หน้าหลัก
ค้นหา
บทความ
คำนวณ
ล๊อกอิน
สมัครสมาชิก
Tue 15/Jul/2025
การเปลี่ยนน้ำอัตโนมัติที่แล้วมีวิธีการหลายรูปแบบในการสร้างระบบ แต่ขึ้นอยู่กับขนาดพื้นที่ ความสวยงาม งบการสร้าง ระดับความเสถียรของระบบ(สิ่งนี้ผมให้ความสำคัญสูงสุด เพราะไม่ต้องการให้น้ำท่วมบ้าน) และปัจจัยอื่นๆ ซึ่งสิ่งเหล่านี้จะเป็นตัวกำหนดวิธีการและอุปกรณ์ที่ใช้
เพื่อให้ระบบเปลี่ยนน้ำอัตโนมัติทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบ ระบบจะต้องมีอุปกรณ์สำคัญ 6 อย่าง Motor Actuated Valve (MAV), โซลินอยด์วาล์วทั่วที่ใช้ควบคุมน้ำ, อุปกรณ์ตรวจระดับน้ำด้วยไฟฟ้า, PLC, ปั้มน้ำ และ Chiller
Motor Actuated Valve (MAV) เป็นคอนโทรลวาล์วชนิดหนึ่งที่สามารถส่งสัญญาณสถานะวาล์วเปิดและวาล์วปิดได้ มีรูปร่างลักษณะคล้ายบอลวาล์วน้ำทั่วไป แต่แตกต่างที่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นตัวหมุนปิดเปิดวาล์วแทนการหมุนด้วยมือโดยไฟฟ้าที่จ่ายเข้าวาล์วจะถูกตัดออกอัตโนมัติเมื่อวาล์วอยู่ในสถานะที่ถูกต้อง ทำให้วาล์วไม่ร้อนเนื่องจากการรั่วของ eddy current และ hysteresis ในแกนเหล็กอย่างโซลินอยด์วาล์วทั่วไป
โซลินอยด์วาล์วทั่วที่ใช้ควบคุมน้ำ Z1 ซึ่งจะทำงานช่วงเปลี่ยนถ่ายน้ำเท่านั้น โดยการจ่ายไฟฟ้าเพื่อเปิดวาล์วให้น้ำเข้าหรือปิดเมื่อหยุดจ่ายน้ำได้ทันที ส่วนตัววาล์วเป็นแบบสถานะปรกติปิด ที่ทำงานไม่บ่อยโดยช่วงเวลาทำงานจริงไม่เกิน 6 นาที ทุกๆ อาทิตย์
จากรูป 1.1 จะแสดงถึงทิศทางการไหลและตำแหน่งของอุปกรณ์ต่างๆ
ระบบหมุนเวียนน้ำ
ผังมโนภาพระบบเปลี่ยนน้ำอัตโนมัติ
ในรูป 1.1 MAV ในระบบจะถูกตำแหน่งติดตั้งอยู่ 2 ตำแหน่ง โดย MAV1 วาล์วจะอยู่ที่ปลายท่อสีแดงก่อนน้ำไหลสู่ถังกรองหยาบ ซึ่งน้ำจะไหลลงถังกรองด้วยระบบกาลักน้ำจากตู้ และ MAV 2 จะถูกติดตั้งบริเวณท่อระบายน้ำทิ้งเพื่อระบายน้ำเสียออกสังเกตที่ท่อสีชมพูที่มีลูกศรสีแดง เหตุที่เลือกใช้วาล์วประเภทนี้ เพราะรูทางเข้าของน้ำมีขนาดใหญ่ ส่วนลักษณะการทำงานของบอลวาล์วยังช่วยขจัดปัญหาเศษวัสดุไปขัดวาล์วทำให้ปิดน้ำไม่สนิท และเมื่อไฟฟ้าดับ ตัวระบบยังสามารถใช้ไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟสำรอง (UPS) เพื่อทำการปิดวาล์วได้ ตัดระบบการหมุนเวียนน้ำทั้งหมด (ทำให้น้ำไม่ท่วมบ้านกรณีไฟดับ) อีกทั้งตัววาล์วยังสามารถส่งสัญญาณสถานะวาล์วได้ ทำให้ PLC รับรู้ว่าวาล์วอยู่ในสถานะเปิดหรือปิดอยู่ตลอดเวลา ทำให้การทำงานตาม Sequence เป็นไปอย่างแม่นยำ
