แบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า เป็นสิ่งที่โรงงานต้องให้ความสนใจในการผลิตเป็นอย่างมาก โดยเฉพาะสภาพแวดล้อมในห้องผลิตที่มีผลกระทบโดยตรงต่อความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ซึ่งระบบปรับอากาศ HVAC มีความสำคัญเป็นอย่างยิ่งต่อการรักษาสภาพแวดล้อมในห้องผลิต เพื่อกำจัดอนุภาค ป้องกันฝุ่น อุณหภูมิและความชื้นจากอากาศภายนอก
ปัจจัยสำคัญที่ต้องคำนึงถึงในห้องผลิตแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า
ระบบปรับอากาศสำหรับโรงงานผลิตแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าจะต้องคำนึงถึงปัจจัยต่าง ๆ เช่น ระดับความชื้นภายในห้อง การจำกัดจำนวนคนของผู้ที่ทำงานภายในห้องผลิต หรือ การเติมอากาศให้น้อยที่สุดเพื่อลดปริมาณความชื้นที่เข้าสู่ระบบปรับอากาศ โดยมีปัจจัยสำคัญที่ต้องคำนึงถึง ดังต่อไปนี้
- การควบคุมสภาวะอากาศ
การควบคุมสภาวะอากาศในห้องผลิตเป็นสิ่งสำคัญอย่างมากในการผลิตแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า หากมีสภาวะอากาศที่ไม่เหมาะสมสำหรับแบตเตอรี่อาจทำให้เกิดอันตราย และแบตเตอรี่อาจจะไม่มีประสิทธิภาพได้
- แหล่งกำเนิดความชื้น
แหล่งกำเนิดความชื้นที่มีผลต่อการออกแบบระบบปรับอากาศ HVAC โดยตรงต่อห้องผลิตแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า เช่น ความชื้นจากผู้ทำงานภายในห้อง ความชื้นจากการเติมอากาศภายนอก ความชื้นจากการเปิด-ปิดประตู และความชื้นจากการรั่วซึมของท่อลมกลับ (Return Duct Leakage)
- พื้นที่ในการควบคุมความชื้น
การแบ่งพื้นที่ในการควบคุมความชื้นในห้องผลิต สามารถแบ่งออกเป็น 2 ระดับ ได้แก่
- ระดับความชื้นกึ่งแห้ง (Semi-Dry Room) สำหรับห้องขบวนการทั่วไป
- ระดับความชื้นต่ำ (Dry Room) สำหรับห้องประกอบเซลล์ (Cell Assembly) หรือห้องที่มีการบรรจุสารอิเล็กโทรไลท์ ซึ่งการสร้างห้องแรงดันบวก (Positive Pressure Room) ในการผลิตแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อควบคุมสภาพแวดล้อมในสถานที่นั้นให้มีความปลอดภัยและประสิทธิภาพสำหรับกระบวนการผลิตแบตเตอรี่และรถยนต์ไฟฟ้า
การออกแบบห้องความชื้นต่ำ (Dry Room)
การออกแบบห้องความชื้นต่ำ (Dry Room) ในโรงงานผลิตแบตเตอรี่ ต้องคำนึงถึงระบบและอุปกรณ์ต่าง ๆ เพื่อให้สามารถใช้งานห้องความชื้นต่ำได้อย่างต่อเนื่อง โดยไม่ส่งผลกระทบต่อกระบวนการผลิตและคุณภาพของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า
ระบบปรับอากาศสำหรับห้องความชื้นต่ำ (Dry Room)
การออกแบบระบบปรับอากาศสำหรับห้องความชื้นต่ำ (Dry Room) ที่ผู้ออกแบบโดยทั่วไปมักจะแยกการทำงานออกเป็น 2 ระบบ ได้แก่
- ระบบควบคุมความชื้น (Dehumidification System) : ทำหน้าที่ให้ความชื้นอากาศกลายเป็นหยดน้ำและปล่อยอากาศร้อนหรืออากาศแห้งเข้ามาแทนที่
- ระบบควบคุมอุณหภูมิ (Temperature Control System) : เป็นการควบคุมอุณหภูมิให้เป็นไปตามที่ต้องการ
โดยทั้งสองระบบสามารถเลือกใช้ระบบทำความเย็นให้เหมาะสมกับแต่ละโครงการโดยขึ้นอยู่กับปริมาณความชื้น (Moisture Load) และปริมาณการเติมอากาศจากภายนอก (Fresh Air) เช่น
- ระบบทำความเย็นแบบแบบขยายโดยตรง (Direct Expansion) : เป็นแบบที่ใช้โดยทั่วไป เหมาะสำหรับห้องที่มีความเย็นไม่สูงมากนัก
- ระบบน้ำเย็นทั่วไป (Direct Expansion) : เหมาะสำหรับการใช้ในอาคารขนาดใหญ่ เนื่องจากเป็นระบบปรับอากาศขนาดใหญ่ ทำหน้าที่ผลิตน้ำเย็นหรือปรับลดอุณหภูมิน้ำเพื่อจ่ายไปยังเครื่องปรับอากาศต่าง ๆ ในอาคาร
