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固定排量ポンプと可変排量ポンプのエネルギー比較は、運転サイクル（フルロードと部分負荷で機械が稼働する時間の割合）を明示した場合にのみ意味を持ちます。負荷率100％では、高品質な固定ピストンポンプ（体積効率95～97％）は、同一条件下において可変ポンプよりもしばしば高効率です。これは、可変ポンプが排量制御機構による追加損失を伴うためです。可変排量ポンプの利点は、負荷率70％未満の部分負荷時に現れ、部分負荷の割合が増すにつれてその差は大幅に大きくなります。例えば、稼働時間の70％を平均負荷35％で運転する産業用機械と、サイクル時間の90％を負荷率95％で運転するプレスでは、得られる省エネルギー効果が著しく異なります。
クロスオーバー計算：a ダンフォス クロスオーバー計算によると、シリーズ45の可変容量ポンプは35％負荷時において、全負荷入力電力の約38～42％を消費します。一方、同流量クラスの固定容量ポンプに圧力制御式アンロード弁を用いた場合、35％負荷時に全負荷電力の52～58％を消費し、その過剰分はアンロード経路を通じて熱として放出されます。この35％負荷における10～16ポイントの消費電力差は、部分負荷が支配的な運転時間帯で累積され、結果として省エネルギー効果を生み出します。年間2,000時間運転、平均負荷率40％の機械では、同流量クラスの固定容量ポンプと比較して、可変容量ポンプは年間850～1,400 kWhの電力を節約できます。これは欧州の産業用電力料金に基づくと年間85～180米ドル（米ドル表記）相当の電気料金削減、および年間380～630 kgのCO₂排出削減に相当します。
エネルギー消費量の比較：固定容量ポンプ vs 可変容量ポンプ（異なる負荷率にて）
負荷率（最大流量に対する％） |
固定容量ポンプの電力消費 |
可変容量ポンプの電力消費 |
可変容量ポンプによる節電量 |
100％負荷 — 全容量要求 |
定格入力の100％ |
102–104％ — 可変制御機構によりわずかなオーバーヘッドが発生 |
定容量ポンプは全負荷時においてわずかに優れるが、可変ポンプでは2–4％の損失が追加される |
70％負荷 — 中程度の部分負荷（要求） |
73–78％ — リリーフによるアンローディングまたはスロットル損失 |
72–75％ — 70％の要求に合わせて吐出量を調整 |
70％負荷時における可変ポンプの省エネルギー効果：1–5％（この時点でわずかな優位性が現れる） |
50％負荷 — 要求が半分（農業分野で一般的） |
58–64％ — 大きなアンローディング損失 |
51–55％ — 50％負荷に応じた吐出量で、制御損失が最小限 |
50％負荷時における可変ポンプの省エネルギー効果：7–12％（明確な優位性が確認される） |
35％負荷 — 軽作業用待機または低速運転 |
52–58％ — 入力の大部分がリリーフを介して熱として供給 |
36–42％ — 流量が要求に比例して変化 |
可変式は35％負荷時において14–20％の節約を実現 — 節約効果が最も顕著な範囲 |
20％負荷 — 微小な要求がある状態でのアイドリング直近 |
48–54％ — ポンプが全回転し、ほぼすべての流量が熱として供給 |
21–26％ — 流量が最小ストップに近い状態 |
可変式は20％負荷時において26–32％の節約を実現 — 最も顕著な節約範囲 |
運転時間の80％以上にわたり、負荷率85％を超えて稼働する機械（特定の油圧プレスやコンパクターなど）では、可変容量ポンプの投資回収期間は5～7年を超え、高効率固定容量ポンプの方がより優れた投資となります。一方、負荷変動が大きい農業用コンバイン、掘削機、産業用機械では、現在の欧州エネルギー価格を前提とした場合、可変容量ポンプの投資回収期間は通常18～36か月です。HOVOOは、この投資を正当化する効率を維持するために、可変容量ポンプ用サービス部品および シールキット 対応車種 ダンフォス シリーズ45およびH1プラットフォームを供給しています。詳細な参考資料はhovooseal.comをご覧ください。