กรณีถ่ายน้ำ PLC จะสั่ง MAV1 และ MAV2 ให้เปิด น้ำในตู้เป็นระบบกาลักน้ำตลอดเวลาอยู่แล้ว น้ำก็จะไหลออกจากตู้ลงสู่ถังกรองนอกและไหลออกผ่าน MAV2 ระบายน้ำออกสู่ท่อน้ำทิ้งตามลูกศรสีแดง เพื่อลดน้ำต้นไม้ต่อไปดูรูป 1.2 น้ำจะถูกระบายออกจนถึงระดับที่กำหนดไว้ PLC จะสั่งหยุดและเริ่มการทำงานในโหมดเติมน้ำเข้าตู้
Note:
ปั้มน้ำและ Chiller จะหยุดทำงานขณะระบายน้ำออก
รูป 1.2
แต่ขณะทำการถ่ายน้ำแล้วเกิดไฟดับ PLC จะสั่งปิด MAV 1 อัตโนมัติ จนเมื่อไฟมาโปรแกรมจะทำการตรวจสอบระบบใหม่ทั้งหมดอีกครั้ง และจะกลับมาทำการถ่ายน้ำส่วนที่เหลือเพื่อให้ภาระกิจสำเร็จ โดยระดับน้ำที่ต้องการถ่ายออกจากตู้จะถูกตรวจสอบด้วยตัวตรวจจับระดับด้วยขั้วไฟฟ้าดูรูป 1.3 แต่หากระหว่างการถ่ายน้ำ น้ำที่ไหลจากตู้ลงถังกรองจนน้ำใกล้จะล้นถังกรองหยาบแล้ว เนื่องจากระบายน้ำออกไม่ทัน และ PLC ยังไม่สั่งปิดวาล์ว MAV 1 ด้วยสาเหตุต่างๆ สวิทซ์ลูกลอยไฟฟ้าพิเศษที่ทำงานอย่างอิสระก็จะสั่งปิด วาล์ว MAV 1 ทันทีเพื่อป้องกันเหตุน้ำท่วมบ้าน
รูป 1.3
Note:
การที่เลือกวิธีวัดระดับของเหลวด้วยขั้วไฟฟ้าธรรมดา เพราะเนื่องจากสามารถตั้งการวัดระดับได้ง่ายและอย่างแม่นยำกว่าสวิทซ์ลูกลอย โดยไม่ต้องห่วงปัญหาเรื่องการกระเพื่อมของน้ำที่ทำให้การวัดผิดเพี้ยน และราคาอุปกรณ์ก็ไม่แพงซึ่งเหมาะกับการวัดระดับในตู้ที่ไม่ต้องการความซับซ้อน ส่วนอุปกรณ์วัดระดับในงานอุตสาหกรรม Process Control ที่ต้องการการติดตามผลความเที่ยงตรงสูง อาจใช้อุปกรณ์เช่น การใช้คลื่นเสียง Ultrasonic หรือการใช้แสงเลเซอร์ตรวจระดับ โดยจะส่งสัญญาณ Analog ซึ่งระบบต้องมีอุปกรณ์แปลงสัญญาณ Analog to Digital ต่อร่วม (ค่าใช้จ่ายจะสูงมาก)
กรณีเติมน้ำเข้าตู้ PLC สั่งปิด MAV 1 และ MAV 2 แต่จะเปิดโซลินอย์วาล์วน้ำเข้า Z1 น้ำจะไหลเข้าสู่ถังกรอง ตัววัดระดับด้วยขั้วไฟฟ้าจะทำการวัดระดับน้ำในถังกรองตลอดเวลาดูรูป 1.3 เมื่อน้ำสูงในระดับที่ปั้มน้ำทำงานได้ ปั้มน้ำก็จะปั้มส่งน้ำอัตโนมัติ และ Chiller จะทำงานพร้อมกับปั้มทันทีเพื่อลดอุณหภูมิน้ำก่อนเข้าตู้ โดยตัววัดระดับด้วยขั้วไฟฟ้าในตู้ จะคอยตรวจวัดระดับน้ำอยู่ตลอดเวลาเช่นกัน หากระดับน้ำถึงระดับที่กำหนดไว้ PLC จะสั่งหยุดปั้มน้ำ ปิดวาล์ว Z1 และระบายน้ำส่วนเกินในถังกรองผ่านวาล์วระบายน้ำทิ้งต่อไปเพื่อปรับระดับน้ำในถังกรองให้เหมาะสม และเมื่อระบบทุกอย่างพร้อมทำงานอีกครั้ง PLC ก็จะเข้าสู่การทำงานในโหมดปรกติ โดยเปิด MAV 1 และให้ Chiller ทำงานเต็มกำลังเพื่อลดอุณหภูมิน้ำในตู้เข้าสู่อุณหภูมิที่ตั้งไว้เร็วที่สุด รูป 1.4 แสดงทิศการไหลของน้ำช่วงเติมน้ำเข้า
รูป 1.4
Note:
