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コンプレッサの動力・比動力・電気代の計算（吐出圧力を下げた省エネの効果も）
空気量（吸込状態の自由空気量）と吐出圧力・圧縮段数から、断熱圧縮の理論動力と比動力（kW/(m³/min)）を求めます。効率を入れると軸動力・消費電力、電力量の単価と運転時間を入れると年の電気代、変更後の吐出圧力を入れると動力の削減率と年の削減額も出します。
入力
結果
入力すると、ここに結果が出ます。
参考
- 【圧縮機】省エネに役立つポイント・日立産機システム・「圧縮機の必要圧力」の図（1 m³/min の理論動力）・資料を開く
- コラム「省エネから一歩進んだエネルギー原単位の向上」・日立産機システム・図 1「吐出し圧力を 0.2MPa 下げた場合の理論動力」・資料を開く
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解説
コンプレッサ（空気圧縮機）が空気を圧縮するのに要る動力は、空気量と圧力比（吐出の絶対圧 ÷ 吸込の絶対圧）で決まります。理想の断熱圧縮の動力（理論断熱動力）を効率で割ると軸動力、さらにモーターの効率で割ると消費電力です。1 m³/min あたりの動力を比動力といい、コンプレッサの効率の比べ方に使います。吐出圧力を下げると圧力比が小さくなり、同じ空気量でも動力が減ります。漏れを減らすと空気量そのものが減ります（漏れの量は「空気漏れの流量と損失コスト」で求められます）。
使い方
空気量・吐出圧力・圧縮段数と大気圧を入れます。全断熱効率とモーターの効率を入れると消費電力、さらに単価と運転時間を入れると年の電気代が出ます。変更後の吐出圧力を入れると、動力の削減率と年の削減額が出ます。
例題（手計算）
例題 1：1 m³/min・1 段・101.325 kPa・0.7 → 0.6 MPa
指数 (1.4 − 1)/1.4 = 0.285714。圧力比 (0.7 + 0.101325)/0.101325 = 7.90846、7.90846^0.285714 = 1.80550。La = 3.5 × 101.325 kPa × (1/60) m³/s × 0.80550 = 4.76101 kW（1 m³/min なので比動力 4.76101 kW/(m³/min)）。0.6 MPa：圧力比 6.92154、^0.285714 = 1.73803、La₂ = 3.5 × 1.68875 × 0.73803 = 4.36223 kW。削減率 1 − 4.36223/4.76101 = 8.376 %（照合の相手の値と同じ条件）。
例題 2：1 m³/min・1 段・101.325 kPa・0.7 → 0.5 MPa
La = 4.76101 kW（上の例）。0.5 MPa：圧力比 (0.5 + 0.101325)/0.101325 = 5.93462、^0.285714 = 1.66330、La₂ = 3.5 × 1.68875 × 0.66330 = 3.92049 kW。削減率 1 − 3.92049/4.76101 = 17.65 %。
例題 3：10 m³/min・2 段・100 kPa・0.7 MPa・効率 80 %・92 %・20 円/kWh・16 h・250 日・0.6 MPa へ
入力はこのページの例として決めた値（出典の例ではない）。指数 0.4/(2 × 1.4) = 0.142857。圧力比 0.8/0.1 = 8、8^0.142857 = 1.34590。La = 2 × 1.4/0.4 × 100 kPa × (10/60) m³/s × 0.34590 = 7 × 16.6667 × 0.34590 = 40.3550 kW（SMC の式 m·κ/(κ − 1)·0.1·Qs/0.06·[…] と同じ）。比動力 4.03550 kW/(m³/min)。Ls = 40.3550/0.8 = 50.4438 kW、Pe = 50.4438/0.92 = 54.8302 kW、比動力 5.48302 kW/(m³/min)。1 時間 54.8302 × 20 = 1,096.60 円。年 54.8302 × 16 × 250 = 219,320.8 kWh、4,386,415 円。0.6 MPa：7^0.142857 = 1.32047、La₂ = 116.667 × 0.32047 = 37.3881 kW、削減率 1 − 37.3881/40.3550 = 7.352 %。削減 54.8302 × 0.07352 = 4.03117 kW、年 16,124.7 kWh、322,494 円。
例題 4：大気圧を入れる：95 kPa・5 m³/min・1 段・0.8 MPa・全断熱効率 75 %
入力はこのページの例として決めた値。圧力比 (0.8 + 0.095)/0.095 = 9.42105、^0.285714 = 1.89808。La = 3.5 × 95 kPa × (5/60) m³/s × 0.89808 = 24.8843 kW、比動力 4.97685 kW/(m³/min)。Ls = 24.8843/0.75 = 33.1790 kW。モーターの効率がないので消費電力・電気代は出さない。
例題 5：効率 100 %・変更後の圧力が同じ（削減 0）
効率の上限 100 %（範囲に入る）では Ls = Pe = La = 4.76101 kW。変更後の圧力が同じ 0.7 MPa なので La₂ = La、削減率 0、削減の電力 0。単価・時間がないので電気代は出さない。
例題 6：圧縮段数 0（入力エラー）
圧縮段数は 1 以上の整数。0 段では圧縮できず、式も 0 で割ることになるので入力エラー。
よくある間違い
- 吐出圧力を絶対圧で入れる：ゲージ圧で入れます（大気圧は式の中で足します）。圧力比はゲージ圧の比ではなく、絶対圧の比です。
- 空気量に圧縮後の体積を入れる：吸込の状態（大気圧）の体積を入れます。
- 理論動力をそのまま電力とする：実際の消費電力は、効率で割った分だけ大きくなります。
- 定格の動力で年の電気代を出す：アンロード運転・停止の時間があると、実際の電力量は少なくなります。実測の平均の電力で確かめます。
よくある質問
- 吐出圧力を 0.1 MPa 下げると何 % 減るか。
- このページの理論の式では、1 段・101.325 kPa・0.7 → 0.6 MPa で約 8.4 % です。実機では、効率が圧力で変わる・容量の制御（アンロード・インバーター）のしかたで、理論の比率どおりに下がらないことがあります。下げた後に末端で必要な圧力が足りるかも確かめます。
- 比動力を「空気漏れ」のページに使いたい。
- 空気漏れのページの比動力は標準の状態（ANR）の量あたりです。吸込が 20 °C・大気圧に近ければ差は小さいですが、同じではありません。実測の消費電力 ÷ 実測の空気量が一番確かです。
- 漏れを減らした効果は。
- 同じ圧力なら、動力は空気量にほぼ比例します。漏れの量を「空気漏れの流量と損失コスト」で求め、その分の空気量を引いて計算し直してください。
適用範囲
大気から吸い込む空気圧縮機の、断熱圧縮の理論動力・比動力と、入れた効率による軸動力・消費電力・電気代、吐出圧力を変えたときの動力の比率。
この計算で扱わないこと：
- 昇圧機（ブースター）など、圧縮空気を吸い込む圧縮機
- 容量の制御（アンロード・インバーター・台数制御）による部分負荷の電力
- 吸込の温度・湿度による空気量・動力の変化
- 漏れの量の見積もり（空気漏れのページで求める）