圧縮空気の総コストを理解する

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。

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。

• エアコンプレッサ - これは機械そのものです。上述のように、初期価格タグは総所有コストに占める割合はごくわずかです。エネルギーが総コストの大部分を占めているため、最も効率的な機械に投資することは理にかなっています。

• ドライヤとフィルタ -　これらのコンポーネントは、空気品質に関連するため、食品や医薬品などの敏感な用途にとって特に重要です。業界に適したソリューションで、基準を満たしていることを保証する必要があります。

• ドレーン - インテリジェントなゼロロスドレーンは、必要に応じて圧縮空気システムに蓄積された凝縮水を排出します。これにより、凝縮水がない場合でも、選択した時間間隔で排出されるタイマドレーンとは対照的に、エネルギーを節約できます。 

• 配管 - 適切な配管システムは、空気制限や圧損をなくし、空気漏れを減らすことができます。

• 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。適切なサイズにすることで、圧縮空気システムの誤った需要や、追加のコンプレッサの必要性をなくすことができます。また、システム圧力の変化を減らすのにも役立ちます。 

• 空気漏れ - システムの運用を開始する前に、多くの非効率性を解消することができますが、常に機器を監視することが不可欠です。これには、高価な空気漏れの検出と修理が含まれます。

• セントラルコントローラ - 複数のコンプレッサを備えたシステムでは、セントラルコントローラが重要な役割を果たすことができます。平均圧力幅を低減し、コンプレッサ容量を制御し、コンプレッサ回転数を調整することができます。 

• 熱回収 - エアコンプレッサの廃熱の大部分は、回収して他の作業領域で使用することができます。たとえば、部屋、水、または製造プロセスを暖めるために。

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、ファンドライヤ、セパレータ、熱回収など、コンプレッサ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。

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の詰まりが原因で発生します。コンプレッサ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。

ほとんどのコンプレッサには、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。

上記のように、最新のマスタ制御システムを使用すると、コンプレッサ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。

回収された空気圧縮機の廃棄エネルギーを利用して、外部の電気、ガス、または石油を熱に完全または部分的に置き換えることができます。決定的な要因には、エネルギーコスト（ユーロ/ kWh）、使用率、必要な追加投資額などがあります。

計画的な廃棄物熱回収システムは、多くの場合、1～3年以内に回収できます。コンプレッサに供給される電力の90%以上を貴重な熱として回収することができます。回収されたエネルギーの温度レベルによって、可能な適用領域、したがってその値を決定します。

最高効率は、一般に水冷設備から得られます。これは、コンプレッサ設備の温水冷却水出口が熱を必要とする機器に接続されている場合に機能します。例えば、既存の暖房ボイラのリターン回路です。

回収廃棄物エネルギーは年間を通じて利用できます。コンプレッサの設計によって前提条件が異なります。大きなピーク熱流、長い熱輸送距離、またはさまざまな要件が必要な状況では、回収エネルギーを販売することもできます。 コンプレッサ設備の熱回収の詳細をご覧ください。