空気圧縮機の圧力が高いか低いかによって、電気消費量はどのように計算されるのでしょうか。

空気圧縮機の圧力と電力消費量の基本的な関係

工業生産において、空気圧縮機の吐出圧力設定は電力消費量と密接に関連しています。基本原則は次のとおりです：排気圧が高くなるほど、消費電力は増加します。業界の経験に基づく推定では、空気圧縮機の吐出圧力が1bar（約0. …）上昇するごとに、1MPa）、その消費電力はおおよそ7％程度増加します。これは、圧力を上げるためにはコンプレッサーがガスを圧縮するのにより多くの仕事を行う必要があり、結果としてモーターの負荷と消費電力が直接増加するからです。

空気圧縮機の基礎的な電力消費量の算出方法

圧力変化が電力消費に与える影響を算出するには、まず空気圧縮機の基本的な電力消費量の計算式を把握する必要があります。基本的な電力消費量は、主にモーターの実際の運転出力と運転時間によって決まります。

• 基礎電力量（kWh）＝ 実際の運転出力（kW） × 動作時間（時間）
• 実際の運転出力：モーターの効率、伝達効率、ならびに設備の負荷状態および無負荷状態を考慮する必要があります。満負荷（負荷時）では出力は定格出力に近くなり、無負荷（空転時）では通常、定格出力の20％から30％程度となります。

圧力変化による電力消費量の具体的な算出

空気圧縮機の圧力設定値を調整した場合の電力消費量への具体的な影響を評価する必要があるときは、以下の手順により概算を行うことができます。

• 基準データの確定：現在の圧力設定値と、それに対応する1日平均電力量または平均運転出力を記録します。
• 圧力差の計算：目標圧力と現在の圧力との差を計算する。例えば、圧力が1bar低下した場合、圧力差は1barとなる。
• 応用経験係数：「圧力が1bar下がるごとに約7％の省エネルギー効果がある」という業界における経験係数を用いて計算します。1bar低下した場合、現在の負荷状態において約7％の電力を節約できると見込まれます。
• 予想電力消費量を算出する：予想新規電力消費量＝従来の電力消費量×［1－（圧力差値× 7%)]。なお、この計算は主に負荷状態における消費電力に基づくものであり、実際の総合的な省エネルギー効果については、設備の起動・停止の比率を踏まえた上で総合的に換算する必要があります。

圧力設定の最適化と省エネルギーに関する提案

電力消費量を正確に算出する最終的な目的は、システムの運用を最適化することです。生産ニーズを確保しつつエネルギー消費を最大限低減するため、以下の措置を講じることを推奨します。

• ガス需要の的確な評価：作業場の末端にあるガス使用設備の実際の最低圧力要求を徹底的に調査し、システム本管の圧力を無闇に上げるのを防止する。
• 配管ネットワークの圧力損失を低減する圧縮空気配管網の設計を最適化し、フィルターを定期的に清掃するとともに、配管のエルボやバルブによる絞りを減らすことで、コンプレッサーから用気ポイントまでの圧力損失を低減します。
• システムの漏れを管理する配管の漏れは、圧縮空気の無駄遣いにとどまらず、システム圧力の低下を招き、その結果、漏れを補うためにコンプレッサーが吐出圧力を上げざるを得なくなり、余分な電力消費を増加させます。
• インバータ技術と連携制御技術の導入：ガス消費量の変動が大きい用途においては、インバータ制御式コンプレッサーや複数台の設備を一括して集中制御することで、機器の頻繁な起動・停止に伴うエネルギーの無駄を効果的に削減できます。