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活塞式與迴轉式空壓機:探索空壓機技術差異

選擇迴轉式空壓機或活塞式空壓機:您需要知道的資訊

不確定最適合您業務的是活塞式空壓機還是迴轉式空壓機嗎?探索活塞式和迴轉式空壓機之間的差異,以做出明智的決策。

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談到針對工業需求選擇空壓機,您可選擇的主要類型通常包括迴轉式空壓機和活塞式空壓機。每個類型都有不同的優缺點,因此如要最佳化效能、效率和成本效益,您的選擇相當關鍵。是時候深入了解其中的複雜細節,利於您做出符合營運需求的明智決策。

什麼是工業空壓機?

工業空壓機是透過降低氣體體積來增加氣體壓力的裝置。空壓機是各種產業不可或缺的設備,可將動能轉換為儲存在加壓空氣中的潛在能源,為工具、機器和程序提供動力。

活塞式與迴轉式空壓機的優缺點:

活塞式空壓機:

  • 優點:符合小型應用的成本效益,壓力比高且設計簡單。

  • 缺點:由於移動零件較多,因此需要更多維護,連續作業時的效率較低,且運轉噪音可能較大。

迴轉式空壓機:

  • 優點:適合連續運作,運轉噪音較小,對大型應用來說較節能。

  • 缺點:初期成本較高,且可能需要較複雜的維護。

選擇工業空壓機時應考量的因素

選擇工業空壓機時,必須考量符合能源效率、噪音等級、維護、備援和價格等數個主要重點領域因素。阿特拉斯·科普柯提供一系列符合這些顧慮的產品,確保您能找到符合特定需求的壓縮機。

節能

空壓機的用電在工業用電量中佔極高的比率,因此節能非常重要。與傳統的定速型號相比,阿特拉斯·科普柯的 5-37 VSDs 有內建的變頻 (VSD) 技術,因此是市面上最節能的空壓機,平均可降低 60% 的耗電量。這項技術可配合空氣需求調整馬達速度,將用電量降至最低並減少運轉成本。

如果尚未準備投資 VSD 技術,阿特拉斯·科普柯提供 GA 11-30 FLX 雙速空壓機,較傳統的定速空壓機節省高達 20% 的用電。GA FLX 系列提供傳統定速空壓機無法達到的雙位數節能效率,專為提供雙位數節能效率而開發與打造,所有定速空壓機皆無法比擬。 

噪音等級

噪音等級是工作環境舒適度及符合健康與安全規範的關鍵。阿特拉斯·科普柯空壓機在運轉時極為安靜,部分機型如 VSD+ 空壓機的運轉音量可低達 62 分貝。這些空壓機有降噪機殼與創新的冷卻風扇設計,適合放置在工作空間附近,不會造成干擾。

維護

定期維修和維護對空壓機的使用壽命和效率至關重要。阿特拉斯·科普柯提供受過原廠訓練的維修技師和原廠零件的全國網路,確保您的設備能以最高效率運作。定期維修 OEM 零件可避免停機並維持能源效率。

價格

雖然初期資本支出是重要考量因素,但也應評估總持有成本,包括能源、維護及潛在停機成本。

阿特拉斯·科普柯空壓機的設計考量最低總持有成本,並提供多種資金選項,以因應不同的預算需求。

如有連續運作和大量空氣需求,迴轉式空壓機是熱門選擇。與活塞式空壓機相比,迴轉式空壓機的特點是高能源效率、高可靠性及低維護需求。

針對連續運作與較大量的空氣需求,阿特拉斯·科普柯迴轉式空壓機是較合適的選項。基於優異的可靠性與能源效率,建議您採用 GA 系列的噴油迴轉式空壓機。這系列的空壓機可在高達攝氏 46 度的溫度下運作,並能持續保持效率。

以下是選擇迴轉式空壓機時應考量的幾個特定層面:

節能

迴轉式空壓機通常比活塞式空壓機更節能,特別是配備變頻 (VSD) 技術的機型。VSDs 可配合空氣需求調整馬達速度,減少能源浪費

等熵效率是空壓機效率的測量方法,百分比較高表示性能較佳。迴轉式空壓機的最大等熵效率約為 92%,因此可節省大量能源

價格與總持有成本 (TCO)

