空壓機系統壓力以需要壓力最高的設備為基準設定?

依據能源局出版的能源審查與節約能源手冊指出, 空壓機的轉換效率 (熱損失) 約90%; 也就是說如果一度電是新台幣2元/kWh, 空壓機耗用的成本則高達20元/kWh. 這也就是為甚麼空壓機系統在CAGI的統計調查發現, 使用空壓機系統的成本約70~80%是運轉電費.

如果從需求端來看, 又會發現產出的壓縮空氣中只有50~60%是真正用在生產或各種產生附加價值的作業活動上; 而25%~30%是因為洩漏, 15%~20%則是因為假性需求 (壓力設定的比實際需要的高). 換言之, 1馬力的空壓機全年不停運轉電費約11,000元, 其中有4,400元~5,500元是浪費掉了!

各種設備的需要壓力是多少?

洩漏是大家經常會注意的課題, 但是通常也會麻痺掉變成視而不見; 但是與洩漏有關的空壓機系統壓力, 則會加重洩漏的嚴重性. 空壓機系統壓力設定5.44 bar 對於管路中口徑3.175mm (約外徑6mm) 的洩漏孔洩漏量約606L/分鐘 (大於5馬力無油渦卷式空壓機實際排風量); 而如果系統壓力是8.5 bar 則相同洩漏口徑的洩漏量則變成895L/分鐘, 整整高出了289L/min (相當於2.5馬力風量).

因此, 我們一般會看整個單位實際耗氣的分布, 看看不同設備需求壓力的風量佔比各是多少, 然後再來決定採取不同的配置策略 (總馬力數越大則應該越要注意這個部分).

作業場所壓縮空氣壓力需求分佈

上述的壓力需求案例, 如果馬力數不大 (例如 : 總馬力數3馬力以內), 並且必須考慮壓力過高是否會造成設施工具的損壞加速, 如果不至於加速損壞設施工具, 我們會建議選擇還是會以5.5 bar 為整個系統的壓力來設定; 但是如果總馬力數可能達到5馬力 (含) 以上, 則在工廠實務上可能會考慮採用下列方式 (不見得都是好方案), 請容許我們提供見解與分析 :

1. 空壓機系統設定較低壓力, 然後局部使用增壓缸 (最常見但是最不好的) : 增壓缸 (增壓器) 的浪費非常大, 增壓缸處理量的一半會被犧牲排放掉, 但是因為價格便宜, 所以最常被使用. 企業主如果稍不留意作動原理與浪費, 很容易就採用本方案.
2. 配置不同壓力空壓機系統高低壓並做分流 : 實務上除非案場很大, 否則較少人採用; 因為需要使用兩套不同壓力的空壓機系統與兩套不同配管.
3. 空壓機系統設定較低壓力, 局部使用增壓機 (近年在豐田汽車被大力推廣) : 如果較高壓的風量馬力數有達到0.5馬力以上, 可以考慮採用本方案; 當然還是得考慮投資報酬率與回收年限Payback Period.

方案1. 增壓缸(器) 客戶現場實況

方案1. 與 方案3.的差異比較, 我們可以透過下列的影片來看其中的差異, 長年運轉下來兩者的營運電費成本會大幅拉開. 當然, 兩者的噪音也是很大的差異, 方案1.通常必須安裝消音器, 但是噪音值仍舊較高.

增壓缸(器) 與 增壓機 方案比較

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