ワーキンググループによって開発

バイオマス DHプラント用のQM

QM Holzheizwerkeは 、バイオマスを利用した温水暖房システムの品
質管理システムです 。これらのシステムの出力は、約100 kW以上で、個々の建物や地域および地区の暖房ネットワークの熱供給を目標としています 。この品質管理システムは、熱生成システムおよび地域加熱
ネットワークの専門的な設計、計画、および管理に重点を置いています。重要な品質基準は、高い運用信頼性、正確な制御、低いEMI、システム全体の経済的な運用です。
この品質管理システムは、当初は1998年にスイスで開発されました。
2004年には、バイオマス地域区暖房設備の品質管理（バイオマスDH
プラントの品質管理）を共同で提供するために、国際 的な作業グルー
プQM Holzheizwerke が設立されました。
この 計画ハンドブック では、プロジェクトプロセスについて説明し、専門的な計画と実行によって、熱発生設備および暖房ネットワークの品質目標を達成する方法を示します。
『計画ハンドブック』は、QM Holzheizwerkeシリーズの出版物の一部であり、 その中に次の巻が発行されています。
第1巻：Q-ガイドライン（Q-計画）
ISBN 978-3-937441-91-7を参照
第2巻：標準水流スキーム- Part I ISBN 978-3937441-92-4
第3巻：バイオマスボイラー用サンプル提案（1つのバイオマスボイラー用スイス仕様）。
ISBN 978-3-937441-87-0を参照
第3巻：バイオマスボイラー用サンプル提案（1つのバイオマスボイラー用スイス仕様）。
ISBN 978-3-937441-88-7を参照
第4巻：ISBN 978-3-93744196-2を参照
第5巻：標準水流スキーム- Part I ISBN 978-3937441-95-6
こ の 一 連 の 出 版 物 は 、 QM Holzheizwerke ワ ー キ ン グ グ ル ー プ(www.qmholzheizwerke.ch)のウェブサイトから直接入手できます。その他のドキュメント、ソフトウェアツール、FAQや、バイオマスからのエネルギーに関する最新の動向についても、このウェブサイトをご覧ください。一部のシリーズは、EU-Interregプロジェクトのエントレ
インをサポートする英語、イタリア語、およびその他の言語に翻訳されています（無料で利用可能、 www.qm-biomass- dh-plants.comを参照)。

2

バイオマス地区加熱プラントの品質管理-計画ハンドブックを参照してくださ
QM Holzheizwerke Volume 4の出版物シリーズ
バイオマス地域加熱プラントの作業グループ品質管理
によって開発されました

計画ハンド
ブック
バイオマス DHプラント用のQM
ワーキンググループによって開発第3版 C.A.R.M.E.N.V.Straubing
2022を完全に改訂

CE-INTERREG-Project ENTRAIN
からのサポートを受けて翻訳

バイオマス DHプラント用のQM
スイス：
スイス連邦エネルギー局の財務サポート
www.qmholzheizwerke.chwww.holzenergie.ch

オーストリア：AEE INTEC - Institute for Sustainable Technologies
www.klimaaktiv.at/qmheizwerke
ドイツ：
Baden-Württemberg: HFR - University of Applied Forest

概要

Sciences Rottenburg
バイエルン： C.A.R.M.E.N. e.V.
www.qmholzheizwerke.de

作業グループチーム

イタリア：
APE FVG - Agenzia per l'Energia del Friuli Venezia Giulia
www.ape.fvg.it
インターナショナル：
バ イ オ マ ス 地 区 加 熱 プ ラ ン ト の 品 質 管 理 www.qmbiomass-dh-plants.comを参照
これらのウェブサイトでは、熱供給のためのバイオマ
ス利用に関する情報や出版物を提供しています。ソフ
トウェアツールは、ここからダウンロードすることもできます。
© Arbeitsgemeinschaft QM Holzheizwerke 2004 - 2022.
バイオマス DHプラント用のQM
ソースが確認されていれば、抜粋が再印刷される場合があります。

Jürgen Good (Management), Verenum AG, CH
Stefan Thalmann, Verenum AG, CH
Daniel Binggeli, Swiss Federal Office of Energy, CH
Andres Jenni, ardens GmbH, CH
Andreas Keel, Holzenergie Schweiz, CH
Patrik Küttel, DM Energieberatung AG, CH
Harald Schrammel, AEE INTEC, AT
Sabrina Metz, AEE INTEC, AT
Christian Ramerstorfer, AEE INTEC, AT
Gilbert Krapf, C.A.R.M.E.N. e.V., DE
Niels Alter, C.A.R.M.E.N. e.V., DE
Christian Leuchtweis, C.A.R.M.E.N. e.V., DE
Harald Thorwarth, HFR, DEJohanna
Eichermüller, HFR, DE

QM Holzheizwerke®
は登録商標です。

Matteo Mazzolini, APE FVG, IT

Team of authors of the third edition

元著者チーム （第1版および第2版）

Jürgen Good (Management), Verenum AG
Stefan Thalmann, Verenum AG
Thomas Nussbaumer, Verenum AG
Andreas Keel, Holzenergie Schweiz
Andres Jenni, ardens GmbH
Patrik Küttel, DM Energieberatung AG
Harald Schrammel, AEE INTEC
Sabrina Metz, AEE INTEC
Christian Ramerstorfer, AEE INTEC
Jakob Binder, AEE INTEC
Gilbert Krapf, C.A.R.M.E.N. e.V.
Niels Alter, C.A.R.M.E.N. e.V.
Christian Letalik, C.A.R.M.E.N. e.V.
Harald Thorwarth, HFR
Johanna Eichermüller, HFR

Jürgen Good (Coordination), Verenum AG
Friedrich Biedermann, BIOS BIOENERGIESYSTEME GmbH
Ruedi Bühler, Umwelt und Energie
Helmut Bunk, Klimaschutz- und Energieagentur (KEA-BW)
Thomas Deines, Ministerium für Ernährung und Ländlichen
Raum Baden Württemberg

Hans Rudolf Gabathuler, Gabathuler Beratung GmbH
Alfred Hammerschmid, BIOS BIOENERGIESYSTEME GmbH
Andres Jenni, ardens GmbH
Gilbert Krapf, C.A.R.M.E.N. e.V.
Thomas Nussbaumer, Verenum AG
Ingwald Obernberger, BIOS BIOENERGIESYSTEME GmbH
Bernhard Pex, C.A.R.M.E.N. e.V.
Christian Rakos, Energie Verwertungsagentur E.V.A.

Translation team Connie Dolin, Christian Ramerstorfer, Harald SchrammelISBN 3-937441-90-5 QM Holzheizwerke series of publications
Volume 4: 計画ハンドブック

概要

はじめに
スイス連邦エネルギー局（Federal Office of Energy）とスイス中央政府機関（Sev-eral Swiss Cantons）を代表して、大規模バイオマス地域暖房（DH）プラントの品質管理（QM）システムは、1998年にスイスの専門家によって開発され、その後、QS-Holzheizungになりました。これに基づき、2004年にスイス、オーストリ
ア、バーデン・W ü rttemberg、Bavaria、ラインランド・パラティ（現在は活動していません）の代表者が参加しました。 また、2020年以降、イタリアはバイオ
マ スの 熱 プラ ン トの 品 質基準 を 共同 で 作成 し 、 QM
Holzheizwerke と い う 名 前 で 提 供 す る た め に 、 QM
Holzheizwerke作業部会を設立しました 。重点は、熱発生プラントや暖房ネットワークの設計、計画、実行を専門的に行うことにあります。重要な品質基準は、高い運転安全性、正確な制御、優れた空気衛生プロップリティー、経済的な燃料ロジスティクスです。この目標は、プラント全体の効率的で低排出ガスで経済的な運転を実現することです。
QM Holzheizwerke（バイオマスDHプラント用QM）は、バイオマス（木材チップ、バーク、粉砕、ペレットなど）をベースとした温水・温水加熱システムの開発に、
100 kW以上の出力範囲で署名し、 個々の建物や地域
や地域の暖房ネットワークに熱を供給しています。発電用のプラントは考慮されませんが、同様に、またはそのようなプラントの場合に限り、Biomass DHプラン
トのQMを検討することをお勧めします。
この 計画ハンドブックは、QM Holzheizwerkeシリーズの出版物の一部です。この 計画ハンドブック では、
プロジェクトプロセスについて説明し、専門的な計画と実行によって、熱発生設備および暖房ネットワークの品質目標を達成する方法を示します。特に投資家、プラント事業者、企画者を対象にしていますが、教育、研究開発、資金提供機関、政治・行政の意思決定者などのための重要な基礎情報も提供しています。「計画ハンドブック」は、4つのパートと補足付録に分かれています。第1部では、バイオマスDHプラントに対するQMの意味での合理的なエネルギー使用の基本的な考え方と、プロジェクト開発の最初のステップについて説明します。第2部では、バイオマスDHプラントの計画、建設、および運転の技術的および経済的基礎について説明します。第3部では、設備の試運転と受け入れに至るまで、計画プロセスを段階的に説明します。最後に、第4部では工場の運転、管理、最適化、近代化に関するノウハウを提供します。付属書では、さらに詳しい情報、計算、補助は要約され、最も重要な技術用語は用語集にまとめられています。

また、ヒートポンプとの組み合わせによる燃料ガス凝縮や、その他のCEN（熱エネルギー、地熱エネルギー、
廃熱、ヒートポンプなど）を利用したバイオマスDHプ
ラントの同時利用もカバーされています。
読みやすさを向上させ、国際的な用途を広げるために、一般的に有効な式が推奨され、国固有の情報やテキス
トセクションはほとんど省略されました。可能な限り、計画ハンドブックは国際的に有効な規格およびガイド
ラインを参照しています。各国固有の規格、法律、規制は明示的に参照されていません。これらは付属書の一部である（スイス、オーストリア、ゲール・ドイ
ツ）。
さまざまな国のさまざまな価格帯は、コスト情報の場
合に限られた範囲でしか考慮できません 。ここでは、図や情報に関する具体的な説明を遵守し、必要に応じて、国内の状況に応じて価格帯を確認し、広告を掲載する必要があります。
この計画ハンドブックの内容は、当社の知識を最大限に活用し、すべての細心の注意を払って修正されています。ただし、作成者は、提供された情報の完全性、局所性、正確性、および品質について責任を負うことはできません。計画ハンドブックは、専門家による詳細なプロジェクト固有の計画、および適用される規格および法的規制の審査および遵守に代わるものではありません。計画ハンドブックの使用に起因する材料または材料に起因する損害に対する責任請求は除外されます。

技術とノウハウの継続的な発展を考慮するために、計画作成ハンドブックの第3版が完全に改訂、更新され、QM Holzheizwerkeワーキンググループのチームによって補足されました。これの基礎は技術の現在の状態である現在、このような「新しいシステムの概念」が登場しています5

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
QM Holzheizwerkeワークイングループの作成者チームは、計画ハンドブックの最初の著者に感謝します。
このハンドブックは、現在の新しい版の基礎となっている、価値のある包括的な作業を行っています。広告
では、業界の多くの専門家に、コンサルティングプロ
セスの過程で貴重なフィードバックと積極的な参加をいただいたことに感謝します。
また、バイオマス地区の暖房設備の品質基準の開発と確立に向けた取り組みとして、QM Holzheizwerkeワーキンググループルーディ・ビュラー、ハンス・ルド
ルフ・ガッサー、フランツ・プロミツァーのパイオニアにも感謝します。
QM Holzheizwerke Planning Handbookの編集と新しい版は、以下の「The」の章の最後の部分と人事部のサポートによって可能になりました。これについても、心から感謝します。
 Schweizer Bundesamt für Energie Österreichisches Bundesministerium für Klimaschutz,
Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie im Rahmen der Klimaschutzinitiative klimaaktiv
 C.A.R.M.E.N. e.V., Bayern
 Holzenergie-Fachverband Baden-Württemberg e.V.
QM Holzheizwerke working group, 28 January 2022

6

概要

概要
第1部 エネルギーの合理的な使用方法 ............................................................................. 15
1

エネルギー源としてのバイオマス ........................................................................16

2

バイオマスDHプラントのQM ...............................................................................20

3

プロジェクト開発 .................................................................................................24

第2部 基本 ........................................................................................................................28
4

バイオマスからのエネルギー ...............................................................................29

5

熱生成のプラント設備部品 ...................................................................................466

燃料の貯蔵、燃料の搬送および 灰出し設備部品 ..................................................647

熱発生水流回路 .....................................................................................................788

熱供給の設備構成要素 ..........................................................................................91

9

灰 .......................................................................................................................... 9610

経済効率.............................................................................................................. 102

第3部 計画プロセス ........................................................................................................ 11311

需要評価.............................................................................................................. 114

12

熱供給設計 .......................................................................................................... 123

13

熱発生システム選択 ............................................................................................ 13114

燃料貯蔵、燃料搬送、および灰出しの設計 ........................................................ 175

15バイオマスボイラーシステムの導入と受け入れ ................................................. 184

第4部 操作と管理............................................................................................................ 189
16

試運転後の運転最適化 ........................................................................................ 190

17

操作とメンテナンス ............................................................................................ 195

18

既存設備の最適化と改修..................................................................................... 199

付属書 .............................................................................................................................. 208
19

規制 ..................................................................................................................... 209

20

重要な計算と変換 ............................................................................................... 218

21

用語集 ................................................................................................................. 237

22

資料 ..................................................................................................................... 244

7

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

目次
第1部 エネルギーの合理的な使用方法 ..............................................................................15

1

エネルギー源としてのバイオマス ........................................................................16

1.1
1.2

序章 .............................................................................................................................. 16
バイオマスからのエネルギーの重要性 ......................................................................... 16

1.2.1
1.2.2

由来(origin) .....................................................................................................................................16
使用 .................................................................................................................................................16

1.3

エネルギーシステムにおけるバイオマスのエネルギーの役割 ...................................... 18

1.3.1
1.3.2

国際比較における意義 ....................................................................................................................18
将来のエネルギーシステムの可能性 ..............................................................................................18

1.4

バイオマスからのエネルギー対策の推進 ...................................................................... 19

2バイオマスDHプラントのQM ...............................................................................20

2.1
2.2
2.3

原点と目的 .................................................................................................................... 20
なぜバイオマスDHプラントでQMを使用するか？ ....................................................... 20
QMstandard® ............................................................................................................... 21

2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
2.3.6

最も重要なプロジェクト参加者 .....................................................................................................21
タスクと責任 ..................................................................................................................................21
マイルストーンによる計画プロセス実行 .......................................................................................21
Qプラン ..........................................................................................................................................22
Q -ガイドライン .............................................................................................................................22
プランナー用ツール .......................................................................................................................22

2.4

QMmini......................................................................................................................... 23

2.4.1
2.4.2
2.4.3

適用範囲..........................................................................................................................................23
手順 .................................................................................................................................................23
ドキュメントとツール ....................................................................................................................23

3

プロジェクト開発 .................................................................................................24

3.1
3.2

kWhからの考え ............................................................................................................. 24
実現可能性調査(FS) ...................................................................................................... 25

3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
3.2.5
3.2.6

中央暖房設備と燃料貯蔵の場所 .....................................................................................................25
空間計画の要件 ...............................................................................................................................25
燃料供給の可能性 ..........................................................................................................................26
接続の周辺と接続の関心事項 .........................................................................................................26
コンセプト案 ..................................................................................................................................26
投資と熱生産コスト .......................................................................................................................26

3.3

その他の側面 ................................................................................................................ 26

3.3.1
3.3.2
3.3.3

資金調達..........................................................................................................................................26
事業会社..........................................................................................................................................26
成功要因と障害........................................................................................................................................... 27

第2部 基本 ........................................................................................................................28
4

バイオマスからのエネルギー ...............................................................................29

4.1
4.2

序章 .............................................................................................................................. 29
木質燃料の基本組成...................................................................................................... 29

8

目次

4.3
4.4

参照状態 ....................................................................................................................... 29
重要なパラメータ ......................................................................................................... 30

4.4.1
4.4.2
4.4.3
4.4.4

水の含有量と木材の水分 ................................................................................................................30
灰含有量..........................................................................................................................................31
正味および総熱量の値 ....................................................................................................................31
ボリュームの仕様 ...........................................................................................................................32

4.5

自動木質燃料燃焼システム用燃料供給 ......................................................................... 33

4.5.1
4.5.2
4.5.3
4.5.4
4.5.5

概要 .................................................................................................................................................33
木質燃料の種類 ...............................................................................................................................34
燃料の準備 ......................................................................................................................................36
品質パラメータ ...............................................................................................................................38
供給戦略..........................................................................................................................................42

4.6
4.7

分析 .............................................................................................................................. 43
燃料供給契約と請求書 .................................................................................................. 43

4.7.1
4.7.2
4.7.3
4.7.4

燃料供給契約 ..................................................................................................................................43
ボリュームに基づいた課金.............................................................................................................43
重量に基づいた課金 .......................................................................................................................44
熱発生の量に従った課金 ................................................................................................................445

熱生成のプラント設備部品 ...................................................................................46

5.1
5.2
5.3

アプリケーションの領域............................................................................................... 46
燃焼の基礎 .................................................................................................................... 47
燃焼技術 ....................................................................................................................... 47

5.3.1
5.3.2
5.3.3
5.3.4

概要 .................................................................................................................................................47
固定ベッド燃焼システム ................................................................................................................48
流動床燃焼 ......................................................................................................................................50
粉塵燃焼..........................................................................................................................................50

5.4
5.5
5.6
5.7
5.8

ボイラー部の熱変換...................................................................................................... 51
ボイラー煙管の自動洗浄............................................................................................... 52
排出ガス ....................................................................................................................... 52
排出ガス削減の主な対策............................................................................................... 53
排出ガス削減のための二次的措置 ................................................................................ 54

5.8.1
5.8.2

除塵 .................................................................................................................................................54
脱窒 .................................................................................................................................................57

5.9
5.10

エコマイザーと排ガス凝縮による熱回収 ...................................................................... 57
プロセス制御技術 ......................................................................................................... 58

5.10.1
5.10.25.10.3

基本情報..........................................................................................................................................58
測定機器およびデータ収集の要件 ..................................................................................................61
計画と実行 ......................................................................................................................................626

燃料の貯蔵、燃料の搬送および灰出しの設備部品 ...............................................64

6.1
6.2
6.3

予備的なコメント ......................................................................................................... 64
燃料貯蔵 ...................................................................................................................... 64
サイロと倉庫の充填...................................................................................................... 66

6.3.1
6.3.2
6.3.3
6.3.4

木質チップサイロ充填 ....................................................................................................................66
倉庫充填と管理 ...............................................................................................................................68
切りくずサイロ充填 .......................................................................................................................70
ペレット保管部充填 .......................................................................................................................706.4

排出システム ............................................................................................................... 71

6.4.1

すべての燃料の排出システム .........................................................................................................71

9

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

6.4.2

特殊排出システム ...........................................................................................................................72

6.5
6.6
6.7
6.8

コンベアシステム ......................................................................................................... 74
炉の供給 ....................................................................................................................... 75
燃料搬送システムの逆火保護 ....................................................................................... 76
灰出し ........................................................................................................................... 77

7

熱発生水流回路 ..................................................................................................... 78

7.1
7.2

水流回路の基礎 ............................................................................................................. 78
ボイラー回路の制御...................................................................................................... 78

7.2.1
7.2.2

コントロールバルブボイラ回路 .................................................................................................... 78
バイパスボイラー回路 ................................................................................................................... 80

7.3

ポンプ ........................................................................................................................... 80

7.3.1
7.3.2
7.3.3
7.3.4

ポンプのタイプ .............................................................................................................................. 80
ポンプ設計 ..................................................................................................................................... 81
速度制御式ボイラーポンプ............................................................................................................ 82
ボイラーポンプの操作上の信頼性と冗長性 .................................................................................. 83

7.4

熱量計 .......................................................................................................................... 83

7.4.1
7.4.2
7.4.3
7.4.4

熱量計の特長 ................................................................................................................................. 83
個々の流量測定方法の要件............................................................................................................ 84
熱量計の設置 ................................................................................................................................. 85
バルブオーソリティー（圧力修正係数）権限の影響 .................................................................... 85

7.5

蓄熱 ............................................................................................................................. 85

7.5.1
7.5.2

加熱システムの蓄熱 ...................................................................................................................... 85
蓄熱タンクの水流回路システム統合 ............................................................................................. 88

7.6

熱源水流回路システムに関する質問 ............................................................................. 90

7.6.1
7.6.2

水質 ................................................................................................................................................ 90
循環不良の防止 .............................................................................................................................. 908

熱供給の設備構成要素 .......................................................................................... 91

8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9

概要 .............................................................................................................................. 91
配管システム ................................................................................................................ 91
継手 .............................................................................................................................. 91
リークモニタリング...................................................................................................... 92
データ転送と通信 ......................................................................................................... 93
ネットワーク構造 ......................................................................................................... 93
設置方法と状況 ............................................................................................................. 93
加熱ネットワークの水質............................................................................................... 94
熱供給 ........................................................................................................................... 94

8.9.1
8.9.2

顧客との接続 ................................................................................................................................. 94
熱供給の要件 ................................................................................................................................. 94

9

灰 .......................................................................................................................... 96

9.1
9.2
9.3
9.4

灰の蓄積 ....................................................................................................................... 96
灰分数(Ash fractions) .................................................................................................. 96
灰の組成 ....................................................................................................................... 97
廃棄およびリサイクル .................................................................................................. 98

9.4.1
9.4.2
9.4.3

スイスの状況 ................................................................................................................................. 99
ドイツの状況 ............................................................................................................................... 100
オーストリアの状況 .................................................................................................................... 100

10

目次

10

経済効率.............................................................................................................. 102

10.1
10.2
10.3
10.4

バイオマスDHプラントの経済効率の問題 .................................................................. 102
責任 ............................................................................................................................ 102
バイオマスDHプラントのコスト構造 ......................................................................... 102
経済効率の計算 ........................................................................................................... 104

10.4.1
10.4.210.4.3

はじめに....................................................................................................................................... 104
年法を使用した熱発生コスト計算、 ........................................................................................... 104
正味現在価値法（NPV）と内部収益率（IRR） .......................................................................... 105

10.4.410.4.5

バリアント（別形）比較 ............................................................................................................. 106
感度解析....................................................................................................................................... 106

10.5
10.6

熱販売の料金体系 ....................................................................................................... 107
ビジネスプラン ........................................................................................................... 108

10.6.1
10.6.2構造と内容 ................................................................................................................................... 108
予算計上済み貸借対照表と予算計上済み損益計算書 .................................................................. 109

10.7
10.8

収益性計算ツール ....................................................................................................... 109
投資コストの見積 ....................................................................................................... 111

第.3部 計画プロセス ....................................................................................................... 11311

需要評価.............................................................................................................. 114

11.1
11.2

はじめに ..................................................................................................................... 114
熱需要の分析 .............................................................................................................. 115

11.2.111.2.211.2.3

新規建物....................................................................................................................................... 115
既存建物....................................................................................................................................... 115
建物面積....................................................................................................................................... 116

11.3

システム全体の熱需要 ................................................................................................ 118

11.3.1
11.3.2

必要熱容量の決定 ........................................................................................................................ 118
消費熱量負荷特性 ........................................................................................................................ 119

11.4
11.5

熱源解析 ..................................................................................................................... 121
バイオマスDHプラントQMプロジェクトプロセス統合 .............................................. 121

12

熱供給設計 .......................................................................................................... 123

12.1
12.2

はじめに ..................................................................................................................... 123
主要な数値と用語 ....................................................................................................... 123

12.2.112.2.212.2.312.2.412.2.512.2.612.2.712.2.812.2.9潜在的供給エリア ........................................................................................................................ 123
熱要求密度 ................................................................................................................................... 124
主要な顧客 ................................................................................................................................... 124
開発の程度 ................................................................................................................................... 125
並行性係数 ................................................................................................................................... 125
接続密度....................................................................................................................................... 125
具体的投資コスト ........................................................................................................................ 125
熱供給損失 ................................................................................................................................... 126
効率基準からの逸脱 .................................................................................................................... 126

12.3
12.4

プロジェクト手順 ....................................................................................................... 126
菅径寸法 ..................................................................................................................... 127

12.4.112.4.212.4.3

寸法記入推奨事項 ........................................................................................................................ 127
寸法記入手順 ............................................................................................................................... 128
計算方法....................................................................................................................................... 128

12.5

熱ネットワーク技術開発............................................................................................. 128

11

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

13

熱発生システム選択 ............................................................................................ 131

13.1
13.2

はじめに ..................................................................................................................... 131
他の熱源との生態学的比較 ......................................................................................... 131

13.2.113.2.2

概要 ............................................................................................................................................. 131.
例 ................................................................................................................................................. 132

13.3
13.4
13.5

一般的な要件と重要な用語の定義 .............................................................................. 136
燃料品質と燃焼システム............................................................................................. 137
熱発生システムの選択と設計 ..................................................................................... 138

13.5.1

バイオマス燃焼システムを搭載した熱発生基本モデル .............................................................. 139

13.5.1.1
13.5.1.2
13.5.1.3

必要熱容量の合計の影響 ............................................................................................................................. 140
必要な合計ボイラー出力の決定 .................................................................................................................. 142
バイオマスボイラー全出力の小型・大型バイオマスボイラー割り当て...................................................... 143

13.5.2

基本バリアント説明 .................................................................................................................... 144

13.5.2.1
13.5.2.2
13.5.2.3
13.5.2.4
13.5.2.5

蓄熱タンク付き100～500 kW一価バイオマス加熱システム ...................................................................... 144
蓄熱タンク付き100 ~ 1000 kW二価バイオマス加熱システム .................................................................... 145
蓄熱タンク付き501～1000 kW一価バイオマス加熱システム .................................................................... 146
蓄熱タンク付き1000 kW以上一価バイオマス加熱システム ........................................................................ 147
蓄熱タンク付き1000 kW以上二価バイオマス加熱システム ............................................................................... 148

13.5.313.5.413.5.513.5.6二価（燃料）システムの設計手順 ............................................................................................... 149
燃焼システム選択 ........................................................................................................................ 149
蓄熱タンク寸法 ............................................................................................................................ 149
燃料デマンド .............................................................................................................................. 150

13.6

その他の種類の熱源システム ..................................................................................... 151

13.6.1
13.6.213.6.3

標準シリーズ装置を備えたマルチボイラーシステム .................................................................. 151
夏季運転用に燃料品質の高いバイオマスボイラーを追加 .......................................................... 151
熱と電力との組み合わせ ............................................................................................................. 153

13.7

補助熱源と熱源システム............................................................................................. 154

13.7.1
13.7.2

一般的な注意事項 ........................................................................................................................ 154
排気ガスからの熱回収 ................................................................................................................. 155

13.7.2.1
13.7.2.2
13.7.2.3
13.7.2.4

一般的な注意事項 ........................................................................................................................................ 155
エコノマイザー .......................................................................................................................................... 155
排ガス凝縮 ................................................................................................................................................. 156.
排ガス熱回収が可能な低温ネットワーク .................................................................................................... 158

13.7.3

ヒートポンプ .............................................................................................................................. 158

13.7.3.1
13.7.3.2
13.7.3.3
13.7.3.4
13.7.3.5

一般情報 ...................................................................................................................................................... 158
ヒートポンプシステムのエネルギー効率 .................................................................................................... 158
夏季運転のヒートポンプシステムの水流システムの統合 ........................................................................... 160
ヒートポンプと排ガス凝縮水との組み合わせ ............................................................................................. 161
寒冷地暖房用の排ガス凝縮による熱回収 .................................................................................................... 162

13.7.4太陽エネルギー ........................................................................................................................... 162.

