如何選購空氣壓縮機?

2012-06-13

選擇適當的空壓機需考慮的因素大致分為九要點, 壓力、 排氣量、 電源、環保要求、安裝方式、冷卻方式、噪音值要求、控制方式、效率要求,空壓運用達人將會一一為您說明。

要點一、壓力    
空氣壓縮機的排氣壓力(kg/cm²),除了以實際使用 的壓力為基準外, 還必須加上空氣在輸送管路及清淨化系統中的壓力損失。

管路壓力降:壓縮空氣在管路中的損失,就如同交通工具在道路上行駛,當路寬、筆直且距離短、少彎路,便能減少在交通時間上的消耗。一般管路的損失約為0.5 kg/cm²,壓縮空氣通常須經清淨化系統處理,透過管路進行熱交換的乾燥,或透過過濾器,進行清淨的程序,都會產生壓力降,大概是 0.3~0.5 kg/cm²(過濾器 + 乾燥機)。
 
要點二、排氣量:   
欲了解排氣量之前,首先要區分實際排氣量和活塞變位量(理論排氣量)兩者間的不同。
 
實際排氣量:利用儀器以標準測試法,測得空氣壓縮機經過壓縮程序後,所輸出的空氣量。

活塞變位量:即理論排氣量,亦即為不計任何機械能的損失和效率因素,依學理上的推論,經過公式的計算而導出來的結果。一般而言,單段壓縮乘以0.65、雙段壓縮乘以 0.8則似於實際排氣量。因此,排氣量的選擇,應該考慮到以下幾點:
    1:  目前的需求量 (100%)
  2:  可能的管路洩漏量 (10%)
  3:  將來的擴充計畫 (20%~50%)
  4:  使用的裕度 (10%~30%)
 也就是,排氣量的選擇 = (A+B+C) x (1+D),當C值愈大的時候,D值可以適當的降低。要特別注意,衡量的標準是按照「實際排氣量」。

其他考慮因素

                                                                                                                                                  
要點一、電源  
空壓機所使用的馬達依照電源的不同,可分為單相或三相:
 
單相:通常的電壓為110V、220V,為方便及安全性而言,1HP以下可使用110V,1HP以上可使用220V,5HP或以上馬力不適用單相電源。 
三相:常見的電壓數為220V、380V、440V,三相馬達通常使用在較大馬力的機種上。

世界各國及各地區有不同的供應電源,不同的電壓,不同的頻率,不同的電氣法規,在選購空壓機時,必須說明使用的電壓,頻率及相數,以便使廠商正確裝配空壓機的電氣控制配備。在使用空壓機前,需先確認電壓與空壓機馬達的名牌相符。
 
要點二、環保要求  
空壓機依照其結構的不同,可區分為有油式空壓機及無油式空壓機兩種,使用者可依照工作上的實際需求來做選擇。
 
有油式:凡必須以潤滑油潤滑機體內部及壓縮部者稱為有油式,其產生的壓力空氣含有微量的油氣,雖含有微量的油份但仍適合一般工業使用,對某些工業使用而言,則可裝置過濾器以除去過多的含油量,通常新機在運轉若干小時後,就須更換一次潤滑油,之後須定期更換,若不定期更換或者是選用了不當的潤滑油,則會對空壓機內部零件造成損害,正確的潤滑油選擇和定期更換的間隔,請參考使用說書。適用對象:鋼鐵、塑膠、模具、加工業...及一般製造業使用。

無油式:無油式的零件採用特殊自潤性材質製作,不須藉由潤滑油,即可達到壓縮部的潤滑效果。所以產生的使用空氣中不帶油份,可滿足某些行業需要無油空氣的要求。適用對象:精密工業、醫療、食品、半導體、塗裝等產業。基本上有油式空壓機有廢油的問題,油污的問題,以及洩放水中含有油份這些都必須依照環保法規的要求妥善處理。

 

要點三、安裝方式

依照使用情況可選擇:

移動式:小型的空壓機皆採用移動式,採用二輪或四輪以方便使用者

的機動性要求。

 

固定式:較大型的空壓機,因其體積重量已不適合移動,及其配管固

定的需求,再加上為減少震動,降低噪音,大部份皆採用固

定方式安裝,安裝時需注意固定強度及水平問題。

 

要點四、冷卻方式

冷卻的功能有下列幾種:

