5

FPT 法による変流量⼆次ポンプシステムの省エネルギー
設計・施⼯・調整・試験⽅法に関する技術解説書
v.23.2 2023 年 11 ⽉ 7 ⽇
10■ ⽂書管理Ver.

作成・更新⽇

作成・更新者

内容

v.19

2022 年 5 ⽉ 17 ⽇

松下直幹 ⇔ 齋藤卓三

齋藤⽒・任意評定ガイドライン原案作成段階でのやり取り

v.20

2022 年 7 ⽉ 31 ⽇

松下直幹 ⇔ 吉⽥治典

v.19 に対する吉⽥委員⻑とのやり取り後

v.21

2022 年 8 ⽉ 20 ⽇

松下直幹

20220805 幹事会後

v.22

2023 年 7 ⽉ 13 ⽇

松下直幹

2023 年 8 ⽉ 1 ⽇の空調換気 SWG 前の修正

v.23.12023 年 11 ⽉ 5 ⽇

松下直幹

センサ仕様、試験⽅法の修正

v.23.22023 年 11 ⽉ 7 ⽇

松下直幹

齋藤⽒確認後確定版

15

20

建築設備の省エネ性能維持を⽬的とした初期調整等⼿法の実⽤化推進委員会
住宅・⾮住宅建築物の省エネルギー・脱炭素・室内環境のための技術体系に関する研究25

実証データに基づく技術開発プロジェクト(⾃⽴循環プロジェクト)

1編

本書「FPT 法を適⽤した⽔搬送⼆次ポンプ変流量（VWV）システムの設計・調整・試験⽅法に関する技術解説書」は 2018 年度に設置された住宅・建築分野の省エネ・省 CO2・環境技術体系確⽴を⽬指す研究
開発プロジェクト・初期調整委員会の活動を通して編纂・執筆されたものである。委員会のメンバーを下5記に⽰す。
■初期調整委員会 （所属などは 2023 年 11 ⽉現在） ○：本書執筆担当
○

委 員 ⻑

吉⽥

治典

京都⼤学(名誉教授)○

幹事/ｺﾝｻﾙﾀﾝﾄ

松下直幹(株)コミッショニング企画

幹

事

澤地

孝男

(国研)建築研究所

委

員

⾚嶺

嘉彦

国⼟技術政策総合研究所

委

員

⾚司

泰義

東京⼤学⼤学院

委

員

柳原

隆司

(特⾮)建築設備コミッショニング協会

委

員

齋藤

卓三

(⼀社)住宅性能評価・表⽰協会

委

員

南雲

祐輝※

(⼀財)ベターリビング

専⾨委員

⼭⽥

博

(特⾮)建築設備コミッショニング協会

委

員

吉原

毅※

アズビル(株)

委

員

古賀

修

関⻄電⼒(株)

委

員

新村

浩⼀

三機⼯業(株)

委

員

塚本

将朗

新菱冷熱⼯業(株)

※

委

員

中⼭

浩

ダイキン⼯業(株)

委

員

橋本

翔

ダイダン(株)

委

員

鈴⽊

利幸
※

⾼砂熱学⼯業(株)

委

員

⻑尾

祥太

東プレ(株)

委

員

伊藤

秀⾂※

東洋熱⼯業(株)

※

委

員

⽵部

友久

(株)⽇本設計

委

員

⾼⽥

勝※

三菱電機(株)

協⼒委員

渡辺

佳容⼦

(株)コミッショニング企画

委員(2020 年度まで)

新倉隆宏(⼀財)ベターリビング

委員(2020 年度まで)

松浪

佑宜

⾼砂熱学⼯業(株)委員(2020 年度まで)

森本晋平

東プレ(株)

委員(2020 年度まで)

⼩塩幸雄

東プレ(株)

委員(2020 年度まで)

岡垣

晃(株)⽇建設計総合研究所（途中退任者）※22021 年度から参加

⽬次
1.

はじめに................................................................................................................................................... 6

2. ⽤語の定義と解説 ...................................................................................................................................... 73.
5

往還差圧可変制御による変流量⼆次ポンプシステムの知⾒と設計⽅法 .............................................. 123.1ポンプの台数と性能ならびに配管系の設計 .................................................................................... 12

3.1.1 流量の発⽣頻度と台数分割 ....................................................................................................... 12
3.1.2 異容量ポンプの採⽤ .................................................................................................................. 13
3.1.3 配管経路の設計と制御のための圧⼒計測 ................................................................................. 13
3.1.4 ポンプ仕様の選定...................................................................................................................... 14103.2

ポンプの制御設計 ............................................................................................................................ 14

3.2.1 ⼆次ポンプシステム往還差圧の制御......................................................................................... 14
3.2.2 回転数制御による⼆次ポンプシステム往還差圧の制御 ........................................................... 14
3.2.3 ⼀次エネルギー算定⽤の往還差圧 ............................................................................................ 15
3.2.4 空調機等の制御弁開度による供給差圧設定値の補正制御........................................................ 16
15

3.2.5 ポンプの最⼩回転数 .................................................................................................................. 16
3.2.6 ポンプの台数制御...................................................................................................................... 16
3.3

バイパス回路と制御の設計 .............................................................................................................. 16

3.3.1 バイパスの on/off と閾値.......................................................................................................... 17
3.3.2 必要なバイパス流量とバイパス制御の設計.............................................................................. 18
20

25

3.4

空調機等の過流量防⽌ ..................................................................................................................... 19

3.5

⼀次エネルギー消費量の計算⽅法の概要 ........................................................................................ 213.6

計測センサと計測⽅法の概要 .......................................................................................................... 22

3.7

初期調整の⽅法の概要 ..................................................................................................................... 22

3.8

機能性能試験.................................................................................................................................... 23【参考⽂献】 ............................................................................................................................................ 23
4.

FPT 法が対象とする変流量⼆次ポンプシステムの計画書 ................................................................... 24
4.1 FPT 法で対象とする変流量⼆次ポンプシステム ............................................................................ 244.2

変流量⼆次ポンプシステムの設計内容............................................................................................ 24

4.2.1 ポンプの容量と台数制御運転.................................................................................................... 24
30

4.2.2 往還差圧制御のための回転数制御 ............................................................................................ 25
4.2.3 ⼆次ポンプバイパス弁制御 ....................................................................................................... 26
4.2.4 空調機等の冷・（温）⽔量の制御 .............................................................................................. 26
4.2.5 ⼩容量空調機群の⽔量バランス ................................................................................................ 26
4.2.6 性能検証のためのセンサ ........................................................................................................... 27

35

5.
40

4.3

⼀次エネルギー消費量の計算書 ...................................................................................................... 28

4.4

初期調整に関する特記仕様 .............................................................................................................. 28

4.5

機能性能試験に関する特記仕様 ...................................................................................................... 28

4.6

その他............................................................................................................................................... 28

1 次エネルギー消費量計算⽅法 ............................................................................................................. 29
5.1

1 次エネルギー消費量計算⽅法の基本的な考え⽅ .......................................................................... 29
3

6.
5
7.

10

5.2

負荷率（流量⽐）とポンプ消費電⼒の推定式の求め⽅ .................................................................. 29

5.3

1 次エネルギー消費量計算のためのツール ..................................................................................... 32

初期調整・機能性能試験に必須の測定ポイント................................................................................... 33
6.1

ヘッダー・ポンプ廻りの測定ポイント............................................................................................ 33

6.2

空調機等の測定ポイント ................................................................................................................. 346.3

圧⼒（差圧）
・流量センサの種類と精度.......................................................................................... 36

初期調整................................................................................................................................................. 39
7.1

初期調整要領書の作成 ..................................................................................................................... 40

7.2

準備作業 ........................................................................................................................................... 40

7.2.1 VWV システムの仕様確認 ........................................................................................................ 40
7.2.2 初期パラメータ設定 .................................................................................................................. 43
7.2.3 各所⼿動弁開度の全開確認 ....................................................................................................... 45
7.3

基本調整 ........................................................................................................................................... 45

7.3.1 調整前準備................................................................................................................................. 45
15

7.3.2 末端差圧⽬標値の確認 .............................................................................................................. 45
7.3.3 各空調機系統の流量調整 ........................................................................................................... 46
7.3.4 ⼆次ポンプの最⼤・最⼩回転数の設定 ..................................................................................... 50
7.4

制御パラメータ調整......................................................................................................................... 51

7.4.1 ポンプ回転数制御の往還差圧設定値の決定.............................................................................. 52
20

7.4.2 バイパス弁制御調整 .................................................................................................................. 54

8.
25

7.5

総合制御確認及び微調整・制御パラメータ最終決定...................................................................... 55

7.6

初期調整報告書の作成 ..................................................................................................................... 59

機能性能試験 ......................................................................................................................................... 61
8.1

制御機能試験⼿順 ............................................................................................................................ 61

8.2

省エネルギー性能試験⼿順 .............................................................................................................. 61

8.3

試験判定・報告 ................................................................................................................................ 63

8.3.1 制御機能試験の合否判定 ........................................................................................................... 63
8.3.2 エネルギー計算 ......................................................................................................................... 63
8.430

機能性能試験結果報告書の作成 ...................................................................................................... 63

付録 1. 回転数制御による⼆次ポンプシステムで省エネにならない要因................................................... 64
AP1.1【要因 1】回転数制御の制御を⾏う圧⼒計測箇所が不適切である ............................................... 64
AP1.2【要因 2】必要以上に⾼い圧⼒設定値で回転数制御がなされている............................................ 65
AP1.3【要因 3】各空調機等の流量調整（流れ過ぎ防⽌）が適正に⾏われていない ............................. 65
AP1.4【要因 4】2 ⽅弁による流量制御ではない空調機等が存在する.................................................... 65

35

AP1.5【要因 5】インバータポンプでありながら前後の⼿動弁が絞られている .................................... 65
AP1.6【要因 6】可変速と定速のポンプが混在する構成である .............................................................. 66
AP1.7【要因 7】インバータの最⼩回転数設定が⾼すぎる ..................................................................... 66
AP1.8【要因 8】ポンプの台数分割が不適切である ................................................................................ 67
AP1.9【要因 9】バイパス流量が多い（バイパス弁制御における不具合）............................................ 6740

AP1.10【要因 10】⼩能⼒空調機群配管系統において各⽔量バランス対策がなされていない .............. 68
付録 2 VWV システムに組み込む制御モジュールの解説 ......................................................................... 69
付録 3.

⼆次ポンプの負荷流量発⽣頻度の考察 ......................................................................................... 72
4

5

AP3.1

主配管に複数の空調機等が接続された場合 ............................................................................... 72

AP3.2

複数の分岐管に空調機等が接続された場合 ............................................................................... 73

AP3.3

様々な配管経路が混在する場合.................................................................................................. 73

付録 4.

ポンプ性能のシミュレーションによる推定.................................................................................. 75

AP4.1

ポンプの数式モデル.................................................................................................................... 75

AP4.2モデルの精度............................................................................................................................... 76

AP4.3

ポンプ群のシミュレーションモデル .......................................................................................... 77

付録 5. VWV システム_1 次エネルギー消費量計算シート解説(v.7) ........................................................ 78
10

AP5.1

適⽤範囲 ...................................................................................................................................... 78

AP5.2

依拠する規格等 ........................................................................................................................... 78

AP5.3

記号定義 ...................................................................................................................................... 78

AP5.4

設計検討事項............................................................................................................................... 83

AP.5.5 VWV システム 1 次エネルギー計算シートの解説 .................................................................... 86
AP5.5.1 設計情報の⼊⼒ .................................................................................................................... 86
15

AP5.5.2 2 次側流量と必要往還差圧の関係式 .................................................................................... 87
AP5.5.3 ポンプの軸動⼒と回転数を計算する流量と差圧のポイントの決定 .................................... 88
AP5.5.4 ポンプの軸動⼒の計算 ......................................................................................................... 89
AP5.5.5 ポンプの消費電⼒の計算 ...................................................................................................... 91
AP5.5.6 ポンプの消費電⼒安全率補正値の計算 ................................................................................ 91

20

AP5.5.7 2 次側流量率と消費電⼒・消費電⼒補正の特性式(3 次式)の係数の算出 ........................... 92
AP5.6

計算⼊⼒パラメータ区分 ............................................................................................................ 93

AP.5.7 計算の試⾏ ................................................................................................................................. 94
AP.5.7.1 M-TH ビル .......................................................................................................................... 94
AP5.7.2
25

R ⼤学 ................................................................................................................................... 97

AP5-付属：ポンプモデルのアルゴリズム（概略） ............................................................................... 100

30

35

40

5

1. はじめに本解説書は、中央式空調システムの空調⼆次側系統に設置される冷（温）⽔を供給する⼆次ポンプシス
テムに、往還差圧可変の回転数制御を導⼊して省エネルギーを図るための設計⽅法、初期調整⽅法および
5

性能検証試験⽅法に関する技術解説書である。
⼆次ポンプシステムの送⽔流量が減れば必要となる送⽔圧⼒も減らせるため、流量と圧⼒の両⽅を考慮
して回転数を制御すれば、省エネ効果が⾼いことは理論的に知られている。しかし、実際のシステムでは、その特質をよく理解して⼊念に設計し、さらに竣⼯前にシステムの設計性能が発揮できるよう綿密に調整し、最後に試験を⾏い性能の検証をしないと、理論通りの性能が達成できないことが経験知として知られ10ている。そこで安全のため、現在の⾮住宅建築物に関する省エネルギー基準に準拠したエネルギー消費性
能計算プログラム（以下「⾮住宅 Web プロ」という。
）では、ポンプの前後差圧を⼀定として回転数制御
するシステムとして計算を⾏うこととなっている。
そこで本解説書では、より省エネルギー的な、流量と圧⼒の両⽅を考慮して回転数を制御するシステム
を、設計・調整・試験の⽅法を規定し、コミッショニングプロセスの考えに沿って検証しながら実装する、

15

可変圧⼒制御による可変⽔量制御（VWV）⼆次ポンプシステムの⽣産過程（プロセス）をまとめている。
本解説書では、この⼀連のプロセスを「FPT 法」と称している。
なお、本解説書の構成は、⽬次で⽰す以下のとおりとなっている。

20

25

1.

はじめに

2.

⽤語の定義と解説

3.

適⽤対象システムとその要件

4.

変流量⼆次ポンプシステムの設計⽅法

5.

⼀次エネルギー消費量の計算⽅法

6.

調整・試験に必須の測定ポイント

7.

初期調整⼿順8.

機能性能試験

また、本解説書の末尾に掲載する以下の AP1〜AP5 は、本解説書の理解を深めるための付属⽂書として位置付けている。
30
付属書 1(AP1)

回転数制御による⼆次ポンプシステムで省エネにならない要因

付属書 2(AP2) VWV システムに組み込む制御モジュールの解説

35

付属書 3(AP3)⼆次ポンプの負荷流量発⽣頻度の考察

付属書 4(AP4)ポンプ性能のシミュレーションによる推定

付属書 5(AP5)6

2. ⽤語の定義と解説
本章では、本解説書で⽤いる⽤語について定義する。なお⽤語の定義以外にも、FPT 法を適⽤する上で参考となる知⾒も記載している。
a. FPT 法
5

FPT 法とは、建築設備（本解説書では、⼆次ポンプシステムを対象とする。以下同じ。）に求められる設計性能を担保するため、竣⼯前に⾏う次の 1）から 3）に⽰す⼀連の建築設備⽣産プロセスをいう。
1)

設計フェーズ：

当該システムにおける要求事項に基づき設計し、その主旨や意図を明記した⽂書
を作成する

10

2)

施⼯フェーズ： 規定された初期調整⽅法によってシステムを調整する

3)

機能性能試験 1（FPT1）フェーズ：

規定された試験⽅法により竣⼯前に性能を検証する。

b. 機能性能試験（FPT：Functional Performance Testing）
機能性能試験とは、建築設備のシステムとしての効率（COP ･WTF･ATF など）、制御性能（制御の安定性・妥当性など）、エネルギー性能（エネルギー消費量など）などが、発注者の要件（OPR: Ownerʼs Project
Requirement）を満たしていることを検証するための試験をいう。
15

なお、建築設備コミッショニングマニュアル（NPO 法⼈建築設備コミッショニング協会発刊）では、
FPT を「試運転調整」の完了後に、実負荷がかかった実際の運⽤状態で 1〜2 年間継続して⾏うものとしている。ただし本解説書で定義する FTP1 法は、FPT に 1 を付加することにより、本来の定義である FPTとは別に、”竣⼯前の実負荷がかからない状況下で⾏うシステムの機能性能を試験”として新たに定義した機能性能試験としている。

20c. 初期調整⼀般に施⼯者は、建築設備の施⼯期間中に「試運転調整」を実施している。しかし、当該調整の具体的な実施項⽬、内容および⼿順などは標準化されておらず、施⼯会社、施⼯担当者、施⼯現場によって幅があるのが現状である。

25

本解説書で定める FPT 法では、建築設備の調整対象とその⽅法を独⾃に規定し、それにより実施する調整を試運転調整とは区別して「初期調整」という。
d. ⼆次ポンプシステム往還差圧
⼆次ポンプシステム往還差圧とは、空調⼆次側配管へ冷（温）

30

⽔を送⽔する⼆次ポンプの吐出側・吸込側に設けられた往⼆次
ヘッダーと還ヘッダー間の圧⼒差（図-2.1 のΔp）をいう。つまり、この差圧は空調⼆次側システムの圧⼒損失を意味している。

図-2.1 冷温⽔循環経路

e. 空調機等
35

空調機等とは、室やゾーンの空調のための機器として、送⾵機（ファン）、熱交換器（コイル）、加湿器、
エアフィルタなどを⼀つのケーシングに納めたもの、あるいは放射空調のために冷（温）⽔を流す放射パ7ネルなど、室やゾーンを空調するために⼀体化された機器やサブシステムをいう。
⼀つのケーシングに納めた空調機等には、機械室に設置される空調機、天井裏などに設置する⼩型の空調機、ファンコイルユニットなどが含まれる。本解説書で、これらを区別する必要がある場合には、以下のように呼称する。
5・機械室に設置される空調機：

空調機、エアハンドリングユニットまたは AHU

・天井裏など機械室以外に設置される⼩型の空調機：

ターミナル型空調機または ATU

・熱交換器（コイル）・ファンモータユニット・エアーフィルタのみで構成される空調機等： ファンコ
イルユニット、またはファンコイル、または FCU
f. 変流量⼆次ポンプシステム（VWV ⼆次ポンプシステム）10

変流量⼆次ポンプシステムとは、空調機等が要求する⽔量を送⽔することができるよう⼆次ポンプシス
テム往還差圧を所定の値に保ち、ポンプの回転数を制御する機構をもつポンプシステムをいう。
g. ポンプ台数制御
ポンプ台数制御とは、複数台のポンプからなる⼆次ポンプシステムにおいて、空調⼆次側への送⽔流量に応じてポンプの運転台数を判定し、それに従いポンプを運転する制御をいう。

15

h. ⼆次ポンプシステムの定格流量
⼆次ポンプシステムの定格流量とは、⼆次ポンプシステが受け持つ空調⼆次側系統の設計最⼤流量をいう。⼀般に空調機等の最⼤負荷が全て同時に発⽣するとは限らないので、⼆次ポンプシステムの定格流量
は空調機等の定格流量の合計値よりは⼩さいものとなる。
i. 空調機等定格前後差圧

20空調機等の冷（温）⽔経路には、空気を冷却・加熱するためのコイル、流量を制御する制御弁、これらを接続する配管などがあり、これらによる圧⼒損失（差圧）を⽣じる。熱負荷変動に伴う冷（温）⽔の流量変化によりこの差圧は変化するが、特に制御弁の前後での差圧を適切な範囲内に保持しないと、⼆次ポンプシステムが制御不能となり必要流量が適正に確保できない。
本解説書では、定格流量が流れる場合の制御弁が必要とする最⼩必要差圧（定格流量時の制御弁圧⼒損

25失）と、コイルや接続配管などの圧⼒損失の合計を空調機等定格前後差圧という。空調機等が冷（温）⽔
配管網に複数ある場合、各機器での流量制御を適切に作動させるには、全ての空調機等における前後差圧がこの空調機等定格前後差圧以上となるように保持する必要がある。
j. ⼆次ポンプ回転数制御
⼆次ポンプ回転数制御とは、⼆次ポンプの回転数を増減することにより変流量制御を⾏う、⼆次ポンプ

30システム往還差圧制御をいう。なお、本解説書で記載する⼆次ポンプ回転数制御では、回転数の制御にインバータを⽤いることを前提とする。
k. ⼆次ポンプシステム往還差圧制御⼆次ポンプシステム往還差圧を適切に制御して、全ての機器において空調機等定格前後差圧以上に保つ
ようにする制御を⼆次ポンプシステム往還差圧制御という。本制御⽅法に該当するものとして、以下のよ35

うな⽅法が開発されている。

8

k.1 往還差圧⼀定制御
⼆次側の負荷流量が定格流量であるとき（配管抵抗が最も⼤きいとき）、前後差圧が最も低くなる空調機等（⼀般には最遠、あるいは末端の空調機等になることが多い）においても空調機等定格前後差圧が達成されるよう⼆次ポンプシステム往還差圧を定め、負荷流量の増減にかかわらず常に⼀定の差5圧を保持する制御をいう。この制御では、負荷流量が少なくなると空調機等の前後差圧が必要な差圧より⼤きくなり、ポンプ効率もインバータ効率も⼀定と仮定すると、理論上、流量変化に⼀次⽐例する動⼒低減しか得られず、⼤きな省エネは期待できない。
k.2 往還差圧可変制御
⼆次側の負荷流量が少なくなると配管抵抗が減じるため、⼆次ポンプシステム往還差圧が⼩さくて10も機器の定格前後差圧を満たすことができる。そこで、前後差圧が最も低くなる空調機等（⼀般には最遠、あるいは末端の空調機等になることが多い）における空調機等定格前後差圧より⼤きくなるよう、負荷流量の増減に応じて、⼆次ポンプシステム往還差圧を可変として制御すれば省エネが図れることとなる。これを末端差圧による往還差圧可変制御という。
ただし配管経路が分岐により複雑化すると、どの空調機等を末端とすればいいか判定が難しい場合

15や、近傍の空調機等の空調機等定格前後差圧のほうが末端のそれより⼤きい場合などもあり、複数の空調機等を末端として扱うことが必要になることもある。
末端差圧による往還差圧可変制御には、a) 推定末端差圧制御、b) 実末端差圧制御の 2 つがある。
また、末端差圧制御を補完する制御として、c) 弁開度差圧制御という⽅法も開発されている。
なお、推定末端差圧制御や実末端差圧制御という⽤語から、制御対象が末端の差圧であるように⾒20えるが、直接の制御対象はあくまで⼆次ポンプシステム往還差圧なので注意を要する。
k.2.1 推定末端差圧制御負荷流量と空調機等定格前後差圧を⼊⼒変数として、⼆次ポンプシステムの往還差圧の値を推定す
る数式（⼀般には 2 次式）を作成し、この数式により求められた推定値を、制御の設定値（⽬標値）としてポンプの回転数を制御する⽅法。

25

k.2.2 実末端差圧制御末端にある空調機等の前後差圧を計測し、この値が空調機等定格前後差圧以上になるように⼆次ポンプシステムの往還差圧を制御する⽅法。
なお⼀般には、末端の差圧を制御対象とした PID 制御（マスタ側 PID）と⼆次ポンプシステム往還
差圧を制御対象とした PID 制御(スレーブ側 PID)の 2 つの PID を設け、マスタ側の PID 制御出⼒値30（0-100％）によってスレーブ側 PID の⽬標値に指⽰を与え、最終的にスレーブ側 PID 出⼒によりポンプの回転数指⽰を与える 2 段階の制御を⾏っている。
このような 2 つの PID を直列に組み合わせて 1 つのフィードバックループを組む制御⽅法を⼀般にカスケード制御という。末端の空調機等を⼀台に特定することが難しく複数想定しなくてはならな
い場合には、複数のマスタ側 PID の制御出⼒値からそれぞれ決まる往還差圧⽬標値の中から最も⼤35

きな設定値を採⽤する。

9

k.2.3 弁開度差圧制御空調機等の制御弁は空調機等の前後差圧が⼤きくなると、必要流量を流すための弁開度は⼩さくなる。もし、全ての機器の弁開度がかなり⼩さければ、⼆次ポンプシステム往還差圧に余裕があり、圧⼒を下げてより省エネの運転ができる状態にあることを意味する。このように弁開度を計測して、全5ての開度が閾値（例えば 90%）を越えないようポンプの往還差圧を制御する⽅法を、弁開度差圧制御という。
ただし、本制御は末端差圧制御や推定末端差圧制御を補完するためにこれらと並⾏して⽤い、往還
差圧設定値を全体的に上げ下げする（スライドする）という、副次的な制御とされるのが⼀般的である。この理由は、いずれかの空調機器側の制御設定値の不備で制御弁が全開し続けるという不具合が10起きると、⼆次ポンプシステム全体の往還差圧を上げ続けるという⾮省エネな制御となるからである。
そのため、本制御を採⽤する場合は、往還差圧設定値に上下限の閾値を設定し、圧⼒が過⼤あるいは過⼩にならないようにするべきである。
l. ポンプの最⼤・最⼩回転数
ポンプ（モータ）の最⼤回転数は、⼀般には商⽤周波数の回転数（定格回転数）である。インバータに15よる最⼤周波数（回転数）も⼀般には商⽤周波数で設計するが、ポンプ能⼒には余裕があるので、施⼯時に定格流量が流れるよう初期調整する際には、商⽤周波数（回転数）よりも低い値で最⼤周波数（回転数）
設定値とすることもある（例えば周波数⽐で 90%など）。
なお、最⼩回転数は、いまだにインバータの設定を電動機定格周波数の 60%以下にしてはならないという固定概念があるが、この制限があると回転数制御は 60〜90%程度の範囲でしか⾏われず、折⾓のインバ

20ータの効果がほとんど発揮されない。この点について、本解説書作成委員会でメーカにヒアリングを実施した結果、閉ループの空調⽤循環ポンプであれば 30%を下限値としてよいことが確認できた。また、更なる要請があれば、30%時の回転数から 1Hz ずつ下げながらポンプメーカが規定する所定の調整と確認を⾏い、問題が発⽣しなければ最⼩で 10％（5~6Hz）まで下げることも可能であることも確認できた。⼀般的に、機能性能試験時にはここまで下げる必要はないことが多いが、運⽤後にさらに下げられることが多い

25

のでインバータの下限周波数の初期設定値はできるだけ低くしておくのが望ましい。
m. ポンプバイパス弁制御
⼆次ポンプシステムの負荷流量が減少して運転台数が 1 台かつ最⼩回転数になっても、さらに負荷流量が減じると締め切り運転状態に近くなり、ポンプが過熱して故障や劣化を誘発する恐れが⽣じたり、サージング運転域に⼊って振動を⽣じたりする場合がある。こうした不具合を防⽌するため、⼀般的にはポン

30プ前後のヘッダー間をバイパス管で結び、そこに制御弁を設けてポンプに少量の流量を流すように制御する。これをポンプバイパス弁制御という。
このバイパス弁の制御は、⼆次ポンプシステム往還差圧をもとに制御する⽅法と⼆次側負荷流量をもとに制御する⽅法とがある。さらに後者は、流量を制御する⽅法と制御は⾏わずに⼀定値として on/off 制御
する⽅法などがある。往還差圧による⽅法は過流量になることが多いので、省エネの観点からは⼆次側負35荷流量をもとに制御する⽅法が望ましい。

10

ｎ. 空調機等の過流量防⽌制御
空調機等には制御弁が付属し室温などをもとに流量を制御しているが、ビルの使⽤者が意図的に冷房（暖房）時の室温の設定値を低（⾼）くし過ぎるなど、何らかの原因で空調機等の定格熱負荷を越える熱負荷が⽣じると、定格流量より多い流量が流れることがある。このような現象が起きると、流量過多によ5る搬送動⼒が増えるだけではなく、冷（温）⽔に⼗分な温度差がつかない状態で熱源機に還るため、熱源の能⼒不⾜や COP の低下などを招き⾮省エネとなる。これら空調機等の過流量を防⽌する制御が空調機等過流量防⽌制御であり、例えば次のような⽅法がある。
ｎ.1 戻り温度制御
戻り温度制御とは、過流量を防⽌するため空調機等の冷（温）⽔の出⼝温度（戻り温度）を、ある

10

設定値以上（以下）になるように制御して温度差を確保し、過流量を防⽌する制御をいう。
ｎ.2 インテリジェントバルブ
インテリジェントバルブ（通称）とは、流量計測機能をもつ制御⼆⽅弁をいう。この弁には、通過流量が設定流量値（通常は定格流量）以上にならないようにする制御機構が組み込まれている。
o. テンポラリ―計測

15

テンポラリ―計測とは、初期調整や機能性能試験を⾏うために必要なデータが、中央監視盤や BEMS など恒常的に計測ができる設備から得られない場合、⼀時的（テンポラリ―）にセンサや計測機を設置して⾏う計測をいう。

113.

往還差圧可変制御による変流量⼆次ポンプシステムの知⾒と設計⽅法

往還差圧可変制御による変流量⼆次ポンプシステムは、省エネルギー効果が⾼いと⾒込まれることから数多く採⽤されているが、実際にはその省エネ効果が発揮できていない事例も多々⾒受けられる。このような不具合を避け、⽬指す省エネ性能を実際に達成できるシステムとするためには、仕様設計ではなく、
5

省エネ効果が達成できない原因や要因を設計者がよく理解した上で設計すること、つまり要求性能を規定
する性能設計が有効だと考えられる。そこで本章では、システムの性能を左右する種々の知⾒を添えて、適切に設計する⽅法について解説する。
なお、種々の不具合に関する具体的な要因や、それにより⽣じる不具合に関しては、5 章の「回転数制
御による⼆次ポンプシステムで省エネにならない要因」で詳述しているので参照のこと。

10

3.1 ポンプの台数と性能ならびに配管系の設計
3.1.1 流量の発⽣頻度と台数分割
⼀般にポンプ性能の設計は、当該系統の空調⼆次側が要求する冷（温）⽔の定格流量と、その流量での⼆次側配管経路抵抗（配管、空調機等などによる抵抗の合計）をもとになされるが、省エネを⽬指す設計
では、部分負荷時の消費エネルギーを減らすための配慮が重要である。

15

⼆次ポンプシステムに要求される負荷流量は季節や時刻により⼤きく変動するが、定格流量で運転される頻度はごく僅かで、ほとんどの時間は⼩流量で運転される。そのため、容量の⼤きいポンプを設置すると⼩流量時のポンプ効率が低下して⾮省エネになる。また、ポンプには運転できる最⼩回転数という下限があるため、⼤容量のポンプだと回転数の制御範囲が狭くなって⾮省エネ運転になりやすい。従って、年間の要求流量の発⽣頻度をもとに適切に台数分割し、ポンプ群としての平均効率を⾼める配慮が要る。

20

また、ある系統の空調機全てに同時に最⼤負荷が発⽣するとは限らないので、同時発⽣を考慮して⼆次ポンプシステムの定格流量を適切に（過⼤にならないように）算定することにも配慮が要る。
設計流量は、⼆次側の熱負荷を空調機等の定格往還（出⼊⼝）温度差である 5℃や 10℃で割って算定する。しかし、⼆⽅弁で適切な制御がなされていれば、実システムでは部分負荷時の往還温度差が設計値よりも⼤きくなるのが通例である（ただし、後述するように適切な設計と運⽤がなされていなければそうは25ならない）。また、⼀般には、運⽤時の内部発熱や熱負荷の同時発⽣率は設計条件よりも⼩さく、実熱負荷は計算値より⼩さい。つまり、運⽤時の⼩流量域の発⽣頻度は、設計算定値よりも多くなる傾向にある。
参考として、2 つの実システムにおける流量頻度分布の実例を図-3.1 に⽰す。

図-3.1

64%
27%

50%

7% 1% 1% 0%50%<

40‐50%

30‐40%

20‐30%

10‐20%

<10%

0%

90%<

80‐90%

70‐80%

60‐70%

5% 4% 4% 1% 1% 0%
50‐60%

17%

40‐50%

20‐30%

10‐20%

2%100%

30‐40%

36% 29%

<10%

60%
40%
20%
0%

実システムにおける冷⽔流量の発⽣頻度例（横軸は定格流量に対する⽐）以上のように、⼩流量でも効率よく運転できるようにするには、流量の発⽣頻度をもとにしてポンプの30

台数を分割する配慮が求められる。実際、2 台に分割しただけの実システムでは常に 1 台しか運転されず、
台数分割の効果が⼗分に達成されていないという例が多く⾒られる。
また、固定速のポンプとインバータ化したポンプを併⽤運転すると、可変速ポンプの回転数が固定速ポンプの圧⼒に合わせるように運転されるため、回転数が適切に下がらず省エネ運転は達成されない。従って本解説書では、全てのポンプをインバータ化したシステムであることを必須とする。

12

3.1.2 異容量ポンプの採⽤
時間外や冬季の冷房等の⼩流量運転の発⽣頻度が⾼くなることが想定される場合、システムの効率を⾼める⽬的で、⼩容量と⼤容量のポンプを設けるという設計がなされることがある。しかし、特性の異なる
複数のポンプを⽤いた場合、等しい回転数で運転してもポンプ特性の違いから、部分負荷時にはそれぞれ5の定格流量の⽐に流量が配分されない、あるポンプでは回転はしてはいるが逆流するという現象が起きる
可能性もある、などの問題が起きる。このように、異容量に分割したポンプを等しい回転数で運転することは適切ではないとともに、それぞれの回転数をどう制御すればいいかという制御⽅法もまだ確⽴していない。また、⼀般に複数台のポンプは、保守上、運転時間を平均化するためにローテーション運転をするのが⼀般的なため、異容量分割は運転管理上の課題も存在する。

10

そこで、⼩流量時にも効率よく運転するために⼩容量と⼤容量のポンプを設置するのであれば、それぞれを複数台設置し、⼩流量時には⼩容量のポンプだけを、それ以外には⼤容量のポンプだけを⽤いて運転するように、流量で区分化して異容量のポンプを使い分けるような配慮をすることが望ましい。
なお、この場合も全てのポンプのインバータ化は必須である。
3.1.3 配管経路の設計と制御のための圧⼒計測

15

各空調機の要求する流量を⼆次ポンプシステムが確実に送⽔できるようにするには、経路の両端に、配管経路の抵抗と、空調機等のコイル、制御弁、周辺配管などの抵抗の合計抵抗（⼆次側の往還差圧）よりも⼤きい差圧を達成するポンプ圧⼒が必要である。これは図-3.2 の記号を⽤いて次のように表される。

20

配管経路の抵抗：pS  pR

空調機等のコイル、制御弁、周辺配管などの合計抵抗：pA1 や pA2

経路全体の最⼤抵抗（往還差圧）：p  pS  pR  max(pA1, pA2....)

