有一次到大溪一間牙體技術所作巡迴檢查服務, 期間客戶很狐疑地提出一個問題, 就是關於實際排風量。因為前輩用過資料顯示4馬力空壓機實際排風量274L/min是比無油渦卷式空壓機3馬力的255L/每分鐘(請參考下圖)還要多的風量, 但是打氣速度反而是無油渦卷式空壓機快很多, 到底是甚麼原因?
商用型往復式空壓機型錄資料(兩組2馬力機體)

上面表格型錄所顯示之4馬力資料標稱60Hz機型排氣量為274L/每分鐘(其有誠實註明打到4kg/cm2G)。 換言之, 如果該4馬力空壓機要打到8kg/cm2G, 則必續再持續需要花超過2分鐘以上的時間(通常壓力越高作功越艱辛)。而資料中的274L/min表式的是FAD (Free Air Delivery; 吸氣時的氣量), 也就是說吸入274L/min進行壓縮的過程一分鐘可以打到4 kg/cm2G)。
日本岩田工業級無油渦捲式空壓機實際排氣量

日本岩田 3馬力SLP22EF 無油渦卷式空氣壓縮機實際排氣量是255L/min (指F.A.D. : Free Air Delivery), 持續壓縮過程可以在一分鐘內將255L/min空氣壓縮成8 kg/cm2G。與上述客戶原先的商用型空壓機比較, 日本岩田3馬力無油渦卷式空壓機雖然吸氣風量255L/min比該商用型空壓機274L/min少19L/min; 但是工業級無油渦卷可以在一分鐘內打到8 bar, 而商用型一分鐘內只能打到4 bar的壓力磅數。日本岩田無油渦卷式空壓機打氣速度硬是快了一倍左右。
另外一種情形是空壓機產品或許在型錄, 也或許在產品銘排採用理論值 : 活塞變位量, 而不是採用實際排氣量讓業主因為不熟悉空壓機的專有名詞而困惑。例如 : 10馬力無油往復式空壓機產品銘牌表示氣量為1,265L/min, 實際交叉比對其他地方型錄出現的資料是氣量885L/min; 為何同樣的空壓機卻有如此大的差異? 因為以這個案例來看, 銘牌標示1,265L/min的是完全無損失的理想理論值 : 活塞變位量, 右下角型錄顯示885L/min的則是實際排氣量。

實際風量=理論排氣量*空壓機容積效率(馬達不過載運轉前提)
空壓機的風量(排氣量)有100%無損失的理論風量(活塞變位量)與實際風量。
理論風量是指活塞作動時,活塞與氣缸壁沒有間隙也不會回漏、活塞頂部與氣缸蓋也沒有間隙、氣缸止回閥沒有回漏…的完美條件下產生計算出來的風量。實際上,往復式的壓縮效率通常為理論風量的50%~63%之間(例如: 商用型往復式空壓機標示理論值風量為428L/min, 50Hz或60Hz實際值風量則為231L或274L, 約54%或64%);而渦卷式的容積效率則大約在64~70%之間。當然上述容積效率值產生的風量是在馬達沒有過載運轉時,因為大部份空壓機還是會標稱10馬力,實際上運轉時會用到11.0~11.5馬力或更高。
五馬力SLP37EF無油渦卷式空壓機打氣速度與噪音值
往復式空壓機機體實際上因為活塞與汽缸一定存在間隙造成壓縮空氣回洩, 活塞與汽缸蓋不可能完全貼合造成的容積損失, 往復式空壓機的容積效率依據每一家廠商設計與製造能力, 容積效率多落在理想值活塞變位量的50%~63%不等, 也就是說, 往復式空壓機實際排氣量約為活塞變位量的50%~63%數值. 我們可以初步結論:相同馬力數下,幾個因素決定空壓機補氣速度—
1)空壓機FAD的設計值與空壓機容積效率。
2)空壓機打到特定實際排氣量下,實際打到8公斤的速度。
3) 許多空壓機業者往往犧牲馬達的服務係數S.F. (Service Factor), 雖然馬達銘牌標稱的是10馬力, 但是實際上SF為1.5或2.0, 而使用到11.0馬力, 甚至12.0馬力, 透過轉速拉升來增加吸排氣量, 如果沒有理解, 會誤以為容積效率高達快70%。
總合而言,日本岩田工業等級無油渦卷式空壓機3馬力空壓機實際風量時,馬力數就可以較商用型活塞式空壓機少1馬力以上。如果加上壓縮效率、馬達與電氣部品能效以及整機散熱與管路損失。通常一台日本岩田5馬力無油渦卷式空壓機可以對應三台商用型往復式空壓機3馬力是屬於合理範圍。
但是因為成本不同且應用工況 (高低速手機4~4.5公斤間歇用氣、車機6~7公斤持續用氣…..) 不同,我們還是認為空壓機系統除了穩定可靠與節能耐久不能妥協外,空壓機沒有好壞,只有適不適合。
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