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在現(xiàn)在湖南等中南地區(qū)，經(jīng)常斷電的情況下，如何節(jié)能就成了，社會首要關(guān)注的問題，對于空壓機(jī)來說，節(jié)能不單單是社會的現(xiàn)狀所需要，也是企業(yè)自己如果降低成本的需要。下面上海德耐爾壓縮機(jī)械有限公司就先對如何為節(jié)能先進(jìn)行概述下。
在諸多被經(jīng)經(jīng)使用的能源中，壓縮空氣可說是僅次于電力的普及能源之一，雖然壓縮空氣的使用尚未像電力一樣的深入一般家庭中，但是工業(yè)、礦業(yè)、工程業(yè)、醫(yī)療業(yè)甚至農(nóng)業(yè)都有日趨廣泛的用途，尤其在工業(yè)界的使用量極其可觀，主要是它具有以下幾種其它能源無法取代的特性：
1. 無污染或低污染性，在環(huán)保意識高漲的時(shí)代，壓縮空氣取之于大氣而回歸于大氣，不需要回收處理而完全不會制造污染（經(jīng)過分離、過濾的含油壓縮空氣會有微量的油氣，即使有泄漏的情形發(fā)生也沒有污染環(huán)境的顧慮。
2. 在生產(chǎn)過程中，壓縮空氣可以和絕大部份的產(chǎn)品直接接觸來傳送動(dòng)力而不會傷害產(chǎn)品。
3. 無自燃性，不容易造成公共意外，除了壓力容器需要按照規(guī)定設(shè)置及定期檢查之外，完全沒有引起公害、電殛的顧慮。
4. 溫度不高，不容易引起灼傷、燙傷等重大傷害。
5. 可藉助分離技術(shù)來生產(chǎn)氮?dú)狻⒀鯕�、氫氮或稀有氣體來供應(yīng)特殊用途。
6. 提供非能源用途，例如人員呼吸、水處理、發(fā)酵及化學(xué)反應(yīng)等特定用途。
鑒于壓縮空氣己被各行各業(yè)所廣泛的采用，在工廠大型化及自動(dòng)化的前題下，壓縮空氣的使用與日劇增，而空壓機(jī)在生產(chǎn)能源／壓縮空氣的同時(shí)，本身也在大量的消耗能源，以最普遍的100PSIG (7kg/cm2G)壓縮空氣系統(tǒng)為例，每生產(chǎn)100ICFM的壓縮空氣大約需要消耗20HP的能源，在目前的工業(yè)界動(dòng)輒使用數(shù)千馬力甚至數(shù)萬馬力空壓機(jī)的工廠己為數(shù)眾多，如何節(jié)省如此龐大的能源消耗，確實(shí)是業(yè)者值得深思的課題。
絕大部份的空壓機(jī)都使用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的方式，極少數(shù)的空壓機(jī)會使用蒸汽渦輪機(jī) (Steam Turbine) 或燃?xì)鉁u輪機(jī) (Gas Turbine) 來驅(qū)動(dòng)，在蒸汽過剩或有燃?xì)猓◤U氣）可資利用的行業(yè)使用渦輪機(jī)來驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)確實(shí)有極大的節(jié)能效果。使用渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的案例不多，后敘中空壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式將專指馬達(dá)驅(qū)動(dòng)而言。
二、空壓機(jī)的種類
1. 空壓機(jī)在壓縮空氣的過程中，以空氣是否與潤滑油的混合來分類，可以區(qū)分為有油式及無油式空壓機(jī)兩種，潤滑油對任何機(jī)械設(shè)備都具有潤滑與冷卻的作用，針對有油式空壓機(jī)，潤滑油還具有氣密的作用來提升空壓機(jī)的容積效率，因此，從節(jié)能的觀點(diǎn)來看，有油式空壓機(jī)的能源效率絕對會高于無油式空壓機(jī)。不可否認(rèn)的，壓縮空氣中的油氣會造成甚多使用上的困擾，即使經(jīng)過精密過濾器的處理也無法達(dá)到完全無油的境界，雖然有油空壓機(jī)的能源效率較高，但是，精密過濾器的購置成本以及精密過濾器所導(dǎo)致的壓損、能源損失也相當(dāng)?shù)目捎^，除非氣動(dòng)設(shè)備可以接受含油的壓縮空氣或是壓縮空氣的使用量很少，絕大部份的用戶，尤其是工業(yè)界都己揚(yáng)棄有油式空壓機(jī)。因此，在后敘的章節(jié)中將以無油式空壓機(jī)旳分析介紹為主。
