【正文】 10. 郭介沂, “空氣壓縮機(jī)的系統(tǒng)節(jié)約能源”, 科技報(bào)導(dǎo)。6. 呂淮熏、黃勝銘, 氣液壓學(xué), 高立圖書有限公司。中技社節(jié)能中心經(jīng)由檢測、診斷及分析找出廠商能源使用缺失，尋找節(jié)能機(jī)會(huì)，對能源用戶提供能源效率評估及制程改善，并為各企業(yè)培訓(xùn)能源管理人才，制作節(jié)約能源海報(bào)、貼紙及各種節(jié)能成果?？?、節(jié)能技術(shù)手冊，推廣節(jié)約能源觀念；并透過節(jié)能輔導(dǎo)成功之各項(xiàng)觀摩研討會(huì)，以及年度成果發(fā)表會(huì)等，促成業(yè)者間的觀摩與激勵(lì)，達(dá)成彼此對節(jié)能的共識(shí)與互動(dòng)，期使達(dá)成全面落實(shí)節(jié)約能源的目的。、空氣主管線過濾器 ，其由三個(gè)組件組合而成，分別為過濾器、壓力調(diào)節(jié)器、潤滑器。常見之過濾器大多是利用空氣通過細(xì)密的篩網(wǎng)來達(dá)到過濾的目的，也由于如此之結(jié)構(gòu)，必然會(huì)因時(shí)間使用久了之后，篩網(wǎng)阻塞，氣體通過的阻力增加，直接造成空氣通過時(shí)的壓損變大。46 一般對于管件、閥件及接頭等之壓力降計(jì)算，其中所列之?dāng)?shù)值(L/D)為相當(dāng)于管線直徑的倍數(shù)。、管件、閥件及接頭的檢討 壓縮空氣在通過管路或閥體時(shí)，由于流體分子與管壁間的摩擦，會(huì)產(chǎn)生壓降，一無脈動(dòng)空氣流動(dòng)于清潔與光滑之管線中之壓力降可以下式計(jì)算得知。對于管在線的檢討，應(yīng)分以下三項(xiàng)目進(jìn)行。、超音波檢測槍、超音波檢測槍顯示面板44除此之外，就本中心多年之服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，壓縮空氣管線中之泄漏多產(chǎn)生于各種轉(zhuǎn)接點(diǎn)或三點(diǎn)組合處，為節(jié)省時(shí)間起見，可預(yù)先準(zhǔn)備這些材料，并于泄漏點(diǎn)檢時(shí)實(shí)時(shí)進(jìn)行維修。 而為使壓縮空氣管線中之水份能順利排除，管線在設(shè)計(jì)及架設(shè)時(shí)必須呈一傾斜，角度約為1～2%，并在每一段管線之最低點(diǎn)裝設(shè)排水裝置。因此為得到較穩(wěn)定(穩(wěn)定之壓力及穩(wěn)定之氣量)之壓縮空氣供給，宜采用此種配管方式。、設(shè)計(jì)不當(dāng) ，在此一型式下，如果配管管徑選擇不良，當(dāng)每一工作站皆在消耗氣體時(shí)，則管路下游的工作站將得不到適當(dāng)?shù)牟僮鲏毫白銐虻臍饬俊Ｔ谝话愕脑O(shè)計(jì)上，此設(shè)備的安裝馬力約為空氣壓縮機(jī)馬力的5%以下，隨排氣溫度的上升而有些許的不同，但仍不宜超出5%；即一100HP之空氣壓縮機(jī)，其搭配之冷凍干燥機(jī)馬力數(shù)不宜超出5HP。一般最為常見者采固定時(shí)間再生周期控制，即以設(shè)定時(shí)間之方式進(jìn)行吸附材再生；如每一小時(shí)進(jìn)行吸附材再生一次等等。而此一干燥方式，由于能源耗用極大，因此有多種改良型式，上圖中所示已為一改良方式；而其最原始之方式并無加熱組件及風(fēng)扇，而是引入已干燥后之高壓空氣直接進(jìn)行吸附材的再生，以如此之方式運(yùn)作，約會(huì)消耗總處理氣量中15～20%的壓縮空氣，故其操作費(fèi)用極為昂貴。3吸收式干燥機(jī)組件示意圖、吸附式干燥 此干燥方式為一種根據(jù)物理作用的干燥過程，因此有時(shí)亦稱之為再生干燥。以下各節(jié)即在說明較常為業(yè)者采用的干燥設(shè)備。2. 提供瞬間空氣需求的儲(chǔ)存。而壓縮空氣中的冷凝水主要是藉由冷卻器、空氣桶及干燥機(jī)等設(shè)備加以分離，常見的壓縮空氣干燥設(shè)備有冷凍干燥、吸附式干燥、吸收式干燥等多種。31針對多臺(tái)空氣壓縮機(jī)的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，可在既有系統(tǒng)上做各項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)搜集，并按所搜集之?dāng)?shù)據(jù)透過外加之控制系統(tǒng)，做機(jī)臺(tái)的啟停運(yùn)轉(zhuǎn)，如此不僅可降低壓縮空氣系統(tǒng)的能源耗用量，并由于監(jiān)控系統(tǒng)提供更進(jìn)一步之?dāng)?shù)據(jù)，如：供氣量、供氣溫度、供氣壓力等，極有利于發(fā)掘出壓縮空氣系統(tǒng)，乃至于空氣壓縮機(jī)、干燥機(jī)等之問題。