優良省エネルギー設備顕彰事例③
新設設備部門 譖日本冷凍空調設備工業連合会会長優秀賞

フレッセイ新保店採用の ウルトラ エコ・アイス システム
設備所有者：㈱フレッセイ
設備施工者：㈱ヤマト ○

建物の概要
名

称

フレッセイ新保店

所 在 地

群馬県高崎市新保町字伊勢301−1

概

建家

要

地上２階

延床面積 3,012m2（売場面積 1,846m2）
構造

S造

用途

スーパーマーケット

1．技術開発の目的と経過※

ウルトラ エコ・アイス システム（ver.2 ）導入
により、・消費エネルギーの低減、・ランニング

建物外観

コストの低減、・省エネによる温室効果ガスCO2の削減、・温室効果ガス（R22）漏洩量の削減、・や高めの温度で冷却され、蓄熱槽をバイパスし、ショーケース内陳列商品の高品温管理の実現、・ケースに供給される。

店内環境の改善、・システムの信頼性向上の項目

冬季においては冷凍機廃熱を床に蓄熱し、日中の暖房負荷に寄与させる。

を目的とした。
ーマーケット４件、ver.1 は群馬県内３件、栃木

2.2 昼間：蓄熱槽から約−６℃以下の冷熱を取り出し、システム内の負荷をカスケード冷却

県、神奈川県の各１件である。（※ver.1及びver.2

図１に示された温度域の異なった各負荷に対本システムver.2の納入実績は群馬県内のスーパ※の説明は後出）

し、蓄熱槽に蓄えられた冷熱を0℃の精肉・鮮魚用ショーケース（中温域ショーケース）を冷却し2．設備・システムの概要
ウルトラ エコ・アイス システムの全体構成図

た後、４℃〜７℃の乳製品・青果といった各ショーケース（高温域ショーケース）、外気処理機、を図１、２に示す。（特許取得済）

最後に冷凍食品等の低温用冷凍機の凝縮液サブク

2.1 夜間：低温氷蓄熱とショーケースの夜間負荷冷却対応

ール用熱交換器へと供給しカスケード利用する。

蓄熱用冷凍機で蓄熱槽に−８℃以下の氷を生成

ケース負荷に対応するプレ冷却用冷凍機により、蓄熱する。一方、昼間に比べて減少したショーケ

カスケード冷却後温度上昇したブラインをプレ冷ース夜間負荷に対して、循環ブラインは蒸発圧力却し、その後に蓄熱槽に戻し、再びカスケード冷を高めて運転するプレ冷凍機によって日中よりや却する。残蓄熱量と負荷量によって変化するブラ8

冷凍空調設備

負荷の大きい夏季等においては、夜間のショー

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表面には冷却中に霜がつき、冷却能力の低下をもたらす。従来の直膨システム
では、冷却コイルに電気ヒーターを装着し、一日に４回ほど定期的に通電し暖め、その熱で循環している空気を加熱しコイル表面の除霜を行っている。この従来システムでは除霜中のショーケース内部温度は上昇する。それに伴い陳列されている食品の品温も上昇してしまう。
一方、図２に示すように、本システムにおける除霜
図１

昼間冷却運転時

は、各負荷を一巡冷却処理
温度上昇したブラインを冷却時のようにプレ冷却冷凍機、蓄熱槽を経由させず、１時間毎にこれら冷却熱源装置をバイパスさせて、霜の着いた０℃に保たれているショーケースの冷却コイルに供給し、コイル内部よりコイル表面を暖め除霜する。この時は冷却時とは逆に、コイル表面に蓄積されている霜の持つ潜熱は、数度高い温度でコイルに供給されるブラインを冷却することになり、冷却されたブ
ラインは次の温度域のショ

図２

除霜・夜間冷却運転時（除霜時は、プレ冷凍機の運転停止）

ーケース（４〜７℃）、空調機、熱交換器へと供給さイン温度を管理しながら追い掛け運転も行う。

れ、最下温度ショーケースのコイルに蓄積された冬季等負荷の少ない時には夜間潜熱蓄熱のみに霜の潜熱が各冷却器で利用される（このプロセスて対応する。また、冷凍機の排熱を暖房熱源としにおいても、コイル表面に蓄熱された潜熱を利用て外気処理機、床暖房に利用する。

している）
。

2.3 除霜時：システム系内の冷却負荷を利用しながら0℃系ショーケース冷却コイル表面の霜の除去

3．着想

０℃に保たれているショーケースの冷却コイル
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我が国の食品を扱うスーパーマーケット（SM）の中で多くを占める延床面積が約3000m2、売場面
冷凍空調設備9積が約1500m 2程の店舗は約10,000店程存在する。