雖然迴轉式空壓機的初期成本可能高於活塞式空壓機,但通常會因為效率提升和維護成本降低,而有更低的 TCO。TCO 包括購買價格、能源消耗、維護和任何停機成本

可靠性與耐用性

迴轉式空壓機以其可靠性和耐用性著稱。迴轉式空壓機的移動零件較少,表示磨損與破損會較少,也較能持續保持穩定效能。

在要求嚴苛的工業環境中,停機時間可能會造成高昂代價,因此可靠性至關重要。

噪音等級

噪音等級是工作場所中需考量的重要因素。迴轉式空壓機運轉時通常比活塞式空壓機更安靜,因此能夠置於離工作場所更近的地方,不會造成嚴重的噪音干擾。

維護

迴轉式空壓機的設計較簡單且移動零件較少,可降低維護成本和維修需求。然而,請務必考量是否所選品牌和型號的維修技師和備用零件的供應能力。

如有連續運作和大量空氣需求,迴轉式空壓機是熱門選擇。與活塞式空壓機相比,迴轉式空壓機的特點是高能源效率、高可靠性及低維護需求。

針對連續運作與較大量的空氣需求,阿特拉斯·科普柯迴轉式空壓機是較合適的選項。基於優異的可靠性與能源效率,建議您採用 GA 和 GA FLX 系列的噴油迴轉式空壓機。這系列的空壓機可在高達攝氏 46 度的溫度下運作,並能持續保持效率。

以下是選擇迴轉式空壓機時應考量的幾個特定層面:

節能

迴轉式空壓機通常比活塞式空壓機更節能,特別是配備變頻 (VSD) 技術的機型變頻 (VSD)。VSD 空壓機 (例如第三代 VSD 空壓機、GA VSDs),會配合空氣需求調整馬達速度,以減少能源浪費。然而,如果這些智慧型 VSD 空壓機的初期投資成本過高,GA FLX 系列的雙速空壓器是最理想的節能替代選擇。  

等熵效率是空壓機效率的測量方法,百分比較高表示性能較佳。迴轉式空壓機的最大等熵效率約為 92%,因此可節省大量能源

價格與總持有成本 (TCO)

雖然迴轉式空壓機的初期成本可能高於活塞式空壓機,但通常會因為效率提升和維護成本降低,而有更低的 TCO。TCO 包括購買價格、能源消耗、維護和任何停機成本

可靠性與耐用性

迴轉式空壓機以其可靠性和耐用性著稱。迴轉式空壓機的移動零件較少,表示磨損與破損會較少,也較能持續保持穩定效能。

在要求嚴苛的工業環境中,停機時間可能會造成高昂代價,因此可靠性至關重要。

噪音等級

噪音等級是工作場所中需考量的重要因素。迴轉式空壓機運轉時通常比活塞式空壓機更安靜,因此能夠置於離工作場所更近的地方,不會造成嚴重的噪音干擾。

維護

迴轉式空壓機的設計較簡單且移動零件較少,可降低維護成本和維修需求。然而,請務必考量是否所選品牌和型號的維修技師和備用零件的供應能力。

比較活塞式與迴轉式空壓機時,請務必瞭解兩者運作上的差異,以及這些差異與兩者各別適用於特定工作有何關聯。活塞式空壓機又稱為往復式空壓機,通常用於需要短促強烈氣流的應用。反之,迴轉式空壓機是為需要長時間保持穩定氣流的應用所設計。

運作差異

活塞式空壓機的運作方式是將空氣吸入汽缸,並以往復式活塞壓縮。這類裝置通常最適合較少量的空氣需求,且負載循環約為 60-70%,表示需要定期關閉機器以避免過熱。

另一方面,迴轉式空壓機則使用兩個聯鎖轉子來壓縮空氣,並經過液體冷卻,可達成 100% 負載循環,並能連續運作而不會有過熱的風險。

節能

迴轉式空壓機通常比活塞式空壓機更節能,輸入能量的每單位可提供更多空氣。例如,活塞式空壓機通常每分鐘每馬力 (hp) 提供 3-4 立方英尺 (cfm),而迴轉式空壓機則每 hp 提供 4-5 cfm。此效率在電力成本高昂時特別有幫助。

空氣品質

壓縮空氣的品質是另一個考量。活塞式空壓機在較高的內部溫度下運作,可能會導致壓縮空氣中含更多水分,因此可能需要額外的乾燥和清潔組件。迴轉式空壓機在較低的溫度下運轉,且通常內建後端冷卻器來降低空氣溫度,進而提升空氣品質。

維護與耐用性

迴轉式空壓機的移動零件比活塞式空壓機少,因此可減少磨損與破損,降低維護需求。雖然活塞式空壓機的設計較簡單,維護也較容易,但由於移動零件較多,因此通常需要更頻繁維護。

