การระบายอากาศในโรงงานอุตสาหกรรม

การระบายอากาศในงานอุตสาหกรรม เป็นระบบกลไกที่นำอากาศบริสุทธิ์ภายนอก เข้ามาในสถานที่ทำงาน (โรงงานหรือโรงงานผลิต) และกำจัดอากาศภายในอาคารที่มีปนเปื้อนฝุ่นละอองหรือสสารไม่พึงประสงค์ต่างๆ

ระบบระบายอากาศ (Ventilation System) ในโรงงานถูกออกแบบเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมการทำงานที่ดี ปลอดภัยสำหรับพนักงาน และเพื่อกำจัดหรือควบคุมสารปนเปื้อนที่ปล่อยออกมาในสภาพแวดล้อม

การระบายอากาศสามารถทำได้โดยการเปิดหน้าต่าง (ธรรมชาติ) หรือใช้พัดลม/โบลเวอร์ (วิธีการทางกล) สารมลพิษทั่วไปที่ถูกกำจัดออกโดยใช้ระบบระบายอากาศในอุตสาหกรรม ได้แก่ ไอระเหยที่ติดไฟได้, ควันจากการเชื่อม, ฝุ่น, เชื้อรา, เส้นใยแร่ใยหิน, ละอองน้ำมัน, สารเคมีที่เป็นพิษ, ความชื้น และอื่นๆ

ระบบระบายอากาศในโรงงานอุตสาหกรรม

การติดตั้งระบบระบายอากาศทางอุตสาหกรรมที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ ในการจัดการสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยและดีต่อสุขภาพสำหรับพนักงาน สิ่งเหล่านี้มีความสำคัญต่อการตรวจสอบคุณภาพอากาศภายในอาคาร

ระบบระบายอากาศที่ออกแบบมาอย่างดีจะนำอากาศเข้าสู่พื้นที่ทำงานด้วยความเร็วที่กำหนด ผ่านกระบวนการคำนวนและวางแผน สร้างแรงดันอากาศที่จำเป็น (ความดันบวก) และยังช่วยประหยัดต้นทุนสำหรับการทำความร้อนและความเย็นในพื้นที่ปฏิบัติงานอีกด้วย

วัตถุประสงค์ของระบบระบายอากาศในโรงงานอุตสาหกรรม

• ให้อากาศที่สดชื่นอย่างต่อเนื่อง
• รักษาอุณหภูมิและความชื้น
• ลดอันตรายจากไฟไหม้และการระเบิด
• ขจัดหรือเจือจางสารปนเปื้อนในอากาศ

ระบบระบายอากาศอุตสาหกรรมประกอบด้วยสองระบบย่อย ดังนี้

1. ระบบจ่ายอากาศบริสุทธิ์ หมายรวมถึงช่องอากาศเข้า อุปกรณ์กรองอากาศ อุปกรณ์ทำความร้อนและ/หรือทำความเย็น พัดลม ท่อระบายอากาศ และการวัดอัตราการจ่ายอากาศ
2. ระบบระบายอากาศเสีย ประกอบด้วย ช่องรับอากาศเข้า ตัวจับอากาศเพื่อนำอากาศที่ปนเปื้อนออกจากพื้นที่หนึ่งระบายออกไปยังอีกพื้นที่หนึ่ง อุปกรณ์ทำความสะอาดอากาศ ปล่องระบายและพัดลม

งานวิจัยที่พูดถึงข้อดีและประโยชน์ของการจัดการระบบระบายอากาศในโรงงานอุตสาหกรรมโดย องค์กร MDPI