ポンプの必要前後差圧：

pP  pD  pR  p  pH注）往還差圧 p はポンプの前後差圧 pP ではないことに注意
25

ここで max(pA1, pA2....) としたのは、pA1  pA2  …なので本来は空調機 AHU(A2)、AHU(A3)．．．の配管経路の抵抗をそれぞれ単独に求めて p の最⼤値を求めるべきところ、簡便性を考え、最⼤の空調機抵抗を加算したためである（安全側）。ただし、配管
経路が分岐してどの経路が最⼤の抵抗になるか判然としない場合

30などは、⾯倒でも複数の経路について計算してそれらの最⼤値で決定しなくてはならない。
稼働する熱源機の台数と（⼀次側）⽔量は、⼆次側の流量ではな
く負荷熱量により制御されるので、⼀次側と⼆次側の流量は同じではない。通常、⼀次側の流量のほうが多く、これにより⽔は往還バ

35

イパス管を経て（往→還）に流れ、ここに抵抗が⽣じる。往還バイ

図-3.2

冷温⽔循環経路

パス管の⼝径が⼩さいと、この抵抗が⼤きく⼀次側の搬送動⼒の無駄になるため往還バイパス管の配管⼝径の設計には注意がいる。
ポンプの圧⼒制御は、原則として往還差圧 p により⾏うのが適切である。しかし、往還バイパス管の抵抗が⼩さく（ pH  0）、p に対して無視できる程度であれば p  pP であるからポンプの前後差圧（ pP ）40

で⾏ってもよい。さらに膨張タンクが設置されていて基準圧⼒ pR が不変ならば、差圧ではなくゲージ圧

pD を計測して p  pD  pR とする便法も採⽤できる（付録 1. AP1.1 参照）。このように往還差圧 p を⽤いないで制御するような設計をする場合は、その妥当性を定量的に検討して決める必要がある。
13

pH  0 としてよいかどうかの判断は、 p に対する pH の⽐率= pH p によればいい。往還バイパ
ス管に⽣じる流量は、⼀次側流量である熱源機の流量と⼆次側流量の差が最⼤の時に最⼤になるので、熱源機が 1 台増段した瞬間に圧⼒損失 pH が最⼤になる。従って、最⼤の熱源機定格流量によって pH を求め、それによって pH p を求めた値が例えば 1/20(5%)程度であれば pH
50 と判断してもよい。

3.1.4 ポンプ仕様の選定
通常、設計時のポンプ選定では、⼆次側配管の圧⼒損失に安全率（10%程度）を⾒込んだ圧⼒とポンプ 1 台当たりの定格流量を基に型番を決めるが、型番ごとの特性は段階的な不連続値であるため常に性能には余裕がある。この選定過程もポンプが過⼤設計になる要因の⼀つであるので、10

能⼒が少しだけ不⾜するような場合には末端経路の配管⼝径を増して抵抗を減じるなどして、過⼤なポンプを選ばないようにする⼯夫が求められる。図 3.3 はポンプの特性と選定ポイントの例である。
ポンプ特性には、流量に対する圧⼒勾配が急なものと緩やかものとがある。圧⼒を安定して制御するには、できるだけ勾配の急なポンプを選15定する配慮も要る。

図-3.3

ポンプ特性選定の例

3.2 ポンプの制御設計
ポンプの制御には、各空調機等に要求量を流すために必要な往還差圧の保持を⽬的とするポンプの回転数制御と、⼆次ポンプの合計流量（これを総流量と呼ぶ）を賄うために適正なポンプ台数を決める台数制
御の２つがある。なお、各制御アルゴリズムの詳しい解説は付録 2(AP2)を参照のこと。
20

3.2.1 ⼆次ポンプシステム往還差圧の制御
⼆次ポンプシステムの役割は、各空調機等が必要とする冷（温）⽔流量を不⾜なく供給することである。
そのためには、3.1.3 で述べたように、全ての空調機における前後差圧を定格前後差圧以上に保持する必要がある。以下に設計の要点を述べる。
3.2.2 回転数制御による⼆次ポンプシステム往還差圧の制御

25

本解説書では、ポンプの回転数をインバータで制御して差圧制御を⾏うことを前提にしている。最も確
実かつ簡単に上述の条件を満たすには、往還差圧を常に定格流量時の差圧に制御する⽅法である。この運転⽅法を往還差圧⼀定制御という。この⽅法は、エネルギーの無駄はあるが流量を確実に送るという点で安全確実であり、現在の省エネ法ではこの制御⽅法による消費エネルギーの計算⽅法しか認めていない。
しかし、流量が減るに従って⼆次側の配管経路の抵抗も減るので、供給差圧を可変に制御すればポンプ動

30

⼒が減らせる。これを達成するために適切な設計・調整・試験によって性能を担保しようというのが本解説書の⽬指すところである。

14

経路の流量が減ると配管抵抗も減るが、たとえ⼆次ポンプの合計送⽔量（これを総流量と呼ぶ）が同じであっても、多数ある空調機等のどれにどのような流量が流れるかで抵抗に差が⽣じる。例えば、末端にある空調機の流量のほうが根元にある空調機よりも⼤きい
5

場合と、その逆の場合を⽐べると、前者のほうが末端までの搬送流量が多くなるため抵抗は⼤きい。
どの空調機等にどのような熱負荷が発⽣するかは気象条件や室の使⽤条件によって変わる確率現象なので流量と抵抗の関係は⼀対⼀には決まらない（⼀価関数

10ではなく分布関数になる）。つまり図 3.4 に⽰すように、末端に近い空調機に流量が偏在する場合は必要な往還
差圧 p が最も⾼くなり（H）、その逆の場合は最も低く

図 3.4

流量 m と配管経路の抵抗Δp の関係

なる（L）。偏在しない通常の運転状態は H と L の間（⻘⾊の部分）に発⽣し、例えば全体として末端も近傍もほぼ均等に流量が増減すれば流量（ m ）と p の関係は 2 次式（Q）となる。また、ある流量 m に対15する p の発⽣頻度は橙⾊のような分布関数となる。なお本件については付録 3(AP3)で詳しく考察している。
最も省エネを図ることのできる制御は、全ての空調機等の前後差圧を計測して、それら全てが定格流量時の前後差圧以上になるようにポンプの回転数を制御する⽅法である。しかし多数の空調機があるとこの⽅法はコストがかかるので、最も圧⼒損失が⼤きいであろう末端のユニットだけで計測する⽅法が⼀般に20採⽤される。しかし、配管経路が複雑でどれが末端ユニットかを特定しにくい場合とか、末端にあるユニットが運転停⽌されて必要な圧⼒が計測できない場合にも対処するには、末端と思われるユニットを複数にして、それら全てが定格流量時の前後差圧以上になるように制御することも⾏われる。これらは総称して実末端差圧制御と呼ばれる。
⼀⽅、末端差圧を測定せず、必要な往還差圧を総流量の関数（⼆次式が⼀般に⽤いられる）として推定25し、これを設定値として制御するという簡便な⽅法も採⽤される。これは推定末端差圧制御と呼ばれる。
この⽅法は⼆次ポンプ群の総流量をもとにしてポンプの必要な往還差圧を推定するため精度は⾼くない
ので、安全のため、係数に余裕をもたせて⾼めの圧⼒で制御することが多い。⼀般に、この制御⽅法は実末端差圧制御よりは省エネ量が少ない。
上記の考察をもとにして、実末端差圧制御または推定末端差圧制御どちらの⽅法で往還差圧を制御する

30か、往還差圧をどの点で計測するか、などの設計判断をする。
3.2.3 ⼀次エネルギー算定⽤の往還差圧
上述した流量と圧⼒の発⽣確率分布をもとにしてポンプが消費する年間の⼀次エネルギーの算定することもできるが、その⽅法はまだ確⽴していない。そこで、本書では流量 m に対して⼆次側循環に必要な往還差圧（これを「往還差圧設定値( pset )」とする）の関係を、安全側（エネルギー消費が⼤きめに算定35される）の発⽣確率となる 1 次関数とする（図 3.4 の M）。つまり、

pset  a  bm

（3.1）

ここで、
40

pset

：

供給差圧設定値

[kPa]

m
a

：

⼆次ポンプの総流量[kg/s]：

複数ある空調機等の往還定格差圧の最⼤値

[kPa]

15

b

：

定格時の総流量 mr における配管抵抗 pr との関係が pr  bmr となるような係数[kPa・(s/kg)]

これによる具体的な計算⼿順は 6 章で詳述する。
5

3.2.4 空調機等の制御弁開度による供給差圧設定値の補正制御
上記のように本解説書では、推定末端差圧制御の設定値を総流量の 1 次関数として⼀意に与えるが、例
えば、全ての空調機等の制御弁の開度がかなり⼩さいような運転状態ならば供給差圧が過多（さらに圧⼒を下げて開度を⼤きくできる）と判断できる。そこで、最⼤開度となっている空調機等の開度が更に⼤き、圧⼒の設く（例えば 90%）なるまでは設定値 pset を徐々に下げて（90%を越える場合は徐々に上げて）10定値を補正する制御を付加すれば省エネ上有効である。
ただし本解説書では、熱負荷がかけられない竣⼯前の試験でこれを検証することは困難なため、この効
果を省エネ量として評価しないことにしている。
3.2.5 ポンプの最⼩回転数
末端差圧制御においては、流量が極めて少量になっても常に全ての空調機等での定格前後差圧を保持し15ておく必要があるため、回転数はある下限値以下には下げられない。⼀⽅、ポンプメーカはポンプ軸受けの保護などの観点から最⼩回転数に対する推奨下限値を⽰している。この下限値が⼤き過ぎると回転数制
御の効果が⼗分に発揮できないため、最⼩回転数⽐は 30%以下とするよう配慮する。これに関しては 2 章の l. に関連情報を記しているので参照のこと。
なお、多数の空調機等が設置される系統では、⼀般に、定格前後差圧を保持するための最⼩回転数⽐が2030%より⼤きくなり、ポンプの最⼩回転数の制約を受けないことが多い。
3.2.6 ポンプの台数制御
3.1 の 1)で述べたように、当該系統の空調⼆次側の要求流量の頻度分布を考慮してポンプの台数 N を決め、台数を制御する閾値は⼆次側の定格流量（総定格流量）を台数 N で分割した値とするのが⼀般的である。しかし、ポンプ能⼒は常に少し余裕をもって選定されるので、より⼤きい閾値で運転するほうが省エ

25

ネになることもある。これについては後述するが、台数制御のための閾値にも配慮した設計が求められる。
3.3 バイパス回路と制御の設計
⼆次側の熱負荷が⼩さくなり要求流量が減ると、ポンプの台数や回転数を減じるように制御されるが、前述したように、常に空調機等の定格前後差圧を保持しなくてはならないこと、かつ、ポンプには最⼩回転数の下限があるため、流量が減るとポンプの過熱やサージングによる振動などの不具合が⽣じる。そこ30で、⼀般にこうした不具合が起こらないよう、ポンプの前後にバイパス管を設けて⼩量の⽔を循環させる回路が設けられている。これを⼆次ポンプバイパス回路といい、この回路中には、バイパス流量を制御するための制御弁が設けられる。
ポンプを不具合なく運転するためには、バイパスを開始（on）する流量閾値もバイパス量そのものも⼤きくするのが安全であるが、これでは省エネ運転とはならない。実際、前述したように⼆次側負荷流量の35

発⽣頻度は⼩流量において⾼いので、多⼤なバイパス流量となる運転時間が⻑く、省エネが達成されていない実例は多い。なかには、ポンプの消費エネルギーの多くがバイパスを流すために使われているという分析例も⾒られる。
⼀般に、バイパス回路と制御については設計時に綿密に検討することが少なく、これが不具合の主因といっても過⾔でない。そこで本解説書では、以下で述べる知⾒を参考にして、いつどれほどの流量をどの40ような制御⽅法で循環させるかを決めてバイパス回路を⼊念に設計することを求めている。

16

3.3.1 バイパスの on/off と閾値バイパスをどのような閾値で on/off するかを決める⽅法の⼀つとして、ポンプの昇温量による判定⽅法がある。以下にその⽅法を説明する。
ポンプによる流体の加熱（昇温） Tr は下式で表される。
5T (1   ) E
cpm

(3.2)

ここで、

10

m:

流量

[kg/s]

E:

軸動⼒

[kW]

:

効率

[−]

cp :

⽔の⽐熱

[kJ/(kg・K)]≒4.18

どの程度の昇温量であればポンプが不具合を起こさないかはポンプメーカに確認して判断する。

【参考例】
⼤型デパートに設置されている実際のバイパスについて考察する。ポンプの仕様は 8350 L/min×280kPa×1800 rpm×75kW である。この定格流量時の昇温を試算すると、mr =（8350 L/min≒）142
kg/s、Er =75kW、効率r =0.8 で、昇温は Tr =0.03℃となる。次に、回転数を変えずに流量が 1/10 に減ったときの昇温を上式で推定す
ると、 mr =14.2 kg/s、 Er =75kW、効率r =0.15 で、 Tr =1.1℃となる。1/100 に減ると Tr =12.3℃となる。この昇温量はポンプ保護の観点からは問題ないであろうが、冷⽔供給であれば冷房効果に不具合を来すため⼤きすぎる。以上から、バイパスの on/off を判定する
閾値はポンプ（1 台）の定格流量の 1/10〜1/20 程度とすればよいといえる。
上記の試算例は回転数が不変とした例であるが、次に可変の試算例を⽰す。上記に従い、バイパスの on/off 閾値を定格流量の 1/10 と図-3.5

on/off 閾値の決

すると、この流量での前後差圧は 100kPa、軸動⼒ E は 3.8kW、効率 は 0.36 で、昇温 T は 0.04℃となり激減する（ちなみに回転数⽐は 0.48 となる、図-3.5）。このようにポンプが可変回転数制御であれ
ば昇温量は⼤幅に低減される。
15
上記の参考例で⽰した、定格流量の 1/10〜1/20 というバイパス on/off の判定閾値は、例えば台数が 5台のポンプシステムなら総流量に対して 1/50〜1/100 となり、総流量を計測する流量計の最⼩測定可能値程度となることから妥当な値といえる。現実のシステムでは、この閾値を定格流量の 1/3〜1/2 とし、多⼤なエネルギーの無駄となっている事例が散⾒されるため、このような設計とならないよう配慮が要る。

17なお、ポンプは、流量を絞るとサージングが起きるような特性を持
つポンプもある。この場合はバイパスの on/off 閾値を決める際に注意を要する。サージングは圧⼒特性が上に凸の形状、つまり極⼤値をもつ形状であれば⽣じる。サージングが⽣じるポンプであれば、サージ
5

ングが⽣じない範囲における最⼩流量を特性曲線で⾒いだし、それをon/off の閾値とする必要がある（図-3.6）。しかし、通常、回転数制御
ポンプの場合は上記の on/off 閾値でサージング域に⼊ることは少ない。また、もとからサージングの起きないような特性のポンプを選定

図-3.6

ポンプのサージング

するように配慮することも重要である。
10

故障時の対応として、ポンプを商⽤周波数（固定回転数）でも運転できるように設計をすることがある。
その場合、上記の参考例でも⽰したように on/off の閾値は 1/10〜1/20 程度でもよいが回転数が⼤きいた
め昇温量も⼤きい。そのため、次に記載するバイパス量についてはよく検討する必要がある。
3.3.2 必要なバイパス流量とバイパス制御の設計
次に、バイパス流量、バイパス管、制御弁の設計について述べる。

15

バイパス流量 mB は、許容昇温量 TB を決めれば次式で求めることができる。

mB (1   ) E
c p TB

(3.3)

ここで、
20

mB :

バイパス流量[kg/s]

E:

軸動⼒

[kW]

:

効率

[−]

cp :

⽔の⽐熱

[kJ/(kg・K)]

ΔTB： 許容昇温量
25

≒4.18

[℃]

設計では、システム上問題が⽣じない許容昇温量と、それにより計算した必要なバイパス量をもとにバイパス回路の管径やバイパス制御弁のサイズを決めることが必要である。
【参考例】
バイパスが⽣じる状況では⼆次側の熱負荷は⼩さいことを考えれば、冷⽔供給の場合の許容昇温量

TB を 0.5〜1.0℃程度とすることは妥当であろう。例えば、前項の例により試算してみると、 TB=0.5℃、軸動⼒ E =3.8kW、効率=0.36 から、 mB =1.16kg/s（≒100 L/min）となる（ただし可変回転数時）。この⽔量はポンプの定格⽔量(8350 L/min)の約 1/80 と⾮常に⼩量であり、バイパス管の⼝径は 40〜50A で⼗分である。また、昇温の上限値 TB を 1.0℃まで許容すれば、 mB ≒50 L/min となりバイパ
ス管の⼝径は 25〜32A 程度でよい。
このように可変回転数であれば、必要なバイパス量はバイパスの on/off を判定する閾値の 1/5〜1/10と遙かに⼩さくてもよい。つまり、「バイパス量はバイパス on/off の閾値と同じでなくてもよい」、という点は重要な知⾒である。
また、⼀般に設置されているバイパス弁では PI 制御されていることが多いが、この程度の⼩流量であれば on/off 弁で⼗分でありコストが削減できる。
前項で述べたように、インバータなど電⼒供給系の故障時対応として商⽤周波数（固定回転数）でも運転できるような設計をすることがある。この場合、商⽤周波数運転時のバイパス量は常⽤の可変回転数時
18と⽐してかなり多くなり、バイパス弁を常⽤時も故障時も同じサイズで対応しようとすると流量差が⼤きすぎて適正な制御ができず、常⽤時の運転が不安定になったり⾮省エネになったりすることが考えられる。そのため、常⽤時と故障時5の制御弁を分けて設けるとか、⼤きな制御弁であっても開度を絞って、常時は少量のバイパス流量が on-off できる制御にするなど、設計の配慮が要る。

図-3.7

バイパス流の循環

⼆次側の要求流量がゼロになると、バイパス流はポンプの往還ヘッダー間を循環するだけとなり、この循環経路で加熱が継続してどんどんと温度が上昇する。しか10

し、図-3.7 のようにポンプの吸込側ヘッダー（往⽔⼀次ヘッダー）の⽔が、往還バイパス管を経て⼀次側（熱源側）に循環するようになっていれば、こうした継続的な温度上昇は⽣じない。そのため、バイパス
する先を還ヘッダーまで延⻑する、あるいは往⽔⼀次ヘッダー内に熱源機→往還バイパス管という流れが⽣じるようにそれぞれの配管取出位置を考えてヘッダーを設計するなど、昇温しにくくするような設計配慮が求められる。

15

3.4 空調機等の過流量防⽌空調機等の冷（温）⽔量制御は種々の理由で流量過多という不具合が発⽣しやすく、その結果ポンプが⾮省エネの運転になることがよくある。これを防⽌するためには、以下のような設計配慮が求められる。

20

1)流量が必要⼗分な量に制御されるように空調機等は⼆⽅弁による PI 制御とする。

2)

例え⼆⽅弁で制御されていても、付録 1.AP1.3 に記したような原因で、定格流量以上の過流量となる

不具合を⽣じることがあるため、空調機等には次のいずれかの機能を付与するような設計とする。

25a.

定格流量以上は流れないように制御するインテリジェントバルブを設置する

b.

戻り温度制御を設置し過流量にならないようにする

ファンコイルユニット（FCU）やターミナル空調機（ATU）のような⼩容量の空調機等は、ユニットごとに流量を制御せず、群としてまとめて制御することもある。その場合も上記に準ずる配慮が求められる。
なお、群制御の場合、それぞれの FCU 流量がアンバランスになって、ある部分の空調が効かないというクレームが⽣じることがある。このような不具合が起きると、運⽤者が無理に不具合 FCU の流量を増すという対処法をしてしまい⾮省エネ運転になることがある。群制御時に流量のアンバランスによる不具合

30

発⽣が予想されるような系統であれば、配管系をリバースリターン⽅式にするなどの設計配慮が求められる。

【参考】実⼆次ポンプシステムの特性に関する考察
参考のために、以下では、実在の⼆次ポンプシステムを例にして、上記した設計の要点を補⾜的に考察する。この⼆次ポンプシステムは特性の等しい 3 台のポンプ（8350 L/min×280kPa×1800 rpm×75kW）で構成され、実末端差圧制御が採⽤されているが、本考察では推定末端差圧制御としてシミュレーションで試算している。なお、実際の計測データを⽤いて分析したより詳細な結果と、分析に⽤いたシミュレーションツールは付録 4（AP4）で説明している。
1）

供給差圧制御の違いによる消費電⼒・回転数

図-3.8 に 3 台のポンプを次の 3 種類の⽅法で運転した場合の消費電⼒を⽰す。
19

a.

回転数⼀定

（N=const）b.

差圧⼀定制御（ pset =⼀定）c.

推定末端差圧制御（ pset =可変）

なお、往還差圧⼀定制御は、定格流量時に必要な往還差圧 280kPa を常に維持する制御、推定末端圧
制御は流量ゼロでの往還差圧 80kPa と定格流量時の 280kPa を結ぶ直線で与えられる差圧に維持する制御をいう。なお、バイパスが発⽣する⼩流量時は⼀定の差圧に制御している。
3 種類の運転⽅法による消費電⼒の差を、各ポンプ台数に対する中間流量において、差圧⼀定制御(b)に対する⽐（例えば、差圧⼀定制御(b)に対する回転数⼀定(a)の消費電⼒⽐を a/b のように表記）として⽐較すると下記のようになる。
a/b

c/b

1 台運転

46.8/35.5= 1.32

13.3/35.5= 0.372 台運転

107.1/90.3 = 1.19

56.1/90.3= 0.623 台運転

167.0/147.7= 1.13

129.2/147.7 = 0.87

消費電⼒

200
180
160

消費電⼒[kW]

140
120
100
80
60

p=vari40p=const20

N=const

0
0

図-3.8

50

100

150

200
250
合計流量[L/s]

300

350

400

450

各種差圧制御による消費電⼒差の例

図-3.9

流量の頻度分布（1 年間）

この結果から、差圧⼀定制御(b)に対して回転数⼀定(a)は消費電⼒が 13〜32%増、推定末端差圧制御(c)は 13〜63%減となり、推定末端差圧制御の効果が⾮常に⼤きいことが判る。流量の頻度は⼩流量において⾼いためこの領域の削減率がより⼤きく、全体の省エネ効果が⾼いことを意味している。
図 3.9 は、実ビルで計測された⼀時間平均瞬時流量[kg/s]の 1 年間の発⽣頻度分布を⽰す。この
ポンプシステムは 1 年間休みなく 24 時間運転されており、さらに空調機に戻り温度制御が設置されているので⼆次側の往還温度差が設計値よりも⼤きく、設計時の推定よりも遙かに⼩流量域での発⽣頻度が⾼い。
この流量発⽣頻度に基づいて、上記 3 種類の制御による消費電⼒量の違いをシミュレーションし図-3.10 消費電⼒量[kWh/(4.5L/s)]（1 年間）た結果を図 3.10 に⽰す。この年間積分値を差圧⼀定制御(b)に対する増減で⽐べると、回転数⼀定(a)は 37.5%増、推定末端差圧制御(c)は 63.2%減となり、推定末端差圧制御(c)の省エネ性能が⾮常に⾼いことが判る。

20

図-3.11 には回転数⽐の制御結果を⽰す。差圧⼀定制御では、回転数⽐の制御範囲が 0.8〜0.93 と、コ

回転数⽐[-]

1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1

180
160
140
120
100

p=varip=const

80

m=1.0
m=1.4
m=0.6

60
40
20

0
0

100

200
300
総流量[L/s]

図-3.11
2)

消費電⼒

200

消費電⼒[kW]

回転数⽐[-]

ストをかけて設置したインバータの効果が⼗分活かされていないことが判る。

400

500

0
0

50

100

150

200
250
合計流量[L/s]

300

350

400

450

図-3.12 台数制御閾値の違いよる消費電⼒の例

回転数制御の

台数制御閾値の差による消費電力
図-3.12 は、台数制御の閾値をポンプ定格流量の 0.6、1.2 倍とそれぞれ 40%⼩さくした場合と、1.4、2.8 倍と、それぞれ⼤きくした場合で消費電⼒がどのように変わるかを試算した例である。結果から、
閾値を⼩さくしても⼤きくしても、どちらも⾮省エネとなることが判る。これは、本システムでは、ポンプが選定された定格点でほぼ最⾼効率となるため、定格流量の倍数を閾値とするのが適切なためである。ポンプの性能は段階的にしか選定できないので、場合によっては閾値を変えることでより効率の⾼い動作点で運転でき、より⼤きい省エネが達成できる可能性がある

3.5 ⼀次エネルギー消費量の計算⽅法の概要
設計した変流量⼆次ポンプ（VWV）システムの年間⼀次エネルギー消費量を求める⽅法を述べる。本⽅法では、省エネルギー計算⽀援プログラム（以後、計算⽀援プログラムと呼ぶ）の体系を利⽤する。計算
5

⽀援プログラムの計算式は、 i 番⽬の VWV システムの j 番⽬のポンプの消費電⼒ E AC , pump ,i , j , n を熱負荷率

L AC , pump ,i , j , n の 4 次式で表している。
f AC , pump ,i , j , n  ai , j  L4 AC , pump ,i , j , n  bi , j  L3 AC , pump ,i , j , n  ci , j  L2 AC , pump ,i , j , n  di , j  L AC , pump ,i , j ,n  ei , j
E AC , pump ,i , j , n  f AC , pump ,i , j ,n  E AC , pump ,i , j , rated

…

（3.4）

ここで、
10

15

E AC , pump ,i , j , n： i 番⽬の VWV システムの j 番⽬のポンプの消費電⼒[kW]

f AC , pump ,i , j ,n

：負荷率帯の区分番号 n （1~11）における当該ポンプの消費電⼒係数[−]

E AC , pump ,i , j , rated：当該ポンプの定格消費電⼒[kW]

L AC , pump ,i , j , n：当該ポンプの熱負荷率[−]i：VWV システムの番号[−]j：当該ポンプの番号[−]n：負荷率帯の区分番号 n （1~11） [−]ただし現在の⾮住宅 Web プログラムでは、供給差圧⼀定制御のみを認めているので、1 次の項の係数

d i , j だけを⽤い、それ以外の項の係数の係数 bi , j , ci , j , d i , j , ei , j を全て 0 としている。つまり熱負荷率20

L AC , pump ,i , j , n と消費電⼒ E AC , pump ,i , j , n の関係は１次式で規定されている。
21

⼀⽅、本解説書では推定末端差圧制御あるいは実末端差圧制御を採⽤するので、熱負荷率 L AC , pump ,i , j , n と消費電⼒ E AC , pump ,i , j , n を 3 次式（4 次の係数は ai , j =0 とする）で規定して計算する。つまり、設計された往還圧⼒設置値などに基づいて、係数 bi , j , ci , j , d i , j , ei , j を定めて消費エネルギーを計算する。なお、この係数の詳しい決め⽅は 6 章で説明する。
5

これらの係数を決めた後、それらを計算⽀援プログラムに代⼊し熱負荷率 L AC , pump ,i , j , n （以下 L と略称する）を複数点指定すれば、プログラムは年間の熱負荷率 L の頻度分布を⽤いて⾃動的に年間の電⼒消費量を計算してくれる。
なお、現状の計算⽀援プログラムも本⽅法も、どちらも⼆次側冷(温)⽔の設計温度差は⼀定としている
ので、熱負荷率 L は流量⽐（設計最⼤流量に対する流量の⽐率）と等価である。つまり、熱負荷率＝流量10⽐とみなして消費電⼒を求めてよい。
【参考】
図-3.13 に、3.4 で例⽰したポンプ群に対する消費電180160式（⿊線）で求めたものと、3 次式（⻘線））で求めとている供給差圧⼀定の場合のシミュレーション値は⾚線である。このように運転台数で区分化せず簡易な⼀次式で評価することは危険側（省エネ量が過多）になることが判る。この理由は、⼩回転数でのポンプ効率の低下、および⼩流量域でのバイパス運転の評価がな

140

消費電⼒[kW]

ものとで⽐較して⽰す。計算⽀援プログラムで想定し

消費電⼒

200

⼒ E を、運転台数で区分化しないで熱負荷率 L の 1 次

120
100
80
60
40
20
0
0

0.2

0.4
0.6
熱負荷率=流量⽐0.81

図-3.13 熱負荷率と消費電⼒の関係されていないことによる。

3.6 計測センサと計測⽅法の概要
⼆次ポンプシステムは、設計が適切になされただけでは本来の性能が発揮できないことがある。そこで
本解説書では、設計で定めた⾃動制御のための係数や閾値が適切に実システムに導⼊され、それらに従っ
15て制御が適正に作動しているかどうかを実システムで検証することを求めている。具体的には、竣⼯前の綿密な初期調整と、その完了後（竣⼯前）に⾏う機能性能試験を求めている。
この初期調整や機能性能試験を実施するには、流量や電⼒など、エネルギー性能を確認するためのセン
サと計測機器が必要である。計測値は、いわゆる中央監視盤（通称 BEMS や BAS と呼ばれる装置）で恒常的に得られるデータであることが望ましいが、⼀時的（テンポラリ）に設置するセンサや計測装置で得20るデータであってもかまわない。
ただし、こうした初期調整や機能性能試験のために必須となる計測値を、どの点において、どのような種類のセンサで、どのような精度で得るかは、施⼯が始まってから施⼯者に任せて決めるのではなく、設計段階で明確に決めることを求めている。計測ポイントについての具体的な規定は 6 章「 実システムの初期調整・機能性能試験に必須の測定ポイント」で解説する。

25
3.7 初期調整の⽅法の概要
本書が求める初期調整は設計性能を発揮させるための重要な作業である。この⼿順（規定）は 7 章「初期調整」において詳述する。初期調整は、いわゆる施⼯者が⾏う試運転調整では実施されないレベルの作業が発⽣するので、本⽅法に基づく初期調整や後述する機能性能試験を実施する場合、当該作業の実施を30担保するため、設計図書の特記仕様書等に必要な作業内容を明記しておくことを原則としている。以下は、
22

FPT 法が求める初期調整の項⽬である。
a. 準備作業
1) VWV システムの仕様確認
5
b.

