優良省エネルギー設備顕彰事例③◦一般社団法人 日本冷凍空調設備工業連合会優秀賞◦改修設備部門

食肉加工処理工場における個別分散システムによる品質維持と省エネ化
設備所有者：株式会社ＪＡ食肉かごしま 南薩工場
設備施工者：株式会社ダイキンアプライドシステムズ

建物の概要
名

称

株式会社 JA 食肉かごしま南薩工場

所在地

鹿児島県南九州市知覧町南別府 22361

概昭和 54 年竣工

要

建屋：地上 2 階建て
延べ面積：13,100m2
構造：鉄骨造・鉄筋コンクリート造
用途：食肉加工（牛・豚）株式会社JA食肉かごしま

1 ．システム開発の目的と経過

南薩工場

外観

目的
食肉加工処理工場における冷凍冷蔵設備は、食肉の解体、冷却、加工および保管までを担っており、冷凍冷蔵設備における電力使用量は工場全体の約半数を占めている。近年、

2 ．設備・システムの概要
既設機器概要空調方式：セントラル方式

海外輸出認定工場として食品安全マネジメントシステムに水冷式コンデンシングユニット

関する国際規格 ISO22000 の取得により庫内温度の低温化、＋補機（冷却塔＋冷却水ポンプ）デフロスト時の庫内温度の保持、規定された時間内でのト＋ユニットクーラー

体品温の冷却など、厳格な温度管理が求められるようにな

デフロスト方式：散水方式

り、電力使用量は増加傾向にある。

使用冷媒：HCFC 冷媒 R22

本件は、既設冷凍冷蔵設備において、水冷式冷凍機によるセントラル方式から空冷式の DC インバーター冷凍機を利用した個別分散方式へ変更し、省エネ監視設備を新規導馬

力：計 656HP

更新機器概要空調方式：個別分散方式

入することにより、省エネルギー、省メンテナンス、故障空冷式低温用エアコン（室外機＋室内機）時のリスク低減および製品の高品質維持を目的としていデフロスト方式：逆サイクルホットガス方式

る。

使用冷媒：HFC 冷媒 R410A

経過

室外機：計 83 台

設計期間：平成 27 年 8 月

馬

室内機：計 103 台

力：計 846HP【一期工事】
工事着手：平成 27 年 9 月

工事完了：平成 28 年 3 月【二期工事】

3.1

工事着手：平成 28 年 4 月

18

冷凍空調設備

3 ．着想

2018年 6 月15日号

工事完了：平成 29 年 3 月

リスクの低減既存水冷式冷凍機利用によるセントラル方式の場合、冷凍機 1 台で複数庫を冷却しているため、冷凍機故障時のリスクが大きく、その低減化が課題であった。本設備では、部屋ごとに専用冷凍機を設置し、冷却能力を多く必要とする部屋については複数台の冷凍機を設置する計画とした。
3.2

工場を稼働しながらの更新

既設水冷式冷凍機は専用の機械室に設置されており、同じ機械室に新設冷凍機を設置することは困難であることから、別機械室に冷凍機を設置する案、および工場周囲の空表１

更新前と更新後の電力使用量の比較

きスペースを利用する案があった。今回、水冷式冷凍機かにより更新前と比較し、約 14％の省エネとなった（表 1）。

ら空冷式冷凍機へ変更することで、屋上空きスペース、工電力使用量▲ 356,000kWh/ 年

場周囲空きスペースを有効利用することとした。この場合

水使用量▲ 29,200m3/ 年の削減

は、工場稼働中に冷凍機を設置しておき、客先の長期休暇期間中に配管配線接続と試運転を実施する方法が採用でき5 ．投資回収（省マネー）る利点もある。また、専用の機械室も不要となるため、建A：本設備の投資金額設費用の削減化を図ることも可能である。

本設備は老朽化に伴う更新工事であることから、投資金額は冷凍機増容量分 190HP（既設容量 846HP- 更新容量3.3

電気使用量の低減化

既存設備は水冷式冷凍機利用により、冷却水ポンプおよ656HP）と、新たに加えた省エネ監視設備の投資金額の合計とする。

び冷却塔ファンの動力が必要となる。また、冷凍機は一定

冷凍機増容量分 190HP： 93,000 千円

速圧縮機のため、特に中間期から冬期にかけての負荷低減

省エネ監視設備金額
合時における冷凍機の電力削減化ができていなかった。本件
では年間負荷を把握し、計画時の試算により DC インバー

電力料金削減額

力使用量の低減化を図れる結果を得た。

井水使用料削減額：： 6,600 千円 / 年

保守費用削減額合

省メンテナンス化

セントラル方式から個別分散方式に変更することで冷凍

計：108,000 千円

B：年間削減金額

ター圧縮機を搭載した空冷式冷凍機を利用することで、電3.4： 15,000 千円

500 千円 / 年：12,000 千円 / 年
計：19,100 千円 / 年

投資回収年数は、A/B より 5.7 年となる。

機は小型化し、専任技術者が不要となる。また、冷凍機の台数が増えることで日常点検が煩雑になることを想定し、6 ．他の建物への応用性

省エネ監視設備での冷凍機の運転状態や庫内温度データを食肉加工処理工場に限ったことではなく、いまだに多く一括監視、帳票出力することで省メンテナンス化を図る。の工場、倉庫において過去にセントラル方式が採用され、更新されずに現存している。今後、それぞれのニーズに応