ข้อจำกัดของระบบระบายอากาศในโรงงานอุตสาหกรรม

ข้อจำกัดของระบบระบายอากาศในโรงงงาน คือ เป็นระบบที่ต้องการการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากมีสิ่งปนเปื้อนสะสมภายในระบบ โดยเฉพาะ ตัวกรอง (filter) จำเป็นต้องมีการทดสอบเป็นประจำและสม่ำเสมอ เพื่อระบุปัญหาตั้งแต่เนิ่นๆ และใช้มาตรการแก้ไข ต้องใช้บุคคลากรที่มีความรู้ความเข้าใจ สามารถทำการปรับเปลี่ยนระบบระบายอากาศ เพื่อให้แน่ใจว่าระบบทำงานต่อไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การปรับเปลี่ยนหรือแก้ไขโดยไม่ผ่านการคำนวนวางแผน หรือกระทำโดยไม่ได้อาศัยหลักการทางวิศวกรรม เช่น การเปลี่ยนแปลงระบบท่อ อาจดึงอากาศเข้าสู่ระบบ ส่งผลให้การไหลของอากาศจากตำแหน่งอื่นลดลง การไหลเวียนของอากาศของระบบระบายอากาศทั้งหมดจะได้รับผลกระทบ ส่งผลให้มีการการอุดตันหรือติดขัดอย่างรวดเร็วของระบบ และทำให้ระบบไม่สามารถกำจัดสิ่งปนเปื้อนได้อย่างเพียงพออีกด้วย

ประเภทของระบบระบายอากาศในโรงงานอุตสาหกรรม

ระบบระบายอากาศในงานอุตสาหกรรมมี 3 ประเภท

1. ระบบเจือจางอากาศ

ระบบเจือจางช่วยลดจำนวนสารปนเปื้อนในอากาศ โดยผสมอากาศที่ปนเปื้อนกับอากาศบริสุทธิ์ที่สะอาด ในการติดตั้งระบบเจือจางนั้น พัดลมดูดอากาศขนาดใหญ่จะติดตั้งไว้ที่ผนังหรือหลังคาโรงงาน นิยมใช้ระบบแบบนี้เมื่อ:

• มลพิษทางอากาศอยู่ในระดับต่ำ และระดับความเป็นพิษต่ำถึงปานกลาง
• สารปนเปื้อนคือ ไอระเหยหรือก๊าซ
• การปล่อยมลพิษมีความสม่ำเสมอ และกระจายตัวอย่างกว้างขวาง
• แนะนำสำหรับสภาพแวดล้อมภูมิอากาศปานกลาง
• ความร้อนถูกระบายออกสู่ภายนอก
• แหล่งที่มาของสารปนเปื้อนเคลื่อนที่ถูกควบคุม

ข้อดีของการระบบระบายอากศแบบเจือจาง:

• ต้องการการบำรุงรักษาน้อย
• ลดค่าอุปกรณ์ และค่าติดตั้ง
• แนะนำสำหรับสารเคมีที่เป็นพิษต่ำจำนวนเล็กน้อย
• ใช้สำหรับแหล่งปนเปื้อนที่กระจายตัวหรือเคลื่อนที่

ข้อเสียของการระบบระบายอากศแบบเจือจาง:

• ไม่แนะนำสำหรับสารเคมีที่เป็นพิษสูง
• ไม่สามารถขจัดสิ่งปนเปื้อนได้หมด จึงไม่แนะนำสำหรับฝุ่นละออง, ควัน, ก๊าซ หรือไอระเหยที่มีความเข้มข้นสูง
• ต้องใช้อากาศร้อนหรือเย็นทดแทน (Make up air) ในปริมาณมาก
• ไม่แนะนำสำหรับการปล่อยสารปนเปื้อนที่ผิดปกติ

เมคอัพแอร์คืออะไร?