10
c.

15

2)

初期パラメータ設定

3)

各所⼿動弁開度の全開確認

基本調整
1)

調整前確認

2)

末端差圧⽬標値の確認

3)

各空調機系統の流量調整

4)

⼆次ポンプの最⼤・最⼩回転数の設定

制御のパラメータ調整
1)

⼆次ポンプ回転数制御の往還差圧設定値の決定

3)

バイパス弁制御調整

3.8 機能性能試験
初期調整が終わったシステムは、⼀次エネルギー消費量を計算した熱負荷率（=負荷流量） L の近傍において実消費電⼒を計測し、それらが設計値をクリアーしていることの確認試験をする。これを機能性能試験という。設計時の熱負荷率 L ではなくその近傍とするのは、実システムで流量⽐を設計時の L とするように調整することが難しいためである。なお、計測した値のうち数点の L で実消費電⼒が設計値よりも20

⼤きい場合には、年間積算値が設計値以下であればよいという総合判定もしてよいことにしている。機能性能試験の⽅法と判定に対する規定は 8 章「機能性能試験」において解説する。
なお、機能性能試験の実施と合否判定は、VWV システムに関する専⾨的な知識を有する者＊（これを「性能確認者」と呼ぶ）が⾏う。
＊ 建築⼯事の発注者側の技術者や、設計や施⼯に関わりのない第三者により⾏うのが望ましいが、設計や施⼯に拘わって25いる組織内の者であっても、品質管理部⾨の技術者など、直接的に当該プロジェクトに関与していない技術者が試験の実施者になることも考えられる。

【参考⽂献】
1)30

井⼝悠哉，吉⽥治典，松岡⼀平，濱⽥和康, 「熱源と搬送システムをもつ空調システムの総合最適運転法に関する研究」,

2)

空気調和・衛⽣⼯学会論⽂集,

佐藤⽂秋, ⽵迫雅史, 北村邦彦, ⼭下博幸, 佐々,⽊邦治, 安⽥健⼀, 野部達夫,「最⼩差圧変流量制御
による搬送効率向上に関する研究」,

3)

No.90，pp.103〜112，2003

空気調和・衛⽣⼯学会論⽂集,

No.259，pp.21〜29，2018

上野友嗣, 射場本忠彦, 柳原隆司, 百⽥真史, ⽻原宏美, 澤地孝男, ⾚嶺嘉彦, 釼持尚紀, ⽶倉賢志郎, 「⾮住宅建築物を対象とした先導的省エネルギー技術の評価⽅法に関する研究, その 14 変流量35

制御⽅式別による省エネルギー効果の検討」, 空気調和・衛⽣⼯学会⼤会学術論⽂集,

pp.201〜204，

2018
4)

百⽥真史, 射場本忠彦, ⾚司泰義, ⽻原宏美, 澤地孝男, ⾚嶺嘉彦, 林鍾衍, 宮⽥翔平, ⽶倉賢志郎,「ビル空調・熱源システムの変⾵量・変流量制御による省エネ効果の評価⽅法に関する研究, 第１報
研究の全体概要と変流量制御に関する実験的検討について」, 空気調和・衛⽣⼯学会⼤会学術論⽂集,40

pp.157〜160，2019

23

4.

FPT 法が対象とする変流量⼆次ポンプシステムの計画書

3 章では、変流量⼆次ポンプシステムの省エネルギーにおいて、配慮しなくてはならない知⾒や要点を⽰しながら、その設計⽅法について解説した。そこでは、システム、機器、制御⽅法、制御の閾値などについて仕様で決めるのではなく、基本は設計者が定性的・定量的に判断して決めるという流れ、つまり仕5様規定ではなく性能規定の⽅針に従って解説を⾏った。
本解説書の「はじめに」で述べたように、FPT 法では、変流量⼆次ポンプシステムを適切に設計し、設計されたシステムを竣⼯前に初期調整し、その後、機能性能試験を⾏うことにより性能の確実な達成を⽬指している。このプロセスを確実に実施するため、FPT 法では必要最⼩限の要件を必須としている。また、
FPT 法では、エビデンスを⽰して設計内容を説明する計画書を提出することも求めている。

10

この計画書は設計内容を羅列的・機械的に列記するのではなく、設計意図や設計判断を交えて説明する
もので、コミッショニングでは設計主旨⽂書と呼ばれる。
本章では、後述する流れに沿って記載することにより、この⽂書が作成できるよう、設計の要件、指針、
記載すべき必要項⽬などを挙げて解説している。
また、以下では、FPT 法を適⽤する上で必須の事項を【要件】、設計者の判断や裁量で決める際に配慮

15

すべき事項を【指針】として明確にしている。さらに、計画書に記載すべき、設計の主旨、システム構成・機器仕様、計測ポイント、エネルギー消費量などを【記載項⽬】として列挙している。

4.1 FPT 法で対象とする変流量⼆次ポンプシステム
【要件】
20

1.

FPT 法が対象とする⼆次ポンプシステムは、図-4.1（図2.1 の再掲）に⽰すように、中央式熱源システムに設置する⼆次側空調冷（温）⽔循環⽤の変流量⼆次ポンプシステムであるが、⼆次ポンプだけではなく熱源機器に設置する⼀次側循
環⽤⼀次ポンプと併⽤する場合のみを対象とする。つまり⼀25

次、⼆次ポンプを共⽤するシステムは対象としない。
【記載項⽬】
1.

1 次系を含む冷温⽔循環経路の系統図（多数の空調機等がある場合は細部を省略した図が望ましい。）

30

4.2 変流量⼆次ポンプシステムの設計内容
図-4.1 冷温⽔循環経路(図 2.1 再掲)

4.2.1 ポンプの容量と台数制御運転【要件】
1.

⼆次ポンプは総合的な搬送効率を⾼めるために２台以上のポンプを設置し、その台数制御がなされ
ること。

35

2.

例えば時間外や中間期などに⽣じる⼩流量での運転効率を⾼めるために、⼤容量と⼩容量という異容量ポンプを設置するシステム構成も対象とするが、異容量ポンプを同時に運転することは避け、⼩流量時は⼩容量のポンプで、それ以外の流量では⼤容量のポンプのみで運転するような制御とすること（この理由は 3.1.2 を参照）
。

【指針】
24

1.

⼀般には低流量の頻度が⾼いため、2 分割にすると殆ど 1 台しか稼働しないことが起きる可能性が⼤きい。分割⽅法による省エネへの影響の判断が重要である。

【記載項⽬】
1.
5

2.
10

ポンプ
1)

ポンプの型式、台数、容量（等分、不等分）、圧⼒、効率

2)

経路の圧⼒損失計算書

3)

部分負荷時の特性（曲線、表）、流量、圧⼒、消費電量の関係

制御
1)台数制御に⽤いる流量計測値のポイント

2)

台数制御の増減段閾値

3)

台数運転の順序制御⽅法

4)

センサの測定誤差（流量と誤差との関係、測定可能最⼩流量）

4.2.2 往還差圧制御のための回転数制御
15【要件】
往還差圧制御は、⼆次ポンプの供給対象である⼆次側配管経路の圧⼒損失（図-4.1 の p ：⼆次ポン

1.

プシステム往還差圧）を計測し、これを、指⽰する設定値に⾃動制御するシステムであること。
2.

この圧⼒制御はポンプのモータをインバータによって回転数制御することによって⾏い、かつ全てのポンプにこの制御機構が備わっていること。

20

3.

往還差圧制御の⽅式は推定末端差圧制御、末端差圧制御のどちらかであること。制御するのはどことどこの差圧なのか、位置も含めて明確に説明する。

4.

空調機等の弁開度による末端差圧設定値の補正制御は付属してもよいが、その効果は省エネ計算には反映できない。

5.
25

往還差圧の計測は、原則、差圧センサを⽤いる。ただし、開放式膨張タンクが⽤いられ⼀次側の往還バイパス管の⼝径が⼗分に⼤きく、その抵抗がほぼゼロと⾒なせる場合には、ゲージ圧センサを使⽤してもよい。ただし、この場合、往還バイパス管の抵抗は 3.1.3 の考察を参考にして計算し、問題のないことを説明すること。

6.

回転数制御の最⼩周波数⽐（商⽤周波数に対する⽐率）を 30％以下とすることを必須とする（可能なら 20%以下を推奨する）。

307.

配管抵抗の計算書に基づいて⼆次側流量と往還差圧設定値の関係式を決定する。

【指針】
1.

⼀般に⽤いられる圧⼒センサにはゲージ圧センサと差圧センサがあるが、精度を含め適切なセンサを選定する。

【記載項⽬】
35

1.

圧⼒制御の⽅法2.

回転数制御の⽅法

3.

往還圧⼒センサの仕様と位置

4.

圧⼒の設定値

5.

定格値に対する最⼩回転数⽐

4025

4.2.3 ⼆次ポンプバイパス弁制御【要件】
1.

ポンプの前後ヘッダー（あるいはそれに代わる配管部分）間に少量の⽔循環が⾏えるようなバイパ
ス制御弁（図-3.1 の⼆次ポンプバイパス弁）を設けること。

52.

１．のバイパス弁は⼆次側の負荷流量に基づいて、原則として、on/off 制御すること。これ以外の⽅法による場合は、安定に制御でき、かつ⾮省エネにならないことを裏付ける説明を加えること。

3.

制御弁や⼿動弁の開度調整などで、バイパス流量が過多とならないような対応ができること。

4.

故障時にポンプを商⽤周波数でも運転できる設計配慮をする場合には、常⽤時の省エネルギーが阻害されないようなバイパス管や制御弁であることを⽰す検討結果を加えること。

10

【指針】
1.

負荷流量が少ないときに、バイパス流量が過多となって⾮省エネな運転がなされる例が多いため、バイパス回路を適切に設計する。

2.

バイパス弁や配管サイズが過⼤であるとバイパス量が過多になりやすい。そのため、バイパス量は、
ポンプ 1 台運転のときにポンプ発熱による温度上昇を設計値以下に抑えるための最⼩流量とし、この15流量でバイパス管や制御弁の⼝径を設計するよう配慮する。
【記載項⽬】
1.

バイパス弁の制御⽅法

2.

バイパスの on/off 閾値

3.

バイパス量ならびにバイパス弁と配管のサイズ

204.2.4 空調機等の冷・（温）⽔量の制御【要件】
1.

各空調機等の冷・（温）⽔流量は全て⼆⽅弁による PI 制御であること。

2.

定格流量以上の過流量が⽣じないように、次のいずれかの機能を有すること。

25

1)

⼆⽅弁の上限開度設定機能によって過流量防⽌の調整ができる

2)

定格流量以上は流れないように制御するインテリジェントバルブを設置している

3)

戻り温度制御機構を組み込みこんでいて過流量にならない

なお、ファンコイルユニット（FCU）やターミナル空調機（ATU）のような⼩容量の空調機等を、ユニットごとの PI 制御ではなく群として制御する場合も同様の機能を有するようにすること。
30

【指針】
1.

負荷流量が変動しても常に省エネが達成されるようにするため、⼆次側に複数存在する空調機等の制御弁の前後差圧には多⼤な差がないように設計すること。

2.

例え制御が異常になっても、制御弁に定格流量以上の過⼤な流量が流れないような⼯夫を施した設計をすること。

35【記載項⽬】
1.

各空調機等の制御⽅法

2.

過流量防⽌の⽅策

4.2.5 ⼩容量空調機群の⽔量バランス
40

【要件】
1.

⼩容量の空調機を群として制御する場合、適正な流量バランスを得るために配管経路のリバースリ
26

ターン⽅式を必須とはしないが、流量のアンバランスによる不具合発⽣がないことを検討していることを説明すること。
【指針】
1.
5

ファンコイルユニット（FCU）やターミナル空調機（ATU）のような、⼩容量の空調機等を群として PI 制御する場合、各ユニットの流量がアンバランスになって空調が全域で適切に効かないというクレームが⽣じ、結果として運⽤者が流量を増すという対応が⾏われて⾮省エネ運転になることがある。これを防⽌するためには、例えば、配管系をリバースリターン⽅式にすることが有効である。

【記載項⽬】
101.

群制御の系統があれば流量バランスを適切に得るための⽅策

2.

群としての過流量防⽌の⽅策

4.2.6 性能検証のためのセンサ
【要件】
1.
15

FPT 法では、設計性能が発揮されていることを竣⼯前の機能性能試験によって検証することを必須としている。そのため、中央監視盤のような恒常的な運⽤監視設備あるいはテンポラリ―計測によって、この機能性能試験のために必要な計測値（流量、圧⼒、電⼒など）が得られるようにすること。
なお、必須の計測ポイントは、「6 章 調整・試験に必須の測定ポイント」で規定している。

2.
20

設計図書には下記を明記すること。
1)

計測ポイントの計測センサの種類、位置、精度など。

2)

テンポラリ―計測をする場合には、センサを設置するための測定⼝や挿⼊⼝が必要になるので、これらを設けることを設計図書に明記すること。

3.

積算電⼒はパルスカウントによる計量ではなく瞬時電⼒が計測できるものであること。電流値と想定した⼒率から得る電⼒計測⽅法は不可とする。

25

4.

対象となる⼆次ポンプは、全てのポンプの前後圧⼒が計測できること。

5.

往還差圧センサのレンジは定格流量時の配管抵抗系の抵抗の 2 倍程度とし、過度にレンジ幅が⼤きいものを使⽤しないこと。

6.

バイパス量のテンポラリ―計測ができるように流量測定⼝を設置すること。

7.

流量計には、測定精度が確保できる⻑さの直管部を設けていることを設計図で⽰すこと。

8.

末端空調機では冷（温）⽔コイルと制御弁を合算した前後差圧を計測すること。そのセンサの仕様

30は差圧センサとし、特段の理由がない限り差圧測定レンジは 400kPa 以下とすること。
9.

横引き配管系統では、経路単位で冷（温）⽔流量と圧⼒差の測定が⾏えるようにすること。

【指針】
1.

FPT 法では竣⼯時に実施するテンポラリ―（⼀時的）な機能性能試験しか実施しないが、将来、運⽤時にも性能を継続して確認することも重要である。そのため、性能把握のために重要なセンサにつ35

いては継続的に監視・記録が可能な BEMS ポイントとすることが望ましい。
【記載項⽬】
1.

センサの形式、位置、精度などの仕様（上記した【要件】を満たすことが確認できるように記載する）

2.

BEMS の計測によるものかテンポラリ計測によるものかの分類

40

27

4.3 ⼀次エネルギー消費量の計算書【要件】
1.

計算⽀援プログラムの体系を利⽤して年間⼀次エネルギー消費量を計算する。

2.

電⼒消費量 E は熱負荷率 L に関する 3 次式で規定して計算する。なお、3 次式の係数の決め⽅は 65章に従う。なお、熱負荷率は流量の負荷率と同値とする。
【記載項⽬】
1.

年間⼀次エネルギー消費量の計算過程も含めた計算書と算定結果

4.4 初期調整に関する特記仕様
10

【要件】
1.

FPT 法では、７章「初期調整⼿順」において規定する「初期調整」の実施を求めている。これは、施⼯者が⾏う、いわゆる試運転調整では実施されないレベルの調整であるので、この違いが施⼯者に判るようにその作業内容を特記仕様書等に明記しておくこと。

【記載項⽬】
15

1.

初期調整の実施に関する図⾯等への記載

4.5 機能性能試験に関する特記仕様
【要件】
20

1.

初期調整が終わったシステムは、8 章「機能性能試験」で規定する機能性能試験を実施すること。

2.

機能性能試験の実施と合否判定は、VWV システムに関する専⾨的な知識を有する者が⾏う。

3.

機能性能試験を実施すること、およびその内容が施⼯者に適切に伝わるように特記仕様書等に明記すること。

【記載項⽬】
1.

機能性能試験に関する特記仕様の内容

25
4.6 その他
建築物省エネ法に基づく任意評定を取得する際は、別途任意評定ガイドラインに定める要件に従うこと。

30

35

40

28

5.

1 次エネルギー消費量計算⽅法

5.1 1 次エネルギー消費量計算⽅法の基本的な考え⽅
Web プログラムの計算式では、VWV システムの年間の電⼒消費量は、負荷率Ｌの 4 次式で表せるようにしている。
5…

（式-5.1.1）

現状は、VWV システムは、供給差圧⼀定制御のみ認められているので、1 次の項の係数 d i , j (≠0)だけ
決めて、それ以外の項の係数の ai , j , bi , j , ci , j , ei , j を全て 0 として、負荷率と電⼒消費の関係を１次式で規定している。
FPT 法では、VWV システムの圧⼒制御として、推定末端差圧制御と末端差圧制御を認め、負荷率と電10

⼒消費量の関係式を 3 次式として評価する。そのための 3 次、2 次、1 次、0 次の項の係数 bi , j , ci , j , d i , j ,ei , j の決め⽅を定める。これらの係数値と定数項を⾮住宅⽤ Web プログラムに⼊⼒して年間の電⼒消費量を計算する。なお、負荷率Ｌは、⼆次側の設計温度差を⼀定とするので流量⽐（設計最⼤流量に対する流量の⽐率）と同じである。つまり、負荷率は流量⽐とみなしている。

15

5.2 負荷率（流量⽐）とポンプ消費電⼒の推定式の求め⽅(1)ステップ 1：流量と圧⼒の関係式の決定

⼆次側流量変化に伴う流量と圧⼒の関係式を⾒いだす。
1)

図-5.2.1 の点②を、必要とする末端空調機前後差圧（最⼩ポンプ差圧、⼆次側流量 0m3/h 時のポンプ差圧）とする。これが、実末端差圧制御の場合の末端差圧設定値 dp set とみなせる。
点②は、（⼆次側流量, ポンプ差圧）=(0, dp set )となる。

202)

図-5.2.1 の点①を、設計最⼤流量 m R と設計最⼤流量時の配管抵抗値 dpR によって定める。
点①は、（⼆次側流量、ポンプ差圧）=( m R , dpset  dpR )となる。
この dpset  dpR が、⼆次側循環に必要なポンプの最⼤差圧である。

3)

図-5.2.1 の点①と点②を結ぶ直線を、流量(負荷)が変化する時の流量とポンプ差圧の関係式とする。
設計最⼤流量値 m R に対する流量⽐を r とすればポンプの前後差圧 p と r の関係は次式となる。

25

p  dpset  r dpR…

（式-5.2.2）

ここで、

p

：

⼆次ポンプの前後差圧r：

流量⽐ （ m / mrate ）

dpR ：

30

配管、機器などによる経路の圧⼒損失

dp set ： 末端空調機前後差圧制御設定値(2)

ステップ 2：ポンプ保護のバイパス流量の決定

設計段階ではバイパス流量は、設計者の判断でバイパス流
35

量は決めることができる。原則は、ポンプ 1 台の定格流量の図-5.2.1 流量とポンプ差圧の関係10%とする（注）。
（注）10%根拠は、ポンプの最⼩回転数は、回転数⽐（定格周波数に対するポンプ最⼩周波数設定値）で 30%以下、インバータ周波数では 60Hz 帯では 18Hz 以下、50Hz 帯では 15Hz と規定しており、例えば、最⼩回転数時の⽔の昇
温から定格流量の 10%もあれば⼗分であるとしている。

29

(3)

ステップ 3：ポンプの軸動⼒と回転数を推定する流量と差圧のポイントの決定

a. ポンプ 1 台の場合
FPT 法の適⽤対象システムとして、⼆次ポンプが 1 台のみという構成は認めていないが、規定する計算⽅法の5基本となるので、ポンプ 1 台の場合について考察する（図-5.2.2）。図-5.2.2 では、設計最⼤流量（定格流量）及びその 3/4、2/4、1/4 に当たる流量の 4 点とバイパス流量時（原則、ポンプ 1 台の定格流量の 10%）のそれぞれの差圧の 5 点とすして説明する。

10

【⼿順】
1)

軸動⼒

設計最⼤流量時（①）の軸動⼒
・設計最⼤流量時（①）の軸動⼒はポンプの仕様ある
いは性能曲線から⾒いだすことができる。

2)15

回転数制御で運転されている動作点での軸動⼒
・回転数制御により動作する点②〜⑤の軸動⼒を⾒
出すには、
a.

まず流量を決める。例えば②の点であれば流量は、 3 / 4mR となる。

20b.

次に、圧⼒差を直線の（式-5.2.2）で求める。

c.

この流量 3 / 4mR と圧⼒ p2 を満たす回転数と

図-5.2.2 ポンプ 1 台の時軸動⼒を、ポンプモデルを⽤いて求める。
d.

他の流量③〜⑤も同様。

e. 最⼩流量はバイパス流量、つまりポンプ 1 台分の定格流量の X%（原則、10%）の時の回転数と軸動⼒ E を求める。
25
b. ポンプ複数台の場合
通常は、ポンプ 1 台ということはなく、複数台で構成すされる。FPT 法では、同仕様ポンプの複数台設置を想定しており、複数台の場合は、1 台のポンプ特性線図を⽤いて軸動⼒を⾒出す。まず、2 台のポンプ群について、軸動⼒を推定する流量と圧⼒のポイントの30

⾒出し⽅を⽰す（図-5.2.3）
。
【⼿順】
1)

2 台分の定格流量を最⼤流量 1.0 とし、0 から 1.0の間（例えば、3/4、2/4、1/4 倍）の流量に対する圧⼒を⾒出す。

35

2)

ポンプの台数制御は、理想的にポンプ 1 台の定格流量になるまでは 1 台運転、これを越えると 2 台運転になるとする（図-5.2.3 参照）。

3)

⼆次側システムが要求する設計最⼤流量点①はポンプが 1 台の時の定格点と同じ動作点（①ʼ）で40あり前述の⽅法で圧⼒も軸動⼒も特定できる。
4)

点②も 1 台の時の動作点②と同じ（②ʼ）である。
30

図-5.2.3 ポンプ 2 台時の時

点③は、ポンプ 1 台の定格流量 mR であるが、圧⼒は設計点での定格値にならず少し⼩さい圧⼒に5)なる。この動作点を⾒出すには、流量 mR と圧⼒ p3 から回転数と軸動⼒を求めるポンプモデルを⽤
いる。
5

6)

点④も同様である。

7)

図-5.2.3 には記していないが、バイパス制御が関係する部分はポンプ 1 台分の定格流量の X%（原則、10%）の時の回転数と軸動⼒として求める。

(4)

ステップ 4：各ポイントでの軸動⼒計算

ステップ 3 の各ポイントでの軸動⼒の計算⽅法は、以下の通りである。
・「要求流量 m」とポンプ前後の差圧あるいは配管経路末端にある機器の制御設定差圧（この両者を10「制御最⼩圧⼒差 dPc」と呼ぶ）とを⼊⼒条件とし、ポンプの回転数⽐（rN）を制御するモデルを使って、流量と圧⼒の関係式上の流量、差圧値を⼊⼒し、軸動⼒とポンプの回転数を⾒出す。
・軸動⼒と回転数（インバータ周波数）を計算する流量ポイントは、設計最⼤流量を 10 分割した流量点とバイパス流量の 11 点とする
■ ポンプ（ファン）の数式モデル
ポンプは無次元化変数でモデル化されている。
無次元流量係数：
無次元圧力係数：m ND31000pCh 
 N 2 D2
p  0.001 Ch  N 2 D 2
mp
E

p 1
(  1)
T 
 cw 

Cf 

ここに、

D：
E：
N：

軸動力

[kW]

回転数

m：

[rps]

流量

[kg/s]

効率

[-]

流体の密度

[-] プログラムでは水 1000kg/m3 とし温度による変化は無視している： ：羽根の直径 [m]

p：

圧力
[kPa]
無次元の流量、圧力ともに次の４次式で近似し、その係数は次節のようにして求める。

Ch  a1Cf 4  a2Cf 3  a3C f 2  a4Cf  a5
  b1C f 4  b2C f 3  b3C f 2  b4C f  b5
圧力差 p 、軸動力 E 、出口の水温上昇 T は下式で求める。
（ただし現モデルでは水温上昇は求めていない）
p  0.001 Ch  N 2 D 2 [kPa]
m p
[kW]
E

T 

p 1
(  1) [K] cw 

ここで、 cw ：水の比熱■ 解説・ポンプモデルは、圧⼒ p が無次元流量 m の 4 次式で表され、圧⼒ p は回転数の 2 乗という関係がある。従って、流量 m と圧⼒ p を与えて回転数 N 、つまり動作点を⾒いだすには⾮線形⽅程式を収束計算で求めなくてはならない。消費電⼒ E はそれらが決まれば求まる。

31

(5)

ステップ 5：各ポイントで推定した軸動⼒を消費電⼒に換算

流量と軸動⼒のプロットを数点⾒出されている。軸動⼒を電⼒消費（⼊⼒）に変換する。
なお、当⾯は、モータ効率 0.9、インバータ効率 0.9 の固定値とする。

W pump  Pm , pump / ( m  inv )5…

（式-5.2.3）

ここで、

W pump ：ポンプ消費電⼒
Ppump ：ポンプ軸動⼒

m
inv
10

：モータ効率: インバータ効率【解説】
モータ効率やインバータ効率は、回転数や負荷率により変化するが、IEC 規格ではモータ・インバータ
メーカに対して回転数・負荷率（トルク）の組み合わせポイント数点の情報開⽰を義務付けているため、当該情報を使って、任意の回転数・負荷率を⼊⼒とした効率の計算⽅法を本技術解説書では規定している。数年後には、⽇本の JIS 規格でも同様の取組みが⾏われる予定であるが、これが実現されるまでは、

m =0.9、inv =0.9 の固定値する。

15

(6)

ステップ 6：負荷率と電⼒消費量の関係式（3 次式）の係数を決定

ステップ 6 で求めた流量⽐と消費電⼒（安全率補正値）のプロット点を 3 次式で近似し、その 3 次、2。⼆次側温度差は⼀定としているので、次、1 次、0 次の項の係数 bi , j , ci , j , d i , j , ei , j を求める（図-5.2.4）20

流量⽐は負荷率とみなせるため、この係数は負荷率と電⼒消費量の 3 次式の係数となる。
ポンプ消費電⼒Ｗ
Ｗd_max
省エネ適合性判定の変流量制御の評価ライン

FPT1法の設計時の特性ライン

計算値の近似式

Ｗd_min100%
定格流量(設計流量)

10%

負荷率
(流量率)

図-5.2.4 設計時の負荷率とポンプ消費電⼒の特性曲線

5.3 1 次エネルギー消費量計算のためのツール
25

⾮住宅 Web プログラムのエネルギー計算に⽤いる負荷率と消費電⼒の関係式（3 次式）の係数を求めるため、以下の 2 つのツールを⽤意している。
1)

VWV システム_1 次エネルギー消費量計算シート（エクセルファイル）2)

ポンプの流量と差圧を与え、回転数（インバータ周波数）と軸動⼒を求める計算ツール

2)は、1)の計算シートに設計最⼤流量までの 10 点の負荷流量と往還差圧設定値を与えて軸動⼒値を⼊30⼒する必要があり、この計算に⽤いるツールである。
なお、
1)の「VWV システム_1 次エネルギー消費量計算シート」の使い⽅を解説した⽂書を付属書 5（AP5）に添付する。
32

6. 初期調整・機能性能試験に必須の測定ポイント
本章では、FPT 法に基づき竣⼯前に設計意図が達成されていることを確認するための、試験等の⼿順及び最低限必要となるセンサ、計測器や計測システムについて、計測精度などの仕様と共に説明する。
FPT 法では、竣⼯時に実施するテンポラリ―な試験しか要求しないため、最低限、現場に設置したセン
5サ、計器の測定値を⽬視等で確認（以下、本章において「確認」という。
）できればよいとしているが、将来、運⽤時にも性能を継続して確認することも重要である。そのため、性能把握のために重要なセンサについては継続的に監視・記録が可能な BEMS ポイントとすることが望まれる。よって以下では、最低限必要な事柄として記載する。

10

6.1 ヘッダー・ポンプ廻りの測定ポイント
ヘッダー・ポンプ廻りの必須の測定ポイントを図-6.1.1（橙網掛け部分）、表-6.1.1 に⽰す。
機械 室
dP
S
P

P

eAHU_Va_Od
od

eAHU_SeAHU_FP

eAHU

eAHU_Pin【凡例】

eAHU_dPF

eAHU_Pout

︓絶対 圧⼒ [kPa](テン ポラリ計測 器・圧⼒計）

F

︓流量 [m3/h]（テン ポラリ計測 器・ピトー式流 量計等）

hz

eAHU_Va_Pout

W
居室・天井

S

P
B_Ps

ATU

ATU_S
S …

A TU

S
od

ATU

od

P

ATU_Va_Od

P

︓流量 [m3/h](制御に使⽤する流量 計）

dP

F

P

F

FCU

PS

od

B_F

FCU_S
S …

FCU

S

FCU

︓制御 弁

B_P r

S

od

PS

od

︓⼿動 弁 (ゲー ト弁）

FCU_Va_Od

…

機械 室
AHU_S
AHU_PinP

S

AHU_Pout

AHU

AHU_Va_Pout

P

P
od

F

A HU_F

AHU_Va_Od

P 2_S
P2_Pout

S
P
W
INV

P2_W
P2_Pin
P2_Hz

P

hz

S

P

︓空調 機
（Air Handli ng Unit)eAH U

︓末端 空調機（End Air Handling Unit)

FCU

︓ファ ンコイル（Fan Coil Unit)

ATU

︓⼩型 空調機

R

︓熱源

SHBVa_Od
dP

W
P

A HU

往⽔2次ヘッ ダ

INV

SYS_Ps︓差圧 [kPa](制御に使⽤する差圧 発信器）
︓圧⼒ [kPa](制御に使⽤する圧⼒ 発信器）

P
B_Ps

︓制御 弁出⼒(開度) [% ]︓消費 電⼒(瞬時) [k W]
︓運転 状態FSod

︓イン バータ周波 数[Hz]

od

P

hz

F

dP

dP

S YS_dP1

SYS_dP2

SYS_Fr

膨張タン クS HB_F

SYS_PrP

往⽔1次ヘッ ダ

還⽔ヘッダ

連通 管
S

F
P1_F

F

R

P
P1_Pout

基準圧

P1_S
P
P1_Pin図-6.1.1 VWV システムの必須の測定ポイント1533

表-6.1.1 初期調整・機能性能試験に必須な測定ポイントとセンサ要件（ポンプ廻り）
最低限の必要なセンサ
区分

ポイント名

（常設ポイントで BEMS ポイント化が望ましい）●：制御に使⽤するセンサ、○：制御に使⽤しないセンサ

ヘッダー

⼆次ポンプ廻り

⼆次側往還差圧●

センサ仕様(A.2.2 表 No.)

差圧発信器

P3

＊還⽔ヘッダー(基準圧)が⼀定の場合、圧⼒発信機で代⽤可能

P2

⼆次側還⽔圧⼒〇常設のアナログ圧⼒計

P1

⼆次側流量

●

常設の電磁流量計（⾃動制御に使⽤するセンサ）

F3○＊電流値ではなく、瞬時電⼒を確認できること。

⼆次ポンプ電⼒

電⼒計測器をテンポラリ―に設置して瞬時電⼒[kW]を計測する＊電⼒計のテンポラリ―設置でもよい。

⼆次ポンプ INV 出⼒○

INV 本体の周波数表⽰

⼆次ポンプ吐出圧⼒○

アナログ圧⼒計

P1

⼆次ポンプ吸込圧⼒○

アナログ圧⼒計P1

バイパス弁出⼒（開度）
バイパス流量
⼀次ポンプ廻り○〇

⾃動制御盤の指⽰調節計の表⽰
あるいは、⾃動制御メーカのツール
測定⼝にピトー管式流量計をテンポラリ―に設置して測定、⼀次ポンプ吐出圧⼒○

常設のアナログ圧⼒計

⼀次ポンプ吸込圧⼒○

常設のアナログ圧⼒計

⼀次ポンプ流量〇

F1、F2

または超⾳波流量計を設置して測定測定⼝にピトー管式流量計をテンポラリ―に設置して測定、

P1
P1
F1、F2

または超⾳波流量計を設置して測定

以下、確認時の注意点を列記する。
a.

⼆次ポンプ群の瞬時電⼒計測
電⼒をパルスカウントで計量する積算電⼒量[kWh]ではなく、消費電⼒が直接的に計測できる瞬時

5

電⼒[kW]を計測しなくてはならない。複数台稼働しているときの電⼒は合算値でもよいが、極⼒個々のポンプで計測するのがよい。なお電流値と想定した⼒率から得る電⼒計測⽅法は不可とする。
b.

