หลักการทำงาน และประเภทของพัดลมอุตสาหกรรม : Industrial Fan [EP.1]

สวัสดีครับเพื่อนๆ หลายๆคนอาจจะคุ้นเคยกับพัดลมที่ใช่ในงานอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะใช้ในงานเตาเผา พัดลมระบายความร้อน พัดลมระบายอากาศต่างๆ วันนี้ทางเพจนายช่างมาแชร์ขอมาแนะนำ หลักการพื้นฐาน และประเภทของพัดลมต่างๆที่เราพบเจอในโรงงานอุตสาหกรรมกันนะครับ

โดยบทความนี้จะอธิบายถึงหลักการทำงาน หลักการควบคุมและการปรับปรุงประสิทธิภาพของพัดลม (Fan) และแนวทางในการอนุรักษ์พลังงานในระบบดังกล่าว เพื่อเป็นการลดต้นทุนในการผลิต ในที่นี้จะศึกษาถึง ประเภท หลักการทำงาน คุณลักษณะ และสมรรถภาพของพัดลม รวมทั้งวิธีการควบคุมที่ถูกต้อง และแนวทางการอนุรักษ์ในระบบต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกันนะครับ.

กลับไปอ่านบทความที่เกี่ยวข้อง GAS COMPRESSOR [EP1]: หน้าที่ และชนิดต่างๆของคอมเพลสเซอร์

หลักการทำงานของพัดลมอุตสาหกรรม (Definition of fan)

อย่างที่ทราบกันดีครับว่าพัดลมหน้าที่หลักคือ “ส่งลม หรือก๊าซ” เข้าไปยังระบบที่ต้องการ เพื่อไปทำหน้าที่ต่างๆ เช่น ระบายความร้อน, ช่วยระบบถ่ายเทอากาศ, ใช้ในระบบทำความเย็น หรือ ช่วยในการสันดาปการเผาไหม้ในเตาเผาต่างๆ

ซึ่งตามมาตรฐาน JIS กำหนดไว้ว่า

“พัดลมที่มีแรงดันลมต่ำกว่า 1,000 (mm-น้ำ) เรียกว่า พัดลม (fan)”

ส่วนพัดลมที่มีแรงดันลมตั้งแต่ 1,000 (mm-น้ำ) ขึ้นไป แต่ไม่ถึง 10 (m-น้ำ) (0.1 MPa) เรียกว่า โบลเวอร์ (blower)

แต่สุดท้ายทั้งสองชนิดเรียกรวมๆ กันว่า “พัดลม” นะครับผม

ประเภท และชนิดต่างๆของพัดลมอุตสาหกรรม (Type of Industry fan)

พัดลมมีหลายชนิด ตามขนาดอัตราไหล และความดันของของไหลที่ลำเลียง และตามวัตถุประสงค์การใช้งานดัง “ตารางที่ 1” ซึ่งแบ่งพัดลมออกเป็นประเภทใหญ่ๆ ได้เป็นแบบ

พัดลมชนิด centrifugal ซึ่งทำงานด้วยการให้แรงหนีศูนย์กลางให้เกิดกระแสในทิศทางตั้งฉากกับแกน

พัดลมชนิด axial flow ซึ่งสร้างกระแสของไหล (อากาศ) ในทิศทางเดียวกับเพลา

พัดลมชนิด Cross flow ซึ่งมีคุณสมบัติอยู่ระหว่างทั้งสองแบบข้างต้น และแบบอื่นๆ

และเพื่อสามารถติดตั้งและเชื่อมต่อกับท่อต่างๆ ได้สะดวก พัดลมแบบ centrifugal บางครั้งดูภายนอกแล้วจะมีลักษณะเหมือนกับแบบ axial flow โดยทั่วไปพัดลมแบบ axial flow จะเหมาะกับความดันต่ำ-อัตราไหลสูง ส่วนแบบ centrifugal จะเหมาะกับความดันสูง