- ระบบน้ำเย็นอุณหภูมิต่ำ (Brine/Glycol Water) : ทำหน้าที่ช่วยระบายความร้อน โดยมีน้ำเย็นเป็นตัวกลางในการซับความร้อนจากพื้นที่หรือกระบวนการผลิตนั้น ๆ
ระบบลดความชื้น (Dehumidification System)
ระบบลดความชื้นในห้องความชื้นต่ำ มีหน้าที่กำจัดความชื้นเพื่อให้ได้ลมแห้งความชื้นต่ำ (Ultra Dry Air) สำหรับการจ่ายเข้าสู่ห้องผลิต โดยทั่วไปผู้ออกแบบนิยมออกแบบที่ระดับความชื้น -55 °C dewpoint ถึง -60 °C dewpoint ซึ่งมีขั้นตอนในการลดระดับความชื้นของลมให้ต่ำตามเกณฑ์ที่เหมาะสม ดังนี้
- การลดความชื้นด้วยการควบแน่น (Cooling Dehumidification) : เป็นการเปลี่ยนสถานะก๊าซให้อยู่ในสถานะของเหลว โดยอากาศชื้นไหลผ่านขดลวดโลหะที่ผ่านการระบายความร้อน น้ำควบแน่นบนขดลวด และเก็บในอ่างเก็บน้ำ หรือระบายออกทางท่อระบายน้ำเย็น อากาศแห้งแล้วไหลผ่านมายัง Condenser ของปั๊มความร้อนให้อากาศอุ่นพัดออกไปภายนอก
- การลดความชื้นด้วยการดูดซับความชื้น (Desiccant Dehumidification) : โดยปล่อยอากาศชื้นจากกระบวนการผลิต (Process Air) ให้ไหลผ่านวงล้อที่เคลือบสารดูดความชื้น โดยจะทำหน้าที่ดูดเก็บความชื้นของอากาศไว้ หลังจากนั้นวงล้อจะถูกหมุนไปถ่ายความชื้นที่เก็บไว้ให้กับอากาศที่ร้อนและความชื้นต่ำ (Heated Air) เพื่อระบายความชื้นออกจากเครื่องดูดความชื้นต่อไป การผลิตอากาศร้อนที่ใช้ในการดึงความชื้นออกจากเครื่องดูดความชื้นนั้น สามารถใช้ความร้อนทิ้งที่เหลือจากกระบวนการผลิต
ปริมาณลมแห้งที่ต้องการ (Supply Dry Air)
ปริมาณลมแห้งที่ต้องการ (Supply Dry Air) ในห้องความชื้นต่ำ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนผู้ที่ทำงานภายในห้องผลิตและระดับความชื้นที่ต้องการ และเพื่อการใช้พลังงานมีประสิทธิภาพสูงสุดและสามารถทำงานได้ยาวนานอย่างต่อเนื่องเครื่องลดความชื้นที่ดีควรจะต้องมี ดังนี้
- ใช้พลังงานต่ำ (High Energy Efficiency) : ช่วยประหยัดไฟ และช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย
- ความคงทน ใช้งานได้นาน (Reliability and Durability) : มีความคงทนไม่ต้องเปลี่ยนบ่อย
- อัตราการหยุดเครื่องต่ำ (Low Down Time) : มีการทำงานอย่างต่อเนื่อง โดยมีการหยุดเครื่องน้อย
- มาตรฐานต่าง ๆ ในการรองรับการใช้งาน : ตัวเครื่องได้รับมาตรฐานในการใช้งาน
การออกแบบท่อลม (Duct Design)
การออกแบบระบบปรับอากาศสำหรับห้องความชื้นต่ำ ที่มักจะติดตั้งเครื่องจ่ายลมเย็น (AHU) ภายในห้องผลิต หรือให้อยู่ใกล้กับห้องผลิตมากที่สุด เพื่อลดผลกระทบจากความชื้นภายนอกท่อลมที่อาจรั่วเข้าสู่ท่อลมทางด้านท่อลมกลับ และลดการสูญเสียลมที่อาจรั่วทางด้านนอกท่อลม หรือหากติดตั้งท่อลมภายนอกห้องความชื้นต่ำ จะต้องออกแบบให้ท่อลมที่ติดตั้งภายนอกห้องสั้นที่สุด
CAI Engineering ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบปรับอากาศ
CAI Engineering รับออกแบบและสร้างห้องคลีนรูม ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น อุตสาหกรรมยา อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ให้ได้ประสิทธิภาพตามหลักวิศวกรรมปรับอากาศ ซึ่งวัสดุอุปกรณ์ที่ CAI Engineering ใช้นั้นจะต้องได้รับการรองรับมาตรฐาน และประสิทธิภาพดีที่สุด ตั้งแต่ ผนังห้องคลีนรูมจาก Wiskind, AHU แบรนด์เยอรมนี อย่าง Robatherm และ Controller นำเข้าจาก Sauter เป็นต้น เพราะความพึงพอใจของลูกค้า คืองานของเรา