⼆次側流量（負荷流量）計測
⾃動制御に⽤いられる流量センサの測定値とする。流量センサは、低負荷領域まで⾼精度の測定可能な電磁流量計を採⽤すること。

10c.

往還差圧計測⾃動制御に⽤いられる差圧センサの測定値とする。差圧センサは、実際に差圧を測定できる差圧発信器(前後のゲージ圧を測定し引き算する機構のものは不可)を採⽤すること。なお、基準圧が⼀定の場合であれば、⼆次側送⽔圧⼒でもよい。この場合も⾃動制御で⽤いられる圧⼒センサの測定値とす
る。

15

d.

ポンプ回転数（インバータ周波数）
インバータ本体に表⽰される周波数値でよい。

e.

⾃動制御に使⽤しない流量・圧⼒計測
圧⼒は、通常常設されるアナログの圧⼒計、流量は流量測定⼝を設け、ピトー管式流量計をテンポラリ―に設置して測定するか、または超⾳波流量計を設置して計測する。超⾳波流量計は、適正に測20定できる直管⻑が確保されていること。

6.2 空調機等の測定ポイント
⼆次側配管系・空調機等の測定ポイントの必須の測定ポイントを図-6.1.1（橙網掛け以外の部分）、表6.1.2 に⽰す。
25

各空調機の前後（空調機のコイル）の圧⼒、制御弁の出⼝圧⼒、空調機通過流量の計測点を必要として34

いるが(図-6.2.1)、これらに関しては、⾼精度の計測は必要とせず、アナログ指⽰計器でもよい。空調機側の測定ポイントは、機械室にある空調機に関しては各空調機個別に設けられるが、天井裏・居室内の⼩容量空調機(ファンコイル等)群に関しては、パイプシャフト(PS)からの横引き配管系統ごとに測定できるよ
うにする(図-6.2.2)。
5

これら測定ポイントの測定が、簡易な測定器でもよいとしている理由は、空調機(群)の過流量防⽌調整
作業で、流量を把握するのが⽬的であり、⾼い精度が必要ないためである。流量だけでなく、圧⼒のポイントも要求しているのは、流量計測値の妥当性を差圧の測定値で確認するためである。なお、最近は、流量計測機能付き制御弁（インテリジェントバルブ）の普及も進んでおり、これが設置されていれば、これらは必要ない。
PS

居室・天井
P

PS
FCU 群

FCU

…

FCU 群

PS
P

F

10
図-6.2.1 空調機の測定ポイント（機械室内）

図-6.2.2 空調機の測定ポイント（機械室以外）

バイパス制御弁、空調機制御弁開度の測定も必須としている。弁開度は⾃動制御メーカの調整ツールや調節計などのコントローラの表⽰で確認する。
15

表-6.1.2 初期調整・機能性能試験に必須な測定ポイントとセンサ要件（空調機廻り）
最低限の必要なセンサ
区分

ポイント名

（常設ポイントで BEMS ポイント化が望ましい）●：制御に使⽤するセンサ、○：制御に使⽤しないセンサ

センサ仕様(A.2.2 表 No.)

AHU

コイル⼊⼝圧⼒○

アナログ圧⼒計、読み取りが容易なデジタル表⽰タイプ

P2(機械室内)

コイル出⼝圧⼒○

アナログ圧⼒計、読み取りが容易なデジタル表⽰タイプ

P2制御弁出⼝圧⼒○

アナログ圧⼒計、読み取りが容易なデジタル表⽰タイプ

P2

制御弁出⼒(開度)流量
ATU・FCU

ATU・FCU 制御弁

群系統(PS)出⼒(開度)○

⾃動制御盤の指⽰調節計の表⽰、あるいは⾃動制御メーカのツール
測定⼝にピトー管式流量計をテンポラリ―に設置して測定、⾃動制御メーカのツール

系統往⽔圧⼒○アナログ圧⼒計、読み取りが容易なデジタル表⽰タイプ

系統還⽔圧⼒○アナログ圧⼒計、読み取りが容易なデジタル表⽰タイプ○

測定⼝にピトー管式流量計をテンポラリ―に設置して測定、○アナログ圧⼒計

コイル出⼝圧⼒○

アナログ圧⼒計

制御弁出⼒（開度）
流量

●
○
○

P2
P2
F1、F2

または超⾳波流量計を設置して測定コイル⼊⼝圧⼒
末端差圧

F1、F2

または超⾳波流量計を設置して測

○

系統流量
末端空調機

○

⾃動制御に使⽤する常設のセンサ（差圧発信器）

P4＊推定末端差圧制御を採⽤する場合にも必須。
⾃動制御ツール(＊1)
測定⼝にピトー管式流量計をテンポラリ―に設置して測定、
または超⾳波流量計を設置して測定。

以下、最低限必要とする事項として、確認時の注意点を列記する。

35

F1、F2

機械 室

a. 機械室にある空調機等の測定ポイント

dP

・機械室にある空調ユニットは、各空調機等で冷温⽔の流量、配管出⼊⼝圧⼒差の計測ができること（図-6.2.3）。
5・圧⼒差は、コイル⼊⼝・出⼝、制御弁出⼝の 3 か所に 10kPa
刻み以下の⽬盛りがついているアナログの圧⼒計（ゲージ圧

P

eAHU

P

F

P

AHU5

P

F

P

AHU4

P

F

P

AHU3

P

F

P

AHU2

P

F

P

AHU1

P

F

⼒計測）を設け、⽬視で測定できるようにする。各空調機等の圧⼒差は、コイル⼊⼝と制御弁出⼝の圧⼒値の差で求める。
・流量計測は、テンポラリ―計測ができるように流量測定⼝を設ける。あるいは、超⾳波流量計を使⽤することを前提に必

凡例

INV

10

要な配管直管部（上流 5D・下流 3D 以上等）を設ける。

eA HU

︓ 最遠 点の空調 機

AHUn

︓ 空調 機(n=1,2,…)F︓ 流量測定⼝

︓ ⼿動 弁

Ｐ

︓ 圧⼒測定器ジョ イント ポート

︓ 制御 弁

dP

︓ 差圧測定器ジョ イント ポート

測定⼝設置の場合は、これに脱着式のピトー管式の流量計を
テンポラリ―に接続して計測を⾏う。
ただし、インテリジェントバルブが採⽤されている場合は、
15

INV

︓ インバータ

図-6.2.3 機械室設置の空調ユニットの測定ポイント本制御弁本体に流量計測機能があるので、流量測定⼝は不要である。
b. 末端の空調機等（末端空調機等）の測定ポイント

・配管経路の末端の空調機等（末端空調機等）だけは冷温⽔コイルと制御弁を含む差圧の計測⽤の差圧20センサを設置する。その測定レンジは 400kPa 以内とする（空調機の必要差圧は、50~100kPa 程度なので、レンジが⼤きくなり過ぎ計測精度を落とさないように 400kPa 以内している）。
・末端差圧は、末端差圧センサ（差圧発信器）の計測値を中央監視、⾃動制御盤、あるいは⾃動制御ツールなどで測定値が確認できること。

往メイ ン配管（⽴管 ）・流量計測については、上記の a.と同様である。
25

c.

Bs_Vm
P

居室・天井

FCU

FCU

…

FCU

機械室に設置されていない空調機等（⼩型空調
Bs_Vm

機や FCU など）群の測定ポイント

還メイ ン配管
（縦管）

Br_Vm
P

F

P

F

P
Br_Vm

・機械室外の各所に設置される ATU・FCU は、各

PS

ATU

ATU

…

ATU
PS

機で流量・圧⼒差を測定可能にすることは難しい。そのため ATU・FCU に関しては図-6.2.4 に30

⽰すように、パイプシャフト(PS)からの横引き分

凡例︓ ⼿動 弁F

︓ 流量 測定⼝︓ 制御 弁

Ｐ

︓ 圧⼒ 測定器ジョ イント ポート

岐配管系ごとに流量・圧⼒の計測箇所を設ける。 図-6.2.4 機械室に設置されない空調ユニット群
・圧⼒測定、流量計測のセンサ仕様は、a.と同様での測定ポイントある。

35(ATU：ターミナル空調機、FCU：ファンコイル)

6.3 圧⼒（差圧）・流量センサの種類と精度(1)

圧⼒(差圧)計測

FPT 法の各空調機コイル前後、ポンプの吸込・吐出分の圧⼒計測は、表-6.3.1 の 1~3 のような現場で確認できるセンサ・計器を必要最⼩限とする。⼀⽅、⼆次側供給差圧、往還差圧、及び末端差圧など制御に使⽤するセンサは、表-6.3.2 に⽰すような⾼精度（※）のセンサの設置を求める。
40※） 差圧発信器には２種類あり、⼀つは 2 点の圧⼒を直接計測する構造をもった差圧計、もう⼀つは 2 点のゲージ圧を計
測する２つの圧⼒計測をしてその差を取って差圧信号として発信するものであり（圧⼒発信器を 2 台設置してその引36

き算とする場合もある）、⼀般には前者が⾼精度である。なお、差圧計測の 2 つの検出点の⾼さは合わせてなければならない。

表-6.3.1 圧⼒・差圧計測⽤センサ⼀覧（制御に使⽤しないセンサ）
No

P1

名称

P2

JIS 対応普通圧⼒計

スパン
精度

⼩形デジタル圧⼒計

0-1MPa 等

0-1.0MPa 等

JIS1.0 級

精度

F.S. (＊2)1MPa の場合

F.S. 1MPa の場合・指⽰値が 0~0.1MPa、0.0~1.0MPa の時：誤差 15kPa±(1.0%F.S.+1digit)-誤差は 10kPa＋1kPa

・指⽰値が 0.1~0.9MPa の時：誤差 10kPa
備考

・スパンは、実測最⼤相当よりも⼤きすぎないものを選定する。

・スパンは、実測最⼤相当よりも⼤きすぎないものを選定する。

・指針が振動する場合、計測者による読み⽅の差が⽣じる可能性がある。

・デジタル表⽰でフィルタ機能があるので計測者による読み⽅の差は⽣じない。

表-6.3.2 圧⼒・差圧計測⽤センサ⼀覧（制御に使⽤するセンサ）
No

P3

P4

名称

圧⼒トランスミッタ

差圧トランスミッタ

スパン

1.0MPa 以下

500kPa 以下

精度±0.5%F.S.

±0.5%F.S.

備考

・スパンは、実測最⼤相当よりも⼤きすぎないものを・スパンは、実測最⼤相当よりも⼤きすぎないものを選選定する。

定する（ポンプ締切揚程以下が⽬安）

5【施⼯⽅法の注意点】
・圧⼒の取出し⼝（配管のタッピング）は、動圧の影響を受けないよう直管部に、⽔流に対し横向きに設けること。エルボ部分やその直後にタッピングを設けてはならない。
・差圧検出部の⾼さは、同⼀にする。
10

・その他、センサ部への接続は、製品の取付け要領等に従い適切に⾏うこと。

(2)

流量計測

FPT 法においては、⼆次側流量（負荷流量）計測以外は、表-6.3.3 に⽰すような流量測定⼝を設置し、そこに計測器を脱着して使うピトーセル流量計、あるいは超⾳波流量計で計測し、測定は必ずしも常設計
15

器でなくてもよい。最近は、表-6.3.3 の右列に⽰すようなクランプ式で取り付けが容易なものも出ている。
⼀⽅、制御に使⽤する流量ポイント（負荷流量）は、表-6.3.4 の 1 に⽰すような 0 からレンジ最⼤値まで⾼精度に測定できる電磁流量計とする。
表-6.3.3 流量計測器（制御に使⽤しないセンサ）例
No.

F1

名称

F2

ピトーセル流量計

超⾳波流量計精度±5.0%FS±1.5%

備考

・空調設備の流量管理にビル空調⽤の冷⽔･温・⼀般にテンポラリ―計測に⽤いられる流量計で⽔の流量を測定する流量計である。ピト−管を利⽤しており、取付けが簡単である。
・取付け位置前後の直管部は最低上流側 5D・
下流側 3D で精度よく計測が可能。

ある。
・取付け位置前後の直管部は最低上流側 5D・下流
側 3D で精度よく計測が可能。
・様々な⼝径の配管箇所でこの 1 台で測定可能で・着脱型指⽰部は、複数の配管に共⽤可能。
・圧⼒損失は、極めて僅少。

37

ある。

表 6-3-4

流量計測器（制御に使⽤するセンサ）

No.

F3

名称

電磁流量計

精度

指⽰値の±0.5%（流速が設定レンジの 20％以上のとき）

備考

・熱量計算をするような箇所には、低流量まで幅広く⾼精度に計測できる
電磁流量計を使⽤する。

上記は、FPT 法で規定する最低限の仕様である。各空調機等の制御⼆⽅弁をインテリジェントバルブとして BEMS で流量が測定できるようにする、テンポラリ―計測としているポイントも常設センサを設け
5BEMS ポイントとして取り込むなど、竣⼯後の運⽤段階での調整等（FPT2）の実施を視野に⼊れ、より⾼いレベルとして後述する調整・試験業務の合理化を⽬指すことが望ましい。

10

15

20

25

30

35

38

7. 初期調整
通常、施⼯期間に施⼯者が⾃らの責務として設備機器・システムの調整（試運転調整）を⾏っているが、その⼿順や内容は施⼯現場、担当者などにより様々である。そこで、FPT 法では試運転調整の⼿順と内容を明確に規定し、これに準拠して⾏うことを要求している。これを⼀般的な試運転調整と区別して、「初期5調整」と呼ぶ。
初期調整には、⾃動制御を活かす前に⾏う確認・調整(基本調整)と、基本調整後に⾏う⾃動制御を活かして⾏う制御パラメータの調整(制御パラメータ調整)の 2 段階がある。
初期調整は以下の⼿順で⾏う。

10

初期調整要領書の作成（7.1 節）準備作業（7.2 節）
1) VWV システムの仕様確認（7.2.1 節）

15

20

2)

初期パラメータ設定（7.2.2 節）

3)各所⼿動弁開度の全開確認（7.2.3 節）

基本調整（7.3 節）
1)

調整前準備（7.3.1 節）

2)

末端差圧⽬標値の確認（7.3.2 節）

3)

各空調機系統の流量調整（7.3.3 節）

4)⼆次ポンプの最⼤・最⼩回転数の設定（7.3.4 節）制御のパラメータ調整（7.4 節）
1) ⼆次ポンプ台数制御の増減段閾値の調整
2) ⼆次ポンプ回転数制御の差圧設定値の決定
3) バイパス弁制御の開閉流量設定値の調整
総合制御確認及び微調整・制御パラメータ最終決定（7.5 節）

25

初期調整報告書の作成（7.6 節）
初期調整には、⾃動制御を活かす前に⾏う確認・調整(基本調整)と、基本調整後に⾏う⾃動制御を活かして⾏う制御パラメータの調整(制御パラメータ調整)の 2 段階がある。初期調整は、原則、施⼯者が⾏う。
初期調整終了後に、その性能が設計意図通りかどうかを「性能確認者」（VWV システムに関する専⾨的30な知識を有する者、3.8 節に記載）が、8 章に記す機能性能試験を実施するが、初期調整の要領（⼿順）が本技術解説書に準拠するかどうかの確認もこの性能確認者が⾏い、施⼯者に対して助⾔や指導をする。な
お、試験の合否、確認した結果等は、この性能確認者が責任を持つ。
性能確認者の要件は、以下とする。
【性能試験確認者の要件】
・○○の資格を有し、⼀般財団法⼈建築環境・省エネルギー機構（IBEC）が主催する○○システムの FPT1 ⼿順講習会を受講し、受講修了証を保持する以下のいずれかの者
a) 当該建築プロジェクトの設計・施⼯に関与しない技術者（発注者から委託された者）
b) 当該建築プロジェクトの発注者の組織に属する技術者c) 当該建設プロジェクトの設計会社・施⼯会社に所属し、その設計・施⼯にかかわっていない39

者（例：施⼯会社の QC チームの技術者、設計施⼯ではない場合の施⼯会社の設計チームの技術者など）7.1 初期調整要領書の作成
施⼯者は、本書 7.3〜7.5 節の初期調整の⼿順に準拠して、具体的な調整時の作業⼿順を記載した初期調整要領書を作成する。要領書は、作業者が実際に調整を⾏う現場作業⼿順を詳細に記載する。性能確認者
5

は、この現場作業⼿順書をもとに、本技術解説書に規定した初期調整⼿順に準拠していることを確認するとともに、必要に応じて施⼯者に助⾔を⾏う。

7.2 準備作業
7.2.1 VWV システムの仕様確認
10

施⼯者は、以下の書類を提出する。
1)【Doc1.1 FPT 法必須要件チェック表】（表-7.2.1.1）
・3 章の必須の要求事項が満たされているかどうかを確認するためのチェック表
2)【Doc1.2 設計時エネルギー計算使⽤諸元値確認表】（表-7.2.1.2）
・設計時のエネルギー計算で使⽤した諸元値と実際値を⽐較した表（設計と施⼯の整合性を確認する）

15

3)【Doc1.3 ⼆次ポンプ仕様書・特性曲線】
・実際に設置した⼆次ポンプの仕様書と特性線図
4)【Doc1.4 バイパス配管⼝径・バイパス弁仕様書】
・バイパス配管⼝径とバイパス弁のメーカ仕様書
5)【Doc1.5 施⼯段階の圧⼒損失計算書】

20

・施⼯段階のポンプ及びバイパス弁仕様書類、圧⼒損失計算書
6)【Doc1.6 流量計測対象の定格流量・コイル/制御弁圧損情報⼀覧表】（表-7.2.1.3）
・空調機等の流量・圧⼒計測のグルーピング単位の定格流量、コイル・制御弁定格流量時の圧⼒損失の⼀覧表
・グルーピング単位は、機械室に設置される空調機は各空調機、機械室ではなく天井・居室内に設置

25されている FCU 等の⼩型空調機群は、メイン配管からの分岐系統毎に整理する。
7)【Doc1.7 測定ポイント・測定⽅法の⼀覧表】（表-7.2.1.4）
・6 章で⽰した必須要件通りの測定ポイントの有無のチェック及び測定⽅法の⼀覧表
表-7.2.1.1 Doc1.1 FPT 法必須要件チェック表
項⽬

関連節

要件

インバータ設置

3.1 節

全台インバータである

○

ポンプ台数

3.2 節

複数台に分割され、負荷流量による台数制御が組み込まれている。

〇

制御要件

3.3 節

往還差圧の可変制御
1) 推定末端差圧制御または実末端差圧制御であること。
＊ これら 2 つの制御に更に省エネを⽬指すための弁開度差圧制御を

チェック

1) ○
実末端差圧制御

付加してもよいが、本設計法ではその省エネ効果を評価しない。

＋弁開度判定補正付
2) インバータ本体の最⼩回転数⽐（商⽤周波数に対する⽐率）は、 2) 15Hz(30%)
30％以下であること。
3.4 節

ポンプ加熱防⽌⽤バイパス弁制御
1) 負荷流量による On-Off 制御であること。

○

2) ポンプ 1 台最⼩周波数時の発熱による温度上昇を抑える程度○

40

の流量に相当するバイパス配管⼝径であること、あるいは、バ
イパス制御弁の最⼤開度設定で調整できるようにすること。
＊バイパス流量は、ポンプ 1 台の定格流量の 10%程度を⽬安とする。

⼆次側空調

3.5 節

全ての空調機等は⼆⽅弁 PI 制御

システム要件3.5 節

過流量防⽌対策（⽔量の制御）○

原則：施⼯段階の調整時に、本書の 8.3.3 初期調整に基づく最⼤流量○（a）+(c)

調整を⾏う。過流量防⽌調整は、⼆⽅弁の上限開度設定で⾏うこと。
a. 定格流量以上は流れないように制御するインテリジェントバル
ブが設置されている
b. 戻り温度制御が組み込まれていて過流量にならない
なお、ファンコイルユニット（FCU）やターミナル空調機（ATU）のような⼩容量の空調機等を、ユニットごとの PI 制御ではなく群として制御する場合も、同様の機能を有すること。
3.6 節

⼩容量空調ユニット群（FCU 等横引き配管系統(⾮機械室空調機)）○の⽔量バランス対策としてリバースリターン⽅式をとることを推奨する。
性能試験のため

3.7 節

以下の測定ができるようにしていること。

のセンサ

〇

a. ⼆次側往ヘッダーと⼀次側往ヘッダー廻りの圧⼒、流量b. ⼆次ポンプの出⼊⼝圧⼒、消費電⼒、インバータ周波数
c. ⼀次ポンプの出⼊⼝圧⼒、流量、消費電⼒
d. 各空調機等(機械室設置)の流量、コイルの出⼊⼝圧⼒、制御弁出⼝圧⼒・開度
e. ⼩型の空調機等（FCU 等）の制御弁開度、横引き配管系統別の流量・往還圧⼒・制御弁開度

表-7.2.1.2 Doc1.2 設計時エネルギー計算使⽤諸元値確認表
項⽬

設計値記載

設計最⼤流量[m3/h]

609 m3/h

ポンプ 1 台の定格流量[m3/h]

121.8 m3/h

⼆次ポンプ台数[台]5台

設計最⼤流量時の全揚程[kPa]

555 kPa

実際の設置システム（ポンプ運転点の全揚程）
必要末端空調機前後差圧[kPa]

100 kPa

設計温度差[℃]

10 ℃

最⼩回転数⽐[%]・回転数[Hz]30%・15Hz

バイパス弁開時の流量[m3/h]

12.2m3/h

表-7.2.1.3
系統Doc1.6 流量計測対象の定格流量・コイル/制御弁圧損情報⼀覧表
系統別

流量測定

合計

個所適正

流量

チェック

(＊1)

AHU1

✓

…

✓

AHU6

末端
系統

空調機仕様
階

空調機
-

○

…
AHUm

-

ATU・FCU 分機系統 1

ATU11
ATU12

41

定格

コイル

制御弁

流量

圧損

圧損

…
FCU11
…
ATU1m
ATU・FCU 分機系統 2・・・
ATU・FCU 分機系統 n(*1)：ピトー式の流量計で計測する場合、流量測定⼝の位置前後の直管部が 5D・3D が確保されているか、
超⾳波流量計で計測する場合は、測定器設置個所前後に直管部が 5D・3D が確保されているか、
流量計機能付制御弁であれば、計測値の精度を担保するための仕様が満たされているか、を確認し、適正であれば✓する。

5

表-7.2.1.4 Doc1.7 測定ポイント・測定⽅法の⼀覧表
区分
ヘッダー

⼆次ポンプ

ポイント名

測定⽅法（実現し得る最低限のレベルの⽅法）

⼆次側往還差圧

SYS_dP●

⾃動制御ツール

⼆次側還⽔圧⼒

SYS_Pｒ□

基準圧、アナログ圧⼒計

⼆次側流量

SYS_Fr●

⾃動制御ツール

⼆次ポンプ状態

P2_S●

⾃動制御ツール

⼆次ポンプ電⼒

PS_W○

INV 本体の電⼒[kW]表⽰

⼆次ポンプ INV 出⼒

P2_Hz

○

INV 本体の周波数表⽰

⼆次ポンプ吐出圧⼒

P2_Pout○

常設のアナログ圧⼒計

⼆次ポンプ吸込圧⼒
バイパス弁出⼒（開度）
⼀次ポンプ

ポイント記号

P2_Pin○

常設のアナログ圧⼒計

SHBVa_Od●

⾃動制御ツール

⼀次ポンプ状態

P1_S●

⾃動制御ツール

⼀次ポンプ電⼒P1_W□

電⼒計測器をテンポラリに設置

⼀次ポンプ吐出圧⼒

P1_Pout○

常設のアナログ圧⼒計

⼀次ポンプ吸込圧⼒

P1_Pin○

常設のアナログ圧⼒計

⼀次ポンプ流量P1_F□

測定⼝にピトー管式流量計をテンポラリに設置

AHU

状態

AHU_S

●

⾃動制御ツール(機械室内)

コイル⼊⼝圧⼒AHU_Pin○

常設のアナログ圧⼒計

コイル出⼝圧⼒AHU_Pout○

常設のアナログ圧⼒計

制御弁出⼒(開度)

AHU_Va_Od●

⾃動制御ツール

AHU_F□

測定⼝にピトー管式流量計をテンポラリに設置

ATU/FCU_S●

⾃動制御ツール

流量
ATU・FCU

ATU・FCU 運転状態

群系統(PS)

ATU・FCU 制御弁出⼒(開度)

末端空調機

ATU/FCU_Va_Od●

⾃動制御ツール

系統往⽔圧⼒B_Ps_○

常設のアナログ圧⼒計

系統還⽔圧⼒

B_Pr○

常設のアナログ圧⼒計

系統流量

B_F

□

測定⼝にピトー管式流量計をテンポラリに設置

eAHU_S●

⾃動制御ツール(＊1)

コイル⼊⼝圧⼒eAHU_Pin○

常設のアナログ圧⼒計

コイル出⼝圧⼒eAHU_Pout○

常設のアナログ圧⼒計

末端空調機

状態

空調機前後差圧
制御弁出⼒（開度）
流量

eAHU_dP●

⾃動制御ツール(常設センサ)

eAHU_Va_Od●

⾃動制御ツール

eAHU_F□

測定⼝にピトー管式流量計をテンポラリに設置

42

7.2.2 初期パラメータ設定
初期パラメータ設定は、初期調整を開始する前に、インバータ本体と⾃動制御コントローラの設定を⾏う。
(1)

⼆次ポンプのインバータ本体パラメータの初期設定

インバータ本体で以下の設定を⾏う。
5・VF 特性：低減トルク(ND)特性（加減速時間、トルクブーストなど低減トルク特性のデフォルト設定）
・最⼤回転数設定（初期値）： 商⽤周波数とする。
・最⼩回転数設定（初期値）：（【設計時エネルギー計算使⽤諸元値確認表】に記した値）
・共振回転数のスキップ設定：ポンプ仕様書に記載された共振周波数を INV 制御でスキップさせる。
・電⼦サーマル設定：過負荷を検知、トリップする電⼦サーマル設定値をポンプモータの容量に合わせ10て設定する。
施⼯者は、以下の設定値を記録した書類（【Doc1.8 インバータ本体初期パラメータ設定表】（表-7.2.2.1））を提出する。
・VF 特性設定：「低減トルク（ND）特性」
・最⼤・最⼩周波数設定（初期値）

15・共振回転数スキップ設定
・電⼦サーマル設定
表-7.2.2.1
記録項⽬Doc1.8 インバータ本体初期パラメータ設定表
設定値

備考

VF 特性設定

低減トルク特性低減トルク特性とする

最⼤回転数

50Hz

原則、商⽤周波数

最⼩回転数

15Hz

【設計時エネルギー計算使⽤諸元値確認表】に記した値

共振回転数スキップ設定**Hz

共振する回転数（周波数）を外して INV 制御する

電⼦サーマル設定**A

モータの過負荷設定【インバータの設定上の注意】
インバータでは、周波数に応じて電圧を調整する。この制御⽅法を「V/f 制御」という。V/f 制御には、定トルク（HD：Hard Duty）特性と低減トルク（ND：Normal Duty）特性の 2 種類の運転特性モードがある。
前者は、コンベア等の搬送機械のように、回転速度が変化しても負荷トルクが⼀定の負荷を駆動する場合⽤のモード、後者は、ファン・ポンプなど負荷トルクが回転速度に対して低減する負荷を駆動する場合⽤のモードである。空調設備で扱うファン・ポンプのほとんどは、後者の ND 特性である。このモード設定を誤ると、省エネ運転にならないので注意が必要である。
【インバータのトルクブースト設定について】
モータ内部のインピーダンスにより電圧降下が⽣じるが、周波数のとりわけ低い領域では発⽣トルクが⾮
常に⼩さくなる。そのため、インバータでは電圧降下分の電圧を補償する必要がある。この電圧降下の分だけ電圧を補償することを、⼀般的に「トルクブースト」という（下図）。
汎⽤インバータでは、下図のように周波数に対して固定的なブースト分を任意に設定するようになっている。ファンなどの負荷は、低周波数領域でのトルクが定格時に⽐べて⼆乗で低減するため、トルクブーストを⼤きくする必要はない。この設定値が適切かどうか注意する。なお、インバータのメーカ・機種によっては、負荷（電流値）を⾒ながら、ブースト電圧を⾃動調整する機能を持つ機種もある（例：安川電機）。このような機能をもつインバータを使⽤した場合には、この点は問題ない。

43

(2)

⼆次ポンプ台数制御パラメータの初期設定

⼆次ポンプの台数制御の増減段流量設定は、設計者が省エネルギー計画書で⽰した増段閾値が基本となる(⼀般的には、ポンプ 1 台分の定格流量 Mr)。台数制御のコントローラの増減段流量設定⽅法は様々だ
5が、初期値としては、（設計者が⽰した増段閾値）×台数
付近で増減段するように設定する。
以下、あるコントローラでの初期設定例を⽰す。
ポンプ 1 台分の定格流量を Mr とし、増段・減段ディファレンシャル設定を各々DIFup%・DIFdown％、

10

現在の運転台数を N とすると、・N→N+1 台への増段流量設定値：(N-1)×Mr + (1-DIFup)×Mr
・N→N-1 台への減段流量設定値：(N-1)×Mr + (1-DIFdown)×Mr
ディファレンシャル値は、DIFup=０％、DIFdoun=5%を初期値とする。
施⼯者は（【Doc1.9 台数制御・バイパス弁制御初期パラメータ設定表】（表-7.2.2.2）に設定した増減段設

15定値を記録する。
なお、全台インバータポンプの場合は、運転台数を多くして低めの回転数で運転する⽅が、省エネになる場合がある。これは、選定ポンプの効率との兼ね合いであり、実運⽤段階に⼊って実測データがそろった段階で、再度増減段流量設定値の⾒直しによる省エネの可能性があることは認識しておきたい。

20

(3)

ポンプバイパス弁制御パラメータの初期設定

⼆次ポンプ 1 台が最⼩回転数設定値（回転数⽐ 30%以下）で運転した時のポンプ発熱分を冷却する流量でよいのでわずかな流量でよい。従って、初期設定値の⽬安は、・パイパス弁作動（開動作）：ポンプ 1 台の定格流量の 10%程度
・バイパス弁作動復帰（閉動作）：バイパス弁開流量設定＋ポンプ 1 台の定格流量の 5％程度のディファ
25

レンシャル
とする。このバイパス弁開閉設定値は、前出の（【Doc1.9

台数制御・バイパス弁制御初期パラメータ設定表】（表-7.2.2.2）に記録する。また、バイパス弁開動作時の開度を設定できる場合は、これも記録する。
表-7.2.2.2

Doc1.9 台数制御・バイパス弁制御初期パラメータ設定表
ポンプ 1 台の制御項⽬

制御パラメータ

定格流量を

設定値

100%とした場合の換算[%]

⼆次ポンプ台数制御

3

1→2 台増段流量設定値

m /h

2→3 台増段流量設定値

m3/h…
n-1→n 台増段流量設定値

m3/h

44

備考

m3/h

n→n-1 台減段流量設定値…

ポンプバイパス弁制御

3→2 台減段流量設定値

m3/h

2→1 台減段流量設定値

m3/h

増段・減段効果待ち時間

m3/h

タイマ関連のパラメータは、制御コント

増段・減段判定待ち時間

m3/h

ローラの持つ項⽬の設定値を記録する

バイパス弁「開」⼆次側流量m3/h

バイパス弁「開」時開度%
3バイパス弁「閉」⼆次側流量m /h

7.2.3 各所⼿動弁開度の全開確認
保守⽤の⼿動弁を絞ることは、圧⼒損失につながるので、⼆次ポンプの吸込み・吐出⼿動弁、空調機等の全⼿動弁は全開とし、原則、実運⽤段階でも常に全開としておく。これらの⼿動弁は、保守作業で必要
5な場合のみ操作し、保守作業が終了後は全開に戻す。全開にした場合、ポンプのオーバーロードの防⽌や空調機等の過流量（流れ過ぎ）防⽌をどうするかが懸念されるだろうが、ポンプのオーバーロード防⽌は、インバータの最⼤回転数設定値で、空調機等の過流量防⽌は空調機等の⾃動制御弁（⼆⽅弁）の最⼤開度設定で対処する。詳しくは、7.3 節に記載する。
施⼯者は、【Doc1.10 全⼿動弁全開確認チェック表】（表-7.2.3.1）を作成する。

10

表-7.2.3.1 Doc1.10
空調機

⼿動弁全開確認チェック表

⼿動弁全開チェック(＊1)

