为什么应该计算气体泄漏的损失额
知道"有气体泄漏"是一回事，但用具体金额掌握损失则是另一回事。要通过修理预算的稟議，或决定设备投资的优先级，决策者需要的是"年损失〇〇万日元"的具体金额。
美国能源部（DOE）的官方资料指出，压缩空气系统中20〜30%因泄漏而损失[1]。换算成金额，相当于每年数十万至数百万日元的电费支出。本文将解说自行计算这一损失额的具体步骤。
计算所需的3个数据
计算其实很简单，只需以下3项即可估算：
- ① 气体泄漏量：cfm（立方英尺/分）或 L/min。可测量或推算（行业基准：总使用量的20〜30%）
- ② 制造压缩空气所需电力：一般为每100cfm约18kW（依据 DOE Tip Sheet #3[1]）
- ③ 年运行时间和电力单价：例如「16小时×250天＝4,000小时/年」、「20日元/kWh」
3步计算损失额
算出泄漏导致的消耗电力（kW）
泄漏量（cfm）× 0.18 kW/cfm = 泄漏导致的持续消耗电力（kW）
示例：泄漏量50cfm × 0.18 = 9kW持续浪费
换算为年电力量（kWh/年）
消耗电力（kW）× 年运行时间（h） = 年电力量（kWh/年）
示例：9kW × 4,000小时 = 36,000 kWh/年
计算年损失额（日元）
年电力量（kWh） × 电力单价（日元/kWh） = 年损失额（日元）
示例：36,000 kWh × 20日元 = 72万日元/年损失
孔径别・泄漏量和年损失额参考
「不知道工厂里有多少mm的孔」的话，下表可作参考。即使只是1mm的孔，放置不管每年也会造成数十万日元的损失。
| 孔径 | 泄漏量（cfm） | 年消耗电力 | 年损失额（参考） |
|---|---|---|---|
| 约0.4mm | 0.40 | 约288 kWh | 约5,800日元 |
| 约0.8mm | 1.55 | 约1,116 kWh | 约22,000日元 |
| 约1.6mm | 6.31 | 约4,543 kWh | 约91,000日元 |
| 约3.2mm | 25.22 | 约18,158 kWh | 约36万日元 |
| 约6.4mm | 100.9 | 约72,648 kWh | 约145万日元 |
DOE资料的实例试算中，放置1/4英寸（约6.4mm）泄漏10处 + 1/16英寸50处 + 1/32英寸100处的工厂，每年发生约$57,000（约860万日元）的电费损失[1]。
同时计算CO2排放量
气体泄漏的损失不仅是电费，还直接关系到温室气体（CO2）的排放。计算很简单：
使用日本环境省公布的CO2排放系数（电力公司平均：约0.000441 t-CO2/kWh），上例（年36,000 kWh）相当于约15.9 t-CO2/年的排放。在脱碳经营的背景下，这也是稟議的重要依据。
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只需输入压缩机台数、运行时间、电力单价，即可自动计算年损失额、改善后节约额、CO2减排量。
如果计算结果让您觉得「不可忽视」，下一步该做什么
如果试算结果是年数十万至数百万日元规模，对策的费用效益是充分的。下一步：
- 泄漏点的特定：听觉或肥皂水点检、超声波声学检测器的活用。DOE官方推荐「超声波声学检测器是泄漏检测的最佳方法」[1]
- 修理优先级判定：从孔径大的开始修理费用效益高（参考上表）
- 外观看不到的内部泄漏也要检查：阀门、气缸内部的泄漏需要听诊器式检测
爱尔莫提供结合超声波与独家AI、能量化泄漏量的声学相机「Algoleak AL64」，以及一站式现场调查的气体泄漏诊断服务。有实际引入企业实现年560万日元规模的节能业绩。
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参考资料
-
U.S. Department of Energy, Industrial Technologies Program. Minimize Compressed Air Leaks（Compressed Air Tip Sheet #3）, DOE/GO-102004-1964, Revised August 2004.
https://www.energy.gov/sites/prod/files/2014/05/f16/compressed_air3.pdf -
U.S. Department of Energy / National Renewable Energy Laboratory. Improving Compressed Air System Performance: A Sourcebook for Industry, DOE/GO-102003-1822, November 2003.
https://www.energy.gov/sites/default/files/2014/05/f16/compressed_air_sourcebook.pdf
※ 本文的计算公式（0.18 kW/cfm、20-30%损失率、超声波检测推荐）均基于上述DOE官方资料。孔径别损失额表是基于 DOE Tip Sheet #3 中刊载的泄漏量表（psig别・孔径别），按照日本的标准条件（电力单价20日元/kWh、运行4,000h/年）换算得出。CO2排放系数使用日本环境省公布的电力公司平均值。