13.7.4.1
13.7.4.2
13.7.4.3
13.7.4.4

目標 ............................................................................................................................................................ 162.
加熱ネットワーク用の太陽熱システム........................................................................................................ 162
分散型太陽熱システムの採用 ...................................................................................................................... 163
ヒートポンプ付き太陽光発電、 .................................................................................................................. 164

13.7.5

廃熱利用....................................................................................................................................... 164

13.7.5.1
13.7.5.2
13.7.5.3

予備的コメント ........................................................................................................................................... 164
直接廃棄物熱利用 ........................................................................................................................................ 164
ヒートポンプを使用した間接廃棄熱利用 .................................................................................................... 165

13.8
13.9

プロセス熱の提供 ....................................................................................................... 166
システム・コンポーネントの設計 .............................................................................. 167

13.9.1

粉塵沈殿技術の選択 .................................................................................................................... 167

12

目次

13.9.213.9.3

窒素酸化物削減技術の選択.......................................................................................................... 169
追加コンポーネントの選択.......................................................................................................... 170

13.10

中央暖房設備設計 ....................................................................................................... 170

13.10.1

中央暖房設備 ............................................................................................................................... 170

13.10.1.1
13.10.1.2
13.10.1.3
13.10.1.4ボイラー室の設計、スペース要件 ............................................................................................................... 170
ボイラーシステムの圧力配管系統の統合 .................................................................................................... 170
ボイラー室の換気 ........................................................................................................................................ 170
換気システムの寸法 .................................................................................................................................... 171

13.10.2
13.10.3
13.10.4

プレハブ的加熱容器および加熱装置 ........................................................................................... 171
補助エネルギー需要 .................................................................................................................... 172
煙突、暖炉 ................................................................................................................................... 172

13.10.4.1
13.10.4.2
13.10.4.3
13.10.4.4

煙突の高さ .................................................................................................................................................. 172
煙突の断面寸法 ........................................................................................................................................... 172
煙突構造 ...................................................................................................................................................... 172
排ガス測定用ノズル .................................................................................................................................... 172

13.10.5

ノイズ保護 ................................................................................................................................... 17314

燃料貯蔵、燃料搬送および灰出しの設計 ........................................................... 175

14.1
14.2

一般的注意事項 ........................................................................................................... 175
燃料貯蔵の選択と寸法 ................................................................................................ 175

14.2.114.2.214.2.314.2.414.2.514.2.614.2.714.2.814.2.9

燃料貯蔵タイプ ............................................................................................................................ 175
寸法 .............................................................................................................................................. 175
燃料サイロ設計 ............................................................................................................................ 176
サイロの換気 ............................................................................................................................... 177
倉庫の設計 ................................................................................................................................... 178
外部倉庫....................................................................................................................................... 179
自然発火と物質の損失 ................................................................................................................. 180
木質チップサイロ設計 ................................................................................................................. 180
ペレット収納設計 ........................................................................................................................ 180

14.3

燃料排出の選択と寸法 ................................................................................................ 181

14.3.114.3.214.3.314.3.414.3.5

一般的注意事項 ............................................................................................................................ 181
燃料搬送...................................................................................................................................... 181
排出 .............................................................................................................................................. 181
燃料搬送システム ........................................................................................................................ 182
燃焼炉供給 ................................................................................................................................... 182

14.4

灰出しの選択と寸法.................................................................................................... 182

15バイオマスボイラーシステムの導入と受け入れ ................................................. 184

15.1
15.2
15.3
15.4

一般的要件と最重要用語の定義 .................................................................................. 184
建設監督 ..................................................................................................................... 184
建設フェーズの重要なポイント .................................................................................. 185
試運転と起動 .............................................................................................................. 185

15.4.1
15.4.2

試運転、冷缶立ち上げの準備 ...................................................................................................... 185
設備の高温試運転 ........................................................................................................................ 186

15.5

承諾 ............................................................................................................................ 187

第4部 操作と管理............................................................................................................. 189
16

試運転後の運転最適化 ........................................................................................ 190

16.1
16.2

理由と目的 .................................................................................................................. 190
要件と責任 .................................................................................................................. 191

13

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

16.3
16.4

データ処理と評価 ....................................................................................................... 191
実装 ............................................................................................................................ 194

17

操作とメンテナンス ............................................................................................ 195

17.1
17.2
17.3

ビジネス組織 .............................................................................................................. 195
技術的作業 .................................................................................................................. 195
メンテナンス .............................................................................................................. 195

17.3.1
17.3.217.3.3

一般 .............................................................................................................................................. 195
点検整備....................................................................................................................................... 196
修理と改善 ................................................................................................................................... 197

17.4
17.5

労働安全に関する注意事項 ......................................................................................... 198
保険 ............................................................................................................................ 198

18

既存設備の最適化と改修..................................................................................... 199

18.1
18.2

説明 ............................................................................................................................ 199
既存設備の最適化 ....................................................................................................... 199

18.2.118.2.218.2.318.2.4

手順 .............................................................................................................................................. 199
技術と経済の現状分析 ................................................................................................................. 199
現状維持分析の評価 .................................................................................................................... 200
既存設備の最適化のための測定値 ............................................................................................... 203

18.2.4.1
18.2.4.2
18.2.4.3

コスト削減の基準 ........................................................................................................................................ 203
利益増加のための措置................................................................................................................................. 204
さらなる測定 ............................................................................................................................................... 204

18.3

既存設備の改修工事.................................................................................................... 205

18.3.1
18.3.218.3.3

はじめに....................................................................................................................................... 205
修理手順....................................................................................................................................... 205
改装不可....................................................................................................................................... 206

付属書 .............................................................................................................................. 208
19

規制 ..................................................................................................................... 209

20

重要な計算と変換 ............................................................................................... 218

20.1
20.2
20.3
20.4
20.5
20.6
20.7
20.8
20.9
20.10
20.11
20.12
20.13

空気比Lambda ........................................................................................................... 218
ppmからmg/m³変換 ................................................................................................... 219
O2基準値 ..................................................................................................................... 220
mg/m³からmg/MJ変換 ............................................................................................... 222
湿排ガスから乾排ガスへの変換 .................................................................................. 223
定格熱出力の決定 ....................................................................................................... 224
燃料質量流量の決定.................................................................................................... 225
燃焼空気量の決定 ....................................................................................................... 226
排ガス流量の決定 ....................................................................................................... 228
NOx質量流量の決定 ................................................................................................... 229
燃焼効率の決定 ........................................................................................................... 231
年間効率の決定 ........................................................................................................... 233
一般的単位と変換 ....................................................................................................... 236

21

用語集 ................................................................................................................. 237

22

資料 ..................................................................................................................... 244

14

第1部 -エネルギーの合理的な使用方法

第1部 -エネルギーの合理的な使用方法

15

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

1 エネルギー源としての
バイオマス
1.1

序章

1.2

バイオマスからのエネルギ
ーの重要性

1.2.1

由来（Origin）

バイオマスからエネルギーを得られるのはなぜですか？

EUと加盟国の木材需要は、主に森林と、再生木材と木材の輸入によります。工業用の試練木材加工には、主に製材所、製紙業界、下流工程（大工、工場、家具製
造など）が含まれます。エネルギーに使用される木材よりも優先されます。バイオマスは、強度の低い木材、損傷した木材（例：雨水ダム時代やバークを出すもの）、廃材、短期の回転プランテーションや（プライベートな）冒険のための小規模な森などから得られます。エネルギー使用のための残りの木の分け前は産業に不適当な木製のスクラップ(パルプ生産からのバーク、
交差カット木、おがくず、破片、およびリーの無駄材)から成っています。全体として、EUの木材供給全体のエネルギー使用率は約60%である。図1.1 は、2015年のEUにおける木材の流れの概要を示しています。持続可能な使用を場合は、可能な限り最短の搬送距離を持
つ地域の木材が重要です。そのため、利用可能な燃料とその起源は、地域の枠組みの条件とサプライチェー
ンによって異なります。

経済的に理にかなっています エネルギー供給の多様化を実現します

1.2.2

森林は貴重な生態系であり、利用、保護、再利用を提供する作業スペースと同様に生息しています。また、森林はCO2を削減し 、木材を原料として使用すること
で、温室効果ガスの再排出に重要な貢献をしています。
林業と木材産業は、中央ヨーロッパの重要な経済部門
であり、文化的な景観を形成しています。林業は持続的に自然と調和していくことが不可欠です。この方法
でのみ、長期的には、環境、経済、社会的利益を得ることができます。
木材は再生可能な原料の合致関係の重要な1つである。
木の特性はそれを様々な使用のために理想的にする:建物、ペーパー、毎日の目的のために-木は工学及び設計の主要な役割を担う。

 危機の時に独立しています 供給の保証が強化されました 林業および木材管理の収益です 地域別の付加価値とジョブの作成です
環境に配慮しています 再生可能なCO2ニュートラルです 高効率で低排出ガスです 短距離および低リスクの輸送ルートです 準備と保管が簡単です いつでも保管可能で利用できます 他の地域の再生可能な熱源と組み合わせられます
バイオマス地区の暖房で快適に使用できます 実績のあるテクノロジーと保証された供給を提供します メンテナンスが不要で、スペースも少なくて済みます
木材は、加熱、調理、工芸、蒸気発生などに何千年も使用されてきました。最近の10月には、木材チップやペレットを使用した、分割・地域加熱システムのエネ
ルギー源としても重要な役割を果たしました。資源の管理と廃棄を念頭に置き、主にバイオマスや廃棄される木材加工の副産物を木材チップやペレットの生産に使用します。木材の燃焼時にCO 2が生成されることはありません 。これは、成長中に保存されたCO 2のみが大気中に再リースされるためです 。

16

使用

熱はEUのエネルギー需要の50%以上を占めています。
熱セクターでは、家庭と産業はそれぞれ約40%を占め、残りはサービスセクター、農業、その他の分野との間での距離が示されています [1]バイオマスからのエネルギーは、特に熱発生においてエネルギーの移動に重要な役割を果たします。しかし、木材やその他の固体バイオマスを使って、発電、燃料、化学製品を生成することへの関心も高まっています。
EUのエネルギー需要の約17%が再生可能エネルギーでカバーされています （図1.2）。ここでは、木材、エネ
ルギー作物、生物原性廃棄物からのエネルギーを含む
バイオエネルギーのシェアは約60%です。ほとんどのバイオエネルギーは熱を供給するために使用されます（74.6%）。残りは電気と燃料の生産に使用されます。
一戸建てやアパートでの発熱には 、手動で供給する燃焼システム（丸太、木製の花板など）や、自動ペレッ
トや木材チップの加熱システムが一般的に使用されます。最新の実証済みの燃焼およびボイラー技術は、多数のメーカーから高効率で低排出ガスのものが提供されています。バイオマス地区の暖房システムは、暖房設備、温水、伝熱ステーションを主張しているため、数棟の建物から大都市までの暖房ネットワークに熱（暖房、温水、プロセス熱）を供給できます。熱は、使用する燃料に合わせて完全に自動化されたバイオマ
ス燃焼およびボイラーシステムで、木材チップ、バークなどの自動システムによって供給されます。また、工業ではプロセス熱や蒸気の発生を目的とした大規模なプラントや、熱と電力を組み合わせた発電所、電力の生産にも使用されています。下記によって

第1部 -エネルギーの合理的な使用方法
木材加工業界の製品（製材副産物、溶解物など）は、現場で熱利用されることがよくあります。電気や熱の発生による余力を既存のエネルギーグリッドに供給することができます。
電気は 、固定ベッドまたは流動床プロセスで燃焼（蒸気タービン、ORC）またはガス化（ガス・エンジン）
によってバイオマスから発生することができます。発電は、当初は大規模なプラント（400 kW以上のプラン
ト）を中心に設計されていましたが、小型・小型の発電所では、バイオマスガス化プラントも市場に投入できるようになりました。電気の製造時に発生する熱が、高い熱利用率および電気利用率で使用された場合にのみ、動作は環境に配慮した経済的な利点をもたらします。

Waste wood

Sources
notcoveredWood
harvestバイオマスガス化による製品ガスは、電気と熱の複合生産だけでなく、燃料等の化学物質の生産、天然ガスの格子への加工にも使用できます。植物の概念や運転モードによっては、バイオマスからのガスに加えて、木炭や熱分解油もCO2 シンクとして利用可能な副産物や木炭として生産できます 。
現在および将来のバイオマス利用プラントの製品範囲
および構成にかかわらず、熱は常に副産物であり、プラントが資源節約と効率的な方法で動作するようにするために利用する必要があります。

Panelindustry
Wood based
panelsTotal roundtimber

Net imports
roundtimber

Sawmillindustry

Saw wood

EnergyByproducts
Net
imports

Pellets
industry

Pellets
Net
imports

Pulp
industry
Pulp

図1.1

EUの森林圏における木材流動図28カ国の収集した固形立方メートル（2015年）（[2] [3]）からの数値の基
本データ

Nonrenewables
951,941 ktoe
83%

図1.2

Renewableenergies
195,476 ktoe
17%

Other
renewables
79,782 ktoe
41%

Transport
biofuels

Bioenergy
115,694 ktoe
59%

Biomass
Heating &Cooling
74.6%

Bioelectricity
13.4%

EUの総エネルギー需要における再生可能エネルギーの割合（ktoe）と%、および生物エネルギーの寄与度（2016年）の内訳は、 [4]から取得した数値の基準データ

17

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

1.3

エネルギーシステムにおけるバイマスからのエネルギーの
役割

1.3.1

国際比較における意義

EUのエネルギー需要の約85%が再生可能エネルギーでカバーされています （図1.1）。ほとんどの国では、バイオマスからのエネルギーはバイオエネルギーの一部であり、再生可能エネルギー（固体一次バイオマス）の最大のシェアを占めています。再生可能エネルギーの供給、特に熱セクターでは、化石燃料（高熱密度、貯蔵性、柔軟性）と最も類似しているため、再生可能
エネルギーの供給に向けたトランス形成において重要な役割を果たします。EU、フィンランド、スウェーデ
ン、ラトビア、エストニア、オーストリアでは、住民の数に対応するために、地域で最大のバイオエネルギーを保有しています[4]。

2017年の第1エネルギー消費量の世界平均は、1日あたり 約 60 kWh 、 EU 諸 国 で は 、 この 値 は 2018 年 の 100
kWh([1], [5] - [7])で大幅に増加しました。これまで、再生可能エネルギーのシェアは着実に増加しています

全世界のエネルギー供給のエネルギー源の構成 [5]、 EUおよび一部の国（2018） [1]、 スイスのデータ
[8]

表1.1

* Sum value for wind power, solar energy and otherTotal energy supply 2018

World

EU-28

EN

AT

CH

IT

Total [TWh]166,098

18,742

3,543

386

304

1,781

Non-renewable energy sources

86.2 %

85.0 %

85.9 %

69.9 %

78.8 %

80.9 %

Renewable energy sources

13.8 %

15.0 %

14.1 %

30.1 %

21.2 %

19.1 %

Bioenergy

9.3 %

9.0 %

8.5 %

16.7 %

7.4 %

8.7 %

-

6.2 %

4.0 %

13.9 %

3.8 %

5.6 %

2.5 %

1.9 %

0.5 %

9.8 %

12.3 %

2.7 %

2.0 %

3.1 %

1.6 %

0.04 %

1.0 %

0.9 %

1.5 %

0.9 %

0.9 %

1.4 %

1.2 %

0.5 %

1.1 %

0.6 %

5.2 %

Solid (incl. wood)
Hydropower
Wind power
Solar energy

2.0 %*Other

しかし、バイオマスのエネルギーは技術的にだけでな
く経済的にも特別な位置を占めています。他の再生可能な技術は、直接的で自由なエネルギー源（風、太陽、
水、周囲または地熱）に大きく依存していますが、木材燃料の供給には、栽培、収穫、処理、輸送などの追加の交流条件が必要です。サプライチェーンが長いほど、燃料サプライセクターでの恒久的な地域ジョブが作成されます。再生可能エネルギー源が作業現場に及ぼす影響を世界的に比較した場合、固形バイオマスからのエネルギー生産は2018年に787、000件の雇用を創出し、6位にランクされています [9]。EUでは、固形バ
イオマスからのエネルギー生産が2018年に第1位にランクされました。固体バイオマス分野では、360,600名の雇用があります（合計で再生可能エネルギー分野で150万人の雇用があります）、
3,180億ユーロの無期限雇用が発生しました [10]1.3.2

将来のエネルギーシステムの可能性

多くの研究やエネルギー戦略において、生物エネルギー（固体、液体、気体）は化石エネルギー源の代替として重要な役割を担っています。これは主に、エネル
ギーの内容、貯蔵容量、柔軟な可用性、そして一般的に地域でのバイオマスの適用によるものです。今日の視点から見ると、生物多様性、持続可能性、土地、水の需要などの他の優先事項と競合することなく、バイ18

オマスが世界のエネルギー需要を完全にカバーできる可能性は低いと思われます
それにもかかわらず、バイオマスは今後のエネルギー供
給の中心となるでしょう。現在、バイオエネルギーの世界的なシェアは約15,447 TWh/aです（総エネルギー供
給の9.3%に相当します。 表1.1を参照）。Faaij et al[11]の比較文献調査によると 、2050年の世界的なバイ
オエネルギーポテンシャルは最大139,000 TWh/aと推定され、エネルギー需要も222,000～417,000 TWh/aの範囲に増加すると予測されています。一方、2050年の欧州の潜在能力は、最大8,300 TWh/aと推定されますこれ
らの数値は参考値として表示され、地域によっては保留解除される場合があります。
将来、燃料、木材ガス、化学原料（キーワード「バイエコノミー」）の生産に木材を使用する場合でも、バイオマスは再生可能な電力と熱供給の重要な要素です。
しかし、バイオマスの可能性は再生可能エネルギーの供給に十分ではないため、効率的なバイオマスDHプラ
ントや資源節約と持続可能な木材をエネルギー源として利用することが重要である。電気と熱の生産に熱と発電を組み合わせた場合、熱利用率を完全に高め、熱出力を最適化した運転を行うことは必須ではありません。
完全に再生可能な熱供給を達成するためには、他の地域および再生可能な熱を使用することも不可欠です第1部 -エネルギーの合理的な使用方法
供給源（太陽熱、地熱、廃熱、およびヒートポンプあり/なしの熱）です。バイオマスDHプラントおよび局所
加熱ネットワークは、これらの熱源を統合して使用可能にするための理想的な出発点です。どのような場合
でも、これはより複雑な工場の構成と、異なる熱源間の相互作用につながります。 個々の発電機の要件とその効率的で低排出性の相互作用を特に考慮して、包括的で詳細な計画に細心の注意を払うことが何よりも重
要です。

1.4

バイオマスからのエネルギー対策の推進

再生可能エネルギーの供給を迅速に実現し、好ましくない枠組み条件（CO2 価格の不足や低すぎるなど）を補うために 、多くの国でバイオマスを拠点とするエネ
ルギー生産工場が推進されています。EU内で最も一般的な支援策は [12]である。
 投資補助金（返済不能補助金、譲歩的ローン）である。
 供給料金（固定料金）
 収入保険料（市場価格の値上げ、費用補助金の引き上げ）が含まれています。

 ディストリビューションネットワークの接続密度は十分です 最大許容戻り温度
 CO2削減の最小化を実現します 法的に規定されている排出ガス要件よりも厳しい要件があります エネルギー源は化石から再生可能に変わります 温泉施設の改装と組み合わせて利用できます バイオマス地区加熱プラントの品質管理 www.qm-biomass-dh-plants.comを参照 その他の品質保証要件があります
資金調達の機会や資金調達の手順に関する現在および詳細な情報は、該当する国および地域の資金調達機関から入手する必要があります。
各国で既に実施されているように、国内/国際的なCO2価格の導入は 、バイオマスやその他の再生可能エネル
ギー源に基づく持続可能な再生可能熱供給への切り替えを促進するための補助金の有効な補完および代替となります。

 税金の免除または救済
 税金の払い戻し 法的規制（例CO 2 排出量取引、再生可能株のター
ルGET、CO2 の価格です）
電力分野では、主に飼料の関税や飼料の保険料が適用されますが、一方で、投資補助金が熱産業の中心となっています。一方、税制上の優遇措置はあまり頻繁には使用されません。2015年のパリ気候変動協定以降、再生可能エネルギーの促進に関する法的要件もますます採用されてきました。これには、暖房用オイル、天然ガス、石炭の段階的な廃止や、住宅建設における再生可能エネルギーの割合の再要件などが含まれます。
バイオエネルギー部門は、2018年にEUと加盟国から約140億ユーロの支援を受けました（再生可能エネルギー源の総支援額は73億ユーロ） [13]EU全体のエネルギー
資金の約8％がバイオマスに費やされていますが、それでも30％（500億ユーロ）以上の資金が化石燃料に費やされています。
国によっては、バイオマスの暖房設備やその周辺・地域の暖房設備、個別の商業・民間バイオマスプラントの建設、拡張、最適化、改修等の資金が提供されています。投資補助金の資金調達率は、多くの場合、20～
40%です。暖房分野に重点を置いた一般的な資金調達要件は次のとおりです。
 システム全体で再生可能エネルギー源の最小シェ
アです ボイラー、暖房ネットワーク、システム全体の効率性（ボイラー効率、熱の損失のベンチマークなど）を示します。

19

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

2 バイオマス DHプラント用の
QM
2.1

原点と目的

スイス、バーデンビュルテンベルク、バイエルン、オーストリアは、バイオマスDHプラントの品質基準を共同で作成し、2004年から「QM Holzheizwerke」という名前で提供しています。重点は、熱発生プラントや暖房ネットワークの設計、計画、実行を専門的に行うことにあります。重要な品質基準は、高い運転安全性、
正確な制御、優れた空気衛生特性、経済的な燃料物流です。この目標は、プラント全体の効率的で低排出ガ
スで経済的な運転を実現することです。
バイオマスDHプラント向けQMは、プロジェクト関連の品質管理システムです。これにより、複数の会社が関与する期間限定のプロジェクトで品質が定義され、チェックインされます。

2.2

なぜバイオマス DHプラン
ト用でQMを使用するか？

木材加熱システムは、特に暖房ネットワークを備えたもので、投資コストが高く、減価償却期間が長い長期的な基盤となっています。それに応じてリスクが高くなります。建設活動は、新建物やリノベーション部門の両方で大きな変動を受けるため、需要の拡大を予測することは困難です。現在再生可能な化石のない発電に向けて変化している将来のエネルギー状況についての予測は、同様に難しいものです。
そのため、専門的なプロジェクト管理は、暖房ネット
ワークを備えた大型の薪火力発電所の実現と運用を成功させるための、無許可の前提条件となります。プロ
ジェクト管理に不可欠なコンポーネントです

図2.1

20

品質管理であり、品質要件と責任関係が定義された文書化（Qプラン）の形で設定され、工場が実現する前に、事業計画などでエコノミック生存率の評価を行います。
これにより、低投資コストで高い年間効率を達成する
プラントを建設し、メンテナンスや排出量を低く抑えて運用し、高レベルの供給セキュリティを実現できます。
したがって、バイオマスDHプラントのQMは、バイオ
マスDHプラントや加熱ネットワークの補助金へのアク
セスリンクに最適です。補助金を品質要件とリンクさせることで、対象を絞った長期的かつ持続可能な補助金の使用が保証されます。オーストリアでは、バイオ
マスDHプラントに対するQMの適用は投資補助金を受けるために必須である。EU監査院は、補助金と組み合わせたバイオマスDHプラントに対するQMの適用について、「特に推奨される手順」として説明しました[14]
バイオマス DHプラントのQMは、新しい暖房設備の建設、暖房ネットワーク、暖房設備のボイラーの交換、または暖房ネットワークの防錆に使用できるさまざま
な品質保証手順を提供します （図2.1）。 サイズと複雑さに応じて、次のようになります。
 QMstandard®
標準手順では、計画および実装プロセス全体を5つのマイルストーン（MS1～MS5）で扱います。
 QMstandard®の簡易バージョンです
特定の条件下では、簡素化されたバージョンには、計画作成と実現の中で5つのマイルストーンのうち3つしか含まれていません。
バイオマスボイラーを交換したり、加熱ネットワークを拡張したりする際には、個々のマイルストーンで簡素化された要件を適用することもできます。
 QMmini® (qm:kompakt - qm compact)
この非常に単純化された手順は2段階で実行され、
図2.1に示すACコード化出力範囲に追加の化石ボイ
ラーがないシステムにのみ使用できます

スイスにおけるQMstandard®およびQMmini®の適用範囲

第1部 -エネルギーの合理的な使用方法

経験的な値に基づいて、バイオマス DHプラントのQMには品質要件（Q要件）が定義されています。最も重要なのは、需要評価と適切なシステム選択、発熱および地域暖房ネットワークの設計、燃料の分類、および運用の最適化に関連するものです。
プラントの試運転後の系統的な運用最適化の実施 は、
バイオマスDHプラントの品質保証において不可欠で必須の部分です。1年目の運用では、最も重要な運用デー
タを記録し、異なるオペレーティングステータスに対応するように評価する必要があります。これらは、工場が合意された品質要件（Q要件）を満たしているかど
うかを証明するための基礎を形成します（第 16章を参
照）。

2.3

QMstandard®

2.3.1

最も重要なプロジェクト参加者

QM バイオマスDHプラント手順の品質保証に関与する
最も重要な人は次のとおりです。
 クライアント または認定された代表者は、品質基準を抑制し、プロジェクトの経済的な実行可能性に責任を負います。
 品質管理者（Qマネージャ） は、品質管理システム「QM for Biomass DH plants」が定義、実装、および保守されていることを確認します。この目標を達成するために、Qマネージャはビルドインオーナーとメインプランナーにアドバイスします。アクティ
ビティには、品質計画、品質チェック、品質管理が含まれます。

 バイオマスDHプラントのQMに関連するすべての管理作業：クライアントおよびメインプランナとの連携でQMシステムをセットアップし、必要な会議を組織化して、QMでバイオマスDHプラントに必要なドキュメントを準備します。
 品質計画：品質計画（Qプラン）の品質要件の明確な定義は、クライアントおよびメインプランナとの共同報酬であり、Qプランに記載されているQ要件
がテクノロジーの認識されたルールに準拠していることを確認します。
 品質チェック：各マイルストーンで、すべてのドキュメントとデータが使用可能かどうか、およびQプ
ランで合意された品質要件が合意された許容範囲内
であるかどうかを確認します。
 品質管理：品質の逸脱が適切なタイミングで特定および修正されていることを確認します。品質の逸脱が特定された場合、Qマネージャはクライアントおよびメインのプランナーと協力して解決策を見つける必要があります。
Qマネージャは、実現されたシステムについて法的責任を負うものではありません。これは、主なプランナとそのコミッションの範囲内の製造業者、および建物所有者に対する最終的な責任です。
メインプランナ は、エンジニアリング契約で指定された計画サービスの範囲内で、システム全体（バイオマ
ス暖房設備および暖房ネットワーク）の品質を顧客に提供します。必要な品質は、次の6つのサブエリアにあるバイオマスDHプラントのQ-Plan of QMで指定されています。
 需要評価と適切なシステム選択を行います。

 メインプランナ は、エンジニアリング契約で指定された計画サービスの範囲内で、システム全体（バイオマス暖房設備および暖房ネットワーク）の品質を顧客に提供します。バイオマスDHプラントのQMに従って、プロジェクト計画のためのメイン計画担
当者を指定する必要があります。

 加熱ネットワーク

2.3.2

2.3.3

タスクと責任プロジェクトの通常のコースでは、クライアントまたはクライアントの担当者が次のタスクを実行します 。
 Qマネージャを任命し、メインプランナーの試運転を行います。バイオマスDHプラントのQMを可能な限り早期に設置します。
 明確な組織構造と、すべてのタスク領域で正確に定義された責任と能力を持つプロジェクトを編成します。
 木材燃焼熱発生の後援（事業会社）の組織および法的形態を規制します。
 たとえば、ビジネスプランを利用して経済性を証明できます。
 資金調達を確保します。
 プロジェクト参加者が提出したドキュメントの承認です。
 必要な公的許可および輸送権を調達します。
_Qマネージャ のタスクは次のとおりです。

 熱の発生 プラントドキュメント
 受け入れ 運用の最適化を実現します

マイルストーンを使用して計画を立てます図2.2 に、バイオマスDHプラントのQMプロセスの概要と計画手順を示します。手順と計画の手順については、
品質ガイドライン（Q-Guidelines）（ 2.3.4および [15]章を参照）に詳細に説明されています。
Qマネージャはクライアントが任命し、バイオマスDH
プラントに対するQMの実装を担当します。メインプラ
ンナーもクライアントによって任命され、プラント全体の計画を担当します。これらのドキュメントは、品質要件をQプランのメインドキュメント（マイルストー
ンMS1）に記録します。計画作成プロセスは、5つのプ
ロジェクトフェーズに分かれています。バイオマスDH
プラントのQMは、マイルストーン1の予備研究段階ですでに確立されているため、品質計画作成（Qプランニング）を可能な限り早期に開始できます。マイルストーン2、3、4は、プロジェクトの進行中に品質チェック（Qチェック）および品質管理（Qコントロール）に使用されます。これにより、品質偏差が検出され、
21

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
時間内に修正されます。QMの結論バイオマスDHプラ
ントは、少なくとも1年間の運用最適化後、マイルスト
ーン5になります。
個々の国におけるバイオマスDHプラントに対するQMの手順および適用は、それぞれの慣習的な計画および資金調達の手順に適合するように、フレームワークの条件に適合させることができます。これは、例えば、アプリ
ケーションの分野やQMstandardの指定、簡素化されたバージョン、QMmini、または個々の文書や品質基準の適合や補足を意味します。国別適応については、ここでは詳しく説明しません。バイオマスDHプラントのQMの再確認国内連絡先は、より詳細な情報を提供できます。

2.3.5

Q -ガイドライン

Q計画に不可欠な部分は、Qガイドライン [15]です。バイオマスDHプラントのQMプロセスを説明します。また、加熱ネットワークを備えた木質焼熱プラントの計
画と建設において、今日満たさなければならない品質要件についても詳しく説明します。QガイドラインとQ
プラン（メインドキュメント）は同じ構造を持つため、両方のドキュメントを非常に簡単かつ実用的な方法で並行して使用できます。
A.