กรณีเติมน้ำเข้า Chiller จะทำงานทันทีเพื่อลดอุณหภูมิน้ำก่อนเข้าตู้ เพื่อลดอัตราการแกว่งตัวของอุณหภูมิ ด้วยหลักการนี้ช่วงการเปลี่ยนน้ำอุณหภูมิในตู้ขณะเติมน้ำใหม่เข้า อุณหภูมิแกว่งระหว่าง 25 - 25.5 องศา ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิน้ำขาเข้า
ตัวปั้มน้ำจะไม่หมุนปั้มตัวเปล่าเมื่อน้ำหมดถังกรองเพื่อป้องกันการสึกหรอของแก่นเพลาหมุน
หากไฟฟ้าดับวาล์วน้ำเข้า Z1 และวาล์วระบายน้ำทิ้ง MAV2 ปิดอัตโนมัติเพื่อคงระดับน้ำภายในตู้ไว้
ระบบวาล์วควบคุมน้ำไหล MAV1 และ MAV2 ขนาดรูเข้าออกขนาด 1 นิ้วแบบชนิดมอเตอร์เป็นตัวหมุนปิด เปิด บอลวาล์วภายใน วาล์วลักษณะนี้มีข้อดีกว่าแบบโซลินอย์แม่เหล็กเพราะทำให้ไม่ต้องใช้ไฟเลี้ยงตลอด
เวลาที่ใช้เปลี่ยนน้ำทั้งหมด 15 นาที ปริมาณน้ำถ่ายออก 30% จากปริมาณน้ำในตู้ อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงสูงสุดไม่เกิน 25.5 องศา ใช้เวลา 20 นาทีเพื่อลดอุณหภูมิเข้าสู่เป้าหมายที่ 24.5 องศา
ถังกรองหยาบทำจากสเตนเลสเกรด รวมไปถึงชั้นตะแกรงภายใน
Omron PLC (Programable logic controller) เป็นอุปกรณ์ที่รับสัญญาณทั้ง ดิจิตอล และ อนาล็อก และส่งสัญญาณออกทางไฟฟ้าหลังจากการประมวลผลตามโปรแกรมที่ได้สร้างไว้ ซึ่งตอนนี้ ตัวโปรแกรมที่ออกแบบไว้อยู่ใน Version ที่ 5 ซึ่งจะได้รับการปรับปรุงใหม่เมื่อพบปัญหาใหม่ๆ
ระบบหมุนเวียนน้ำ
น้ำที่อุณหภูมิปรกติจะถูกดูดออกจากตู้ด้วยวิธีกาลักน้ำ ซึ่งน้ำจะถูกดูดเข้าที่ท่อดูดสีแดงซึ่งอยู่ทางด้านซ้าย ดูรูป 1.1 ปลายท่อดูดจุ่มลงในตู้ประมาณ 15 นิ้ว ทำให้น้ำถูกดูดออกได้สูงสุดเพียงครึ่งตู้เท่านั้น เพื่อป้องกันการผิดพลาด หากปลายท่อดูดอยู่ต่ำมากๆ น้ำอาจถูกดูดออกจนหมดตู้ ซึ่งบริเวณปลายท่อดูดจะมีตะแกรงป้องกันไม่ให้ดูดเอาสัตว์น้ำเข้าไป น้ำที่ถูกดูดผ่านท่อจะไหลผ่านคอนโทรนวาล์ว MAV 1 ที่จะทำหน้าควบคุมการไหลออกของน้ำช่วงเปลี่ยนน้ำ หรือช่วงผิดปรกติที่ทำให้น้ำอาจล้นถังกรองหยาบ ดูรูป 1.5 คอนโทรนวาล์ว MAV 1
รูป 1.5
เหตุการณ์นี้อาจเกิดขึ้นได้ในขณะที่ไม่มีใครรู้เช่น ปั้มน้ำเสีย ไฟฟ้าดับปั้มไม่ทำงาน ระดับน้ำในถังกรองหยาบจะสูงผิดปรกติจนทำให้ตัววัดระดับน้ำฉุกเฉิน ส่งสัญญาณไปยัง PLC ให้สั่งการปิดวาล์วอัตโนมัติ MAV 1 โดยพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ จะมาจ่ายแหล่งไฟ UPS โดยตรง ซึ่งถึงแม้ไฟฟ้าดับก็ยังมีไฟสำรองพอที่จะปิดวาล์วได้ และเมื่อไฟฟ้ากลับมาปรกติหากน้ำในถังกรองหยาบยังสูงอยู่ PLC จะสั่งการไปยังปั้มน้ำให้ทำการปั้มน้ำออกจากถังกรองทันที แต่ถ้าเป็นกรณีปั้มเสียโปรแกรมจะตรวจสอบระบบและสั่งหยุดการทำงานระบบที่ต่อเนื่องจากปั้มทั้งหมด
