壓縮空氣系統是否需要安裝乾燥機或過濾器,主要還是看實際的應用;例如:自來水廠汙水沉澱池進行汙泥壓縮作業會需要利用到壓縮空氣將壓縮濾袋中汙泥中的水分擠出,然後透過去除水分子縮小壓縮的間隙壓縮成為泥磚,在烘乾燒窯後成為公共建設建材。這樣的應用只需要一定實際排氣風量的空壓機與較大的空氣桶之外,乾燥機與過濾器都是不需要的。
所以是否需要去除冷凝水就好,還是需要連一定水氣都必須去除 (例如:每立方米壓縮空氣僅容許 ? PPM的含水量) 則依據製程與設備保護的觀點來規劃;首先請參考下列的壓縮空氣含水量處理示意圖。

上面分析圖中可以看出,空氣壓縮機至空氣桶過程會產生旋風與降溫作用,約有81.5%的冷凝水會被攔截下來並排出 (如果沒有安裝自動排水器,最好定期每天排水,以免桶內水位過高造成揚起被帶出去)。
接下來,我們通常會依據客戶的應用工況以及長久性或短暫性應用,而決定空氣桶之後安裝冷凍式乾燥機或者是不耗電抓下顯形水的水滴過濾器;倘若是屬於製程或設備需要較乾燥的壓縮空氣,或者屬於長期性的應用條件下,我們都會建議安裝冷凍式乾燥機或甚至是吸附式乾燥機。從上面的分析示意圖來看,採用冷凍式乾燥機可以去除掉整體含水量約14% (也就是說空氣桶與冷凍式乾燥機可以去除掉95.5%的含水量);如果冷凍式乾燥機之後又採用壓力露點-40℃的吸附式乾燥機,則可以再去除掉整體含水量約4.4% (也就是說空氣桶與冷凍式乾燥機可以去除掉99.9%以上的含水量),除非跑到北極或南極圈附近的環境,否則應該找不到冷凝水的蹤跡了!
如果製程或設備對於壓縮空氣中的含水量相對比較不是那麼嚴苛,而且屬於短時間暫時性的臨時應用工況,我們有時候也會在空氣桶後方安裝 水滴過濾器 (請參考下圖) 或 氣水分離器 (請參考下下圖),讓客戶可以快速有可以應用的壓縮空氣來執行任務。兩者的差異在於是否有內置過濾器濾芯 (水滴過濾器安裝有過濾器濾芯,氣水分離器則單純只有固定旋方發生器)。


旋風分離器的結構與作動原理是利用空氣在流動過程中製造螺旋狀的流動路徑,由於水氣與空氣的比重不同,因此透過螺旋狀流動甩尾將水氣甩出凝結成冷凝顯型狀態 (請參考下圖旋風分離器 (又稱氣水分離器或水滴過濾器))。

在空氣桶出口安裝旋風分離器究竟連同先前空氣桶攔截下來81.5%的含水量,究竟有多少的含水量會被擄獲排放? 我們參考各家型錄與實驗文獻發現除水效率 (指顯形冷凝水) 多落在90%~99%之間(例如上圖的SMC水滴過濾器與CKD的氣水分離器都宣告除水效率99%);採用水滴過濾器或氣水分離器則連同前面的空氣桶擄獲攔截下來的冷凝水約佔整體含水量 (指隱形水氣與顯形冷凝水) 的88%~90%左右(以上述案例在操作壓力7 bar (8bar的無油渦卷式空壓機可以抓掉更多冷凝水) 前提下,相對濕度Rh%約40%~45.0% (算是相對較低的水氣))。除非環境溫度下降甚多,原則上出現顯形水的機率會發生在冬天夜間的時候,隔天早上會需要先將管路中的冷凝水排除 (許多牙醫診所會在管路設計手動排水閥就是這個原因)。

短期臨時的應用且製程或設備對於壓縮空氣的乾燥程度要求較沒有那麼嚴苛,我們會採用水滴過濾器或氣水分離器協助客戶臨時使用;長期使用狀況下,我們還是會建議客戶安裝冷凍式乾燥機,原因是乾燥的壓縮空氣對於牙醫診所或牙體技術所都是比較好的方式,不論是降低管路細菌孳生或者是避免高精密設備受損(上圖車機主軸結構)或者影響製程良率! 最近的一個案例如下影片,如果看到下面的管路水氣狀況,那肯定是必須改善且有必要找出原因的! 謝謝 各位前輩!
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