空壓機系統的設計與規劃
從頭設計工業壓縮空氣系統，為您提供優化效率、節省成本和長期可靠性的獨特機會。本文將引導您瞭解設計符合您目前需求並適應未來需求的系統的基本要素。
規劃高效的壓縮空氣系統
設計空壓機系統時，必須考慮許多參數，並且必須做出許多決定，以滿足操作員的要求、特定的壓縮空氣應用，並達到最低的運作成本。若有必要，也應設計安裝以適應未來的擴充。
重要的是要注意，機器本身以及規劃和安裝僅佔總生命週期成本的一小部分。後續的營運成本，尤其是能耗，佔總成本的大部分。因此，從壓縮機和管道系統到壓縮空氣乾燥機和過濾器 ，所有規劃都應著重於易於維護且高效的技術。另一方面，應使用的壓縮空氣技術類型取決於需要壓縮空氣的應用或製程。
步驟 1：定義場地條件
為了確保大型安裝的高效管路和系統效能，最好將壓縮空氣設備放置在能輕鬆佈線配送網路的位置。理想情況下，它應位於幫浦、風扇等輔助設備附近，甚至是鍋爐房附近。這樣的設定能讓維修和維護更快、更容易進行。
所選建築物應具備能夠搬運壓縮機安裝中最重的組件（通常是電動馬達）的起重設備 。或者，可以使用堆高機來達到此目的。它還應該有足夠的地面空間來安裝額外的壓縮機以供未來擴充。此外，若有需要，間隙高度必須足以吊起電動馬達或類似裝置。
必須安裝地面排水管 或類似裝置， 以管理來自壓縮機、後冷卻器、儲氣筒、乾燥機和其他組件的冷凝水 。必須根據市政法規實施地面排水口。
步驟 2：估計空氣需求量
要計算您的總壓縮空氣需求，請列出所有壓縮空氣用戶、（工具、機器、系統）及其壓力和流量需求。請使用製造商的資料或估計值。盡可能以類似設施作為基準。
將個別需求加在一起後，應用「同步因子」來考慮非連續運作。務必包括洩漏、磨損和未來擴張的保證金。
不同的工具和應用需要特定的流量和壓力等級。以下是常見工具和工業應用的典型空氣需求。
| 應用 | 流量與壓力（美國） | 流量與壓力（公制） | 氣動工具 | 流量與壓力（美國） | 流量與壓力（公制） |
|---|---|---|---|---|---|
| 居家使用 | 1–2 CFM 70–90 PSI |
0.47-0.94 L/s 4.8-6.2 bar |
Airbrush | 0.5–1.5 CFM 20–30 PSI |
0.24-0.71 L/s 1.4-2.1 bar |
| 噴霧槍 | 4–8 CFM 30–50 PSI |
1.89-3.78 L/s 2.1-3.4 bar |
指甲槍 | 1–2 CFM 70–90 PSI |
0.47-0.94 L/s 4.8-6.2 bar |
| 噴砂處理 | 6–25 CFM 70–90 PSI |
2.83-11.8 L/s 4.8-6.2 bar |
輪胎充氣機 | 2–3 CFM 100–150 PSI |
0.94-1.42 L/s 6.9-10.3 bar |
| 各種電動工具 | 3–10 CFM 90–120 PSI |
1.42-4.72 L/s 6.2-8.3 bar |
衝擊扳手 | 3–5 CFM 90–100 PSI |
1.42-2.36 L/s 6.2-6.9 bar |
| HVAC 系統 | 6–12 CFM 80–100 PSI |
2.83-5.66 L/s 5.5-6.9 bar |
氣動棘輪 | 3–5 CFM 90–100 PSI |
1.42-2.36 L/s 6.2-6.9 bar |
| 冷卻 | 3–5 CFM 60–80 PSI |
1.42-2.36 L/s 4.1-5.5 bar |
敲擊鑽 | 3–6 CFM 90–120 PSI |
1.42-2.83 L/s 6.2-8.3 bar |
| 汽車組裝 | 8–15 CFM 90–120 PSI |
3.78-7.08 L/s 6.2-8.3 bar |
噴漆機 | 6–7 CFM 30–50 PSI |
2.83-3.30 L/s 2.1-3.4 bar |
| 食品與飲料包裝業 | 4–10 CFM 70–90 PSI |
1.89-4.72 L/s 4.8-6.2 bar |
研磨機 | 5–8 CFM 90–120 PSI |
2.36-3.78 L/s 6.2-8.3 bar |
在複雜環境中最佳化壓縮空氣效能
在需要使用壓縮空氣的多種應用和工具的複雜環境中，壓縮空氣系統的專用空間可確保最佳效能和能源效率。透過平衡各種需求的空氣輸送，可防止壓降、減少浪費，並即時適應改變的使用模式。
步驟 3：選擇壓縮機尺寸
選擇合適的空壓機，首先要瞭解您的氣流需求。流量以 CFM 為單位測量，並告知您設備高效運行所需的空氣量。由於每個工具或機器可能需要不同的氣流量，因此選擇適合您特定應用的壓縮機很重要。
接下來，考慮所需的操作壓力，以 PSI 為單位測量。氣動工具或噴漆等任務通常需要不同的壓力等級才能有效工作。切勿忘記考慮過濾器、乾燥機或長管道路徑可能造成的壓降。
還要考慮整體應用，這一點很重要。某些用途可能需要更高的空氣品質或更一致的壓力。最後，請考慮壓縮機的功率 ，以馬力或千瓦為單位。雖然功率很重要，但它應支援您已經定義的氣流和壓力需求，而不是單獨驅動選擇。
步驟 4：選擇配件和控制項
正確的設備配置完全取決於您的應用。有些作業可能需要無油壓縮機來保護敏感的製程，而其他作業則可以仰賴噴油機型。
在定速與變速驅動 (VSD) 壓縮機之間的選擇取決於幾個因素，包括空氣需求的穩定性或波動性。VSD 壓縮機通常在需求不斷變化的應用中更有效率，而定速裝置可能適合在恆定負載下操作。此外，所需的空氣純度等級應引導您選擇空氣過濾器和乾燥系統。
高效的空氣乾燥機、高效能過濾器和整合式設定可提高整體系統可靠性、減少維護，並節省空間，特別是根據您的壓力和流量要求量身打造時。
使用壓縮機控制系統也可以避免停機時間。中央控制系統可以管理多台壓縮機。 它 平衡了各個裝置的運作時間，以減少磨損、簡化維護任務，並無縫替換任何故障或離線裝置，確保一致的壓力和不中斷的生產。
專業技巧：將總體生命週期成本降至最低
較低的購買成本似乎很大，但從長遠來看，它會導致更高的支出。預先花費一點錢通常會有所回報，特別是當壓縮機更有效率且更容易維護時。
減少能耗是關鍵，因為能源消耗可能佔空壓機總生命週期成本的 80%。
這就是為什麼選擇專為節能設計的技術和設備很重要。從變頻 (VSD) 壓縮機到熱回 收系統，從一開始就選擇正確的元件可降低營運成本並減少環境足跡。
相關文章
規劃壓縮空氣系統可能會在製程中引發許多問題。如果您想深入瞭解其他相關主題，請閱讀以下相關文章。
