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YOKOGAWA

横河電機株式会社

消費電力と運転台数を独自の制御技術で省エネ

圧縮エアー・コンプレッサの省エネ

コンプレッサは多大なエネルギーを消費し、その運用コストの大半は電力消費です。複数台コンプレッサでの無駄なエア圧力と運転台数を独自技術で制御してコスト削減と省エネを提案します。
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武州製薬株式会社様 エコノパイロットComp導入事例
「複数台コンプレッサ運転における省エネ制御の実現」、武州製薬株式会社様における省エネ活動の一つであるコンプレッサの省エネ制御として導入した、「エコノパイロットComp」について語っていただきました。
 コンプレッサの運用コスト
  • 多量の電力を消費するコンプレッサの省エネ
  • コンプレッサの適正な圧力設定
  • コンプレッサの運転効率把握
  • 既設コンプレッサの有効活用
製品の品質や生産性がいっそう厳しく問われる中、生産に必要な圧縮エアーを供給するコンプレッサは重要な設備で、ランニングコストの高い設備です。 コンプレッサ関連での電力使用量は、工場全体の15%を占めており、省エネ推進として大きな改善ポイントです。 右図は一般的なコンプレッサの運用コストを示したグラフです。そのコストの内訳では、保守・整備、消耗品、人件費、本体償却費などありますが、圧倒的に消費電力がコスト高となっています。

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負荷予測制御の手法を用いて、コンプレッサの電力削減を提案します。
コンプレッサーの制御には、生産工程上で必要な部分がある一方で無駄も大きく発生しており、その主な原因として以下の点が考えられます。
稼動状態の違いによる電力消費
  • コンプレッサの送風圧は、工場の生産性を維持するために、工程上で稼動する各設備の機能を最大活用した時にでも不足しない様に設定されています。
    そのため、コンプレッサの圧力を必要以上に高く設定しているケースが殆どです。

  • コンプレッサでは、そのエアーが使われていない時でも待機電力が消費されており、定格の70%もの電力が消費されています。
    (油冷式コンプレッサの場合)

  • コンプレッサは工場に複数台導入されており、必要なエアー供給には最適な組合せで稼動させる必要があります。


YOKOGAWAではこれらの点に対して独自の高度な制御技術によって、エアーの需要を予測して運転を制御する負荷予測制御を用いる事を提案します。
これにより使用上のムダを排除し、コスト削減と同時に省エネを実現します。

  • 負荷予測制御 (圧力変化勾配率による制御)

  • 従来のコンプレッサ制御は圧力の安全マージンを確保するレベルまで圧力上昇をさせて停止していました。これは実際には不要な高い圧力レベルで閾値を設定してそこで停止するため、必要以上の高圧力域を設ける事になります。この事から、消費電力の増加と停止タイミングの遅れによって無駄が発生してしまいます。

    負荷予測とアンロードロック制御

    YOKOGAWAの提案する制御方式は、アンロード時(加圧ゼロにした時点)からの圧力降下速度(圧力変化勾配率)を予測して制御を行います。
    このため、圧力を必要以上に上昇させず早く確実に停止でき、制御する圧力幅を小さくすることが出来ます。
    これによって消費電力を最適化して省エネを実現します。
    また、低い圧力域で制御をするために得られる付随効果では、20%を超える省エネ効果事例もあります。(下記期待効果の欄ではこの効果は加味していません)



  • 異容量台数制御

  • 上記の負荷予測制御はYOKOGAWAの独自技術であり、コンプレッサのメーカーに依存することなく制御することが可能です。
    これによって、従来困難だった異なる容量のコンプレッサを複数台まとめて制御することが可能で、要求されるエアーに最適なコンプレッサの組合せで運用することができます。
    この台数制御によって、停止させるコンプレッサをフレキシブルに制御して消費電力コストの削減と省エネを実現します。 異容量台数制御

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    【某社 適用例】
    CO2削減 106 t-CO2/年   コスト削減 307 万円/年
    某社のコンプレッサ設備に対し、弊社省エネ制御システム導入による省エネ効果を算出したものです。
    CO2発生量の従来の 0.1291(kwh/m3)に対し、導入後 0.1150(kwh/m3)となり大きな省エネ効果を実現しました。

    省エネ制御システム導入による省エネ効果
    ※本原単位はコンプレッサのエアー吸い込み換算値です。
    ※効果値はシミュレーションによる効果を提示するものであり、効果を保証するものではありません。
    【甲府工場 適用例】
    CO2削減 コスト削減 :32%消費電力削減、75%圧力変動改善
    横河電機自社工場の甲府工場での適用例です。
    省エネ効果:消費電力は32%削減を実現しています。
    【台数制御 適用例】
    CO2削減 コスト削減 :25%消費電力削減
    適用前:異容量のコンプレッサ4台での運用例です。従来は4パターンの組合せで稼動させていました。
    省エネ効果:9パターン稼動組合せとなる台数制御によって、25%の省エネを実現しています。

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    エコノパイロットComp (エコノパイロットコンプ)
    コンプレッサ省エネ制御システム コンプレッサ省エネ制御システム エコノパイロットComp
    圧縮エアーコンプレッサ本体の消費電力を削減する省エネ制御システムです。エコノパイロットシリーズで採用しているYOKOGAWA独自の制御方式によって高い省エネ効果を発揮します。
    武州製薬様導入事例を追加しました。詳細はこちら
    エコノパイロット 
    送水ポンプ省エネ制御システム 送水ポンプ省エネ制御システム エコノパイロット
    平成14年省エネ大賞受賞したエコノパイロットは、ビルや工場の空調用冷温水の送水を行う空調二次ポンプの、省エネ制御システムです。送水流量に応じてポンプの回転数を最適に制御することで最大90%の省エネ効果を発揮します。
    エコノパイロット HSP (エイチエスピー)
    熱源送水ポンプ省エネシステム 熱源送水ポンプ省エネシステム エコノパイロット HSP
    工場や商業施設などのセントラル方式熱搬送システムに対応。熱源廻り冷温水ポンプの制御で省エネを実現します。2次ポンプがある設備では姉妹製品の空調2次ポンプ省エネ対策で定評のあるエコノパイロットと連携して、総合的な省エネが可能です。

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