インバータ制御によるポンプの省エネ効果
この度、図1のポンプシステムにおいて、ポンプを可変速できるようインバータを導入しました。本システムにおいて、ポンプの周波数を10％下げるとポンプ動力は一体いくら下がるのか、実際に計測しましたのでその結果を紹介します。
図1 ポンプシステム
図2 ポンプ流量－揚程特性（インバータ）
図3 ポンプ電力（省エネでまこん）
図2は同ポンプの「ポンプ流量－揚程特性」で、50Hz運転と45Hz（※1）運転の性能曲線をそれぞれプロットしています。現在運転点（50Hz）はQ＝860、H=46で、45Hzに下げた時の運転点はQ=765、H＝39.3です（シュミレータで計算・グラフ化。Q×Hの比率は76％）。
図3は、Paポンプ（図1のポンプ）を12：47過ぎに 45Hzから50Hzにあげた時のポンプ電力量の計測状況（※2）で、0.136kWh/min（8.2kW）から0.184kWh/min（11.0kW）へと上昇しました。つまり、50Hzから45Hzまで10％ほどポンプの周波数を下げると、ポンプの消費電力は26％下がることになります。（N（回転数）＝0.9 N3＝0.73 P（ポンプ動力）＝0.74であり、ほぼ P∝N3が成立しています）
一般にポンプは安全率を見て選定されます。その結果、流量や圧力が過大となり無駄な電力に消費しているケースがたくさんあるはずです。ポンプ動力が大きいまたは運転時間が長いようなケースでは、インバータ導入効果について省エネ計算されることをお勧めします。
※1 50Hzの性能曲線から推定
※2 省エネでまこん（FEMS）による。1分単位で記録かつリアルタイムにスマホ等に表示