プロジェクトの参加者ですB.

バイオマス DHプラント用のQM設置

C.

マイルストーンを含むプロジェクトスケジュールですD.

クライアントが提供するサービスですE.

サービスとQ要件メインプランナですF.

燃料の定義です

付属書のQ-Guidelinesには、以下の毛皮に関する情報が記載されています。
 オーストリアの特別な規制です キャピラリチューブの最大流速です グラフィックス：o

接続密度に応じて熱分布が失われますo

熱発生の具体的なコストですo

熱発生の具体的なコストです Q -発熱の要件（表形式の重複表示）です。
 低負荷運転のための最小の日常暖房負荷です QMstandardに従って、マイルストーンMS1～MS5のチェックリストを作成します。ボイラー交換およびネット
ワーク拡張のための追加チェックリストです。
 Qプランのメイン文書および追加文書（サンプル）を作成します。

2.3.6
図2.2を参照してください バイオマスDHプラントのQMプロセスです。

2.3.4

Qプラン

バイオマスDHプラントのQMでは、可能な限り文書化と管理作業を行う必要はありません。中央ドキュメン
トは、次の2つの部分で構成されるQプランです。
 マイルストーンでのバイオマスDHプラントに対するQMのタブ処理中に作成されるメインドキュメン
トです
1. ここでは、品質要件と責任について合意し、工場が実現する前にプロジェクト固有の基準で定義します。
 Excelテーブルを含む追加のドキュメント。これは、バイオマスDHプラントのQMによって作成され、各マイルストーンに到達したときに作成されます。補足ドキュメントは、プロジェクトの進行中に品質チェックと品質管理に使用されます。
22

プランナー向けのツール

バイオマスDHプラントのQMには、計画担当者用の追加ツールが用意されています。最も重要なのは次のとおりです。
 標準水流圧方式は次のとおりです。熱生成バリアントに関する実証済みのソリューションコンセプトをまとめたものです。測定点の指定と位置を含む原理スキーム、
ボイラー回路の水流圧設計、制御図を含む各種制御回路の機能説明、最適な動作の測定点リスト、データ記録の仕様などの詳細な文書が含まれています。また、キャピ
ラリーの設計とキャピラリーポンプの制御に関する情報も含まれています。個別の標準水流スキームのWordドキ
ュメントは、プランナが使用できます。このドキュメン
トは、プロジェクトに応じて入力および調整されます。
 バイオマスボイラーを1台または2台搭載したシステ
ム用のサンプル提案です 。プランナは、入札テンプレートとしてWord文書を使用できます。このテンプレー
トには入札の重要な要素が含まれ、プロジェクトに応じて完了および調整できます。
 計画ハンドブックこのハンドブックでは、計画プロセスの詳細な説明を提供しています第1部 -エネルギーの合理的な使用方法
また、最先端のバイオマスDHプラントは、暖房ネットワークを切り離しています。さらに、最適な運転の要件について説明し、計画および最も重要なプラントコンポーネントのすべての重要な側面について基本的な知識を提供します。
 QMstandard に 従 っ て 、 マ イ ル ス ト ー ン

MS1～MS5のチェックリストを作成します。 それぞれのマイルストーンに提出されるドキュメントについて説明します。新規設置、ボイラーの再配置、およびネットワーク拡張のためのチェッ
クリストです。
 需 要の 評 価 と 適切 な シ ス テ ム選 択 を 行 うた め の
Excelツールです 。ツールでは、基本的な顧客デー
タ（年間の熱需要、出力需要、エネルギー基準領域）の妥当性がチェックされます。プラントの位置の気候条件、および地域加熱パイプラインの長さと熱損失が指定されます。このため、このツールを使用す
ると、プロジェクトの開始時に発熱と熱分布の初期設計が可能になり、最も重要なQ要件への準拠を確認できます。計画の進行に伴い、データはさらにマイルストーンで更新されます（第 11章を参照）。
 Excelツール「Erneuerung Holzenergieanlagen」（バイオマス地区加熱プラントの再利用）：コンサ
ルティングツール「Erneuerung Holzenergieanlagen」はExcelファイル [16]ですここには、評価に関する最も重要なシステム固有のデータを入力できます。入力後、ユーザーはベンチマークを使用した自動データ評価によってラフ解析を受けることができます。ツールを使用して、推奨事項を提示し、さらに詳しい工具および情報を参照することができます。
プランナー、コンサルタント、プラントオペレータは自由に利用できます。
 Excelツール 経済的利益率の計算：このツールを使用して、25年間のプラント運転期間中に予算計上された貸借対照表と予算計上された収入明細書を作成します。このツールを使用して、プロジェクト期間中の関税モデルとコスト開発、経済的ボトルネック、
プロジェクトの早期成功を判断できます（第 10章を参照）。
 よくある質問：QM(QM for Biomass DH)プラント作業グループは、技術的な質問(FAQ)に関する詳細な情報をウェブサイト [17]で提供しています
バイオマスDHプラント向けQMによる品質保証により、プロジェクトの過程で情報や文書の交換や定期的な更新が再保証されます。最も単純なケースでは、これは電子メールと紙で行うことができます。便利な代替手段として、標準化されたフォルダ構造と、プロジェクトのQM
関連ドキュメントが保存されている特定のアクセス権を持つシンプルなクラウドソリューションがあります。
データベースをプロジェクトプロセスのツールとして使用しますオーストリアでは、QMプロジェクトの数が多いた
め、Webインターフェイスを備えたデータベース
が、QMプロセス全体を連携させるように開発されました。これにより、すべてのプロジェクト参加者と、連邦政府および地方の資金調達機関が同じ情報
および文書にアクセスできるようになります。

 すべてのプロジェクト参加者（クライアント、
計画会社、Qマネージャ、資金調達機関、高度なQM管理）の中央アクセスポイントです。
 プロジェクトごとの特定のアクセス権です クライアント、メインプランナー、およびQマ
ネージャのQガイドラインにロールと特定の承認を割り当てます。
 QMプロセスの完全なマッピングとドキュメント
化。マイルストーンの完了時に読み取り専用のフォーマットが含まれます すべてのドキュメントのアップロードおよびダウンロード機能です マイルストーン完了の自動通知です 年次オペレーションレポートのアップロードと自動評価を行います 記録されたバイオマスDHプラントやヒートネ
ットの品質の向上を評価します 資金処理への直接リンクです 資金提供機関、Politi-cal、行政機関にとって重要なデータベースです

2.4

QMmini

2.4.1

適用範囲

QMminiは、出力範囲が約100kW～500kWのシステムのQMstandardの補足として開発され、2011年から提供されています。同じ品質目標をより容易に達成するために、用途の範囲は生産面で制限されるだけでなく、1つまたは複数のバイオマスボイラーを使用した設置など、単価設備を備えたシンプルなシステムに限定されます。
QMminiは、既存のバイオマスボイラーの交換時や既存の加熱ネットワークの拡張時など、既存のシステムにも適用できます。
図2.1 に、QMminiとQMstandardの間のアプリケーショ
ンの範囲と境界を示します。

2.4.2

手順

QMminiは2つのフェーズで動作します。フェーズ1では、プラントの設計がプロジェクトフォームQMminiでレビ
ューされます。フェーズ2では、マイルストーンMS5と同様に、さまざまなドキュメントとプラントの動作に関する情報が分析され、最終的なQMminiメッセージに記録されます。

2.4.3

ドキュメントとツール

QMminiには、計画担当者およびスイス国内のインストール担当者向けに次のツールが用意されています。
 品質サポートQMminiのプロジェクト手順です 品質サポートQMminiのプロジェクト手順です QMminiのプロジェクトフォームに例を示します(Excelベース)。
オーストリアでは、QM: Kompaktという用語の下で、400 kW未満の「局所加熱システム」についても同様の手順が提供されています。
23

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

3 プロジェクト開発
3.1

kWhからの考え方

バイオマス地域の暖房プロジェクトはすべてアイデアから始まります。これにはいくつかのトリガーがあります。
 良い例です 気候政策の目標です 化石加熱システムの今後の交換（公共ビルなど）が予定されています。
 低品質バイオマス燃料の販売に問題があります 政治的な義務です 空間計画の要件（エネルギーマスタ計画など）です。
 業界団体、エネルギー機関、サービスの計画などが経験から、「アイデアから熱や電気kWhまで」の道のりは長いことがわかります。多くの場合、わずかなア
イデアでプラントの建設が直接行われます。プロジェ
クトの実装に時間がかかるまで、アイデアには数回の試行が必要になることがあります。課題は、初期段階
でシンプルな概念を構築することです。これにより、
プロジェクトのさらなる開発と放棄の間で意思決定を行うことができます。決定が行われた場合は、次のよ
うになります図3.1
24

さまざまな関係者のプロジェクト要素と視点 [18]

このプロジェクトをさらに発展させるために、複雑な計画フェーズが開始されます。ここでの課題は、後でプロジェクトを放棄せずにパスを正常に完了することです。バイオマスDHプラントのQMに基づくプロジェ
クト開発のプロアクセスの概要については、Q-ガイド
ライン [15]を参照してください
このアイデアとプラントの試運転の間には、技術的および経済的な質問について話し合い、回答することに重点が置かれます 。しかし、初期のプロジェクト段階
では、技術的なものではない側面についても、特に重要なのが現状です 。主要なバイオマス地域の暖房設備
はすべて、対人プロセスを誘発します。事業会社の設
立か、熱の消費者の買収かは関係ありません。これらのプロセスは、適切なプラント技術を選択するだけでなく、プロジェクトの成功にとっても同様に困難で決定的なものとなる場合があります。
バイオマスDHプラントのQMを構築するには、初期のプロジェクトフェーズが不可欠です。バイオマスDHプ
ラントに対するQMの標準および推奨事項がプロジェク
トに組み込まれる前に、実装が容易になります。
バイオマス地域加熱プロジェクトの開発には、様々な人々や関係者が関与しています（ 図 3.1参照）。彼ら
は、異なる関心を持っているだけでなく、異なる視点や期待を持っています。それらを建設的にまとめることは非常に重要である。

第1部 -エネルギーの合理的な使用方法

3.2

実行可能性スタディ(FS)

アイデアを追求すべきか破棄すべきかという基本的な決定の基礎は、通常、柔軟性調査（予備調査、粗分析、
予備計画、プロジェクトおよび計画準備など）です。
実現可能性の調査は、プロジェクトを実装するかどうかを決定するための信頼性の高い基盤を作成するのに役立ちます。
バイオマス地域の暖房設備は初期投資が多い長期的なインフラプロジェクトであるため、実行可能性に関する研究は非常に重要であり、総合的かつ専門家による準備が必要である。詳細な計画や実装計画は含まれていないため、これを置き換えることはできません。

考え

実行可能性スタディ(FS)（「事前調査、プロジェクトの概要、ドラフト分析など」を参照）。

信頼性の高い情報- 中央暖房設備と燃料貯蔵を配置- 空間計画の要件- 境界とシーケンスを接続- コネクションの関心事項と日付- バイオマス DHプラント用のQM設置- 投資- 熱生産コスト- 主要な顧客- 運用会社

中央暖房設備と燃料貯蔵の場所

建設作業の集中化や住宅地の拡大により、暖房設備や燃料貯蔵施設に適した場所を見つけることがますます困難になっています。そのため、商業地域、産業地域、既存の拡張拠点、または既存の2つ以上の暖房設備を統合する場所が理想的です。さらにプロジェクト開発を受け入れるためには、実現可能性調査の一環として一般的な場
所を評価することが有利です。そのため、暖房設備と燃料貯蔵の可能な場所を評価することは、プロジェクト開発において最初かつ最も重要な作業の1つであり、できるだけ早く取り組む必要があります。今日それはより多くのそしてより多くのローカルが決定を訴えるために権利を利用していることを心に留めておかれなければならないプラントがあることであるより大きい、この面はある。サイトが見つからない場合は、他の質問が明確になっていない可能性があります。サイト評価の最も重要な基準は次のとおりです。

 燃料および作動材料の供給が保証されています 地勢（例：人が住んでいる斜面のふもとでは好ましくありません） 風の方向 所有権- 詳細な手順を参照

図3.2

3.2.1

 燃料供給に適合（住宅地、校舎などを経由した交流を避けるなど）。

- 接続負荷、熱要求

否定的

計画

図3.2 は、決定を可能にするために、実現可能性調査でどの質問を明確にする必要があるかを示しています。
ただし、これらは常にケースごとに定義する必要があります。プロジェクト開発およびその後の計画プロセ
スは、潜在的なリスクを早期に特定して検討できるよ
うに、付随するリスク分析によってサポートされます。

 スペース環境と既存のインフラ（電力、水、下水、
電気通信など）があります。

- 燃料の供給とコストを削減

肯定的

初期プロジェクト開発フェーズをサポートします。
時々計画のオフィスはプロジェクト考えの開始者であり、前払いをする。また、個々の枠組みの条件によっては、連邦政府、連邦州/カナダ、または金融機関による参加または資金調達も可能です。

停止

実現可能性調査をプロジェクト開発に統合

実現可能性の調査は通常、事業会社（スポンサー）なしで実施され、プロジェクトの管理者はいません。そのため、多くの場合、資金調達は困難です。市町村またはエネルギー供給会社がプロジェクトの考えにかかわったら、時々融資を引き継ぎなさい。また、専門団
体やエネルギー機関などの低コストのコンサルタントを使用することも可能です 供給エリアに近接しています（長い加熱パイプの切断を回避）。

3.2.2

空間計画の要件

また、サイト評価の一環として、計画したサイトと国およびサイト固有の空間計画の枠組み条件の適合性についても検討する必要があります。農業地帯または森林内のサイトでは、国固有の承認および再ゾーニング
手順が必要です。プロジェクトの開発のためには、この時間を考慮する必要があります。

25

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

3.2.3

燃料の供給が可能

地域性は、バイオマス地域の加熱プロジェクトの発展のための重要な議論である。そのため、地域の燃料供給と供給の安全性を早期に明確にする必要があります。
これには、特に品質とコストが含まれます。多くの場
合、潜在的な燃料供給業者との仮契約に署名することが推奨されます。大規模なバイオマスDHプラントの場
合は、燃料供給を確認することをお勧めします（第 4章を参照）。

3.2.4

接続の周辺と接続の関心事項

3.2.6

投資と熱生産コスト

投資および熱生産コストは、見積、経験、および参照値に基づいて推定されます。熱生産コストにより、第1回熱需要調査に登録された結合性のない利益をコストで実証し、潜在的な熱顧客の関心を再度照会することができます。
潜在顧客との有益なミーティングは、良いアイデアであることが証明されています。調査に参加した人々は、
その後の調査に関する情報を期待します。同時に、このようなイベントは、広告収入のある顧客を獲得するためにも役立ちます。

熱調達密度または接続密度（ 12章を参照）を使用すると、初期の暫定的な接続周辺を簡単に定義できます。
これは、暖房ネットワークのフレームワークを形成する接続（主要な顧客）で相互に取り込まれる、確立された大規模な消費者を中心にグループ化するのが理想的です。主要な顧客の関心は、まだ知られていない場
合は調査によって決定されます。最も重要な情報は次のとおりです。

熱コストは、すでに3部の熱関税（ 10.5章を参照）の形で提示され、他の種類の暖房のコストと比較されている必要があります。

 接続の基本的な関心事項

投資は、多くの場合、個別の接続料金、独自の資金、補助金、およびローンによって融資されます。理想的には、投資コストの約25%が、1回限りの接続料金でカバーされます。公共部門からの資金援助の場合、銀行融資の状況は、かなり良好になります。また、年金基金（年金基金など）や持続可能な投資形態（資金、債券など）、市民参加モデルによる資金調達も興味深いものとなります。

 接続時間が想定
 前回の最終エネルギー需要の平均
 既存の加熱システムの使用年数
 建物のサービスの延長または改装を予定
接続の基本的な興味についての質問は、プロジェクト
が開発の特定の段階に達したときにのみ詳細に決定できるので、拘束力のある加熱価格を指定せずに、初期段階で質問されます。したがって、答は結合しないた
め、信頼性が低くなります。接続の決定は、主に熱生産コストに依存します。これらは、接続されるプロパ
ティの数、接続される負荷、および接続日によって決定されます。そのため、主要な顧客は非常に重要です。
詳細な手順は、「地域暖房ネットワークの計画ハンドブック」 [19]にも記載されています
この調査結果を使用して、接続された負荷とエネルギ
ー需要の初期基準値を決定し、初期需要評価を作成できます（第 11章を参照）。

3.2.5

その他の側面

3.3.1

資金調達

3.3.2

事業会社

基本的に、以下の会社形態が事業会社として適しています。
 民間企業です
o

個人事業者

o

パートナーシップ（民事訴訟のパートナーシップなど）o

企業（公共の有限会社、有限責任会社など）

o

協同組合

 公営企業o

個人法に準拠していないフォーム（例：自由
行政法人）

o

民間法フォーム（例：純粋に公的な限定企業）

コンセプト案

初期段階では、プラントの初期ドラフトコンセプトを作成することをお勧めします。これにより、バイオマ
スDHプラントのQMの規格と要件が一方で、それぞれの法的規制（大気汚染制御、灰の処分など）が最初から考慮されます。

26

3.3

最も適した企業形態は、さまざまな要因（融資、顧客の構造、公共部門の役割など）に依存し、常に状況に応じて明確にする必要があります。別の事業会社を設立することができない場合は、契約を変更する必要があります。

第1部 -エネルギーの合理的な使用方法

3.3.3

成功要因と「障害」

プロジェクト開発の初期段階で最も重要な 成功要因 は、「 Sozio ö konomische Aspekte thermischer Netze 」[18]の再移植によるものです 専門的なプロジェクト開発と実現可能性の調査を行います 社会経済的側面を考慮します モチベーション、行動範囲、意思決定メカニズムに関するステークホルダーを特定し、分類します 責任を早期に明確にします 最初から明確なベンチマークの通信（接続密度の目
標値、熱伝導コスト、必要な接続の進行状況など）を行います。
 主要な顧客 当局、住民および他の興味を起こさせられた党によって既存の、同じような例に訪問しなさい プロジェクトを推進するユーザー
 本社と地域暖房ネットワークを段階的に拡張
 公的機関からのサポート
 森林（支持者）のメリットを強調
 早期の透明性の高い情報 バイオマスの利点を強調します。再生可能、CO2ニュートラル、気候に優しい、地域的価値、および人々
プロジェクト開発の初期段階で最も重要な 成功要因 は、「Risiken bei thermischen Netzen」 [20]の再移植によるものです 情報が不足しているか、遅れ 接続電位の過大評価
 反論と苦情
 時間的なプレッシャー（道路工事、主要なお客様など）
 単一の側面（微細な粉塵排出など）を削減
 依存を恐れ 悪い例の通信
 負のプレス27

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

第2部 -基本28

第2部 -基本

4.1

序章

燃料の質はバイオマスの暖房設備の重要な面である。
燃料費だけでなく、使用される木材の品質も、プラントの効率や大気汚染物質の生成に影響を与えます。そのため、プラントの運転会社と燃料供給装置の間のサ
プライコントラクトにおいて、品質パラメータがます
ます重要になっています。
人間性の影響（砂利や土壌などの鉱物物質による汚染など）に加えて、バイオマスの品質を決定する自然なパラメータがほとんどです。天然燃料組成は、バイオ
マス加熱プラントの運転に不可欠な3つの要素に影響します。正味発熱量（NCV）[MJ/kg]は、主に可燃性木材
成分の炭素と水素によって決定されます。水と灰の含有量が増加すると、それは減少します。灰の含有量と組成は、汚損やスラグ処理、腐食に影響を与えるため、
メンテナンスコストに影響を与えます。
窒素酸化物と粉塵の排出は、燃料の品質に直接関係しています。その他の排気ガスコンポーネント（例CO 2 またはCO）は、 [21]使用燃料に直接依存しません次の章
では、プラントの作業者が燃料の品質を評価できるよ
うにすることを目的としています。

4.2

木材燃料の基本組成

燃料としての木は主に主に炭素、水素および酸素要素から成っています (表4.1)。燃料の種類に応じて、窒素と硫黄も濃度が1%を超える場合に発生することがあります。発熱量は、炭素と水素の含有量によって決まります。燃料に結合される酸素は酸化プロセスを支える。
硫黄は燃料の発熱量に寄与し、SO2またはSO3に酸化されます 。燃焼後は、さらに反応して他の化合物を形成できます。硫黄酸化物（SOx）は、空気を汚染するため、望ましくない排出成分です。燃料に結合された窒素は、
木製燃焼システムの不必要な窒素酸化物（NOx）の形
成に不可欠な要素です。
二次要素は決定的な灰の生成物である。燃料の灰含有量は発熱量に影響を与え、プラント技術と連動して粉塵排出量に影響を与えます。また、灰の含有量や灰の構成部品は、設備の汚損やスラングに大きな影響を及ぼします。カリウム、ナトリウム、塩素、硫黄の元素には特に注意が必要です。

カリウムとナトリウムの2つの元素は、灰軟化点の低下に寄与します。これらは、腐食プロセス、汚損（熱交換器パイプなど）、およびアルカリクロライドの形成によるスラングに影響を与えます。塩化水素（HCl）、
ダイオキシン、フラン（PCDD/F）などの望ましくない化合物は、燃料に結合された塩素から形成できます。
塩素と硫黄の成分には腐食性の影響があります。
微量元素は、主に樹木の成長中に環境負荷物質から吸収される重金属の形で木材燃料に含まれています。これらは非常に異なる濃度の燃料に存在し、有毒な効果を有している可能性があります。燃焼後、重金属（排ガス中に気化されている）は、わずかな例外を除き、灰に凝縮または吸収されます。これにより、灰に結合され、自然循
環から除去できます（埋立処理や加工など）。木材燃料の場合、特にリサイクル性に関しては、重金属が灰の品質に影響します（第 9章を参照）。

4.3

参照状態

バイオ固体燃料は可燃性および非可燃性物質で構成されています。非可燃性コンポーネントは燃料の水と灰のコンポーネントで構成され、有機コンポーネントは酸素化プロセスでエネルギーを放出します。有機性物
質および鉱物および灰の内容は通常ある特定の範囲内にある間、場所の条件および木種によって価値の範囲内にある、水内容は非常に変わることができる。燃料分析を比較するために、参照状態が定義されています（図4.1）。
Water

Surfacehumidity
Intrinsic
humidity

Volatilesraw

4 バイオマスからのエネルギー

CboundAshFigure 4.1

Reference states of solid fuels.
raw: raw statean (ar): analysis moist
wf (dry): water-freeaf (af): ash-freewaf (daf): water- and ash-free29

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

Table 4.1

Elemental composition of energy wood.

Category
Elements:

Main elements
Carbon C
Oxygen O
Hydrogen H
Nitrogen N

Secondary elements
Phosphorus P
Potassium K
Sodium Na
Sulphur S
Calcium Ca
Silicon Si
Magnesium Mg
Chlorine Cl

Scale:> 1 % or> 10,000 mg/kg
Energy content

0.01 - 1 % resp.
100 - 10,000 mg/kg
Ash quantity/behaviour, emissions, corrosion

Influence on:

たとえば、無水状態の燃料サンプルの正味発熱量は、
NCVwf = 19 MJ/kgです。加熱プラントに送られると、生の状態の同じサンプルの正味発熱量はNCVraw = 8.2
MJ / kgで、含水量は50％、灰分は0.5％になります。5つの参照状態は、バイオ原性固体燃料の分析結果の正確な仕様と比較 [22]のために、困難になっています Raw状態- RAW（RAW）
 水分分析- AM（受信時）：空気乾燥状態のサンプル
 無水- wf（乾燥、d）：仕様は乾燥燃料
 灰フリー（af）：仕様は、灰フリー燃料を示しています。
 水と灰のフリーDAF（乾燥、灰なし）：仕様は、水と灰のフリー燃料を指します。
次の3つの式を使用して、さまざまな燃料状態に関連する解析結果を変換 できます。
wf
1

2

af


x

30


γ A,
1

Trace elements
Boron B
Copper Cu
Iron Fe
Manganese Mn
Zinc Zn
Lead Pb
Chromium Cr
Arsenic As
Cadmium Cd
Other elements< 0.01 % resp.
< 100 mg/kg
Ash utilisation, emissions

4.4

重要なパラメータ

4.4.1

水の含有量と木材の水分

木材燃料には、常に一定量の水が含まれています。これは木材の種類、収穫時間、貯蔵場所、持続時間によって大きく異なり、木材の燃焼品質に影響を及ぼします。水の含有量は、木材表面の水分（特に降水などの外部流体によるもの）と内水（細胞壁、細胞腔、細胞間格子に保存された水）で構成されます。
水の含有量は、水含有量または木材の水分含有量（木材の湿度）のいずれかで示されます。これらの仕様は、それぞれ異なる基準値で異なります。 In accordancewith DIN EN ISO 17225, they are given inmass percent (wt-%) [23]. The water content M is themost important quality parameter for wood fuels. It describes the water mw in the moist fuel in relation to its
total mass, which is composed of the mass of the anhydrous fuel mB and the water mw contained in it.

γ第2部 -基本

Water content M [%]Wood moisture content u[%]

通常は、蒸気の形で排ガスとして排出します。そのため、凝縮中に放出された水の気化のエンタルピーを利用することはできません。そのため、木材のエネルギ
ー含有量は通常、低位カロリー値（「加熱値低下」）
として与えられます。この値は、燃料[MJ/kg]のエネル
ギー含有量から、水蒸気の形で排出ガスに含まれるエ
ネルギー量を引いたものです。これは燃料の水の含有量に直線的に依存します （図4.2）。表4.3は 、水の含有量が発熱量に影響を与えていることを示しています。

0
20
25
40
50
60

0
25
33
67
100
150

発熱量は、EN ISO 18125:2017-08 [24]に従ってラボで計算されます木材の燃焼中、水蒸気は燃料に含まれる水から一方は生成され、他方では酸素に結合された水素の反応から生成されます。総熱量（GCV）から真発熱量（NCV）を計算するには、この水蒸気の凝縮中に放出されたエネルギー量をGCVから減算します。

エネルギー使用の分野では、水分含有量の表示が広く受け入れられるようになりました。 木材の含水率の表
示は、従来の林業以外ではかなり珍しいものです。 木
材の水分は、記載されている含水量から計算でき、その逆も可能です（表4.2）。
Table 4.2 含水率の変換M-木材の水分u。

4.4.2

灰含有量
H2O

灰分は、燃料が完全に燃焼したときに残る灰の量です。
燃料に含まれる灰は、その無機部分、主にシリコン、
カリウム、ナトリウムなど、4.2章に記載されている微量元素で構成されています。

kg









H

γW

Specific water content of the exhaust gases during
complete combustion [kg/kg].

hV

Evaporation enthalpy of water hV = 2.441
2 MJ/kg

Mi

Molar mass of the fuel parameter i [kg/kmol].

γi

Mass fraction of the fuel parameter i [kg/kg]

灰には、燃焼後に灰に付着する微量元素や重金属も多く含まれています。 たとえば、燃料中の鉄濃度が50mg / kg（wf）の場合、燃料の灰分が0.5％（wf）（つまり、無水燃料1kgあたり5gの灰）になると、 灰（鉄がFe2O3 と し て 灰 中 に 完 全 に 存 在 す る と 仮 定 ） か ら
10,000 mg / kg（第9章）。
灰分含有量Ａは、使用される燃料の質量ｍＢ、ｉ（参照状態ｉを指定する）に対する燃料中の灰分質量から計算される。.
,i
Ash

m
i

NCV

γAsh

Mass fraction of ash in the fuel [kg/kg].

A

Ash content [wt-%]

mA

Mass of ash in the fuel [kg]mB,iMass of the fuel in the reference state [kg].

