設備の使用量はどう計算しますか?

設備用ガス量の計算はエアコンプレッサ選定とエアコンプレッサ室設計の核心的な環節であり、設備のガス消費パラメータ、同時使用率、管路損失などの要素を総合的に考慮する必要がある。 詳細な計算方法と手順を以下に示します

一、基礎計算: 単一設備の使用量

1. 設備銘板または説明書を確認する
   デバイスは通常定格空気消費量(単位: m & sup3;/min、m & sup3;/hまたはCFM,1CFM & asymp;0.0283m & sup3;/min)。 例:
   • エアレンチ: 0.5m & sup3;/min
   • 塗装ガン: 0.3m & sup3;/min
   • 自動化シリンダ: 単回動作消費量0.01m & sup3; 、毎分10回 & rarr; 0.1m & sup3;/min
2. 実測法 (銘板データがない場合)
   • を使う流量計設備吸気口の瞬時流量を直接測定します。
   • 通過圧力-時間曲線推定: 設備運転時の圧力変化を記録し、シリンダ容積や動作周波数に合わせて消費量を計算する。

二、複数台の設備の総使用量の計算

1. 単純重ね加算 (理想状態)
   すべての設備の定格消費量を加算して、理論総消費量を得る。
   例:
   • 設備A:0.5m & sup3;/min
   • 設備B:0.3m & sup3;/min
   • 設備C:0.2m & sup3;/min
   • 理論総消費量= 0.5 + 0.3 + 0.2 =1.0m & sup3;/min
2. 同時使用率を考慮する (実際のケース)
   実際の生産では、設備は同時に全負荷で運転することはないので、導入する必要がある係数 (K) を同時に使用するを選択します。
   例:
   • 理論総消費量:1.0m & sup3;/min
   • 係数K = 0.8を併用する
   • 実際の総消費量= 1.0 × 0.8 =0.8m & sup3;/min

三、重要な修正要因

1. 管路損失と漏れ
   • 管路径不足またはエルボが多すぎる圧力損失を招くため、5 ~ 10% の余裕を増やす必要がある。
   • システムリーク: 古い管路の漏れ率は10 ~ 20% に達する可能性があり、定期的に検査して補修する必要がある。
     修正後の消費量= 実際の総消費量 × (1 + 損失率)
     例:
   • 実際の総消費量:0.8m & sup3;/min
   • 管路損失率:10%
   • 修正後の消費量= 0.8 × 1.1 =0.88m & sup3;/min
2. ガスのピークと谷
   • 使用量の変動が大きい場合 (間欠的な塗装作業など) は最大瞬時消費量選定するか、タンクで緩衝する。
     例:
   • 塗装ラインの瞬時消費量:1.5m & sup3;/min (10秒持続)
   • 残りの設備の消費量:0.5m & sup3;/min
   • 排気量 ≧ 1.5m & sup3;/minのコンプレッサーを選択するか、タンクバランス圧力を配置する。
3. 圧力マッチング
   • 設備に必要な圧力 (例えば0.6MPa) とエアコンプレッサの排気圧力 (例えば0.7MPa) は一致しなければならない。 圧力不足は実際の消費量を増加させる (設備がより多くの空気を必要とするため、圧力損失を補償する)。

四、コンプレッサーの選定根拠

1. 排気量 (生産能力)
   エアコンプレッサの定格排気量は ≧ 修正後の総消費量で、将来の拡産や漏れに対応するために10 ~ 20% の余裕を確保する必要がある。
   例:

   • 修正後の消費量:0.88m & sup3;/min
   • 選定余裕量:15%
   • 必要なエアコンプレッサの排気量= 0.88 × 1.15 & asymp;01m & sup3;/min(オプション1.0m & sup3;/minまたは1.2m & sup3;/minモデル)

2. 排気圧力
   設備の最高需要圧力に応じて選択すると、通常は設備に必要な圧力より0.1-0.2mpa高い (管路電圧降下を考慮)。

3. 電力とエネルギー効率

   • インバータ圧縮機を優先的に選択すると、使用量に応じて自動的に電力を調節でき、省エネは30% 以上になる。
   • 機種別の比電力 (kW/(m & sup3;/min)) を比較すると、数値が低いほど省エネになる。

五、実際の事例

ケース: ある自動車組立ラインのエアコンプレッサ選定

1. 設備リスト:
   • エアレンチ (10台): シングル0.5m & sup3;/min
   • エア治具(20台): 1台0.1m & sup3;/min
   • 塗装ロボット (2台): 1台あたり0.8m & sup3;/min
2. 理論総消費量:
   • レンチ: 10 × 0.5 = 5m & sup3;/min
   • 治具:20 × 0.1 = 2m & sup3;/min
   • ロボット: 2 × 0.8 = 1.6m & sup3;/min
   • 合計: 5 + 2 + 1.6 =8.6m & sup3;/min
3. 実際の総消費量(係数K = 0.7を併用):
   • 8.6 × 0.7 =6.02m & sup3;/min
4. 修正後の消費量(管路損失10%):
   • 6.02 × 1.1 =6.62m & sup3;/min
5. 選定結果:
   • 2台のスクリュー圧縮機 (1台の排気量4.0m & sup3;/min、総排気量8.0m & sup3;/min) を選択し、需要を満たし、余裕を確保する。
   • ガスタンク (容積 ≧ 2m & sup3;) 緩衝用ガス変動を配置する。

六、注意事項

1. 動的モニタリング: 流量計と圧力センサを設置し、使用ガス量の変化をリアルタイムで監視し、エアコンプレッサの運転を最適化する。
2. 定期メンテナンス: エアフィルタを掃除し、管路のシール性を検査し、漏れ率を下げる。
3. 将来の計画: 生産拡大スペースを確保し、短期的に設備を再交換しないようにする。

科学計算と合理的な選定を通じて、エアコンプレッサの効率的で安定した運転を確保し、同時にエネルギー消費量とメンテナンスコストを下げることができる。