噪音與空間需求

迴轉式空壓機運轉時更安靜,所需空間也比活塞式空壓機小,因此適合更靠近工作區。

總持有成本

迴轉式空壓機的初期成本可能較高,但長期下來,因為效率提高且維護成本降低,總持有成本可能較低。總持有成本包括購買價格、能源消耗、維護與停機成本。

運轉成本與能源效率

迴轉式空壓機的運轉成本通常較低,長期下來的能源效率較高,尤其是在連續作業的情況。然而,對於較小或較不頻繁的應用,活塞式空壓機可能較節省。

基於優異的能源效率,建議使用阿特拉斯·科普柯配備 VSD 技術的 GA 系列。具體而言,GA 5-37 VSDˢ 型號可大幅節省能源,而且其設計可將能源消耗降至最低。

選擇合適的空壓機時,根據需求考量空壓機的負載循環相當重要。負載循環是指空壓機可以持續運轉而不需要暫停以冷卻的時間百分比。比較迴轉式與活塞式空壓機等不同類型的空壓機時,此概念格外重要,因為這會直接影響其是否適用於各種應用。

定義與重要性

負載循環的計算方式是將空壓機的運轉時間除以總循環時間 (運轉時間加上休息時間),並以百分比表示。例如,如果空壓機在 10 分鐘的週期內,運轉 6 分鐘並休息 4 分鐘,負載循環則為 60%。請務必瞭解負載循環,以免空壓機過度運轉,可能會導致過熱和潛在故障。

迴轉式空壓機

迴轉式空壓機以 100% 負載循環的能力著稱,因此非常適合需要連續氣流的應用。這些空壓機的設計有噴油等冷卻機制,可持續運轉且不會過熱。對於有長時間壓縮空氣需求的產業設置 (例如製造程序、食物處理和製藥業),這項功能特別實用

活塞式空壓機

另一方面,活塞式空壓機更適合負載循環較低的應用。其負載循環通常介於 25% 到 75% 之間,表示在循環之間需要休息一段時間來冷卻

這些空壓機適合需要短促強烈氣流的工作,而非連續運轉的工作。應用範圍可能包括 DIY 專案、小型工作坊或任何有間歇性空氣需求的情況。

選擇正確的空壓機

選擇空壓機時,請務必考量與您特定空氣需求相關的負載循環。針對連續或高容量空氣需求,100% 負載循環的迴轉式空壓機更為合適。針對間歇性或較少量的空氣需求,具較低負載循環的活塞式空壓機可能已足夠。

比較迴轉式與活塞式 (往復式) 空壓機時,主要的差異在於每種類型的移動零件數量。此差異會顯著影響維護需求、使用壽命與整體可靠性。

迴轉式空壓機:移動零件較少

迴轉式空壓機的特性是有兩個聯鎖轉子,可在空氣通過空壓機時壓縮空氣。與活塞式空壓機相比,迴轉式壓縮機的移動零件較少,因此有許多優點:

  • 減少磨損與破損:由於移動零件較少,因此零件磨損的機率較低,可延長使用壽命,長期下來便可減少維護成本

  • 提升可靠性:迴轉式的設計簡單,使其可靠性較高。移動零件越少代表可能會發生故障的組件越少,讓迴轉式空壓機成為有持續運轉需求時的可靠選擇

  • 簡化維護程序:雖然迴轉式空壓機仍需要維護,但維護頻率和複雜度通常低於活塞式空壓機,可降低長期維護成本。

活塞式空壓機:移動零件較多

活塞式空壓機的運作方式為使用往復式活塞壓縮汽缸內的空氣。此設計本質上即需要較多移動零件,包括活塞、連桿和閥。這些移動零件會以數種方式影響運作:

  • 增加磨損與破損:移動零件的數量越多,就會造成越多的磨損與破損,可能會縮短空壓機的使用壽命,需要更頻繁維護和更換零件。

  • 較高的維護需求:由於其設計,機器經常需要更頻繁的維護,以處理多個移動組件的磨損與破損。雖然其設計使維護作業較為容易,但整體維護需求可能會較高。

  • 間歇性作業提升可靠性的可能性:雖然面臨這些挑戰,但是這些空壓機在不需要持續運作的應用中可能非常可靠。其設計非常適合空壓機可以在作業間休息並冷卻的環境。

在評估迴轉式與活塞式空壓機對能源消耗的影響時,請務必考量各類型的效率,特別是在連續運作的情況下。

迴轉式空壓機:能源效率較高

迴轉式空壓機通常比活塞式空壓機更節能,尤其是在使用於連續運作的情況下。可達到此效率的原因有幾個:

  • 變頻 (VSD):配備 VSD 的迴轉式空壓機,能配合空氣需求調整馬達速度,大幅減少能源浪費。

  • 連續運轉:迴轉式空壓機是為 100% 負載循環而設計,可持續運轉而不需休息時間,能在運轉期間持續維持效率。

  • 內部溫度較低:迴轉式空壓機在較低的溫度下運作,因此可減少冷卻和空氣處理程序所需的能源。

活塞式空壓機:連續作業時的效率較低

活塞式空壓機適合間歇性作業,在需要持續運轉時,能源效率便會降低。這是因為:

  • 間歇性負載循環:其設計為運轉時間較短且需休息時間,可能導致在進行連續作業時效率不彰。

  • 運轉溫度較高:內部溫度較高,可造成需消耗較多能源進行冷卻和空氣處理。

減少能源消耗的技巧

如要減少能源消耗,建議您:

  • 避免外洩:避免壓縮空氣系統中有任何外洩情形,並盡可能減少運轉壓力。每降低一巴的系統壓力,能源消耗量就會減少約 7%。
  • 預先冷卻進氣口:降低吸收溫度可以減少能源消耗。溫度每降低 1°C,能源消耗量就會減少 0.65%。

  • 定期維護:根據建議時程更換過濾器並維護空壓機,有助於維持能源效率。

  • 最佳化過濾:迴轉式空壓機中的過濾組件效率高,有助於提升整體系統效率並節省能源。

阿特拉斯·科普柯的節能解決方案

阿特拉斯·科普柯的 GA 5-37 VSDˢ 迴轉式空壓機,是市場上的能源效率領導者。相較於定速的機型,此機型可節省高達 60% 的能源。其效率的關鍵在於其可變頻 (VSD) 技術,可讓空壓機自動配合空氣需求調整馬達速度,大幅減少能源浪費。

阿特拉斯·科普柯的 GA FLX 是效率最高的非 VSD 空壓機,因為相較於傳統的定速機型,可節省高達 20% 的能源。 

有助於提升能源效率的功能

  • 變頻 (VSD):VSD 技術是阿特拉斯·科普柯迴轉式空壓機的特點,能將能源用量密切配合空氣需求,大幅節省能源。

  • 低帶油量:阿特拉斯·科普柯油潤滑式機器的帶油率低 (低達 3 ppm),可確保減少油霧分離程序的能源浪費。

  • 輕巧設計:這些空壓機的體積較小,特別是配備整合式冷凍劑乾燥機的「全功能」款式,可縮小安裝空間並透過延伸設備減少運作所需的能源。

  • 先進的馬達與驅動系統:相較於傳統的定速設計,部分阿特拉斯·科普柯空壓機採用內部永久磁鐵馬達驅動和變頻器系統,可節省高達 50% 的能源。

選擇空壓機時,噪音等級和空氣品質是重要的考量,尤其是在室內環境。阿特拉斯·科普柯的迴轉式空壓機經過精心設計,能夠有效解決這些疑慮。

噪音等級

阿特拉斯·科普柯的迴轉式空壓機運轉時相當安靜,適合在不能受噪音干擾的室內環境使用。例如,阿特拉斯·科普柯的 VSD+ 空壓器運轉的噪音等級可低至 62 分貝,比一般對話的聲音還小。

因為有下列數項設計的功能,才能達到如此低的噪音等級:

  • 創新的 VSD+ 技術:VSD+ 空壓機配備可吸收聲音的完整或部分機殼,能將噪音等級降至低於 60 dB,並可置於生產線旁,不會干擾操作員。

  • 降低機械噪音:這些空壓機中的馬達與螺旋元件之間沒有聯軸器或齒輪,讓空壓機能安靜運作。

空氣品質

阿特拉斯·科普柯的空壓機不僅安靜,還能確保提供高品質的空氣,對許多應用而言非常重要。GA 系列的噴油迴轉式空壓機提供多種版本,符合不同的空氣品質標準,包括定速、雙速和變速驅動版本

高品質的空氣主要來自於下列功能:

  • 噴油:噴油迴轉式空壓機的數種功能皆需要油,包括冷卻、潤滑和降噪,進而提升整體空氣品質

  • 先進的空氣處理:阿特拉斯·科普柯提供先進的空氣處理技術,例如針對低露點需求的冷凍乾燥,以及針對更低露點的乾燥劑乾燥,確保空氣符合特定純淨度等級。

對室內環境的優勢

阿特拉斯·科普柯的迴轉式空壓機,同時具低噪音等級與高空氣品質,特別適合室內環境。這些空壓機可以放在更靠近工作空間的位置,不會造成噪音干擾或危害空氣純淨度,對於醫療設施、實驗室和食品處理產業的應用而言相當重要。

特定的噪音等級

阿特拉斯·科普柯提供空壓機噪音等級的詳細資訊,讓客戶能根據自身的特定需求做出明智決策。舉例來說,G/GX 系列是比活塞式空壓機更安靜的替代選項,噪音等級最多可降低 13%。