降低機體溫度,延長機械壽命及減低揚油。

降低排氣溫度,提升乾燥效能。

提供安全保障,防止機件過熱發生意外。

 

空壓機冷卻的方式可分為:

 

水冷式:須加裝冷卻循環水塔。利用水的流動來達成氣缸和排氣管

路的熱交換,是種極具效率的散熱方式,適用於較大馬力

機型。

 

氣冷式:利用風扇產生之冷卻氣流來達到氣缸與排氣管路的熱交換,

是種設計簡單、裝配方便的散熱方式。近來漸以具效率的氣

流設計,成為大小馬力機型通用的冷卻系統。

 

空壓機安裝空間之注意:

良好的通風和足夠的空間應為首要原則。在配置位置上,往復式冷卻

扇面和牆壁間距離至少應30cm以上,螺旋式排氣面和牆壁間距離至

少應1m,距屋頂至少應1.5m

 

要點五、噪音值要求                              

空壓機的噪音通常來自下列各處:

機體的運轉:壓縮過程中,快速的運轉作動產生機械的聲音,空氣吸

進、排出的聲音,氣流的聲音,摩擦的聲音,及散熱風

扇運轉的噪音。

 

動力源產生:電動機〈馬達〉或引擎帶動空壓機運轉,本身產生的運

轉噪音。

 

機體不平衡:平衡校正不佳或安裝未重視水平皆會使機體及鈑金產生

震動而發出噪音。

 

排氣的洩露:排氣管路的洩漏及高壓氣體的流動皆會產生噪音。

 

各機種由於其作動方式及結構不同,所產生的噪音程度也有差異:

 

開放型往復式:來自活塞往復式運動產生的噪音未做任何阻隔,隨聲

波向環境散播。小馬力噪音小,不影響環境,大馬力

噪音大,必須做適當處理。

 

箱型往復式:雖箱型內部機體與開放式機種相同,但因箱型鈑金經特

殊設計,採用高級吸音材料,防震材料及阻隔音源的設

計,降低了相當的震動及噪音。

 

螺旋式:由於螺旋式的作動方式不同,所產生的音頻與往復式不同。

螺旋式通常為箱型設計且其鈑金使用高級吸音材料,防震材

料及阻隔音源的設計,因此噪音值通常較往復式低。

 

噪音的防止並非達到絕對無音的狀態,而是希望將過高的音量降至工作環境可接受、或與環境相對,一般皆要求在75分貝以下。由於使用以及經濟性的考量下,當環境上並無太大限制及需求下,開放式機型即是通常的選擇,在要求生活品質及工作品質環境又受限的情況下,箱型是適當的選擇。


 

要點六、控制方式

空氣壓縮機的控制方法應依不同的使用狀況及使用量作適當的安排,

方能使壓縮效能及機械壽命達到最高。以氣冷式小型機為例,目前所

使用的操作方式分為半自動操作與全自動操作二種。

 

半自動式:利用自動釋荷閥 (Automatic Unloading System) 來控制空壓

機的空車、重車。其作動原理為當系統氣壓力超過設定上

限時,自動釋荷閥驅動溢氣活塞使進氣閥保持開啟而呈現

空車狀態。


 

全自動式:利用壓力開關 ( Pressure Switch System ) 來控制馬達的運轉。

當系統氣壓超過壓力開關設定壓力上限時,繼電開關離開,

中斷馬達電源,空壓機停止運轉;當系統壓力降至設定下

限,繼電開關接通馬達,空壓機繼續運轉恢復壓縮空氣。

此方式適用供氣不頻繁之間續使用及較小馬力。


 

在實際運轉的控制應用上,下列選擇方式可提供更彈性的運用。

建議

 

◆ 全/半自動選擇控制 -- 建立控制系統視實際狀況來選擇控制方式。

◆ 全/半自動自動轉換控制 –由微電腦控制系統視操作狀況機動選

擇控制方式。

 

旋式或大型機其控制方式較多元,往後再另文說明。


 

要點七、效率要求                                  

不同型式的空氣壓縮機因其結構設計,使用壓力,排氣量,壓縮段數

的不同,各有其較有利的效率區段,基本上:

  較低壓力,較小馬力;以選用往復式為主。

10HP以下機種而又需兼顧靜音時可選擇渦捲式或箱式靜音型

20HP(馬力)以上:以選用螺旋式或水冷式為主。

12kg以上的較高壓力:以選用兩段式高壓往復式為主。