、多臺(tái)空氣壓縮機(jī)連鎖控制節(jié)能系統(tǒng) 壓縮空氣系統(tǒng)使用多臺(tái)空氣壓縮機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)為一相當(dāng)普遍之配置，但在此種配置下，系統(tǒng)可能會(huì)有以下種種能源浪費(fèi)之問題：。29 基于以上之原因，也說明了空氣在經(jīng)過壓縮后為何會(huì)析出大量的凝結(jié)水；另外進(jìn)氣之溫度愈高，不僅空氣密度低，也會(huì)使飽和蒸汽量上升。、加裝變頻器空氣壓縮機(jī)性能曲線圖(輸出壓力: ) ，其原機(jī)臺(tái)即設(shè)計(jì)采用變頻器，而其變頻則采用增頻之方式，即將3600RPM提高至7200RPM，由其檢測所得之?dāng)?shù)據(jù)中顯示出，此機(jī)臺(tái)于3600RPM處，約50%。(1/4 － 1/6) / (1/4) = 1/某兩段魯式鼓風(fēng)機(jī)性能曲線圖、容量調(diào)節(jié)(穩(wěn)壓)機(jī)臺(tái)之效率26 為求空氣壓縮機(jī)的供氣壓力穩(wěn)定，目前大多數(shù)空氣壓縮機(jī)制造商皆提供有穩(wěn)壓機(jī)臺(tái)，其控制方式常見者有進(jìn)氣閥門節(jié)流方式及較為先進(jìn)之變頻控制兩種，無論那一種控制方式皆能達(dá)到穩(wěn)壓的需求，但在機(jī)臺(tái)的能源使用效率上則有相當(dāng)?shù)牟罹?，此空氣壓縮機(jī)之容調(diào)設(shè)定壓力約為97PSIG，即排氣量呈明顯下降之位置，而在此時(shí)用電量仍呈微幅上升；因此之故，此空氣壓縮機(jī)臺(tái)的產(chǎn)氣能源效率也開始急速下降。 [(1+)(1+)(1+)－1] 100% = %24 但實(shí)際上對于以上之?dāng)?shù)據(jù)，本中心經(jīng)過多次驗(yàn)證，以下為兩部單段式有油螺旋30HP機(jī)臺(tái)，在進(jìn)氣閥全開狀態(tài)下，壓力下降時(shí)之效率提升比率。、各種類型空氣壓縮機(jī)效率基準(zhǔn)2空氣壓縮機(jī)輸出壓力與效率關(guān)系另對于輸出壓力降低所造成之效率提升而言。 L=K(a+1)/(K1) PsQs/229 [(Po/Ps)K1/K(a+1)1] d/hcht 上式中 L：所需動(dòng)力(HP) Ps：吸入空氣絕對壓力(kg/cm2)Po：排出空氣絕對壓力(kg/cm2)Qs：單位時(shí)間吸入空氣量(Nft3/min)a：中間冷卻器數(shù)K：空氣斷熱系數(shù)hc：壓縮機(jī)的全斷熱效率ht：傳達(dá)效率d：裕度， 往復(fù)動(dòng)作型壓縮機(jī) 給油式螺旋型壓縮機(jī) 無給油螺旋型壓縮機(jī) 離心式壓縮機(jī) 將上式移項(xiàng)，以能源效率表示，可得出下式。以100HP之馬達(dá)為例，全年運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)8000小時(shí)。5. 具進(jìn)氣閥門容量調(diào)節(jié)控制之機(jī)臺(tái)，雖能提供較為穩(wěn)定壓力的壓縮空氣輸出，但使用此類機(jī)臺(tái)時(shí)應(yīng)使其能在高負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)，即使其實(shí)際供氣量盡量接近額定供氣量。除以上對于氣量及壓力的考慮外，另由于空氣壓縮機(jī)型式的不同，在操作上、效率上、乃至于未來的保養(yǎng)上，亦有相當(dāng)程度的差異，以下為型式選用時(shí)必須注意之事項(xiàng)：1. 以全負(fù)載狀態(tài)下而言，離心式空氣壓縮機(jī)效率較高，因此極適于做為基載機(jī)臺(tái)或負(fù)載變化不大之場合。191. 當(dāng)大多數(shù)機(jī)臺(tái)的用氣壓力等級皆為低壓時(shí)，5kg/cm2G以下，對于少數(shù)高壓機(jī)臺(tái)用氣量亦可同時(shí)并入低壓系統(tǒng)中，但必須另購增壓機(jī)，提高壓縮供氣壓力供高壓設(shè)備使用。