研發實驗室潔淨乾燥壓縮空氣規劃 01: 冷凍式乾燥機選型

台灣冬天的環境溫度一般是攝氏5~15度C, 夏天環境溫度一般是攝氏30~40度C (頂樓機房通風不佳的話通常會達40度C以上) 。環境溫度越高, 空氣中的含水氣量 (相對濕度) 會越高, 2大氣經過壓縮機壓縮之後, 夏天產生的冷凝水會比冬天多出不少。

而螺旋式空壓機出口的壓縮空氣溫度通常=環境溫度+攝氏15度C; 因此夏天頂樓空壓機房通風差者出口溫度約為50~60度C。

在夏天壓縮空氣進入空氣桶經過空氣桶降溫之後, 到乾燥機入口溫度約45度C~55度C。

1. 標準入氣型 : 請參考下表,乾燥機入口溫度最高建議不超過攝氏50度C (通風差夏天就會超過) 。

2. 高溫入氣型 : 請參考下表 : 乾燥機因為預冷設計, 冷媒壓縮機及熱交換器均更高一個框號, 因此入口溫度最高允許到攝氏80度C。

3. 冷凍式乾燥機選型的第一步是至少處理風量不要低於空壓機排氣量的3~5%,最好是高於或相當;因此我們初步選擇TRX-50型的 (7.0m3/min; 每分鐘可處理7.0m3壓縮空氣的機型)(請參考下表)。

4. 然後再依據下表的入氣溫度修正係數及壓縮空氣壓力進行修正(夏天機房環境溫度攝氏32~40度C時):
1) 如果選擇TRX-50J 標準入氣型冷凍式乾燥機, 在乾燥機入氣溫度到攝氏50度C時, 標準入氣型乾燥機在環境攝氏15度C時不產生冷凝水的最高可以處理風量為7.0m3/每分鐘 x 0.5~0.68 x 1.0 = 3.5~4.79m3/每分鐘 –> 意思是說如果有超過每分鐘4.79m3的壓縮空氣經過乾燥機時, 無法確保不會有冷凝水。
2) 如果選擇TRX-50HJ 高溫入氣型冷凍式乾燥機, 在乾燥機入氣溫度到攝氏50度C時, 高溫入氣型乾燥機在環境攝氏15度C時不產生冷凝水的最高可以處理風量為 (實際上以下計算我是用入氣溫度攝氏55度C為基準查補正表係數來進行補正計算) 7.0m3/每分鐘 x 1.1~0.87 x 1.0 = 7.7~6.1m3/每分鐘 –> 意思是說如果有超過每分鐘7.7m3的壓縮空氣經過乾燥機時, 無法確保不會有冷凝水 (實際上同樣攝氏50度C條件下可處理風量約可再提高7%~10%)。
3) 五十馬力螺旋式空氣壓縮機實際排氣量約6.8~7.1m3/分鐘。
4) 因此我們選擇 高溫入氣型, 確保壓縮空氣經過冷凍式乾燥機之後不會產生冷凝水到生產設備現場, 避免製程設備的電磁閥不會有水氣故障, 氣動閥與氣壓缸不會有水氣造成潤滑油乳化故障。
5) 標準入氣型與高溫入氣型的差異主要在於冷媒壓縮機製冷量大小及熱交換器的銅管數量多寡; 因為影響成本甚鉅, 所以許多國產的冷凍式乾燥機設計時是以客戶不會用到滿載100%的狀況, 而是以空壓機滿載風量的70~80%設計, 如果又選用標準入氣型, 則冷凍乾燥效果在夏天(機房通風設計良好則沒問題)通常會造成問題. 影響客戶製程設備與產品良率。

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發表者:科研實驗室空壓機系統

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