4.4.3

真および総熱量の値

木材燃料の燃焼（完全）中に放出される熱は、真発熱量（NCV）または総発熱量（GCV）で示されます。総発熱量（「加熱値の上昇」も参照）は、指定量の燃料[MJ/kg]の燃焼中に放出されるエネルギーの絶対量を表します。この値には、放出される熱に加えて、煙ガス
中の水蒸気の形をしたエネルギー（潜熱）も含まれ、凝縮によって使用可能になります（「凝縮技術」）。
バイオマス燃焼システムでは水

図4.2木材の真発熱量（NCV）、水含量Mと木材水分uの関係

31

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

表4.3木材の発熱量Mは、さまざまな種類の木や測定単位の水含有量Mに応じて算出されます。 Assumption for calorificvalue in kWh/kg (anhydrous reference basis): 5.2 for softwood and 5.0 for hardwood [25].
Water content M in
[wt-%]

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Tree
type/density1)

Unit ofmeasurement

Spruce379 kgwf/fm

kWh/kgkWh/fmkWh/rm
kWh/LCM

5.20
1,971
1,380
788

4.91
1,957
1,370
783

4.61
1,942
1,360
777

4.32
1,925
1,348
770

4.02
1,906
1,334
763

3.73
1,885
1,319
754

3.44
1,860
1,302
744

3.14
1,832
1,282
733

2.85
1,799
1,259
720

2.55
1,760
1,232
704

2.26
1,713
1,199
685

1.97
1,656
1,159
662

1.67
1,584
1,109
634

Pine
431 kgwf/fm

kWh/kgkWh/fmkWh/rm
kWh/LCM

5.20
2,241
1,569
896

4.91
2,226
1,558
890

4.61
2,209
1,546
883

4.32
2,189
1,533
876

4.02
2,168
1,518
867

3.73
2,144
1,500
857

3.44
2,116
1,481
846

3.14
2,083
1,458
833

2.85
2,046
1,432
818

2.55
2,001
1,401
801

2.26
1,948
1,364
779

1.97
1,883
1,318
753

1.67
1,802
1,261
721

Beech
558 kgwf/fm

kWh/kgkWh/fmkWh/rm
kWh/LCM

5.00
2,790
1,953
1,116

4.72
2,770
1,939
1,108

4.43
2,748
1,923
1,099

4.15
2,723
1,906
1,089

3.86
2,695
1,887
1,078

3.58
2,664
1,864
1,065

3.30
2,627
1,839
1,051

3.01
2,586
1,810
1,034

2.73
2,537
1,776
1,015

2.44
2,480
1,736
992

2.16
2,411
1,687
964

1.88
2,326
1,628
930

1.59
2,221
1,555
888

Oak
571 kgwf/fm

kWh/kgkWh/fmkWh/rm
kWh/LCM

5.00
2,855
1,999
1,142

4.72
2,835
1,984
1,134

4.43
2,812
1,968
1,125

4.15
2,786
1,951
1,115

3.86
2,758
1,931
1,103

3.58
2,726
1,908
1,090

3.30
2,689
1,882
1,075

3.01
2,646
1,852
1,058

2.73
2,596
1,817
1,038

2.44
2,537
1,776
1,015

2.16
2,467
1,727
987

1.88
2,380
1,666
952

1.59
2,273
1,591
909

Poplar
353 kgwf/fm

kWh/kgkWh/fmkWh/rm
kWh/LCM

5.00
1,765
1,236
706

4.72
1,752
1,227
701

4.43
1,738
1,217
695

4.15
1,723
1,206
689

3.86
1,705
1,193
682

3.58
1,685
1,179
674

3.30
1,662
1,163
665

3.01
1,636
1,145
654

2.73
1,605
1,123
642

2.44
1,569
1,098
627

2.16
1,525
1,067
610

1.88
1,472
1,030
589

1.59
1,405
983
562

Net calorific value as a function of the water content M

1)

Values for kg (wf) per fm without drying shrinkage (density) [26].
The heating values for the cubic metre (rm) were calculated as a flat rate of 0.7 fm/rm and for the loose cubic metres (LCM) of woodchips as 0.4 fm/LCM (for particle size class P16S).

4.4.4

ボリュームの仕様

4.4.3, に示すように 、発熱量の値は燃料の質量であり、水の含有量に大きく依存します。
しかし、供給された燃料量の計量は、インフラが不足しているか高すぎるため、小規模なプラントでは不可能な場合がよくあります。したがって、特に小規模なプラントでは、容量ベースで見積燃料量を調整し、この方法で燃料を請求することが一般的です。木材に関連して一般的に使用される林業および木材産業とは異なる容積仕様があります（表 4.4を参照）。
Table 4.4

Room dimensions for energy wood [27].

第2specification

Definition

Unit

Solid cubic
metresStanding timber stock, 1 m³ corresponds to 1 m³ of solid wood mass,in the case of layered wood without
spaces between.

fm, m
³

Cubic metre

Layered wood; corresponding to
1 m³ including the spaces in between (around 0.8 fm)

rm

32

Loose cubic
metres(bulk cubic
metres)Loosely offloaded quantity of wood;used for logs, wood chips, shavingsor similar (approx. 0.4 fm)

LCM(German:Srm)

重要なパラメータは、燃料のかさ密度[kg/LCM]です 。
これは主に、木材や水の種類に大きく依存する物理的な密度[kg/m ³]の影響を受けます。かさ密度は、処理された燃料の無腔をACカウントすることもできます。.木製の破片および粉砕された材料の場合、これは燃料の充満のスペースを決定的に影響を与えます。.密度またはかさ密度と発熱量の値によって、燃料の体積関連エ
ネルギー密度[MJ/m ³]または[kWh/m ³]が決まります( 表 4.5を参照)。.これは、ストレージおよび輸送コストを見積もるための重要なパラメータです。燃料質量mは、燃料密度 ρ と体積Vから計算できます。
(m = V * ρ).
ただし、かさ密度は多くの要因に依存するため、非常に不正確な量と見なされます。不均一な燃料寸法がか
さ密度を低下させることは一般的に真実です。木材チップの均質性は、燃料の準備プロセスと原料の両方の影響を受けます。シュレッダーまたは低速で動作する
チッパーを使用して処理すると、-

第2部 -基本
多くの破片や擦り切れた骨折を伴う細長い不均一な寸法になります。 このような材料のかさ密度は、高速ドラムチッパーで処理された木材よりも低く、そのチッ
プはより滑らかなエッジとより高い割合の微粉を持っている傾向があります。.丸太からの破片は均一な次元を持っている間、薄くなる残りの木か景色の維持木に異なった微および粗い結び目の程度が含まれている、また、寸法も非常に異なるため、均一な粒子サイズ（空気ギャップの減少）を使用したり、輸送中に粒子をジョグしたりするなどして、バルクマテリアルを圧縮すると、体積が減少することに注意してください。
固体立方メートル（木の未チップ）からバルク立方メートル（木屑）への転換は、平均的です

緩め係数2.8を使用できます。かさ密度の終端処理を解除する手順については、EN ISO 17827[28]規格で説明
されています要約すると、提供されるボリュームの決定は非常に簡単で安価です。ただし、エネルギー量や燃料価格の表示には適していません。燃料の密度、かさ密度、および水含有量が変動するため、このような情報は非常に不正確です。関連するパラメータの正確なインディ陽イオンは、燃料質量の基本、およびそれぞれの参照状
態または水含有量に応じてのみ可能である。容積による計算は、燃料貯蔵面積の設計と輸送量の見積もりに適していますが、請求に不均等であることが証明されています（セクション 4.7）。

表4.5. さまざまな燃料のバルク密度とエネルギー含有量です。
Energy source

Water content[wt-%]

Bulk density[kg/LCM]

Energy content[kWh/rm]

Volume per energy content

Wood chips (HH)1)30

250 - 330

900 - 1,100

1.10 - 0.90

Wood chips (WH)1)30

160 - 230

600 - 800

1.70 - 1.25

[m³/MWh]

Bark (HH)

50

500

1,000

1.00

Bark (WH)

50

320

750

1.33

Sawdust (HH)40

230 - 270

650 - 750

1.50 - 1.33

Sawdust (WH)40

150 - 190

450 - 550

2.20 - 1.80

Sawdust

15

170

717

1.39

Wood shavings

15

90

380

2.63

Briquettes

2900 - 1,500

4,500 - 7,500

0.17Pellets2

670

3,000 - 3,500

0.30

Hard coal

-

870

8,300

0.12

Heating oil extra light2)-

840

10,0000.101) HH: hardwood, WH: softwood; 2) LCM equals m³

4.5

自動木製点火システム用の
燃料供給

4.5.1

概要

エネルギー供給に使用される木材（短回転作物を除く）
は、木材加工の残留物または共同製品として、あるいは森林管理（木の薄化など）の際に蓄積されます。
図4.3DIN EN ISO 17225 [23] 「バイオマス固体燃料-燃
料仕様-燃料クラス」には、さまざまなソース、加工、使用経路が示されています。この図は、2014年から順次拡大され、さまざまな木材燃料の分類が含まれています。
 パート1：一般的な要件
 パート2：木材ペレットの分類
 パート3：木材ブリケットの分類
 パート4：木材チップの分類
 パート5：木材の塊を分類
 パート6：木材以外のペレットの分類

 パート8：熱処理および圧縮バイオマス燃料の分類（回収） パート9：産業用途向けの粗粉砕木材および木材チ
ップの分類
エネルギー供給に使用される木材の材料流量は、次の3つの原材料源に割り当てることができます。（1）林業（2）短回転プランテーションでの木材の栽培（SRC）(3) この堆積物は、横方向管理（LMW）の残留材料として蓄積されます。特に、収穫後の材料使用に適していますが、森林や木材加工の際にはさまざまな種類のエネルギー用木材が生産されています。さまざまな加工ステップにより、木材加工業界内の燃料として使用
される、自社のエネルギーニーズに対応した中間調製品が製造されています。この内部使用のための広告では、林業の木材は最終製品に加工され、丸太、ペレット、およびチップ、破砕された材料の形でエンドユー
ザーに提供されます。SRCウッドは通常、収穫直後にチップを入れ、木材チップの形で（大型）消費者に配送されます。同様の回復経路が景観維持木材にも存在します。これは通常、保守措置後に収集され、提供されます パート7：木材以外のブリケットの分類
33

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
エネルギー回収のために材料をシュレッダー処理します。材料の使用サイクルから再移動した後、廃棄木材を適切な工場に送り、エネルギー回収を行います（ 図4.3を参照）。

図4.3木材からの材料フロー図

4.5.2

木材燃料の種類

森林残留物および丸木は次のとおりです。森林の利用と維持は、活発に利用されるいわゆる森林残留物を生み出しています。これは薄くなることからの残余木、第二に材料として木の使用のための幹材の抽出からの残余である(ほとんど王冠端の木)。直径が小さいため、両方の商品種別には、多くの場合、高いバークの内容
物があります。また、不拡散な森林の場合には特に、高い針材の内容物が含まれるため、プラント技術への要求が高まっています。また、脆弱な丸太を目標除去
した丸木を積極的に活用しています。ほとんどの場合、針、小枝、枝などの高灰の含有物を持つ木の成分は、高品質の燃料で維持されます。
ショートローテーションコピー（ SRC）から燃料を供給します。短回転雑木林では、通常、エネルギー回復を目的として、ポプラや柳などの急成長する木材が栽培されています。収穫は主に冬に行われます。
つまり、木に葉がない場合です。SRCの木材チップの水含有量は、森林残留物や丸い木材から収穫したての木材チップよりも高くなる傾向があります。SRC 木材にはまた、比較的比較的生密度が低い。これと高水含
有量は、特にボリュームベースのアカウンティングで考慮する必要があります。
34

SRC木材チップの灰含有量は、一般に、両商品種別の樹皮と枝の含有量が増加したことから、森林残留物の含有量に匹敵します。同様に、発熱量（乾燥基準値）
は、森林残留物と比較してもきわめて大きい値です。
製造業者が低含水率燃料の使用を頻繁に指定するので、
特により小さい炉で新しい収穫されたSRCの木製の破片を燃やすことは推薦されない(最大 30～35%）です。
目的の水の内容は、(自然な)乾燥させるか、SRC木材チップと乾燥燃料を混合することで達成できます [29]
整地メンテナンス用木材（LMW）：整地メンテナンス
用木材は、交通エリア（道路、鉄道、水路）、電力線、都市部の緑地に沿った、ヘッジや堤防の整備から生まれます。合成は非常に異なっている場合もあります。例えば、ソフトウッド（アダー、ポプラ、柳など）、ハードウッド（メープル、ヘーゼル、ホーンビームなど）に加えて、蓄積されます。地方自治体では、庭や公園の廃棄物、およびスクラブの切削物は、集荷または配送システ
ムを通じて、海波を集めます。このグリーン廃棄物には、堆肥化や発酵によるリサイクルに適した、高割合のハー
ブ性材料が含まれています（特に夏）。冬には木質の部分が多く蓄積されるので、この部分は他の部分のリサイ
クルには重要です [30]特殊な文献では、環境保全における灰、重金属、塩素などの汚染物質の含有量が部分的に増加していることがよく指摘されています第2部 -基本
木材を燃料として使用することで、承認手続きやプラント技術の要件が増大 する可能性があります。[31]調査によると、冬の塩の拡散が道路や隣接する農業地の肥料化に影響を及ぼしていることがわかりました。しかし、陸域の木材で測定された塩素の含有量は、森林
チップのものと同等である。そのため、木のどの部分が木材チップに加工されるかが決定的な要因となります。特に、木材 [32]に比べて、高濃度のバークを持つ
細かい枝では、灰と塩素の中に含まれるものが発見されました
廃木材：材料のために使用される木は有用な生命の終わりになる。この廃棄

木材はさまざまな素材から作られ、段階的にリサイク
ルされています。この目的のために、適切なサイトで収集および処理されます。ここでは、マテリアルフロ
ーは、さらに使用率を考慮して分割されています。材
料の使用に適した汚染されていない廃木材は、二次原料として再利用されます。材料の使用に適さなくなった過剰な量または汚染された廃棄木材は、エネルギー
回収 [33]に送られます「廃木材」という用語で収集された材料は、特に異物の含有量や不純物に関して不均質性が特徴です。廃棄物の原産地、組成、危険物質との競合に応じて廃棄物を分類することで、廃棄物をさ
まざまなカテゴリーに分類することができます（表4.6）。

表4.6 廃棄物のカタログ化欧州廃棄物リスト[34]および環境・交通・エネルギー・通信省からの廃棄物の輸送リスト[35]に準拠
Waste category (chapter of the list)
wastes from wood processing and the
production of panels and furniture, pulp
paper and cardboard

Waste code
03 01 01
03 01 04*
03 01 05

packaging (including separately collected municipal packaging waste)
construction and demolition wastes (including excavated soil from contaminated sites)

wastes from the mechanical treatmentof wastemunicipal wastes (household waste andsimilar commercial, industrial and institutional wastes) including separately
collected fractions

03 03 01
15 01 03
15 01 10*17 02 01
17 02 04*
17 02 97
17 02 98*
19 12 06*
19 12 07
20 01 37*
20 01 38
20 03 07

Description
waste bark and cork
sawdust, shavings, cuttings, wood, particle board and veneer containinghaz- ardous substances
sawdust, shavings, cuttings, wood, particle board and veneer other thanthose mentioned in 03 01 04
waste bark and wood
wooden packaging
packaging containing residues of or contaminated by hazardous substanceswood, instead of this code 17 02 97 or 17 02 98 is used in Switzerland
glass, plastic and wood containing or contaminated with hazardous substances
CH: waste wood from construction sites, demolitions, renovations and conversions
CH: problematic waste wood
wood containing hazardous substances
wood other than that mentioned in 19 12 06
wood containing hazardous substances
wood other than that mentioned in 20 01 37
bulky waste* wastes classified as hazardous according to the European List of Waste [34]35

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
Table 4.7

Exemplary classification of waste wood in Germany and Switzerland.
Germany

CategoryAI

Description according to Altholzverordnung (AltholzV) –Waste Wood Ordinance

Naturbelassenes oder lediglich mechanisch bearbeitetes
Altholz - Natural or only mechanically processed waste
wood

Switzerland
Luftreinhalteverordnung (LRV) - Ordinance on Air
Pollution Control

General description
Naturbelassenes Waldholz- Natural forest wood

Naturbelassenes Holz
(stückig und nicht stückig)
Bst. a+b

Restholz aus Sägereien Waste wood from sawmills

Unbehandeltes Altholz
Bst d 1

Holzbrennstoffe

Unbehandeltes Altholz
Bst d 1Anhang 5, Ziffer 31,
Absatz 1

Restholz aus Zimmereien,
Schreinereien - Waste
wood from carpentries, Joineries

A II

A III

A IV

PCB-Altholz –PCBwastewood

Verleimtes, gestrichenes, beschichtetes, lackiertes oder anderweitig behandeltes Altholz ohne halogenorganische Verbindungen in der Beschichtung und ohne Holzschutzmittel.
- Glued, painted, coated, lacquered or otherwise treatedwaste wood without halogen-organic compounds in thecoating and without wood preservatives.

Altholz mit halogenorganischen Verbindungen in der Beschichtung ohne Holzschutzmittel. - Waste wood with halogen-organic compounds in the coating without wood preservatives
Mit Holzschutzmitteln behandeltes Altholz […] sowie sonstiges Altholz, das […] nicht den Kategorien A I - A III
zuge- ordnet werden kann, ausgenommen PCB-Altholz. Waste wood treated with wood preservatives [...] and otherwaste wood which [...] cannot be assigned to categories A I- A III, with the exception of PCB waste wood (whichcontains pol- ychlorinated biphenyls and is covered by therelevant Waste Ordinance).
Altholz, das PCB im Sinne der PCB/PCT-Abfallverordnung
ist und nach deren Vorschriften zu entsorgen ist, insbesondere Dämm- und Schallschutzplatten, die mit Mitteln
behandelt wurden, die polychlorierte Biphenyle enthalten. Waste wood that is PCB within the meaning of the
PCB/PCT Waste Ordinance and must be disposed of in accordance with its provisions, in particular insulation andsoundproofing boards that have been treated with agents
containing polychlorinated biphenyls.

ドイツでは、廃棄物コードによるカタログ化に加えて、廃木材カテゴリ(表 4.7)に分類されています。.スイスでは、廃木材は木材燃料とは見なされませんが、大気汚染防止（LRV）[36].のオルディナンスに従って廃棄されます。廃棄物木材AIとAIIドイツの廃棄物分類によれ
ば、LRVの廃棄物許容量に対応しています。これは、木材燃焼式毛皮焼成で焼失する可能性があります(Table 4.7) 。 汚 染 さ れ た 品 揃 え を 使 用 し た 仕 分 け（PVCコーティングまたはプレサーイン含浸木材の残留物など）の熱回収については、プラント技術および排出ガス対策に関する各国固有の規制を遵守する必要があります。工業用木材または製材残留物という用語
は、木材加工業界の副産物であり、その自然の形でのみ木材燃料として認められています。オーストリアでは、廃材も廃棄物として分類され、燃料としてではな
く副産物として分類されます36

Behandeltes Altholz ohne
Holzschutzmittel,
halogenorgansicher Beschichtung oder PCB Treated waste wood without wood preservatives,
halo-organic safe coating or
PCBs

Restholz
Bst c

Altholz
Bst aBehandeltes Altholz mit halogenorgansicher Beschichtung, ohne Holzschutzmittel- Treated waste wood withhalogen-organic coating,without wood preservatives

Beh. Altholz mit
Holzschutzmittel - Treatedwaste wood with wood preservativeÜbrige Brennstoffe
aus Holz, gelten
nicht als Holzbrennstoffe

Problematische Holzabfälle
Bst b

Anhang 5, Ziffer 31,
Absatz 2

Mit PCB behandelte Holzabfälle – Waste wood
treated with PCB

木材加工産業は燃料としても利用できます。廃木材の熱利用は、特殊廃棄物や廃棄物焼却プラント、バイオ
生残留物（紙やボード産業など）の産業プラントなど
でほぼ確実に行われます。適切な公式許可を得て、バイオマスの廃木材を廃熱プラントに共存させることが
できます。

4.5.3

燃料の準備

機械的シュレッダ処理：機械的シュレッダ処理は、2つの基本原則に従って実行できます（図4.4を参照）。
 木材チップの生産には、鋭利な工具（ドラムまたは
ディスクチップ）を使用した切削工程が適しています。木材チップは、良好な流れを持ち、均質な燃料を形成します。特に森林の生産に使用されます第2部 -基本
チップは製材工場や木材加工工場で使用されています。ISO 17225-4に準拠した木材チップは、切削工具を使用して製造する必要があります。
 切れ味のない工具（リッパの歯を持つ低速のチップ・パー、ハンマ・ミル、スクリュ・チップ・パーなど）を使用して破砕し、破砕した燃料を生産します。シュレッド素材のウェッジは、簡単に破砕でき、流れが悪く、特に不均一です。このツールは不純物に対する影響が少ないため、主に整地メンテナンス
分野で使用されます。
乾燥と保管燃料の貯蔵はサプライチェーンの重要な部分である。第一に、保存時に自然乾燥処理を行うと、水の含有量が減少するため、品質が向上することがあります。また、燃料供給を需要に応じて維持するためにも、ストレージは重要な役割を果たします。原則として、次のようなさまざまな可能性があります。チッ
ピング前または後の保管、自然乾燥または技術乾燥、
屋外または倉庫での保管などがあります。可能なアプ
リケーションと、それぞれの方法の利点と欠点を以下に示します [37]図4.4木材チップ(鋭利な工具でカット、左)と破砕した木材(先の尖った工具で切り刻む、右)の違い
収穫後、適切な保管場所に、木材を数週間から数か月かけて杭の形で残すことができます。この乾燥前処理
により、水の含有量が50%未満から30%未満に低下します。乾燥前の保管場所として理想的なのは、通気性が高く、日当たりが良く、森林の近くにあり、乾燥した透過性のある土壌があり、一年中利用できる場所です。
木材チップの自然乾燥は対流によって行われます。山の中で自己加熱すると、周囲の温度差が生じます。その結果、パイルから暖かい空気が立ち上がって、湿気を取り除き、クーラとドライヤの空気が横方向に流れます。木材チップのサイズと形状は、重要な役割を果たします。形状は、屋根の形状に似ている必要があります（「尖った円錐」）。これは対流(煙突効果)を支持
し、降水は、干し草の表面の空洞を集めることはできません。また、拡散開放フリースで覆われているため、降水からの保護が可能ですが、内部からの蒸発も可能です。ヒープの高さは、自発的な通信バスによる火災のリスクを回避するために4 mを超えてはなりません。
一方、技術的な乾燥ははるかに高速ですが、コストがかかります。バイオガスのCHPなどの発電所からの廃熱や、エア・コレクター[38] を使用した太陽乾燥 も乾燥に使用できます。
多くの場合、木材チップは、収穫したばかりの木材で、水の含有量が50%を超えるものから作られています

使用前に、カバー付きまたは未接続の一時保管場所または暖房設備に長期間保管します。新しい木材チップを水含有量の高いもので保存する場合、さまざまな問題が発生する可能性があります。
 バイオマスプロセスは木材チップの山を加熱することが可能で、点火も可能です。
 フィルの上部に水が凝縮し、カビが発生し、健康に害を及ぼす可能性があります。
 分解プロセスと木製分解菌類は有機物質（濃度の低下と灰含有量の増加）を低減します。燃料パラメー
タが原因で窒素の蓄積などが抑止される場合があります。
このような危険性は、材料を水にすばやく30 %未満乾
燥させ、適切な保管条件で保管することで低減できます。微粉の割合が低い、粗い、鋭い刃の木製の破片は理想的である。これにより、空気の循環や水分除去のための表面空間が提供されます。保管期間は長すぎないようにしてください。ガイドラインは3ヶ月です。保管および使用には、適切な順序でフローを行う必要があります（「ファーストインファーストアウト」の原則）。
屋外で保管する場合は、地面が乾燥していること、およびその場所が太陽が降り注ぐこと、および風にさらされていることを確認してください。未舗装面とは異なり、舗装面は、大型車両で年間を通して走行できます。砂利を使用したピッチは、表面を密閉しないため、効果的であることが証明されています。ただし、ここやその他の未舗装の場所では、鉱物性の土壌や腐植土
や石の堆積によって燃料が汚染されている可能性があります。木材チップバンカーや倉庫などの建物に保管する場合、燃料は降水から保護されます。凝縮水の形
成と形成される金型に対抗するには、適切な空気循環を確保する必要があります。
圧縮ペレット化：固体燃料の木製のペレットは、乾燥した天然のおがくずや木材の削りくずを添加したものと添加しないものを押すことで、製造されます。DIN EN ISO
17225-2には、原材料およびペルレット特性（直径および長さ、水含有量、灰含有量および融解挙動、機械的強度、微粉内容、添加物、発熱量、 かさ密度、要素含有量）
は、商用および国内（A1、A2、B）および産業用途（I1、I2、I3）での使用に応じて分類されます。
ペレットは非常に乾燥した燃料ですが、貯蔵中に燃料のガス放出と自己加熱につながるプロセスが発生します。
木材に含まれる抽出物質（樹脂、脂肪、遊離脂肪酸）は、
乾燥時の高温または沈殿時の圧力の影響により、燃料の表面に到達し、大気酸素と接触します。これにより、揮
発性有機炭化水素（VOC）、一酸化炭素（CO）、およ
び二酸化炭素（CO2）の放出につながる酸化反応がなくなります。ブチリック酸やアルデヒドなどの有機化合物
は、迷惑な臭気を引き起こす可能性があります。無臭ガ
スCOおよびCO2は 、換気が不十分な保管室で酸素不足につながるおそれがあり、人員の窒息や中毒の危険性があります。燃料の自己加熱（外熱酸化反応と吸着熱の両方により、ペレットが空気中の水分を吸収するときに発生）と組み合わせて使用します。
37

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
COなどの可燃性ガスが存在すると、特に大規模な収納室では、自然燃焼が発生する可能性があります。したがって、ペレットの保管場所は常に十分に換気されている必要があります（ 14.2.9章および 19章を参照）。
ガス放出は、燃料の使用年数と保管期間の増加に伴って減少します。その他の影響を与える要因としては、充填中の機械的負荷（微細な材料の摩耗を防ぐ最短経路）と保管中の温度（クーラ、アクティビティの低下）[39]があります。

4.5.4

品質パラメータ

木質燃料は、材料の膨張や製造工程の違いにより品質に大きな違いがあります。低排出ガス、トラブルのない、エネルギー効率に優れた木材システムの運転は、システムに適合した適切な燃料（第 5章および第 13章）
を使用した場合にのみ可能です。例えば、小型の燃焼システム（標準シリーズ装置）は、特に水の含有量が少ない均一な特性、灰の含有量、および微粉の対象となります。また、請求に関しては、燃料品質の正確な評価も不可欠です。表を参照
4.8 では、燃料の「一目で」評価に使用できる重要な品
質パラメータの概要を示します。
Table 4.8 Typical characteristics for assessing fuelquality.

