コンプレッサ台数最適化で運用コストを削減

「トリミング」と聞くと、何かを除去または削減する文脈で考えがちです。髪を切るにせよ、夏に向けて絞るにせよ、ゴールは常に出発点より「少なくする」ことです。だから、圧縮空気システムに機械を追加することで総運用コストを削減できるというのは、直感に反するように思えるかもしれません。

トリム コンプレッサとは？

コンプレッサを最適容量以上で運転すると、過剰な電力消費と機械の過負荷を招き、過熱、早期摩耗、メンテナンス増加につながります。メンテナンス、電気代、部品交換、潜在的ダウンタイムはオペレータにとって極めて高コストです。トリム コンプレッサがこの問題を解決します。トリム コンプレッサは、部分負荷で最も効率よく動作する補助コンプレッサです。異なるシフトで圧縮空気需要が増加したときに追加負荷を引き受け、メイン コンプレッサをベースロード（フル容量・フル圧力で運転）状態に保ちます。これにより、エア需要増加時にメイン コンプレッサが過負荷にならないよう守ります。

トリム制御方式

トリム制御には複数の方式があります。各プラント/施設は、プラント内のコンプレッサタイプと制御システムに基づき、トリムニーズを判断すべきです。代表的な方式をいくつか紹介します：

• 始動/停止： 最もシンプルな制御。圧力スイッチでシステム圧力を検知。所定の圧力閾値（上限）に達すると、メインモーターに信号を送りトリムコンプレッサを始動/停止。オペレータは圧力スイッチを調整し、上限設定と下限設定（固定圧力または最高/最低圧力の差圧）を決定できます。この制御方式には頻繁な始動停止を避けるためエアレシーバーが必要で、通常30 HP以下のコンプレッサで使用されます。

• ロード/アンロード： 始動/停止制御とは異なり、ロード/アンロード制御は圧力範囲内で動作しません。代わりに、アンローダーバルブが吸気弁を開放し、圧縮を行わずに空気を吸い込み排出します。このため、クリアランスポケットを追加しない限り、0%または100%でのみ動作可能です。クリアランスポケットは副次的な容積で、一時的に開放して5段階制御（0、25、50、75、100%容量）を作れます。

• 吸気弁変調（IVM）： 調整弁が一定範囲の吐出圧力を検知して動作。吐出圧力がこのポイントから10 psi以内（新型モデルでは3 psi）に達すると、比例圧力が吸気弁に送られ変調・調整し、圧力低下と圧縮比増加を生みます。この制御は潤滑油注入型ロータリーエアコンプレッサでのみ使用可能で、通常定格容量の40〜100%範囲に限定されます。

• VDC（可変容積制御）： ローターの容積を変化させて需要に追従。吸気弁変調とロード/アンロード制御が初期ローター調整後にVDCを伴います。VDCにはスライドバルブ、スパイラルバルブ、ターンバルブの3タイプがあります。潤滑油注入型ロータリーエアコンプレッサでは、ステップ制御バルブやポペットバルブの形でVDCを使用でき、どちらも容量パーセンテージの離散ステップを使用します。

• VSC（可変速度制御）： VSDコンプレッサの原理。可変周波数ACドライブやスイッチトレラクタンスDCドライブで可変速度を実現。このシステムでは、エアエンド容積はローター速度に比例しますが、エアエンド効率はオスローター先端速度に依存。ほとんどのVSDは理想的なオスローター先端速度以上で動作。このため、VSDコンプレッサは中低負荷で長時間運転時に最大の省エネ効果を発揮し、トリム用途に最適です。

VSDのメリット

トリム用途でVSDコンプレッサを購入する初期コストは、他タイプより高いです。しかし、トリム用途に適切に適用すれば、機械寿命を通じてより多くのコストを節約できます。VSDコンプレッサが部分負荷で運転されているとき、吸気弁変調やロード/アンロードタイプよりはるかにエネルギー効率が高く、これらは通常90%能力以下で効率が低下します。

80%容量以上で運転時、VSDコンプレッサは顕著な省エネ効果を示さず、100%容量に近づくと定速コンプレッサよりコスト高になることさえあります。このため、VSDコンプレッサはトリム用途に理想的です。VSDトリムコンプレッサのメリットは、電力料金が高い地域でさらに顕著です。VSDコンプレッサ購入前に、お住まいの地域の電力会社がリベートを提供しているか確認してください。これによりコストをさらに削減し、節約を増幅できます。

エアコンプレッサコスト削減には、機械の追加や交換が必要な場合があります。トリムコンプレッサを使用すれば、メインコンプレッサを急速な計器摩耗、機械寿命短縮、過剰な電力消費から守れます。アトラスコプコが開拓したVSDコンプレッサは、機械寿命を通じて大幅な節約をもたらします。今すぐアトラスコプコ担当者に連絡し、お客様のアプリケーションに最適なVSDコンプレッサを見つけてください。