่ใช้วัดน้ำและกระแสไฟฟ้า
  5. เปลี่ยนน้ำมันหล่อลื่นและไขที่รองลื่น

           เนื่องจากรายละเอียดของวิธีการตรวจสอบและการซ่อมบำรุงจะแตกต่างกันไปตามชนิดของปั๊มน้ำและบริษัทผู้ผลิต ดังนั้นขอให้ศึกษาจากคู่มือใช้สำหรับปั๊มน้ำนั้น ๆ โดยเฉพาะ

ที่มา : เอกสารเผยแพร่ชุด ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน เรื่อง เครื่องปั๊มน้ำ , มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี เผยแพร่โดย สำนักกำกับและอนุรักษ์พลังงาน, กรมพัฒนาและส่งเสริมพลังงาน

Hosted by www.Geocities.ws
GridHoster Web Hosting
1