施設の圧縮空気コストを計算する：ステップバイステップガイド

圧縮空気システムは、多くのビジネスと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%が圧縮空気の生成だけに割り当てられています。施設によっては30%以上に達することもあります。

圧縮空気は現場で生成される有用なユーティリティであるため、これは驚くべきことではありません。工具の駆動、表面清掃、空気圧制御の操作といった複雑なタスクの実行が可能です。

しかし、そのメリットを活用する前に、コストの計算方法を理解する必要があります。本記事では、圧縮空気価格の基本を説明します。

圧縮空気：最もコストのかかるエネルギー用途の一つ

圧縮空気のコストは、産業施設における最も高コストなエネルギー用途の一つです。空気を圧縮し、使用可能な状態にするには多大なエネルギーを要します。

80%容量で稼働する100馬力（hp）コンプレッサーの典型的なコスト内訳は以下のようになります：

• 電力代（70%）
• メンテナンス（5%）
• 圧縮空気システムの漏れ（20%）
• その他運用機器（フィルター、ドライヤー等）（5%）

ご覧の通り、コストの大部分（70%）はコンプレッサー駆動に必要な電力に関連しています。メンテナンスの5%は、圧縮空気システムとしては非常に良好とされます。

最後の2つのコスト要素である漏れとその他機器運用は、しばしば見落とされがちですが、総コストのかなりの部分を占める可能性があります。圧縮空気漏れは、システム運用総コストの20%以上を占めることがあります。

圧縮空気コストの算出

圧縮空気のコスト構成要素を見てきたところで、コストの計算方法を見てみましょう。電気コストに基づく圧縮空気コストの計算式は以下の通りです：

圧縮空気コスト = (bhp) × (0.746) × (運転時間数) × ($/kWh) × (%時間) × (%定格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軸馬力（コンプレッサー運転に必要な動力。装置の仕様詳細で確認可能）
• 0.746 = hpからkWへの換算係数
• $/kWh = 1kWhあたりの電気料金（ドル）

• %時間 = コンプレッサーが全負荷で運転している時間の割合
• %定格bhp = コンプレッサー運転中に使用されるブレーキ馬力の割合。運転中のコンプレッサーモーターの電流値を監視して確認すべきです。
• モーター効率 = この運転レベルでの電気モーターの効率パーセンテージ。

例1：

50hpコンプレッサーが年間8,000時間稼働。電力単価は$0.10/kWh、コンプレッサーモーター効率は80%。運転中のモーター電流値を測定したところ56アンペアでした。

圧縮空気コストは以下のように計算されます：

圧縮空気コスト = (50 bhp) × (0.746) × (8,000時間) × ($0.10/kWh) × (100%時間) × (56%定格bhp) ÷ (80%モーター効率)

圧縮空気コスト = 年間$20,888

ご覧の通り、圧縮空気コストは高額になり得ます。この例では、コンプレッサー運用に年間2万ドル強かかります。

変数を変えるとコストにどう影響するか、別の例で見てみましょう。

例2：

製造施設に100hpコンプレッサー（必要動力110bhp）があり、年間7,000時間稼働すると仮定します。

機器は85%の時間で全負荷運転（モーター効率95%）、残り15%は無負荷運転（定格bhp 25%、モーター効率90%）。総合電気料金は$0.10/kWh。

全負荷時のコスト：

((110 hp) × (0.746) × (7,000時間) × ($0.10/kWh) × (0.85) × (1.0)) ÷ .95 = $51,396.00

部分負荷時のコスト：

((110 hp) × (0.746) × (7,000時間) × ($0.10/kWh) × (0.15) × (0.25)) ÷ .90 = $2,393.00

年間エネルギーコスト = $51,396.00 + $2,393.00 = $53,789.00

生涯圧縮空気コストを俯瞰する

圧縮空気コストは高額になり得ますが、俯瞰的に見ることが重要です。コストの大部分は電力代であり、比較的安定したコストです。

75hpコンプレッサーを1日2シフト、週5日、総合計$0.05/kWhで10年以上運転した場合の内訳は以下のようになります：

• 設備：12%
• メンテナンス：12%
• 電力：76%

さらに、圧縮空気コストはしばしば総生産コストの小さな割合に過ぎません。例えば、典型的な食品・飲料プラントでは、圧縮空気コストは総生産コストの1%未満であることが多いです。

ほとんどのケースで、圧縮空気コストは総生産コストの比較的小さな部分です。しかし、圧縮空気コストが総生産コストの重要な部分を占めるケースもあります。

例えば、ブロー成形や包装材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重要な部分となり得ます。

ベストプラクティスプログラムの理解

ベストプラクティスは、圧縮空気ガス協会（CAGI）が開発したプログラムで、企業が圧縮空気の使用を最適化する方法を理解するのを支援します。

このプログラムは、品質を維持または向上させながら圧縮空気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。ベストプラクティス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削減できます。

ベストプラクティスプログラムは、ダウンタイムやその他の生産問題につながる潜在的な問題を回避するのにも役立ちます。

結論

圧縮空気コストは高額になり得ますが、俯瞰的に見ることが重要です。コストの大部分は電力代であり、比較的安定したコストです。何より重要なのは、このコストを監視することで、企業が効率改善の潜在的領域を特定できることです。

さらに、ベストプラクティスプログラムは圧縮空気の使用を最適化するガイドラインを提供し、企業が圧縮空気を効率的に使用しながらコストを削減するのを支援します。

ジョン・ヘンリー・フォスターは、高品質な圧縮空気システムとサービスのパートナーです。圧縮空気システムと部品についてご質問があれば、今すぐお気軽にお問い合わせください。