About Air Dryer

เกี่ยวกับ เครื่องทำลมแห้ง หรือ Air Dryer

ระบบลมอัดที่สมบูรณ์ และปลอดภัยในการใช้งานต้องประกอบด้วยอุปกรณ์ดังนี้

เครื่องทำลมแห้ง (Air Dryer)
คืออุปกรณ์ประกอบที่ใช้ทำงานควบคู่ไปกับเครื่องปั๊มลม มีหน้าที่หลักในการลดปริมาณน้ำและความชื้นที่ปนมาในระบบลมอัด ป้องกันการควบแน่น (Condense) เป็นน้ำของความชื้น (Moisture) ในลมอัด เพื่อให้ได้ลมที่สะอาดปราศจากความชื้นเพื่อนำไปใช้งานต่อได้อย่างสมบูรณ์

คอมเพรสเซอร์มีอุปกรณ์ประกอบหลักๆ คือ

• เครื่องทำอากาศแห้ง (Air dryer) คืออุปกรณ์เอาความชืน (Moisture) ในอากาศออกให้เหลือน้อยกว่าค่าที่ยอมรับ
• อุปกรณ์กรองฝุ่น (Air filter) ในอากาศ
• อุปกรณ์ปรับความดันลม (Air regulator)

หลักการทำงานและประโยชน์ของ Air Dryer โดยปกติลมที่ถูกผลิตจากเครื่องปั๊มลมนั้นจะมีน้ำและความชื้นปะปนมาด้วย เมื่อต้องการนำลมไปใช้งาน เครื่องจักรทั่วไปจะไม่ต้องการน้ำ ละอองน้ำ หรือ ความชื้นปะปนมากกับลม

ตัวกรองลม (Air Filter) ทั่วไปแล้วจะไม่สามารถกรองน้ำและความชื้นได้ เครื่องทำลมแห้งจึงเป็นตัวที่จะช่วยนำน้ำหรือความชื้นให้เกิดการควบแน่นด้วยน้ำยาทำความเย็นหรือเม็ดสารดูดความชื้นแล้วระบายน้ำออกมา ทำให้ได้ลมที่มีความแห้งและบริสุทธิ์

ทำไมจึงต้อง Air Dryer
เพราะลมที่ได้จาก Air Compressor หรือเครื่องปั๊มลม โดยตรงนั้นเป็นลมที่มีความชื้นอิ่มตัว 100% ซึ่งความชึ้นที่มีอยู่ในลม จะเกิดเป็นหยดน้ำภายในระบบลม เมื่อมีอุณหภูมิลดลงหยดน้ำและลมชื้นนี้จะสร้างความเสียหายให้กับระบบลมของเราได้

เครื่องทำลมแห้ง (Air Dryer) มี 3 ประเภท คือ

• Refrigerated Air Dryer (เครื่องทำลมแห้งแบบใช้น้ำยาทำความเย็น)
• Desiccant Air Dryer (เครื่องทำลมแห้งแบบใช้เม็ดสารดูดความชื้น)
• Membrane Dryers (เครื่องทำลมแห้งแบบเมมเบรน)

1. Refrigerated Air Dryer (เครื่องทำลมแห้งแบบใช้น้ำยาทำความเย็น)

เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่ใช้คู่กับเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลม (air compressor) ในระบบอัดอากาศ เพื่อทำให้ลมที่นำไปใช้งานนั้นแห้งและมีคุณภาพ ซึ่งเครื่องทำลมแห้งชนิดนี้สามารถทำค่าความแห้ง pressure dew point ได้ต่ำสุดที่ 3 องศา โดยจะทำงานโดยลมที่เข้ามาจะถูกแลกเปลี่ยนอุณหภูมิกับน้ำยาทำความเย็น ซึ่งจะทำให้ความชื้นที่อยู่ในลมกลั่นตัวออกเป็นน้ำและถูกระบายทิ้งโดย ลมที่ผ่านกระบวนการนี้จะมีสถานะเป็นลมอัดที่แห้งและสะอาดได้มาตรฐาน

