압축공기는 공장에서 가장 비싼 유틸리티 중 하나입니다. 전기의 상당 부분이 컴프레서로 들어가고, 그중 많은 양이 공압 실린더 작동과 누설로 소비됩니다. 이 글에서는 공압 실린더의 공기 소비량(L/min ANR)을 SMC 표준식으로 계산하고, 이를 월 전기료로 환산하는 절차를 예제와 함께 정리합니다.
압축공기를 대기로 내보내면 압력이 풀리며 부피가 늘어납니다. 소비량은 이 자유공기(ANR) 기준으로 표기하므로, 압축 상태 체적에 압축비를 곱해 환산합니다. 예로 0.5 MPa면 CR = (0.5+0.1013)/0.1013 ≈ 5.94배입니다.
복동 실린더는 전진과 후진 모두 공압으로 움직이므로 양방향 체적을 더합니다. 후진은 로드가 차지하는 만큼 유효 면적이 작아 소비도 조금 적습니다. 체적을 리터로 바꿀 때는 mm³를 1,000,000으로 나눕니다(1 L = 10⁶ mm³).
SMC 카탈로그는 여기에 배관(튜브) 충전 공기까지 더해 총 소비량을 산출합니다. 배관이 길거나 가늘면 그 영향은 작지만, 여러 대·고빈도 설비에서는 누적됩니다.
| 계수 | 일반 기준값 | 비고 |
|---|---|---|
| 비에너지 | 0.10 ~ 0.13 kWh/m³ | 7bar 스크류 컴프레서. 효율·압력에 따라 변동 |
| 전기 단가 | 약 170 원/kWh | 국내 산업용 평균 예시(2025). 계약 요금으로 교체 |
| 조건 | 값 |
|---|---|
| 보어 / 스트로크 | Ø50 / 600 mm (복동, 로드 Ø20) |
| 공급압 / 작동빈도 | 0.5 MPa / 10회·분 (5대) |
CR ≈ 5.94. 전진 체적 π/4×50²×600 ≈ 1.178 L × 5.94 ≈ 7.0 L, 후진(보어−로드) ≈ 0.99 L × 5.94 ≈ 5.87 L → 1사이클 ≈ 12.87 L(SMC 카탈로그 표기 13 L). ×10회·분 ×5대 ≈ 643 L/min(ANR). 가동 8시간×22일, 비에너지 0.11, 단가 170원이면 월 공기량 ≈ 6,793 m³ → 약 747 kWh → 월 약 127,000원 수준입니다.
많은 공장에서 압축공기 비용의 20~40%는 상시 누설입니다. 위 계산은 실린더 작동 소비 기준이며, 피팅·호스·밸브의 미세 누설과 블로잉(에어 불기)·대기 손실은 별도입니다. Ø1mm 누설 하나가 7bar에서 연간 수십만 원대 전기료로 이어질 수 있으므로, 소비량을 파악한 뒤 누설 점검을 병행하면 절감 효과가 큽니다.
→ 공기 소비량·전기료 계산기에서 직접 계산해보기 (무료, 회원가입 불필요)단동은 전진만 공압이고 복귀는 스프링이라 1사이클 소비가 전진분만 발생합니다. 복동의 전진분과 같고 후진분이 없으므로, 로드경에 따라 복동의 약 50~55% 수준입니다. 다만 단동은 추력이 작아 용도가 제한됩니다.
네. 압축비가 낮아져 소비 공기량이 줄고, 컴프레서 생산 전력도 감소합니다. 필요 추력을 만족하는 선에서 공급압을 0.1 MPa만 낮춰도 유의미한 절감이 됩니다. 추력은 PartsOn 공압 실린더 계산기로 먼저 확인하세요.
1 Nm³ = 1,000 L(ANR)이므로, L/min에 60을 곱하고 1,000으로 나누면 Nm³/h가 됩니다. 예: 643 L/min ≈ 38.6 Nm³/h. (ANR과 Normal 상태는 기준 온습도가 조금 달라 엄밀히는 소폭 차이가 있습니다.)
관련 가이드: 공압 실린더 선정 · 솔레노이드 밸브 선정 · 피팅·튜빙 선정