空気圧縮機の電力消費計算式

空気圧縮機の電力消費量計算の基本的な考え方

空気圧縮機の電力消費とは、通常、一定期間内に空気圧縮機ユニットが消費する電力量を指します。計算に際しては、優先的に次の方法を採用すべきです。入力電力運転時間との積；定格出力または軸出力のみが判明する場合は、負荷率およびモータ効率を考慮して推定することが可能です。

常用電力消費量の計算式

• 入力電力に基づいて計算する：E＝P_in×t。Eは電力消費量で、単位はkWh；P_inは機組の入力電力で、単位はkW；tは運転時間で、単位はh。
• 定格出力と負荷率を基に推定する：E ≈ P_rated × L × t。P_ratedは定格入力電力または定格出力であり、Lは負荷率で、実際の排気量と定格排気量の比によって近似的に表すことができる。
• 軸出力とモーター効率を用いて計算する：P_in ≈ P_shaft ÷ η_motor。P_shaftはコンプレッサの軸出力、η_motorはモータの効率を表す。
• 比出力と排気量から算出する：E ≈ b × Q × t。bは比出力で、一般的な単位はkW/（m³/min）；Qは実際の排気量で、単位はm³/minである；tは運転時間で、単位はhである。

単位排気量あたりの電力消費

1立方メートルの圧縮空気あたりの消費電力量を評価する場合は、以下の換算式を用いることができます。

• 単位気量当たりの電力消費：e＝P_in ÷ (Q × 60)。eの単位はkWh/である。 m³ P_inの単位はkW、Qの単位はm³/minです。
• 比出力bが既知である場合、e ≈ b ÷ 60 となる。

計算例

ある空気圧縮機の実際の入力電力がP_inで、連続運転時間がt時間である場合、消費電力量はP_in × tとなります。また、当該機の比出力がb、実際の吐出量がQであるならば、消費電力量はb × Q × tで概算できます。実際の統計に際しては、電力量計の表示値または出力計測器の記録を基準とすることを推奨します。

電力消費に影響を与える主な要因

• 排気圧力：圧力設定が高くなるほど、圧縮に必要なエネルギーは通常大きくなります。
• 吸気状態：吸気の温度、湿度および清浄度は、圧縮効率に影響を及ぼす。
• 負荷変動：頻繁な負荷の増減や長期間にわたる低負荷運転は、追加の損失を招くおそれがあります。
• 漏れと圧力損失：配管網の漏れ、フィルターの目詰まり、配管内の圧力損失の増加は、いずれもエネルギー消費を増大させます。
• メンテナンス状態：冷却効果、潤滑状態およびフィルターの状態は、機組の効率に影響を及ぼします。

アプリケーションの推奨事項

エネルギー消費の算定に際しては、運転時間、入力電力、排気圧力、排気量および保守状態を個別に記録することを推奨します。複数台の空気圧縮機が並列運転するシステムについては、各ユニットごとに個別に算定したうえで集計することで、エネルギー消費の高い箇所や省エネの余地を明確に把握しやすくなります。