コンプレッサの省エネ(インバータ機)

インバータコンプレッサはどれだけ省エネ?

従来型の吸込絞り弁方式のコンプレッサ(非インバータ機)と最近の主流であるインバータコンプレッサのエネルギーの消費状況を比較してみました。タイプとしてはいずれもスクリュー型です。

工場の空気需要は、一般に一定ではなく1日をとおして変動しています。本項では空気需要の比較的少ない時間帯(朝の運転直後)とある程度需要の多い時間帯において、コンプレッサの単位吐出量あたりの消費電力量を比較しました。図1は、ある日の非インバータ機の電力量と吐出空気量の関係で、図2はインバータ機のものです。

[図1 コンプレッサ(非インバータ機)]

[図2 コンプレッサ(インバータ機)]

 

軽負荷時(朝の立ち上げの1時間程度の消費電力)

(1)非インバータ機の消費電力は約14kW(図1)。圧縮空気1m3を製造するに当たり、0.91kWh(※1)を要しています。圧縮空気を製造してはいませんが、電力量は意外に大きな値となっています。

(2)一方、インバータ機では、2kW~8kW(図2)。平均すると圧縮空気1m3当たり、0.27kWh(※2)を要しています。圧縮空気の需要が低い時でも効率が良く、(1)項に比べて3倍以上効率が良くなっています。

生産時(午前中の1時間程度の消費電力)

(3)非インバータ機の消費電力は約16kW(図1)。圧縮空気1m3当たり、0.18kWh(※3)を要しています。消費電力は(1)項の軽負荷化時とさほど違いませんが、効率は各段に良くなっています。

(4)一方、インバータ機では平均すると、圧縮空気1m3当たり、0.16kWh(※4)を要しています。(3)項の非インバータ機よりも10%ほど効率が良くなっています。

以上から次のことがいえます。

  • 非インバータ機は、軽負荷時には極めて効率が悪い
  • インバータ機は,軽負荷時も定格負荷時も満遍なく効率が良い

コンプレッサの更新・追加する時期を迎えた時、インバータ機と非インバータ機、それぞれの容量を決定する上でいくつか組み合わせがあります。原則として、インバータ機をベース機とし運用し、空気量が不足した時に非インバータ機を補助的に活用するのが最も効率的です。どのタイミングで非インバータ機を運転・停止するのかは自動で制御します。

補足
・計測データは省エネでまこん(FEMS仕様)で取得したデータであり、同一月のもの。計測か所はコンプレッサの一次側。
・コンプレッサの吐出圧はいずれも同じ
・同一工場のデータ(年間のコンプレッサ電力量比率は工場全体の30%程度。インバータ機と非インバータ機の稼働率は50%程度)

参考
省エネでまこん(FEMS仕様)は、現時点の計測値(電力、流量、圧力など)を遠隔地からリアルタイムに確認できます。計測値はグラフで表示され、現時点から4時間前までのデータを連続表示していますのでトレンドも把握できます(下図)。もちろん、図1、図2で示したようなグラフを後で作成することも可能です。

WEB画面でのグラフ表示

 

※1~※4の根拠数値は本項では省略

 

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