เมคอัพแอร์ (Make up air) คือ อากาศที่ใช้ทดแทนอากาศที่แยกออกมาจากที่ทำงาน หากไม่มีการเปลี่ยนทดแทน สถานที่ทำงานอาจ “ขาดอากาศ” และส่งผลให้แรงดันอากาศติดลบ แรงดันอากาศติดลบสามารถเพิ่มแรงต้านต่อระบบระบายอากาศทำให้อากาศเคลื่อนตัวน้อยลง 

ในกำหนดความดันในที่ทำงาน: ให้เปิดประตู 3 มม. แล้วจับท่อควันไว้หน้าช่องเปิด หากควันถูกดูดเข้าไปในห้อง แสดงว่าห้องนั้นมีแรงดันลบ ถ้าควันถูกผลักออกจากห้อง แสดงว่าห้องมีแรงดันบวก หากควันลอยขึ้นไปในอากาศ ความดันในห้องจะเท่ากับแรงดันภายนอก

หากห้องมีแรงดันลบ วิธีแก้ไขที่ง่ายคือการติดตั้งพัดลมดูดอากาศแยกต่างหาก โดยอยู่ห่างจากพัดลมดูดอากาศเพื่อนำอากาศบริสุทธิ์ที่ไม่ปนเปื้อนออกจากภายนอกเข้ามา ตามหลักการแล้วอากาศจะสะอาดและอบอุ่นในฤดูหนาวหรืออากาศเย็นในฤดูร้อน จึงควรตรวจสอบตำแหน่งที่เหมาะสมของพัดลมดูดอากาศด้วย

2. ระบบระบายอากาศเสียในพื้นที่

ระบบระบายอากาศเสียในพื้นที่จะดักจับสิ่งปนเปื้อนที่แหล่งกำเนิดและขับออกไปภายนอก มันทำงานบนหลักการที่อากาศเคลื่อนจากบริเวณที่มีความกดอากาศสูงไปยังบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ ความแตกต่างของแรงดันนี้เกิดจากพัดลมที่ดึงอากาศผ่านระบบระบายอากาศ

ระบบนี้ใช้ในพื้นที่ที่มีการปนเปื้อนในอากาศสูง ซึ่งมีความเสี่ยงที่จะสัมผัสกับพนักงานมากขึ้น ระบบระบายอากาศใช้สำหรับแหล่งที่แยกออกจากส่วนอื่นหรือแหล่งปนเปื้อน ส่วนประกอบของระบบนี้คือ

• เครื่องดูดควัน หรืออุปกรณ์อื่นๆ เพื่อดักจับมลพิษทางอากาศที่ต้นทาง
• ท่อส่งใกล้กับแหล่งที่มาของสารปนเปื้อนมากที่สุด เพื่อย้ายสิ่งปนเปื้อนออกจากภายใน วัสดุต้องเข้ากันได้กับทิศทางการไหลของลม
• ระบบกรองอากาศคุณภาพเพื่อทำความสะอาดอากาศขณะเคลื่อนที่
• พัดลมที่เคลื่อนอากาศผ่านระบบและเป่าลมออกนอกบ้าน
• ส่วนดักจับสารปนเปื้อนที่ใช้ขจัดสิ่งปนเปื้อน
• ต้องพิจารณาพนักงานเป็นส่วนประกอบหนึ่งในการออกแบบ ติดตั้ง และบำรุงรักษาระบบนี้ด้วย

หมายเหตุ: พัดลมต้องเป็นชนิด proper type, wheel มีการจัดเรียงและขนาดที่เหมาะสมกับการใช้งาน พัดลมอาจต้องมีโครงสร้างกันประกายไฟหรือตัวเลือกพิเศษอื่นๆ

ระบบนี้สามารถจัดการกำจัดมลพิษได้หลายชนิด รวมทั้งควันโลหะและฝุ่นละออง ใช้พลังงานน้อยกว่าระบบเจือจาง ระบบระบายอากาศอุตสาหกรรมประเภทนี้ใช้เมื่อ:

• การปล่อยมลพิษที่ไม่สม่ำเสมอกันในแต่ละช่วงเวลา
• สารอันตรายที่มีความเข้มข้นสูง
• แหล่งที่มาของสารปนเปื้อนแบบอยู่กับที่
• พนักงานงานอยู่ใกล้แหล่งปนเปื้อน
• โรงงานอยู่ในสถานที่ที่มีสภาพอากาศเลวร้าย
• ไม่จำเป็นต้องหมุนเวียนอากาศในโรงงาน

ข้อดีของระบบระบายอากาศเสียในพื้นที่:

• ต้องการเมคอัพแอร์น้อยลงเพราะปริมาณอากาศที่ระบายออกมีน้อยลง
• ลดค่าใช้จ่ายในการทำความร้อนและความเย็น
• จับการปล่อยที่แหล่งกำเนิดและกำจัดออก
• เป็นการระบายอากาศที่ดีที่สุดสำหรับสารปนเปื้อน, ควัน, ก๊าซ, ไอระเหย และฝุ่นละอองในอากาศที่เป็นพิษสูง

ข้อเสียของระบบระบายอากาศเสียในพื้นที่:

• ค่าใช้จ่ายในการออกแบบ ติดตั้ง และบำรุงรักษาสูง
• ต้องบำรุงรักษา ตรวจสอบ และทำความสะอาดเป็นประจำ

3. ระบบระบายและควบคุมคุณภาพอากาศภายในอาคาร

ระบบระบายและควบคุมคุณภาพอากาศภายในอาคาร ซึ่งให้ความร้อนหรือความเย็นสดชื่นแก่อาคาร ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบทำความร้อน การระบายอากาศ และระบบปรับอากาศ (HVAC) ส่วนประกอบของระบบ HVAC ประกอบด้วย:

• อากาศไหลเข้า
• อุปกรณ์กรองอากาศ
• อุปกรณ์ทำความร้อน/ทำความเย็น
• พัดลม
• ช่องท่อ
• ตัววัดอัตราการกระจายอากาศ

ระบบระบายอากาศเสียประกอบด้วย:

• ช่องรับอากาศเข้า
• ท่อส่งลม จากบริเวณหนึ่งไปยังอีกบิรเวณหนึ่ง
• อุปกรณ์ทำความสะอาดอากาศ
• พัดลมเพื่อนำอากาศจากภายนอกโรงงานเข้ามา และนำอากาศภายในอาคารที่ปนเปื้อนออกสู่ภายนอกอาคาร
• ระบบระบายอากาศ
• เครื่องดูดควันและฝุ่น
• Air Amplifiers

Air Amplifiers เรียกอีกอย่างว่า “Air Movers” ใช้สำหรับการเคลื่อนย้ายอากาศในปริมาณมาก Air Amplifiers ใช้อากาศอัดขนาดเล็กเพื่อให้เกิดอากาศที่มีความเร็วในการไหล และมีแรงดันต่ำเป็นเอาต์พุต เหมาะสำหรับการระบายความร้อนและการระบายอากาศ

แอมพลิฟายเออร์ของอากาศใช้เพื่อลำเลียงผงและฝุ่นละออง, ควันในถังไอเสีย และเคลื่อนย้ายอากาศ 12 ถึง 20 เท่าในพื้นที่ที่มีท่อ ถึง 60 เท่าในพื้นที่ที่ไม่มีท่อ

Air Amplifiers ใช้อากาศอัดจำนวนเล็กน้อยเพื่อดึงกระแสอากาศได้มากถึง 17 เท่า เพื่อกำจัดควันอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

สำหรับการระบายอากาศ สามารถดูดควันออกไปได้ไกลถึง 50 ฟุต (15.24 ม.) และควบคุมปริมาณการดูดและการไหลได้

หากจำเป็นต้องรวบรวมและเคลื่อนย้ายฝุ่นหรือควันจำนวนมากในอากาศในระยะไกล Air Amplifiers จะช่วยเพิ่มความสามารถของระบบการลำเลียงอากาศ (air conveyor) ในระยะทางไกล