Flow อัตราการไหล
จากการคำนวณปริมาตรน้ำในตู้ 60นิ้ว X 30นิ้ว X 24นิ้ว ประมาณ 700 ลิตร หากลบปริมาตรของดินและวัสดุต่างๆในตู้ ปริมาณน้ำน่าจะอยู่ที่ 600 ลิตร การถ่ายน้ำออก 30%ใช้เวลา 7 นาที หากคำนวณอัตราการไหลของน้ำ 60 นาที น่าจะอยู่ที่ 1500 ลิตรต่อชม ผมเลือกใช้ปั้มที่มีอัตราการไหลมากกว่า 3 เท่า (4500 L/H) เพื่อให้แน่ใจว่าปั้มจะสูบน้ำกลับตู้ได้ทัน
ปั้มน้ำ
ผมใช้ปั้มอัตราการไหลที่ 4500 ลิตรต่อชั่วโมง ผมเคยใช้ปั้มสูบน้ำทั่วไป เพื่อทำระบบน้ำหมุนเวียนตลอด 24 ชั่วโมง 365 วัน แต่มันก็สร้างปัญหาในตอนหลัง สรุปว่าปั้มน้ำที่ใช้ในตู้ปลาหรือบ่อน้ำพุธรรมดาแบบ Magnetic Drive ทนที่สุด หลังจากที่เปลี่ยนมาใช้ก็ไม่เคยเสียอีกเลย และระบบภายในปั้มก็ไม่ซับซ้อนชุดเพลาส่งกำลังมอเตอร์ แยกอิสระจากหัวปั้มน้ำ โดยส่งแรงบิดผ่านแกนแม่เหล็กทำให้ไม่ต้องมีซีลกันน้ำ
Note:
ตู้ล่มครั้ง 2 ก็เพราะเจ้าปั้มน้ำ เนื่องจากพอใช้งานไปนานๆ ซีลยางเพลาหมุนที่กันน้ำไม่ให้เข้าสู่ชุดลูกปืนภายในเกิดขาด น้ำมันในปั้มก็รั่ว ไหลออกจนสร้างปัญหาใหญ่ น้ำมันเครื่องไหลลงตู้ไม้น้ำ แถมไฟดูดอีก ตอนนั้นแทบอยากจะเลิกเลี้ยงกันเลยเพราะทั้งต้องล้างตู้เปลี่ยนน้ำหลายรอบ น้ำมันลอยเกาะทั่วไปหมด ต้องโละชุดกรองและต้นไม้ทั้งหมด รวมทั้งดินบางส่วน ใช้เวลาในการแก้ไขกันนานมาก และหลังจากเหตุการณ์นั้นก็ติด Safe T Cut ในตู้เพราะกลัวโดนไฟดูดอีก
อุณหภูมิหลังเปลี่ยนน้ำใหม่จะลดลงเข้าสู่อุณหภูมิเป้าหมาย 24.5 C ภายใน 15-20 นาที ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิภายนอก
รายละเอียดส่วนอื่นของตู้นี้อยู่ใน DIY+Homemade และห้องโชว์ตู้ไม้น้ำ
เข้าใจหัวเร็กและสร้างหัวเร็กติดโซลินอยด์ Modified Gas Regulator Homemade
http://aqua.c1ub.net/forum/index.php?topic=77302.0
ระบบชิลเลอร์ประสิทธิภาพสูง Practical Chiller Homemade
http://aqua.c1ub.net/forum/index.php?topic=77161.0
ระบบเปิดปิดฝาตู้อัตโนมัติ Cover Automation Homemade
http://aqua.c1ub.net/forum/index.php?topic=77185.0
ระบบกรองน้ำด้วยเรซินสำหรับตู้ไม้น้ำ Ion exchange system Homemade
http://aqua.c1ub.net/forum/index.php?topic=77417.0
ระบบกรองน้ำเพื่อลดคลอรีนในน้ำ Chlorine removal system Homemade
http://aqua.c1ub.net/forum/index.php?topic=77419.0
ตู้มอสอัจฉริยะ Full Automation System 60 inches
http://aqua.c1ub.net/forum/index.php?topic=77423.0