・負荷が減少している夜間には年間を通じ蒸発

この規模の施設における単位面積当たりのエネル

圧力を高く設定されたプレ冷却冷凍機が対応

ギー消費量は、一般事務所ビルの３倍強程になり、する

１店舗の消費するエネルギー量は、一般事務所ビ2ルの10,000m 規模に相当する程エネルギー消費が・低温系の冷凍サイクルにサブクールを採用
・除霜には電気ヒーターを使用せずにシステム多い。
さらに、これらの店舗では冷蔵設備、空調設備にHFCs冷媒が多く使用される。最近ではオゾン系内の高い温度域の負荷を置換し利用
・冬季には暖房熱源として冷凍機廃熱利用
1）年間消費電力量

層破壊係数ゼロではあるが、温暖化係数の高い冷媒の使用量が増加している。
本システムの原型（ウルトラ エコ・アイス システム ver.1）は約10年前から開発してきたシステムであり、食品SMにおける冷蔵設備と空調設備の熱源設備を一体化したシステムである。汎用冷凍機を使用し、自社で開発製作した氷蓄熱槽にブラインを採用した。夜間電力で氷を製造し、日中、氷を融解する事により、その冷熱を冷蔵・空調設備に利用する。

フレッセイ新保店と近似した規模、ほぼ同様の施設内容・営業時間である従来システムを採用している他店舗とを比較する。
表１

同規模２店舗の各実績値（H17/1〜H17/12）
消費電力量 エネルギー料金［MWh／年］［k￥／年］

電力デマンド［kW］

店舗名（売場面積）

冷蔵設備＋空調設備
システム システム［新保店］（100％）

本システム＋EHP

1,872（内夜間電力量200）（89％）

20,971（74％）

336（73％）

他店（100％）

従来システム＋EHP

2,102（100％）

28,031（100％）

455（100％）

本システム採用新保店の年間使用電力量実績

応募対象である現在のシステム（ウルトラ エ値は、従来システム採用他店と比較し店舗全体コ・アイス システム ver.2）と原型との異なる点の消費電力量において、約11％（230MWh/年）

は、ブラインによる冷蔵対象範囲の違いである。の消費電力量削減がなされている。

原型は、４℃〜７℃の乳製品・青果等のショーケ

2）熱源設備の消費電力量ース（高温域ショーケース）のみを冷蔵対象とす

表１の場合、熱源設備を除く他の設備は、２るのに対し、本応募システムでは、０℃付近の精店舗ほぼ同様の設備、営業時間数も同一である

肉・鮮魚ショーケース（中温域ショーケース）にため、２店舗における各設備項目毎の消費電力まで冷却対象を拡張するため、ブラインの凍結温量は実測していないが、この消費電力量の差は、度を−８℃とし、夜間電力により−８℃以下の氷熱源設備によると考えられる。

を製造した。また、ショーケースを０℃付近に保つために、冷却コイル表面には霜が着く。本応募表２ 本システム採用新保店と従来システム採用他店における熱源設備の消費電力量

システムは、その霜取機能を有する第２世代のシステムである。本応募システムは、５年前に確立

本システム採用新保店されすでに４店に導入された。今日に至る間、４店舗全てのシステムは運転停止することなく安定して機能を発揮しながら昼夜連続運転している。

全体の消費電力量

熱源設備以外の消費電力量

熱源設備の消費電力量［MWh/年］［MWh/年］［MWh/年］

1,872

1,156716

2,1021,156946

従来システム採用他店

ここで、本システム採用新保店における熱源4．効果（省エネルギー）以外の消費電力を従来システム採用他店におけ4.1 省エネルギー効果（本システム採用新保店と同規模の従来システム採用他店との比較）る熱源以外の消費電力と同じ（1,156［MWh/本システムは、下記の要因によって従来システ

備の消費電力量は、従来システムと比べて約ムと比較し省エネルギーが可能である。
・年間を通じ、外気温度の低い夜間に蓄熱する。

年］）とすると、本システム採用により熱源設24％［（946−716）/716＝0.24］の低減ができたと言える。

蓄熱時には冷凍機は間欠運転せずに連続運転される
10

冷凍空調設備2008年５月15日号

表３

5．投資回収システムの開発において工夫した点とその効果工夫した点

効果

5.1 ランニングコストの低減（本システム採用新保店と従来システム採用他店との比較）

蓄熱に夜間電力を使用①③④⑤

ランニングコストの比較（電気料金−８℃以下の潜熱蓄熱①②③⑤⑥

冷凍・空調の一体化①②③⑤

躯体蓄熱（床暖房）①③④⑤

冷凍機の凝縮熱を回収、利用③④⑤

フロンの代替としてブラインを使用②④⑥

直膨系凝縮液のサブクール②③⑤

単位：千円）

全体の電気料金 熱源設備の電気料金 熱源設備以外の電気料金
新保店

20,971

5,554

15,417

他店

28,031

12,614

15,417

上記「省エネ性」と同じ考えで比較すると、熱源設備の電気料金は［（12,614−5,554）／12,614＝0.56］となり、約56％（7,060千円/年）の低減となる。
イニシャルコスト：約3.9年で回収＊ 表の数字は、下記の項目を示している

