施設での圧縮空気のコストを決定する方法

圧縮空気システムは、多くの企業や産業施設にとって貴重なリソースです。米国エネルギー省によると、電力消費量の約10％は圧縮空気の生成だけに割り当てられています。一部の施設は30％以上にもなります。

圧縮空気は現場で生成される便利なユーティリティであるため、驚くことではありません。動力工具、表面の清掃、空気圧制御の操作などの複雑なタスクを実行できます。

ただし、その利点を活用する前に、コストの計算方法を理解する必要があります。この記事では、圧縮空気の価格設定の基本について説明します。

最も高価なエネルギー使用の1つとしての圧縮空気

圧縮空気のコストは、産業施設で最も高価なエネルギー使用の1つです。空気を圧縮して使用できるようにするには、多くのエネルギーが必要です。

80％の容量で動作する100馬力（hp）のコンプレッサーのコスト要素の一般的な内訳は、次のようになります。

• 電気（ 70％ ）
• メンテナンス（ 5％ ）
• 圧縮空気システムの漏れ（ 20％ ）
• その他の運用機器（フィルターや乾燥機など）（ 5％ ）

ご覧のとおり、コストの大部分（70％）は、コンプレッサーに電力を供給するために必要な電力に関連しています。メンテナンスの観点から、5％は圧縮空気システムに非常に適していると考えられています。

最後の2つのコスト要素であるリーク、およびその他の機器の操作は見過ごされがちですが、総コストのかなりの部分を占める可能性があります。圧縮空気の漏れは、システムの運用にかかる総コストの20％以上を占める可能性があります。

圧縮空気のコストの決定

圧縮空気のコスト要素を確認したので、コストの計算方法を見てみましょう。電気代に基づいて圧縮空気のコストを計算するために使用される式は次のとおりです。

圧縮空気のコスト=（bhp）x（0.746）x（稼働時間数）x（$ / kWh）x（％時間）x（％全負荷bhp）/モーター効率

この式に含まれる変数：

• bhp =ブレーキ馬力またはコンプレッサーシャフト馬力（コンプレッサーの運転に必要な電力。機器の仕様の詳細で確認できます）

• 0.746 =hpからkWへの変換係数

• $ / kWh =1kWhの電力のコスト（ドル）

• ％time =コンプレッサーが全負荷で稼働している時間の割合

• ％full-load bhp =コンプレッサーが稼働中に使用するブレーキ馬力のパーセンテージ。これは、運転中にコンプレッサーモーターの消費電流を監視することによって確認する必要があります。

• モーター効率 =この動作レベルでの電気モーターの効率パーセンテージ。

例1：

年間8,000時間稼働する50馬力のコンプレッサーがあるとします。電力コストはkWhあたり0.10ドルで、コンプレッサーモーターの効率は80％です。動作中のコンプレッサーモーターの消費電流が測定され、56アンペアであることがわかりました。

圧縮空気のコストは次のように計算されます。

圧縮空気のコスト=（50 bhp）x（0.746）x（8,000時間）x（$ 0.10 / kWh）x（100％時間）x（56％全負荷bhp）/（80％モーター効率）

圧縮空気のコスト=年間20,888ドル

ご覧のとおり、圧縮空気のコストは高くなる可能性があります。この例では、コンプレッサーの操作に年間20,000ドル強の費用がかかります。

次に、別の例を見て、いくつかの変数を変更するとコストにどのように影響するかを確認しましょう。

例2：

製造施設に100hpのコンプレッサー（110 hpbが必要）があり、年間7,000時間稼働するとします。

マシンは、85％の時間で完全にロードされ（モーター効率は95％）、残りの時間はアンロードされます（25％の全負荷hpbと90％のモーター効率）。総電気料金は$0.10/kWhrです。

完全にロードされたときのコスト：

（（110 hp）X（0.746）X（7,000時間）X（$ 0.10 / kw-hr）X（0.85）X（1.0））/。95 =$ 51.396.00

部分的に読み込まれた場合のコスト：

（（110 hp）X（0.746）X（7,000時間）X（$ 0.10 / kw-hr）X（0.15）X（0.25））/。90 =$ 2393.00

年間エネルギーコスト=$ 51,396.00 + $ 2393.00 =$ 53,789.00

一般的な生涯圧縮空気コストの観点

圧縮空気のコストは高くなる可能性がありますが、それを視野に入れておくことが重要です。費用の大部分は電気に関連しており、比較的安定した費用です。

75hpコンプレッサー 運営1日2シフト 週5日 合計で$ 0.05 / kWh 10年以上の間、次のようになります。

• 機器：12％
• メンテナンス：12％
• 電気：76％

さらに、圧縮空気のコストは、多くの場合、全体的な生産コストのわずかな割合です。たとえば、一般的な食品および飲料工場では、圧縮空気のコストは多くの場合、総生産コストの1％未満です。

ほとんどの場合、圧縮空気のコストは、総生産コストの比較的小さな部分です。ただし、圧縮空気のコストが総生産コストのかなりの部分を占める場合があります。

たとえば、ブロー成形や包装材料の滅菌に圧縮空気を使用するプラントでは、圧縮空気が総生産コストのかなりの部分を占める可能性があります。

ベストプラクティスを理解する プログラム

BestPracticesは、企業が圧縮空気の使用を最適化する方法を理解するのに役立つ、圧縮空気ガス研究所（CAGI）によって開発されたプログラムです。

このプログラムは、品質を維持または改善しながら圧縮空気のコストを削減するためのガイドラインを企業に提供します。 BestPracticesガイドラインに従うことで、企業は圧縮空気を効率的に使用しながらコストを節約できます。

BestPracticesプログラムは、企業がダウンタイムやその他の生産上の問題につながる可能性のある潜在的な問題を回避するのにも役立ちます。

最終的な考え

圧縮空気のコストは高くなる可能性がありますが、それを視野に入れておくことが重要です。費用の大部分は電気に関連しており、比較的安定した費用です。最も重要なことは、このコストを監視することで、効率を改善できる可能性のある領域を特定できるため、企業にメリットがもたらされることです。

さらに、BestPracticesプログラムは、圧縮空気の使用を最適化する方法に関するガイドラインを提供します。これにより、企業は圧縮空気を効率的に使用しながらコストを節約できます。

John Henry Fosterは、高品質の圧縮空気システムとサービスのパートナーです。圧縮空気システムおよび部品についてご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。