เครื่องทำลมแห้งแบบนี้จึงเหมาะสำหรับโรงงานที่ต้องการลมแห้งสะอาดปานกลาง หากโรงงานต้องการลมที่แห้งสะอาด เป็นพิเศษ จึงควรเลือกใช้ Desiccant Air Dryer (เครื่องทำลมแห้งแบบใช้เม็ดสารดูดความชื้น) ดังนั้นการเลือกใช้เครื่องทำลมแห้ง (air dryer) จึงควรเลือกให้เหมาะกับการใช้งาน

การทำงานของระบบน้ำยาทำความเย็น
หลังจากลมออกมาจากเครื่องอัดลมเข้ามาที่ถังพักลม ก็จะเข้าสู่คอยด์เย็นของเครื่องทำลมแห้ง ทำการแลกเปลี่ยนความร้อนกับน้ำยาทำความเย็นที่มีอุณหภูมิต่ำ ผลที่ได้คือทำให้น้ำที่ผสมอยู่กับลมอัดควบแน่นเป็นหยดน้ำแล้วระบายออกผ่านทางตัวระบายน้ำอัตโนมัติ จากนั้นลมก็จะถูกส่งออกจากเครื่องทำลมแห้ง แต่ลมนี้ไม่ได้แห้ง 100% เนื่องจากปกติแล้วจุด Dew point อยู่ระหว่าง 2 ถึง 10 องศาเซลเซียส จึงทำให้ลมยังมีความชื้นปะปนไปอยู่บ้างเล็กน้อย

ส่วนของระบบน้ำยาทำความเย็นของ Refrigerant air dryer นั้นจะมีคล้ายคลึงกับเครื่องปรับอากาศ แต่หน้าที่ของคอยด์เย็นของเครื่องปรับอากาศนั้นจะมีหน้าที่ลดอุณภูมิ แต่ของเครื่องทำให้ลมแห้งนั้นจะทำหน้าที่ดึงความชื้นออกจากอากาศ ซึ่งมีขั้นตอนการทำงานดังต่อไปนี้

1. คอมเพรสเซอร์ จะทำการดูดน้ำยาทำความเย็นจากคอยเย็นที่มีสถานะเป็นไอ ที่มีความดันและอุณหภูมิต่ำ เข้าสู่คอนเดนเซอร์ (Condenser) หรือคอยด์ร้อน
2. น้ำยาจะเริ่มเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว (ความดันสูงอุณหภูมิสูง) และเมื่อออกจากคอนเดนเซอร์ น้ำยาทั้งหมดจะเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว 100%
3. จากนั้นน้ำยาจะถูกฉีดเข้าไปลดความดันที่วาล์วลดแรงดัน (Expansion valve) น้ำยาจะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นไออีกครั้งหนึ่ง ขณะที่น้ำยาเปลี่ยนสถานะเป็นไออีกครั้ง ตัวน้ำยาจะดูดความร้อนรอบข้างเพื่อให้น้ำยากลายเป็นไอทำให้อุณหภูมิบริเวณคอยด์เย็นลดลง

ลักษณะการทำนานของเครื่องทำลมแห้งแบบใช้น้ำยาทำความเย็น
เครื่องทำลมแห้งแบบใช้น้ำยาทำความเย็นนั้นยังแบ่งลักษณะการทำงานได้เป็น 2 ประเภทคือ

1. Cycling dryers คือคงการทำงานไว้ตลอดเวลาโดยไม่หยุดเพื่อคงอุณภูมิของจุด Dew point ไว้ ให้คงที่
2. Non-cycling dryers หยุดตามรอบเป็นระยะๆ และจะเริ่มทำงานอีกรอบเมื่ออุณภูมิไม่ได้ตามที่ต้องการ

