壓縮空氣凝結問題

水凝結為壓縮空氣的自然產物及副產品。空壓機產生的水量主要取決於進氣條件、環境空氣品質和壓力。

簡單來說，空氣溫度、濕度、壓縮機尺寸以及所需壓力會決定裝置產生的水量。這些濕氣會影響整個系統，包括管路。高溫、潮濕的空氣含有比冷空氣更多的含水量，因此壓縮機內會形成水蒸氣。

這些水分可以使用以下配件分離，包括：後端冷卻器、冷凝水分離器、冷凍劑乾燥機和吸附式乾燥機。 

一台運行在 7 bar(e) 過壓的壓縮機，會將空氣壓縮至其體積的 7/8。同時，這也使空氣能夠承載的水蒸氣量減少 7/8。

這些因素決定了合適的冷卻器和乾燥機組合。

為了更深入理解壓縮空氣中的濕氣，我們來評估環境溫度、流率 (壓縮機尺寸)、進氣壓力、進氣溫度以及壓力露點 (PDP)。

• 流率或壓縮機尺寸。對於需要較高流率 (CFM 或 l/w) 的應用，系統水分含量也會增加。
• 環境溫度/濕度含量。在較高環境溫度和濕度條件下運作的壓縮機，系統中產生的水蒸氣量會更多。
• 進氣溫度。進入壓縮機的進氣溫度越高，壓縮空氣的水分含量也會越高。
• 壓力。與流率、溫度和濕度不同，高壓等級會降低濕氣等級。如同用力擠壓飽含水分的海綿時，會擠出水一樣。
• 壓力露點 (PDP)。壓力露點是測量壓縮空氣中水分含量的常見方式。PDP 指的是空氣或氣體的水分含量達到飽和狀態，並開始凝結成液態的溫度。PDP 也是空氣無法再容納更多水蒸氣的臨界點。

為了降低壓縮空氣中的水分含量，需要較低的 PDP 等級。這一點尤為重要，因為較高的 PDP 值代表系統內的水蒸氣量較多。PDP 和壓縮空氣中的凝結等級取決於乾燥機的類型與尺寸。

在乾燥系統中，較低的壓力露點代表更高的能源成本，因為去除濕氣需要額外的能量。為了降低運行成本，避免使用超過實際需求的強力乾燥解決方案相當重要。相反地，選擇適合自身特定需求的乾燥系統，才能維持效率並控制費用。

在進行壓縮空氣測試時，瞭解不同類型的可用露點感測器至關重要：

• 電容式露點感測器：這類感測器特別適用於持續監測壓縮空氣系統中的露點。其測量受濕氣等級影響的電容值變化，提供即時資料。使用適當的乾燥機控制器時，這些感測器能夠維持最佳乾燥條件，並幫助節省能源。

• 冷卻鏡式露點測量：這種技術透過冷卻鏡面直至形成凝結，來提供最準確的露點測量。凝結發生時的溫度即為露點。然而，冷卻鏡面裝置價格昂貴，需要頻繁地清潔、訓練有素的操作人員及定期校準，因此不適用於連續監測。

• 濕氣指示器：這是一種經濟實惠的工具，能夠透過顏色變化指示濕氣等級。它可以安裝在空氣乾燥機下游的任何位置。雖然可快速檢視濕氣等級上升的跡象，但並非精確測量工具。

瞭解這些工具可大幅提升壓縮空氣測試程序的有效性。

未經處理的壓縮空氣凝結可能會損壞並帶來氣動系統、氣動馬達和閥門問題。此外，任何連接到系統的元件或機器也可能受到影響，導致最終產品的污染風險。

以下內容進一步說明濕氣所帶來的不良影響：

• 管道系統與設備腐蝕 (如 CNC 及其他製造機器)。
• 氣動控制功能損壞，可能導致昂貴的停機情況。
• 生產設備的鏽蝕與磨損加劇，因為潤滑油會被水分沖刷掉。
• 因變色、品質下降及噴漆附著力降低的風險而造成品質問題。
• 在寒冷天氣下操作，可能會結凍並損壞控制管路。
• 空壓機需進行頻繁維護，且縮短設備使用壽命。

此外，壓縮空氣中的濕氣還會對工廠空氣、儀器空氣、閥門、氣缸以及氣動工具造成許多損壞影響。為了避免不必要的頻繁維護成本與潛在停機時間，建議採取主動防護措施。強烈建議適當執行必要步驟，確保壓縮空氣乾燥、潔淨，以適應您的應用需求。

選擇適當的乾燥方法，主要取決於您的應用是否需要符合品質控制標準的特定要求。

1. 第一步應從壓縮機內部去除壓縮空氣中的濕氣。這一點尤為重要，因為濕氣分離器或後端冷卻器能夠去除 40-60% 的水蒸氣。
2. 即使經過後端冷卻器處理後，壓縮空氣仍然處於水分含量飽和狀態，若未經處理，可能對整體系統造成損壞影響。
3. 由於空壓機的儲氣槽溫度遠低於進入的高溫壓縮空氣，因此使用儲氣槽能夠有效降低水分含量。務必注意的是，潮濕的儲氣槽會收集多餘的濕氣，應每日排放。為防止腐蝕與磨損，這一點相當重要。
4. 如果您的應用需要更進一步去除濕氣，則需要額外安裝外部或內建 (整合式) 乾燥機。 

• 採用冷凍式空氣乾燥機，便是將空氣溫度降低至 3 度 (華氏 37 度)。此過程會使水蒸氣從壓縮空氣中凝結出來。如果冷凍式乾燥機的露點無法滿足需求，則應改用再生式空氣乾燥機。
• 再生式乾燥機可將露點降低到至少 -40 度，使空氣達到極乾燥狀態。這種等級對於噴漆操作、印刷及其他氣動工具應用至關重要。