2. 以壓縮的方式來區(qū)分空壓機(jī)可以分為定排量式空壓機(jī) （Positive Displacement Compressor） 及動(dòng)能式空壓機(jī) (Dynamic Compressor) 。各類型空壓機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)會在后文中分別介紹。
(A)定排量式空壓機(jī)的共同特性是藉助空壓機(jī)將密閉于一定容積內(nèi)的空氣施以機(jī)械功來「壓縮」空氣的體積，同時(shí)提升壓力，此類型的空壓機(jī)以往復(fù)式 (Reciprocating) 及螺旋式 (Rotory Screw) 最具代表性及普及性。
(B)任何非直接「壓縮」空氣的體積以提升壓力的方式都可歸類于動(dòng)能式空壓機(jī)，坊間有很多的專門書刊介紹動(dòng)能式空壓機(jī)，在此不再贅述。以其普及性及節(jié)能的觀點(diǎn)來介紹當(dāng)推離心式空壓機(jī)為主流，事實(shí)上，離心式空壓機(jī)又可分為多段同軸式 (Milti-Stage In-line) 及齒輪增速式(Integral Gear) 兩種為主。以多段同軸式與齒輪增速式相比較，多段同軸式無論是體積或是重量都遠(yuǎn)比齒輪增速式龐大的多，當(dāng)然除了造價(jià)較高之外，其能源效率也遠(yuǎn)比不上齒輪增速式，因此，在超大風(fēng)量（市場的區(qū)隔大約在100,000CFM / 170,000CMH） 壓縮特殊氣體（空氣或氮?dú)庖酝獾臍怏w）的用途上尚可見其蹤跡，市場上所常見的機(jī)種當(dāng)首推齒輪增速離心式空壓機(jī)為動(dòng)能式空壓機(jī)的代表，后文中也將以此類型空壓機(jī)為主要的介紹對象。
三、往復(fù)式空壓機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)介紹
在工業(yè)化的進(jìn)展過程中，往復(fù)式空壓機(jī)是最早問市的空壓機(jī)之一，它對工業(yè)界的貢獻(xiàn)是不可抹剎的，即使它己失去了往日的風(fēng)采，逐漸的被螺旋式、離心式空壓機(jī)取代了主導(dǎo)的地位，但是它仍然具有一定的生存空間，可見它仍然存在某些獨(dú)特的優(yōu)越特性是其它類型的空壓機(jī)無法完全超越或取代的。
其優(yōu)點(diǎn)為：
1. 進(jìn)氣、排氣壓力的涵蓋范圍非常廣泛，其至可以滿足4,000PSIG (280kg / cm2G) 以上的需求。
2. 風(fēng)量的涵蓋范圍也相當(dāng)廣泛，雖然在大風(fēng)量的應(yīng)用上己逐漸的被其它類型的空壓機(jī)所取代而退出市場，但是在小風(fēng)量（數(shù)馬力甚至更�。┑氖褂梅秶跃哂邢喈�(dāng)?shù)膬?yōu)勢。
3. 在小風(fēng)量、高壓的應(yīng)用領(lǐng)域，往復(fù)式空壓機(jī)可當(dāng)做增壓機(jī)（Booster） 來使用。
4. 以100PISG (7kg / cm2 G) 為例，兩段式壓縮的往復(fù)式空壓機(jī)在能源效率上的表現(xiàn)即相當(dāng)優(yōu)越，其多變壓縮效率 (Polytropic Efficiency) 大約可達(dá)87％，此標(biāo)準(zhǔn)也是其它類型空壓機(jī)追求突破的標(biāo)的。
5. 氣密性相當(dāng)良好，因此也適合壓縮空氣或氮?dú)庖酝獾奶厥鈿怏w。
6. 采用高強(qiáng)度 (Heavy Duty) 的設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)速低、堅(jiān)固耐用、連續(xù)使用的故障率低。
7. 每段多缸 (Multi – Cylincler) 雙動(dòng)式（Double Acting） 的設(shè)計(jì)，可以采用多階 (Multi – Step Control) 的容積控制方式，對壓縮空氣消耗量極不穩(wěn)定的壓縮空氣系統(tǒng)可以使用0-50-100％的三階控制式或0-25-50-75-100％的五階控制，對節(jié)流控制的效益相當(dāng)顯著。
其缺點(diǎn)為：
1. 在壓力及風(fēng)量上與其它類型空壓機(jī)有重迭的適用范圍，如果采用高強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)的的往復(fù)式空壓機(jī)，其單位風(fēng)量的造價(jià)相當(dāng)高。