ซึ่งความแตกต่างระหว่าง 2 ระบบนี้ก็คือ ตัว cycling dryer จะมีข้อดีอยู่ที่ สามารถทำให้จุด Dew Point คงที่ ซึ่งจะมีข้อเสีย คือมีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษามากกว่า และใช้พลังงานมากกว่า ส่วน non-cycling dryer นั้นมีค่าบำรุงรักษาน้อยกว่า และ ใช้พลังงานน้อยกว่า แต่ค่าของ Dew Point นั้นจะไม่คงที่

2. Desiccant Air Dryer (เครื่องทำลมแห้งแบบใช้เม็ดสารดูดความชื้น)

เครื่องทำลมแห้งชนิดเม็ดสาร (Desiccant air dryer) เป็นเครื่องทำลมแห้งแบบใช้เม็ดสารดูดความชื้นสามารถทำ Pressure dew point ได้ตั้งแต่ -20 ถึง -70 องศาเซลเซียส ซึ่งคุณภาพลมที่ออกมา จัดเป็นลมที่มีความแห้งสูงเป็นพิเศษเหมาะกับอุตสาหกรรมเฉพาะกลุ่ม เช่น อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมยาอุตสาหกรรมพ่นสีรถยนต์ และเครื่องสำอาง เป็นต้น

หลักการทำงานของเครื่องทำลมแห้งชนิดเม็ดสาร (Desiccant Air Dryer)

การทำงานของเครื่องทำลมแห้งชนิดเม็ดสาร (Desiccant air dryer) จะแบ่งออกเป็น 2 Tower ดังภาพ โดยอากาศจากปั๊มลม ผ่านเข้า Pre-filter (กรองอากาศชนิดหยาบ) และ Final filter (กรองอากาศชนิดละเอียด) เข้าสู่ Tower A โดยลมที่มีความชื้นจะวิ่งผ่านวาล์วควบคุม (Actuator valve) ที่เปิดอยู่ (ในขณะเดียวกัน Actuator valve ฝั่ง Tower B ก็จะคงสถานะปิด) เมื่อลมที่มีความชื้นวิ่งผ่านเม็ดสาร (Desiccant) ภายใน Tower A เม็ดสารที่อยู่ภายในถังจะทำการดักจับความชื้น (Moisture) และปล่อยเฉพาะลมแห้งออกนอกเครื่องผ่านตัวกรองอากาศฝุ่นแห้ง (Particle filter) ที่ออกแบบมาสำหรับดักจับฝุ่นที่เกิดจากการแตกตัวของเม็ดสารดูดความชื้น หลังจากนั้นลมจะผ่านออกจากเครื่องเข้าสู่ระบบส่งต่อเข้ากระบวนการผลิตภายในโรงงาน

ในขณะเดียวกันลมแห้งที่ถูกสร้างภายใน Tower A จะถูกแบ่งบางส่วนเข้าสู่ Tower B ผ่านตัว Nozzle เพื่อนำไปใช้สำหรับฟื้นสภาพเม็ด (Regeneration) สารที่เกิดการอิ่มตัว (Saturated) จากการดูดความชื้นมาก่อนหน้าแล้ว วิธีการทำงานคือนำลมแห้งที่มีค่ากลั่นตัว (Pressure dew point) ติดลบปล่อยให้วิ่งผ่านเม็ดสารที่มีสภาพชื้นโดยลมแห้งจาก Tower A วิ่งผ่าน Nozzle เข้าทางด้านบนของ Tower B และออกทางด้านล่าง ผ่านอุปกรณ์ลดระดับเสียง (Silencer) ที่ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ดูดซับเสียงลมที่สูญเสียจากการพ่นเป่าออก (Purge) เพื่อฟื้นสภาพเม็ดสารจะอยู่ที่ราว 16 - 20% และการทำงานของเครื่องทำลมแห้งชนิดเม็ดสาร (Desiccant air dryer) จะทำงานสลับกันระหว่างถัง Tower A และ Tower B โดยใช้วาล์วเปิดปิดด้วยไฟฟ้า (Actuator valve) เป็นตัวควบคุมการทำงาน

