多模組無油渦卷式空壓機對於牙科應用有甚麼益處?

空壓機系統Total Cost of Ownership (TCO) 使用壽命週期內有兩個層次的發現facts：

一 , 購置成本、維護保養成本與運轉電費：不論是國外的研究 (請參考下圖) 或國內的專家分析 (請參考下表)，都說明營運電費是最主要的費用。

空壓機能源成本 : 工研院調查分析

據工研院另一個報告指出：國產100馬力微油定頻螺旋式空壓機生命週期中, 所有的成本費用為 1) 購置成本約新台幣76萬元, 2) 維護成本約75萬元 3) 運轉電費約1,935萬元 (上述圖表每年運轉電費為203.4萬元, 10年則為2,034萬)。

二, 營運電費是空壓機TCO的主要費用，其中部分負載 (Partial Load) 又是十分重要的議題，使用空壓機系統的人都知道，空壓機不會一直都是100%運轉，也不可能都不運轉。因此針對壓縮機能效，冷媒壓縮機特別在意在50%與75%負載時整合性效率 (IPLV; Integrated Partial Load Value) 占有極高權重 (請參考下表)；而變頻空壓機在台灣與國際能效量測中，則以40%, 70%及100%依據不同權重為計算整合性效率的公式 (請參考下下表)。

IPLV 部分負載整合效率

能源局變頻空壓機整合效率公式

因為運轉電費佔整個空壓機系統TCO比重很高，而部分負載又是運轉電費中占有極高比例；如何讓空壓機系統在部分負載時達到最佳能效就成為對使用者非常有利的技術。

多模組無油渦卷式空壓機應對上面的實務需求具有相當程度的契合度；以日本岩田多模組無油渦卷式空壓機20馬力為例 (請參考下圖)，總共有四組5馬力的馬達機體模組，每一個模組都具有獨立電器元件配盤，再由控制器統一指揮調度應對現場用氣需求。這樣的風量供應範圍是 0~1,280L/min @ 8 bar (變頻螺旋式空壓機則通常是33%~100%供氣範圍。

需要多少壓縮空氣就啟動多少模組，不需要時就直接停機Standby而不耗電，這樣的方式比變頻更加省電 (請參考下圖)；因為變頻式空壓機降頻至30%時，耗電仍然到達50%左右，最低頻限制在30%負載是因為在更低馬達散熱就會出問題，且空壓機體回漏造成能效損失會相當嚴重。

多模組無油渦卷式空壓機除了節能之外，因為一個模組即使在保養其他模組也能夠持續運轉，降低停機的風險。而且由於多模組無油渦卷式空壓機透過均等磨潤的控制技術讓運轉時數以馬達啟動運轉累計計算，而且是所有模組都達到相同運轉時數的時候 (請參考下圖實際照片; C1為第一個模組運轉時數127小時, C2為第二個模組運轉時數也是127小時; 整機運轉時間為10,000小時-9,873提醒保養剩餘小時=127小時)，在大多數空壓機系統多落在40%~75%部分負載的工況下，能夠延長機體壽命與保養時間跨距。

舉例 : 空壓機實際每年運轉產生壓縮空氣的時間為4,000小時，IPLV部分負載比重是25%負載的權重是1%、50%負載的權重是42%、75%負載的權重是45%、100%負載的權重是12%。

1. 單模組的20hp螺旋式空壓機總運轉時數 > 4,000小時：因為實際產氣4,000小時; 其他時間可能是馬達空轉模式的空車運轉。
2. 多模組的20hp渦卷式空壓機總運轉時數為1,831小時：4,000 x 1% x 1/4 (四個模組由一個模組運轉) + 4,000 x 42% x 2/4 (四個模組由兩個模組交替運轉) + 4,000 x 45% x 3/4 (四個模組由三個模組交替運轉)+ 4,000 x 12% x 4/4 (四個模組全數運轉) = 100 + 840 + 1,350 + 480 = 1,831小時。

不論從維護保養費用角度或者是節省電費角度，多模組無油渦卷式空氣壓縮機應該都是Total Cost of Ownership的較佳方案!

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