Vapor Compression Systems

在蒸汽系統中，高壓製程使用後的冷凝水（Condensate）會通過怯水器（Steam Trap）排放。由於冷凝水本身帶有高溫高壓，一旦進入壓力較低的怯水回收水槽，就會因為減壓而激烈沸騰，產生大量的閃蒸汽（Flash Steam）。

在工廠中，這些閃蒸汽通常直接從水槽排空管「冒白煙」排走，造成極大的熱能與水資源浪費。

如果在怯水回收水槽加裝水蒸氣壓縮機（Steam Compressor / Thermo Compressor 或 VBR 系統），將閃蒸汽回收利用，可以帶來以下顯著效益：

1. 顯著的節能與熱能回收（Energy Saving）
   回收閃蒸汽潛熱：閃蒸汽雖然壓力低，但它含有高達約 2,200 kJ/kg 的汽化潛熱（Latent Heat）。
   升壓再利用：水蒸氣壓縮機（或熱泵系統）投入少量的機械能或高壓動力蒸汽，將這些低壓閃蒸汽「壓實」成壓力更高、溫度更高的飽和蒸汽。
   重回製程：原本浪費掉的蒸汽，可以重新送回工廠的蒸汽管網，供熱水加熱、預熱製程或低壓伴熱使用，直接減少鍋爐燃料（天然氣或煤）的消耗。
   
2. 減少水資源與化學藥劑損耗（Resource Saving）
   水資源回收：閃蒸汽排空意味著純淨的蒸餾水在蒸發流失。加裝壓縮機將其回收並在系統內冷凝後，這些高品質的冷凝水可以 100% 回到鍋爐作為補給水。
   節省水處理成本：回收的水是完全去離子的純水，能大幅減少鍋爐補給水所需的軟化、除氧等化學藥劑處理費用，同時降低鍋爐排污（Blowdown）的頻率與熱損。
   
3. 解決工廠「冒白煙」的環保與社會視覺問題（ESG – Environmental / Social 面向）
   消除視覺污染：許多工廠頂樓或煙囪排放的大量白煙（其實是水蒸氣），常引起周邊居民誤會為空污而遭到檢舉。
   減少熱污染：閃蒸汽直接排放會加熱廠房周圍空氣，回收閃蒸汽能改善廠區週邊的微氣候，建立綠色環保工廠的良好企業形象。
   
4. 財務效益與政策合規（Governance & Financial）
   降低碳費/碳稅衝擊：由於鍋爐燃料消耗減少，直接降低了企業的 Scope 1 碳排放。在台灣進入碳費徵收階段（特別是針對排碳大戶），能實質減少每年的碳費支出。
   投資回收期短：蒸汽系統的廢熱回收通常效率極高，搭配適當的系統設計，其節省的燃料費用與水費，往往能讓這項設備在 1.5 至 3 年內達到還本（ROI 表現優異）。
   

超高溫蒸汽壓縮機

目前，單螺桿蒸汽壓縮機已經能夠產出195℃飽和蒸汽。 這個溫度是目前螺杆壓縮機產品化的最高溫度。195℃以下飽和蒸汽， 在工業應用領域內，適合於大部分工業行業。

單螺桿壓縮機工作原理

單螺桿壓縮機內部結構

壓縮機特點優勢

各類型水蒸氣壓縮機特性比較

嚙合型單螺杆水蒸汽壓縮機的優勢

• 由於嚙合零件為非金屬/金屬，可使用水作為潤滑液，因此壓縮水蒸汽有天然的優勢。
• 由於是嚙合型壓縮機，所以洩漏量小，滿負荷和部分負荷能效高，等熵效率＞70%，容積效率＞90%。
• 壓縮機運行工況範圍廣，可以達到 10%~100%。
• 壓縮機使用變頻馬達進行流量調節，無滑閥。
• 壓縮機單級壓比高，在保證效率的情況下，單級可以達到13倍的壓比。也可以在負壓狀態下工作，抽真空最高可以抽至 1kPa（絕壓）。
• 壓縮縮機星輪片採用複合材料（層壓板，極限耐溫在240℃，可以在204℃以下長期穩定運行。
• 壓縮機軸承腔與壓縮腔用雙端面機械密封隔離開來，具獨立的潤滑油泵供給壓縮機軸承和機械密封提供潤滑及密封壓力，保證壓縮機安全穩定的運行。
• 單螺杆水蒸汽壓縮機星輪片、主軸、星輪軸對高溫均經過特殊設計，使壓縮機在高溫環境下能穩定運行。

單螺桿蒸汽壓縮機 1Ton/h 蒸汽增壓溫升和軸功率對照表

水蒸氣壓縮機運行範圍

噴水產生水蒸氣

適合的噴水溫度，可以提升蒸汽產量最多15%，實際產生蒸汽的數量取決於壓縮機工況。

單螺桿蒸汽壓縮機 1Ton/h 蒸汽增壓壓升和軸功率對照表