3. Membrane air dryer

หรือเครื่องทำอากาศแห้งแบบเมมเบรน เป็นเครื่องทำลมแห้งชนิดนี้จะมีขนาดไม่ใหญ่นัก เหมาะกับการใช้งานเฉพาะจุดที่ค่อนข้างซีเรียสเรื่องความชื้น (Critical Point of Use) เครื่องทำลมแห้งแบบ Membrane สามารถทำ Dew Point ได้ลึกถึง - 40 °C (PDP)
หลักการทำงาน
ลมอัดที่มีความชื้นซึ่งมีทั้ง N2, O2, ไอน้ำและก๊าซต่างๆ ผ่านมัดของท่อเส้นใยไฟเบอร์ (Bundle of Hollow fiber) ผนังของเส้นใยไฟเบอร์นี้ ถูกออกแบบพิเศษให้สามารถจับไอน้ำ (Water vapor) ในลมอัดได้ เพื่อที่จะคลายความชื้นออกจากผนังของเส้นใยไฟเบอร์นี้ ลมอัดที่แห้งส่วนหนึ่ง จะถูกนำมาดึงความชื้นออกจากผนังเส้นใยไฟเบอร์นี้ทางด้านนอกของท่อเส้นใยไฟเบอร์ และระบายออกสู่บรรยากาศ.

คุณประโยชน์ของ Membrane Dryer

• ไม่มีการใช้ไฟฟ้า ทำให้ไม่สิ้นเปลืองพลังงาน และสามารถใช้ในพื้นที่ที่อันตราย (Hazardous Area) เป็น Exposition proof
• ไม่มีการใช้สารทำความเย็นหรือเม็ดสารดูดความชื้น ไม่มีส่วนที่เคลื่อนไหว ไม่ต้องมีการซ่อมบำรุงตลอดอายุการใช้งาน
• ไม่มีการระบายน้ำ ไม่ต้องเดินท่อน้ำทิ้ง
• สามารถจับความชื้นได้ดี ทำ Dew Point ได้ถึง -40°C PDP
• การติดตั้งง่าย สะดวก ใช้พื้นที่น้อย ติดตั้ง ณ จุดใช้งานได้เลย (สามารถติดตั้งภายนอกอาคารได้)
• เสียงเงียบ

แอพพลิเคชั่น (Application)

• ใช้กับเครื่องตรวจวัดวิเคราะห์ก๊าซต่างๆ (Dehumidified sampling gases) เครื่องตัดเลเซอร์ (Laser machine tool) เครื่อง EDM เครื่องผลิตก๊าซ (Gas Generator)
• ใช้วงการอาหารและเครื่องดื่ม (Food & Beverages)
• วงการกระดาษ
• ห้องแลบ ศูนย์สอบเทียบ เครื่องมือวัด

ข้อควรระวัง
ก่อนติดตั้ง Membrane Dryer ควรมีฟิลเตอร์แบบกรองละเอียด 1 µm และ 0.01 µm ติดตั้งก่อนเข้า Membrane Dryer

บริษัท ไอคิวเอส เป็นตัวแทนของ United Compressor System บริษัทในเครือของ บ. ฮิตาชิ จากญี่ปุ่น ผู้ผลิตคอมเพรสเซอร์ แอร์ไดรเออ์ แอร์ฟิลเตอร์ และระบบที่เกี่ยวข้องกับแอร์คอมเพรสเซอร์ทั้งหมด ผลิตภัณฑ์เป็นที่รู้จักกันทั่วไปมีใช้กันอยู่แพร่หลายทั่วโลก

สนใจสินค้า ขอคำปรึกษา ติดต่อ บ. อินทืเกรทเตด ควอลิตี้ เซอร์วิสเซส จำกัด