“空気”で省エネと制御事例紹介

“空気”で省エネと制御事例紹介
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エアー削減の考え方
※コンプレッサーの使用電力量は、工場全体の約１０～２０％といわれています。
＜Ｑｕｅｓｔｉｏｎ＞
一年間に日本全国の工場で使用されるコンプレッサーの電気代は？？？円でしょうか？
エアー省エネ実施例
① 使用量（漏れ量）の計測
●エアー使用量を計測して適正判定（漏れ量も計測）
●不要な装置機器へのエア供給停止
② 設定圧の低圧化
③ エアーのコスト管理
●使用量（漏れ量も）でコスト管理
④ コンプレッサー運転は適正か？
●アンロード運転時間の削減
⑤ エアーライン全体の制御は適正か？
●コンプレッサー統合制御
（スケジュール制御、末端圧制御、ヘッダー圧制御、台数制御、ＩＮＶ制御 など）
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使用量（漏れ量）の計測
レシーバタンク
工場棟単位の管理
工場エアー配管網
部署毎への空気使用料課金
（課別課金）
圧縮機群
大流量マスフローメータ ＣＭＬ
マスフローメータ ＣＭＳ
エア管理用メータ ＭＣＦ
各装置毎での使用量管理
リーク（漏れ）監視
使用量（漏れ量）の計測
a) 使用量計測 ⇒ コンプレッサー吐出量を算出 ⇒ コンプレッサー台数、ｋＷを判定
b) 漏れ量の計測
配管継部、ホース部などから使用量の１０～３０％漏れている！！
（１ｍ３ （Ｎｏｒｍａｌ） ≒約３円） ※漏れ箇所の発見は、「リークディテクターⅡ」で！
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藤沢テクノセンターにおけるエアー流量計測例
○エアー流量計測
＜１台で使用量、漏れ量を計測＞
漏れ量が約１５％程度あることを発見
○エアー使用量の把握
流量計測により、
３７ｋＷ×３台の能力は必要なく
２２ｋＷ×２台で十分となった。
約６０％削減
流量
○コンプレッサー老朽化に伴う更新
使用量計測の結果から２２ｋＷの
コンプレッサーへの更新を行った。
圧力
流量計の設置効果は？
・使用量の計測により、エアーのコスト管理が可能となった
・２２ｋＷ×２台のコンプレッサーにする事で、機器購入金額、ランニングコストの削減および省エネが出来た。
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不要な装置機器へのエアー供給停止
１．フロア毎に流量計の設置
フロア毎の使用量と漏れ量の管理
２．漏れ対策
エアホースなどの接続を重点的に点検修理
休日及び残業時の漏れ対策として、フロア毎にバルブを設置
バルブ設置後
バルブ設置後
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23:00
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４建物ＸＸ m3
１建物３F m3
１建物２Ｆ m3
１建１Ｆエア m3
3:00
４建物ＸＸ m3
１建物３F m3
１建物２Ｆ m3
１建１Ｆエア m3
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バルブ設置前
バルブ設置前
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設定圧の低圧化
設定圧を下げるには？
設定圧を下げるには？
１．装置の必要な圧力を把握する
２．操業時の圧力変動を抑える
設定圧を下げる
藤沢ＴＣでの結果
藤沢ＴＣでの結果
末端圧制御導入
設定圧０.０８ＭＰａ低下を実現
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配管圧損の削減
配管口径を見直そう！
配管口径を見直そう！
配管の圧力損失は、配管口径の５乗に反比例します。
よって配管長さではなく、適正な配管口径が必要です。
藤沢ＴＣにおける例
藤沢ＴＣにおける例
湘南工場における例
湘南工場における例
変更前の口径：２５Ａ
変更後の口径：４０Ａ
口径：１００Ａ
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エアーのコスト管理
コンプレッサエアーは無料（タダ）ではない！！
ライン毎に＜使用量で使用料＞
→ 課金制度の導入も可能
質量流量計が必須！！！
３
１ｍ
１ｍ３の空気の量を測定した場合
の空気の量を測定した場合
１気圧
２気圧
５気圧
体積式流量計指示
１ｍ３
０．５ｍ３
０．２ｍ３
質量式流量計指示
１ｍ３
１ｍ３
１ｍ３
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エアー漏れ量の金額例
３７ｋＷの給油式コンプレッサーからの年間エア漏れ量の金額は・・・？
３７ｋＷコンプレッサーの１時間あたりの吐出量：３６６ｍ３／ｈ
一般的に２０％が漏れていることから
⇒ 漏れ量：３６６×２０％=73ｍ３／ｈ
１ｍ３／ｈ＝３円として計算すると、
年間８７６０時間で約１９２万円の損失になります
※漏れ量の簡易自動計測方法もあります
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コンプレッサーのアンロードは無駄！
容量制御方式の違いによる消費動力率
100
①
90
消
80
費
70
動
60
力
50
率
40
① モジュレイティング
30
② ①＋ロード・アンロード
％
20
①
①モジュレイティング方式
必要空気量“０”でも
アンロード時の電力は７０％を消費
②
③
②モジュレイティング＋ロード・アンロード方式
必要空気量“４０％”で
アンロードをかけても電力は４０％を消費
③ インバータ制御
10
③インバータ方式
圧力の上限、下限の設定幅に
収まるようにインバータによる
モータ回転数制御
0
10
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30
40
50
60
70
80
90
1 00
空気消費率　％
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エアーライン全体の制御
藤沢テクノセンター・エアー制御事例
①省エネ改善前
・手動運転のため、人為的な起動、停止の遅れ、忘れがある
・残業、休日出勤に操業停止部署へも送気（漏れも含む）
・操業負荷変動によるヘッダー圧の変化が大きい
②導入した制御（改善事例）
・手動運転から、自動制御運転へ
・操業スケジュールに合わせたコンプレッサーの運転制御
（スケジュール制御（図１参照））
⇒１８％の効率改善
・フロアー毎に圧力制御（末端圧制御）
⇒７％の効率改善
・インバータ台数制御の実施
投資金額 約１,０００万円
⇒２２％の効率改善
２３１万円の効果／投資償却 約４年
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藤沢テクノセンター エアー計装図
省エネ制御
圧力損失
の低減
PIC
台数制御
１建１Ｆ
１建２Ｆ
定格
１建３Ｆ
４建
インバータ
調節弁
インバータ
圧力発信器
ヘッダー
質量流量計
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藤沢テクノセンター エアー計装図
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スケジュール制御画面サンプル
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エアー漏洩対策（漏洩箇所の特定）
リークディテクターⅡ
省エネ対策、環境保全対策、安全対策ツール
○エアー、ガス配管の漏れの場所特定
○高圧蒸気漏れの安全確認
○復水器などの簡易的な漏れ検査
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リークディテクターⅡ
配管などから気体や液体が漏洩するときに発生する超音波を捉えるパラボラ
集音器付の超音波検出器です。
気体や液体がある程度の速度を持って大気中に放出されると、制している
大気と速度を持った気体や液体との境界で渦が発生し、超音波が発生します。
この時発生する音波は、気体や液体の種類にかかわらず、超音波領域では
２０ｋＨｚ～４０ｋＨｚに強く現ます。
狙った方向の音だけを拾うパラボラ集音器
音響レンズ効果
指向性
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このプレゼンテーションに
関するお問い合わせは…
株式会社 山武
アドバンスオートメーションカンパニー
東京支社 販売２部
ＴＥＬ：03-6810-1222
ＦＡＸ：03-5796-0625
省エネ工場見学のお問い合わせは
[email protected]
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