38

Quality parameters
Water content
Ash content
Calorific value
Particle shape
Fine fraction
Excess lengths
Impurity content“Good” quality “Poor”
qualitylow
high
low
high
high
low
sharp-edged
rough
low
high
low
high
low
high

表4.9 には、木材および落葉樹および保守OU木の木工および廃材の重要な燃料パラメータの一般的な値範囲が記載されています。木種の柳とポプラは、短いロテ
ーションまたは造園維持木材（SRCおよびLMW）の木
材には模範的な存在です。リストされている値は、大きな排煙範囲をカバーしていることに注意してください。一般的な値は、統計的に抑止された基準点です。
実際の燃料組成は、それとは異なる場合があり、例えば、仕様変更の位置によって異なります。したがって、
計画担当者、サプライヤ、および工場の運営会社は、設計の個々の値を決定する必要があります。バイエル
ン州環境局のPhyllis2 [40]やFREDなどのオンラインデ
ータベースです[41] さまざまな燃料に関する追加データが含まれています。

第2部 -基本
木材およびバークの代表的な燃料パラメータ [23] [33] [42]を参照

表4.9
Parameter
Ash-

Unit
(Reference state: wf)

Waste wood

Softwood

Hardwood

PasturePoplar

0.1 - 1.0
0.3

0.2 - 1.0
0.3

<1-5
1.5

0.8 - 3.0
1.5

1.1 - 4.0
2.0

1.5 - 3.4
2.0

0-2

18.5 - 19.8
19.1

18.4 - 19.2
18.9

17.5 - 20.5
19.2

17.1 - 21.3
19

17.7 - 19.0
18.4

18 - 20.2

47 - 5451

48 - 5249

48 - 5552

47 - 5552

46 - 4948

18.1 - 18.8
18.4
46 - 50

5.6 - 7.0
6.3

5.9 - 6.5
6.2

5.5 - 6.4
5.9

5.3 - 6.4
5.8

5.7 - 6.4
6.1

40 - 4442< 0.1 - 0.5
0.11)< 0.01 - 0.02
< 0.0241 - 4544< 0.1 - 0.5
0.21)< 0.01 - 0.05
0.02

34 - 4238
0.3 - 0.9
0.5
< 0.02 - 0.05
0.03

32 - 4238
0.1 - 0.8
0.3
< 0.02 - 0.20
0.03

40 - 44
43
0.2 - 0.8
0.5
0.02 - 0.10005

< 0.01 - 0.03
0.01

< 0.01 - 0.05
0.02

< 0.01 - 0.05
0.02

0.01 - 0.05
0.03

< 0.01 - 0.05
< 0.010.02 - 0.20

Typical value< 0.01 - 0.03
0.01

MJ/kg

Typical value
Value range

value
Carbonwt-%

Typical value
Value range

C
Hydrogenwt-%

Typical value
Value range

H
Oxygenwt-%

Typical value
Value range

wt-%

Typical value
Value rangeN
Sulphurwt-%

Typical value
Value range

S
Chlorinewt-%

Typical value
Value range

Cl

SRC and LMW

Hardwood

Value rangeO
Nitrogen

Bark

Softwoodwt-%

content
Calorific

Wood(without bark, leaves, needles)

n.a.

48
5.7 - 6.5

n.a.

6.2
39 - 45n.a.

43
0.2 - 0.6

n.a.

0.4
0.02 - 0.10

n.a.

0.03

FluorineF

wt-%

Value range
Typical value< 0.0005< 0.0005< 0.0005< 0.0005< 0.0005 - 0.002
0.001

n.a.

0 - 0.01
0.003

n.a.

n.a.

Aluminium
Al

mg/kg

Value range
Typical value

30 - 400
100< 10 - 50
20

400 - 1,200
800

30 -10050

3 - 100
50

n.a.
10

n.a.

Calcium
Ca

mg/kg

Iron
Fe

mg/kg

Potassium
K

mg/kg

Value range
Typical value
Value range
Typical value
Value range
Typical value

500 - 1,000
900
10 - 10025
200 - 500
400

800 - 20,000
1,200
10 - 10025
500 - 1,500
800

1,000 - 15,000
5,000
100 - 800
500
1,000 - 3,000
2,000

10,000 - 20,000
15,00050 - 200
100
1,000 - 3,200
2,000

2,000 - 9,000
5,000
30 - 600
100
1,700 - 4,000
2,500

4,000 - 6,000
5,000
n.a.
30
2,000 - 4,000
2,500

Magnesium
Mg

mg/kg

Value range
Typical value

100 - 200
150

100 - 400200

400 - 1,500
1,000

400 - 1,000
500

200 - 800
500

200 - 800
500

Manganese
Mn

mg/kg

Value range
Typical value

40 - 200
100

n.a.

9 - 840
500

n.a.
190

79 - 160
97

n.a.
20

n.a.

SodiumNa

mg/kg

Value range
Typical value

10 - 50
20

10 - 200
50

70 - 2,000
300

20 - 1,000
100

10 - 450n.a.

10 - 60
25

n.a.

Phosphorus
P

mg/kg

Value range
Typical value

50 - 100
60

50 - 200
100

20 - 600
400

300 - 700
400

500 - 1,300
800

800 - 1,100
1,000

n.a.

100 - 200
150

100 - 200
150

500 - 5,000
2,000

2,000 - 20,000
2,500

2 - 2,000
500

n.a.

n.a.

mg/kg

Value range
Typical value
Value range

mg/kg

Typical value
Value range

mg/kg

Typical value
Value range

mg/kg

0.1 - 4.0
1.0
0.2 - 1.0
0.5
1 - 105

0.1 - 40.4
0.2 - 1.2
0.5
1 - 30
5

< 0.1
< 0.1
0.2 - 52
0.3 - 5
1

0.3 - 2
1

0.1 - 5.3

Typical value
Value range< 0.1 - 1.0< 0.1< 0.05 - 0.50
0.10
0.2 - 10.0
1.0

< 0.1 - 0.2< 0.1
0.2 - 1Cd
Chrome< 0.1 - 1.0< 0.1< 0.05 - 0.50
0.1
0.2 - 10.0
1.0

0.39 - 15.4

As
Cadmium

mg/kg
mg/kg
mg/kg

3 - 3050.01 - 0.1
0.05
2 - 2010
1 - 304

2 - 205
n.a.
< 0.052 - 1010
2 - 3015

2-4
3< 0.03< 0.030.2 - 20.5
0.1 - 0.2
0.1

2-4
3
< 0.03< 0.030.2 - 1.0

Typical value
Value range

0.5 - 10.0
2.0
< 0.02 - 0.05
0.02
< 0.1 - 10.00.5
< 0.5 - 10.0
2.0

0.02 - 36.1

Typical value
Value range

0.5 - 10.0
2.0
< 0.02 - 0.05
0.02
< 0.1 - 10.00.5
< 0.5 - 10.0
2.0

3.4 - 668.4

Typical value
Value range

0.5
0.1 - 0.3
0.1

9.3 - 3,314.3<2<2
5 - 50
10<2<2
5 - 100
10

0.7 - 2.0
1.0
70 - 200
100

1-4
2
7 - 20050

0.2 - 0.6
0.3
40 - 100
70

n.a.

n.a.

30 - 100n.a.

SiliconSi
Arsenic

Cr
CopperCu
Mercury
Hg
Nickel
Ni
Lead

mg/kg

Pb
VanadiumV
Zinc
Zn

Typical value
mg/kg
mg/kg

Value range
Typical value
Value range
Typical value

n.a.
n.a.
n.a.
n.a.

n.a.

0.5

n.a.

50

1)The typical nitrogen content varies depending on the wood species: spruce 0.1, silver fir 0.17, beech 0.22 [43]. n.a. = not available.

39

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
水の含有量 は燃料の質に関して最も重要なパラメータである。水の含有量は、完成した燃料の保存性と安定性、および乾燥の必要性（目標水含有量30 ~ 35%未満）、または最適な混合のために不可欠な要素です。
熱エネルギーを使用して燃焼中に燃料に含まれる水を最初に蒸発させる必要があるため、この値は直接的に発熱値に影響を与えます。凝縮技術を使用しないと、蒸気を凝縮しても熱エネルギーを回収できません。さらに、水の含有量は燃焼中に放出されるCOおよび粉塵
排出量、および灰の蓄積に影響を与えます。水の質量と乾燥時の収縮効果は、燃料のかさ密度に影響します。

4.9）、バークがより広範囲の変動をカバーしています。
ソフトウッドの発熱量はCの含有量がわずかに高いため、
ハードウッドよりも高くなる傾向があります。これまでに、この側面は他のパラメータと比較して二次的に重要です。灰形成のマイナーおよび跡要素の増加した
濃縮物のために、バークの灰の内容は通常関連木のよりかなり高いである。これは、バークの発熱量が、対応する木材の発熱量 [21]の上下の両方になる可能性があることを示しています灰の含有量が非常に高く、特殊菌による鉱物不純物やリニンの分解によるサンプル
量が多い場合は、発熱量を減少させます [44]収穫したばかりの丸太（芯材と辺材）の代表的な水量は45～55%で、SRCの材料は55 %を超えることがよくあります。技術的または自然乾燥により、水の含有量を15～35%大幅に削減できます。水含有量が15%未満の木材チップは、通常、技術的な乾燥によってのみ製造できます。一方、特に乾燥した燃料は、木材ペレットであり、使用する燃焼技術に応じて標準的な水含有量が10%未満であるため、燃料内の特定の水含有量を超えてはなりません（第 5章）。小中出力レンジのボイラーでは、メーカーや議会が比較的高い要求を燃料にしています。 また、タイプ試験に適合して定義された水含有量範囲を満たしている必要があります（例：シリーズ機器の場合、マイクロアプリケーション/ペレットストーブが15～20%未満の場合）< 35 %). 大規模な加熱（出力）プラントでは、水の含有量が35%を超える場合や、切り出したての木材[37][44]でも、信頼性の高い操作が可能です。

粒子径 は、燃料の貯蔵および乾燥の動作だけでなく、流動特性との関係にも大きく影響します。粒子のサイ
ズは、生産および準備のステップによって大きく影響されますが、木材の種類および選択した商品種別によっても異なります。小型の同価帯や細かい物質の割合が高いと、バンカ充填中に発生する粉塵排出が制限さ
れ、粉塵が発生する可能性があります。さらに、高い割合の微粉が燃焼品質に悪影響を与えます。燃料ベッドの安定した空気供給が妨げられ、ホットスポットが形成されます。これにより、灰に含まれなくなった排煙内の微量物質による粉塵含有量の増加に加え、灰やたいか耐火物の摩耗が増加します。大型、長すぎる、またはフリンジ（鋭利ではない）粒子は、搬送スクリューなどのコンベアシステムの詰まりを促進し、保管エリアでの詰まりを引き起こす可能性があります。高品質の木材チップは、均質であり、微粉の割合が低く、長さが短く、エッジがシャープ である[37]燃料の灰含有量 は、燃焼中の粒子排出とスラグ形成に影響を与え、また、プラント運転中の総灰生成の廃棄コストにも影響を与えます。灰材の含有量が高いため、プラントコンポーネントの摩耗や腐食が容易になります。灰は、化学組成に応じて肥料として、セメント製造の集計として、リサイクルされます。材料のリサイ
クル経路が不可能な場合（過剰な重金属汚染など）は、灰を適切な埋立地に廃棄する必要があります [44]異物含有量は、燃料内の異物の割合です。金属部品、石、廃棄物（粗い異物）に加えて、このカテゴリーには特定の付着物や鉱物系の土壌（細かい異物）が含まれます。
粗い異物が誤って燃料とともに切り刻むと、チッパー自体、コンベアシステムまたは加熱システムのコンポーネント、時には異物によって損傷することがあります。土を付着させると、チッパーブレードの摩耗が増加し、灰の含有量が増加します。暖房（出力）設備での燃焼中、異物による灰含有量の増加、灰の融解挙動の変化、燃料や灰の重金属含有量の増加などにより、廃棄コストの増
加、プラント部品の腐食とスラグの発生が発生します[44]

表4.9 に示すように、灰の内容は次のように異なります
木材の種類やバークの種類によって、0.1％と5％が異なります。DIN EN ISO 17225-4では、木材チップ（A1~ B2）の4つのクラスが定義されています
1%未満から3%未満です。灰の含有量が高いのは、通常、バークと針材の比率が高いためです。例えば、木の直径が小さいか、小枝の比率が高いほど、木に対するバークの比率が高くなります。影響を与えるもう1つの要因は、無機質材（土壌や石など）による汚染である。
バークまたは木材の典型的 な発熱量（ 乾燥参照基準）は17.1から21.3 MJ/kgです（表40

燃料のさまざまな組成とその燃焼特性を可能な限りアカウントに変換するために、バイオマスDHプラントのQMは燃料分類を作成しました（表4.10および 表 4.11を参照）。

第2部 -基本

Quality wood chips fromforest residue (round)wood (WS)1) 9) and industrial residue wood (IS)1) 9)

fine
WS-P16S-M20
IS-P16S-M20
rough
WS-P31S-M20
IS-P31S-M20
WS-P31S-M35
IS-P31S-M35

Wood chips from forest
residues (WS)1) and industrial residues(IS)1) 2)

Wood from landscapemaintenanceThinning
residues
from coniferous andous trees Ø <80 mm anddeciducrown wood

15 - 2031
S
20 - 35

31
S
45
S
45
S
45
S

PWW

63

LH1)

30 - 60
20 - 35

WS-P63-M55+
IS-P63-M55+

PWK

30 - 50

63
31
45
31
63
S
31
45
S45

30 - 50
30 - 60
30 - 503131
45

0.1 0.5(0.2)
0.1 0.5(0.2)
0.1 0.5(0.2)
0.1 0.5(0.2)

30 - 60

0.1 0.5(0.2)
0.1 0.5(0.2)

30 - 60

30 - 60

0.1 0.5(0.2)
0.2 0.8(0.3)
0.5 3.0(0.6)(0.5)
0.4 1.0(0.5)

0.4 1.0

F05

A1.0

Softwood (WH):
Hardwood (HH):

kWh/LCMA

Fluctuation range

F

Energy contentshA content with for-gn
ei content

mm
ass-%
M as deliverednes
Fi content < 3.15

trogencontentNiass
M % on anhydrous
eferencebasis
R

0.1 0.5(0.2)

30 - 60

30 - 60
45
63
63
63

0.1 0.5(0.2)

0.1 0.5
(0.2)

63

DH

N11)

Regarding Hu moist

15 - 20

31
S

WS-P45S-M50
IS-P45S-M50

ter content
Wa

16
S

WS-P31SM55+ IS-P31SM55+
WS-P45S-M35
IS-P45S-M35

ass-%
M as delivered

M

31
S

WS-P63-M50
IS-P63-M50

Poplar and willow
from short rotation
areas

P

WS-P31S-M50
IS-P31S-M50

WS-P45SM55+ IS-P45SM55+

Poplar and willow
fromforestandlandscaperticlePa size

Short designation

Mass % on anhydrous
Reference basis

Fuels

mm(see Table 4.11)

表4.10 Part I - EN ISO 17225-1に準拠した仕様に基づいたバイオマスDHプラント向けQMの燃料および粒子サイズの分類では、EN ISO 17225-4のSクラスが追加されています。

700 – 900
1,000 - 1,200

F05

A1.0

WH:
HH:

630 - 850
950 - 1,150

F1

A3.0

WH:
HH:

600 - 800
900 - 1,100

0

A3.0

WH:
HH:

550 - 750
850 - 1,050

F1

A3.0

WH:
HH:

500 - 700
800 - 1,000

0

A3.0

WH:
HH:

550 - 750
850 - 1,050

F1

A3.0

WH:
HH:

500 - 700
800 - 1,000

0

A3.0

WH:
HH:

450 - 650
750 - 950

F1

A3.0

WH:
HH:

450 - 650
750 - 950

0

A3.0

WH:
HH:

400 - 600
700 - 900

F1

A5.0

450 - 700
400 - 650
350 - 600

A10.0

400 - 650
350 - 575
300 - 500

A10.0

400 - 800
350 - 750
300 - 700

0
F1
0
F1

WH:
HH:
WH:

0
F10
F25
F1
0
F1
0
F1
0

A10.0

HH:
WH:
HH:

400 - 650
650 - 900
350 - 600

600 - 850
300 - 550
550 - 800

F25

F25

41

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
表4.11 Part I - EN ISO 17225-1に準拠した仕様に基づいたバイオマスDHプラント向けQMの燃料および粒子サイズの分類では、EN ISO 17225-4のSクラスが追加されています。
この分類は、可能な限り燃料規格ISO 17225に基づいています。偏差については記載されています。
1)
契約上の合意がない限り、ポプラや柳を含むことはできません。木材チップに付着している含有量は、重量によって最大20%の無水物となります。
2)
CEN/TS 14588に準拠しています。木材加工業界の副産物として、木屑の有無にかかわらず製造された木材チップです。スイスでは、製材残留物の未加工木材チップのみが工業残留物（IS）の木材チップとみなされています。
3)
水含有量分類が燃料規格ISO 17225に適合していません。
4) DE: Waste wood category A IおよびA II；の位置は次のとおりです。木材セクターのコンセプトは木材第3四半期と第4四半期です。
CH：廃木材は木材燃料とはみなされません（大気汚染防止規則：付属書5、番号3、段落2、レターA）を参照してください。
5)
Observe pellet standards according to ISO 17225-26)変動範囲は、異なるバルク密度によって決定されます。
杭からログをチッピングすると、枝で木全体をチッピングするよりもバルク密度が高くなります
木材チップのサイズ分布の割合が60%であることは、バルク密度に影響します（細かい木材チップの割合が高いほど、バルク密度が高くなります）。
フューエルプレパレーションプロセス、チッピングまたはシュレッダ処理は、バルク密度に大きな影響を与えます（フューエルの破砕は、フューエルの破砕よりもバルク密度が低くなります）。
燃料のバルク密度は、チョッパー燃料よりも低くなります）。
7)
針、葉、小枝を使用します
8） 質量の数値（Pクラス）は、指定されたシーブ開口部の開口部サイズ（ISO 17827-1）に適合する粒子サイズ（質量比が95%以上）を参照します。 サンプルが複数のクラスの条件を満たしている場合は、可能な限り低いクラスに割り当てる必要があります。
粗分割は、照射された重量によって5%以下となります。
９）
高品質の木材チップ（粗い、細かい）の場合は、国別の基準の追加的な強化要件を遵守する必要があります。
10）
木材加工RHHおよび廃木材AHの残留木材については、EN ISO 17225-1表5b（24ページ）および附属書B（表B.1）43ページに従って、燃料分析に基づいて化学成分を決定します。 廃木材の場合、最大灰含有量に加えて、最大異物含有量（m %（無水ベース）の砂、石、ガラスも決定されます。
11)
窒素含有量については、値の範囲と通常の値が括弧内に表示されます。 標準値は、脱窒の設計に重要です。
12）
廃木材の窒素含有量は、その組成（天然廃棄物の割合と基板材質[MDF、チップボード、合板など]）によって異なります。
純粋な基板材料では、最大6%の窒素含有量が期待できます。
ただし、これらは常にケースごとに定義する必要があります。
WH：ソフトウッド（ソフトウッド：スプルース、ファー、パイン、ダグラスファー、カラマツ） ソトウッド：メープル、チェリー、アルダー）
HH：ハードウッド（ハードウッド：オーク材、ビーチ材、エルム、スウィート栗、アッシュ材） robinia、hornbeam（hailbeamen）、hazel、sica、walnut、 フルーツツリー（チェリーを除く）があります。以下はすべての燃料に適用されます。
Hu > 1.5 kWh/kgDAMPです

P16S

Classification of particle sizes of wood chips and coarse shredded woodFine material
Coarse fraction*
Maximum length ofMain share*share*
the particles
min. 60 %/95 %1)< 3.15 mm
3.15 mm - 16 mm
F15> 31.5 mm, ≤ 6 %≤ 45 mm

P31S

3.15 mm - 31.5 mm

F10

P31

3.15 mm - 31.5 mm

P45S

Particle size

Cross-section of theoversized particles< 2 cm²> 45 mm, ≤ 6 %≤ 150 mm

< 4 cm²

F252)> 45 mm, ≤ 6 %≤ 200 mm

< 4 cm²

3.15 mm - 45 mm

F10> 63 mm, ≤ 10 %≤ 200 mm

< 6 cm²

P45

3.15 mm - 45 mm

F252)> 63 mm, ≤ 10 %≤ 350 mm

< 6 cm²

P63

3.15 mm - 63 mm

3)> 100 mm, ≤ 10 %≤ 350 mm

< 8 cm²

P100

3)
3.15 mm - 100 mm> 150 mm, ≤ 10 %≤ 350 mm
< 12 cm²1） 質量の数値は、円形開口部（ISO 17827-1）の指定されたシーブ開口部サイズに適合する粒子サイズ（質量比が60%以上）に関連しています。バークやシュレッダにかけた場合、微粉を含む主要な一部分は95%の質量比を持つものとします。家庭用
および小型の商業暖炉の使用のための木製の破片および粗い粉砕された木のために、Sのクラスは使用されるべきである。
可能な限り低い特性クラスが示されます。 2） ニードル、リーフ、小枝を使用します 3) 微粉の内容は燃料によって異なります
4)
標準から逸脱した推奨事項は次のとおりです。スクリューコンベアを使用した燃料輸送および燃料供給シ納品ステムに適しています*粒子サイズ（質量%）が納品時状態です

4.5.5

供給戦略

木材燃料の供給には、木材の回収（伐採、枝払い、背中の枝払い）、破砕（チッピング）、サイロまたは中間保管場所への輸送、必要に応じて中間保管、リロード、輸送などの個別の処理手順が含まれます。コストは、主に処理するボリュームに依存し、重量には依存しません。
従って、針葉樹のためのエネルギー内容あたりの価格は
通常堅木のための約10-15%高いである。供給戦略の選択は、特に各地域の枠組みの条件によって異なります

42（場所とアクセス性、燃料市場と需要、既存の物流、燃料供給会社、インフラなど）。それぞれの要件に合わせて調整する必要があります。木材が森林に残っている間にチップに加工され（丸い木材の杭や新たな切り出しから）、そ
こから消費者に輸送される場合、これを直接サプライチェーンと呼びます 。中間ストレージが存在しないため、これが最もコスト効率の高いサプライ・オプションとなります。いかに、それは厳密に計画され、信頼できる燃料物流を要求し、供給の安全が極度な条件の下でも保証されるように注意することを取らなければならない

第2部 -基本
冬の天候や道路状況などがあります。さらに、木材チ
ップは、森から新鮮なもので、最大60%の水含有量を持つことができることに注意してください。
上記の手順とは対照的に、不直なサプライチェーンでは、エネルギー木材は一時的にチップまたは丸い木材の形で倉庫または倉庫の倉庫または保管ヤードに直接保管されます。また、森林から撤去された後は、外部の場所に保管されます。一時保管は、供給を中断せずに行うことができ、供給と燃料の購入の柔軟性が向上します。また、運転条件と季節に応じて使用される燃料混合物の調整が可能になります。特に高地では、森林や暖房設備へのアクセスが制限されているため、供給の安全を確保するためには、暖房設備に直接中間貯蔵を行う必要があります。貯蔵の間、燃料はあらかじ
め乾燥され、燃料の購入の高い柔軟性は価格の優位性に起因できる。しかし、投資コストや不正操作コストが高いため、供給コストが増加します。高品質の木材
チップや乾燥した遮蔽された燃料など、 表4.10に記載されている特定の燃料 は、通常、間接的なサプライチ
ェーン経由でのみ供給できます。燃料またはボイラを選択するときは、この点を考慮し、燃料供給業者と協議する必要があります（第 13章を参照）。
2つのタイプ（混合サプライチェーン）を組み合わせることで、中間燃料貯蔵施設の張力を小さくしてコストを節約できます。同時に、高い供給セキュリティも保証されています。中間貯蔵設備の構造が必要なら、相乗効果を使用するために、木の火システムを供給するために最大可能な貯蔵ヤードをセットアップできるかどうか検討するべきである。木材チップに加えて、丸材も必要に応じて山に積み、チップを埋め込むことができます。
混合品揃え：不利な特性を持つ品揃えは、より高い品
質と混合することによっても使用できます。例えば、
バークと高含水、乾燥した残留木材、またはスラング
傾向と低灰材チップの傾向がある景観維持木材の組み合わせが適しています。混合燃料は一般に費用効果が高く、ますます重要になっている。プラントの円滑な運転を確保するために、ボイラーの使用率について依存するボイラーメーカーにより、許容される燃料混合物を決定する必要があります。燃料混合物の水分含有量は、公称出力と低負荷運転の両方において特に重要な基準です（発熱量<燃焼システムの最小出力）。

4.6

分析

水含有量を決定するための標準的な方法として 、DIN
EN ISO 18134-1 [45]およびDIN EN ISO 18134-2 [46]（簡易方式）に準拠した105°Cでの乾燥による燃料の重量測定が通常使用されます。水分含有量は、乾燥時に重量が一定になるまで燃料の質量を損失して計算できます。この方法は、正確に認識されますが、時間の節約と労力のかかる作業にもなります。実際には、燃料供給会
社と暖房設備のオペレータの両方が、またはの購入および販売時の透明な請求のために、水の内容をできるだけ早く、前十分に、のために、決定する必要があります

提供の品質を評価します。この目的のために、さまざ
まな迅速な測定デバイスが市販されています。これらの装置は、重量的、電気的、または赤外線放射線によって、燃料の水含有量をさまざまな方法で決定します。
さらに、測定方法は、抽出サンプルの手動測定や燃料フローの自動測定などによって異なります。迅速な測定方法では、乾燥オーブンでの抑止力の精度は得られません。したがって、請求目的には適していません。
ただし、燃料バッチの定性的評価のために十分に正確な値を提供します [47]バイオマスの灰含有量 は、標準DIN EN ISO 18122 [48]に従って決定されますラボでは、酸化雰囲気の中で、所定の加熱速度で550°Cのマッフル炉でサンプルを加熱（燃焼）します。燃焼残留物は計量され、灰含有量は灰と燃料の質量比から計算されます。
発熱量は 、ボンブ熱量計の標準EN ISO 18125:2017-08[24] に基づいて決定されます。ここでは、指定された条件下で、高解像度で酸素中に、分析サンプルの計量量が燃焼されます。

4.7

燃料供給契約と請求

4.7.1

燃料供給契約

燃料供給契約は、熱設備の運転会社と燃料供給会社の間で締結され、加熱設備に適した燃料の連続供給を保証することを目的としています。契約で基本ポイントを指定する必要があります。
 燃料分類の定義
 品揃えの配送数量と比率、配送方法
 燃料価格、価格調整（インデックス化）、および請
求方法
 契約期間および解約条件、管轄区域
木燃料を買い、販売するとき、取引されるエネルギー量は決定的である。ただし、これはさまざまな燃料パ
ラメーター（密度、かさク密度、水含有量、木材の種類）に依存します。燃料供給（1つまたは複数の供給業者）の構造および暖房設備の既存のインフラストラク
チャに応じて、異なる請求方法（容積、重量、または発生する熱量）が問題になります。

4.7.2

ボリュームに基づいて課金

ボリューム単位の課金は広く使用されています。納入
価格は、水含有量の関数として、異なる木材を仕分けするためのかさ立方メートルあたりのエネルギー量のガイドライン値に基づいて決定されます。しかし、これはエネルギー消費のための最も不正確な方法である-

43

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
これは、供給される燃料のエネルギー含有量が、変動する（固体）密度、かさ密度、および水分含有量によって大きく異なる可能性があるためです。たとえば、1立方メートルのビーチチップは、1立方メートルのスプ
ルースチップよりもエネルギーが約50%多く消費されています。したがって、ボリューム単位で課金する場
合の重要な差別化基準は、硬材と軟材の密度が異なることです。トウヒ、モミ、マツ、ダグラスファー、カ
ラマツ（一般的に軟木）、軟弱なサクラやアダーなどの軟弱なものは、ハードウッド（一般的には、メープ
ル材、オーク材、ブナ材、エルム、甘い栗の木など）
よりも低（エネルギー）のでんまめがあります。 アッ
シュ、ロビニア、ホーンビーム、ハゼル、バーチ、 ク
ルミ、フルーツの木-チェリーを除きなさい)。
しかし、燃料のかさ密度は、木材チップとの取引時に固体密度が変動するよりもさらに大きな影響を与えます。これは、本質的には、粒子の大きさ、内容物に対する微粉、輸送中の振動による圧縮などの外部からの影響によって決定されます。DIN EN ISO 17225-1は、
木 材 チ ッ プ の バ ル ク 密 度 を 150 kg/LCM お よ び 450
kg/LCMに指定します。 図4.5は、この変動範囲に基づ
いて 、単位体積あたりのエネルギー含有量（燃料の水含有量に応じて異なる）が存在する範囲と、木材チッ
プの容積ベース請求の価格範囲を示しています。 これは、1 MWh [49]あたりの平均価格が30ユーロであることに基づいています水の含有量または燃料のかさ密度に関する知識が不十分な場合、価格が大幅に変動する可能性があります。したがって、この請求方法は推奨されません。また、燃料パラメータが十分な精度でわかっている場合にのみ推奨されます。

1トンあたりの乾燥燃料のエネルギー含有量の基準です。
たとえば、50 %の水分含有量を持つ森林に新鮮な木材
チップの発熱量は、2.3 kWh/kgです （図 4.6）。20トンの供給では、46 MWhのエネルギー量に相当します。
平均価格30€/ MWhの場合、トラック積載量が20トンの場合、価格は1,380ユーロになります。
水の含有量は、取引されるエネルギー量に大きな影響を与えますが、軟木と硬材の間の質量関連の加熱値はわずかにしか異なりません。樹脂やリグニンの含有量が多いため、軟質の発熱量は（質量による）硬材のカ
ロリー値をわずかに上回っています。ただし、これらの値は天然燃料であるため、自然変動の影響を受けます （表4.9、 図4.6）。
重量は通常、荷降ろしの前後にトラックの重量を測定することによって決定されます。トラックに内蔵された重量センサーを使用する場合は、サプライヤが十分な精度を保証する必要があります。実際の水の含有量を測定するには（第 4.6章）、複数のサンプルまたは代表的な複合サンプルのいずれかを分析する必要があります。
重量ごとの課金の利点は次のとおりです。
 木材の種類とかさ密度に依存しません エネルギーの内容については、大きな不確実性があります
重量による充填には次のような欠点があります。
 重量と水含有量の測定が必要です ボリュームごとの課金のデメリッ
トを簡単に判断できます。

