圧縮空気配管がシステム効率に与える影響

拡張や新しい生産設備のために圧縮空気配管を追加する必要がある企業にとって、配管構造の設計はシステム全体の効率と信頼性にとって非常に重要です。ほとんどの設計者は、可変速駆動（VSD）コンプレッサーや制御装置に注目し、システム効率を高めていますが、配管は依然としてシステム最適化の重要な要因です。配管の改造は、システム全体の効率化に大きく貢献します。

配管がシステム効率にどのような影響を与えるかを検討する上で、考慮すべきことが4つある：

パイプの直径 - パイプが小さすぎると圧力損失が大きくなる。システムが圧力を失うと、圧力差を克服するためにさらに空気を生産する必要があるため、企業は損失を被る。
プライマリーヘッダーのループ設計の欠如 - これは圧力損失を打ち消すために供給側で過圧を引き起こす。
接続-接続不良は漏れの原因となる。エアフローが失われれば、オペレーションは損失を被る。圧縮空気システムから空気が逃げると、動力の損失を補うためにより多くの空気を生成する必要がある。
構造材料 - 配管材料の中には、腐食や高い圧力損失の影響を受けやすいものがある。

サイズが重要

配管システムは、当初の建設時に想定された流量に合わせて設計される傾向がある。ヘッダーシステムが成長しないままシステムが成長したり、コンプレッサールームの配管サイズや継手に問題があったりする可能性がある。配管もまた、フィルターの入口と出口のサイズやコンプレッサーの吐出口のサイズなど、部品の接続サイズに合わせてサイズ設定されることが多い。この戦略では、流量、圧力、伝送に必要な距離といった重要な基準は考慮されていない。例えば、直径2インチのパイプが、毎分1,000立方フィート（cfm）の大きさの2インチネジ接続フィルターの出口に接続されているとします。このフィルターが1平方インチあたり100ポンド（psig）で1,000 cfmの空気を浄化する場合、サイズの小さい配管では、わずか100フィートの配管で5 psi以上の損失が発生し、圧力差を克服するために年間およそ3,000ドルの電力がかかることになります。

パイプのサイズを大きくすることは、圧力損失を減らし、またシステムの静電容量を増やすのに役立つ。静電容量の増加はシステム効率に役立つが、商業的な考慮も必要だ。もし、企業が100フィートあたり1psig以下の流量の配管を設計するのであれば、それは商業的に実行可能な配管サイズである。

ループ・デ・ループ

圧縮空気の分配設計が、分岐のある分配リングに対して、分岐のある単一のトランクである場合、工場は、トランクの端から生成ポイントに戻る平行パイプを走らせ、その後、ヘッダーのループ設計を作成し、それぞれの端でそれらを接続する方法について考えたいと思うかもしれません。この設計により、ループ内のどのポイントでも同じ圧力が保証される。分岐のあるストレートランのトランク設計は、最後のユーザーから空気を奪い、ラインの末端での圧力損失を克服するためにシステム全体の圧力を非効率的に上昇させる状況を作り出す可能性がある。これは基本的なことだが、見落とされがちだ。他の問題も、最後の利用者の空気不足を引き起こすかもしれない：システム内で大規模なエアイベントが発生した場合を考えてみよう。最初に測定して、使用者が用途に必要な圧力を受けられるかどうかを判断するのがよい。

コンジャンクションジャンクション

圧縮空気の設計におけるもうひとつの弱点は、パイプが集まる場所にある。ジョイント、フィルター、レギュレーター、バルブのいずれであっても、圧縮空気の接続部は漏れ源の可能性があります。適切なシールと高品質の部品を使用することで、漏れに起因する損失の可能性を最小限に抑えることができる。定期的な漏水調査はベストプラクティスであり、優れたメンテナンスとシステム効率化戦略の形成に役立つ。

パイプ・タイプ・ハイプ

パイプの材質には、黒鉄、銅、PVCまたはプラスチック、アルミニウム、ステンレス鋼など、複数の選択肢がある。黒鉄管には何の魅力もないが、より良い代替品があるにもかかわらず、圧縮空気用として一般的に使用されている。黒皮鉄は、湿気と酸素が豊富な環境で圧縮空気を滞留させ、腐食を促進し、最終的には、配管システムを通って移動するスケールやスラッジの厄介な組み合わせを作成します - これは貴重で繊細な生産設備に有害です。層流は妨げられ、乱流によって圧力損失が生じる。銅、あるいはPVCのような複合材で代替する事業もある。PVCは、圧縮空気に適用する際に、固有の安全上のリスクがあります。

アルミニウムは腐食性がなく、入手コストも手頃だ。多くのサプライヤーが、圧縮空気用途に特化したアルミパイプを販売しています。直径10インチまで対応可能。アルミパイプは内径が滑らかで抵抗が少なく、圧力損失が低く、耐食性に優れている。また、軽量で作業しやすく、接続もシンプルなので設置も簡単だ。多くの場合、アルミニウムは他の素材に比べて初期投資は高いが、設置コストは低い。