6．他の建物（施設）への応用性（効果）

本システムは、食品スーパー向けのみならず、①電力負荷平準化

冷凍冷蔵倉庫における冷凍・冷蔵・低温空調など②蓄熱冷熱のカスケード利用にも適用できる。

③エネルギー利用効率の向上④TEWIの低減（省エネによる温室効果ガス［CO2］換算量削減と、冷また、冷却にブラインを使用している事、安定媒ガス漏洩低減による温室効果ガス［CO2］換算量のした冷熱を利用できる事等から、０℃付近の高精削減）

度な温度管理が必要な設備等にも適用可能であ⑤経済性の発揮（ライフサイクルコストの低減）る。

⑥システムの信頼性向上

7．環境保全［温室効果ガス［CO 2 ］の削減、
TEWI: Total Equivalent Warming
Impact（総等価温暖化影響）による評価］
間接要因
熱源方式

直接要因
TEWI

熱源設備の消費電力 冷媒ガス漏洩による量によるCO2換算量
CO2換算量（t-CO2/年）（t-CO2/年）（t-CO2/年）

R404A

R22R404A

R22他店321363

174684495

新保店

2886029348317

CO2換算削減量

33303145336178

TEWI評価は、地球温暖化に影響を与える直接的な要因と間接的な要因とを総合的に評価する手

図３

ショーケース内吹出し温度の比較

図４

ショーケース内における商品内部温度の比較法である。
なお、従来システム採用他店と本システム採用新保店の使用冷媒はR22であるが、2020年に生産全廃が決定しているためR404Aによる算出も行った。
8．工夫した点、発想した点、創作した点、新しい点等、設備の特徴
8.1

工夫した点と、その効果

ウルトラ エコ・アイス システムを開発する際、省エネについて工夫した点とその効果を表３に示す。
8.2

ショーケース内の陳列商品温度の高品質管理

表３に記載された効果の他に、本システムでは除霜中でもショーケース内の温度は殆ど変化せる食品の内部温度も安定しており、従来システムず、安定しているという事がある。陳列されていと比較し高品質の鮮度管理が行われる。

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冷凍空調設備11

ショーケース内の吹出し空気温度を図３に、陳列されている商品の内部温度の状況を図４に示す。
8.3

店内環境改善従来システム採用店のショーケース前面の床表面温度は約13℃と冷え込んでいるが、本システム採用によって排熱を利用した床暖房により床表面温度を16〜20℃に調整可能となる。ショーケース周辺のコールドエイルも解消された。20℃以上に床温度を設定した店では買い物客の子供が床に気持ち良さそうに座り込む光景もあった、と店から

ウルトラ

エコ・アイスシステム蓄熱ユニット外観の報告もあった。
（ショーケース負荷をまかなう）ため、冷凍機の9．市場性、適応市場の大きさ、競合品又は他シ9.1運転を停止する事はできない。

ステムとの比較、販売実績等

この違いにより、電気料金に関しては、東京電市場性、適応市場の大きさ

力様供給管内での「ピーク時間調整契約」メニュ

本システムは、主に延床面積約3000m2、売場面2ーの適用が可能になる。この「ピーク時間調整契

積は、約1000m 以上の新築のスーパーマーケット

約」による料金割引は、電気料金の削減に大きくにおいての実績がある。

寄与している。

現在、我が国において食品を扱う延床面積が約22

また、冷媒ガスの漏洩に関して、サブクール方3000m 、売場面積が約1500m 規模のスーパーマ

式における冷凍・冷蔵系統の配管は、従来方式とーケットは、約10000店程存在するが、これらを同じく全て冷媒配管であるため、冷媒ガス漏洩の対象とした大規模改修にも適応できると思われ可能性が大きく残る。

る。また、投資回収年数にもよるが、上記以外の規模における店舗にも適用可能である。
前述したが、冷凍冷蔵倉庫における冷凍・冷蔵・低温空調や、０℃付近の高精度な温度管理が可能な設備等にも適用可能である。
9.2

競合品又は他システムとの比較

現時点では、本システムと同様のシステムは、現在、冷凍・冷蔵系統における冷媒ガスR404Aへの転換が進められているが、省エネと合わせて地球温暖化係数が非常に高い冷媒の漏洩量を減らす事が大切である。
省エネルギーと温室効果ガス低減を可能とする本システムの普及・拡大により、地球温暖化防止に貢献できる事を期待している。

他に無いと思われる（PAT取得済み）。蓄熱の冷蔵システムとして、夜間電力を使用したサブクー
ル方式の氷蓄熱システム（以下、サブクール方式と略す）がある。これは、夜間蓄熱した冷熱を昼間、冷凍機のサブクールに使用し、省エネを図るシステムである。
サブクール方式と本システムとの違いは、夜間蓄熱した冷熱の利用の仕方が異なるという事である。本システムは、夜間蓄熱した冷熱でショーケースを冷却するため、夏季のピーク時間（13時〜16時）に冷凍機の運転を停止する事ができる（冷凍系統は除く）。サブクール方式では、サブクー
ルにより冷凍機の冷凍効果を高めて運転を行う
12

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