冷凝水(氣)對空壓機系統設備管道以及終端設備儀器的禍害

水 ( H₂O ) 對於許多動物與植物是十分重要的生命要素，在許多日常與高科技洗淨更是發揮極大功能；但是，水 ( H₂O ) 與水氣在壓縮空氣系統中卻變成是人人欲除之而後快決定能不能是潔淨乾燥壓縮空氣 ( CDA, Clean Dry Air ) 的重要規範參數，因為空壓機系統產生冷凝水會讓潤滑油乳化 ( 如果貴機構採用有油式空壓機) 、損害電氣控制元件或讓機器設備產生鏽蝕影響精度…等。

台澎金馬屬於海島型氣候，尤其在台灣本島冬天的時候相對濕度約在70%左右，夏天的相對濕度則會更高而落在70%~85%區間。雖然空氣本身可以被壓縮，但是顯形水或隱形水氣是無法被壓縮的，所以當空氣壓縮機開始運轉吸入大氣將空氣壓縮至一定錶壓力的時候，空氣的水氣會有許多因為過飽和 ( 超過相對濕度100% ) 而由隱形水氣變成顯形冷凝水 ( 請參考下列示意圖當大氣被壓縮到8 bar時 )。

大氣中的水氣被空壓機吸入開始壓縮的過程會開始有機會產生冷凝水，但是隨著空壓機機體壓縮產生的壓縮熱以及腔體壓力冷凝水，腔體內的沸點降低為攝氏80℃上下 ( 視設定的壓力而定 )，即將產生的冷凝水又讓壓縮熱蒸發成為水氣排出。

排到儲氣桶的壓縮空氣因為降溫終於開始產生冷凝水 ( 如果空壓機啟停時間很短而打打停停則冷凝水在機體內就開始產生了，如果是有油式空壓機則機體內就會產生油乳化現象 ) ，再利用乾燥機進行捕捉水氣讓壓縮空氣中的含水量大幅下降。

空壓機系統產生的冷凝水或水氣假設相對濕度都相同的情況下，原則上是一種｢壓力與溫度｣變化的結果所產生的狀況。

整個空壓機系統產生冷凝水 ( 水氣 ) 高低的源頭在於上圖的左側三個因素，通風好壞影響環境溫度與乾燥程度，鄰近高潮濕環境也無法渴望大氣中的空氣不充滿水氣! 當然環境溫度除了影響能源效率 ( 環境溫度每上升 3℃ 則能源效率會下降 1% ) 也會影響水氣高低。

空壓機系統產生的冷凝水 (水氣) 的不利影響

讓潤滑油乳化劣化讓機器或裝置壽命縮短

這個影響包括對終端設備儀器的損壞以及對空壓機系統本身的設備與管路，對於後者的影響主要是：

縮短使用壽命：空壓系統各零組件長期接觸水氣會加速老化。
腐蝕與鏽蝕：水氣會腐蝕空壓機內部、儲氣桶、配管與閥件，導致漏氣、降低壽命，甚至造成突發性故障。
堵塞與積垢：冷凝水容易混合油污與雜質形成污泥，堵塞濾網、調壓閥與噴嘴。

許多機器為防止異物或粉塵入侵，會在關鍵部品設計氣封方式來造成類似負壓病房方式避免異物影響精密儀器或精密部品精度 ( 例如 CAD/CAM車機的主軸氣封, 請參考下圖標示位置3- Sealing Air 的功能 )；空氣壓縮後的水氣與冷凝水會造成部品鏽蝕而嚴重影響精密程度。數百萬元與數千萬元的精密儀器設備可能遭受嚴重損害。

損害精密部品與電氣控制元件

精密儀器設備需要氣壓流動的管路通常都有電磁閥或氣壓缸進行作動控制，作動的過程需要透過電磁閥On/Off開關提供或切斷氣源，同時需要有吸磁或者是線圈協同機械元件作動，壓縮空氣中含有冷凝水或水氣將嚴重造成線圈短路燒結以及讓元件部品轉動時的軸承因為劣化的油乳化潤滑油而卡死或故障。