อย่างไรก็ตาม พัดลมแบบ axial flow ที่สามารถรองรับความดันได้พอสมควร และแบบ centrifugal ที่รองรับอัตราไหลได้พอสมควรก็พอมีอยู่ พัดลมแบบ Multi-blade บางครั้งก็เรียกว่าพัดลมแบบ sirocco นิยมใช้กันมากที่สุดกับการปรับอากาศและระบายอากาศ

1. พัดลมหมุนแรงเหวี่ยง (Centrifugal flow or radial fans)

พัดลมแบบแรงเหวี่ยงหรือพัดลมซึ่งมีการไหลของอากาศในแนวรัศมี จะประกอบด้วยใบพัดหมุนอยู่ภายในตัวเรือนของพัดลม (Fan house) ชุดใบพัดจะประกอบด้วยแผ่นใบเล็กๆประกอบเข้าด้วยกันเป็นลักษณะกงล้อ ความดันของอากาศจะถูกทำให้มีค่าสูงขึ้นภายในตัวเรือนของพัดลม

ซึ่งสามารถเพิ่มค่าให้สูงขึ้นได้ด้วยการเพิ่มขนาดความยาวของใบพัด ซึ่งจะทำให้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางภายในระบบมีค่ามากขึ้น อากาศจะไหลผ่านเข้าไปในท่อทางเข้าโดยมีทิศทางขนานกับแกนของใบพัด และไหลออกในทิศทางตั้งฉากกับแกนของเพลาใบพัดในท่อทางออก

พัดลมประเภทนี้จำแนกตามลักษณะรูปร่างของใบพัดเป็น 3 แบบ คือ

1.1) แบบใบพัดตรง (Straight blade หรือ Radial fans)

พัดลมชนิดนี้มีจำนวนใบน้อยที่สุดประมาณ 6 ถึง 20 ใบ และใบพัดจะอยู่ในระนาบรัศมีจากเพลา ใบพัดหมุนด้วยความเร็วรอบอย่างต่ำประมาณ 500-3000 รอบ/นาที ดังนั้นจึงเหมาะกับงานที่ต้องการปริมาตรการไหลน้อยๆ และมีค่าความดันของอากาศสูงๆ

1.2) แบบใบพัดโค้งไปข้างหน้า (Forward curved blade fans)

พัดลมชนิดนี้จะมีใบพัดโค้งไปข้างหน้า ในทิศทางเดียวกับการหมุนชุดใบพัดจะมีจำนวนแผ่นใบพัดประมาณ 20 – 60 ใบ ชุดใบพัดจะมีลักษณะคล้ายกับกรงกระรอก (Squirrel cage) เพลาใบพัดจะมีขนาดเล็กหมุนด้วยความเร็วรอบที่สูงกว่าพัดลมชนิดใบพัดตรง

การทำงานของพัดลมชนิดนี้มีเสียงเบาที่สุด มีข้อเสียคือมีโอกาสที่มอเตอร์จะทำงานเกินกำลังและมีช่วงการทำงานของพัดลมที่ไม่เสถียร ดังนั้นจึงไม่ควรใช้กับงานหรือระบบที่มีอัตราการไหลของอากาศเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา พัดลมชนิดนี้จะให้ค่าความดันลมและอัตราการไหลของอากาศสูงที่สุด

1.3) แบบใบพัดโค้งไปข้างหลัง (Backward curved blade fans)

พัดลมชนิดนี้จะมีใบพัดเอียงไปข้างหลัง ในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางการหมุนของใบพัด จะมีจำนวนใบพัดประมาณ 10 –50 ใบ และเป็นพัดลมที่มีความเร็วรอบสูง ไม่ก่อให้เกิดเสียงดังเกินควร ไม่มีลักษณะที่มอเตอร์จะทำงานเกินกำลัง และไม่มีช่วงการทำงานที่ไม่เสถียร

