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圧縮空気生成の全コスト

圧縮空気がなければ、業界全体を停止させなければならなくなります。その用途はあらゆるところにあります。圧縮空気は、電気、水、ガスに次いで「第4のユーティリティ」とみなされています。             

しかし、その汎用性にはコストが伴います。圧縮空気を生成して消費することは、他のユーティリティよりもはるかに費用がかかります。たとえば、産業部門で消費されるすべてのエネルギーの10%が圧縮空気に使用されていると推定されます。つまり、生産設備に圧縮空気を供給するために、毎年多額が費やされています。 

そのため、圧縮空気を節約したい企業は、エネルギー消費量に着目する必要があります。エネルギー消費量は、他のすべてのコスト要因の合計よりもはるかに大きな要因になっています。実際、圧縮空気生成コストの約80%はエネルギーに費やされています。これは、コンプレッサやメンテナンス、維持管理への初期投資よりもはるかに多くなっています。 

圧縮空気のコストについて知り、低く抑える方法を学ぶ

圧縮空気システムの包括的な概要

圧縮空気の用途に必要なものは、コンプレッサのみです。ほとんどの圧縮空気およびガス用途では、必要な場所に高品質の空気を供給する完全なシステムが必要です。

節約の可能性を特定する方法を紹介します。まず、企業の圧縮空気のニーズと、必要な圧縮空気システムを構成するすべてのコンポーネント(および関連コスト)を確認します。 

この情報を使用して、マネジャーは、これらのコンポーネントと関連するプロセスを最適化する方法を決定できます。 

ただし、圧縮空気システムの個々の部分を検討する前に、企業は現在導入されているシステムではなく、将来導入される予定のシステムを計画する必要があることに注意してください。

たとえば、企業が生産規模を拡大したり、新しいプロセスを追加したりする準備ができている場合、現在の需要だけでなく、将来のニーズに合わせて計画することが有益です。これは、企業の要件と配管システムのサイズに基づいて適切な組み合わせを選択する場合に特に重要です。  

圧縮空気システムのすべてのコンポーネント

1. エアコンプレッサ

まず、コンプレッサ自体があります。上記のように、装置の初期価格は、コンプレッサの総所有コストのごく一部にすぎません。エネルギーコストが全体的なコストの大部分を占めているため、多くのエネルギーを使用する効率の低いコンプレッサを購入することは理にかなっていません。代わりに、エネルギー効率の高いコンプレッサへの投資は、コンプレッサの寿命を通じて最も費用対効果の高い選択肢となる可能性があります。

作業に適したコンプレッサを選択する場合、空気の需要が重要となります。エア供給が安定している場合は、固定速度コンプレッサが最適なソリューションとなる場合があります。ただし、空気需要が変動する場合は、可変速駆動(VSD)を搭載したモデルが理想的な選択肢となります。

大規模なメーカーや生産施設では、多くの場合、複数のコンプレッサが必要となります。これらは、空気需要に応じてオンとオフを切り替えることができ、追加の柔軟性を提供します。 

2. ドライヤとフィルタ

次に、ドライヤフィルタがあります。一部の用途では、空気の品質はほとんど重要ではありません。しかし、他の多くの場合、高品質の空気が不可欠です。特に食品製薬業界では、空気中の汚染物質が最終製品に入らないようにするだけでなく、下流の装置を腐食や汚染から保護することも重要です。

これは、低品質の圧縮空気の隠れコストを示す良い例です。短期的には、ドライヤやフィルタに投資しないほうが安いかもしれませんが、最終的には高額な費用が発生します。 

ドライヤとフィルタを選択する場合は、用途に基づいて適切な技術を選択することが重要です。これにより、空気が通過するときの圧力降下が制限されます。コンプレッサと同様に、エネルギーはドライヤの総所有コストの主な要因です。そのため、VSD技術を採用したドライヤも提供していることは注目に値します。

ビデオ:コンプレッサに必要なドライヤとは

3. 排水

高性能なゼロロスドレンは、必要な場合にのみ圧縮空気システムの蓄積された凝縮水を排出します。これは、凝縮水がない場合でも、選択された時間間隔で排出されるタイマドレンとは対照的に、エネルギーを節約します。高性能なゼロロスドレンは、時間の経過とともにエネルギーとコストを節約できるもう1つの実用的な追加です。

4.配管

圧縮空気の生成と清掃に使用する機器と同じように、必要な場所に圧縮空気を供給する配管も重要です。この配管システムに漏れがあったり、サイズが間違っていたりすると、最も効率的なコンプレッサシステムでさえ、エネルギーを無駄にします。適切な配管システムにより、空気の制限や圧力降下が排除され、空気漏れを減らすことができます

配管に適したマテリアルを選択するだけでなく、作業者はループまたはブランチシステムのいずれかを選択する必要があります。 
ループシステムには、ブランチシステムとは異なり、複数の方向から空気を供給する機能があります。ブランチシステムは、一方向に空気を流し、最も近い用途に供給し、下流で圧力低下が起こり、生産に影響を与える可能性があります。

5. エアレシーバタンク

関連する問題は、圧縮空気を貯蔵するレシーバタンクの使用です。適切なサイズに設定することで、圧縮空気システムへの不要な需要を排除できます。コンプレッサを追加する必要がなくなり、システム圧力の変化を減らすことができます。圧力制御を追加することで、空気配管全体の圧力を安定させながら、エア漏れを減らし、エネルギーを節約することができます。

ビデオ:エアレシーバのサイズを適切に設定する方法

6. 換気とエネルギー回収

多くの企業は資金を投入する圧縮空気システムに関して下調べをしている一方で、圧縮空気で発生する廃熱には注意を払っていない場合があります。たとえば、優れた換気によって熱の循環が少なくなると、エネルギー消費量が少なくなります。

さらに、ほとんどの廃熱は回収して、暖房室、水工程、生産工程など他の運用領域で使用できます。そのため、圧縮空気システムの効果を最適化するには、コンプレッサルームを設計する前に専門家に相談することが不可欠です。

7. 空気漏れ

このようなシステムが運用を開始する前でも、多くの非効率性を排除できますが、使用中に常に監視することも非常に重要です。これには、企業に年間数千ドルのコストが発生する可能性がある空気漏れの検出と高価な修理が含まれます。システムの空気圧を上げるだけでは、漏れを増やしてしまい、こういった漏れに対処できません。エネルギー使用量が増やるだけです。

8. 中央制御装置

複数のコンプレッサを搭載したシステムでは、中央制御装置が重要な役割を果たすことがあります。平均圧力幅を縮小し(圧力を1 bar下げると、エネルギー使用量が7%減少します)、コンプレッサ容量を制御し、コンプレッサ速度を調整することができます。

 

これは、十分に注意を払うべき多くの要因のように見えますが、適切に設計および維持された圧縮空気システムは、ビジネスの運用コストを大幅に削減することができます。そのため、事前に計画をたてて、スマートな投資を行うことで、将来的に常に成果が得られます。 

また、圧縮空気システムを最適化し、節約を最大化するために役立つハードウェアやプロセスに関してご不明な点は、当社の担当者にお問い合わせください。