AHU1

✓

…

✓

備考

ATU 1
…
FCU1
…
配管分岐
…

7.3 基本調整
7.3.1 調整前準備
初期調整・機能性能試験では、恣意的に様々な⼆次側流量（負荷流量）の状況を作る必要がある。これ
15を全ての空調機の制御弁開度を操作して実現するのは⾮常に⼿間がかかるので、全ての空調機等の制御弁は、起動したら全開になるように⾃動制御メーカのツール等で初期調整の前に設定しておき、空調機等の起動台数で⼆次側流量を調整する。

7.3.2 末端差圧⽬標値の確認
20

末端空調機の制御弁開度を全開にし、空調機に定格流量を流したときの空調機前後差圧（空調機⼊⼝と制御弁出⼝間（コイルと制御弁の合わせた抵抗）の差圧）を測定し、この値を必要末端差圧、すなわち末端差圧設定値とする。なお、⼆次側配管系統が分かれていて、末端が明瞭でない場合に末端として考えられる複数個所で同様の確認を⾏い、その最⼤値を必要末端差圧とする。

45

⼿順 1）⾃動制御の各制御は「無効」にする（表-7.3.2.1）。
表-7.3.2.1 ⾃動制御の有効/無効設定
対象装置
⼆次ポンプ群

空調機等

⼿順 2)

制御項⽬

制御の有効/無効

⼆次ポンプ回転数制御

無効

⼆次ポンプ台数制御

無効

ポンプバイパス弁制御

無効

⼆⽅弁制御

無効

末端空調機（eAHU_F）の制御弁だけ全開にする。他空調機等は全て全閉とする。また、ポンプバイパス弁は全閉にしておく。

5⼿順 3) ⼆次ポンプ 1 台を起動し、末端空調機流量（eAHU_F）が定格流量になるように回転数を⼿動で調整する。この時の末端差圧の値が⽬標とする末端差圧（eAHU_dPsp）である。
この時、⼀次ポンプは往還ヘッダー間バイパス配管を還⽔ヘッダーから往⽔ヘッダーに逆流しない台数を起動する。
⼿順 4）以下の項⽬の記録し、【Doc2.1 末端差圧⽬標値・末端流量確認結果】(表-7.3.2.2)にまとめる。

10

・末端空調機（複数ある場合は、以下も複数記録する）
・末端空調機流量、末端差圧
・末端空調機だけ起動した時の往還差圧、⼆次ポンプの INV 周波数、消費電⼒、負荷流量＊

⼆次側負荷流量と末端空調機流量はほぼ同じとなる
表-7.3.2.2

15Doc2.1 末端差圧⽬標値・末端流量確認結果（末端空調機だけ制御弁全開で起動した時の調整・測定結果）
項⽬

測定値等

末端空調機として選定した空調機

AHU-XX

末端空調機流量

m3/h

末端差圧

kPa

末端空調機定格流量に調整時の⼆次側負荷流量の実測流量m3/h

末端空調機定格流量に調整時の往還差圧kPa

末端空調機定格流量に調整時の⼆次ポンプの運転台数台

末端空調機定格流量に調整時の⼆次ポンプの回転数

Hz

末端空調機定格流量に調整時の⼆次ポンプ電⼒

kW7.3.3 各空調機系統の流量調整
通常、空調機起動時は、負荷がかかり制御弁が全開となると、圧⼒のかかり⽅によっては定格流量以上流れる状態が続くが、⽐例制御の⾃動弁であれば、しばらくすると制御状態となり流量は⾃動的に適正化20

されていく。しかし、オフィスビルの業務開始時間、百貨店の開店時など、空調機が同時に多数起動する
ような場合に、ポンプに近い空調機は末端に⽐べて圧⼒が強くかかりやすいため、定格値を⼤きく超過する流量が流れ、遠⽅の空調機に流れにくくなるということが起こる。この状態が⻑く続けば、遠⽅の空調機系統で、空調がなかなか効かないというクレームが出されることがある。こうした問題を防ぐため、各
空調機系統、特にポンプに近い空調機で、定格流量を⼤きく超過しないようにすることが本調整の⽬的で25ある。
前提）⼆次ポンプ群のポンプ定格流量の合計値は、全空調機の同時に運転し、かつそれが同時に 100%
負荷要求されるような状況はオフィスビルの朝の同時起動直後くらいしかないため、全空調機の定格流量の合計値よりも少なくする設計されることが多い（例えば、⼆次ポンプ群の定格流46量合計＝Σ(空調機定格流量)×70%など）。そのため、以下の説明では、⼆次ポンプ群の定格流量合計値＜Σ(空調機定格流量)であることを前提に記述する。
⼿順 1）⾃動制御の各制御の「有効」/「無効」設定は、表-7.3.3.1 のようにして、⼆次ポンプシステ
5

ムの群指令（制御開始指令）を On する。
表-7.3.3.1 ⾃動制御の有効/無効設定
対象装置

制御項⽬

制御の有効/無効

備考

⼆次ポンプ群

⼆次ポンプ回転数制御

有効

ただし、どの⼆次ポンプ回転数制御⼿法でも往還差圧⼀定で制御がかかるようにする。

空調機等

⼆次ポンプ台数制御

有効

ポンプバイパス弁制御

無効

強制的に「全閉」にしておく

⼆⽅弁制御

無効

起動させたときは、全開となるようする

⼿順 2）空調機の定格流量合計が⼆次ポンプ群の設計最⼤流量に相当する空調機台数を起動する。起動空調機は、まず末端空調機を起動し、その後は⼆次ポンプから遠⽅(末端、配管抵抗的に遠10い箇所)から順次起動する。
（図-7.3.3.1）。
eAHU_dP
dP
P

eAHU

P

AHU5

100%
P

eAHU _F
P F

100%
F

P
100%

P

P

AHU4

F
100%

P

AHU3

P

P

AHU2

P

P

AHU1

P

F
0％

P

F

0％

SYS_Ps

SYS_FrINV

SYS_dP
S

F

F
基準圧

dP

Hz

図-7.3.3.1 ⼆次ポンプから遠⽅詰めで空調機を起動
⼿順 3）⼆次ポンプシステムの群指令を On する。この時、⼀次ポンプは、⼆次ポンプの運転台数を確認しながら、往還ヘッダー間を還⽔ヘッダーから往⽔ヘッダーに逆流しない台数に⼿動で起15動して調整する。
⼆次側流量（SYS_Fr）が起動した空調機等の定格流量の合計値（≒設計最⼤流量）になるま
で、往還差圧⼀定制御モードにした⼆次ポンプ回転数制御の往還差圧設定値を⼿動で上げていく。往還差圧設定値を上げていけば、ポンプ台数制御によりポンプ増段しつつ、回転数制御が作動する。この往還差圧設定値を調整して、負荷流量が最終的に起動空調機等の定格流量の合20

計 値 に合 わせ ると とも に、 末端 空調 機前 後差 圧が 7.3.2 節 で ⾒ 出 した 末端 差圧 ⽬標 値
（eAHU_dPsp）付近になるように微調整する。つまり、どこかの空調機等で過流量が⽣じていても末端差圧は維持する状況を作る。末端差圧⽬標値以上になるように微調整した場合は、起動したどこかの空調機等で過流量になっている可能性もあるので、空調機等の定格流量の合計値（≒設計最⼤流量）以上になることもある。

25
⼿順 5）起動している空調機等の流量空調機等の流量を計測し、定格流量の（100＋X）％（X=10%程
47

度の余裕をみる）以下であることを確認する。ポンプに近い側の空調機に流れ過ぎが⽣じやすいので特に注意して確認する。
定格流量の X%増しになっている空調機等の制御弁の最⼤開度設定で定格流量の(100+X)%
以下となるように調整する。この調整は、末端差圧値をチェックし、⽬標値以下とならないよ5

うに往還差圧設定値を微調整しながら⾏う。
⼿順 6）⼿順 5)の調整が完了した時の以下の項⽬を記録し、【Doc2.2(1)

空調機等流量調整記録表(パ

ターン 1：遠⽅詰め起動パターン)】（表-7.3.3.3）まとめる。この遠⽅から起動するパターンで調整した設計最⼤流量時の往還差圧値を設計最⼤流量時の往還差圧設定値とする。
10・起動空調機系統全ての流量、空調機前後差圧（コイル出⼊⼝・制御弁出⼝の圧⼒）
、最⼤開度
設定値
・末端空調機前後差圧・⼆次ポンプの運転台数、インバータ回転数、消費電⼒
・⼆次側負荷流量（設計最⼤流量付近）、往還差圧（←設計最⼤流量時の往還差圧設定値）

15

表-7.3.3.3

Doc2.2(1)

空調機等流量調整記録表（パターン 1：遠⽅詰め起動パターン時）

空調機系統
系統

空調機系統

遠⽅詰め起動パターン

定格流量

空調機

測定流量

コイル

コイル

制御弁

空調機等

最⼤開度

[m3/h]

起動系統[m3/h]

⼊⼝圧(*1)

出⼝圧(*2)

出⼝圧⼒

前後差圧

設定[%]

AHU1

On

80%

AHU2

90%

…
AHUn
分岐系統 1On

100%

分岐系統 2…
分岐系統 n末端空調系統On

100％
3

起動空調機合計流量〇〇m /h

⼆次側負荷流量〇〇m3/h

往還差圧(※)〇〇kPa

ポンプ INV 周波数〇〇Hz

ポンプ運転台数〇〇台

ポンプ 1 消費電⼒〇〇kW

ポンプ 2 消費電⼒

〇〇kW

…

〇〇kW

ポンプ n 消費電⼒〇〇kW(※) 遠⽅詰め起動パターン時の往還差圧が設計最⼤流量時の往還差圧設定値の⽬安となる。

⼿順 7) 本調整では、⼿順 2)から⼿順 6)までを、以下の図-7.3.3.2 に⽰す 3 パターンを実施する。
a.

パターン 1（遠⽅詰め起動パターン）：⼆次ポンプから遠⽅(末端、配管抵抗的に遠い箇所)から開く（図-7.3.3.2 の左図）

20b.

＊ パターン 1 は、⼿順 2）から⼿順 6)で⽰したパターン 2（近傍詰め起動パターン)：⼆次ポンプから近い⽅から開く(図-7.3.3.2 の中図)

c. パターン 3（任意起動パターン）：任意に開く（図-7.3.3.2 の右図）
各パターンは、パターン 1、パターン 2、パターン 3 の順に⾏う。制御弁の最⼤開度設定の調整は、パターン 1、2 で実施し、パターン 3 は、パターン 1・2 で定格流量確認できていなかった全空調機系統で流量が定格値付近であること、パターン 1・2 の調整で問題がないかなど
25を確認し、必要に応じて微調整する。各パターンの結果を前出の【Doc2.2(1)48

空調機等流量調整記録表（パターン 1）】（表-7.3.3.3）と同様の書式で各パターンの結果を、【Doc2.2(2) 空調
機等流量調整記録表（パターン 2（近傍詰め起動パターン）】、【Doc2.2(3)

空調機等流量調整

記録表（パターン 3（任意起動パターン）】に記録する。パターン 3 は全ての空調機を確認する必要があるため複数パターン⾏う必要がある場合もある。
eAHU _dP
dP

eAHU_dP
dP

eAHU

P

AHU5

100%
P

eAHU_FP F

eAHU_dP
dP
100%

P

eAHU

P

P

AHU5

P

100%
P

P

AHU4

F

P

P

AHU3

F

P

F

P

P

P

AHU1

P

0％

P

INV

F

P

F

P

P

P

AHU2

P
P

dP

S

P

AHU1

P

F

P

P

F

P

AHU4

P

AHU3

S

P

P

AHU2

膨張タンク
P

P

F

P

F

P

F

P

F

SYS_FrPP

AHU1

SYS_Ps

SYS_FrF
SYS_dP

基準圧

dP

膨張タンク

100%

F

SYS_dP

Hz

F

0％

P

SYS_Ps

F
基準圧

P

100%

Hz
100%

F
SYS_Fr

SYS_dPS

AHU5

eAHU_F
P F

0％
P

P

AHU3

膨張タンク

SYS_Ps

5

P

100%

INV

P

F

100%
P

P

AHU2

P
100%

P

P

AHU4

0％
P

eAHU

0％

100%
P

100%
P

0％
P

100%
P

eAHU_F
P F

INV

P

S

F
基準圧

dP

Hz

Hz

図-7.3.3.2 空調機定格流量調整（左：パターン 1、中：パターン 2、右:パターン 3）

⼿順 8)

⼿順 7)を経て、最終的に各空調機等の制御弁の最⼤開度設定値を確定する。
流量調整は、空調機の起動パターンをいくつか変えて実施する過程で試⾏錯誤しながら、

10

最⼤開度設定の適正値を⾒出す必要がある。特に、ポンプに近い側の空調機を中⼼に極端な流れ過ぎが⽣じないようにすることに注意し、全空調機系統で定格流量の(100+X)%以
上にならない最⼤開度設定値を施⼯者の判断で⾒出す。
最終的な、各空調機等の最⼤開度設定値を【Doc2.3

各空調機等の制御弁最⼤開度設定と調整後の測定流量】（表-7.3.3.4）にまとめる。
15

表-7.3.3.4
空調機系統

Doc2.3 各空調機等の制御弁最⼤開度設定と調整後の測定流量
定格流量(参考)

制御弁最⼤開度［m3/h］

設定(最終)[%]

調整後に最終的に測定した流量[m3/h]

定格流量に対する割合（＜(100+X)%）

AHU1
AHU2
…
AHUn
分岐系統 1分岐系統 2…
分岐系統 n末端空調系統100%

なお、この調整は煩雑な作業になる。以下の場合には、⼆次側システムにおいて各空調機等で過流量防⽌がなされるので、⼿順 1)~6)まで実施して、設計最⼤流量時に必要となる往還差圧値の確認を⾏い、⼿順 7）、8)を省略してよい。
【制御弁の最⼤開度調整が不要なケース】
設計で以下の装備がなされている場合は、各空調機コイルの流量過多の防⽌調整、すなわち⼿順 2)から⼿
順 9）の制御弁の最⼤開度調整は⾏わなくてよい。各系統の流量が定格流量付近であることだけを確認・記録する。
a.

定格流量以上は流れないように制御するインテリジェントバルブが設置されているb.

戻り温度制御が組み込まれていて過流量にならない

49具体的には、

・全ての空調機等の制御弁に a. を採⽤する

・

全ての空調機等の制御弁に b. を採⽤する

・

機械室空調機には、a.を採⽤し、分岐系統の FCU 等⼩型空調機には b.を採⽤する、の採⽤パターンがある。

7.3.4 ⼆次ポンプの最⼤・最⼩回転数の設定(1) 最⼤回転数の設定
最⼤回転数は、初期設定では商⽤回転数とするが、以下の視点で最⼤開度を適正化する可能性がある。
51)

オーバーロード防⽌・⼆次ポンプ 1 台ずつ、定格流量以上流れる状態にしてオーバーロードしない回転数にする。これ
は、ポンプの吐出側⼿動弁を絞って抵抗をつけることと同じ⽬的である。
・オーバーロードした場合にエラー停⽌する適正なインバータの電⼦サーマルの設定値にする。

2)
10

省エネルギー・ポンプ消費電⼒は、理論的には回転数の 3 乗に⽐例して⼤きくなる。配管抵抗が設計段階の試算よりも⼩さいなど、結果的にポンプに余裕があるようであれば、最⼤回転数を商⽤回転数の5~10％程度少し下げておくという判断もありうる。

⼿順 1）⾃動制御の各制御の「有効」/「無効」設定は、表-7.3.4.1 のように全て無効にする。
15

表-7.3.4.1 ⾃動制御の有効/無効設定
対象装置

制御項⽬

制御の有効/無効

⼆次ポンプ群

⼆次ポンプ回転数制御

無効

⼆次ポンプ台数制御

無効

ポンプバイパス弁制御

無効

⼆⽅弁制御

無効

空調機等

⼿順 2）空調機群をポンプ 1 台分の定格流量を⼤きく上回る程度の台数を起動する。
⼿順 3) ポンプを 1 台起動し、インバータで回転数を⼿動で上げていく。消費電⼒を確認し、オーバ
20

ーロードする回転数を確認する。結果的に最⼤回転数は商⽤周波数でも問題ない場合もある。
電⼦サーマルの設定も⾏う。
⼿順 4) インバータの最⼤・最⼩回転数の決定値を【Doc2.4インバータ本体パラメータ設定値(調整後)】（表-7.3.4.2）にまとめる。
（初期設定は、7.2.2 節【Doc1.8 インバータ本体初期パラメー
25

タ設定表】
）
表-7.3.4.2
記録項⽬Doc2.4 インバータ本体パラメータ決定設定表
設定値

備考

VF 特性設定

低減トルク特性低減トルク特性とする

最⼤回転数

50Hz

原則、商⽤周波数

最⼩回転数

15Hz

【設計時エネルギー計算使⽤諸元値確認表】に記した値

共振回転数スキップ設定**Hz

共振する回転数（周波数）を外して INV 制御する

50

電⼦サーマル設定**A

モータの過負荷設定(2) 最⼩回転数の設定
最⼩回転数は、7.2.2 節【Doc1.8 インバータ本体初期パラメータ決定設定表】）の初期設定値から、さらにポンプハンドブック（表-7.3.4.2）に記載されている⼿順に沿って調整を⾏い、できるだけ低い値にし5ておくことを推奨する。例え、最⼩回転数を下げても、末端差圧⽬標値（基本は末端空調機に定格流量流れるのに必要な空調機前後差圧、基本設定値）を維持しなければならないので実際はそこまで下がらないかもしれない。しかし、弁開度差圧制御を導⼊した場合、この基本の末端差圧⽬標値を補正して下げられる可能性がある。このことを考慮して、インバータ本体の最⼩周波数をできるだけ下げておくことを推奨する。

10

⼿順 1) インバータの最⼩回転数設定（初期値）は、設計時に申請した値である。⼀般に、電動機周
波数の 30%（商⽤ 50Hz の場合は 15Hz、60Hz の場合は 18Hz）である。この値よりも現地調整で低い設定にするには、ポンプのハンドブック記載の⼿順に従って調整を⾏う。

⼿順 2） この調整で確定した回転数を、最⼩回転数設定値とし、前出の【Doc2.415インバータ本体パラメータ決定設定表】（表-7.3.4.2）【参考：エバラポンプのハンドブック p.723】

7.4 制御パラメータ調整
各制御の制御パラメータの最終決定⼿順について記す。
制御パラメータの調整・決定作業前に、以下の準備をする。
20

1)

⼆次ポンプ台数制御・バイパス弁制御の制御パラメータ：7.2.2 節(2)(3)の【Doc1.9

台数制御・バ

イパス弁制御初期パラメータ設定表】（表-7.2.5）にする
2)

空調機の⼆⽅弁は、空調機の⼆⽅弁は全て起動時に 7.3.3 節【Doc2.3

各空調機等の制御弁最⼤開

度設定と調整後の測定流量】（表-7.3.3.3）で決定した最⼤開度設定で開くようにしておく。
3)

最⼤・最⼩回転数：7.3.4 節【Doc2.4 インバータ本体パラメータ決定設定表】（表-7.3.4.2）にする。

25

51

7.4.1 ポンプ回転数制御の往還差圧設定値の決定
⾃動制御の各制御の有効/無効設定は、表-7.4.1.1 のようにする。
表-7.4.1.1 ⾃動制御の有効/無効設定
対象装置

制御項⽬

制御の有効/無効

⼆次ポンプ群

⼆次ポンプ回転数制御

有効

空調機等

備考
「往還差圧⼀定制御」の状態にする

⼆次ポンプ台数制御

有効

初期パラメータ設定値

ポンプバイパス弁制御

有効

初期パラメータ設定値

⼆⽅弁制御

無効

空調機の⼆⽅弁は全て起動時に 7.3.3 節【Doc2.3 各空調機等の制御弁最⼤開度設
定と調整後の測定流量】（表-7.3.3.3）で決定
した最⼤開度設定で開くようにしておく

5

⼆次側要求流量に応じて変化する必要な往還差圧（ΔPset）の値を確認し、⼆次側流量（F）と往還差圧（SYS_dP）の関係を求める。作業の主な流れは、以下の通りである。
(1)

設計最⼤流量時（Fmax）の必要な往還差圧（ΔPset）を確認（図-7.4.1.1 の⾚丸点）
・

(2)
10

末端空調機の定格流量（Fmin）の必要な往還差圧（ΔPset）を確認（図-7.4.1.1 の⻘丸点）・(3)

設計最⼤流量に合わせるときは、遠⽅詰めとする。
末端空調機の⼆⽅弁だけ全開にして、その定格流量に合わせる(1)、(2)の 2 点を結ぶ直線（1 次式）を推定末端差圧式とする。
必要な往還 差圧
（供給 差圧設 定値）(ΔPset)

末端 差圧
⽬標値

⼆次 側流量(F)
末端 空調機
定格流量

設計 最⼤流 量

図-7.4.1.1 ⼆次側流量と必要な往還差圧設定値（供給差圧設定値、ΔPset）との関係式（1 次式、推定末端差圧式）
15(1)

設計最⼤流量時（Fmax）の往還差圧を確認

⼿順 1）⼆次ポンプシステム群指令を起動し、最遠点の空調機（末端空調機）から順番に、⼆次側流量が設計最⼤流量付近になるまで起動していく（遠⽅詰めで起動）。この時、⼀次ポンプは、⼆次ポンプの運転台数を確認しながら、往還ヘッダー間を還⽔ヘッダーから往⽔ヘッダーに逆流し20ない台数に⼿動で起動する。

52

eAHU_dP
dP
100%

eAHU

eAHU_F
F

100%

AHU5
100%

AHU4
100%

AHU3
0％

AHU2
0％

AHU1
P

SYS_Ps

SYS_FrINV

SYS_dP
S

F
基準 圧

dP

Hz

図-7.4.1.2 設計最⼤流量時の必要往還差圧値確認時の空調機⼆⽅弁の開け⽅
⼿順 2) ⼆次側流量が設計最⼤流量（Fmax）付近になったら、末端空調機の差圧が末端差圧⽬標値（7.3.2
5

節【Doc2.1

末端差圧⽬標値・末端流量確認結果】（表-7.3.2.2））になるように往還差圧設定値を⼿動で微調整し、その時の往還差圧（ΔPset）を測定する。この時の末端空調機の流量（eAHU_F）が、末端空調機の定格流量付近であることを確認する。
⼿順 3）この時の⼆次側流量、往還差圧、末端差圧、末端流量、ポンプの台数・インバータ周波数・消費電⼒を【Doc3.1 ⼆次側流量(負荷流量)と往還差圧等の計測結果】（表-7.4.1.2）に記録する。
10(2)

末端空調機の定格流量（Fmin）の往還差圧を確認

⼿順 1）⼆次ポンプシステム群指令を起動し、最遠点の空調機（末端空調機）のみ起動する。⼀次ポン
プは 1 台のみ起動する。
eAHU_dP
dP
100%

eAHU

eAHU_F
F

100%

AHU5
100%

AHU4
100%

AHU3
0％

AHU2
0％

AHU1
P

SYS_Ps

SYS_FrINV

SYS_dP
S

F
基準 圧

dP

Hz

15

図-7.4.1.3 末端空調機の定格流量の必要往還差圧確認時の空調機⼆⽅弁の開け⽅
⼿順 2) ⼆次側流量（＝末端空調機流量）が、末端空調機の差圧が末端差圧⽬標値（7.3.2 節【Doc2.1
末端差圧⽬標値・末端流量確認結果記録】（表-7.3.2.2））になるように往還差圧設定値を⼿動で微調整し、調整後の往還差圧（ΔPset）を測定する。

20
⼿順 3）この時の⼆次側流量、往還差圧、末端差圧、末端流量、ポンプの台数・インバータ周波数・消費電⼒を前出の【Doc3.1 ⼆次側流量(負荷流量)と往還差圧等の計測結果】（表-7.4.1.2）に記録
する。
53

(4)

往還差圧のプロットの⼆次式近似の係数の決定

⼿順 1）(1)･(2)の 2 点を結ぶ 1 次式を流量と必要な往還差圧設定値の関係式（推定末端差圧式）とする。
⼿順 2) 推定末端差圧制御の場合は、この 1 次式を設定する。
5

実末端差圧制御の場合は、1)末端差圧で直接制御する場合は、(2)の調整で末端空調機の定格流量時の差圧を⽬標値とする。

2)

往還差圧にカスケードする場合は、(1)~(3)の調整でカスケードの上下限値を決定する。
・上限値：⼆次側流量が設計最⼤流量時の往還差圧

10・下限値：⼆次側流量 0 時の往還差圧（＝末端差圧⽬標値、【Doc2.1 末端差圧⽬標値・末端流量確認結果記録】（表-7.3.2.2）記載の値）
推定末端差圧制御の場合、⼆次側流量と往還差圧の⼆次式近似の関係式の係数を、実末端差圧制
御の場合、往還差圧設定値へのカスケード範囲（最⼤・最⼩値）を【Doc3.2 ⼆次ポンプ回転数制御・

15制御パラメータ設定値(調整後)】(表-7.4.1.3)に記す。
表-7.4.1.2 Doc3.1 ⼆次側流量(負荷流量)と往還差圧等の計測結果
⼆次側流量

⼀次ポンプ

⼆次ポンプ

末端空調機

設定⽬標

実測

運転台数

運転台数

回転数

消費電⼒

差圧

流量

[m3/h][m3/h]

[台]

[台]

[Hz]

[kW]

[kPa]

[m3/h]

設計最⼤流量
末端空調機定格流量相当

表-7.4.1.3

Doc3.2 ⼆次ポンプ回転数制御・制御パラメータ設定(調整後)■ 推定末端差圧制御の場合：⼆次側流量 F[m3/h]と往還差圧ΔPset[kPa]の関係式（1 次式）：ΔPset＝a*F ＋ b）の係数値の設定
設定項⽬

設定値

a：1 次の項の係数b：0 次の項の係数（定数項）■ 実末端差圧制御：往還差圧カスケード設定値範囲（最⼤・最⼩）の設定
往還差圧設定 最⼤値設定[kPa]
往還差圧設定 最⼩値設定[kPa]20

7.4.2 バイパス弁制御調整
⾃動制御の各制御は、表-7.4.2.1 に⽰す通りとする。
表-7.4.2.1 ⾃動制御の有効/無効設定
対象装置

制御項⽬

制御の有効/無効

⼆次ポンプ群

⼆次ポンプ回転数制御

有効⼆次ポンプ台数制御

有効

ポンプバイパス弁制御

有効

⼆⽅弁制御

無効

空調機等

備考
実末端差圧制御／推定末端差圧制御空調機の⼆⽅弁は全て起動時に 7.3.3 節【Doc2.3 各空調機等の制御弁最⼤開度設
定と調整後の測定流量】（表-7.3.3.3）で決定
した最⼤開度設定で開くようにしておく

54⼿順 1）⼆次ポンプシステム群指令を起動し、最遠点の空調機（末端空調機）のみ起動する（⼆⽅弁は全開）。⼀次ポンプは 1 台のみ起動する。この時の⼆次側流量が、バイパス弁開流量（初期設定）よりも⼤きいことを確認する。
5⼿順 2）末端空調機の 2 ⽅弁を⾃動制御ツールあるいは中央監視から開度を全開から絞り、⼆次側流量が、バイパス弁開流量（初期設定）となった時にバイパス弁「開」を確認する。この時のバイパス流量が、想定したバイパス流量付近（ポンプ定格流量の 10%程度）であることを確認する。
多少は、バイパス弁の電動弁の最⼤開度リミットで調整する。調整結果を【Doc3.3 バイパス弁
制御最終調整結果・パラメータ設定(決定値)】(表-7.4.2.2)に記す。

10
⼿順 3）末端空調機を停⽌し、⼆次ポンプを締切り運転の状態にする。この状態で往⽔ヘッダーの⽔温の変化を確認し、2 時間程度経過しても⽔温が 50℃以下であれば初期設定のままでよい。温度上昇が早いようであれば、バイパス弁の電動弁の最⼤開度リミットを調整して流量を⼤きくす
るとともに、バイパス弁の開流量をその流量に、バイパス弁閉復帰流量設定を＋⼀次ポンプ定15格流量の 5%程度に設定変更する。変更値を前出の【Doc3.3 バイパス弁制御最終調整結果・パ
ラメータ設定値(調整後)】(表-7.4.2.2)に記録する。
⼿順 4）末端空調機を⼆⽅弁全閉で起動後、徐々に⼆⽅弁を開けていき、⼆次側流量がバイパス弁復帰（閉）流量になった時にバイパス弁が「閉」することを確認する。

20
表-7.4.2.2 Doc3.3 バイパス弁制御最終調整結果・パラメータ設定値(調整後)制御項⽬
ポンプバイパス弁制御

制御パラメータ

ポンプ 1 台の定格流量を設定値100%とした場合の換算[%]

備考

m3/h

バイパス弁「開」⼆次側流量
バイパス弁「開」時開度%
m3/h

バイパス弁「閉」⼆次側流量

7.5 総合制御確認及び微調整・制御パラメータ最終決定
表-7.5.1 に⽰す通り、空調機等の⼆⽅弁制御を除く、すべての制御を最終の制御パラメータに設定した25状態で下記に⽰す⼿順で制御動作の確認を⾏う。これは、試験前に施⼯者が⾏う VWV システムの総合試
運転の位置づけである。この確認作業の中で、必要に応じて制御パラメータの微調整を⾏う。確認作業結
果は、【Doc4.1 総合制御確認チェックリスト】（表-7.5.2）良否のチェック・測定値を記載する。
本調整は、⾃動制御の各制御の「有効」/「無効」設定は以下の通りにする。（表-7.5.1.1）。
表-7.5.1 ⾃動制御の有効/無効設定
対象装置

制御項⽬

制御の有効/無効

⼆次ポンプ群

⼆次ポンプ回転数制御

有効⼆次ポンプ台数制御

有効

ポンプバイパス弁制御

有効

⼆⽅弁制御

無効

空調機等

備考
実末端差圧制御／推定末端差圧制御空 調 機 の ⼆ ⽅ 弁 は 全 て 起 動 時 に 7.3.3 節【Doc2.3

各空調機等の制御弁最⼤開度設定と調整後の測定流量】（表-7.3.3.3）で決定した
最⼤開度設定で開くようにしておく

3055

⼿順 1) 空調機等は、全台停⽌しておく。
⼿順 2） ⼆次ポンプシステム群指令を On して制御開始する。
5

⼿順 3) バイパス弁制御でバイパス弁開を確認する。
⼿順 4） 空調機等を末端空調機を 1 台⽬にして、遠⽅詰めで順次起動する。⼆次側流量がバイパス弁制御の「閉」設定以上になった時に、バイパス弁が「閉」を確認する。

10

⼿順 5) ⼆次側流量、ポンプ電⼒を⾒ながら空調機等の起動台数を増やし、増段閾値で増段することを確認する。これを全台運転するまで確認する。末端空調機は常に運転しておき、遠⽅詰めで順次起動する（図-7.5.1）。
空調機等起動台数を増やしていく全課程で、末端空調機前後差圧が末端差圧⽬標値付近に追従していることを確認しながら、任意の流量ポイント 5 点、⼆次側流量、末端差圧、往15

還差圧、消費電⼒を記録する。
（流量上昇試験）
測定点は、増段設定流量前後を外して（増段設定値から前後ポンプ 1 台の定格流⽤の 10％程度は外した点とする。なお、細かな流量調整は、最も近傍側にある空調機の⼆⽅弁開度で調整して⾏う。

20

⼿順 6) 最終的に設計最⼤流量になったら、反対に空調機等の起動台数を減らし、減段閾値で減段することを確認する。減らし⽅も末端空調機は常に運転しておき、近傍側から停⽌する（図7.5.1）。
空調機等起動台数を減らしていく全課程で、末端空調機前後差圧が末端差圧⽬標値付近に追従していることを確認しながら、⼿順 5)とは異なる任意の流量ポイント 5 点、⼆次側

25

流量、末端差圧、往還差圧、消費電⼒を記録する。
（流量下降試験）
測定点は、減段設定流量前後を外して（増段設定値から前後ポンプ 1 台の定格流⽤の 10％程度は外した点とする。なお、細かな流量調整は、最も近傍側にある空調機の⼆⽅弁開度で調整して⾏う。

