ฮีทปั๊ม ช่วยประหยัดเชื้อเพลิงหม้อไอน้ำได้อย่างไร

ฮีทปั๊ม ช่วยประหยัดเชื้อเพลิงหม้อไอน้ำได้อย่างไร
 หม้อไอน้ำ มีหลักการทำงาน คือ เผาไหม้ เชื้อเพลิงเกิดเป็นพลังงานความร้อน ถ่ายเทสู่น้ำ จนน้ำเดือดกลายเป็นไอน้ำ ในส่วนของประสิทธิภาพเครื่องจักรนั้น ในกรณีหม้อไอน้ำใหม่ จะมีประสิทธิภาพโดยประมาณ 85% และเมื่อมีอายุการใช้งานและมีการบำรุงรักษาหม้อไอน้ำอย่างสม่ำเสมอจะมีประสิทธิภาพ อยู่ที่ 75%- 80%
ในส่วนฮีทปั๊มมีหลักการทำงาน คือ จ่ายไฟฟ้าให้อุปกรณ์ในวงจรสารทำความเย็น เกิดการแลกเปลี่ยนพลังงานความร้อน จากอากาศสิ่งแวดล้อม ถ่ายเทสู่น้ำ มีประสิทธิภาพเครื่องจักร 380% - 420% 

 เนื่องด้วยประสิทธิภาพที่แตกต่าง กันเกือบ 5 เท่า เราจึงหาวิธีในการจะนำเครื่องจักรทั้งสองประเภท มาทำงานร่วมกัน โดยในวันนี้ ผู้เขียน ขอยกตัวอย่างการทำงานร่วมกันของฮีทปั๊ม และ หม้อไอน้ำชนิดเชื้อเพลิง LPG
ขั้นตอนการทำ ในระบบหม้อไอน้ำ เมื่อผลิตไอน้ำไปใช้งาน จะมีไอน้ำส่วนหนึ่งหมุนเวียนกลับมาใช้งานใหม่ นั่นคือ น้ำคอนเดนเสท และจะมีไอน้ำสูญหายในระหว่างใช้งานส่วนหนึ่ง ซึ่งเมื่อมีน้ำหายไป จึงต้องมีการเติมน้ำเพิ่มเข้าไปในระบบ โดยปกติแล้ว เราจะต้องเติมน้ำที่ผ่านการทำเป็นน้ำอ่อนอุณหภูมิปกติ เข้าสู่ระบบ ดังนั้น เราจึงใช้ฮีทปั๊ม อุ่นน้ำ ที่จะเติมเข้าระบบจาก อุณหภูมิปกติเฉลี่ย 30 องศาเซลเซียส เพิ่มเป็น 60 องศาเซลเซียส (PREHEAT BOILER)  นั่นหมายถึง เราจะได้ใช้ความได้เปรียบของประสิทธิภาพฮีทปั๊ม ที่สูงกว่าหม้อไอน้ำ ส่งผลให้ประหยัดพลังงานค่าเชื้อเพลิง LPG ภาพรวมได้มากถึง 30%** 

และในบางโครงการ ได้ติดตั้งอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน ระหว่างไอน้ำหมุนเวียนกลับ หรือ น้ำคอนเดนเสท (อุณหภูมิ 80-90 องศาเซลเซียส)กับน้ำเย็น เพื่อผลิตน้ำร้อนใช้ภายในระบบอาคาร ซึ่งก็สามารถทำได้เช่นกัน แต่ในทางกลับกัน หากเราใช้ฮีทปั๊ม ในการผลิตน้ำร้อนสำหรับใช้ภายในอาคารโดยตรง จะช่วยให้ค่าใช้จ่ายในการผลิตน้ำร้อน ถูกกว่า การใช้ไอน้ำ จากหม้อไอน้ำ
 จากกรณีตัวอย่าง เราจะพบว่า แม้จะต้องลงทุนฮีทปั๊มเพิ่มเติมจากระบบหม้อไอน้ำ แต่เนื่องด้วยประสิทธิภาพที่สูงของเครื่องจักร จะสามารถช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายได้ ในระยะยาว

**การคำนวณ ผลประหยัดพลังงาน ภาคทฤษฎี 
         สมมุติ พลังงานที่ใช้ในการทำความร้อนน้ำ  =   1,000,000 kCal

จากสมการ     

ประสิทธิภาพเครื่องจักร (η)                 =                     สิ่งที่ได้รับ (OUTPUT) 

                                                           จำนวนเชื้อเพลิง x ค่าคงที่ความร้อน (INPUT)

กำหนดค่า

ประสิทธิภาพหม้อไอน้ำ    =                              80%

ประสิทธิภาพฮีทปั๊ม        =                              380%

ค่าคงที่ความร้อนไฟฟ้า    -                              860       กิโลแคเลอรี่/กิโลวัตต์

ค่าใช้จ่ายไฟฟ้า             =                              4              บาท/กิโลวัตต์

ค่าคงที่ความร้อน LPG    =                              11,600     กิโลแคเลอรี่/กิโลกรัม

ค่าใช้จ่าย LPG             =                              21            บาท/กิโลกรัม

จำนวน LPG ที่ใช้ (kg)                         =       1,000,000 (kCal)

                                                   80 % x  11,600 kCal/kg 

                                                =       107.8 กิโลกรัม

คิดเป็นมูลค่า               =   2,263.8 บาท 

หากใช้หม้อไอน้ำ ในการผลิตความร้อน 1000000 กิโลแคเลอรี่ จะต้องใช้เชื้อเพลิง LPG จำนวน  107.8 กิโลกรัม

คิดเป็นมูลค่า 2,263.8 บาท 

จำนวนไฟฟ้าที่ใช้ (kW)                          =     1,000,000 (kCal)

                                                      380% x 860 kCal/kw

                                                    =      306 กิโลวัตต์

คิดเป็นมูลค่า               = 1,224 บาท

หากใช้หม้อฮีทปั๊ม ในการผลิตความร้อน 1,000,000 กิโลแคเลอรี่ จะต้องใช้ไฟฟ้า จำนวน 306 กิโลวัตต์

คิดเป็นมูลค่า 1,224 บาท

จะเห็นได้ว่า ในการผลิตความร้อน 1,000,000กิโลแคเลอรี่ ฮีทปั๊ม สามารถประหยัดค่าใช้จ่าย ได้ มากถึง 1,039.8 หรือ เทียบเท่า 45%