圧縮空気の総コストについて

圧縮空気のコストについて説明する際には、コンプレッサー関連のコストの大部分（80%）は電気エネルギーであることを考慮する必要があります。その結果、多くの圧縮空気設備は、熱回収、減圧、漏れ低減、調整システム、および制御と機能など、大幅な省エネの可能性を提供しています。コンプレッサーのサイズにも注意する必要があります。

圧縮空気コストの決定

投資コストは固定費であり、購入価格、インフラ費用、設置および保険が含まれています。投資コストは、圧縮空気品質レベルと減価償却期間の両方によって決定されます。エネルギーコストには、年間稼働時間、負荷/無負荷の使用率、およびエネルギー単価が含まれます。

システムの計画

新しい機器に投資する際は、現在のニーズと 将来の成長の両方を考えます。環境規制、エネルギー効率、生産需要などの要因を考慮に入れてください。

圧縮空気に大きく依存する業界では、特に生産条件が変化するにつれて、 最適化された運転 が不可欠です。ニーズを公平に分析することで、コストを削減し、空気供給が需要に適合し、効率的にスケールアップできる余地を確保できます。

圧縮空気システムのコンポーネント

以下は、使用するさまざまなコンポーネントのリストと、それらが圧縮空気システムの総コストにどのような影響を与えるかを示しています。

コンポーネント	説明
エアコンプレッサー	コアマシンです。初期コストは、総所有コストと比較して最小限です。エネルギーが主な経費であるため、最も効率的なモデルを選択することが重要です。
ドライヤーとフィルター	食品や医薬品などの繊細な業界の空気品質に不可欠です。業界標準に合わせて調整する必要があります。
ドレン	高性能なゼロロスドレンは、エネルギーを無駄にするタイマードレンとは異なり、必要なときにのみ凝縮水を排出することでエネルギーを節約します。
配管	適切な配管は、制限や圧力低下を防ぎ、空気漏れを最小限に抑えます。
エアレシーバータンク：	適切なサイズのタンクは、誤った需要、圧力変化を低減し、追加のコンプレッサーの必要性を制限します。
エア漏れ	継続的なモニタリングとリーク検出は、効率を維持し、コストのかかる損失を削減するために不可欠です。
中央制御装置	マルチコンプレッサーシステムでは、中央コントローラが圧力帯、容量、速度を調整することで性能を最適化します。
熱回収	コンプレッサーからの廃熱は、部屋、水、プロセスの暖房に再利用でき、エネルギー効率を向上させることができます。

必要電力の概念

計算を行うときは、全体的な電力要件の概念を適用することが重要です。インレットフィルター、ファンドライヤー、セパレータ、熱回収など、コンプレッサーの設置に関わるすべてのコンポーネントを考慮する必要があります。オプションを比較するには、国際標準化機構（ISO）規格を使用することをお勧めします。

インレットフィルターの詳細

ドライヤーについて詳しくは、こちらをご覧ください

セパレータの詳細はこちら

運転圧力

作動圧は電力要件に直接影響します。圧力が高いほど、電力消費量が増えます。実際、1 bar上がるごとに約8%の電力が必要です。圧損を補正するために作動圧を上げると、常に効率が低下します。

一般的に、これらの圧損は、配管系統の不備またはフィルターの詰まりが原因で発生します。コンプレッサーの圧力を上げる前に、これらの要因を調査することをお勧めします。複数のフィルターを装備した設置環境では、このようなメンテナンスの懸念に対処しないと、圧損が大きくなり、コストがかかる可能性があります。

多くの設備では、大きな減圧を実施することはできません。しかし、最新の調整装置を使用すると、圧力を現実的に0.5 bar下げることができます。この方法では、わずかな省エネが実現されます。この削減は一見些細なことに見えますが、年間費用に影響を与えます。

エネルギーコストを節約する方法

上述のように、圧縮空気の全体的なコストの主な要因はエネルギー費です。実際、圧縮空気システムの所有と稼働の80%を占めることもあります。したがって、お客様の要求を満たすために最も効率的なソリューションに焦点を当てることが重要です。

最先端の機器は初期投資コストが高くなりますが、通常は全体的な節約につながります。理想的な状況は、コンプレッサーの容量が用途の空気消費量を満たしている場合です。また、さまざまな圧力ニーズに対応する可変速度駆動（VSD）装置もあります。

機器の最適化

ほとんどのコンプレッサーには、オンボード制御システムと調整システムが装備されています。複数の機器を運用する場合は、リモート監視と中央制御を追加することもできます。そうすることで、システム全体を最適化し、最高の性能で稼働できるようになります。これにより、モータ速度制御はその大きな可能性から人気の高い省エネ方法です。

一部の監視ツールは、非効率な領域を正確に特定することもできます。この情報は、漏れ、機器の摩耗、ろ過不良、不適切な構成部品を特定するのに役立ちます。前述したように、これらのメンテナンスの問題は、圧縮空気システムの総コストを増加させる可能性があります。

多くの場合、漏れは圧縮空気流量の20%に達する可能性があります。漏れは作動圧にも比例するため、1つの方法は漏れ装置を修理し、作動圧を下げることです。圧力をわずか0.3 bar下げると、漏れが4%減少します。100 m3/minの設置時の漏れが12%の場合、この削減は約3 kWの節約になります。

実際に装置を使用するときも考慮する必要があります。夜間や週末に少量の圧縮空気を使用する場合は、そのような時間に小型のコンプレッサーを設置することをお勧めします。この分割は、遮断弁を使用して実現できます。

特定の用途で異なる作動圧が必要な場合は、集中型生産または分割型生産のどちらが合理的であるかを判断する必要があります。圧縮空気ネットワークを分割することは、ピーク時間が高い場合と低い場合の分割にも役立ちます。このような計画は、空気流の測定に基づいて行う必要があります。

システムを調整する

上記のように、最新のマスター制御システムを使用すると、コンプレッサー中央プラントはさまざまな状況に最適に動作できます。適切な調整方法を選択すると、システム全体の圧力が低く、最適な使用率でエネルギーを節約できます。これらの制御により、ワークロードを均等に分散することで休止時間を削減することもできます。

また、中央制御により、夜間や週末などのオフピーク時に自動減圧をプログラムできます。圧縮空気の消費量が一定であることはめったにないため、コンプレッサーの設置は汎用性の高い設計にする必要があります。容量の異なるコンプレッサーと速度制御モニタを組み合わせて実装する必要があります。