30

⼿順 7) 空調機等の起動台数を減らし、最後に⼆次側流量がバイパス弁「開」流量設定になった時に、バイパス弁「開」を確認する。その時の⼆次側流量、末端差圧、往還差圧、消費電⼒を記録する。なお、⼿順 5)~7)までにより、バイパス流量付近と設計最⼤流量までの 10 点の合計
11 点の実測・記録を⾏う。

56

eAHU_dP
dP
100%

eAHU

eAHU_F
F

100 %

AHU5
100 %

AHU4
調整 開度

AHU3
0％

AHU2
0％

AHU1
P

SYS_Ps

SYS_FrF

INV

SYS_dP
S

基準 圧

dP

Hz

図-7.5.1 試験の流量調整時の空調機の起動⽅法
ポンプ消費電⼒Ｗ
Ｗd_max
実測値の近似式(3次式)
流量下降試験

流量上昇試験
Ｗd_min
バイパス
設定流量

100%
定格流量
(設計流量)

負荷率(流量率)

図-7.5.2 2 次側流量とポンプ消費電⼒の実測プロット点
5（⾚点プロット：流量上昇試験、⻘点プロット：流量下降試験）
⼿順 8) ⼆次ポンプシステム群指令を Off にして制御を終了する。
⼿順 9）⼿順 5)~⼿順 7)の⼆次側流量、末端差圧、往還差圧、消費電⼒の記録を【Doc4.1 総合制御確

10

認チェックリスト】（表-7.5.2）にまとめる。
⼿順 10) 全制御の最終的な制御パラメータ設定値を【Doc4.2(1)~(3)

VWV システム制御パラメー

タ設定(最終決定値)】（表-7.5.3）にまとめる。
15

⼿順 11) 表-7.5.2(2)「Doc4.1(2)総合制御確認チェックリスト 2（ポンプ回転数制御計測）」の 2 次側流量率と消費電⼒のプロット 11 点から近似式（3 次式）の係数を求める。
＊ この近似式を求めるための測定点 11 点すべての平均⼆乗残差が⼩さくあるべきであるが、以下の 2 点で⼤きくなる可能性がある。
1) 同⼀流量でも、空調機の 2 ⽅弁が、ポンプから遠⽅側に多く開いているか、近傍
20側に多く開いているか、などによりばらつきが⽣じる。
2) 1 台のポンプではなく、複数台のポンプであるため、ポンプの増減段前後では近似式との乖離が⽣じる（消費電⼒は、増段直前の⽅が⼤きめで、直後は⼩さめ）。
571)については、遠⽅詰めで測定すること、2)については、⼿順 5)・6)に記載したように、
測定点は、増減段流量点付近は外すように指⽰することで、残差が⼤きくならないように配慮している。
5

表-7.5.2(1)Doc4.1(1) 総合制御確認チェックリスト 1（バイパス弁制御・ポンプ台数制御）

制御モジュール
バイパス弁制御
ポンプ台数制御

確認状況

チェック

測定値記録項⽬

開動作

良・否

制御弁「開」の実測流量を記載

閉動作

良・否

制御弁「閉」の実測流量を記載

増段

1→2 台

良・否

増段流量実測値を記載

増段

2→3 台

良・否

増段流量実測値を記載

減段

3→2 台

良・否

減段流量実測を記載

減段

3→1 台

良・否

減段流量実測を記載

表-7.5.2(2)
制御

測定流量

モジュール

ポイント

ポンプ

1 点⽬(バイパ

回転数制御

ス流量設定値

Doc4.1(2) 総合制御確認チェックリスト 2（ポンプ回転数制御計測）
2 次側
実測流量
[m3/h]

2 次側
実測
流量率＊
[-]

末端

往還

1 次ポンプ

2 次ポンプ

2 次ポンプ

2 次ポンプ

差圧

差圧

運転台数

運転台数

周波数

消費電⼒

[kPa]

[kPa]

[台]

[台]

[Hz]

[kW]

付近)
2 点⽬
3 点⽬
4 点⽬
5 点⽬
6 点⽬
7 点⽬
8 点⽬
9 点⽬
10 点⽬
11 点⽬
(設計最⼤流量)＊

2 次側流量率：実測 2 次側流量/設計最⼤流量

測定流量ポイント

上昇/下降

流量調整時の起動空調機列記(空調機⼆⽅弁の開け⽅確認)、＊遠⽅詰め確認

1 点⽬(バイパス流量設定値付近)

2 点⽬
3 点⽬
4 点⽬
5 点⽬
6 点⽬
7 点⽬
8 点⽬
9 点⽬
10 点⽬
11 点⽬(設計最⼤流量)58

表-7.5.3(1)Doc4.2(1) VWV システム制御パラメータ設定(決定値) インバータ設定
対象

インバータ設定

表-7.5.3(2)

設定項⽬

設定値

VF 特性設定

低減トルク特性

最⼤回転数

50Hz

最⼩回転数

15Hz

共振回転数スキップ設定**Hz

電⼦サーマル設定**A

Doc4.2(2) VWV システム制御パラメータ設定(決定値)
⼆次ポンプ台数制御・バイパス弁制御
ポンプ 1 台の定格流量制御項⽬

制御パラメータ

設定値

を 100%とした場合の換算[%]

⼆次ポンプ台数制御

1→2 台増段流量設定値

m /h

2→3 台増段流量設定値

m3/h

3

…
n-1→n 台増段流量設定値

m3/h

n→n-1 台減段流量設定値

m3/h

…

ポンプバイパス弁制御

3→2 台減段流量設定値

m3/h

2→1 台減段流量設定値

m3/h

増段・減段効果待ち時間

m3/h

増段・減段判定待ち時間

m3/h

バイパス弁「開」⼆次側流量m3/h

バイパス弁「開」時開度%

バイパス弁「閉」⼆次側流量

表-7.5.3(3)m /h3Doc4.2(3) VWV システム制御パラメータ設定(決定値) 回転数制御■ 推定末端差圧制御の場合：⼆次側流量 F[m3/h]と往還差圧ΔPset[kPa]の関係式（2 次式近似）：ΔPset＝a*F2 ＋ b*F + c）の係数値の設定
設定項⽬

設定値

a：1 次の項の係数b：0 次の項の係数（定数項）■ 実末端差圧制御：往還差圧カスケード設定値範囲（最⼤・最⼩）の設定
往還差圧設定 最⼤値設定[kPa]
往還差圧設定 最⼩値設定[kPa]
末端差圧⽬標値（末端空調機前後差圧）[kPa]5
7.6 初期調整報告書の作成
施⼯者は、初期調整の最後に初期調整報告書を作成する。初期調整報告書は、「7.2 準備作業」から「7.5の総合制御確認及び微調整・最終制御パラメータ決定」までに⾏う記録⽂書（Doc*.*）をバインドしたものである。初期調整報告書の構成、すなわちバインドする初期調整記録⽂書を表-7.6.1 に記す。
10

初期調整要領書と初期調整報告書は、性能確認者がチェックし、問題点があれば施⼯者に指⽰して、必要に応じて指摘箇所の再調整等を指⽰する。表-7.6.2 は、基本情報である性能確認者情報の内容である。

59

表-7.6.1 初期調整報告書の構成（バインドする初期調整記録⽂書）
作業区分
0. 基本情報

Doc 番号

初期調整記録⽂書名

備考

Doc0.1

初期調整実施⽇

Doc0.2

作業者（作業実施者及び確認者）の⽒名及び所属

Doc1.1

FPT 法必須要件チェック表

Doc1.2

設計時エネルギー計算使⽤諸元値確認表

Doc1.3⼆次ポンプ仕様書・特性曲線

Doc1.4

バイパス配管⼝径・バイパス弁仕様書

Doc1.5

施⼯段階の圧⼒損失計算書

Doc1.6

流量計測対象の定格流量・コイル/制御弁圧損情報⼀覧表

Doc1.7

測定ポイント・測定⽅法の⼀覧表

Doc1.8インバータ本体初期パラメータ設定表

Doc1.9台数制御・バイパス弁制御初期パラメータ設定表

Doc1.10

全⼿動弁全開確認チェック表

Doc2.1

末端差圧⽬標値・末端流量確認結果

Doc2.2(1)

空調機等流量調整記録表(パターン 1：遠⽅詰め起動パターン)

Doc2.2(2)

空調機等流量調整記録表(パターン 2：近傍詰め起動パターン）

複数の場合有Doc2.2(3)

空調機等流量調整記録表(パターン 3：意起動パターン）

複数

Doc2.3

各空調機等の制御弁最⼤開度設定と調整後の測定流量

Doc2.4インバータ本体パラメータ設定表（調整後）

3. 制御パラメータ

Doc3.1

⼆次側流量(負荷流量)と往還差圧等の計測結果

調整

Doc3.2⼆次ポンプ回転数制御・制御パラメータ設定値(調整後)Doc3.3

バイパス弁制御最終調整結果・パラメータ設定値(調整後)

4. 総合制御確認及Doc4.1(1)

総合制御確認チェックリスト 1（バイパス弁制御・ポンプ台数制御）

び微調整・制御パラDoc4.1(2)総合制御確認チェックリスト 2（ポンプ回転数制御計測）

メータ最終決定Doc4.2(1)VWV システム制御パラメータ設定(最終決定値) インバータ設定

Doc4.2(2)VWV システム制御パラメータ設定(最終決定値)

1. 準備作業

2. 基本調整

⼆次ポンプ台数制御・バイパス弁制御
Doc4.2(3)VWV システム制御パラメータ設定(最終決定値) 回転数制御

表-7.6.2 Doc0

性能確認者情報

項⽬

記載例

件名

A ビル新築⼯事

試験⽇

2023 年 7 ⽉ 3 ⽇~7 ⽉⽇

性能確認者名
性能確認者所属
VWV システム講習会修了番号所有資格（任意記載）

5

10

60

8. 機能性能試験
初期調整が終了すると、試験確認者の⽴ち合いで機能性能試験を実施する。機能性能試験は、以下の 2
つの⽬的で⾏う。なお、機能性能試験⼿順に基づく、機能性能試験の現場での条件設定は施⼯者が⾏う。
1)5

制御機能の確認（制御機能試験）
・2)

初期調整で決めた制御パラメータ値に基づいて、制御仕様通りの動作であることを確認する。

省エネルギー性能の確認（省エネルギー性能試験）
・ 1)で動作したシステムのポンプ消費電⼒が設計時の想定通りの性能であるかを確認する。
・ 1)の試験の過程で、設計段階で消費電⼒を計算した流量ポイント付近で実際の消費電⼒を測定する。

108.1 制御機能試験⼿順
試験⼿順は、7.5 節の総合制御確認⼿順と同じである。性能確認者は、7.5 節

表-7.5.2【Doc4.1 総合制

御確認チェックリスト】を確認しながら、【TR1 制御機能試験・試験結果チェックリスト】(表-8.1.1）を作成する。
表-8.1.1
制御モジュール
バイパス弁制御
ポンプ台数制御

ポンプ回転数制御

TR1

制御機能試験結果チェックリスト
チェック

測定値記録項⽬

開動作

確認状況

良・否

制御弁「開」の実測流量を記載

閉動作

良・否

制御弁「閉」の実測流量を記載

増段

1→2 台

良・否

増段確認、増段流量実測値を記載

増段

2→3 台

良・否

増段確認、増段流量実測値を記載

減段

3→2 台

良・否

減段確認、減段流量実測を記載

減段

2→1 台

良・否

減段確認、減段流量実測を記載

流量上昇試験

***m3/h

良・否・往還差圧計測値が、その時の要求流量に応じ流量下降試験

***m3/h

良・否・詳細記録は、「TR2 省エネルギー性能試験・

た往還差圧設定値に追従することを確認。
消費電⼒等即て結果」に記載。

15
8.2 省エネルギー性能試験⼿順
8.1 の制御機能試験の過程で、ポンプの消費電⼒を測定する（⼿順は、
7.5 節で⽰した総合調整確認⼿順）。
消費電⼒を測定する流量ポイントは、流量上昇試験で 5 点、下降試験で 5 点、バイパス設定流量付近で 1点の計 11 点で計測する。
20（特記）この近似式を求めるための測定点 11 点すべての平均⼆乗残差が⼩さくあるべきであるが、以下の 2 点で⼤きくなる可能性がある。
1)

同⼀流量でも、空調機の 2 ⽅弁が、ポンプから遠⽅側に多く開いているか、近傍側に多く開いているか、などによりばらつきが⽣じる。

2)25

1 台のポンプではなく、複数台のポンプであるため、ポンプの増減段前後では近似式との乖離が⽣じる（消費電⼒は、増段直前の⽅が⼤きめで、直後は⼩さめ）。

1)については、遠⽅詰めで測定すること、2)については、⼿順 5)・6)に記載したように、測定点
は、増減段流量点付近は外すように指⽰することで、残差が⼤きくならないように配慮しているため、通常は近似式(線)から乖離するポイントは現れない。乖離が⼤きい場合は、その近傍の流量に設定して再計測する。

61

ポンプ消費電⼒Ｗ
Ｗd_max
実測値の近似式(3次式)
流量下降試験

流量上昇試験
Ｗd_min
バイパス
設定流量

100%
定格流量
(設計流量)

負荷率(流量率)

図-7.5.2（再掲載） 2 次側流量とポンプ消費電⼒の実測プロット点（⾚点プロット：流量上昇試験、⻘点プロット：流量下降試験）
表-8.2.1 TR2
測定流量
ポイント

2 次側
実測流量
[m3/h]

2 次側
実測
流量率＊
[-]

省エネルギー性能試験・消費電⼒等測定結果
末端

往還

1 次ポンプ

2 次ポンプ

2 次ポンプ

2 次ポンプ

差圧

差圧

運転台数

運転台数

周波数

消費電⼒

[kPa]

[kPa]

[台]

[台]

[Hz]

[kW]

1 点⽬(バイパス流量
設定値付近)

2 点⽬
3 点⽬
4 点⽬
5 点⽬
6 点⽬
7 点⽬
8 点⽬
9 点⽬
10 点⽬
11 点⽬
(設計最⼤流量)5＊2 次側流量率：実測 2 次側流量/設計最⼤流量
測定流量ポイント

上昇/下降

流量調整時の起動空調機列記(空調機⼆⽅弁の開け⽅確認)、＊遠⽅詰め確認

1 点⽬(バイパス流量設定値付近)

2 点⽬
3 点⽬
4 点⽬
5 点⽬
6 点⽬
7 点⽬
8 点⽬
9 点⽬
10 点⽬
11 点⽬(設計最⼤流量)628.3 試験判定・報告
8.3.1 制御機能試験の合否判定
制御機能試験で、【TR1

制御機能試験結果チェックリスト】（表-8.1.1）全てのチェック項⽬で適正動作が確認されていること。
5

8.3.2 エネルギー計算
表-8.2.1 で求めた 3 次式の係数を Web プログラムに⼊⼒し、年間エネルギー消費量を計算し、その結果を【TR2 エネルギー計算結果】（表-8.1.2）にまとめて報告する。
表-8.2.1 TR2エネルギー計算結果

項⽬

結果値

システム最⼤流量[m3]/h
3 次の係数
2 次側流量率(負荷率)と消費電⼒2 次の係数の関係式（3 次式）の係数

1 次の係数0 次の係数（定数項）

年間エネルギー消費量[kWh/年]

10

8.4 機能性能試験結果報告書の作成
性能確認者(試験実施者)は、以下の構成で機能性能試験結果報告書を作成する。

15

1)

TR1

制御機能試験結果チェックリスト

2)

TR2

省エネルギー性能試験・消費電⼒等測定結果

3)

TR3 エネルギー計算結果

4)

結果と所⾒

これに、初期調整要領書を添付する。

20

25

30

35
63

付録 1. 回転数制御による⼆次ポンプシステムで省エネにならない要因
本委員会では、様々な⼆次ポンプシステムの事例を調査し、回転数制御が導⼊されていても省エネルギ
ー効果が確認できない種々の要因について整理した。以下に、要因とその解説を記す。
AP1.1【要因 1】回転数制御の制御を⾏う圧⼒計測箇所が不適切である
5

⼆次ポンプ回転数制御の 3 つの⽅式、往還差圧⼀定制御、推定末端差圧制御、実末端差圧制御は、図AP1.1.1 から図-AP1.1.3 に⽰す通り、全てカスケード制御⽅式であり、最終的には往還差圧（図-AP1.1.4の(1)）で制御される。
SP

Cont

PV
dP

SP
(⼀定)

︓差圧

M

︓流量

eAHU
・・・

︓流量

dP

・・・

M

eAHU

︓差圧

Cont ︓コントローラ

Cont ︓コントローラ

AHU1

AHU1

Cont

PV

Cont

dP

︓差圧
︓流量

eAHU

AHU1
カスケード

SP値⾃動変更

Cont

PV

SP値⾃動変更
PV
dP

dP

M

M

INV

INV

INV

M

INV

INV

dP
M

・・・

dP

︓コントローラ

R

INV

Cont

R

図-AP1.1.1 往還差圧⼀定制御

図-AP1.1.2

R

推定末端差圧制御図-AP1.1.3 実末端差圧制御⼆次側空調機群へ
⼆次側空調機群より(2) 吐出圧⼒
往⽔⼆次ヘッダdP

INV(3 ) 往⽔ヘッダ間差圧

P

dP
INV

⼆次ポンプ

(1)往還差圧PP

︓圧⼒計測ポイントdP
︓差圧計測ポイント
︓流量計測ポイント

F
膨張タンク

バイパス弁
⼆次側流量

往⽔⼀次ヘッダ
P
還⽔ヘッダ

往還バイパス配管（連通管）
還ヘッダ圧⼒（基準圧⼒）

熱源機より

熱源機へ

10

図-AP1.1.4 ⼆次ポンプ廻りの圧⼒計測箇所
ただし、還⽔ヘッダー圧⼒と往⽔⼀次ヘッダー圧⼒とが連通管でつながっているので、ほぼ両者は同圧とみなして、往還差圧の代わりに往⽔ヘッダー間差圧（図-AP1.1.4 の(3)）で代替する場合もある。こうす
る理由は、導圧管が短くて済むという施⼯上のメリットによる。
15

さらに、還⽔ヘッダーに接続される膨張タンクが密閉式ではなく開放式のため、⼆次側の基準圧となる
還⽔ヘッダー圧⼒が常時⼀定である場合は、
往⽔⼆次ヘッダーのゲージ圧⼒（吐出圧⼒、図-AP1.1.4 の(2)）
で代替することも可能である。吐出圧⼒で代替できれば、⾼価な差圧センサ（差圧発信器）ではなく、圧⼒センサ（圧⼒発信器）でよいためコストを低減できる。
しかし、密閉式膨張タンクが採⽤されるなど、⼆次側の基準圧が変動するようなシステムでも吐出圧⼒20だけで制御しているケースがある。この場合、基準圧が変動するので差圧制御が適切にできない。
以上が、往還差圧で制御するという計測点に対する要件が満たされていない不適切な例である。
64

AP1.2【要因 2】必要以上に⾼い圧⼒設定値で回転数制御がなされている
⼀般に、設計段階の配管抵抗計算において、安全側に設計するため抵抗係数や安全率などに余裕を⾒過ぎる傾向にある。そのため、設計時の圧⼒損失を使って制御の閾値を設定すると過⼤となり省エネ運転にならない。特に、往還差圧⼀定制御においては実システムの圧⼒損失を初期調整時に⾒いだし、適切な圧5

⼒設定値にする必要があるが、こうした調整がなされていない事例が多々ある。

AP1.3【要因 3】各空調機等の流量調整（流れ過ぎ防⽌）が適正に⾏われていない
過剰に空調機前後差圧（dPahui）がかかると、空調機の制御弁が制御範囲外となり全開時には定格値以上の流量が流れ、結果として熱交換器（コイル）の出⼊⼝温度差が⼩さくなって適切な運転状態ではなく10なる。特に、ポンプに近い位置にある空調機の両端にかかる差圧は、末端

dPeahuにある空調機よりも⾼いので過流量が顕著になる。本来、各空調機に定eAHUdPahu_n

格流量以上にならないように、何らかの調整（⼿動弁による流量調整等）

AHUn
・・ ・

が必要であるが、それが適切に⾏われていないシステムが散⾒される。
15

⻫起動時に、ポンプに近い空調機が過流量状態になり、これにより末端AHUiの空調機には必要な流量が流れず、温調が効かないというクレームが⽣・・ ・

このような流量調整が⾏われていないと、例えば、⽇々の始業時の⼀じることがある。こうしたクレームがあると、運転管理者は対症療法とdPahu1PS YS_P s

S YS_FrS YS_dP

INV

助⻑する。

膨張タン クAHU1

して圧⼒設定値を上げて運転してしまい、前記した【要因 2】の不具合を
20

dPahuidP

F
基準 圧

施⼯段階の初期調整時に流量調整が⼿動弁で適正に⾏われたとしても、引き渡し後の運⽤段階における保守点検業務などで⼿動弁開度が変図-AP1.3.1 ⼆次側配管系統図

更され、流量調整設定が破綻してしまうこともある。そのため、最⼤流量調整は⼿動弁による設定ではな
く、⾃動制御弁の最⼤開度設定機能で⾏い、簡単には変更できないようにするなどの⼯夫が必要である。
流量調整は、⾮常に⼿間のかかる作業である。これを簡略化するには、
25・定格流量以上は流れないように制御するインテリジェントバルブの採⽤。
・戻り温度制御の組み込み（本制御により過流量にならない）などが考えられる。
注）過流量は、始業時の空調機等の同時起動や、空調機等のウォーミングアップ運転などの⼀時的な現象であるから、このための調整は不要という意⾒もある。しかし、末端の空調機の温調が悪いというクレームが⽣じれば、運転管理者

30により誤った対症療法がなされ、せっかく適正に調整した状態が崩れてしまうという問題が起こるので、過流量防⽌の初期調整は省エネ上重要である。

AP1.4【要因 4】2 ⽅弁による流量制御ではない空調機等が存在する
空調機等の中に 2 ⽅弁で制御されていない機器が存在し、その機器が過流量（定格流量以上）状態に35なり全体システムに悪影響を及ぼす例がある。FCU のような⼩型の空調機等にも、各 FCU あるいは複数の FCU 群に対して 2 ⽅弁を設置し PI 制御を⾏うべきである。

AP1.5【要因 5】インバータポンプでありながら前後の⼿動弁が絞られている
インバータで回転数制御をしているポンプでありながら流量調整⽤の吐出⼿動弁が絞られ圧⼒損失が40過⼤になっているシステムは多い。さらに、ポンプの背圧調整⽤の吸込み側⼿動弁もポンプの背圧仕様に対して問題がないにもかかわらず絞られているケースも稀に⾒られる。
インバータ付のポンプは、ポンプ吐出・吸込み側⼿動弁とも全開とすることが原則である。これらの⼿65

動弁は、あくまでもポンプのメンテナンス⽤であり、全開か全閉のいずれかで⽤いるものである。ポンプ
吐出量が定格値を超え過流量になることを⼼配して弁を絞るのならば、インバータの最⼤回転数設定値で抑制すべきであり⼿動弁で調整してはならない。

5

AP1.6【要因 6】可変速と定速のポンプが混在する構成である
かつてインバータが⾼価であった頃に、⼆次ポンプシステムの内、1 台だけにインバータを設置して回転数制御をするという構成（インバータ駆動のポンプが 1 台で残りは定速ポンプという構成）が多く採⽤された。このように可変速と定速ポンプが混在するシステムの省エネ効果は⾮常に限定されたものになるため避けなくてはならない。その理由は、可変速ポンプが 1 台だけ運転されているときは往還差圧によっ

10て回転数制御をすればよいが、可変速と定速ポンプが並列運転すると、可変速ポンプは定速ポンプ側の「⾼い」揚程に合わせて⾼回転数で運転しなければならず、消費電⼒量は減らないからである。
また、可変速ポンプの単独運転時と定速ポンプとの並列運転時とで、可変速ポンプの最⼩回転数を別々に設定する必要があるが、これができないシステムもある。定速ポンプが起動すると、可変速ポンプの回転数を定速ポンプの揚程に合わせてあげておかなければならないが、これが単独運転時の低い最⼩回転数15

設定のままだと、可変速ポンプに⽔が流れず加熱事故を起こす可能性がある。
以上のように、1 台だけ可変速ポンプにしたシステムは、省エネ効果が⼤幅に損なわれるので全台を可変速ポンプにすべきである。

AP1.7【要因 7】インバータの最⼩回転数設定が⾼すぎる
20インバータの最⼩回転数設定は電動機定格周波数の 60%以下（商⽤周波数が 50Hz 帯の場合、30Hz、60Hz 帯の場合は 36Hz）にしてはならないという固定概念を持つ技術者が多い。これは、ポンプメーカのハンドブック（図-AP1.7.1 のマーカ部）にそういう記述があるためである。これについて、本委員会でポンプメーカ（荏原製作所）にその根拠についてヒアリングを⾏ったところ、以下のような回答があった。
・ 閉ループの空調⽤の循環ポンプに限れば、周波数⽐ 30%（商⽤周波数が 50Hz 帯の場合、15Hz、60Hz

25帯の場合は 18Hz）が最⼩回転数の⽬安である。さらに、1Hz ずつ下げ、ポンプメーカが規定する所定の調整・確認を⾏い問題なければ、インバータ本体の最⼩回転数に関する制約である 10％（5~6Hz）までは下げられる可能性がある。
・ ハンドブックでは、閉ループの空調⽤の冷温⽔・冷却⽔の循環ポンプだけでなく、その他⽤途のあらゆる種類のポンプに対して問題ない最⼩回転数として 60％と記載している。

30

従って、インバータの最⼩回転数に関しては、30%までは問題ないと認識しなおす必要がある。また、ポンプの営業担当者は、上記のような利⽤対象を区別しないで最⼩回転数の限界値を⼀般論で提⽰していることも理解しておくべきである。なお、ヒアリングを⾏ったポンプメーカはハンドブックのインバー
タ運転時の注意事項について適切な記述に改訂を⾏う予定である（図-AP1.7.2）。

66

図-AP1.7.1 ポンプハンドブックのインバータ運転時の注意事項の記載例（荏原製作所ハンドブック）

5

図-AP1.7.2 ポンプハンドブック修正案（荏原製作所ハンドブック）* (2)の部分が修正箇所。ややわかりづらいが内容は本⽂に記した通りである。(9)については従来通りである。

AP1.8【要因 8】ポンプの台数分割が不適切である
台数を⼆分割にしたシステムでは、ほとんど 1 台しか稼働しないことが起きている。分割⽅法による省
10

エネへの影響を考慮して適切な台数分割にすることが重要である。

AP1.9【要因 9】バイパス流量が多い（バイパス弁制御における不具合）
ポンプのバイパスに関する省エネ上の問題点は⾮常に多くみられる。図-AP1.9.1 は、⼀般によく⾒られるバイパス弁制御⼿法である。これは、ポンプが最⼩回転数になって回転数制御で差圧が制御できなくな
15った後、差圧が設定値以上となる状態になれば差圧制御をバイパス弁に託して PI 制御する⽅法である。
出⼒(0-100 %)(INV︓回転 数⽐、弁︓開度)
インバータ

INV

INV

Cont
流量計
バイ パス弁

バイ パス弁

F

dP

差圧

差圧セン サ

設定値

図-AP1.9.1 バイパス弁制御
バイパス弁制御の⽬的は 2 つある。⼀つは上記した差圧制御のため、もう⼀つはポンプの加熱防⽌のた20めである。後者は、ポンプの流量が極少となり締め切りに近い運転となった場合に、ポンプが過熱して損傷を起こすことを防⽌するためである。
また、バイパス弁制御を考える上でバイパス配管⼝径をどうすべきかを正しく理解することは重要であ67る。バイパス配管⼝径は、定速ポンプだけで構成されているシステムでは、ポンプ 1 台分の定格流量に相当する配管⼝径とするのが⼀般的である。また、可変速ポンプと定速ポンプが混在するケースも定速ポン
プだけが運転した場合を想定し、バイパス配管⼝径は同様にポンプ 1 台分の定格流量分とする。これは、商⽤周波数で定速運転するとポンプの発熱は多⼤であるため、バイパス流量を定格流量として設計するこ5とによる。
⼀⽅、全台可変速ポンプで構成し供給差圧を制御するシステムでは、流量が減るとポンプの軸動⼒も⼤幅に減るのでバイパス流量を相当少なくして設計できる（バイパス管の設計⽅法は、本⽂の 3.3、2)を参照）。

10AP1.10【要因 10】⼩能⼒空調機群配管系統において各⽔量バランス対策がなされていない
FCU など⼩能⼒の空調機群に対しては、各機器の⽔量をバランス良く供給するようにリバースリター
ンなどによる配管経路として設計するように教科書で推奨しているが、コストなどの関係でこれがなされていないことは現実に多くある。ダイレクトリターン⽅式（図-5.10.1 の上図）では各機器への配管抵抗が異なるため、各機器にかかる圧⼒に⼤きな差がでて⽔量がアンバランスになる。流れにくい機器で温調の

15

クレームが発⽣すると、運転管理者が対症療法として差圧設定値を上げるという対応が取られることもあり省エネを阻害する。そのため、特に複数の FCU をグルーピングして⼆⽅弁制御する場合は、その中でリバースリターンとするなどの対策が望ましい。

図-AP1.10.1 ダイレクトリターン⽅式とリバースリターン⽅式
20

25

30

35
68

付録 2 VWV システムに組み込む制御モジュールの解説対象とする VWV システムに組み込む必要のある制御要件として以下を求めている。これらの各制御の概要を解説する。2)の回転数制御は、差圧⼀定制御についても参考に⽰す。
5

1)

負荷流量によるポンプ運転台数制御

2)

圧⼒によるポンプの回転数制御（以下のいずれか）
a. 推定末端差圧制御b.

