空気圧縮機のアイドリング率の計算式

空気圧縮機の空転率とは何ですか

空圧機の空転率は、通常、負荷運転時以外に、稼働しているにもかかわらず有効な圧縮空気の生成が行われていない、あるいは生成量が低い状態が占める割合を評価する指標として用いられます。空転は、無負荷運転、低頻度の無負荷運転、待機時の保圧運転などの運転条件下で発生することがあり、その具体的な判定は、設備の制御方式および現場における統計の算出基準を踏まえて行う必要があります。

運転時間に基づくアイドリング率

公式：空転率＝空転時間÷総運転時間× 100%

総運転時間が負荷時間と空転時間から構成される場合、式は次のように表すこともできます。

アイドリング率＝アイドリング時間÷（負荷時間＋アイドリング時間）× 100%

• 空転時間：統計期間中に機組が無負荷または負荷を解除した状態で運転していた時間を指す。
• 負荷時間：統計期間中に機組が負荷運転を行った時間。
• 総運転時間：管理上の必要に応じて、負荷運転およびアイドリング時間のみを対象とすることも、待機やブローなどの状態を含めることも可能ですが、前後の統計基準は一貫して同一である必要があります。

エネルギー消費量の割合に基づいて、空転損失を推定する

エネルギーの無駄に着目する場合、アイドリング時の消費電力が占める割合をさらに算出することができます。

アイドリング時の消費エネルギー率＝（アイドリング時の出力×アイドリング時間）÷（負荷時の出力×負荷時間＋アイドリング時の出力×アイドリング時間）× 100%

本式では、負荷時の消費電力およびアイドリング時の消費電力の取得が必要です。電力量計、電力監視モジュール、または設備の運転記録から電力データを取得してください。検証されていない経験値をそのまま適用することは推奨いたしません。

計算例

ある統計期間において、空圧機の負荷運転時間が90分、アイドリング運転時間が30分であると仮定すると、時間に基づいて計算すると：

空転率＝30÷（90＋30）× 100% ＝ 25%

この結果は、当該統計期間において、稼働時間の約4分の1がアイドリング状態または負荷外運転状態であったことを示しています。省エネルギーの潜在的な改善余地を評価するには、さらにアイドリング時の消費電力、ガス使用量の変動、およびシステム圧力の要求条件を踏まえて判断する必要があります。

データの取得と注意事項

• 統計期間は代表性を有している必要があり、例えば1シフト、1日、または1つの完全な生産サイクルが該当します。
• 正常な空転と異常な空転を区別する必要があり、例えば、使用空気量が過小である、圧力設定が不適切である、または配管の漏れによって生じる頻繁な負荷・解放現象などが該当します。
• 機種によってアイドリング状態の呼称は異なる場合がありますので、設備の運転状態に関する説明と併せて判断してください。
• 複数台の空気圧縮機を並列運転する場合は、各機のアイドリング率を個別に算出し、さらに主管の圧力と総消費空気量を併せて分析することを推奨します。

空転率が高めの際の最適化の方向性

• 加荷・降荷圧力の設定幅が広すぎないか確認し、頻繁な降荷を防止してください。
• 圧縮空気配管の漏れ、バルブの内部漏れ、または使用ポイントにおける不適切な排出を点検・確認する。
• ガス使用のピーク・オフピーク差を評価し、必要に応じて運転台数や運転時間帯を調整する。
• 貯気容量と圧力制御戦略が、用気の変動に適合しているかどうかを確認する。
• 複数の発電機が稼働する運用場面では、統一的な系統運用や群制御戦略を検討し、単独機の長時間のアイドリング運転を抑制することが可能です。