압축공기 누설·토출압 절감 계산기 (Compressed Air Leak & Pressure Savings)
누설 구멍 크기·개수나 측정 누설량, 부하·무부하 시간을 넣으면 누설량과 연간 전력 손실 비용을 구하고, 토출압을 낮췄을 때 절감률과 절감액을 계산합니다. 미국 에너지부(DOE) 누설량 표와 Sourcebook 경험식을 씁니다. 배관에서 생기는 압력손실은 압축공기 배관 압력손실 계산기에서 따로 확인하세요.
계산 근거
누설량: U.S. DOE Compressed Air Tip Sheet #3(2004-08) 오리피스 누설량 표 × 구멍 모양 계수(둥근 0.97, 날카로운 0.61). 누설 비용 = 누설량 × 비동력 × 운전시간 × 전력 단가. 누설률 = T/(T+t), 압력 강하법 = V×(P1−P2)/(T×대기압)×1.25, 토출압 2 psi 당 약 1% + 비조절 사용 30~50% 일 때 0.6~1.0% (DOE Improving Compressed Air System Performance Sourcebook 3판 28·33쪽). 전력 단가와 비동력은 사용자가 넣습니다.
함께 쓰는 양식
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자주 묻는 질문 (FAQ)
압축공기 누설 비용은 어떻게 계산하나요?
연간 비용 = 누설량(m³/min) × 비동력(kW/(m³/min)) × 연간 운전시간 × 전력 단가입니다. 미국 에너지부(DOE) 팁시트 3의 식(누설 수 × 누설량 × kW/cfm × 시간 × $/kWh)을 미터 단위로 바꾼 것입니다. 누설량은 구멍 지름과 압력으로 표에서 찾거나, 부하·무부하 시간이나 압력 강하 시간으로 구합니다.구멍 지름만 알면 누설량을 알 수 있나요?
DOE 팁시트 3에는 지름 1/64~3/8인치, 압력 70~125 psig 의 오리피스 누설량 표가 있습니다. 이 도구는 그 사이를 보간하고, 구멍 모양에 따라 둥근 구멍 0.97, 날카로운 구멍 0.61을 곱합니다. 실제 누설은 틈 모양이 제각각이라 "비슷한 지름"으로 넣는 추정입니다. 유량계로 잰 값이 있으면 "측정 누설량" 방식을 쓰세요.
부하·무부하 시간으로 누설률을 구하는 방법은?
사용처를 모두 멈춘 채 부하·무부하 제어 압축기를 돌리면 누설 때문에 압축기가 주기적으로 부하에 걸립니다. 평균 부하 시간 T 와 무부하 시간 t 를 재면
누설률(%) = T × 100 ÷ (T + t)입니다(DOE Sourcebook 3판). 다른 제어 방식이면 압축기를 끄고 압력이 절반 가까이 떨어지는 시간을 재는 압력 강하법을 씁니다.누설률은 어느 정도면 괜찮은가요?
DOE Sourcebook 3판은 잘 관리된 계통의 누설을 압축기 용량의 5~10% 미만으로, 관리가 부실한 계통은 20~30%까지 될 수 있다고 적고 있습니다. 10%를 넘으면 개선 여지가 크다고 봅니다. 이 도구의 판정 색은 이 범위를 따릅니다.
토출압을 낮추면 전력이 얼마나 줄어드나요?
DOE Sourcebook 3판의 경험식은 100 psig 부근 계통에서 토출압 2 psi(약 0.14 bar)마다 전부하 에너지가 약 1% 달라지고, 레귤레이터 없이 쓰는 비조절 사용(누설·개방 블로 등)이 30~50%이면 0.6~1.0%가 더해진다는 것입니다. 이 도구는 이 두 값을 비조절 사용 비율에 비례하도록 이어 계산합니다. 원심식·2단 압축기는 성능 곡선으로 확인하세요.
비동력 값은 어디서 구하나요?
압축기 제조사 사양서의 패키지 입력 전력(kW)을 토출량(FAD, m³/min)으로 나눈 값입니다. 기본값 6.36 kW/(m³/min)은 DOE 예제의 18 kW/100 cfm 을 바꾼 것일 뿐이니 자기 압축기 값으로 바꾸세요. 부분 부하에서는 비동력이 나빠지므로 전력량계 실측 kWh 를 같은 기간 토출량으로 나누는 것이 가장 정확합니다.
누설을 고쳤는데 전기요금이 그대로예요.
압축기 제어가 줄어든 수요를 따라가지 못하면 무부하 운전만 늘고 전력은 그대로입니다. DOE 팁시트 3도 누설 수리 뒤 압축기 제어를 다시 맞추라고 권합니다. 대수 제어, 부하·무부하 설정 압력, 인버터 압축기 배치를 함께 점검하세요. 토출압을 낮추려면 배관 압력손실부터 줄여야 하는 경우가 많습니다. 압축공기 배관 압력손실 계산기로 구간별 손실을 확인할 수 있습니다.
이 도구의 한계는?
누설량 표는 정해진 오리피스 기준이고, 70~125 psig 밖은 절대압 비례로 연장한 값입니다. 토출압 저감 경험식은 100 psig 부근 계통 기준의 근사이며, 압축기 형식·제어 방식에 따라 다릅니다. 결과는 개선 우선순위를 정하는 참고 계산이며, 투자 결정 전에는 전력 실측과 압축기 제조사 검토를 거치세요.
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