有油式空壓機系統的冷凝油水污染環境

在許多先進國家對於有油式空壓機系統冷凝水排放的油水是有嚴格規範，不得隨意排放，否則會受到國家環保部門的罰款與查驗是否有安裝油水處裡裝置；尤其是有油式空壓機在歐美日…等國必須在排放前做環保處理。例如：日本福原Fukuhara設計開發提供的油水分離器裝置 ( 請參考下圖 )。

冷凝水 (氣) 提供空壓管路細菌孳生條件

如果有細菌需要的食物、酸性環境、溫度、並且經過一段時間、溫度、氧氣與濕度等條件充分之後，細菌與病毒…等微生物會快速孳生並且充滿整個空壓系統管路之中，這個就是科學業界稱的 FAT TOM。所以，我們會瞭解有油式空壓機系統比無油式空壓機系統管路內具有更多的細菌與病毒…等微生物，因為潤滑油成為微生物的食物；無油式空壓機超過攝氏200℃高溫壓縮消滅微生物…。

壓縮空氣含水量影響診療儀器穩定性或產品品質

在半導體、光電產業以及生醫製藥行業，壓縮空氣的潔淨乾燥程度備受關注，甚至有時候會捨棄採用Clean Dry Air (CDA) 而採用成本費用較為高昂的氮氣；主要是這個壓縮空氣需要高潔淨乾燥的規範十分重要，例如：藥錠生產時或者是包裝前使用的壓縮空氣乾燥程度不夠可能會受潮，或者是當下沒有問題而是發生在運輸或者是到達目的地國家的環境溫度較低而讓包裝內的空氣結露而受潮，藥錠就會變質或缺角剝落。

同樣的例子在光學鏡頭封裝過程也是一樣的情況，同樣也是會因為運輸過程或到達全球各地使用會因為環境溫度的變化造成內部鏡頭結露且起霧。

牙醫診所許多診療器械設備以及牙體技術所的高單價設備/噴砂機…等，可能受到空壓機系統管路中具有的冷凝水 (氣) 的危害影響包括：

壓縮空氣中含菌量滋生變高，病患感染或醫護人員健康受影響的機率增加。
精密儀器設備關鍵部品鏽蝕或結水垢影響精度。
噴砂機噴嘴與粉狀物質結合硬化成塊，或者是手機飛輪容易因為堵塞結塊而故障，縮短使用壽命。
其他：例如車機清掃清潔時噴出含有水氣的壓縮空氣汙染氧化鋯塊而造成材料品質受影響….。

上善若水：只要好好善待處理 “冷凝水 (氣) “

其實好好處理空壓機系統中冷凝水 (氣) 的解決方案我們在本篇分享一開始就已經提到了，市面上有許多解決方案的產品與系統可以解決這類需要；但是回歸源頭，最終還是要一開始就好好安排空壓機放置位置的環境條件，做好環境溫度與通風條件，讓環境中的水氣含量較低，然後在系統過程中應對牙醫診所或牙體技術所末端要求的壓縮空氣品質!

新產品訊息：日本 Fukuhara 齒科除菌過濾器

空壓機系統吸入大氣裡的空氣的同時也吸入了大氣裡的微生物，如果壓縮空氣管路中的水氣存在且其他條件滿足時，細菌與病毒…等微生物就會在管路中大量孳生，因此適當的在系統管路中布局過濾裝置是一種必要的作法。

特別是在牙醫診所或醫院牙科部，未來服務工業 GoUseAir Service 服務套裝組合為滿足符合「無菌壓縮空氣」的規範要求，未來服務工業除了下列的長期租用套裝組合服務還會增加提供一組全球業界第一家上市推出的「日本福原Fukuhara除菌過濾器」（除菌效果日本政府驗證LRV>8；除菌活性2.1～5.2）。

一馬力內置乾燥機套裝組合（單相110V)
SLP07EED + 50L不鏽鋼工檢桶 + 精密過濾器。

三馬力內置乾燥機套裝組合（三相220V)
SLP22EFD + 88L不鏽鋼工檢桶 + 精密過濾器。

五馬力內置乾燥機套裝組合（三相220V)
SLP37EFD + 155L不鏽鋼工檢桶 + 精密過濾器。

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