ตรวจพลังงานมอเตอร์–ปั๊ม (Motor & Pump Energy Audit)

1. เครื่องนี้ตอบคำถามอะไร

หน้า วินิจฉัยอาการปั๊ม ถามว่า "ปั๊มยังทำงานได้ตามเส้นโค้งไหม" จากเกจสองตัว ส่วนหน้านี้ถามคนละคำถาม: "ค่าไฟที่จ่ายไปทุกเดือน ไปอยู่ที่ไหนบ้าง และเอาคืนได้เท่าไร" — มอเตอร์ใหญ่เกิน วาล์วหรี่ ใบพัดผิดขนาด หรือควรติด VFD

2. สมการที่ใช้

กำลังไฟเข้าจากแคลมป์มิเตอร์ และห่วงโซ่กำลังทั้งเส้น:

สังเกตว่า โหลดอยู่ทั้งสองข้างของสมการ — η_mot ขึ้นกับโหลด และโหลดขึ้นกับ η_motจึงต้องแก้เป็นจุดตรึง (fixed point) ด้วยการแบ่งครึ่งช่วง เส้นโค้ง η_mot ตามโหลดเป็นค่าทั่วไปของคลาส IE3 ตาม IEC 60034-30-1 ไม่ใช่ของมอเตอร์ตัวนี้ ถ้ามีค่าจากป้ายให้กรอก ระบบจะปรับระดับทั้งเส้นให้ผ่านค่านั้น

ประสิทธิภาพและพลังงานที่เผาทิ้งในวาล์ว:

สัดส่วนที่วาล์วกินจากกำลังเพลาเท่ากับ H_valve/H พอดี เพราะ ρgQ/η ตัดกันทั้งสองฝั่ง — จึงตอบได้แม้ไม่มีมิเตอร์วัดอัตราการไหล

3. ทำไมกฎกำลังสามถึงโกหกเมื่อมีเฮดสถิต

กฎ affinity $P\propto N^3$ ถูกต้อง เฉพาะเมื่อเส้นโค้งระบบผ่านจุดกำเนิด คือระบบที่มีแต่แรงเสียดทานล้วน ระบบจริงส่วนใหญ่เป็น

เมื่อลดรอบ เฮดที่ระบบต้องการไม่ได้ลดตาม Q² เพราะส่วน H_static ไม่ลดเลย หน้านี้จึงหาความเร็วรอบจาก จุดตัดของเส้นโค้งปั๊มที่สเกลตามรอบกับเส้นโค้งระบบจริง (ฟังก์ชันชุดเดียวกับหน้าขนาดปั๊ม) แล้วหักการสูญเสียในไดรฟ์ 3 % — และพิมพ์ตัวเลขจากกฎกำลังสามไว้ข้าง ๆ ให้เห็นว่าต่างกันเท่าไร

ต่ำกว่ารอบ $\sqrt{H_{static}/H_0}$ ปั๊มยกเฮดสถิตไม่ไหว อัตราการไหลกลายเป็นศูนย์ ไม่ใช่ "น้อยลง" — ช่วงปรับรอบที่ใช้ได้จริงจึงแคบกว่าที่คิด

4. ประตูความซื่อสัตย์ (G1 – G5)

• G1 — ประสิทธิภาพที่เป็นไปไม่ได้: η_ww > 85 % หรือ η_pump > 92 % หรือสูงกว่าเส้น attainable เกิน 3 จุด ⇒ ระงับตัวเลขเงินและระยะคืนทุนทุกตัว แล้วให้เช็กลิสต์ตรวจการวัดแทน
• G2 — PF เป็นค่าประมาณ: ค่าที่ใช้มาจากเส้นโค้ง PF-ตามโหลดของคลาสมอเตอร์ และตัวเลขเงินทุกค่าจะแสดงเป็นช่วง (±0.06) ไม่ใช่ค่าเดียว
• G3 — ไม่มีเฮดสถิต ไม่มีการ์ด VFD: เว้นว่างแล้วการ์ดหายไปทั้งใบ ไม่ถูกสมมติเป็นศูนย์ — การสมมติเป็นศูนย์คือวิธีที่ทำให้ VFD ถูกขายแล้วไม่คืนทุน
• G4 — ไม่มีมิเตอร์วัดอัตราการไหล: ทุกค่าที่เป็น ρ·g·Q·H ขึ้นเป็น "—" และกฎที่ต้องใช้ Q จะไม่ประเมิน ส่วนพลังงานที่เผาทิ้งในวาล์วยังตอบได้ · ถ้า Q เป็นค่าประมาณ เงินจะเป็นช่วงที่คำนวณใหม่ที่ Q ±10 %
• G5 — ปั๊มเดินผ่าน VFD อยู่แล้ว: แคลมป์ที่ขาออกของไดรฟ์อ่านคลื่น PWM จึงรับเฉพาะ kW จากเพาเวอร์มิเตอร์ งดกฎตัวประกอบกำลัง และไม่เสนอการ์ด "ติดตั้ง VFD"

5. สมมติฐานของโมเดล

• เส้นโค้งประสิทธิภาพมอเตอร์ตามโหลดเป็นค่าทั่วไปของคลาส IE ที่เลือก (4 จุด 25/50/75/100 %) ไม่ใช่ของมอเตอร์ตัวนี้
• เส้นโค้งปั๊มสร้างจากจุดวัดเดียว โดยสมมติเฮดที่วาล์วปิด H₀ = 1.2 × เฮดที่ BEP
• trim ใบพัดต่ำสุด D₂/D₁ ≥ 0.75 — ลึกกว่านั้นปฏิเสธ ไม่คำนวณต่อ · หักประสิทธิภาพราว 1 จุดต่อการ trim 10 % (Stepanoff)
• การสูญเสียในไดรฟ์ 3 % · ค่าประหยัดคิดจากจุดตัดเส้นโค้งจริง ไม่ใช้กฎกำลังสาม
• ประสิทธิภาพที่ปั๊มชั้นเดียวกันทำได้ (attainable) ใช้สหสัมพันธ์ของ Anderson — ใช้เตือนสองทาง ไม่ใช่เป้าหมาย: สูงกว่ามากแปลว่าค่าวัดผิด (G1) ต่ำกว่ามากแปลว่าปั๊มน่าจะเสื่อม (กฎข้อ 4)
• ระยะคืนทุนคิดจากขอบล่างของช่วงค่าประหยัดเสมอ ไม่ใช่ค่ากลาง

6. เมื่อไหร่ไม่ควรใช้เครื่องนี้

• ปั๊ม positive-displacement — เส้นโค้ง affinity และการ trim ใบพัดใช้ไม่ได้
• พัดลมและคอมเพรสเซอร์ — ของไหลอัดตัวได้ ต้องคิดงานอัดต่างออกไป
• ปั๊มขนานหลายตัวบน header เดียว หรือการจัดลำดับเดินปั๊ม — ต้องวิเคราะห์ทั้งกลุ่มพร้อมกัน
• ค่าไฟแบบมีค่าความต้องการพลังไฟฟ้า (demand charge) หรืออัตราตามช่วงเวลา — หน้านี้ใช้ ฿/kWh ค่าเดียว
• ความร้อน/การสตาร์ทมอเตอร์ ฮาร์มอนิก และกระแสเพลาจาก VFD — คนละงาน