実末端差圧制御

ただし、弁開度差圧制御は、a・b の差圧設定値の補正を⾏う場合のみ利⽤可能。
3)10ポンプの加熱を防⽌するバイパス弁制御
・ポンプバイパス弁制御は、負荷流量による On-Off 制御であること。
表-AP2.1.1 VWV システムの各制御の概要の⼀例

対象装置

制御項⽬

⼆次ポンプ

供給差圧

回転数制御

⼀定制御

制御概要
・⼆次ポンプの往還差圧

(＊)

システム図

が⼀定となるように、⼆次ポンプの回転数をイ

図-AP2.1.1

ンバータ利⽤して変化させる制御。
この制御を「INV_PID 制御モジュール」と呼ぶ）→ 固定の送⽔圧⼒設定値で、⼆次ポンプインバータを PID 制御する。
・起動する⼆次ポンプは、全て同じインバータ回転数とする。

推定末端圧制御・負荷流量により必要な往還差圧(＊)を予め設定しておき、運転中の実測の図-AP2-1.2

負荷流量(PV, present value)により必要な圧⼒を求め、これを往還差圧(＊)

設定値として、⼆次ポンプの回転数をインバータ利⽤して変化させる制御。
→

実測負荷流量により決まる往還差圧(＊)設定値で、⼆次ポンプのイ
ンバータを PID 制御する。

・起動する⼆次ポンプは、全て同じインバータ周波数とする。
往還差圧設定値

負荷流量
（PV値)

0

設計最⼤流量図-AP2.1.A 負荷流量と往還差圧設定値の関係
実末端差圧制御・末端の空調機にかかる差圧(空調機コイル⼊⼝と制御弁出⼝間の差圧)を検出して、その差圧が設定値となるような⼆次ポンプの往還差圧

設定

(＊)

値を変更し、これを設定値として、⼆次ポンプの回転数をインバータ利⽤して変化させる制御。
（末端空調機の差圧による PID 出⼒結果で往還差圧設定値にカスケードする）。
・起動する⼆次ポンプは、全て同じインバータ周波数とする。

69

図-AP2.1.3

末端差圧PID(マスタ)往還差圧設定値変換

PID出⼒値[％]
往還差圧設定値

100

往還差圧最⼤値SP

0

末端差圧
(PV値)

往還差圧最⼩値SP

末端差圧
設定値

0

100

末端差圧PID
PID出⼒値(PV値)

⼆次ポンプINV制御 PIDの往還差圧SP値

カスケード

⼆次ポンプのインバータ制御PID(スレーブ）
⼆次ポンプ
INV出⼒[Hz]INV最⼤出⼒SP

INV最⼩出⼒SP

往還差圧
PV値
SP値

図-AP2.1.B 末端差圧制御（末端差圧 PID→⼆次ポンプ INV 制御 PID カスケード）
弁開度差圧制御

負荷側の空調機のフィードバック制御の偏差（=給気温度 ‒ 給気温度設-定値）と制御弁の開度情報から差圧の過不⾜を判断する。
【空調機の過不⾜ステータスの判断】・能⼒最適：（制御弁開度が 80%以上の開度)
AND（偏差が 2℃以内 OR 給気温度がマイナス⽅向推移中）・能⼒不⾜：制御弁開度が 80%以上
AND(偏差が 2℃以上 AND 給気温度がプラス⽅向推移中)・能⼒過剰：制御弁開度が 80%未満の開度＊ 不⾜最適判断の制御弁開度、偏差最適判断値は、設定変更可。
【VWV システムの差圧の過不⾜判断・差圧設定値補正】
コイル過不⾜情報
不⾜

最適

判定結果

過剰

差圧設定値
変更操作

あり

-

-

→

不⾜

上昇

なし

あり

なし

→

最適

保持

ない

-

あり

→

過剰

下降

上記の VWV システムの差圧の過不⾜判断により、推定末端差圧制御の往還差圧設定値または、末端差圧制御の末端差圧設定値を、あらかじめ設定している差圧設定値の上下限値の範囲内で、ΔP[kPa]（5kPa など）上昇・下降して補正する。
共通制御

⼆次ポンプ

負荷流量により、ポンプ運転台数を変化させる制御。

台数制御
ポンプバイパス

負荷流量が設定値（SP）以下になればバイパス弁を開き、設定値以上（SP弁制御（流量制

値＋ディファレンシャル値）になれば全閉とする On-Off 制御。

御）ポンプ 1 台運転、かつ最⼩周波数時にのみ締め切り運転でポンプが過熱しないようにすることが⽬的なので、バイパス配管・バイパス弁の⼝径は⼩さくし(注)、必要最⼩限だけ流れるようにする。
この他に、差圧によるポンプバイパス弁制御（差圧制御）もあるが、全台インバータ機で構成される VWV システムの場合は、流量制御が基本である。
（注）全台インバータの場合は、商⽤切換回路は作らないことを前提としている。

70

図-AP2.1.4

SP

Cont

PV
dP

SP
(⼀定)

︓差圧

M

︓流量

eAHU
・・・

︓流量

dP

・・・

M

eAHU

︓差圧

Cont ︓コントローラ

Cont ︓コントローラ

AHU1

AHU1

Cont

PV

︓差圧
︓流量

eAHU

AHU1
カスケード

SP値⾃動変更

Cont

Cont

PV

dP

INV

INV

INV

INV

R

図-AP2.1.1 供給差圧⼀定制御

図-AP2.1.2

R

推定末端差圧制御図-AP2.1.3 実末端差圧制御Cont ︓コントローラ
︓差圧
︓流量

eAHU
・・・

dP
M

AHU1
バイパス弁制御

Cont

INV

台数制御
INV

PV

M

M

R

SP値⾃動変更

dP

dP

M
INV

dP
M

・・・

dP

︓コントローラ

INV

Cont

Cont

dP

PV

M

R

図-AP2.3.4 ⼆次ポンプ台数制御・ポンプバイパス弁制御
5

10

15

20

71

付録 3.

⼆次ポンプの負荷流量発⽣頻度の考察

⼀般に、⼆次ポンプ系統に接続された各空調機の熱負荷は時間的に様々に変動し、全ての空調機の冷温⽔流量が同じ⽐率で増減することは希である。例えば、負荷性状が異なるゾーンを賄う空調機や会議室系
統の空調機があれば、各空調機の流量はそれぞれ異なった変動をする。そこで以下では、空調機の負荷流5量が変化するときにポンプの流量と圧⼒がどのような関係になるかを考察する。
AP3.1 主配管に複数の空調機等が接続された場合⼀本の主配管があり、それに複数の空調機が直結されているような配管経路をもつシステムを考え、次のような簡単化を図る。

10

1)

・

配管の設計が等圧法でなされている。

・

配管抵抗は相当⻑で考察する。

・

ポンプの最⼩回転数には制限がなく流量ゼロまで制御できるものとする。

S-A 空調機等が 2 台の場合
図-AP3.1.1 のように 2 台の空調機に、1 台の回転数制御可能な⼆次ポンプで冷温⽔が供給されるシステ

ムを考え、次の条件を仮定する。
15・ AHU1 が末端の空調機で、この前後差圧 dp1 を適正な制御が可能な設定値 dp1,set となるようにポンプの回転数を末端差圧制御法で制御する。
・

経路 1、経路 2 は等⻑とし、定格時の圧損をそれぞれ dp R , p / 2 とする。

・

AHU2 が要求する前後差圧も dp1,set と同じとし、2 つの空調機等の定格流量は等しく m R とする。

ポンプと空調機間の往還配管抵抗を dp pipe とすれば必要なポンプ差圧は dp pump = dp1,set  dp pipe となる。配20

管抵抗は流量の 2 乗に⽐例するので、両空調機の熱負荷が⽐例的に減少すればポンプの往還差圧は図AP3.1.2 の実線ようになる。なお、図中の dpR , p は定格流量時の配管抵抗である。
ここで、ポンプ流量が定格値の 1/2 になる次の 3 ケースを考える。

25

SA-1.

AHU1、AHU2 ともに流量が 1/2 になるケース。

SA-2.

AHU1 は定格流量で AHU2 の流量がゼロになるケース。

SA-3.

上記の逆で、AHU1 がゼロになるケース。

図-AP3.1.1

図-A3.1.2

図-AP3.1.3【ケース SA-1】 全経路の配管抵抗は dp R , p  (1 2) 2  dp R , p / 4 で、流量と圧⼒の関係（動作点）は図-AP3.1.2
30の点①となる。
72

【ケース SA-2 】

経路 1 の配管抵抗は dp R , p / 2 、経路 21 の配管抵抗は定格流量の 1/2 なので、dp R , p / 2  (1 2) 2  dp R , p / 8 、従って全経路の配管抵抗は dpR , p (1 2  1 8) 。この動作点は②。

【 ケ ー ス SA-3 】

経 路 1 の 配 管 抵 抗 は 0 、 経 路 2 の 配 管 抵 抗 は 定 格 流 量 の 1/2 な の で 、

dp R , p / 2  (1 2)  dp R , p / 8 、従って全経路の配管抵抗も dpR , p (1 8) 。この動作点は③。
25流量が定格値 m R から徐々に減じるとき、最⼤のポンプ往還差圧が必要な運転は、末端にある AHU1 が定格流量のままで AHU2 の流量が徐々に減り、これが 0 になった後に AHU1 の流量が徐々に減る場合である。これは図-AP3.1.2 の②を通る点線で⽰される。⼀⽅、最⼩のポンプ往還差圧となる運転はこの逆で、
先ず AHU1 が減じ、その後 AHU2 が減じる場合である。これは③を通る曲線で⽰される。AHU1 と AHU210の流量が等⽐率で減らずに、両者が様々な⽐で減じるとき、その動作点は曲線②と③で囲まれた領域内（⻘いエリア）に⽣じる。
上記のケース SA-2、3 のように、AHU1 あるいは AHU2 だけが⼀⽅的に減じるような運転の確率は⾮常に低い。つまり②や③を通る軌跡の発⽣確率はほぼゼロで、年間の発⽣確率は②と③の間に存在する。
つまり a-a 断⾯における運転の⽣起確率分布は図-15

図-AP3.1.2 (右)であり、これは AHU1 と AHU2 の負荷発⽣確率を合成した図-AP3.1.3 である。
2)

20

空調機等が N 台の場合
N 台の空調機等が主配管にほぼ直結して接続されている場合の詳細な考察は省略するが、例えば10 台の空調機に対する往還差圧 dpR , p の発⽣確率
は図-AP3.1.4 のようになる。また、各 AHU の定格流量が異なる場合は、必要な最⼤圧⼒を⽰す線

図-AP3.1.4は図-AP3.1.4 の緑線のようになる。
25

10 台の空調機の場合の必要

AP3.2 複数の分岐管に空調機等が接続された場合複数の空調機等が、ポンプ出⼝の直近から分岐する複数の主管に個別に接続されるようなシステムを考える（図-AP3.1.5）。なお、これらの主管は等⻑で制御弁やコイルの抵抗も等しいとする。

図-AP3.1.5 主管が分岐している場合
30

図-AP3.1.6 分岐主管の必要差圧の分布

導出過程は省略するが、この場合の往還差圧 dpR , p は図- AP3.1.6 のような領域に分布する。各空調機には、それぞれに必要差圧が発⽣するので主管から分岐する場合に⽐べて dpR , p が⼤きくなる確率が⾼い。
AP3.3 様々な配管経路が混在する場合
実システムでは上記 2 つのケースが混在し、かつ末端空調機が要求する差圧も様々である。このように、流量⽐とポンプの前後差圧の関係は確率分布関数となり⼀価関数にはならない。この確率分布を考慮して
73

消費エネルギーを推定する計算法も開発できるが計算⼿続きが⾯倒であるので、FPT 法では流量と必要差圧の関係を 1 次式とする。⼀次式とする根拠を以下に説明する。
図- AP3.1.7 は上記の考察をもとにした分布関数の概念図である。①と②は、それぞれ要求差圧 dpR , p が最⼤となる
5

確率事象と最⼩となる確率事象で、全発⽣事象の限界を⽰す。つまり、dpR , p は①と②で囲まれた範囲に存在する。④は、差圧が流量の⼆乗に⽐例する曲線で、各空調機の要求流量が均等な⽐で増減した場合の dpR , p である。⼀般には、
この⼆次曲線を⽤いて推定末端差圧のパラメータを設定10することがあるが、この想定は確率的な発⽣頻度からして危険側である。そこで、本設計法では①と②のほぼ中間で

図-AP3.1.7 分岐主管の必要差圧の分布

ある③の⼀次式を dpR , p として採⽤する。この差圧でも、負荷の偏在がある場合には圧⼒が不⾜することもあるが過多のこともあるので、過不⾜を平均化したと考え、年間のエネルギー計算には問題無い近似式であり、かつ省エネルギー量を過度に評価しないという意味で
15

判定としては安全側といってよい。

20

25

30

35

40

74

付録 4.

ポンプ性能のシミュレーションによる推定

ポンプの特性曲線は定格回転数で運転された場合の、流量、圧⼒、効率（または消費電⼒）の関係がグラフで与えられ、回転数が定格以外の特性は⼀般に提⽰されない。メーカに要求すれば回転数が異なる場合の特性が提供されることもあるが、それらは離散的な回転数の特性であって、設計点における省エネル
5

ギー計算をする際に離散点での性能を補間して読みとらなくてはならないため煩雑な作業となる。そこで定格時の特性曲線を⽤いてシミュレーションモデルを作成し相似則を⽤いて推定するツールが有⽤である。

10

AP4.1 ポンプの数式モデル
ポンプの特性を以下のように無次元化変数でモデル化すれば、任意回転数における性能を、相似則を用いて推定できる。

無次元流量係数：

Cf 

m
 ND3

(AP4-1)

無次元圧力係数：Ch 1000  p
 N 2D2(AP4-2)p  0.001 Ch  N 2 D 2
E

mp



T 
15

20

ここに、
D：
E：
N：
m：
 ：
：
p：

cw ：

p 1
E
(  1) (1   ) cw 
cw m

羽根の直径
軸動力
回転数
流量
効率
流体の密度

[m]
[kW]
[rps]
[kg/s][-][-]
プログラムでは⽔ 1000kg/m3 とし温度による変化は無視

圧力
流体の比熱

[kPa]
[kJ/(kg・K)] ≒4.18

25
無次元の流量、圧力ともに次の４次式で近似する。これらの係数は定格の特性曲線から求めることができる。

30

C h  a1C f 4  a 2 C f 3  a3C f 2  a4 C f  a5

(AP4-3)  b1C f 4  b2 C f 3  b3C f 2  b4 C f  b5

(AP4-4)圧力差 p 、軸動力 E 、出口の水温上昇 T は下式で求める。

p  0.001 Ch  N 2 D 2
35

E

mp



[kPa]

(AP4-5)[kW](AP4-6)

75

T 

p 1
E
(1 )( 1) =cwm
cw 

(AP4-7)[K]

AP4.2 モデルの精度
以下のように、相似則によるモデルの精度を実システムで得られた計測値と⽐較して確認してみた。結5果から、省エネルギー計算に⽤いるのには⼗分な精度があることが判る。
1)

例1
下図は、ある建物に設置された推定末端差圧制御で運転されている 2 台のポンプ群について、消費電⼒の実測値とシミュレーション値を⽐較して⽰す（⻘線：実測値、⾚線：モデル推定値、以下同じ）。両者はよく合致している。本⽂でも指摘したように、本システムには 2 台のポンプがあるが⼆次側の要求流量は
10

設計値よりかなり少なく、検討対象とした 1 年間では 1 台しか運転されていなかった。

図-AP4.2.1(1)

消費電⼒

図-AP4.2.1(2)
15

2)

差圧

例2
下図は、ある建物に設置されている、実末端差圧制御で運転されている 3 台のポンプ群について、消費電⼒の実測値とシミュレーション値を⽐較して⽰す。両者はよく合致している。ポンプ台数は 3 台の時間帯もあるがごく僅かである。実末端差圧制御の設定値とポンプ群シミュレーションモデルの推定値もよく合致している。

20
図-AP4.2.3(1)

ポンプ台数

図-AP4.2.3(2)

消費電⼒

76

図-AP4.2.3(3)3)
5

供給差圧（夜間は設定値が低い推定末端差圧制御として運転）

例3
下図も、ある建物に設置されている、実末端差圧制御で運転されている 3 台のポンプ群について、消費電⼒の実測値とシミュレーション値を⽐較して⽰す。両者は上記の 2 例よりは誤差が⼤きいが精度は悪くない。この⼀つの理由として往還差圧計測点が本解説で要求したようには設けられていないことがある。
ポンプ台数は 3 台の時間帯がかなり多い。これは、本例は改修⼯事のため流量の実績値をもとに現設計よりも相当少なく最⼤流量を少なく⾒積もって設計されたためである。

10

15

図-AP4.2.4(1)

ポンプ台数

図-AP4.2.4(2)消費電⼒

AP4.3 ポンプ群のシミュレーションモデル
下図は空調設備のエネルギーシ性能をシミュレーションするツール ACSES/Cx による⼆次ポンプ群の標準モデルである。上記の実データとの⽐較はこのツールで⾏った。このツールは建築設備コミッショニ
ング協会から 2021 年秋に公開予定である。
本例は、要求流量をもとに、

20

ポンプ 3 台を台数制御モジュールで制御し、指定した流量よりも少なくなればバイパスをポンプ群制御するモジュールにより指定した⼩流量が流れるなど、ポ25

ンプ群の挙動がシミュレート

台数制御

できる。

バイパス制御

30
77

5

10

15

付録 5.

VWV システム_1 次エネルギー消費量計算シート解説(v.7)

AP5.1 適⽤範囲
VWV システムにおいて使⽤されるポンプシステムを対象として、ポンプシステムの流量と消費電⼒の関係を求めるための計算⽅法を規定する。
AP5.2 依拠する規格等
20

・FPT 法による変流量⼆次ポンプシステムの省エネルギー設計・調整・試験⽅法に関する技術解説書、建築環境省エネルギー機構、2021 年※以下、「技術解説書」と略す。

・ASCES/Cx ⽔搬送設備マニュアル、202X 年
・JIS B 8301:2018 遠⼼ポンプ、斜流ポンプ、軸流ポンプ−試験⽅法

AP5.3 記号定義
空調機等定 格前後 差圧

dPe,net全配管経路 抵抗dPtotal,Net=dP rou te,N et ＋dPe,Net

膨張タンク

eAHU

往還経路抵 抗dProu te,N et=dP rou te,s ,N et ＋dProu te,s ,N et

AHU-1
AHU-2

dProu te,s ,N et・・・

dProu te,r,Net

往還 差圧（dPtotal,pv)

往還 差圧設定(dPtotal,sp )往2次ヘッ ダ設計 最⼤流 量︓MR

選定ポン プ定格 揚程︓ dPp,R

設計 最⼤負 荷︓QR
ΔpH≒0

INV

INV

選定ポン プ定格 流量︓ mp,RM

ポン プ運転点流量︓mp,Dp
ポン プ運転点揚程︓dPp,Dp
ポン プ前後差圧(往⽔ヘッダ間差 圧)︓ dPp,pv

往1次ヘッ ダ往還バイパス

還ヘッ ダ(基準 圧⼒)
INV

熱源機
INV

25

熱源機

78

設計 負荷温 度差︓ ΔTR

図-AP5.3.1 冷温⽔配管経路・⽤語
a. 設計最⼤負荷： QR [MJ/h]
・設計で想定するピーク負荷熱量。
・ QR  4.186  M R  TR
5b. 設計負荷温度差： TR [℃]
・⼆次側往⽔温度と還⽔温度の定格の温度差。
c. 設計最⼤流量： M R [m3/h]
・設計で想定する最⼤の負荷流量である。
d. 全配管経路抵抗： dPtotal , Net [kPa]

10

・設計最⼤流量流れるときの全配管経路、すなわち、⼆次ポンプ往⽔⼆次ヘッダーから末端空調機を経由し還⽔ヘッダーまでの全配管系の抵抗。設計時の抵抗計算プロセスにより求められる値である。

dPtotal , Net  dProute , Net  dPe, Net
e. 空調機等定格前後差圧： dPe , Net [kPa]・末端空調機及びその制御弁に定格流量流れた時の末端空調機の
15

dPe,NetdP

コイル抵抗（損失⽔頭）と制御弁圧損の和。空調機冷温⽔⼊⼝と制御弁の出⼝間の差圧。

eAHU

f. 往還経路抵抗： dProute , Net [kPa]

図-AP5.3.2 空調機等定格前後差圧

・設計最⼤流量流れるときの⼆次ポンプ往⽔⼆次ヘッダーから
末端空調機⼊⼝までの抵抗( dProute , s , Net )と末端空調機の⼆⽅弁後から、還⽔ヘッダーまでの抵抗
20( dProute ,r , Net )の合計。

dProute , Net  dProute , s , Net  dProute , r , Net
・設計最⼤流量ではない場合には、 dProute , pv と表現する。
（*pv：present value）
g. ⼆次ポンプシステム往還差圧： dPtotal , pv [kPa]
・空調⼆次側配管へ冷（温）⽔を送⽔する⼆次ポンプの吐出側・吸込側に設けられた往⼆次ヘッダー25。つまり、この差圧は空調⼆次側システムの圧⼒損失と還ヘッダー間の圧⼒差（図-3.1 の dPtotal , pv ）を意味する。
h. ⼆次ポンプシステム往還差圧設定： dPtoral , sp [kPa]・当該⼆次側流量において末端空調機定格差圧（末端差圧制御基準設定値）（ dPset ）を維持するために必要な往還差圧。⼆次側流量にカスケードする往還差圧の設定値。

30

・本規定では、負荷流量と往還差圧設定値の関係を次に⽰す j. 往還差圧設定値(設計最⼤流量時)、k.末端差圧設定(流量 0 時)（ dPtoral , sp ,min ）を直線で結ぶラインとする(図-3.3)。
（ dPtoral , sp ,max ）79

dP total,sp

dP total,sp,max①②

dP total,sp,min
0

MR

Mpv

図-AP5.3.3 負荷流量と往還差圧設定値の関係
i. ポンプ台数： n [台]・2 次ポンプの構成台数。
5

j. 往還差圧設定値(設計最⼤流量時)： dPtoral , sp ,max [kPa]
・設計最⼤流量時に必要とする⼆次ポンプシステム往還差圧値。
・省エネ適合性判定においては、選定ポンプの運転点の揚程（設計揚程）とする。
・省エネ適合性判定後の BELS 認定では、規定する初期調整及び機能性能試験を⾏うため、設計者が実態を想定した値とするこができる。

10k. 末端差圧設定(流量 0 時の往還差圧設定)： dPtoral , sp ,min [kPa]・末端空調機等前後差圧として維持する値。負荷流量 0 時の⼆次ポンプシステム往還差圧値。
・省エネ適合性判定においては、選定ポンプの運転点の揚程（設計揚程）の 1/2 とする。
・省エネ適合性判定後の BELS 認定では、規定する初期調整及び機能性能試験を⾏うため、設計者が実態を想定した値とするこができる。空調機等定格前後差圧( dPe , Net )とするのが⼀般的である。

15

l. ポンプ運転点流量： m p , Dp [m3/h]
・選定ポンプ 1 台の流量の運転点。
（図-AP5.3.4 の運転点の流量軸の値）
・設計最⼤流量（ M R ）を設計者が決めた運転台数（ n ）で割った流量とする。

m p , Dp = M R / n
m. ポンプ運転点揚程： dPp , Dp [kPa]
20

・設計で決めるポンプの運転点の揚程。
（図-AP5.3.4 の運転点の揚程軸の値）
・⼀般に、ポンプの運転点揚程は、設計時の抵抗計算で求まる全配管経路抵抗( dPtotal , Net )に余裕率を⾒込むため、 dPtotal , Dp ≧ dPtotal , Net となることが多い。
n. 選定ポンプの定格流量・定格揚程： m p , R [m3/h]・ dPp , R [kPa]
・設計者が決めた運転点（ m p , Dp , dPp , Dp ）を基に選定したポンプの特性線図（流量-揚程線図）上の

25

流量、揚程である。
（図-AP5.3.4 の流量-揚程特性線図上の点、特性線図上のいくつかの点は図-図AP5.3.4 のグラフの上部に表形式で表記されている）
・カタログには、図-AP5.3.5 のように表される。図-AP5.3.4 の流量-揚程線図上の⊿点 2 点がカタロ
グに表記されている。選定ポンプは、流量-揚程線図が運転点より上になるように選定する。
o. 選定ポンプの電動機定格出⼒： MO p , R [kW]30・選定ポンプの電動機定格出⼒。

80

定格点

定格点

運転点

図-AP5.3.4 ポンプ特性曲線

81

図-AP5.3.5 ポンプカタログ表記（以下、添え字に“pv”がついているものは変数を意味する）
5

p. 負荷流量（変数）： M pv [m3/h]
・⼆次側配管系に循環する流量q. 負荷流量⽐(変数)： RM , pv [%]・設計最⼤流量（ M R ）に対する⼆次側流量（ M pv ）の⽐・ RM , pv = M pv / M R

10r. 往還経路抵抗(変数)： dProute , pv [kPa]・当該⼆次側流量で⽣じる往⽔管路、還⽔管路の合計抵抗（空調機差圧は除く）。
s. ⼆次ポンプシステム往還差圧(変数)： dPtoral , pv [kPa]・往 2 次ヘッダーと還ヘッダー間の差圧。⼆次側配管系全体の配管抵抗。
・ dPtoral , pv = dProute , pv + dPset

15

t. ポンプ前後差圧(変数)： dPp , pv [kPa]
・ポンプの吸込みと吐出間の差圧である。ポンプ揚程。
・往 1 次ヘッダーと還ヘッダー(基準圧)とがほぼ同値なので、ポンプ揚程は⼆次ポンプシステム往還
差圧と等しい。

dPp , pv  dPtotal , pv
20

u. インバータ周波数(変数)： HZ pv [Hz]・インバータの周波数
v. インバータ周波数⽐(変数)： RHZ , pv [％]・商⽤周波数に対するインバータ回転数( HZ pv )の⽐。
・ Rhz , pv =1 の時は、 HZ pv は商⽤周波数

25w. インバータ最⼩・最⼤周波数⽐設定： RHZ ,min, sp ・ RHZ ,max, sp [％]・インバータの最⼩・最⼤周波数⽐の設定値。
・最⼩・最⼤周波数⽐の初期設定は、それぞれ原則、30％、100%とする。
x. インバータ最⼩・最⼤周波数設定： HZ min,sp ・ HZ max,sp [Hz]・インバータの最⼩・最⼤周波数⽐の設定値。
82

・最⼩・最⼤周波数⽐の初期設定は、それぞれ原則、商⽤周波数×30％・100%とする。
y. 軸動⼒(変数)： SPpv [kW]・ポンプ軸を駆動するために必要な動⼒
z. 消費電⼒(変数)： W pv [kW]5・ポンプへの電⼒⼊⼒部における消費電⼒。
・軸動⼒にモータ効率で割った値。インバータがある場合には、さらにインバータ効率で割った値である。
aa. 電動機（モータ）効率： p [-]・⼊⼒電⼒に対する機械出⼒の⽐。

10ab. インバータ効率：inv [-]・インバータへの⼊⼒電⼒に対するインバータからの出⼒電⼒の⽐。
ac. バイパス流量： M bv , sp [m3/h]
・バイパス弁が「開」の時に流れるバイパス流量。

1520

AP5.4 設計検討事項
25

設計者は、設計で以下を決める。
1)

設計最⼤流量（ M R ）を決める
・設計最⼤負荷（ QR ）と設計負荷温度差（ TR ）からを決める。

302)

配管抵抗計算を⾏い、全配管経路抵抗（ dPtotal , Net ）を求める。

3)

ポンプ台数( n )を決める。

4)

ポンプの運転点流量（ m p , Dp ）を決める。
・原則、 M R / n とする。

5)

ポンプの運転点揚程（ dPp , Dp ）を決める。
・全配管経路抵抗（ dPtotal , Net ）に対し安全率を⾒込む場合は、 dPtotal , Net ＜ dPp , Dp となる。

6)354)・5)を満たすポンプを選定し、そのポンプの仕様書・特性線図を⼊⼿する。
・設計者が決めたポンプの運転点( m p , Dp , dPp , Dp )で運転可能なポンプを選定し、そのポンプの仕様
書・特性線図をメーカから⼊⼿する。以下、図-AP5.4.1 に仕様書・特性線図のサンプルを⽰す。

83

運転点

定格点

運転点

図-AP5.4.1 ポンプ仕様書・特性線図

7)5、インバータ効率（ inv ）を決める。
電動機効率（ p ）・インバータ効率は、0.9 とする。
・電動機効率は、メーカにより電動機の定格効率の試験値が提供されている場合には、その値を⽤いてもよい。定格効率が無く効率クラスが判っている場合には、IE3 モータ（プレミアムモータ）
は、JIS C 4034-30:2011 で規定された公称効率（該当するモータの定格出⼒の範囲の下限の公称効率。商⽤周波数及び極数毎に規定されている値）とする。

10

IE3 モータ以外である場合には、該当する効率クラスの値を適⽤する。効率クラスが不明な場合には IE1（標準効率）の値を適⽤する。

84

85

8)

往還差圧設定値(設計最⼤流量時)[kPa]（ dPtoral , sp ,max ）を決める。
・設計最⼤流量時に必要とする⼆次ポンプシステム往還差圧値。
a. 省エネ適合性判定の計算の場合：選定ポンプの運転点揚程

5

b.
9)

省エネ適合性判定後の BELS 認定の計算の場合：設計者が実態を想定した決めた値

末端差圧設定(流量 0 時の往還差圧設定)[kPa]（ dPtoral , sp ,min ）・末端空調機等前後差圧として維持する値。負荷流量 0 時の⼆次ポンプシステム往還差圧値。
a. 省エネ適合性判定の計算の場合：選定ポンプの運転点揚程の 1/2。
b.

省エネ適合性判定後の BELS 認定の計算の場合：設計者が実態を想定した決めた値。空調機
等定格前後差圧( dPe , Net )とするのが⼀般的である。

10

10) ポンプインバータ最⼩周波数⽐・最⼩周波数（ Rhz ,min, sp ・ HZ min, sp ）・ポンプインバータの最⼩回転数⽐は、原則 30%以下とする。
11) ポンプインバータ最⼤周波数⽐・最⼤周波数（ Rhz ,max, sp ・ HZ max, sp ）・ポンプインバータの最⼤回転数⽐は、設計時は原則 100%とする。
12) バイパス流量（ M bv , sp ）を決める

15

・バイパス弁が「開」とする負荷流量。バイパス弁「開」時にバイパス配管に流れる流量も同程度になるようにする。
a. 省エネ適合性判定の計算の場合：ポンプ運転点流量の 30%とする。
b.