2. 直立式、Ｖ式、Ｗ式或Ｌ式的設(shè)計(jì)大部份都有不同程度的不平衡，因此，運(yùn)轉(zhuǎn)中會產(chǎn)生不同程度的振動(dòng)，在安裝基座的設(shè)計(jì)上，除了要考慮其靜荷重外，還應(yīng)考慮其動(dòng)荷重才能避免不必要的后遺癥。
3. 類似引擎的設(shè)計(jì)，零件種類繁雜，其中需要定期更換的消耗性零件數(shù)量、項(xiàng)目相當(dāng)多，不僅維修成本高而且維修時(shí)間長，這也是往復(fù)式空壓機(jī)在某些應(yīng)用范圍逐漸退出市場競爭行列的主要因素。
4. 往復(fù)式空壓機(jī)有吸氣及排氣的行程，因此，排氣是非連續(xù)性的間歇?jiǎng)幼鳎?dāng)然會造成相當(dāng)明顯的壓力脈動(dòng)現(xiàn)象，管路設(shè)計(jì)工程師必須經(jīng)過仔細(xì)的核算才能避免壓力脈動(dòng)所可能造成的損失。
5. 閥片、活塞環(huán)、密合墊等消耗性零件的狀況是否良好，直接影響到空壓機(jī)的能源效率，在缺乏其它檢測設(shè)備時(shí)，空壓機(jī)的能源效率是否因?yàn)閮?nèi)部的泄漏而逐日下降？對一般用戶而言，實(shí)在是一件相當(dāng)令人困擾而難以掌控的事實(shí)。
四、螺旋式空壓機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)介紹
螺旋式空壓機(jī)的問世起于有油螺旋式，它在市場上的表現(xiàn)確實(shí)是非常優(yōu)異，無油螺旋式沿襲了市場上對有油螺旋式的良好觀感，在初問世時(shí)確實(shí)在市場上造成不小的震憾力，經(jīng)過實(shí)際使用的嚴(yán)酷考驗(yàn)己逐漸式微，當(dāng)然有其癥結(jié)所在，究其原因，從下列優(yōu)缺點(diǎn)的比較可窺其一二。
]其優(yōu)點(diǎn)為：
1. 產(chǎn)品規(guī)格化較容易，在一定的風(fēng)量范圍，轉(zhuǎn)于的真徑、形狀的可維持不變而僅需要將螺桿轉(zhuǎn)子加長、縮短來適合不同風(fēng)量的需求，此特性確實(shí)可以降低制造成本來幫助市場的競爭能力。
2. 與往復(fù)式空壓一樣具有定排量空壓機(jī)的共同的特性－排氣壓力有相當(dāng)廣闊的變化范圍。
3. 空壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，在連續(xù)使用的表現(xiàn)上也相當(dāng)良好，同時(shí)較往復(fù)式空壓機(jī)大幅減少了很多的消耗性零件，具有保養(yǎng)容易的優(yōu)點(diǎn)。
4. 螺旋式空壓機(jī)的噪音度幾乎可說是所有空壓機(jī)中最高的，噪音度視風(fēng)量大小而定，往往都超過100dbA以上，因此螺旋式空壓機(jī)必須配備隔音罩，也因此給人較為美觀的良好印象。
5. 可以使用節(jié)流控制。
其缺點(diǎn)為：
1. 陰、陽螺桿之間必須存在的間隙，造成氣密性不甚理想，是無油螺式空壓機(jī)的能源效率不佳的主要原因，甚至可說是相同容積的各類型空壓中最差的（在相同條件下，以兩段以上壓縮的各類型空壓機(jī)相比較。
2. 空壓機(jī)本體僅有３～５年的壽命，換修空壓機(jī)本體的技術(shù)又往往被原制造廠保留，因此，更換整組空壓機(jī)本體的成本一般都會超過購置新機(jī)的六成，這也是使用者對此類型空壓機(jī)更大的詬病。
3. 在長期運(yùn)轉(zhuǎn)后長期停機(jī)，空壓機(jī)本體內(nèi)的轉(zhuǎn)子「卡住現(xiàn)象」履見不鮮，備用空壓機(jī)變成極不可靠的備用狀態(tài)。
4. 在理論上，定排量的空壓機(jī)屬于等容變壓 (Constant Volume, Variable Pressure) 的空壓機(jī)，每壓縮段單氣缸的螺旋式空壓機(jī)不具有節(jié)流作用。凡是采用節(jié)流控制的螺旋式空壓機(jī)，其方式不外
（A）部份旁通的方式；(B)節(jié)制進(jìn)氣量的方式。不論采用以上任何一種設(shè)計(jì)，雖然有某些程度的節(jié)流效果，但是在節(jié)能的效益上并不如想象中
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機(jī) 空壓機(jī)修訂日期：2011-05-17
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