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排熱回収型 水熱源ヒートポンプを導入
さらなる生産ラインの省エネルギーとCO2 排出量の削減を推進
三菱電機
最終エネルギー消費量の４割占める
熱エネルギー

三菱電機冷熱システム製作所「攻めの環境改善活動」

日本の最終的なエネルギー消費量のうち、約４

三菱電機冷熱システム製作所は主力のビル用マ割は熱として利用されている。熱エネルギーの効

ルチエアコンのほか、大型空調用チラー、電算室

率的な使用や捨てられている排熱の再利用は、エ用冷却機、産業用除湿器、業務用エコキュート、ネルギー消費量の削減や二酸化炭素（CO2）排出量冷凍・冷蔵ショーケースなどを製造している。同

削減の観点から非常に重要であることは言うまで製作所では 2003 年から始めたジャスト・イン・タもない。

イム（JIT）改善活動の一環として、環境改善活動

三菱電機では、空調・冷熱機器などを製造するを始めた。当初は汚染物質の排出防止など、「守り冷熱システム製作所（和歌山市、写真１）において、 の活動」が中心だったが、2005 年の京都議定書発
自社製の水熱源ヒートポンプ（写真２）を導入し、行以降、国内の環境意識の高まりを背景に 2009 年

圧縮機の生産工程で使用する電気・ガスのエネルから本格的に省エネルギーに取り組む「攻めの環ギー消費量と CO2 排出量を半減する取組みを行っ境改善活動」を開始した。これまでに樹脂成形工ている。

程、金型軽量化、金型冷却サイクルの短縮など省
写真２

写真１66

水熱源ヒートポンプ

三菱電機冷熱システム製作所外観

Vol.62 No.7 工場管理

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排熱回収型 水熱源ヒートポンプを導入 さらなる生産ラインの省エネルギーとCO2 排出量の削減を推進

エネにつながる改善活動を生産改善活動とともに

写真３

圧縮機積み上げてきた。現在は 2015 年から始めた３年間の「第８次環境計画」の２年目にあたり、フロン影響などを除いた“エネルギー起源”の生産時
CO2 排出量を毎年約 500 トン削減する目標に取り組んでいる。
冷熱システム製作所の中で 2010 年に稼働を始めた第７工場は、空調・冷熱機器の心臓部である圧縮機（写真３）を製造している。稼働当初から屋上緑化や太陽光発電システムを採用して「エコファクトリー」としてスタートした同工場だが、約 80台もの工作機械を抱えるなど、製作所内でも最もエネルギー消費量が多いため、省エネ活動では常に高い目標が課されている。

水熱源ヒートポンプとは傾向に目を付け、既設設備の更新需要に加えて、工場内排熱の再利用といった産業用途を開拓する

その第７工場は 2014 年から始めた排熱を有効利用した省エネ・CO2 排出量削減の取組みで、自社製の水熱源ヒートポンプを導入した。業務用エコキュートとヒートポンプ給湯機はいずれも温水をことも狙った製品としている。

冷・温水の系統をつなぎ、効率的な熱源利用つくるのに使用できるが、業務用エコキュートは冷熱システム製作所では、この水熱源ヒートポ

CO2 を冷媒として水を低い温度から高い温度に沸ンプの導入事例づくりと CO2 削減目標達成の両方き上げるのが得意なのに対し、ヒートポンプ給湯を目指して、2014 年から第７工場で排熱を有効利機は５℃程度の温度差でじわじわと上げていく循

用した省エネ・CO2 排出量削減の取組みを始めた。

環加温が得意な機器だ。冷媒は代替フロンを使う。

具体的には同工場１階の部品切削工程から排出さ最近では業務用エコキュートでお湯をつくり、保れる熱を回収して２階の塗装工程内の洗浄槽の加温はヒートポンプ給湯機で行うといった組合せも温に使うという内容だ。

増えているという。

同工場の１階には圧縮機の部品を切削加工する

水熱源ヒートポンプは、空調用水冷チラーなどために約 80 台もの工作機械が並んでいる。それぞと原理的には同じもので、一方から冷水、他方かれの機械で使う切削液を冷やす冷却機や焼入れ機ら温水がつくれるという仕組みは変わらない。浴から排出される熱で、１階は高温になる。作業環槽やプールの保温、床暖房などの用途は従来から境を保つための空調機の電気代は大きな負担だ。

あり、導入実績も多数ある。それに対して、今回、また、２階でも圧縮機の塗装前後の洗浄工程で洗三菱電機の排熱回収型水熱源ヒートポンプはイン浄槽を加温するためにガス焚きボイラーを使い、バーター制御により高効率化するとともに、従来加温用の蒸気をつくっている。

は出湯温度が 60℃までだったところを 65℃まで可水熱源ヒートポンプで１、２階の冷水と温水の能とした仕様に改良した。従来は水を温める場合両系統を１つにつなぐことができれば、非常に効はボイラーなどの燃焼式を使うのが主流だったが、率的な熱源利用ができる。そこで、１階の切削油