省エネ適合性判定後の BELS 認定の計算の場合：ポンプ運転点流量の 10%とする。

20

25

AP.5.5 VWV システム 1 次エネルギー計算シートの解説
AP5.5.1 設計情報の⼊⼒
30

1)

AP5.4 の設計値を検討シートの以下の各項⽬に⼊⼒する。

86

■ 設計者⼊⼒情報
⼊⼒項⽬

⼊⼒値

備考

設計最⼤負荷熱量

QR

設計負荷温度差ΔTR

10.0

設計最⼤流量MR1032 m3/h

2次ポンプ台数n

全配管経路抵抗空調機等定格前後差圧

43,200 MJ/h℃

4

台dPtotal,Net

343.0

kPa

dPe,Net80

配管抵抗計算結果（正味）末端空調機のコイルと⼆⽅弁の抵抗(定格流量時)

3258.0 m /h

ポンプの運転点流量

mp,Dp

ポンプの運転点揚程

dPp,Dp490kPa

選定ポンプの定格全揚程

dPp,R

333.2

kPa

選定ポンプの電動機定格出⼒

MOp,R

75.0

kW

選定ポンプの定格全揚程

dPp,R

509.6

kPa

dPtotal,sp,max

490

kPa

dPtotal,sp,min

245

kPa

INV最⼩周波数⽐

Rhz,min,sp30%%

原則、30%。INVで設定する最⼩周波数設定

INV最⼩周波数

HZhz,min,sp

15

Hz

原則、30%×商⽤周波数

INV最⼤周波数⽐

Rhz,min,sp

100%

%

原則、100%、INVで設定する最⼤周波数設定

INV最⼤周波数

HZmin,sp

50

Hz

原則、商⽤周波数

バイパス弁「開」流量

Mbv,sp77.4 m3/h

モータ効率

ηm

0.9

-

インバータ効率

ηinv

0.9

-

往還差圧設定値(設計最⼤流量時)
末端差圧設定(流量0時の往還差圧設定)

ポンプ運転点流量時の定格全揚程
設計最⼤流量時に必要な⼆次ポンプシステム往還差圧
負荷流量0の時に必要な⼆次ポンプシステム
往還差圧（＝末端差圧設定値）

AP5.5.2 2 次側流量と必要往還差圧の関係式
⼆次側流量変化に伴う流量と圧⼒の関係式を⾒いだす。
5

1)

図-AP5.5.1 の点②を（0, dptotal , sp , min ）とする。

2)

図-AP5.5.1 の点①を( M R , dptotal , sp , max ）とする。

3)

図-AP5.5.1 の点①と点②を結ぶ直線を、⼆次側流量(負荷流量)（ M pv ）に対する必要な往還差圧（往還差圧設定値, dPtoral , sp ）の関係式とする。

dPtotal , sp  a * M pv  b
10(a, b：係数)…

a  SLOPE(0 : M R , dPtotal , sp,min : dPtotal , sp ,max )b  dPtotal , sp ,min
ここに、

15

dPtotal , sp

： 往還差圧設定値

MR： 設計最⼤流量

dPtotal , sp , min： 流量 0 時の往還差圧設定

87（式-AP5.5.1）

dP total,sp

dP total,sp,max①②

dPtotal,sp,min
0

MR

Mpv

図-AP5.5.1 ⼆次側流量と往還差圧設定値（必要往還差圧）の関係式（1 次式）
計算シートでは、AP.5.5.1 の⼊⼒情報から⾃動的にこの 1 次式の係数を算出する。
■

2次側流量と必要往還差圧の関係式（1次式で設定）の導出【⾃動計算】・2次側流量と必要往還差圧の1次式：

dPtotal,sp = a*Mpv + b(a,bは係数）a=SLOOP(0:MR,dPtotal,sp,min ,dPtotal,sp,max), b=dPtotal.sp,min2)

⼊⼒（⾃動計算）

600

流量

差圧

(Mpv)

(dPtoral,sp)

m3/h

kPa
0

245

1032

490

出⼒（結果、係数a,b）
係数

5

a

0.2374

b

245

500

差圧[kPa]1)

y = 0.2374x + 245

400
300
200
100
0
0

500

1000

1500

流量[m3/h]AP5.5.3 ポンプの軸動⼒と回転数を計算する流量と差圧のポイントの決定(1)

流量ポイント2 次ポンプシステムの軸動⼒と回転数を計算する⼆次側流量ポイントは、設計最⼤流量を 10 分割した
10

流量点とバイパス流量の 11 点とする。

M calc ,0 = M bv , sp…

（式-AP5.5.2）

M calc ,i = i  ( M R / 10)…

（式-AP5.5.3）

ここに、

M calc ,i (i=0~10)：計算する i 番⽬の⼆次側流量ポイント（i=0~10）

M calc ,0 = M bv , sp15(2)

流量ポイント時の往還差圧値(1)の 11 点の流量ポイントの往還差圧は、式（AP5.5.1）で計算し、軸動⼒及び回転数を計算する 11 点の（流量、差圧）ポイントが決まる。

dPtotal , sp ,i ：i 点の往還差圧（≒ポンプ揚程）
20

計算シートでは、⾃動計算され、以下の⾚線枠部分にその結果がでる。⼆次側流量率（ Rm , pv ）も同時に計算される。

88

往還

区分

⼆次側流量

⼆次側流量率

Mpv

Rm,pv

差圧
設定
dPtotal,sp

m3 /h

-

kPa

運転

運転

ポンプ

ポンプ

運転

1台

台数

ポンプ

INV

1台当た

周波数

りの

⽐

軸動⼒

HZpv

当たり

n

の流量

m3 /h

台

軸動⼒

消費

合計

電⼒

SPi,allWi,all

消費

消費

電⼒

電⼒

安全率

補正値

RC

Wi,all,cSPi,per1

kW

-

kW

kW

-

kW

bypass77.4

0.08 490.0

1

77.4

19.8

0.87

19.8

24.4

0.31

31.9

1

103.2

0.10 490.0

1

103.2

22.3

0.88

22.3

27.5

0.30

35.8

2

206.4

0.20 490.0

1

206.4

39.2

0.95

39.2

48.4

0.27

61.3

3

309.6

0.30 490.0

2

154.8

30.3

0.91

60.5

74.7

0.23

92.2

4

412.8

0.40 490.0

2

206.4

39.2

0.95

78.4

96.8

0.20 116.1

5

516.0

0.50 490.0

2

258.0

49.5

0.99

99.0 122.2

0.17 142.6

6

619.2

0.60 490.0

3

206.4

39.2

0.95

117.6 145.1

0.13 164.5

7

722.4

0.70 490.0

3

240.8

45.9

0.97

137.7 170.0

0.10 187.0

8

825.6

0.80 490.0

4

206.4

39.2

0.95

156.8 193.5

0.07 206.4

9

928.8

0.90 490.0

4

232.2

44.2

0.97

176.8 218.2

0.03 225.5

101032.01.00 490.0

4

258.0

49.5

0.99

198.0 244.5

0.00 244.5

AP5.5.4 ポンプの軸動⼒の計算
⼆次ポンプは、複数台で構成される。FPT 法では、同仕様ポンプ複数台で想定しており、複数台の場合
5は、1 台のポンプ特性線図を⽤いて軸動⼒を⾒出す。⼿順は、以下の通りである。
1)

11 点の流量ポイントは、何台のポンプが運転しているかを次式で計算する。運転台数は、ポンプの運転点（流量）を閾値とする。

n  ROUNDUP ( M calc ,i / mR ,0)…

（式-AP5.5.4）n：ポンプ運転台数mR ：ポンプの運転点（流量）M calc ,i ：軸動⼒を計算する⼆次側流量ポイント

10

1→2 台増段流量閾値： mR 、2→3 台増段流量閾値：2* mR 、i→i+1 台増段流量： i  mR

計算シートでは、以下の⾚線枠内に結果が計算される。
往還

区分

⼆次側流量

⼆次側流量率Mpv

R m,pv

差圧
設定
dPtotal,sp

m3/h

15
2)

-

kPa

ポンプ
運転

運転
ポンプ
1台

台数

当たり

n

の流量

m3/h

台

運転
ポンプ

INV

1台当た

周波数

りの

⽐

軸動⼒

HZpv

軸動⼒

消費

合計

電⼒

SPi,allWi,al l

消費

消費

電⼒

電⼒

安全率

補正値

RC

Wi,all,ckW

SP i,per1

kW

-

kW

kW

-

bypass77.4

0.08 490.0

1

77.4

19.8

0.87

19.8

24.4

0.31

31.9

1

103.2

0.10 490.0

1

103.2

22.3

0.88

22.3

27.5

0.30

35.8

2

206.4

0.20 490.0

1

206.4

39.2

0.95

39.2

48.4

0.27

61.3

3

309.6

0.30 490.0

2

154.8

30.3

0.91

60.5

74.7

0.23

92.2

4

412.8

0.40 490.0

2

206.4

39.2

0.95

78.4

96.8

0.20 116.1

5

516.0

0.50 490.0

2

258.0

49.5

0.99

99.0 122.2

0.17 142.6

6

619.2

0.60 490.0

3

206.4

39.2

0.95

117.6 145.1

0.13 164.5

7

722.4

0.70 490.0

3

240.8

45.9

0.97

137.7 170.0

0.10 187.0

8

825.6

0.80 490.0

4

206.4

39.2

0.95

156.8 193.5

0.07 206.4

9

928.8

0.90 490.0

4

232.2

44.2

0.97

176.8 218.2

0.03 225.5

101032.01.00 490.0

4

258.0

49.5

0.99

198.0 244.5

0.00 244.5

11 点の（流量、差圧）の各点の軸動⼒は、ポンプ 1 台の特性で⾒出す。そのため、11 点の流量値
をポンプの運転台数で除して、ポンプ 1 台当たりの流量を計算する。
89

M calc ,i , per1 = M calc ,i / n… （式-AP5.5.5）

ここに、

M calc ,i , per1 ：軸動⼒を計算する流量のポンプ 1 台当たりの流量n：ポンプ運転台数
M calc ,i ：軸動⼒を計算する⼆次側流量ポイント

5

計算シートでは、以下の⾚線枠内に結果が計算される。
往還
⼆次側流量

⼆次側流量率

Mpv

Rm,pv

区分

差圧
設定
dPtotal,sp

m3 /h

10

3)

-

kPa

運転

ポンプ

ポンプ

運転

1台

台数

当たり

n

の流量

m3 /h

台

運転
ポンプ

INV

1台当た

周波数

りの

⽐

軸動⼒

HZpv

軸動⼒

消費

合計

電⼒

SPi,allWi,al l

消費

消費

電⼒

電⼒

安全率

補正値

RC

Wi,all,ckW

SP i,per1

kW

-

kW

kW

-

bypass77.4

0.08 490.0

1

77.4

19.8

0.87

19.8

24.4

0.31

31.9

1

103.2

0.10 490.0

1

103.2

22.3

0.88

22.3

27.5

0.30

35.8

2

206.4

0.20 490.0

1

206.4

39.2

0.95

39.2

48.4

0.27

61.3

3

309.6

0.30 490.0

2

154.8

30.3

0.91

60.5

74.7

0.23

92.2

4

412.8

0.40 490.0

2

206.4

39.2

0.95

78.4

96.8

0.20 116.1

5

516.0

0.50 490.0

2

258.0

49.5

0.99

99.0 122.2

0.17 142.6

6

619.2

0.60 490.0

3

206.4

39.2

0.95

117.6 145.1

0.13 164.5

7

722.4

0.70 490.0

3

240.8

45.9

0.97

137.7 170.0

0.10 187.0

8

825.6

0.80 490.0

4

206.4

39.2

0.95

156.8 193.5

0.07 206.4

9

928.8

0.90 490.0

4

232.2

44.2

0.97

176.8 218.2

0.03 225.5

101032.01.00 490.0

4

258.0

49.5

0.99

198.0 244.5

0.00 244.5

11 点分の流量（ M calc ,i , per1 ）とポンプ差圧（ dPtotal , sp ,i ）のセットを⼊⼒とし、ポンプ 1 台分の軸動⼒（ SPi , per1 ）と回転数⽐（ RHZ ,i ）をポンプモデルツール（開発）で計算する。
＊【AP5 付属】ポンプモデルツールのアルゴリズム参照
その結果を計算シートの⾚線枠内に⼊⼒する。
往還
⼆次側流量

⼆次側流量率

M pv

R m,pv

区分

差圧設定
dPtotal,sp

m3 /h

-

kPa

ポンプ
運転

運転
ポンプ
1台

台数

当たり

n

の流量

m3/h

台

運転
ポンプ

INV

1台当た

周波数

りの

⽐

軸動⼒

HZpv

軸動⼒

消費

合計

電⼒

SPi,allWi,al l

消費

消費

電⼒

電⼒

安全率

補正値

RC

Wi,all,ckW

SP i,per1

kW

-

kW

kW

-

bypass77.4

0.08 490.0

1

77.4

19.8

0.87

19.8

24.4

0.31

31.9

1

103.2

0.10 490.0

1

103.2

22.3

0.88

22.3

27.5

0.30

35.8

2

206.4

0.20 490.0

1

206.4

39.2

0.95

39.2

48.4

0.27

61.3

3

309.6

0.30 490.0

2

154.8

30.3

0.91

60.5

74.7

0.23

92.2

4

412.8

0.40 490.0

2

206.4

39.2

0.95

78.4

96.8

0.20 116.1

5

516.0

0.50 490.0

2

258.0

49.5

0.99

99.0 122.2

0.17 142.6

6

619.2

0.60 490.0

3

206.4

39.2

0.95

117.6 145.1

0.13 164.5

7

722.4

0.70 490.0

3

240.8

45.9

0.97

137.7 170.0

0.10 187.0

8

825.6

0.80 490.0

4

206.4

39.2

0.95

156.8 193.5

0.07 206.4

9

928.8

0.90 490.0

4

232.2

44.2

0.97

176.8 218.2

0.03 225.5

101032.01.00 490.0

4

258.0

49.5

0.99

198.0 244.5

0.00 244.5

154)

ポンプ 1 台で⾒出した軸動⼒に運転台数を掛けてポンプシステム全体の軸動⼒を計算する。

SPi , all  n  SPi , per1
ここに、

20

SPi , all…

：軸動⼒計算流量ポイント i 点の軸動⼒(合計)SPi , per1 ：軸動⼒計算流量ポイント i 点のポンプ 1 台分の軸動⼒n：ポンプ運転台数
90（式-AP5.5.6）

計算シートでは、以下の⾚線枠内に結果が計算される。
往還

区分

⼆次側流量

⼆次側流量率

M pv

Rm,pv

差圧
設定

ポンプ
運転

m3 /h

-

当たり

n

kPa

ポンプ
1台

台数

dPtotal,sp

運転

の流量

m3/h

台

運転
ポンプ

INV

1台当た

周波数

りの

⽐

軸動⼒

HZpv

軸動⼒

消費

合計

電⼒

SPi,allWi,all

消費

消費

電⼒

電⼒

安全率

補正値

RC

Wi,all,ckW

SP i,per1

kW

-

kW

kW

-

bypass77.4

0.08 490.0

1

77.4

19.8

0.87

19.8

24.4

0.31

31.9

1

103.2

0.10 490.0

1

103.2

22.3

0.88

22.3

27.5

0.30

35.8

2

206.4

0.20 490.0

1

206.4

39.2

0.95

39.2

48.4

0.27

61.3

3

309.6

0.30 490.0

2

154.8

30.3

0.91

60.5

74.7

0.23

92.2

4

412.8

0.40 490.0

2

206.4

39.2

0.95

78.4

96.8

0.20 116.1

5

516.0

0.50 490.0

2

258.0

49.5

0.99

99.0 122.2

0.17 142.6

6

619.2

0.60 490.0

3

206.4

39.2

0.95

117.6 145.1

0.13 164.5

7

722.4

0.70 490.0

3

240.8

45.9

0.97

137.7 170.0

0.10 187.0

8

825.6

0.80 490.0

4

206.4

39.2

0.95

156.8 193.5

0.07 206.4

9

928.8

0.90 490.0

4

232.2

44.2

0.97

176.8 218.2

0.03 225.5

101032.01.00 490.0

4

258.0

49.5

0.99

198.0 244.5

0.00 244.5

AP5.5.5 ポンプの消費電⼒の計算
5・軸動⼒合計値をモータ効率・インバータ効率で除して消費電⼒を計算する

Wi , all  SPi , all / ( m inv )… （式-AP5.5.7）

ここに、

10

Wi , all：軸動⼒計算流量ポイント i 点の消費電⼒（合計）SPi , all

：軸動⼒計算流量ポイント i 点の軸動⼒（合計）m ：モータ効率inv ：インバータ効率
計算シートでは、以下の⾚線枠内に結果が計算される。
往還

区分

⼆次側流量

⼆次側流量率

Mpv

Rm,pv

差圧
設定

ポンプ
運転

m3/h

15

-

1台

台数

dPtotal,sp

kPa

運転
ポンプ
当たり

n

の流量

m3 /h

台

運転
ポンプ

INV

1台当た

周波数

りの

⽐

軸動⼒

HZpv

軸動⼒

消費

合計

電⼒

SPi,allWi,al l

消費

消費

電⼒

電⼒

安全率

補正値

RC

Wi,all,ckW

SPi,per1

kW

-

kW

kW

-

bypass77.4

0.08 490.0

1

77.4

19.8

0.87

19.8

24.4

0.31

31.9

1

103.2

0.10 490.0

1

103.2

22.3

0.88

22.3

27.5

0.30

35.8

2

206.4

0.20 490.0

1

206.4

39.2

0.95

39.2

48.4

0.27

61.3

3

309.6

0.30 490.0

2

154.8

30.3

0.91

60.5

74.7

0.23

92.2

4

412.8

0.40 490.0

2

206.4

39.2

0.95

78.4

96.8

0.20 116.1

5

516.0

0.50 490.0

2

258.0

49.5

0.99

99.0 122.2

0.17 142.6

6

619.2

0.60 490.0

3

206.4

39.2

0.95

117.6 145.1

0.13 164.5

7

722.4

0.70 490.0

3

240.8

45.9

0.97

137.7 170.0

0.10 187.0

8

825.6

0.80 490.0

4

206.4

39.2

0.95

156.8 193.5

0.07 206.4

9

928.8

0.90 490.0

4

232.2

44.2

0.97

176.8 218.2

0.03 225.5

101032.01.00 490.0

4

258.0

49.5

0.99

198.0 244.5

0.00 244.5

AP5.5.6 ポンプの消費電⼒安全率補正値の計算
・安全率（ RC ）とは、算出したポンプ消費電⼒値（ Wi , all ）に対して上乗せし、省エネの過⼤評価を防ぐ⽬的で設けている。安全率は、⼆次側(負荷)流量率（ RM , pv ）が 100％の時に安全率 0％、40%の時20%とする 2 点を結ぶ直線（横軸：流量率、縦軸：安全率）とする。

RC  0.3333  RM , pv  0.3333
20… （式-AP5.5.8）

ここに、

91

RC

：安全率[-] 0~1

RM , pv：2 次側流量率[-] 0~1■

安全率設定（固定）【⾃動計算】・安全率とは、算出したポンプ消費電⼒値に対して上乗せし、省エネの過⼤評価を防ぐ⽬的で設けている。安全率は、⼆次側(負荷)流量率が100％の時に安全率0、40%の時20%とする

2)

⼊⼒（固定）

0.5

流量率

安全率

(MR)

(SR)

0.4

1

0

0.4

0.2

安全率[‐]

1)

出⼒（結果、係数c, d）

0.2
0.1

係数
a

-0.333b0.333

y = ‐0.3333x + 0.3333

0.3

0
0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

流量率[‐]

・AP.5.5.5 で計算した各ポイントの消費電⼒に安全率を上乗せした消費電⼒補正値（ Wi , all ,c ）を以下の式5で計算する。

Wi ,all , c  Wi , all  (1  RCi )… （式-AP5.5.9）

ここに、

10

Wi , all ,c：軸動⼒計算流量ポイント i 点の消費電⼒の安全率補正

Wi ,all：軸動⼒計算流量ポイント i 点の軸動⼒

RCi：軸動⼒計算流量ポイント i 点での安全率計算シートでは、消費電⼒補正値は、以下の⾚線枠内に結果が計算される。また、安全率は、⻘破
線枠内に⽰される。
往還

区分

⼆次側流量

⼆次側流量率Mpv

R m,pv

差圧
設定
dPtotal,sp

m3 /h

-

kPa

ポンプ
運転

運転
ポンプ
1台

台数

当たり

n

の流量

m3/h

台

運転
ポンプ

INV

1台当た

周波数

りの

⽐

軸動⼒

HZpv

軸動⼒

消費

合計

電⼒

SPi,allWi,al l

消費

消費

電⼒

電⼒

安全率

補正値

RC

Wi,all,ckW

SP i,per1

kW

-

kW

kW

-

bypass77.4

0.08 490.0

1

77.4

19.8

0.87

19.8

24.4

0.31

31.9

1

103.2

0.10 490.0

1

103.2

22.3

0.88

22.3

27.5

0.30

35.8

2

206.4

0.20 490.0

1

206.4

39.2

0.95

39.2

48.4

0.27

61.3

3

309.6

0.30 490.0

2

154.8

30.3

0.91

60.5

74.7

0.23

92.2

4

412.8

0.40 490.0

2

206.4

39.2

0.95

78.4

96.8

0.20 116.1

5

516.0

0.50 490.0

2

258.0

49.5

0.99

99.0 122.2

0.17 142.6

6

619.2

0.60 490.0

3

206.4

39.2

0.95

117.6 145.1

0.13 164.5

7

722.4

0.70 490.0

3

240.8

45.9

0.97

137.7 170.0

0.10 187.0

8

825.6

0.80 490.0

4

206.4

39.2

0.95

156.8 193.5

0.07 206.4

9

928.8

0.90 490.0

4

232.2

44.2

0.97

176.8 218.2

0.03 225.5

101032.01.00 490.0

4

258.0

49.5

0.99

198.0 244.5

0.00 244.5

15
AP5.5.7 2 次側流量率と消費電⼒・消費電⼒補正の特性式(3 次式)の係数の算出
・AP5.5.5 節で⾒出した各流量ポイント（11 点）の消費電⼒、AP.5.5.6 で計算した消費電⼒補正のプロッ
トから、最⼩⼆乗法によって 3 次式にフィッティングした係数を計算する。
・計算シートでは、以下のように図に表⽰して、計算結果を⽰す。

922) ⼆次側流量率(RM,pv)と消費電⼒・消費電⼒補正(Wpv)の関係式（3次式）の係数導出
Wpv = a*RM,pv^3+b*RM,pv^2+c*RM,pv+d (a,b,c,d は係数）
推定末端・末端差圧(安全補正)

推定末端・末端差圧(正味)120
係数（安全率補正無）消費電⼒[kW]100
80

y = 64.483x3 + 51.279x2 ‐ 1.428x + 2.7536
R² = 0.9912

60

a96.60599481

b

14.57072017

c3.506278107

d1.982239368

係数（安全率補正有）40

64.48319491

a20
0
0.0 0.1

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
流量率[m3/h]1.0b51.27853299

c-1.428030515

d2.753550821

Wpv = a*Mpv^3+b*Mpv^2+c*Mpv+d (a,b,c,d は係数）

AP5.6 計算⼊⼒パラメータ区分
⼊⼒パラメータの決め⽅は、以下に 2 種類がある。
5

1)

ルート 1

2)

ルート 2
表-AP5.6.1 ルート 1・2 の⼊⼒パラメータ
設計⼊⼒条件ルート 1 ⽤計算パラメータ

往還差圧設定値

ルート 2 ⽤計算パラメータ・選定ポンプの運転点の揚程

設計者の判断で決める。

・選定ポンプの運転点の揚程の 1/2

設計者の判断で決める。

・ポンプ 1 台分の 30％とする

ポンプ 1 台分の 10%とする(設計最⼤流量時)
末端差圧設定(流量 0 時の往還差圧設定)
バイパス流量＊(バイパス制御弁「開」)

図-AP5.6.1 ⼊⼒パラメータの違いと流量と往還差圧の関係
10

15

93

AP.5.7 計算の試⾏
AP.5.7.1 M-TH ビル
(1)

設備概要

1)

システムフロー図2)

ポンプ仕様・特性線図

5

10
(2)

計算シート⼊⼒

1)

共通⼊⼒箇所

94

⼊⼒項⽬

2)

⼊⼒値

備考

設計最⼤負荷熱量

QR

43,200 MJ/h

設計負荷温度差ΔTR

10.0

設計最⼤流量MR1032 m3 /h℃

2次ポンプ台数n

4台

全配管経路抵抗dPtotal,Net

343.0

kPa

空調機等定格前後差圧

dPe,Net80

ポンプの運転点流量

mp,Dp

ポンプの運転点揚程

dPp,Dp490kPa

選定ポンプの定格全揚程

dPp,R

333.2

kPa

選定ポンプの電動機定格出⼒

MOp,R

75.0

kW

INV最⼩周波数⽐

Rhz,min,sp30%%

原則、30%。INVで設定する最⼩周波数設定

INV最⼩周波数

HZhz,min,sp

15

Hz

原則、30%×商⽤周波数

INV最⼤周波数⽐

Rhz,min,sp

100%

%

原則、100%、INVで設定する最⼤周波数設定

INV最⼤周波数

HZmin,sp

50

Hz

原則、商⽤周波数

モータ効率

ηm

0.9

-

インバータ効率

ηinv

0.9

-

配管抵抗計算結果（正味）末端空調機のコイルと⼆⽅弁の抵抗(定格流量時)

258.0 m3 /h

ルート 1 ⼊⼒
⼊⼒項⽬
往還差圧設定値(設計最⼤流量時)
末端差圧設定(流量0時の往還差圧設定)

⼊⼒値

備考

dP total,sp,max

490

kPa

dPtotal,sp,min

245

kPa

⼆次ポンプシステム往還差圧
負荷流量0の時に必要な⼆次ポンプシステム
往還差圧（＝末端差圧設定値）

3

77.4 m /h ポンプ1台分の運転点流量の30％

M bv,sp

バイパス弁「開」流量

設計最⼤流量時に必要な

5
3)

ルート 2 ⼊⼒
⼊⼒項⽬
往還差圧設定値(設計最⼤流量時)
末端差圧設定(流量0時の往還差圧設定)

⼊⼒値
dPtotal,sp,max

343.0

kPa

dPtotal,sp,min

80

kPa

10

⼆次ポンプシステム往還差圧
負荷流量0の時に必要な⼆次ポンプシステム
往還差圧（＝末端差圧設定値）

25.8 m3 /h ポンプ1台分の運転点流量の10％M bv,sp

バイパス弁「開」流量(3)

備考
設計最⼤流量時に必要な計算結果⽐較

適合性判定、BELS 判定の他、従来の差圧⼀定制御とも⽐較する。差圧⼀定制御の差圧設定値は、ポン
プ運転点の揚程値とする。
1)流量と往還差圧・回転数⽐
差圧⼀定

適判

BELS認証

600

差圧⼀定

500

BELS認証

0.9
0.8

400

0.7

回転数⽐[‐]

往還差圧[kPa]

適判

1.0

300
200

0.6
0.5
0.4
0.3

100

0.2
0.1

0
0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0.0

1.1

0.0

負荷流量⽐[‐]

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

負荷流量⽐[‐]

15
95

0.8

0.9

1.0

1.1

2)

流量と消費電⼒
差圧⼀定

適判(補正無)適判(補正有)BELS認証300

消費電⼒[kW]

250
200
150
100
50
0
0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

負荷流量⽐[‐]

3)

年間消費電⼒⽐

・年間消費電⼒は、負荷率帯別発⽣頻度（時間）をかけて計算する。
5・負荷率帯発⽣頻度は、(⽇建・⻑⾕川⽒から受領した)1m2 の事務所ビルの頻度分布を⽤いる（下図）。
100%1m2事務所サンプル頻度分布
50%

25%

21%

18%

9%

9%

5%

9%

3%

0%

0%

0%
発⽣頻度：1万m2事務所

負荷率

運転時間

運転時間

冷房

暖房

結果
適合性

適合性

判定

判定

(補正無)

(補正有)

差圧⼀定

発⽣頻度

462

350

25%

22,345

11,39814,817

4,250

0.2

294

406

21%

33,86820,68026,195

10,491

7,479

0.3

392

210

18%

44,99428,39135,015

14,421

10,360

0.4

280

28

9%

29,80420,99725,197

12,023

8,012

4,557

0.5

280

0

9%

34,22926,29930,682

16,613

10,620

0.6

168

0

5%

24,385

19,50022,101

12,295

9,036

0.7

294

0

9%

49,96942,91347,20428,507

21,877

0.8

112

0

3%

21,675

19,46920,767

13,064

11,271

0.9

0

0

0%

0

0

0

0

0

1.0

0

0

0%

0

0

0

0

0

2282

994

100%

261,269

189,648

221,978

111,666

83,214

100%

73%

85%

43%

32%

-

エネルギー消費率(差圧⼀定=100%)【参考-1：実際と計算上の負荷率分布の⽐較】
100%
実績頻度分布55.9%
50%21.4% 16.7%

4.4% 1.2% 0.2% 0.0% 0.0% 0.2% 0.0%

0%100%
1m2事務所サンプル頻度分布

10

実際

認証

0.1

合計

50%

BELS

25%

21%

18%

9%

9%

5%

9%

3%

0%

96

0%

0%

【参考-2：実際の負荷流量⽐・負荷熱量⽐と消費電⼒量の関係】
100%

100%
55.9%

50%

52%
50%

21.4% 16.7%

4.4%

1.2%

0.2%

0.0%

0.0%

0.2%

0%
240

240

220

220

200

200

消費電⼒[kW]

消費電⼒[kW]

1%

0%

0%

0%

0%

0.7

0.8

0%

0%

160

y = 138.25x3 ‐ 10.369x2 + 44.159x + 1.1618

140
120
100
80

140
120
100

60

40

40

20

20

0

y = 200.75x3 ‐ 66.627x2 + 46.137x + 1.3529

80

60

0
0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

負荷流量⽐[‐]

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0.0

( = 負荷流量/設計最⼤流量)

0.1

0.2

0.3

負荷熱量⽐[‐]

AP5.7.2 R ⼤学

1)

7%

180

160

(1)

18%

0%

180

5

22%

0.0%

設備概要
システムフロー図

10

97

0.4

0.5

0.6

( = 負荷熱量/設計最⼤負荷熱量)

0.9

1.0

2)

5

(2)
1)

ポンプ仕様・特性線図

計算シート⼊⼒
共通箇所
⼊⼒項⽬

⼊⼒値

備考

設計最⼤負荷熱量

QR

16011 MJ/h

設計負荷温度差ΔTR

5.0

設計最⼤流量MR

765 m3/h℃

2次ポンプ台数n

5台

全配管経路抵抗dPtotal,Net

313.6

kPa

空調機等定格前後差圧

dPe,Net50

配管抵抗計算結果（正味）末端空調機のコイルと⼆⽅弁の抵抗(定格流量時)

3ポンプの運転点流量mp,Dp

153.0 m /h

ポンプの運転点揚程

dPp,Dp313.6

kPa

選定ポンプの定格全揚程

dPp,R

328.3

kPa
kW

MOp,R

22.0

INV最⼩周波数⽐

Rhz,min,sp30%%

原則、30%。INVで設定する最⼩周波数設定

INV最⼩周波数

HZhz,min,sp

18

Hz

原則、30%×商⽤周波数

INV最⼤周波数⽐

Rhz,min,sp

100%

%

原則、100%、INVで設定する最⼤周波数設定

INV最⼤周波数

HZmin,sp

60

Hz

原則、商⽤周波数

モータ効率

ηm

0.9

-

インバータ効率

ηinv

0.9

-

選定ポンプの電動機定格出⼒

98

2)

ルート 1 ⼊⼒
⼊⼒項⽬
往還差圧設定値(設計最⼤流量時)
末端差圧設定(流量0時の往還差圧設定)

⼊⼒値
dPtotal,sp,max

313.6

kPa

dPtotal,sp,min

156.8

kPa

⼆次ポンプシステム往還差圧
負荷流量0の時に必要な⼆次ポンプシステム
往還差圧（＝末端差圧設定値）

45.9 m /h ポンプ1台分の運転点流量の30％

ルート 2 ⼊⼒
⼊⼒項⽬
往還差圧設定値(設計最⼤流量時)
末端差圧設定(流量0時の往還差圧設定)

⼊⼒値

備考

dPtotal,sp,max

219.5

kPa

dPtotal,sp,min

50

kPa

設計最⼤流量時に必要な⼆次ポンプシステム往還差圧
負荷流量0の時に必要な⼆次ポンプシステム
往還差圧（＝末端差圧設定値）

3

Mbv,sp

バイパス弁「開」流量

5(3)

設計最⼤流量時に必要な

3

Mbv,sp

バイパス弁「開」流量3)

備考

15.3 m /h ポンプ1台分の運転点流量の10％

計算結果⽐較

適合性判定、BELS 判定の他、従来の差圧⼀定制御とも⽐較する。差圧⼀定制御の差圧設定値は、ポン
プ運転点の揚程値とする。
10

1)流量と往還差圧・回転数⽐
差圧⼀定

適判(補正無)適判(補正有)BELS認証

差圧⼀定

140

適判

BELS認証

1.0
120

0.9
0.8
0.7

回転数⽐[‐]

消費電⼒[kW]

100
80
60
40

0.6
0.5
0.4
0.3
0.2

20

0.1
0

0.0
0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

負荷流量⽐[‐]

2)

0.5

流量と消費電⼒
差圧⼀定

適判(補正無)適判(補正有)BELS認証

140120

消費電⼒[kW]

100
80
60
40
20
0
0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

負荷流量⽐[‐]

3)
15

0.6

0.7

負荷流量⽐[‐]

年間消費電⼒⽐

・年間消費電⼒は、負荷率帯別発⽣頻度（時間）をかけて計算する。
99

1.1

0.8

0.9

1.0

1.1

・負荷率帯発⽣頻度は、(⽇建・⻑⾕川⽒から受領した)1m2 の事務所ビルの頻度分布を⽤いる（下図）。
100%1m2事務所サンプル頻度分布
50%

25%

21%

18%

9%

9%

9%

5%

3%

0%

0%

0%
発⽣頻度：1万m2事務所

負荷率

運転時間

運転時間

冷房

暖房

結果
適合性

判定

判定

(補正無)

(補正有)

実際

認証

462

350

25%

10,105

0.2

294

406

21%

16,074

9,843

12,468

4,987

3,272

0.3

392

210

18%

20,81013,323

16,431

6,852

3,876

0.4

280

28

9%

14,145

9,993

11,991

5,768

2,517

0.5

280

0

9%

16,001

11,905

13,889

7,015

2,839

0.6

168

0

5%

11,573

9,259

10,493

5,848

2,118

0.7

294

0

9%

23,491

19,977

21,97512,808

4,657

0.8

112

0

3%

10,287

9,214

9,829

6,211

2,251

0.9

0

0

0%

0

0

0

0

0

1.0

0

0

0%

0

0

0

0

0

2282

994

100%

122,487

88,663

103,771

51,08923,656

100%

72%

85%

42%

19%

合計

-

5,149

BELS

0.1

エネルギー消費率(差圧⼀定=100%)

5

適合性
差圧⼀定

発⽣頻度

6,693

1,600

2,125

【参考-1：実際と計算上の負荷率（流量⽐）分布の⽐較】
100%
実際の頻度分布
50%

41%
21%

20%

7%

5%

3%

2%

0%

0%

0%

0%
100%
1m2事務所サンプル頻度分布
50%

25%

21%

18%

9%

9%

5%

9%

3%

0%

0%

0%

【参考-2：実際の負荷流量⽐・負荷熱量⽐と消費電⼒量の関係】
100%

100%
36%

50%

29%

5%

4%

4%

1%

1%

26%

14%

0%

0%

0%

120

120

100

100

80

80

消費電⼒[kW]

消費電⼒[kW]

2%

43%

50%
17%

60

40

20

9%

3%

3%

2%

0%

0%

0%

60

40

20

0

0
0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

負荷流量⽐[‐] ( = 負荷流量/設計最⼤流量)

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

負荷熱量⽐[‐] ( = 負荷流量/設計最⼤流量)以上
10

AP5-付属：ポンプモデルのアルゴリズム（概略）＊ 吉⽥治典京都⼤学名誉教授・「D2 機器編（⽔搬送）マニュアル_v3.5」から抜粋。

100

101

5
FPT 法による変流量⼆次ポンプシステムの省エネルギー
設計・施⼯・調整・試験⽅法に関する技術解説書
発⾏︓2023 年 11 ⽉ 7 ⽇（ver.23.2）
10

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・本解説書の内容、および図版につきましては、委員会及び関連の多くの執筆者・企業・団体等の協⼒を得て製作しており、内容は国内外問わず著作権により保護されております。
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15

発⾏︓⼀般財団法⼈住宅・建築 SDGs 推進センター〒102-0093 東京都千代⽥区平河町 2-8-9 HB 平河町ビル
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20

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