設備用ガス量計算方法と実施ガイドライン
設備の使用量を正確に計算することは圧縮空気システムを最適化し、ランニングコストを下げる重要な環節である。 以下は工事実践と技術基準に基づいて制定された体系的な計算方法である
一、基礎パラメータ取得
- 設備技術文書の参照
- 設備説明書の「空気圧機器リスト」を調べて、すべての空気圧機器の型番と定格消費量を記録します。 たとえば、SMC型標準シリンダの空気消費量の式は次のとおりです
(Qは空気消費量m/min、Dはシリンダ径m、Sはストロークm、Pは作動圧力MPa) - 設備設計の作動圧力を記録する (通常は「作動気圧」パラメータ、単位MPa)。
- 設備説明書の「空気圧機器リスト」を調べて、すべての空気圧機器の型番と定格消費量を記録します。 たとえば、SMC型標準シリンダの空気消費量の式は次のとおりです
- 実測法検証
- 設備吸気口に熱式質量流量計 (レンジ精度 ±) を設置する 1%)、72時間のガスデータを連続して記録します。
- 「時間-流量」曲線を描き、使用ガスのピーク (通常は起動段階に現れる) と定常値を識別します。
二、セクション計算方法
- 空気圧機器の空気消費量計算
- 連続運転エレメント(エアモータなど):
(Pは軸パワーkW、Vは比パワーkW/ m³/min、Nは回転速度rpm、nは機械効率) - 間欠運転部品(例えばクランプシリンダ):
(Qiは単回動作消費量、tiは動作周波数次/分)
- 連続運転エレメント(エアモータなど):
- 配管漏れ量評価
- 超音波漏洩検出器を採用し、GB/T 26204「圧縮空気管路漏洩等級と検出方法」で検出する
- マイクロ漏れ: ≤0.5L/min
- 漏れ: 0.5-2L/min
- 中漏れ: 2-10L/min
- 大漏れ:> 10L/min
- 総漏れ量の計算:
(Liは各漏れ点流量、Kiは圧力補正係数)
- 超音波漏洩検出器を採用し、GB/T 26204「圧縮空気管路漏洩等級と検出方法」で検出する
三、総合計算モデル
-
単一設備の使用量
(Sは安全係数で、0.1-0.2を取ることをお勧めします) -
複数台設備システム用ガス量
(Ciは同時使用係数、Kは管路損失係数、通常は1.1-1.3)
四、典型的な応用シーン計算例
| 設備タイプ | パラメータ設定 | 計算プロセス | 結果 (m³/min) |
|---|---|---|---|
| 自動穴あけ機 | 3本のエア主軸 (1本のガス消費0. 8m³/min) | 0.8 × 3 × 1.2(安全系数)= 2.88 | 3.2 |
| ロボットシステム | 6軸サーボシリンダ + 真空発生器 | (0.3 × 6 + 0.5)× 1.1 = 2.53 | 2.8 |
| スプレー生産ライン | 4本のスプレーガン 2m³/min) | 1.2 × 4 × 0.8 (係数を併用) = 3.84 | 4.6 |
五、最適化の提案
- 選定最適化
- 優先的に低消費量の部品、例えば薄型シリンダー (標準タイプより15% 省エネ) を選択します。 -20%)。
- 集中ガス供給方式を採用し、分岐管路の圧力損失を減らす。
- 実行の最適化
- 区分圧力制御を実施し、非生産時間帯の降圧運転を実施する (0を下げるごとに)。 1MPa 省エネは約7% です。
- 使用量監視プラットフォームを構築し、各設備の消費量データをリアルタイムで表示する。
- メンテナンス管理
- 四半期ごとに管路保圧テスト (圧力降下 ≦ 0.02MPa /H)。
- 古い部品を交換して、普通の電磁弁を省エネ型にアップグレードする (電圧降下を50% 低減する)。
六、特殊ケース処理
- パルス用ガス設備(サンドブラストなど)
- 「ピーク-平均」変換アルゴリズムを採用する:
(Dはデューティ比で、サンドブラスト時間が30% の場合、D = 0.3)
- 「ピーク-平均」変換アルゴリズムを採用する:
- 可変ケース設備(CNCマシニングセンターなど)
- 段階的計算:
(T1は待機時間の比率、t2は加工時間の比率)
- 段階的計算:
結論
設備用ガス量計算は「部品レベル測定 → システムレベルモデリング → ケース修正」の三級計算体系に従う必要がある。 企業が設備用空気量データベースを構築し、モノネットワーク技術と結合して動的モニタリングと知能分析を実現し、圧縮空気システムの省エネ改造にデータサポートを提供することを提案する。 選定、運行制御とメンテナンス管理を最適化することで、システムのエネルギー効率を15% 向上させることができる -30% 投資回収期間は通常1 ~ 2年です。