3.5

デフロスト方式の変更

じた品質維持・管理は当然のこと、優れた省エネ性、環境デフロスト方式を散水方式からホットガス方式にするこ

性、簡易メンテナンス性を求められる中、空冷式で高効率とで散水による天井面の再氷結、水の飛散による問題解決

な DC インバーター圧縮機を搭載した個別分散方式の採用を図った。

は有効な手段と考えられる。

4 ．効果（省エネルギー）

7 ．仕様又は開発製品､ システム､ 部品等の仕様

冷凍機を水冷式から空冷式へ、デフロスト方式を散水方

7.1

空冷式低温用エアコンの採用式から逆サイクルホットガス方式へ変更することにより、採用した冷凍機の特徴は以下のとおりである。

補機動力の削減と井水使用量を不要とした。さらに個別分①逆サイクルホットガスデフロスト方式

散による運用での省エネおよび部分負荷時の運転効率向上

 従来の、給水タンクやポンプ等の給水設備を必要とす

June 2018 | REFRIGERATION & AIR -CONDITIONING CONTRACTORS

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る散水方式を逆サイクルホットガスデフロスト方式にすもやることで、給水設備を不要とした。さらに靄による結露や再氷結、水の飛散が無くなり衛生面も改善された。
②エコノマイザーサイクル
 冷却運転においては、エコノマイザーサイクルを搭載し、中間ガスインジェクションによる低温領域での運転効率を大幅にアップさせた冷凍機を採用している（図 1）。

図3

省エネ監視システム図

後述するが、運用する時間帯に合わせた機器の制御連動やデマンドによる能力抑制などに威力を発揮している。これを当社独自の制御システム、ZU：NOS（ズーノス）により実施している（図 3）。
図１

エコノマイザーサイクル③リラクタンス DC インバーター搭載

8 ．環境保全、便利性等
低温用エアコンの個別分散設置と一室あたりの複数台設

 圧縮機には、リラクタンス DC インバーター圧縮機を置により、故障時の製品への影響を低減している。さらに、搭載し（図 2）、定格時での効率アップだけでなく、年圧縮機を複数台搭載しているため、1 台故障しても運転を間を通じて運転時間の長い中間期、冬期の低負荷時で特継続するのでより安心である。また、将来の更新時も工事に高い効率での運転が可能になる。

が容易になる。冷媒は、R22 から高効率でオゾン破壊係数0 の R410A を採用し、エコノマイザーサイクルにより冷媒保有量は従来比で約 80％の大幅な削減ができた。
9．工 夫した点、発想した点、創作した点、新しい点等、設備の特徴
枝肉は、菌や微生物の繁殖を防ぐためにも速やかに冷却しなければならない。また、庫内温度が不安定で、冷却時間が長くなると肉の色合いの変化により製品価値が低下する恐れがある。そのため、庫内温度とト体の温度は厳格に管理されている。

図2

DC圧縮機モーター特性

今回、負荷に応じた DC インバーター制御で圧縮機の発停回数を限りなく抑え、庫内温度を安定させたことにより

7.2

省エネ監視システム

製品品質の向上が期待される（図 4）。

主な特徴としては通常の中央監視機能（発停や状態監視、また、DC インバーターを搭載した冷凍機と中央監視シトレンドログ）に加えて、専用通信 DⅢ-NET を直接制御

ステムにより、負荷に応じて冷媒循環量を制御することで、することで冷凍機内の制御情報を利用可能にした。

年間を通じて最適な蒸発温度で制御することが可能になっこれにより同時デフロストの防止や設定温度変更の他にた。これにより、ト畜数や季節による負荷の変動に対する蒸発温度変更など用途に合わせた設備での制御を組むこと最適運転を可能とし、庫内温度の振れ幅を極力抑えることが可能となる。

ができた。さらに、中間期から冬期にかけての低負荷時に20冷凍空調設備2018年 6 月15日号

図4インバーターによる冷却能力制御

おいては冷媒循環量を減少させることにより、効率的な省エネ運転が可能となった。
次に、庫内温度を乱す原因の一つに除霜時の庫内温度上

写真 2

牛枝肉冷蔵庫写真 3

牛製品保管庫（既設機器（庫内側面）、更新機器（庫内中央））

写真 4

低温用エアコン室外機昇がある。この温度上昇を防ぐため、DC インバーターによる適切な容量制御と、比較的低温のホットガスにコントロールすることにより、庫内の温度上昇を抑えている。
今回、枝肉入庫時は洗浄後の濡れたト体および扉開口部からの侵入外気による霜付での能力低下やデフロスト回数増が課題となったが、新規導入した中央監視システムにより、入庫初期は蒸発温度を上げて霜付を抑え、庫内の水分をドレン化したことで解決させた。
10．市 場性、販売状況、適用市場の大きさ、競合品又はシステムとの比較、販売実績（国内、外）等
食肉加工工場は全国に約 200 ヵ所あり、冷媒 R22 を使用した大型冷凍機によるセントラル方式が数多く現存している。今後も更新時においては、生産量を維持することが要求されるため、計画する場合に、省エネだけでなく施工面からも本個別分散方式は有効な手段と考えられる。
11．概観、構造図

写真１

豚枝肉冷蔵庫June 2018 | REFRIGERATION & AIR -CONDITIONING CONTRACTORS

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