発熱量[kWh/LCM]

燃料価格[€/LCM]

 エネルギーの内容については、大きな不確実性があります

正味発熱量（kWh/kg）

ボリュームごとの課金の利点は次のとおりです。

水含有量M [%]

図4.6水含有量の関数として、軟木(赤)と硬材(黒)の質量
関連の純熱量を示します。

4.7.4

熱発生の量に応じた課金

発生した熱量に応じて課金すると、ボイラーの一次回
路に熱計が再加熱され、システム内で放出された熱の図4.5木材チップの燃料価格の体積関連の発熱量と指針値は、 量を記録できます。これは、専門家の手で、熱量計の150 kg/rm（底）～450 kg/rm（上）のバルク密度の水含有技術ガイドラインに従って設置し、完璧である必要が量に応じて算出されます。計算の基準は30€/MWhです。
あります（ 7.4.3章も参照）。ただし、燃料のエネルギ
4.7.3 重量に基づいた課金
ー含有量とシステムによって発生するエネルギーの測定量には違いがあります。
大規模なプラントで一般的な重量による課金の場合、燃料の水含有量が考慮されます。納入の価格は、に基づいて決定されます
44
水含有量M [%]

第2部 -基本
関連する損失。したがって、契約当事者は、供給契約の請求手順を指定する必要があります。たとえば、発正熱の燃料価格（1 MWhあたり€）は、プラントの定義
済み年間使用率（例 85%）です。年間利用率は、ボイラーの効率とスタンバイ時の損失を考慮した式で決定されます（ 20.12）。実際の年間効率が合意した値と異なる場合、燃料価格は線形に調整されます。
このタイプの請求では、使用されている燃料の総量（熱量計装備のヒータ回路内）を単一の会社から購入することを想定しています。対応する供給契約では、定期的に熱発生の量を読み取るだけで請求に十分です。ただし、他の方法や変更された方法（追加の品質基準や複数の供給会社の使用など）も適用できます。
発生する熱の量に応じた請求は、熱プラントの運転会
社にとってリスクが低いことを意味します。保存関連
物質の劣化による発熱量の変動による損失は、燃料供給業者の責任です。したがって、燃料供給装置会社は、
プラントまたはジャストインタイム供給で適切な保管条件を確保する必要があります。
発熱量に応じて課金する利点は次のとおりです。
 水の含有量に依存しません 木材の種類とかさ密度に関係なく、熱量に応じた請求の欠点は次のとおりです。
 システムの年間利用率によって異なります。
 必要量の年間の程度を予測することができます45

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

5 熱生成の設備部品
5.1

アプリケーションの領域

自動燃焼式ボイラーは、性能範囲が広く提供されています（図5.1）。スペクトルは、単一家庭家の暖房から、
100 MWを超える燃焼熱出力を持つボイラーまで多岐にわたります。バイオマスDHプラントの最も一般的な用途は、200kW～2MWの中程度の出力範囲にあり、森林からの木材チップと木材加工からの残留木材の両方が燃料として使用されています。以下に、基本原則、適用分野、最も重要な燃焼タイプの最も一般的な設計を示します。使用される燃料と燃焼技術は相互に依存していません。そのため、自動木材炉の選定・運用においては、プラントの技術基準に基づく木材分類の評価が決定的となります。これには、貨物のサイズ、許容範囲を超えた部分の割合、バークと微粉、水の含有量（第 4章）が含まれます。表5.1には、木材燃焼システ
ムの最も重要な種類、一般的な出力範囲、燃料の概要が記載されています 。 13章では 、使用可能な燃料に応じて、最適な燃焼技術の選択についてさらに詳しく説明します。

図5.1

図5.1

バイオマス燃焼システムの最も重要な応
用分野

バイオマス燃焼システムの最も重要な応用分野

Type

Power range

Fuels

Fixed grate

20 - 300 kW

Wood chips

Underfeed firingcontent

20 kW - 2.5 MW

Wood chips, sawdust, pellets, max. dust

Feed grate

150 kW - 50 MW

Water content[%]

Ash content[% wf]

10 - 35
5 - 50*<2

Pellets, wood chips and most biomasses, max.
dust content 50 %.

5 - 60< 50

Different biomasses
Diameter < 10 mm
Diameter < 80 mm

5 - 60

< 10

50 %.

Stationary fluidised bed

from 5 MWfrom 20
MW

Circulating fluidised bed

15 MW - 100 MW

Different biomasses
Diameter < 10 mm

5 - 60< 10

Dust firing

1 MW - 100 MW

Different biomasses
Diameter < 5 mm

usually < 20

<2

* Mostly up to M35, with sufficiently long uncooled burnout zone up to M50 possible.

46

第2部 -基本

5.2

燃焼の基礎

エネルギープラントでの燃焼中は、燃料に結合されたエネルギーを完全に放出する必要があります。これには完全な燃焼が必要です。燃焼設備は、燃料の品質が変動しても完全な燃焼が可能な方法で設計および配置されている必要があります。その後、プラントのオペレータは、
有機燃料コンポーネントを可能な限り効率的にCO2およびH2 Oに変換できるように、完全燃焼を実現する方法
でプラントを運転する作業になります 固体燃料の燃焼プロセスは、以下のサブプロセスに細分化できます（図5.2）。
 加熱と乾燥 脱気と熱分解
 揮発性燃料成分が
 燃焼

Heat
radiation

HeatingDryingPyrolysis

Burnout

Convective
heat

図5.2

燃焼プロセスの簡略図

燃焼のタイプによっては、表示されているサブプロセッ
サは、必ずしも順次実行する必要はありませんが、ある程度重複する可能性もあります。燃焼プロセスの開始時に、燃料内に含まれる水分が蒸発します。つまり、燃料が加熱され、プロセス内で乾燥します。燃料のさらなる
加熱中に熱分解が始まり、揮発性の高い燃料コンポーネ
ントがガスフェーズに入ります。これは、適切な燃焼温度に達したときに燃焼を開始させるために、可燃性ガスの混合物を促進します。さらに、残りの固体燃料成分は燃焼空気からの使用可能な酸素にも反応します。この有機燃料成分の化学的変化では、均質（反応パートナーガス）反応と不均一（固相と気体相の反応）反応が区別されます。固体燃料の不均一な燃焼は自然ガスのようなガ
ス燃料の予混合圧縮着火より大いに複雑、要求するもの
である。

5.3

燃焼技術

5.3.1

概要

以下では、バイオマス加熱（出力）プラントで最も一般的な燃焼技術について説明します。これらの技術は、基本的に固定ベッド、流動床、粉塵燃焼システムに分類できます （図5.3）。
乾燥および脱気に必要な熱は、加熱操作中に燃焼の種類に応じてさまざまな方法で供給されます。粉塵が発生すると、流入する燃料粒子が高温の煙道ガスに接触します。流動床炉では、流動床内の固体粒子によって熱が移動します。このような場合、熱伝導は伝導性です。火格子燃焼システムでは、主に周囲の燃焼室の壁から放射される放射によって熱が供給されます。炉を始動するときは、電気式熱風ブロワ（低含水率が35%未満の燃料、低出力範囲が900 kW以下のプラント）またはガス式パイロットバーナー（高出力範囲が900 kW
を超え、最大燃料水分が約55%）のいずれかを使用します。 燃料の着火に使用されます。
スタンド式シリーズユニットと個別に適合した産業用ボイラーの間には、基本的な違いがあります。燃料品
質の劣化が増加しているため（例：湿潤材、不規則な破片、粗悪な破片、針材、バーク、葉による凝固、異物含有量の増加など）、より堅牢で複雑な技術を使用する必要があります。この複雑な技術技術は、小規模なプラントでは技術的に限界の範囲で実現可能です。
さらに、必要なテクノロジーにより、具体的な投資コストが高くなります（1 kWあたりの設置容量は€）。
シリーズユニットの具体的な投資コストは比較的低い
ものの、これらの工場では高い燃料品質が求められています。標準シリーズのユニットは、乾燥燃料に適しています。また、水含有量が35%未満の複数の木材チップに適しています。また、500 kWまでの容量を使用でき、最大1,500 kWまではほとんど使用できません。
乾燥した自由に流れる燃料は、低コストのサイロ排出システムによってボイラーに輸送できます。このような装置は、森林に新鮮な木材チップには適していません。経験により、燃料が湿りすぎた場合には、煙突火災、排出制限値の超過、汚れや工場の摩耗の増加、臭気の迷惑、サイロからの木屑排出の問題が発生する危険性があることが示されています。また、木材チップ用の採用システムも、150 kWを超える低出力域でさらに開発されています。ボイラーの具体的な投資コスト
はここでは高くなっていますが（同じボイラー出力で最大50%）、このような産業用ボイラーは燃料の柔軟性が大幅に向上しています。高い資本コストは、特に長い運転時間と組み合わせて、低燃料コストによって補われます。

47

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

Fixed bed firing systems
Grate firing

Dust firing

Fluidised bed combustion
Circulating
fluidized bed(CFB)

Stationary
fluidized bed(SFB)

Pressure loss

Loosening/
fluidisation point

Take off point

Underfeed firing

SFB

Fixed bed

Operating windows

CFB

Fluidised bed

Pneumatic transportation

Velocity

図5.3

5.3.2

燃焼技術の概要。プラントを通過する燃料ガスの流量と燃料輸送の種類に応じて分類

固定ベッド燃焼システム

アンダーフィード燃焼（ 図5.4）では、燃料はスクリュ
ーコンべアーを使用して、低レベルからファイヤートラ
フ（レトルト）に供給されます。そこで、燃料は乾燥して脱気され、炭が燃え尽きます。可燃性ガスが完全に酸化されるように、二次空気が追加され、高温の燃焼ガスと混合されてから、高温のアフターバーナーチャンバーに入ります。下流の熱交換は、熱は高温の燃焼ガスから放出され、排煙が除去されます。通常、灰は手動で排出する必要がありますが、自動灰出しシステムを備えた炉もあります。このシステムには、バーナー後に可動式格子と灰出しスクリューが付いています。アンダーフィー
ド燃焼システムのボイラーの定格出力は、約2.5 MWに制限されています。特に、製粉、ペレット、木材チップ（最大粒径50 mm）などの木目の細かい木材燃料に適し、含水量は5～50%です。燃焼室およびアフターバーナー
チャンバーの設計は、水分含有量に適合させる必要があります。灰が多い燃料では、高温燃焼室からの灰の排出に関する問題が発生します。さらに、燃料表面の灰層が焼結または溶けると、ベッドからの燃焼ガスの放出が短時間ブロックされ、燃焼ガスの各ブレークスルーで安定しない燃焼条件が発生する可能性があります。アンダー
フィード炉の投資コストは、火格子炉の投資コストよりも低くなっています。連続燃料入力と安定した静かな燃料ベッドにより、シンプルで良好な出力制御と低排ガス
低負荷運転が可能です。しかし、この種の構造はあまり使用されていません。

48

Flue gas

Heat
exchanger

Flue gas

Flue gascleaning

Combustion
chamber
Secondary air

Primary air

Ash discharge
Combustion retort

Fuel

図5.4

アンダーフィード点火システムの機能原理

完全に自動化された木製燃焼システムでは、多くの場
合、傾斜した火格子を持つ格子型の燃焼システムが使用されます （図5.5）。これらは、1～3つの回転可能なエレメントで構成できます。火格子に燃料がアクティブに移動していません。燃料は閉じた状態（1）の火格子に押され、静かな残り火のベッドの基礎となります。
1回の操作（例 8時間）、燃料供給が停止します。次に、火格子全体またはその要素を横に傾けて開きます（2）。
灰が落ちます。種火ゾーンは、傾斜していない火格子
部分に残ります。これにより、火格子を閉じた後に再点火するためのエネルギーを節約できます。2つのエレメントを持つ傾斜した火格子は、ステップ破断格子とも呼ばれます。両方のエレメントを開くと、燃焼室を完全に清掃できます。

第2部 -基本

FuelSecondary air

Ash discharge

Flue gas

Heat
exchanger

Fuel

Secondary combustion zone

Flue gascleaning

Ash discharge

図5.5チルトグレート（左）またはステップクラッシャ
グレート（右）の燃料負荷と灰出しの機能原理、（1）閉位置、（2）開位置です。
フィード火格子燃料システム（図5.6）では、燃料は火格子（スクリューコンベアまたは油圧インサート）に水平に押し込まれ、火格子エレメントの動きによって燃焼室をさらに通過します。灰の除去は、火格子の端で行われます。燃焼空気の一部は、火格子を通って主空気として供給されます。これは複数のゾーンに分割できます。最初のゾーンでは、燃料の乾燥が行われ、続いて中間ゾーン（これがメイン燃焼ゾーン）で脱気が行われ、最後のゾーンでチャコールバーンアウトが行われます。火格子を介したゾーン制御された一次空
気供給により、燃料の燃焼停止動作、連続部分負荷動
作、および一次燃焼ゾーンの低減大気の設定を調整できます。二次空気は火格子の上に混合され、NO減少のためにより有利に、二次燃焼ゾーンの空間分離と、後続の燃焼室で燃焼するための可燃性ガスとなります 。
火格子は、燃料ベッドを均質化し、エア経路を改善するための、燃料輸送、ストップ、循環の機能を実現します。さまざまな火格子ゾーンへの均一な一次空気供給を確保するには、火格子上で最も均一な燃料配分が可能である必要があります。したがって、均一でゆっくりとした火格子の動きを確保するためには、個々の火格子要素の送り速度を正しく調整することが、効率的な操作に不可欠です。不均一な占有により、スラグ、
未燃焼粒子の渦、および高飛灰含有物が発生する可能性があります。このため、完全燃焼を達成するためには、空気の余剰が大きくなります（筋が通っている）。
火格子エレメントが過度に動くと、灰中に未燃焼の炭素が発生するか、または火格子の燃料消費が不十分になります。さまざまな火格子ゾーンに分散された赤外線バリアを使用して、木材の高さを制御し、送り速度を調整します。

Combustion chamber(primary combustion zone)
Fuel
Ash discharge

Primary air

図5.6

火格子燃焼システムの機能原理

火格子燃焼システムは、高灰含有量、可変ルーメン、
高含水量の燃料に適しています。燃焼中に放出されるエネルギーの一部は、燃料に含まれる水を蒸発させる
ために必要です。燃料の上に輻射カバーが付いているため、高いガス抜き温度が得られます。50 %を超える
水含有量の燃料を使用する場合、炉には冷却されていないバーンアウトフルーが必要です。供給火格子炉は、
主にカウンターフロー原理に基づいて実現されています。これにより、目標の排ガス再循環が可能になります。また、燃料が水を含む燃料の場合は、高温の燃焼
ガスも新鮮な燃料で覆われた火格子に送り返されるた
め、燃料の乾燥は火格子の最初のゾーンで行われます。
このようにして、最大60%の水分含有量の燃料を使用することができます。さらに、燃料とガスの移動方向に基づいて、燃焼室の形状の2つのタイプ（共流と中流）が消えます （図 5.7）。

図5.7火格子炉の構造原理。直流（左）、中流（中ドル）、カウンター電流（右）ファンの助けを借りて、一次燃焼用空気は、火格子と燃料ベッド、およびポスト燃焼ゾーンの二次空気を介して下から供給されます。さまざまなポイントでのエア供給は、システム全体で負圧を確保する排気ガスフ
ァンによって支えられています。均一な空気供給と低排出燃焼のためには、微粉の割合が低い木材チップの均質なランプが重要です。バイオマスのDH植物では、
傾斜した水平の移動の火格子は最も一般的である。火格子は、交互に固定された可動火格子要素で構成されています。燃料は、可動火格子エレメントを前後に動かして、繰り返し輸送されます。これは、未燃焼の燃
料粒子と燃焼した燃料粒子を混合し、燃料ベッドの表面を再生して、火格子の均一な燃料範囲を実現します。
水平移動火格子には、傾斜した火格子要素があります。
その動きによって

49

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
非常に均質な火格子カバーで、局所的な過熱によるスラグの発生を広く防止します。傾斜移動火格子より傾
斜移動火格子の1つの利点はより密集した設計である。
灰の融点が低い燃料や乾燥した燃料では、水や空気による火格子冷却が必要になることがよくあります。また、燃焼室の温度や火格子上の燃料ベッドの温度を制御するもう1つの方法は、排ガス再循環です。燃料ベッドにスラグが発生しないように、一次排煙の使用を考慮する必要があります。この場合、CO2 濃度の高い、
酸素濃度の低い排ガスフローの一部が、燃焼空気と一緒に燃料ベッドに供給されます。混合比は、目的のサ
ブ化学量論的燃焼空気比（空気不足）によって解除されます。燃焼室の過熱は、スラグの発生や燃焼室のライニングの摩耗の原因となり、二次排ガス循環によって防止できます。この場合、CO2 濃度の高い、酸素濃度の低い排ガスフローの一部が、燃焼空気と一緒に燃料ベッドに供給されます。これにより、燃料ベッドまたはバーンアウトゾーンの温度を最大200 Kまで下げることができ、メンテナンスとサービスを削減できます。

5.3.3

流動床燃焼

流動床式燃焼システムでは、固定式燃料ベッドはありません。燃料は、高温のベッド材料とともに、通常は砂と灰の大環状不活性材料であり、急速に流入する一次空気（通常は再循環ガスコンポーネントを使用）によって流動されます。そのため、粒子は流動状態になります。ベ
ッドの材質は熱伝導の機能を満たしています。放出された燃焼熱を吸収し、流動床全体で再び放出します。混合が良好で、温度分布が非常に均一であるため、燃料の熱変換には良好な状態が得られます。空気の流速が速いた
め、流動床の圧力低下が大きくなり、使用する送風機の出力が高くなります（火格子燃焼と比較して約100
mbar高くなります）。炉の始動時に、燃焼室に燃料を追加する前に、通常はガスまたはオイル燃焼式始動バー
ナーを使用して、ベッド材料を約600°Cまで加熱する必要があります。
流動床炉は、異なる水と灰の含有量の燃料に適しています。ベッド材料のスラング、腐食、凝集の傾向が温度とともに上昇するため、燃焼温度は燃料依存の灰軟化温度以下に維持する必要があります。硫黄と塩素を分離するために、添加剤（石灰岩など）を燃焼室に直接導入することが適しています。このようにして、SOxやハロゲン化合物などの汚染物質の放出 は、機器に多額の費用をかけることなく回避できます。燃焼温度が比較的低いため、実際にはサーマルNO xは形成されません 。燃料に含まれる窒素からのNOxの生成 は、
低過剰空気（エアステージング） [50]によって制御できますそのため、流動ベッド燃焼システムは、バイオマス内残留物のエネルギー利用に適しています。

静止型と循環型流動型のベッド炉は区別されます。1 ~2 m/sのガス速度では、ベッド材料が固定流動床を形成します 。この層の上では、燃料は燃焼室に供給され、流動床に落ちてそこで脱気されます。プロセス中に放出された可燃性ガスの完全酸化は、二次空気の追加を使用して、上記の自由空間で行われます。特別な燃料の準備は必要ありません。粒径が10 mm未満であれば十分です。ベッド寸法が大きいため、この技術は80MWまでのプラントに適しています。高いガス速度（5~ 10 m/s）では、流動床からベッドの材料がますます放出されています。燃焼室排出後、再度分離され、再循環されます（循環流動床、 図5.8）。この技術は、固定流動床と比較して、添加剤を添加すると固体がより強く混合されるという利点があり、これにより添加物の消費量が削減されます。
経済的な理由から、特に循環流動床は、30 MW以上の工場でのみ使用されています。
Flue gas

Fluidised bed
combustion
chamberHeat
exchanger

Flue gascleaning

Secondary air
Recirculating
cycloneFuel

Ash discharge
Primary
air

図5.8

5.3.4

循環流動ベッド燃焼システムの作動原理

粉塵燃焼

木材加工業界で一般的に生産されているように、粉塵
含有量が50%を超える燃料は、アンダーフィードや火
格子燃焼システムでの使用には適していません。これには、ブリケット化またはペレット化による処理が必要になります（第 4.5章）。燃料は、ダスト燃焼システ
ムで直接使用することもできます。この燃焼技術は、他と組み合わせて使用することができ（例えば、火格子または流動床噴射）、燃料のステージングを可能にします（第 5.6章）。
インジェクションまたはダスト燃焼システムでは、粉塵燃料（最大径10～20 mm、水含有量20 %未満）が空圧で燃焼室に導入されます。このプロセスでは、キャリアエアが一次空気として機能します。燃料粒子は炉に入った直後に脱気し始めます。揮発性コンポーネン
トの燃焼は、二次および三次空気を追加することによって行われます。
ダスト燃焼システムは、多くの場合、スワールバーナ
ーの形で設計されています （図5.9）。ここでは、一次、二次、および三次のエアジェットが、環状ノズルを通って燃焼室に同心的に吹き飛ばされます。一次空気

50

第2部 -基本
ストリームとフューエルノズルは炎の中心にあり、ここでは一次燃焼ゾーンが形成されます。空気のステー
ジングは、より高速に流れる二次および三次の空気流によって行われます。これにより、排気ガスが吸引され、進行中に酸化されます（図5.10）。
燃料と空気の混合が良好で、燃料粒子の粒度が小さい
ため、CO排出量が少ない（完全燃焼）バーンアウト品
質が高くなります。燃料供給は、燃焼特性に大きな影響を与えることなく、公称負荷の約25%の部分負荷まで継続的に調整できます。この技術のもう1つの利点は、空気のステージングと必要な過剰空気の減少によるNOx値の減少です 。燃焼温度が高く、燃焼室の壁に高いエネルギー密度があるため、水または排ガス再循環による冷却の可能性を提供する必要があります。熱負荷が高く、腐食が激しいと、耐火粘土 [51] [52]が急速に摩耗することがあります。
FuelSecondary air

Tertiary air

Primary/
central air

Igniter

Fuel nozzle

Adjustable swirlers

図5.9では、スワールバーナーの断面
Tertiary air
Secondary air

Fuel

Primary/
central air

図5.10スワールバーナーの炎内でのエアステージングの原理（空気と燃料のノズルの正面図）

5.4

ボイラー部の熱交換燃焼室で放出される熱は、燃焼ガスから循環熱伝達媒体（通常は液体または蒸気水）への熱交換器を介して、CHP工場内またはプロセス熱用に熱油も変換されます。
高い熱伝達は、ボイラーの効率を高めるために重要である（ 20.11章）。これを確実に行うために、熱交換器
表面の動作上の堆積物を定期的に除去する必要があります（第 5.5章を参照）。
それぞれの要件に応じて、異なる構造、動作原理（共流、カウンター流、またはクロス流）、および超構造（水平または垂直）が使用されます。バイオマスボイ
ラーでは、

煙管ボイラ（管内の排ガス）と水管ボイラー（管外の排ガス）が広く使用されています。熱伝導媒体が外部の燃焼ガスと接触する熱交換器チューブ内にある場合、
水管ボイラーと呼ばれます。水管ボイラーは蒸気発生のための優勢な設計である。煙管ボイラーでは、煙管
ガスは熱伝導媒体が流れるチューブを通過します。このタイプの構造は、熱伝達媒体として水を使用し、シェルボイラーとしても知られ、主に温水生産に使用されています。煙管には、いわゆるタービュレータが含まれています。これらのスパイラル状のコンポーネン
トは、排ガスを旋回させ（気流の乱流を増加）、熱交
換器チューブへの熱伝達を改善します。また、タービ
ュレータはクリーニング・デバイスとしても機能します（第 5.5章）。
排ガスの露点を下回る温度になると、腐食性の可能性のあるガスコンポーネントが凝縮されます。ここでは、水の含有量と燃料中の硫黄と塩素の含有量の両方が重要です。硫黄または塩素含有量が少ないと、水蒸気の分圧が低下し、燃料の水分含有量が増加するにつれて排ガスの露点が上昇します。排ガス中の酸露点は、硫
黄含有量と塩素含有量が増加し、燃料内の水の成分と過剰な空気に応じて、水蒸気含有量が増加します。硫
黄または塩素含有物が多い燃料（廃棄木材、特に道路の盛土からの木材、木材加工からの残留木材など）の場合、酸性露点は水蒸気よりも大幅に高くなり、最高200°C [53]まで100°Cを超えます
排ガスがそれぞれの酸露点の下で冷却されると、硫酸または塩酸が発生し、腐食損傷（表面腐食、孔食腐食）の原因となります。しかし、腐食防止のための決定的な要因は、排ガス温度だけでなく、排ガスが接触する
表面の温度でもあります。ボイラー内の熱交換器表面の腐食の問題を最小限に抑えるため、ボイラー製造業
者はボイラー内の水の最低入口温度を規定しています。
水の含有量が高いほど、入口温度の最小値は高くなります。ボイラの最低リターン温度は、ボイラ回路内の水流混合回路（三方弁）を介して、リターン（ボイラの戻り温度保護）への流量を適切に混合することによって確保されます（ 7.2章を参照）。同時に、ボイラー製造業者が指定する最小流量と最大流量を遵守して、確実に供給し、さらには流れを確保し、局所的な過熱を防止する必要があります。
硫黄と塩素の含有量が非常に高い燃料を使用するプラ
ントでは、燃料中の硫黄、塩素、水の含有量に応じて、ボイラーの入口温度を80°C ~ 110°Cに上げる必要があります。 ボイラ部の排ガスが酸露点より低温で冷却されないようにするため、腐食による損傷を避けることができます。表面温度が酸露点温度を下回るシステ
ムコンポーネントで使用します51

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
排ガス（エコノマイザなど）の表面は、排ガスの表面に腐食性のある材料（ステンレス鋼）を使用する必要があります。また、電解粒子セパレータのセパレータ
電極（プレートまたはインナーチューブ）の冷却面は、バイオマスボイラーの低負荷運転中に腐食の影響を受けやすくなります。
熱発生およびボイラーシステムは、一般的な健康および安全原則、作業および設計の規範、設置および操作の基準に従い、公式の許可、対応する型式の承認、証明書、受け入れテスト証明書を必要とし、対応する安全装置（安全温度リミッタなど）を装備する必要があります。 安全プレッシャリミッタ、熱放出安全装置、安全バルブ、一定の監視なしのオペレーション用装置、緊急電源などがあります。ボイラーまたは発熱の水流システムで許容できない温度または圧力の上昇が、どの動作状態でも、停電時にも防止されるようにする必要があります。このため、適用される国内法規制を明示的に参照してください（第 19章も参照）。
ボイラーを設置する際には、作動装置にアクセスできること、および作動のためのスペース、特にメンテナンス（清掃）のためのスペースが確保されていることを確認する必要があります。

5.5

ボイラー煙管の自動洗浄

作動中は、高温の排ガスに接触する煙管に汚れが発生します。熱交換器の汚れが増すにつれて、熱伝導率が低下し、排ガス温度が上昇します。これは、システムの効率に悪影響を及ぼします。これは、定期的に煙管を清掃することで防止できます。自動洗浄システムは、
空気圧圧縮空気パルス、機械的プロセス、または圧力波によるブラストクリーニングを使用して、検査用の堆積物を除去します。ただし、ブラストクリーニング
は、広い出力範囲のプラント固有の要件にのみ使用されます。
小型の燃焼システムでは、設計が適切であれば、開いた回転チャンバードアを介してブラシを使用して排ガ
スチューブを手動で洗浄できます。ボイラーチューブの内壁から堆積物を除去するもう1つの可能性は、ボイ
ラーチューブ内でスチールスパイラル（タービュレータ）を上下に動かすことです（手動または電気的）。
200 kWを超える燃焼システムで全負荷運転時間が多い
場合は、空気圧サージクリーンシステムが使用されます（ 図5.11を参照）。定期的に、熱交換器の堆積物は
圧縮空気のパルスで除去されます。これにより、燃焼システムの年間効率が3～4%向上し、容易になりますcleaning. Manual cleaning is required again only after >2,500 full load operating hours (service interval).

