ユニット効率は、鉱山用送風機の省エネルギー性能を評価する際に重要となる指標であり、送風機本体だけでなく電動機や変換装置を含めた一体のエネルギー変換効率を表します。従来は送風機効率や電動機効率など個別の効率値が重視されてきましたが、実際の鉱山現場では、インバータやソフトスタータ、長距離配線による損失も含めた総合的なエネルギー利用状況を把握することが、省エネ換気の鍵となります。ユニット効率を適切に評価することで、投入した電力がどの程度有効な換気仕事に変換されているかを定量的に把握でき、運転条件や設備構成の最適化に役立てることができます。
ユニット効率の考え方では、送風機の風量と全圧から算出される有効出力と、電源から投入される電力との比率を評価します。送風機効率が高くても、電動機効率が低かったり、インバータやトランスでの損失が大きかったりすると、実際のユニット効率は低下します。また、送風機を設計点から大きく外れた運転点で使用すると、特性上の効率が急激に悪化し、同じ風量を得るために余分な電力を消費することになります。鉱山用送風機では、換気需要の変動に応じて回転数を調整するインバータ制御や可変ピッチ羽根車を採用することで、運転点を効率の良い領域に保ちながらユニット効率を高める運用が有効です。
ユニット効率を向上させるためには、設計・選定段階からシステム全体を見据えたアプローチが必要です。高効率送風機と高効率電動機を組み合わせるだけでなく、ケーブル損失を抑えた電源系統設計や、適切な容量のインバータ選定、余裕を持ちすぎないモータ容量設定なども重要です。また、風道設計の最適化により換気抵抗を減らせば、必要全圧を低く抑えることができ、同じ風量でも消費電力を削減できます。鉱山換気では、主扇だけでなく局所送風機や集じん送風機も多数存在するため、各ユニットの効率を総合的に高めることが、鉱山全体のエネルギーコスト削減につながります。
運転段階では、ユニット効率を定期的にモニタリングし、改善余地を継続的に探ることが重要です。電力量計や監視システムを用いて送風機ごとの電力消費と運転風量を把握し、基準期と比較することで、効率低下の兆候を早期に検知できます。羽根車の汚れやダクト閉塞、風門の不適切な開度などが原因でユニット効率が悪化している場合、清掃や調整により改善が見込まれます。設備更新の際には、初期投資額だけでなくユニット効率に基づくライフサイクルコストを比較することで、長期的に有利な選択が可能になります。ユニット効率の向上は、鉱山用送風機における省エネルギーとCO₂排出削減、そして安定した換気運転を両立させるための重要な取り組みです。
