圧縮空気システムのエネルギー効率を向上させるヒント

ステップ1

まず、生産と漏れに起因する圧縮空気需要を最小限に抑えます。その後、生産に必要な実際の需要を正確に測定します。

自動化技術の選択： 電気モーターの使用と空気圧の使用

• 単純な動き：効率と精度の点から電気駆動が有利。
• 圧入プロセス：プロセス力とプロセス時間により、空圧と電動を選択。
• 保持力：電動ドライブは位置決めのために常にエネルギーを消費するため、空圧の方が効率的。

結論：
電気駆動は、移動の効率は高いが、保持作業のエネルギー消費は空気圧の最大 22 倍になる。選択は、取得と継続的なエネルギー消費で構成されるトータルコストに基づいて行う必要があります。両方のオートメーション技術を組み合わせることが、最もエネルギー効率が高い場合が多い。

漏れをなくす：
圧縮空気の漏れは、経済的にも環境的にも大きな損害をもたらします。浄化された圧縮空気が漏れることで、運転コストとCO2排出量が増加し、大規模な漏れはまれであるにもかかわらず、コストの大半を占めます。頑丈なステンレス鋼パイプが漏れることはめったにありませんが、ほとんどの漏れは生産現場、特に機械とその接続部分で発生します。超音波リークディテクターと音響カメラは、音響と視覚の両方でリークを見つけることができます。

ステップ2

要件を明確に定義することで、生産と処理をエネルギーの観点から最適化することができます。これにより、コンプレッサーと処理が実際の最小限の需要を満たすように効率的に設計されることが保証されます。

圧縮空気システムの具体的な性能を監視する方法をお知りになりたいですか？詳しくは、こちらをクリックしてください。システムの具体的な出力がご期待に添えない場合、圧縮空気の生成と処理を最適化する効果的な方法があります。

吸入条件：
特に、温度、湿度、換気、絶対圧力は、圧縮空気生成の効率において重要な役割を果たします。高温は運転コストを増加させ、不十分な換気は最適条件下でも効率を低下させます。

コンプレッサー制御：
さまざまなタイプのコンプレッサーには、効率、メンテナンス、コストの面でそれぞれ長所と短所があります。最適なセットアップは、ピーク消費用の可変速コンプレッサー1台と、ベースロード可能なコンプレッサー2台で構成できる。速度制御コンプレッサーは、空気需要に応じてモーター速度を可変的に調整し、40％～80％の利用率で特に効率的です。この組み合わせは、高効率と一定の運転圧力を実現するだけでなく、重要な冗長性も生み出します。コンプレッサーが故障した場合、他のコンプレッサーが空気需要をカバーし続けるため、この冗長性により、可能性のある高価な生産停止を防ぐことができます。

熱回収： 効果的な熱回収は、圧縮時に発生する廃熱を利用することで圧縮空気システムの効率を高め、圧縮空気システムの運転コストを効果的に削減します。

システムの年数、状態、メンテナンス：
古いシステムは通常、新しい圧縮空気システムよりも効率が低くなります。システムの状態が最適でない場合、運転とエネルギー効率に悪影響を及ぼし、不必要なコストが発生します。一般的に、システムの効率を維持し、潜在的な問題を早期に発見するためには、築年数に関係なく、定期的なメンテナンスと点検が不可欠です。

圧力レベルの最適化／圧力損失の最小化：
圧力レベルが高くなると、運転コストの増加につながることが多い。例えば、圧力を1バール上げるだけで、エネルギー消費は5～7％増加します。システムの圧力は、システムの円滑な運転に必要な範囲でのみ高くすることをお勧めします。例えば、フィルターが飽和していたり、配管の漏れや寸法が不適切であるなどの要因により、配給ネットワークで圧力損失が発生すると、コンプレッサーの圧力レベルを上げる必要が生じます。そのため、システムを定期的に点検・調整することで、最も効率的な運転圧力を維持し、エネルギーコストを節約することができます。

圧縮空気タンクとリングラインの最適化：
エアレシーバーとリングメインを使用することで、均一な空気分配を確保し、圧力を安定させることができます。配管径が小さすぎると、流量が多くなり圧力損失が増加します。ラインと圧縮空気タンクの正しい寸法は、圧縮空気システムの効率にとって非常に重要です。

ISO 8573-1に準拠した圧縮空気処理を行います：
適切な圧縮空気乾燥と圧縮空気濾過は、追加のエネルギーコストを必要としますが、多くの場合、特定の生産工程に必要な空気品質を確保するために不可欠な手段です。食品産業、医療技術、医薬品などの分野では、圧縮空気が最終製品と直接接触することが多いため、この分野の要件が特に高くなります。そのため、圧縮空気の品質を定期的に監視することが不可欠です。そうしないと、汚染によって機械が損傷したり、製品バッチが使用できなくなったりするリスクが生じます。システムの効率性と安全性の両方を確保するためには、コストと要求される純度のバランスを維持するための常時監視に重点を置く必要があります。

高い乾燥要求には吸着式ドライヤーを使用します：
非常に乾燥した圧縮空気（露点-40度未満）が必要な場合は、圧縮空気システム内で吸着式ドライヤーを使用することを推奨します。以下の違いがあります：

• 冷間再生吸着式ドライヤーは、吸着剤の再生に減圧を使用し、乾燥圧縮空気の12%～20%を消費します。
• 熱再生吸着式ドライヤーは、外部からの熱供給により吸着材を再生し、圧縮空気の消費量を大幅に削減するか、あるいは圧縮空気を使用せず、加熱のためのエネルギーを使用します。必要に応じて、コンプレッサーの熱回収を利用することもできます。

測定しないものは最適化できない

センサーは、圧縮空気システムのエネルギー効率と最適化に不可欠です。非効率や異常を早期に認識するために、システムコンポーネントの監視と診断を可能にします。センサーベースのアプローチは、最大限の効率、コスト削減、持続可能な資源利用を保証します。これは、改善の可能性を発見し、根拠のある最適化対策を実施するための重要なステップです。