図5.11ボイラーチューブの自動洗浄（出展：Schmid
ENERGY Solutions）

5.6

排出ガス

排出ガスを最小限に抑えて燃焼を確実にするためには、
燃焼システムの設計と制御が決定的に重要です。目的は使用される燃料の最も完全な燃焼を達成することである 。このプロセスでは、燃料に含まれる炭素が、供給された空気からの酸素生成物で酸化されます。この再作用の主な製品は、二酸化炭素（CO2 ）と水蒸気（H2O）です （表5.2）。
完全燃焼の副産物は窒素酸化物（NOx、主にNOおよびNO2 の技術的燃焼プロセス）です。これらは呼吸器に刺激的な影響を与えます。また、地球座標系の酸性化や地上オゾンの形成、第二粒子状物質の発生も促進します。基本的に、NOxの3つの形成経路を区別できます。
大気中の酸素と大気中の窒素との反応により、1300°
Cを超える温度でサーマルNOxが形成されます。窒素酸
化物は、主に炭化水素基が存在するため、化石燃料の燃焼中に比較的少量で形成されます。温度に応じて、昇華型温度が上昇します。バイオマス燃焼の通常の温度範囲は800°C ~ 1,200°Cです これらの低温のため、木材の燃焼中に燃料に含まれる窒素化合物から実際にはNOxが形成されません 。燃焼室の形状と制御を最適化することにより、NOxの生成を大幅に減らすことができます（燃料のステージングまたはエアのステージ
ング、第5.3章を参照） 。
表5.2. バイオマス燃焼の生成物
Formation mechanism /sourcecomplete combustion
incomplete burning
By-products of complete
combustion
Fuel impurities

Product
CO2, H2O
CO, soot, unburnt CxHy
NOx
SO2, SO3, H2S, NOx, ash andtrace elements

不完全燃焼の場合は 、一酸化炭素（CO）、未燃焼炭化水素（C x H y）が排出されます。

52

第2部 -基本
多環芳香族炭化水素（PAH）、タール、すす、アンモニア（NH3）、亜酸化窒素（N2O）が発生します。粉塵
排出は、粒子のサイズに応じて2つの分数に分割されます。粗灰（1.0 μ m以上）とは、燃料ベッドから取り戻された粒子を指します。微粒子（0.01 ~ 1.0 μ m）は、
主に燃焼中に蒸発する燃料中の無機成分によって生成されます。排ガスが冷えると、再び凝縮して塩を形成します。これにより、のサイズ範囲の粒子が生成されます
0.1 μm. 無塗装の木材で、バーク含有量が少ない場合
は、主にカリウム化合物（硫酸カリウムK2SO4 など）が形成されます。無機燃料コンポーネントが固体コン
ポーネントとして直接排ガス流に入ると、冷却中に結晶化核として機能し、成長することがあります。このプロセスでは、サイズ範囲が約1 μ mの粒子が形成されます。これらは塩でもありますが、主にカルシウム
化合物（酸化カルシウムCaOなど）です。この形成経路は、特にバーク含有量が高い燃料（Ca含有量が高い
燃料）で重要です。燃焼温度が600°Cを超え、完全な燃焼が達成された場合、炭素粒子からの粉塵排出は通常、2次的に重要です。
その他の関連する排出ガスとしては、硫黄化合物（二酸化硫黄SO2、三酸化硫黄SO3、水素水フェドH2S）、
塩 酸 （ HCl ） 、 ダ イ オ キ シ ン 、 お よ び フ ラ ン ス（PCDD/F）があります。未処理木の硫黄や塩素の濃度が低く、灰中の塩素や硫黄の割合が比較的高いため 、SO2とHClの排出量が少なくなります。ダイオキシンお
よびフランは、未燃焼のハエ灰粒子の表面で200°C ~500°Cの温度範囲で形成されます（de novo合成）。
天然木材が最先端のプラントで燃焼する場合、PCDD/F
排出量は通常問題ではありません。完全な燃焼、メン
バーベッドからの粒子のスワイプアップの低減、効率的な粉塵分離により、大幅な削減が可能です。それにもかかわらず、デノボ合成の温度範囲での長い滞留時間は避けるべきである。
燃焼中、無機成分および微量元素（重金属など）も燃
料マトリックスから放出されます。燃焼中と煙突に向かう途中の両方で、元素の挙動は異なり、個々の微量元素は異なる揮発性を示します。それらの個々の蒸発温度により、プロセスのさまざまなポイントで再び蒸発および凝縮します。沸点が高い元素（Al、Cr、Fe、
Mn、Si）は揮発性が低く、そのため底部灰のほとんどの部分が残っています。沸点がやや低い場合（As、Pb、
Cd、Zn）、エレメントは燃焼過程で蒸発し、粗灰または微細灰が冷めて煙霧ガスから分離されたときに、粗い灰または細かい灰で吸収または吸収されます。酸素と反応するか、沸点が非常に低い元素は、まず排出ガス（N、S、Hg）に入ります。これらは、排煙洗浄シス
テム（目的の脱窒化、脱硫）で個別に処理されます（図5.12）。

図5.12燃料時間と燃焼後の微量元素の挙動

5.7

排出ガス削減の主な対策

炉からの排出ガスを削減するための主要な手段設計手段と運転パラメータの適切な制御の両方を提供します。
上記の燃焼プロセスの各段階を最適化することで、燃焼からの排出量を削減することができます。このコンテキストで決定的なのは、燃料と空気が高温範囲（>
850°C）の燃焼ガスとよく混合される安定した高燃料ベッドです。この文脈では、供給される空気と必要な空気の比率（過剰な空気数 λ）が本質的な役割を果たします。理論的には、過剰な空気比 λ=1は（化学量論的に）完全な燃焼を達成するのに最適です。実際には、
合計過剰空気比は1.3～です
1.8は大型システムに使用され、1.5～2.0は中小規模シ
ステムに使用されます。これにより、燃料、排ガス、および供給される空気の最適な混合が可能になります。
過剰空気比 λ< 1は不完全燃焼につながり、燃料に蓄えられたエネルギーの一部のみが熱エネルギーとして放出されます。燃焼プロセス（λ）に供給される空気が多すぎる場合は、次のようになります>1)冷却が発生し、燃焼が不完全になります。過剰な空気数の最適化は、燃焼を幾何学的に1次および2次燃焼ゾーンに分割することで実現できます。一次燃焼ゾー
ンでは、燃料の乾燥と熱分解/脱気は、サブ化学量論的条件（λ< 1）およびチャコールの酸化で行われます。
二次燃焼ゾーンでは、二次空気（λ>1） [54]を供給することにより、可燃性ガスが完全に酸化します優れた制御システムを備えた近代的な炉では、未燃焼の排ガ
ス成分の濃度を効率的に低減することができます。一
次および二次排ガス再循環（ 5.3.2章を参照）は、燃焼条件を最適化し、排出ガスを削減するための主要な手段としても使用されます。
また、設備に適した空気を供給することは、固定式ベッド炉からの粉塵排出量を削減するうえで非常に重要です。燃料ベッドはできるだけ静かで安定している必
要があります。一次空気は均一に流れるため、粒子がかき混ぜられたり、閉じ込められたりすることはありません。ただし、これにより、燃焼ゾーン内の可燃性ガスと空気の混合が少なくなります。そのため、必要な総過剰空気を低く抑え、プラントの効率を高めるた
めに、二次燃焼ゾーンでは最適な混合に重点を置いています。これは、次にによって実現できます53

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
可燃性ガスが高速に達する狭いダクト断面です。二次
空気は、スタッガノズルを介して高速で供給されます。
他の可能性には、渦またはサイクロンのような二次燃焼室が含まれます。全体的に、過剰な空気は最小限にする必要がありますが、完全なバーンアウトを可能にするには十分に高くする必要があります。
窒素酸化物の削減の主要な手段として、空気のステー
ジングおよび燃料のステージングプロセスが利用可能です（[55]、 [56]、 [57]、 [58]） （図5.13）。どちらのプロセスでも、以下のような反応のように、酸素不足の下で燃料分解中に形成された窒素成分が互いに反応し、安定した害のない分子窒素を生成する還元ゾーンが作成されます。

す。マルチシークローンは、複数の個別のサイクロン
を1つのハウジングに結合したパラレル接続です。サイクロンは遠心分離器です。粒子を含むガスは、接線方向に流れ （図5.14または軸方向に 図5.15）、シリンダ状のサイクロンチャンバーに流れ、そこで回転フローに設定されます。このプロセスでは、灰の粒子がサイ
クロンシェルの壁に流れ出て、そこからほこりの排出方向に下方に浮遊します。洗浄されたガスは、浸漬パ
イプを介してサイクロンから排出されます。
Cleaned gas outlet
Raw gas inlet

Cyclonebody

NH2 + NO  N2 + H2O.
Immersion pipe

Dust discharge

図5.14に示すように、シングルサイクロン（接線区切り）を使用します。
図5.13 NOxを削減しないためのエアステージング(上)およびフューエルスタグ(下)の原理
どちらの方法も改造できません。エアステージングは、
新しいプラントで200 kWを超える場合に使用され、燃料ステージングは約5000 kWから使用されます。このプロセスでは、窒素含有量が低い燃料では約30 ~ 50%、
窒素含有量が高い燃料では50 ~ 70%の削減です （[55]、[56]）。燃料ステージングの削減可能性は、燃焼出力の動作範囲がやや広いため、やや高くなっています [57]。
燃焼ガスが還元ゾーン（最小 0.3 s、λ= 0.7 ~ 0.8）で、高温（1100°C ~ 1200°C） （[55]、 [57]）であること。
これを実現するには、プラントの技術を段階的燃焼用に設計し、すべての運転パラメータを正確に制御する必要があります。二次空気が一次燃焼ゾーンにバックミキシ
ングされないようにするには、一次および二次燃焼ゾー
ンを構造的に分離する必要があります。灰や形態スラグが豊富な燃料を使用することは、高温のために非常に重要です。これに対して、燃料のステージングでは、反応条件への適合が多少少なくて済みます。ここでは、二次燃料が2番目の燃焼室に追加され、高温の燃焼ガス（約800°C）とすばやく適切に混合されます。たとえば、木くずが適しています。一次空気の不足（λ= 0.85 ~0.95）から開始して、燃料を追加することで条件を低減します。どちらの場合も、空気が過剰な下流の酸化ゾー
ンで完全燃焼が行われます。

5.8

排出ガス削減のための二次的措置

5.8.1

除塵

サイクロン は粗い粉塵の分離に使用されます。
マルチクラロン は、大量のフローに使用されま
54

Cleaned gas outlet
Raw gas inlet

Swirler with guidebladesCyclone body
Immersion pipe

Dust discharge

図5.15に示すように、シングルサイクロン（接線区切り）を使用
木材燃焼プラントにおけるサイクロンの分離効果は、10 μ mを超える粗い灰粒子に限定されています。原則と して 、 120 ~ 200 mg/m ³ の ク リ ーン ガ ス 値 （ 11vol.%O 2）が 達成されます[59]分離効率は、回転フローの円周速度とサイクロンの形状デザインによって異なります。円周方向の速度が速いほど、粒子が小さくなり、堆積することができます。ただし、速度が上がると、圧力損失も増加します。一方では、燃焼レートが低くなり

第2部 -基本、排煙速度が低下するため、分離効率が低下します。
さらに、粒子が非常に低い密度で遠心力が低すぎる場
合、10 μ mを超える粒子を確実に分離することはできません。
サイクロンは、比較的小さなスペース要件と低投資コ
スト、およびオペレーティング・コストにより、木材
加熱システムで最も頻繁に使用されるダスト・コレク
ション方式です。ただし、通常は、粉塵制限値に準拠するために単独で使用するだけでは不十分です。そのため、サイクロンは、下流の粉塵分離プロセスの粗粉塵事前分離に使用されます。これにより、ダウンスト
リームフィルタユニットの粉塵負荷が軽減されるため、作業効率が向上します。湿式分離プロセスでは、汚泥管理および廃棄コストを削減できます。
ファブリックフィルタで は、埃を含んだ生ガスがフィルタ媒体を介して外部から吸い込まれます。フィルタ
媒体は通常、シリンダ状の支持繊維に吸収されます。
フィルターケーキはフィルター媒体に形成され、排ガスの流れに逆風になる圧縮空気の短いブラストによって定期的に清掃されます （図5.16、 図5.17）。
Cleaning system (compressed air)
Cleaned gas outlet

Filter bags

Cleaning of one filter bag

作動の重要な要因は排ガス温度である。これは、排出ガスの凝縮によってフィルタが詰まることがあり、フィルタメディアの早期交換が可能になるためである。
動作範囲は180～220°Cです（最大排液温度は250°C、最低排液温度は140°C以上）。排煙内の水蒸気の量が多いことが重要です（例：湿った燃料、部分負荷/低負荷運転）。また、スパークおよびメンバの粒子分離が必要です。ファブリック・フィルタは中間投資を行っていますが、100 kWを超える電力範囲では比較的高い
運用コストが使用されています。コンパクトフィルタ
ユニットには、必要なスペースが少なくて済みます。
ファブリックフィルタの分離効率は高くなります。原則として、1 ~ 5 mg/m ³のクリーンガス値（11 vol.%O2）が 達成されます[59]ヘアラインの亀裂や布の穴などの漏れがあると、分離効率が大幅に低下します。吸収剤（添加剤）を加えることで、HCl、SOx、ダイオキシン（PCDD/F）をさらに分離する可能性があります。
静電沈殿で は、電界を使用して粒子分離が行われます。
「電気集塵機」という用語も口語的に使用されていま
すが、セップアレーションはろ過によって行われないため、以下に「電気集塵機」という用語を使用しています （図5.18）。電気集塵機は、電圧源に接続されたスプレー電極と接地された収集電極で構成されています。ガス分子は電子の電流によってイオン化され、生ガス中の粒子に付着します。この方法で充填された同価は、それ自体をカラム型電極に取り付け、そこに沈殿させます （図5.19）。電気集塵機は、低容量でも使用できます。分離効率は高く、クリーンガス用テントは5～50 mg/m ³（11 vol.% O 2）ですが、スペース要件が高く、投資コストが高く、運用コストも中程度です。

Raw gas inlet
Cleaned gas outlet

Raw gas inlet
Dust discharge

図5.16ファブリックフィルタの概略図フィルターバッ
グエレメントを平行に配置します。3つのエレメントが作業位置にあり、4つ目のエレメントはカウンターフロー原理（圧縮空気による清掃）で清掃されます。
Filter cake (dust)

Dust discharge

図5.18ファブリックフィルタの概略図

Filter medium

Support structure

Raw gas

図5.17は、フィルターバグの断面
一般的なフィルター媒体は、化学成分および排ガスの温度（など）に応じて表面処理されるニードルフェルトです テフロン、PTFEラミネート加工）を使用しています。
55

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
Dust particles
chargedneutralElectron
Precipitated
dust particle

High voltage
power supply

neutralionisedGas molecules
Collecting electrode (grounded)
Ionising electrode

図5.19電気集塵機の物理的な動作原理を示します。
乾燥電気集塵機が最も一般的に使用されます。通常、この設計はプレートまたはチューブタイプの電気集塵機です。プレートタイプの電気集塵機は、現在、200kWを超える定評ある技術として、定期的に洗浄されています。必要なスペースは高く、高さは上流側のボイラーにほぼ対応しています。高電圧がオンになっている限り、排ガスの露点を下回る温度になるまで、排気を事前に排気する必要があります。短絡のリスクを低減するために、絶縁体はガスフローから補助的に設定され、多くの場合、追加加熱されます。これらの対策にもかかわらず、高電圧は、天然木の排ガス温度が80°Cに達した場合にのみオンにできます（、など）
130°C（廃木材用）です。指定された制限値を下回っています
メーカーによっては、電気セパレータは無効になっています。そのため、起動時および最小負荷動作時に、以下のことが行われます。
定常状態での動作は、できるだけ早く確認する必要があります。このため、元の側のボイラバイパスを使用して、
電気セパレータ内の排ガス温度をすばやく上げることができます。直列ユニットでは、電気セパレータをボイラーに直接組み込むことができます。最大5、000 kWの木
材加熱システムには、チューブ状静電沈殿器が用意されています。内部スプレー電極を備えたフィルタチューブ
がいくつか配置されています。内部チューブ壁（=沈殿電極）の清掃は、ブラシを使用した機械的な清掃によって行われます。プレートタイプの電気集塵機と比較して、
スペース要件は小さくなりますが、露点以下の落下に関しても同様の要件が適用されます。
また、液体ガスの凝縮と組み合わせて使用する湿式静電沈殿装置もあります （ 13.7.2.3章を参照）。排液ガ
ス中の水蒸気が凝縮されるためには、最大リターン温
度が45°C未満である必要があります（乾燥燃料ではさらに低い温度）。水蒸気の凝縮過程では、帯電した粉塵粒子が凝縮核として使用され、水滴に組み込まれた凝縮水汚泥として分離されます。分離の程度は凝縮
水の含有量によって増加し、外部水の必要量は最小限に抑えられます。汚泥処理と水処理も考慮する必要があります。
バイオマスDHプラントのQMプロセスを説明します。
ダストコレクターの年間最低利用可能量
56

電気集塵機は、関連する粉塵排出を伴うすべてのフェーズで有効である必要があるため、運転最適化（マイルストーン5）の過程で定義および確認する必要があります （図5.20）。

図5.20炉と静電沈殿装置の一般的な動作サイクル（FAQ 38を参照）。
始動、加熱、シャットダウンは、1つの作動フェーズとして組み合わされ、起動時の作動時間に対応しています。セパレータの動作時間は、電気セパレータが点火（緑色）と同時に作動している場合にのみカウントできます。電気セパレータにスイッチオン遅延または故障がある場合、ダウンタイムが発生します（赤色）。
電気セパレータが燃焼システムよりも長い時間作動している場合、これは運転時間としてカウントしてはな
らない運転時間です。燃焼システムのシャットダウン/
スタンバイ中は、燃焼システムの作動時よりも粉塵の排出量が大幅に少なくなります。電気集塵機のフォローアップ時間により、粉塵の排出量をさらに削減することができます。電気集塵機の使用可能性は、通常1年間で終了し、蓄積された沈殿装置の運転時間（緑）と蓄積された炉の運転時間（黒）の比率として定義されます。
Availibility % =100 * Precipitator operating time Furnace
operating time

電気集塵機とファブリックフィルタの両方で、始動時にメーカーが指定する最低温度（燃料によって異なる）にできるだけ早く到達し、最低負荷動作時に温度低下を避ける必要があります。分流器/フィルタへの入口の最大許容温度も遵守してください。システムの設定と動作モードは、この問題に大きく影響します。たとえば、木材加工工場や廃棄物焼却プラントは、一般にバ
ンド負荷モードで稼動していますが、住宅用の熱供給
エリアでは、単価または二価のバイオマスDHプラントの稼働率が高くなっています。
統合と運用の最適化に関する注意事項（第 16章も参照してください） 2つのバイオマスボイラーを備えたシステムでは、1つの粒子セパレータと1つの煙突のみを備えたソリューションは推奨されません。各ボイラーに独自の粒子セパレータと煙突を装備する方がコストが高くなりますが、ボイラーラインが明確であるため（フルガス側のクロスインパクト、最適な煙突断面、部
分負荷の操作の問題が少ないなど）、メリットがあります。
 排ガス温度が120°Cを超える場合は、電気集塵機またはファブリックフィルタの前後に排煙熱交換器（エコノマイザー）を取り付ける必要があるかどうかを確認する必要があります。排ガス温度が低い場合は、熱交換器を静電沈殿器の後に取り付ける必要があります第2部 -基本
電気集塵機に含まれる煙煙の成分が凝縮されないよ
うにしてください。
 排ガスの熱交換器内の熱交換面が排気ガス側で常に濡れていることが重要です。これはぬれたと乾燥の間で交互になる区域で造り上げることができる望ま
しくない沈殿物を防ぐ唯一の方法である。
 運用最適化の概念では、単にリリース信号ではなく、自動データ記録中に「粒子分離機運転中」（高電圧スイッチオン、バイパスクローズ、または洗浄水の噴射）が記録されるように、明確に指定する必要が
あります。

5.8.2

脱窒

廃棄木材、チップボード残留物、未処理の硬材または軟質材などの窒素が豊富な燃料で、高濃度のバークを持つ場合は、二次的対策を使用してNOxを推定し、定められた排出制限に準拠する必要があります 。アプリ
ケーションの範囲については、 13.9.2章で詳しく説明
します脱硝対策は、後付けが困難であるか、不可能である。したがって、燃焼技術と燃料範囲を決定する際には、使用を考慮し、必要に応じて最初から計画する必要があります。
SNCR（セレクティブ非触媒リダクション）プロアクセスで は、還元剤が燃焼室の直接の還元ゾーンに噴射されます。使用される還元剤はアンモニア（NH3 ）または尿素溶液（NH2CONH2 ）であり、非腐食性で扱いやすくなっています。高温では、NH2 基のラジカルが形成され、元素窒素（N2）なしで再推定されます。反
応ゾーンでは最適な混合が必要です。850～950°Cの温度範囲で0.5秒程度の停滞時間を目標としています。
還元剤の投与には、元ガス 中のNOx 測定が必要です（モル比n = NH3/ NOx [ mol/mol ]=約2）。SNCRプロ
セスの脱窒の平均度は50〜75%であり、最適な反応条
件下では最大95%が可能です [57]このプロセスは通常、新しいプラントで使用されますが、個々のスペースの空き状況に応じて後付けすることもできます。また、
新しいプラント「SNCR-READY」を構築するオプショ
ンもあります。この場合、SNCRプロセスに必要なコ
ンポーネント（還元ゾーン、注入用開口部、ガスタン
クを減らすためのスペース確保など）を備えた炉が完全に準備されています。試運転後に脱硝が必要である
ことが明らかになった場合は、迅速に後付けを実行できます。
SNCRプロセスでは、反応条件を正確に制御する必要があります。ベルト負荷運転に最適で、湿式スクラバーと組み合わせて使用します。上記の温度範囲外での還元剤の注入は、アンモニア、気候関連の亜酸化窒素（N2O）、
シアン化水素（HCN）、およびイソシアン酸（HNCO）などのニトロジェンの副産物の形成を支持します。
還元剤を触媒コンバーターと組み合わせて使用する場合、SCR（セレクティブ触媒リダクション）と呼ばれます 。
SCRにより、95%以上の脱窒を可能にし、アンモニアのスリップを低減します。ダイオキシンの発生を抑えるた
め、酸化触媒を内蔵することをお勧めします。NOxの測
定とモル比の正確な制御を行います（n = NH3/nox[ mol/mol ]=約1）が必要です。動作モード
では、下流の粉塵分離による高粉塵と、上流の粉塵分離による低粉塵が区別されます （図5.21）。低粉塵プ
ロセスの温度範囲は200～
250°C。250 ~450°Cの高粉塵処理に使用します
ここでは、排ガス温度を下げるために下流のエコノマ
イザが推奨されています。高粉塵プロセスでは、粉塵による触媒コンバータの詰まりが発生することがあり、場合によっては残留木材や廃棄木材にはサブタブが使用されることがあります。また、どちらの場合も、ヒ素、リン、またはアルカリ金属などの触媒ポイズンが触媒物質 [51]を非活性化する可能性があります触媒コ
ンバータに入る前に、触媒の毒がほこりなどで分離されている場合は、汚染の傾向が再び生じ、触媒コンバータエレメントの耐用年数が長くなります。従って、バイオマスDHプラントでは、中毒や詰まりの問題が原因で、QMによって高粉塵処理が行われることはありません。

図5.21セレクティブ触媒リダクション（SCR）の高粉塵プロセス（上）と低粉塵プロセス（下）を示します。

5.9

エコノマイザーと排ガス凝縮による熱回収ボイラーを離れた後、熱交換器を追加して排ガスをさらに冷却すると、熱効率が向上します（ 13.7.2章）。
エコノマイザー は、システムリターンを予熱するための追加熱交換器です。ここでは、排液ガスは約75 ~80°C（露点の真上）まで冷却されます。加熱システ
ムが始動するか、または排液の温度が設定温度を下回
ると、設定温度に達するまで、高温の排液の一部がダンパを介して直接排液に供給されます。効率化の大きな可能性があるため、木材熱発生を計画する際には、
常に経済者の利用を検討する必要があります。たとえば、空気比 λ=2を超えると、排ガスを10 K冷却することで、燃焼効率が約1% [60]向上します過剰な空気比と水含有量に依存することで、5～7%の効率で増加します。必要な過剰空気比を低（λ< 1.8）に保つには、適切な燃焼制御が必要です。
排液ガス凝縮システム は通常、3つの段階で構成されています。 The flue gases leaving the boiler first pass57

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
経済的には、コンデンサ（上流にクエンチが発生）を経由し、下流に空気予熱が必要な場合に備えます（図5.22）。用途範囲は通常、1 MWを超えたプラント用です。燃料コストが高く、プラントの運転時間が長い場
合（バンド負荷運転）、約500 kWから始まる小規模なプラントも可能です。消費者からの平均リターン温度
は、排ガスの露点よりも低く、少なくとも10°C低くなければなりません。コンデンサの低温リターンを別途考慮する必要があります。
コンデンサでは、排出トガスは露点の下までさらに冷却されます。これにより、排ガスに含まれる水蒸気の一部が凝縮されます。この過程では、大量のエネルギーが実用的な形で放出されますが、主に潜熱です。燃料の水の含有量は重要な役割を果たします。燃料を使用してプロセスに入る水分が多いほど、蒸気が再び凝縮されます。排液ガスを冷却できる温度が低いほど、排ガス凝縮システムはより効果的に機能します。燃焼での総過剰空気比が少ない場合、燃料内の水の含有量が高くなり、加熱回路の戻り温度が低くなります（<40°C）の場合、燃焼システムの効率は最大20%向上
します。コンデンサの入口エリアでは、作動状態に応じて、液体ガス側に変化する箇所があります。これは、自然に濡れたり乾いたりしている場合があります。このような領域には、堆積物や腐食の危険性があります。
このような問題を回避するために、クエンチは排気ガ
スを保湿して露点まで冷却する上流に設置されることがよくあります。加湿された排気ガスがコンデンサに到達すると、さらに冷却が行われ、温度が露点を下回ります（凝縮水が沈殿します）。これにより、コンデ
ンサ内の乾燥した部分が防止されます。

図5.22排液ガス凝縮システムの概略図
生成された凝縮水汚泥は、堆積物タンクなどの重金属が含まれているため、液体相（凝縮水）から分離し、その後、埋立処理または工業処理を行う必要があります。この分離は、重金属の液相への溶出を防ぐために、pH7.5より大きい値で発生する必要があります。燃焼58

品質が高く（CO < 250 mg/m ³ 11 vol.% O2）、中和段
階（pH制御）を使用した後、過量の凝縮水は、汚泥分
離後に、現地の規制に準拠して下水システムに排出できます。
原則として、システムには少なくとも1つの空気予熱器があり 、その中で排ガスが供給エアにさらに熱を伝達します。この予熱された空気の一部は燃焼空気として使用され、もう一方は冷却された排ガスと混合されて、下流のパイプラインや煙突でさらに結露が発生するのを防ぎ、煙突での噴煙の形成を低減します。完全な脱気化は絶対に必要ではありません。これには技術的な利点はありませんが、視覚的な効果しかありません。
これは、観光地や集落付近のバイオマスDHプラントにとって特に重要です。
排ガス熱交換器を統合する場合は、排ガスクリーニン
グコンポーネントとの正しい配置を確認するように注意する必要があります。液体ガス凝縮システムと湿式
電気集塵機を組み合わせることで、約95%の微細粒子を含む集塵効率を実現します。乾式電気集塵機または布製フィルタが、経済器または排ガス凝縮システムの上流に取り付けられている場合、これらのコンポーネントの汚染を大幅に削減し、凝縮水汚泥の廃棄コストを削減できます。

5.10 プロセス制御技術
5.10.1 基本情報
プロセス制御技術という用語は、さまざまな用途で使用されます。基本的に、プロセス制御技術は、測定および制御技術（I&Cテクノロジー）全体と、プラントの関連データストリームで構成されます（用語の詳細については、 [61]を参照）。I&Cは、設備の運用を自動化し、必要な制御、規制、監視タスクをすべて網羅しま
す。適切なI&Cシステムと制御コンセプトの統合は、効率的で低排出ガスで安全な設備運用の前提条件であり、そのためにバイオマスDHプラントの計画および実行の重要なコンポーネントとなります。バイオマスDHプラ
ントのQMプロセスを説明します。このトピックでは、
標準水流方式（[62] ）について詳しく説明します。測定・制御技術の基礎は、バイオマスDHプラントの計
画・建設・運用に関する具体的な話題を除いて、ここでは扱いません（例： [63]）。
バイオマスDHプラントが最初に建設されて以来、プロ
セス制御技術は大きく発展してきました。完全に自動化されたプラントのオペレーションを可能にする、包括的なI&C機器は、最先端の技術です現在では、シリー
ズ生産の小型ボイラーでさえ、完全自動制御システムとデジタル・ユーザー・インターフェイスを装備しています。