จึงเหมาะที่จะใช้งานระบายอากาศและอากาศที่ใช้ต้องสะอาดด้วย เนื่องจากสามารถที่จะควบคุมความดันและปริมาณลมได้ง่าย พัดลมชนิดนี้จะมีราคาสูงกว่าชนิดอื่นๆเมื่อเทียบขนาดเท่ากัน

2) พัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกน (Axial flow fans)

พัดลมแบบนี้อากาศจะไหลขนานกับแกนของใบพัด และตั้งฉากกับระนาบการหมุนของใบพัด ชุดใบพัดจะถูกติดตั้งบนแกนเพลาขับของมอเตอร์ต้นกำลัง ซึ่งอยู่ภายในตัวพัดลม ทำให้มอเตอร์สามารถระบายความร้อนออกไปกับอากาศที่ถูกขับเคลื่อน

พัดลมชนิดนี้มีราคาถูก การทำงานของพัดลมมีเสียงดังและมีช่วงการทำงานของพัดลมที่ไม่เสถียร จึงเหมาะกับงานระบายอากาศ มีขนาดเล็ก เคลื่อนย้ายง่าย

สามารถแบ่งได้ 2 ลักษณะคือ

2.1) พัดลมที่ให้ลมหมุนเป็นเกลียว (Tube axial fans)

พัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนิดนี้ มีโครงสร้างประกอบด้วยชุดใบพัดซึ่งหมุนอยู่ภายในท่อรูปทรงกระบอก ลมที่ถูกขับเคลื่อนให้ผ่านชุดใบพัดจะหมุนเป็นเกลียว มีลักษณะการไหลแบบปั่นป่วน พัดลมชนิดนี้ให้ค่าความดันลมปานกลาง

2.2) พัดลมที่ให้ลมไหลในแนวเส้นตรง (Vane axial fans)

พัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกนชนิดนี้ จะมีแผ่นครีบเพื่อใช้ในการบังคับการไหลของอากาศ ที่ถูกขับเคลื่อน ติดตั้งอยู่ภายในตัวเรือนของพัดลม บริเวณท่อทางออกบริเวณด้านหลังชุดใบพัด เพื่อช่วยให้การไหลของอากาศที่ถูกขับเคลื่อน มีทิศทางเป็นเส้นตรงมากที่สุด

ซึ่งจะช่วยลดลักษณะการไหลของอากาศปั่นป่วนลดลง และลดพลังงานสูญเสียเนื่องจากการไหลของอากาศปั่นป่วนภายในระบบให้น้อยลง ทำให้ประสิทธิภาพการใช้งานและราคาสูงกว่าพัดลมชนิด Tube axial fans

สุดท้ายนี้ขอขอบคุณสปอนเซอร์ใจดีจากทาง “บริษัท Premium Equipment & Engineering” ที่ช่วยสนับสนุนบทความและความรู้ดีๆในครั้งนี้นะครับผม

ตัวแทนจำหน่ายและให้บริการ พร้อมทั้งให้คำปรึกษาเกี่ยวกับระบบอัดอากาศแบบครบวงจร และยังเป็นผู้แทนจำหน่ายเครื่องอัดอากาศของ Ingersoll Rand (อิงเกอร์ซอล แรนด์) จากอเมริกาแต่เพียงผู้เดียวในประเทศไทย

พร้อมทั้งอุปกรณ์อื่นๆในระบบลม ทุกรูปแบบ และจบครบวงจร ด้วยทีมงานบริหารระดับมืออาชีพที่มีประสบการณ์มานานกว่า 30 ปี ทำให้บริษัทพรีเมี่ยมฯ พัฒนาอย่างต่อเนื่อง ด้วยทีมงานของบริษัท ฯ กว่า 300 คน

แล้วพบกับสาระดีๆทางด้าน งานช่าง งานวิศวกรรม และงานอุตสาหกรรม แบบนี้ได้ในเพจนายช่างมาแชร์นะครับ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit :  https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g

#นายช่างมาแชร์ #FAN #Blower