另對于壓縮空氣質(zhì)量需求，主要有水份含量、油份含量、雜質(zhì)含量等；水份含量之量化表示可以壓力露點(diǎn)溫度表示，油份含量及雜質(zhì)含量皆可以ppm表示。由于其作動(dòng)原理之不同，因此在高能源使用效率的基本原則下，各類型機(jī)臺(tái)的采用便有其限制。 PSIG排氣量減以上測出之排氣量，即為壓縮空氣管線泄漏量(CFM)。以30%的系統(tǒng)泄漏為例，一30HP之空氣壓縮機(jī)臺(tái)，年全載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)為8000小時(shí)，平均電費(fèi)為2元/KWH。，再行拆除孔口組流量計(jì)。14。，并給廠方需要安裝之配管數(shù)據(jù)()。在空氣壓縮機(jī)產(chǎn)氣量的量測方面，本中心采用孔口組流量計(jì)，其量測時(shí)安裝于壓縮空氣出口上，藉由其檢測所得數(shù)據(jù)，按本中心多年來之量測經(jīng)驗(yàn)，其誤差值在5%以內(nèi)。 在空氣壓縮機(jī)的能源使用效率檢測上，主要之測試項(xiàng)目為空氣壓縮機(jī)產(chǎn)氣量及耗電量，常用之表示單位為CFM/HP或CMM/HP等；，；但在實(shí)際情況下，一般并無法運(yùn)轉(zhuǎn)于此效率下，特別是一經(jīng)長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)或維修后之空氣壓縮機(jī)，其能源效率極有可能比額定數(shù)值小相當(dāng)可觀之量，如其降低至新機(jī)效率值()的一半時(shí)，對一30HP之空氣壓縮機(jī)而言，全年產(chǎn)出相同量壓縮空氣之成本即高出一倍，對于一30HP空氣壓縮機(jī)，全年全載運(yùn)轉(zhuǎn)之時(shí)間為8000小時(shí)，假設(shè)平均電費(fèi)為2元/KWH，； 30HP 8000HR/年 2元/KWH=358080元/年當(dāng)以上述一半效率之機(jī)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，則需兩臺(tái)方可滿足所需，此運(yùn)轉(zhuǎn)成本差距已足夠新購一臺(tái)常用之有油30HP機(jī)臺(tái)。、四段徑流式空氣壓縮機(jī)1軸流式空氣壓縮機(jī) 此類型空氣壓縮機(jī)，其作動(dòng)原理與徑流式相類似，同樣是利用升壓器將高速流動(dòng)空氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成靜壓力。、徑流式空氣壓縮機(jī)10 一般徑流式空氣壓縮機(jī)單段所能產(chǎn)生的壓力上升較之往復(fù)式及螺旋式機(jī)種為小，因此為得到較高的壓力輸出，必須加以多段串聯(lián)。9除單段式魯式鼓風(fēng)機(jī)外，目前已有串聯(lián)兩組魯式壓縮轉(zhuǎn)子的機(jī)臺(tái)，藉由此機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)， kg/cm2G以上，大幅擴(kuò)大其適用范圍。因此近年來此類機(jī)型受到國內(nèi)廠商的大量采用。、滑動(dòng)葉片式空氣壓縮機(jī)、螺旋式空氣壓縮機(jī) ，主要是藉由一對雌雄轉(zhuǎn)子間的密封間隙縮小而達(dá)壓縮的效果，機(jī)臺(tái)由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)，且無沖程，因此噪音小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，一般不需堅(jiān)固的基礎(chǔ)。、鼓膜活塞式空氣壓縮機(jī)、滑動(dòng)葉片式空氣壓縮機(jī) ，在壓縮機(jī)的外殼內(nèi)，有一馬達(dá)帶動(dòng)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的中心與外殼內(nèi)部的中心有一偏心量，此偏心量決定機(jī)臺(tái)的輸出量及壓力。在需要更高壓力的場合時(shí)，可利用串聯(lián)之方式達(dá)成，即將經(jīng)第一段壓縮出之氣體再送入另一氣缸中再行壓縮，如此而得到更高的壓力。機(jī)臺(tái)的運(yùn)作可區(qū)分為進(jìn)氣行程與排氣行程。 功率(kw) = 電流(I) 電壓(V) 功率因子/1000注：電流(I)之單位