為什麼空壓機需要冷卻?冷卻種類有哪些？

空壓機的簡易原理

空壓機的原理係指將原動機（通常是電動機）的機械能或其他能量(如：電力、柴油、汽油等)轉換成氣體壓力能之機械，以壓縮空氣或其他氣體，使其排氣壓力升高，(以一般低壓、單段壓縮空壓機為例，壓力大約是3~10 kgf/cm2)，進而為其他設備或工具提供動力。主要應用於塑膠射出自動化、鑄造噴塗、CNC加工、氣體製造、吊裝作業升降搬運、清潔除塵、雷射切割、焊接等。 

空壓機為什麼需要冷卻

1. 提升壓縮效能：空壓機在經過冷卻後，由於溫度降低，密度會增加，故其壓縮效能會提升。
2. 降低空壓機機體溫度、延長其壽命：空壓機在運轉時，可能會有機體過熱的情形產生，可能因此損耗機件、縮減空壓機之壽命。
3. 防範意外發生：降低因機件過熱而發生意外之風險，保障安全。
4. 降低排氣溫度：當空氣壓縮比越大時，排氣溫度會越高，可能因而造成機件耗損或有積碳情況產生。

空壓機的冷卻方式

(水冷式空壓機搭配密閉冷卻水塔冷卻原理)

空壓機的冷卻方式基本上分為風冷式和水冷式兩種。

1.風冷式空壓機：結構較簡單，風冷式空壓機冷卻時無須搭配冷卻水塔與泵浦，但易受限於環境條件，散熱效果差，因此必須有良好的通風，風冷式空壓機的熱交換器散熱是透過風機產生之冷卻氣流來達成，其冷卻方式設計及裝設較簡潔便利。在台灣一 般適用於200HP以下之空壓機。 

2.水冷式空壓機：結構較複雜，其運轉溫度較不受環境的影響，散熱效果也較顯著，但須搭配冷卻水塔(認識冷卻水塔)與泵浦進行冷卻，水冷式空壓機的熱交換器散熱是透過泵浦與水塔的水循環來達成，此種散熱方式效率較高。在台灣一般適用於100HP以上之空壓機，進口的許多高壓縮比壓縮機(50HP以上)也採水冷式冷卻方式，這種冷卻方式雖效能較佳，但是也同樣伴隨水質問題。

水冷式空壓機之冷卻水塔選型

在挑選空壓機時，由於壓縮機馬力及所需的壓力不同，導致在計算冷卻能力來選用冷卻水塔時，都會有些許偏差，而許多國外的品牌在國外的測試條件也會與台灣的實際情況有所不同，因此一般專業的冷卻水塔廠商，在規劃空壓機冷卻系統時，都會要求客戶或者廠商提供空壓機的冷卻水量設計，作為計算依據： 

(圖片來源：Ingersoll Rand)

以R75I-X7.0空壓機為例，一般在計算熱量時，會利用下方公式，來獲知生產設備所需的散熱需求：

Q = ( T2 - T1 ) x m

T1: 機台入水溫度 (℃ ℉)

T2: 機台出水溫度 (℃ ℉)

m : 機台所需水流量 (liter/小時)

Q : 機台所產生的熱量 (kcal/hr) 

由上圖可知空壓機在30℃時，流量為77 l/min，溫差為15℃，因此可知其熱量計算方式是：

Q = (T2-T1) x 77 x 60 = 69300 (kcal/hr)

冷卻水塔的選型需要考慮多項指標，像是濕球溫度、循環水量、外在環境等多項因素，因此除了自行計算熱量外，也可以諮詢專業供應商(聯絡我們)來為您做冷卻水塔選型的專業規劃及建議。

水冷式空壓機於台灣地區面臨之問題

在台灣的水冷式空壓機系統中，大多為建廠設計製程冷卻水系統(PCW)或者搭配一對一開放系統作為冷卻系統，而冷卻系統多以開放式冷卻水塔作為設計方案的首選，但是台灣由於水質偏硬，即碳酸鈣問題較多(水垢是如何產生)，因此較常發生冷卻系統因散熱不良造成停機問題，因而許多進口的空壓機資料規格，都會特別寫明要求水質，作為正常運轉的標準。 

如何維持水冷式空壓機良好效能？

常見的空壓機冷卻維持，大致可分為定期保養以及冷卻系統整體改善 

1.定期清洗空壓機及熱交換器的保養與維護：定期清洗空壓機內的冷卻器、板式熱交換器等設備，以此解決冷卻器、熱交換器水垢堵塞問題。但由於清洗水垢必須使用到酸性藥劑，可能會損傷管路，因此需專人定時觀察溫度，必要時才清洗。(熱交換器清洗方式可參考晉惠管路清洗機)

2.冷卻系統整體改善: 由於先天環境問題，水質部分是一大難題，許多客戶使用軟水改變水質，也無法根本解決水垢帶來的突發性停機問題，因此在許多文獻中認為更全面性的解決方案是採用封閉式的冷卻系統 (實績-日月光)，在台灣目前常見的封閉式循環冷卻系統，一般使用密閉式冷式水塔(認識密閉式冷卻水塔原理)來進行冷卻，其較不易產生水垢問題。 

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關於冷卻系統，晉惠公司擁有超過30年冷卻經驗，全台超過2000名以上客戶，也是全台第一家生產密閉冷卻水塔的公司，我們一直致力於協助客戶解決設備堵塞、水垢問題。有任何關於冷卻系統的問題歡迎您電洽 04-26937836或加入我們官方賴帳號 與我們聯繫(聯絡我們)，我們將盡速為您服務，謝謝！