最近は温排水や地熱など未利用の熱を回収して再冷却機と焼入れ機の計 12 台から排出される熱をプ利用することで、大幅な CO2 排出量を削減する方レート式熱交換器（写真４）で回収し、水熱源ヒー法が注目されている。水熱源ヒートポンプはこのトポンプで再生し、２階の洗浄槽加温用に循環す

工場管理 2016／06

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写真４

プレート式熱交換器

図１

圧縮機製造ラインへの排熱回収型水熱源ヒートポンプ導入

排熱回収型 水熱源ヒートポンプ
温水60℃
湯洗槽50℃脱脂槽
冷水排熱

30℃
焼入れ機冷却

既設冷水チラー

25℃
切削液冷却るシステムをつくった。省エネ効果を出しながらではあるが、これも小さい積み重ねの１つ。当製冷却機と焼入れ機の冷却液の温度を 30℃程度、洗作所の年間 CO2 削減目標 500 トンに対して、30 ト浄槽の温度は 50 ～ 60℃程度に維持できることを確ン近く削減できたことは大きい」と水熱源ヒート認した（図１）。

ポンプの導入効果に手応えを感じている（図２）。

省エネの効果は非常に大きい。エネルギー使用削減した年間消費エネルギー量は単価変動を考量は見込み値ながら、導入前が年間 3,132 ギガジュ

慮せずに料金換算すると約 220 万円程度になるとールだったのに対して、導入後は 1,589 ギガジューいう。水熱源ヒートポンプ機器と熱交換器やポンルと実に 49.3％もの削減に成功した。CO2 排出量

プなど付帯設備の価格、工事費も含めた総費用でで見ると 49.4％の削減効果を上げた。村田明生圧

考えると、概ね５～８年程度で回収できる計算に縮機製造部圧縮機工作課長（写真５）は、「冷熱シスなる。

テム製作所全体の取組みからすると微々たるもの

また、従来、切削油冷却機などは空気中に熱を放出する空冷式だったため、排熱部分に工場内の

写真５

村田 明生圧縮機製造部圧縮機工作課長

オイルミストが付着して目詰まりを起こすのを、定期的に清掃する必要もあった。導入したプレー

図２

水熱源ヒートポンプの導入効果

4,000

一次エネルギー（GJ/ 年）

3,000
2,000
1,000

1,826
1,075

電気

1,306514

0
更新前

68

ガス

更新後

Vol.62 No.7 工場管理

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排熱回収型 水熱源ヒートポンプを導入 さらなる生産ラインの省エネルギーとCO2 排出量の削減を推進

ト式熱交換器は冷水で熱を回収する方式のため、

写真６

森本 幸作製造管理部環境保全課長

オイルミストの影響も受けず、清掃の手間も減らすことができ、生産現場の改善効果も得られた。

熱需給調整のバッファーとノウハウが必要
成果が上がった一方、課題も見えている。現状
では、洗浄槽を加温するために必要な排熱量が十分ではなく、ボイラーも補助的に稼働させている。
製造品質に関わるため、安全をみて能力を確保していた結果である。
「十分な排熱量を確保するため、接続する冷却機の数を増やしたり、空調用として利用したりするなど温水と冷水の需給バランスを合わせることは可能で、アイデアはいっぱいある」と森本幸作製造管理部環境保全課長は（写真６）とことから、まずはグループ内で導入事例を増やし、話す。夏季を迎えると排熱量は増し、逆に加温に同様の操業環境を持つ顧客に対して導入実績を広必要な熱量は減ることから、現状のアンバランスげながらニーズや課題の把握を進める考えだ。

が是正される方向に働く可能性もある。

冷水と温水を同時に必要とする製造工程は限らまた、時間帯による需給変化の問題もある。同れていたり、さらに必要な熱量と排熱量のバラン

工場では１階は夜間も稼働しているが、２階は停スが偏っていたり、あるいは汚れていたり、使用止してしまう。そのため、夜間は水熱源ヒートポ場所が離れていたりとハードルは高い。関係するンプの稼働を止め、既設のチラーを使って切削油機器メーカーや設備工事会社との検討を重ねてクや焼入れ機を冷却している。こうした工場の設備リアすべき課題を明らかにすることも必要だ。三や操業状況に応じて熱需給のバランスは変化する

菱電機冷熱システム製作所では、市場のニーズやため、「年間通してバッファーをどう持つのかがノ課題をしっかりと把握したうえで、製造工場に適ウハウになる」（森本課長）。

したヒートポンプの製品開発にフィードバックしグループ内相互で導入しニーズ把握を進めるていく考えだ。
（日刊工業新聞

大阪支社産業部

錦織

承平）

冷熱システム製作所では、すでに第７工場の水熱源ヒートポンプを工場見学のルートに組み入れているほか、技術パンフレットなどに効果をまとめ提案ツールとして活用している。効果計測などで協力を得た関西電力には、省エネルギー対策として同社に製品を紹介してもらうなど、産業分野の顧客に向けた営業活動はさまざまなルートで始まっている。
また、三菱電機グループ内でも導入効果を共有して、全国の工場や生産ラインにある切削・洗浄工程で同様のシステムを導入できないか検討を始めている。まったく新規の製造業の工場、業態への導入には、まだ検討のための時間が必要である
工場管理 2016／06

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