螺桿式空壓機的工作原理

螺桿式空壓機可產生穩定的流量，是各種工業應用的理想選擇。常見的應用包括：小型加工廠、食品與飲料生產、汽車製造、製藥等。

螺桿式空壓機非常適合工業和商業企業，因為它耐用、高效且節能。無論您需要的是直接驅動或皮帶驅動、定速或變速、低馬力或高馬力、CFM 的空氣壓縮機，格蘭登福都有全面的機型可供選擇。

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螺桿式空壓機如何運作？

微油螺桿空壓機是一種多功能的工業機械，可透過連續的迴轉運動，有效地將動力轉換為壓縮空氣。一般稱為雙螺桿壓縮機（圖 1），這種壓縮機由兩個轉子組成，每個轉子都有一組螺旋葉片連接到軸上。

其中一個轉子稱為公轉子，另一個轉子稱為母轉子。不同壓縮機製造商的公轉子上的葉片數量和母轉子上的溝槽數量會有所不同。

然而，為了提高效率，雌性轉子在數字上總是比雄性轉子葉片有更多的谷（溝）。外螺紋葉片就像一個連續滾動的活塞，順著內螺紋溝槽滾動，而內螺紋溝槽就像一個圓筒，不斷地截留空氣並縮小空間。

這種雙螺桿壓縮機可以是無油式或微油式。在油潤滑壓縮機的情況下，會注入機油。

機油具有四種重要功能：

• 冷卻
• 潤滑
• 密封
• 噪音消散

空壓機的目的是將軸功轉換為有用的輸出，即氣流。由於壓縮空氣會產生熱量，所有的熱量都會保留在壓縮室內，這就是絕熱壓縮。如果在壓縮過程中增加或減少熱量，這稱為等溫壓縮。

微油螺桿空壓機的壓縮過程接近等溫壓縮，因為壓縮過程中產生的熱量幾乎都被油所消散。

注入壓縮室的油溫一般控制在 60-700C 之間。排放溫度必須保持在壓力露點以上，以避免濕氣凝結而與油混合。

恆溫閥門可控制循環到油冷器或旁路的油量，以便在較寬的環境溫度範圍內保持所需的溫度。

壓縮空氣和油的混合物離開空氣端，並傳送到一個分離器，在分離器中，大部分的油會利用方向和速度的變化從壓縮空氣中去除。然後使用凝聚過濾器去除剩餘的油，使油的攜帶量非常低（通常為 2-5 ppm）。

空氣後冷卻器

除了冷卻機油之外，空氣後冷卻器也用來冷卻排出的空氣，並去除多餘的濕氣。

在大多數應用中，散熱器型冷卻器 (圖 4) 用於從壓縮過程中提供熱回收，並用於設施加熱。水冷式熱交換器也適用於大多數的旋轉螺桿式壓縮機。

所有空壓機的效率都低於 100%。衡量壓縮效率的最佳方法是查看其等熵效率。壓縮的等熵效率是理想等熵功與實際功之比：

n_c = 等熵壓縮機功 (ws)

實際空壓機工作 (wa)

當我們提高空氣壓力時，溫度會上升，因此流體的熵也會增加。熵是能量損失的量度。與理論上的壓縮機相比，真實的壓縮機需要更多的功才能將空氣壓力提升到相同的出口壓力。

但壓縮效率並不是故事的全部。壓縮機取決於空氣壓縮機的效率和壓縮室，但其總能耗也取決於幾種損耗和組件中各部件的效率。(見圖 5）

實際上，需要有一種測量方法來比較一種壓縮機和另一種壓縮機的效率。

因此使用比能量，該比能量等於在特定時間（分鐘）內將一定量的空氣（立方米）壓縮到特定壓力（巴格）所需的功。測量單位為 kW。

比能量 = 能量 / 單位體積

= 每立方米/分鐘 kW

比能量和壓縮機組的效率取決於其所有組件的效率以及整個系統的壓降。可在進氣閥和吸氣箱、空氣過濾器、管道和油分離器上測量壓降。

• 效率：它們能持續穩定地提供壓縮空氣，這對於需要穩定氣流的應用來說非常重要。其設計可將壓力波動降至最低，從而提高效率並降低能耗。

• 連續運轉：螺桿式空壓機可以連續運轉，無需頻繁啟動和停止，可延長壓縮機的使用壽命，並提高整體系統的可靠性。

• 適應性：螺桿式空壓機可在高低溫環境下運作，即使是在安全性限制其他能源的區域。

• 易於維護：最小的移動和接觸零件使壓縮機容易維護，減少磨損，延長維修間隔，簡化例行檢查和維修。

• 低噪音水平：這些空壓機通常比往復式空壓機更安靜，因此適用於需要注意噪音的環境，例如室內工作場所。