第2部 -基本

利用規約
制御 とは、設定する変数（制御変数）を継続的に測定し、基準変数（セットポイント）と比較するプロセスです。比較の結果を再表示すると、制御変数が参照変数と一直線になるように制御変数に影響します。影響の再硫化シーケンスは、クローズドコント
ロールループで発生します。対照的に 、調整 は、設定する変数を測定せずに、最も重要な影響を与える
変数（妨害変数）に応じて、設定可能な変動が影響を受ける（制御される）オープンな一連のアクション（制御チェーン）を表します。したがって、設定される変数の実際の値はチェックされず、制御チェ
ーンには影響しません（ [63]を参照）。
測定技術の重要な課題 は、定量的に測定装置（センサ）を用いて技術プロセスを記録し、測定変数を用いてプロセスを制御および調整するための基礎を提供することです（詳細については、 [64]を参照）。
EN 61131-Part 1 [65]によれば 、 プログラマブルロ
ジックコントローラ（ PLC） は、ロジック制御、シーケンス制御、ティムリングなどの特定の機能を実装するためのユーザ指向制御命令の内部ストレージ用のプログラマブルメモリを備えた産業環境で使用するデジタル操作のエレクトロニックシステムです。 カウントおよび算術ファンクション。デジタル
またはアナログの入出力信号を介して、機械およびプロセスの変数を制御します。
バイオマス加熱プラントのプロセス制御技術は、以下の基本的な課題を満たす必要があります。
 システム全体を完全に自動制御および制御するため、通常の手動操作は必要ありません。また、可能であ
れば、運用担当者が常に存在することもありません すべての運転状態で安全なプラント運転を確保します（個人および工場の保護）。
 お客様に熱供給を保証します あらゆる動作条件で最適なシステム動作を実現します。
 システムの動作と監視（システムの可視化/現在の動作ステータスの表示、設定ポイントと制御パラメータの設定、システムコンポーネントのオン/オフの切り替えなど）を行います。
 リモートアクセスおよび障害メッセージ 関連するすべての動作データ（測定データ）の取得、処理、および永続的な保存、準備、および（履歴）
測定データトレンドの視覚化を行います。
 すべての課金データを記録し、永続的に保存します（顧客の消費）。
 必要に応じて、システムの手動操作と緊急操作を有効にします。
起動およびシャットダウンプロセス中のプラント運転、および特別または予期しない運転条件（メンテナンス、
クリーニング、および運転中の小規模な修理）が含まれます。

動作、個々のコンポーネントの故障、テストの実行、
緊急動作、極端な負荷状態）は、通常、運転者が手動で（手動操作）または半自動操作で行います。
中程度の圧力と温度を持つ熱源システム（例：温水シ
ステム110°C未満）では、通常、運転者が常時立ち会いする必要はありません。温水および蒸気システムでは、常駐が必要になる場合があります。また、無人[66] ま た は 無 期 限 の 監 視 な し （ 「 Betrieb ohne st ä
ndige Beaichfstigung」BOSB）での運転のための追加の安全再調整装置が必要になる場合があります。永続的な監督なしで運用する場合は、各国の規制および指令を確認し、いかなる場合でも遵守する必要があります（第 19章を参照）。
プロセス制御システムは、さまざまなタスクを実行する複数のレベルで構成されています （図5.23）。
機能細分化と技術設計
プロセス制御システムは、実行するタスクに応じて、ユーザレベル、下位のI&Cシステム（個々のコンポー
ネントの制御など）、およびマスタI&Cシステム（設備全体に関連するタスク）に分割できます。この機能関連の細分化は、制御概念と個々の制御タスクの定義、および機能的な説明の作成に役立ちます。
ただし、これらの3つのレベルでは、個々の技術コン
ポーネント（制御ユニット）の物理的な制限や配信制
限が自動的に再送信されることはありません。プロセス制御システムの技術設計 はさまざまな要因に依存し、3つの機能レベルと同様に構造化する必要はありません。たとえば、下位およびマスターI&Cシステムのオペレーティングレベルは、単一のPLCでケースごとに実現することも、異なる工場出荷担当者（インターフェイスを介して相互に接続されている）から3つの異なるユニットを組み合わせて提供することもできます。
マスタおよびサブ累進のI&Cシステムとしての機能関連の指定は、I&C技術者間では必ずしも共通ではありません。これは、物理コンポーネントまたは配送制限に向けてより重視されているため、他の指定が使用されている可能性があります（マスタシステムなど）。
ユーザーレベル は、制御盤のマスターコンピュータ（熱設備コンピュータ）またはコントロールパネル（ディスプレイ）を介して実現されます。オペレーティング・レベルは、マスターおよび下位レベルのI & C
システムとのインターフェイスを持ち、システムの完全な動作を可能にします。ここでは、システムの現在の運用状況と現在の運用データを監視し、設定点、時間プログラムなどを調整できます。ほとんどの場合、システムの視覚的に使用して調整できます。より高い
認証レベル（サービス技術者、製造業者など）を使用
して、詳細な制御設定を行うこともできます。システ
ムの操作（自動、半自動操作、手動操作など）は、マ
スタコンピュータまたはコントロールキャビネットから直接選択します。必要なシステムコンポーネントはすべて可能です59

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
また、操作レベルを介して手動で制御することもできます。制御盤の操作エレメントを介して、システムの手動緊急操作をマスターコンピュータから独立して行うこともできます。
マスターI&Cシステム は、個々の熱源（ボイラー用電源信号）の調整や負荷管理、ストレージ管理など、すべての上位レベルの制御および規制機能を担当します。
また、多くの場合、ボイラ室の水流システム（ポンプ、ヒーターハウス内のフィッティング）およびヒーター
ネットワークのネットワークポンプの制御にも使用されます（第 8章も参照）。マスターI&Cシステムには、個々のシステムコンポーネントの下位I&Cシステムへのインターフェイスがあり、相互にリンクされています。
多くの場合、データの再調整は、マスターI&Cシステム（第 5.10.2章を参照）を介しても実現されます。
下位のI&Cシステム は、設備の個々の機能グループの特定の制御および規制に使用されます。機能グループとは、たとえば、関連するすべてのドライブ、骨材、フィッティング、または、機能的なグループオイル/ガ
スボイラー、粒子状セパレータ、排ガス凝縮システム、水処理などを備えたバイオマスボイラです。これらの下位のI&Cシステムは、通常、各コンポーネントのメー
カーから供給されます。また、コンポーネントに応じて、SIM（水処理工場など）の自律制御コントローラから、バイオマスボイラー用の複雑なPLCまでさまざまです。これらの60

I&Cシステムは、個々のコンポーネントの安全な操作と、その制御および制御タスクを引き継ぎます。バイオマ
スボイラーの場合、たとえば、炉への燃料供給、格子速度、燃焼空気および排ガスファンの速度（負圧制御）、排ガス再循環、燃焼室温度などです。 灰の除去、炉の排出、ボイラーの流量温度、安全関連の制御および規制作業などを制御できます。主なコンポーネントのI & Cシステムは、高レベル出力やその他の設定点仕様などを処理し、システムの視覚化とデータ記録をシームレスに行うために、マスターI&Cシステムおよびオ
ペレーティングレベル（マスタコンピュータ）とのイ
ンターフェイスおよび通信オプションを備えている必
要があります。可能であれば、すべての補助システム
を少なくとも1つの作動信号と故障信号を持つマスター
I&Cシステムに統合し、可能であれば最も重要な作動パ
ラメータを使用することを推奨する。また、暖房ネッ
トワークの個別の変換ステーションのコントローラは、基本的に自律的に機能する下位のC&Iシステムとして考慮されます。 また、中央のマスターC&Iシステム、リモートアクセスオプション、および中央データの記録（第 8.5章を参照）への最新の接続も備えています。

第2部 -基本図5.23プロセス制御システムの機能関連のサブ部を、オペレーティングレベル、マスターC&Iシステム、および下位C&Iシステム(例:加熱ネットワーク付きの熱源)に分類します。
技術的な実行
プロセス制御システムおよび前述のレベルは、さまざまな方法で実装できます（QM Holzheizwerke標準水流方式の表6（パート1 [62]）も参照）。小規模なシステ
ムでは、通常、下位のC&Iシステムはないため、バイオ
マスボイラーのC&Iシステムでは3つのレベルすべてを引き継ぐことができます。現代のバイオマスボイラー
は、標準装備としても、暖房回路や蓄熱回路、太陽熱システムなどを制御するオプションをすでに備えています。この場合、バイオマスボイラーのコントロール
パネルから直接操作を行い、マスターコンピュータを使用しません。データ記録用に追加の機器が再利用される場合があります。
建物管理システムを持つ大型施設では、バイオマスボ
イラーを建物管理システム（マスターI＆Cシステム）に従属I&Cシステムとして統合し、データ取得も統括しています。大規模なバイオマスDHプラントでは、設計に応じて、バイオマスボイラーのPLCがマスター制御システムのタスクを引き継ぐことができます（拡張プ
ログラミングや他のプラント部品の統合など）。または、別のPLCベースのマスター制御システムがあります。また、高レベルの制御タスクは、異なるコントローラまたはメーカーに分けることができます（たとえば、バイオマスボイラのPLCによる蓄熱タンクの制御制御と暖房設備の水流システム、および熱伝達ステー
ションのメーカー独自のユニットによるネットワーク
制御）。

プロセス制御システムの構造と、N必要な場合、制御機
能を異なるコントローラ/PLCに分散させる方法については、計画の過程で詳細に定義し、その後のプラントの入札および建設においても慎重に考慮する必要があります
I&Cシステムの構造と制御コンセプトは、バイオマス
DHプラントのQMに不可欠なコンポーネントであり、QM Holzheizwerke [62] の標準的な水流方式および7章の 「熱源水流システム」で詳細に説明されています。

5.10.2 測定機器およびデータの収集の要件
暖房設備、暖房ネットワークの総合的な計測機器、測定された運転データの伝送、保存、可視化に適した制御技術は、現代バイオマスDHプラントの最先端技術です。これは、良心的な運用管理と、包括的な運用最適化を行う上で重要な基盤となります（第 16章を参照）。
包括的で長期的なデータ収集により、重要な資産が再事前に整備されます。これは、継続的な運用管理と最適化に加えて、将来的な設備拡張の計画や工場の近代化と改修にも大きな価値があります（第 18章を参照）。
データ収集の計画と実行を支援するために、バイオマ
スDHプラントのQMにはが用意されています61

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
一般的な水流方式（ [62]を参照）と組み合わせた測定
ポイントの包括的なリストと、動作データの提示と評価に関する推奨事項（FAQ 8を参照）を示します。
データ収集システムおよび視覚化（操作室のPC上-図5.24を参照）は、特に次の最小要件を満たしている必
要があります。
 すべての測定値を高時間分解能で自動記録および保存 し ま す （ バイ オ マ ス DH プ ラ ン ト の 場合 は QM[62]： 測定間隔10秒、平均記録間隔5分を推奨）。
 最も重要なパラメータと個々のコンポーネントの動作状態（瞬時値）を含むグラフィカルシステムの図を使用して、システムを視覚化します。

現在のバイオマスDHプラントでは、運用管理やシステ
ムの単環化を容易にするため、オペレーティング・ス
タッフの視覚化・制御システムへのリモート・アクセ
ス・オプションも用意されています。必要に応じて現在のプラントデータにすばやくアクセスできるようにするには、計画担当者および特定の製造業者がこの可能性を事前に確認する必要があります。複数の人/会社が対応するリモートアクセスを持っている場合は、責任と能力を正確に定義し（必要に応じて限定されたオーソリティーを持つ）、すべての変更（設定点や制御
パラメータの調整など）を文書化してコミットする必
要があります。

 設定可能なダイアグラムとパラメータの形式で、時間的な予測（傾向）をグラフィカルに表現します

5.10.3 計画と実行

 測定、計算、および保存されたすべての操作データを、一般的に再読み取り可能なデータ形式（.csv形
式のテキストベースファイルなど）で簡単にエクスポートできます。

一般的な計画プロセスでは、I & Cシステムの計画をア
カウントにする必要があります。特に、主な計画担当
者は、I&Cシステムの構造（ 5.10.1章を参照）とそれに由来する責任を早期に定義し、その後、入札や契約の仕様でアカウントにする必要があります。

 固定されていないシステム上のすべての動作データを定期的にバックアップします
地域暖房ネットワークでデータ通信を行うことにより、地域熱伝達ステーションの運転データを制御技術とデータ記録に統合する必要があります（第 8.5章を参照）。
顧客データのリモート読み取りに関しては、該当する
データ保護ガイドラインを遵守する必要があります。
リモートアクセスのトピックを追加し、熱供給契約でデータ読み取りをリモートするか、既存のお客様との合意を得ることが推奨されます。

計画の過程で、包括的な機能の説明を作成する必要があります。これは、特に詳細な計画と実行の基礎（特に水流配線と制御）であり、運用の最適化を成功させるためには、基本的に必要な前提条件でもあります。

図5.24バイオマスCHPプラントの制御室（出典：AEE INTEC）。

機能の説明では、マスターコントロール（負荷管理、
ストレージ管理、水流加熱システム、加熱ネットワー
ク）に重点を置いて、それぞれの制御コンセプトの基
本原則を定義しています。制御コンセプトの詳細なプ
ログラミングと実装は、メーカーまたはのC&I技術者の
タスクです

62

サプライヤです。たとえば、バイオマスボイラーの下
位C&Iシステムの設計は、通常ボイラの供給範囲に含まれています。主な計画担当者は、機能の説明と仕様に合わせて、I&Cシステムおよびデータ取得の基本的な要件への適合性を確認する責任があります。

第2部 -基本機能の説明には、次の要素が含まれています。
 関連するすべてのオペレーティングステータス（制御記述を含む）のシステムの機能の詳細な説明です。
 操作中に調整できる最も重要な制御パラメータの概要です 水流系統図に従って、測定ポイントのリストを完成させます。測定位置、測定範囲、時間分解能、および測定精度は、測定点ごとに指定する必要があります（第 16章を参照）。
 自動データ記録の説明です（基本原理、データまたはファイル構造、データ保存場所、データ保存の仕組みなど）。
制御技術を設計する際には、特に次の点に注意を支払
う 必 要 が あ り ま す （ 「 Mus-ter-Ausschreibung
Holzkessel」も参照）。QM Holzheizwerkeのバイオマ
スボイラーのサンプル入札です。
 防塵設置場所で、電子部品の最大動作温度を超えないようにしてください。内部の熱負荷が高い場合（インバーターなどによる）、ベンチレーション/
エアコンを用意する必要があります。
 キャビネット内または追加の制御キャビネット（システム拡張）用に約20%のスペースを確保します。
 使用するコンポーネント（標準制御キャビネット、
均一なセンサなど）の最適な標準化が可能です。
 使用するコンポーネントとシステムの互換性を確保
し、すべてのレベルとシステムパーツ間の通信を確保します。
 スペアパーツの長期的な可用性を確保します。
 責任の定義と明確な境界とインターフェースを定義します。
 関連するすべての規制、規格、ガイドラインに準拠
しています。
 回路図、データシート、およびデータポイントリス
ト（入札仕様に統合）を含む包括的な技術資料です。
 フィールドデバイスと配線の明確で専門的なラベルを作成します。
 個々のコンポーネントのすべての故障メッセージを、
無電圧接点経由でマスタPLCに転送します。
 最も重要な（安全性の高い）システムコンポーネン
トを手動で制御するために、プレーンテキストでラベル付けされた手動切り替えレベルです。手動切り
替えレベルにはインターロックが必要です。
 リモート・アクセス・オプションとエラー・メッセ
ージの転送です 特定のアクセス権とユーザーの権限ごとに割り当てることができます。
 操作担当者向けの使いやすい説明と説明です。

63

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

6 燃料の貯蔵、燃料の搬送
および灰出し設備部品
6.1

予備的なコメント

この章では、燃料貯蔵、搬送、および灰の除去のコン
ポーネントについて説明します。これらの構成要素の適切な選択と寸法付けは、第 14章で説明します。
第 19 章では、火災および事故の防止、爆発の予防（ATEX、BGI Informationen 739-2）（ライトバリヤ、
スイッチオフロック、アクセス保護、柵、ガードレー
ル、 発酵ガスの抽出など）が含まれています。

6.2

木材チップ用の排出容器は、木材チップ、破砕したバーク、おがくずに適しています。一般的に、この排出技術は、大型の燃料粒子や石による影響を受けません。
固定（インモバイル）燃料サイロの代替または代替として機能します。
固定サイロに投資コストがなく、木材チップの納期が短いという利点があります。
不利な点は燃料の供給者への依存である。また、暖房シ
ステムの外には収納スペースが必要です。特に冬には、容器の簡単な視覚保護は有利であることを証明する(風化)。コンテナのレンタルコストのため、運転コストは比較的高くなっています。冬には凍結の危険性がありま
す。

燃料貯蔵

燃料排出システムでサイロを燃料化
燃料サイロは、木屑や塵の混合が限られているため、非常に湿った木材チップやブリケットを乾燥させるのに適しています。それらはトラックからの燃料をひっくり返すことによって満たすこと容易である。通常、床面のサイロとして設計されているため (図6.1)、保管容量は高価です(土木工事や鉄筋コンクリート)。燃料サイロには
自動排出システム（ 14.3章を参照）があり、サイロから保存された燃料を伝達します。

図6.2サイロの代わりに充填されていないモバイル木材チップコンテナ(出典: Holzenergie Schweiz）
地上のサイロ
地上サイロ （図6.3）は、最大小径がP63、最大粒子長が200 mm、水分含有量が55%以上の燃料に適しています。用途は、サイロ内の燃料の回転時間が短い大規模なバイオマスDHプラントです。これによりブリッジン
グが防止されます。
図6.1

地下サイロ(出展: Andres Jenni）。

排出装置付き移動式コンテナシステム
移動式コンテナシステム（図6.2）には、森林内の木材
チップ、または燃料供給業者が充填します。
充填された容器（約30m³の充填量）は、トラックによって区切られています。コンテナーに設置された排出システムは、炉の固定充填装置と連動しています。燃焼システムは、容器の燃料排出を制御します。2つ目のフルコンテナは、必要に応じてすぐに切り替えることができ、連続燃料供給が遮断されないように、予備として準備されています。暖房設備の公称出力に応じて、複数の容器が必要です。コンテナ内での木材チップの連続供給が必須です。コンテナはレンタルすることもできます。

充填は通常、スクレーパチェーンコンベアと、円形のサイロの上にある分配システムを介して行われます。
排出はフライススクリューで行います（ 6.4.1章を参
照）。

図6.3

の地下サイロ(出展: Gotwald GmbH）

チップサイロ64

第2部 -基本
チップサイロ (図6.4)は、木材加工工場の木材チップ、
おがくず、サンディングダストに適していますが、乾燥した木材チップや花嫁にも適しています。充填は通常空圧です。安全装置の再ガード爆発防止（ATEX）の要件は、特に遵守する必要があります（第19章「チップサイロに関する規制」を参照）。

一方、倉庫自体は低価格です。ストレージ・ウェアハ
ウスは'中間保管施設としても使用されます

図6.5

図6.4

のチップサイロ(出展: Wooden Energy
Swit- zerland).

ペレットのを保管
木製ペレットは、密閉された乾燥した保管室または容器に保管されます。スチール製、プラスチック製、または布製のタンクを設置できます。通常、充填は空気圧で行われます。床面の大きなサイロがある場合は、チップの平が必要になることもあります。小型の保管タンクからの放出は、スクリューコンベアまたは空気圧によって行われます。大型の保管タンクの場合は、多関節アーム排出システムが取り付けられていることがよくあります。微粉の量を最小限に抑えるために、ペレットを保管場所に送り、可能な限り最短のルート
でゆっくりと排出する必要があります。木材チップの保管に使用される追加搬出装置（サイロ販売業者など）は提供しないでください。保管室への水の浸入（壁や充填装置など）や、店舗内での結露の発生（冷水管、低温、非断熱保管室の壁/天井、または湿った運搬空気による低温ペレットの保管場所への流入など）は、いかなるコストでも避ける必要があります。その他の情報については、ストレージルームのパンフレット
Lagerung von Holzpelets（ドイツ社会主義）Deutscher
Energieholz-und Pellet-Verband(DEPV)[67] （ 第14.2.9章も参照）を参照してください 。
倉庫
バイオマスボイラが1 MWを超える大規模なバイオマス
DHプラントでは、包括的な床面のサイロではなく、1日のサイロを持つ倉庫 （図 6.5）を検討する必要があります。貯蔵倉庫はすべての燃料のために適する。充
填にはコストがかかります。通常、燃料はダンプトラ
フからコンベアシステムを使用して尾根部の高さより下に移動し、保管倉庫に分散するか、ホイールローダ
で管理する必要があります。 Theの地下サイロ(出展: Franz Promitzer）

外部倉庫
木材チップや木屑は、一時的に屋外のストックパイル（図6.6）または丸太杭 （図6.7）に保管できます。屋
外用収納は、暖房設備に直接設置できます。1年中トラ
ックや森林でアクセスできる中央の場所に設置できま
す。

図6.6

木製チップの屋外での中間保管(出典:
AEE INTEC）。

図6.7

加熱プラントでの杭の記録(出典: AEE
INTEC）。

65

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

6.3

サイロと倉庫の充填

6.3.1

木材チップサイロ化充填

これにより、チッピング車両用に十分なスペースが確保され、同時にサイロリッドが閉じないようにします。

地下サイロへの充填は、ほとんどの場合、供給口を通ってトラックから燃料を傾けることで行われます。充填口を最適に配置するか、サイロ化されたディストリ
ビューターを使用することで、大量の充填を行うことができます。
サイロ蓋
サイロ蓋の構造は、トラックが直接埋まっている地上のサイロにとって非常に重要です。サイロの蓋を移動するように設計されていない場合は、高さ20 cm以上のコンクリートの縁に配置する必要があります (図6.8 および 図6.10)を参照これにより、雨水がサイロに侵入するのを防ぐことができます。駆動可能なカバー
図6.9が必要な場合は、排水チャンネルやヒンジ部分を清掃せずに、充填後にカバーを閉じるように注意する必要があります。ウォータードライブオンのサイロ蓋は高いコストと高い位置に浸透しないようにする必要があります。

図6.8サイロの蓋が開いているときにアクセスできません(出典: Schmid ENERGY Solutions）

サイロ蓋は、スプリット設計でも製造できます。これ
により、強度が向上し、個別の蓋部品の重量が軽減され、使いやすくなります。さらに、このような配置により、充填口の横に落ちる木材チップの数が減り、木屑の詰まりがトラックから落ちても、サイロの蓋がダ
ムエイジングする危険性はありません。
充填口は、地域の事故防止規定に従って保護グリッド
または格子で覆わなければなりません（第 19章も参照）。木材チップがブリッジする傾向があるため、充填中に保護格子に引っかかる可能性があります。これ
により、材料の流れが遅くなり、オフロード時間が長くなります。問題のないオフロードの場合は、サイロの蓋を90°以上（つまり、デッドセンターを超えて）開ける必要があります。

図6.9サイロの蓋は背景ではアクセスできず、前景ではアクセスできません。両方とも閉じた状
態（出典：Schmid ENERGY Solutions）

図6.10アクセスできない折りたたみ式の蓋(左が閉じていて、中央が開いていて、右がいっぱいです)（出典：Patrik K ü ttel）
フィリングスクリュー
建物の地下にサイロがある場合、充填スクリ
ュー （図6.11）は、充填シャフト（排出トラフ）からサイロへの燃料輸送を行い、さらに充填レベルを上げます。水平の充填スクリュ
ーは、サイロの天井の下にある燃料を、サイロの全長にわたってバッフルに送ります。充填スクリュー（200 LCM/h超）の搬送能力が66高いため、アンローディングします最後のオフロード
プロセス中でも、10分未満の時間が可能です。充填ス
クリューは、あらゆる種類の木材チップ、破砕したバーク、およびおがくずに適しています。また、大型の燃料粒子や石による影響も受けません。
次のような利点があります。

第2部 -基本
 高充填レベルのサイロ。その大部分は建物の下にあります。
 加熱システムのスペースを有効に使用します。欠点は次のとおりです。
 投資コストが増加します 燃料供給業者のオフロード時間が若干長くなります

図6.12の地下サイロ(出展: Schmid ENERGY Solutions）

地上のサイロおよび倉庫用の垂直スクリュコンベアシ
ステム
地上のサイロや倉庫の場合、垂直型のスクリューコン
ベアシステム （図 6.13）は、排出トラフからサイロま
たは倉庫への燃料輸送を行います。水平に配置された輸送スクリューは、燃料を排出トラフから垂直スクリューコンベヤーシステムに運びます。これにより、垂直方向に上方（最大搬送高さ約18 m）移動し、水平方向に配置された分配スクリューに移動します。吐出シュートの容量が搬送車両の輸送量よりも大きい場合、搬送能力はダブルスクリュシステムでそれぞれ約60
lcm / hに達し、120 lcm / hに達します。垂直スクリュ
ーコンベアシステムは、あらゆる種類の木材チップ、吠えや鋸塵に適しています。最大ランプサイズはP100です。
サイロディストリビュータには次のような利点があります。
 高レベル

図6.11の地下サイロ(出展:
Schweiz）

Holzenergie

サイロ分配器サイロディストリビュータ (図6.12)は'木材チップを水平に搬送し'形状に関係なく'サイロが均等に充填される
ようにしますサイロディストリビュータは充填スクリューのように機能しますが、充填口から反対方向に2つの方向で動作します。水平の充填スクリューは、サイロの天井の下にある燃料を、サイロの全長にわたってバッフルに送ります。充填ねじ（250 LC/h超）の搬送能力が高いため、最後のオフロード操作でも10分未満の無負
荷時間を実現できます。構造上の条件が許容される場合
は、サイロの蓋を1枚ではなく、サイロの蓋を3枚取り付けることをお勧めします。充填スクリューは、あらゆる種類の木材チップ、破砕したバーク、およびおがくずに適しています。また、大型の燃料粒子や石による影響も受けません。

 サイロの構築コストの削減主な欠点は次のとおりです。
 投資コストが増加します 個々の配送の間は最大1時間です

サイロディストリビュータには次のような利点があります。
 低消費電力です 燃料の形態や水の含有量に依存しません 大きな不純物の影響を受けません サイロが長くなる可能性があります サイロの蓋を追加する必要はありません。
主な欠点は次のとおりです。

図6.13垂直スクリューコンベアシステム（出展：Schmid
ENERGY Solutions）

 投資コストが増加します67

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
主な利点は次のとおりです。
 燃料タイプに適合します 自動管理が可能です 異なる燃料品質が混在する可能性があります ストレージスペースの最適な使用方法短所は次のとおりです。
 大規模な倉庫に限定されます

図6.14のポンプサイロ(出展: Amstutz Holzenergie AG）

ポンプコンテナ/ポンプトラック
ポンプコンテナ/ポンプトラック （図6.14）を使用すると、転倒時にデリバリー車両に直接アクセスできない
場合に、サイロを充填ことができます。木材チップは、
フレキシブルパイプを介して地下または地上のサイロに内部排出システムを使用して、コンテナ/配送トラッ
ク（約30 m ³の充填量）から直接ポンプで送り出されます。完全に空にするには、容器の先端を傾けます。
ポンプコンテイナー/ポンプトラックは移動性が高く汎用性が高く、特に森林や産業廃棄物の木材からの乾燥
品質の木材チップに適しています。また、微粉の割合も低くなっています。このシステムは、大型の燃料粒
子や石に敏感です。
主な利点は次のとおりです。
 木製チップを落下させても、オフロードの場所に汚れがありません 通常の供給および分配システムの投資コストを削減します サイロの最大充填レベル（最大90%）の欠点は次のとおりです。
 燃料供給業者に依存しています オフロード時間が長くなります（約 約5分でチッピ
ングする車両と比較して30分です。）
 乾燥した木材チップを使用した粉塵生成は、研磨ダ
ストや木片の削りくずには適しません 配送コストが高くなります ポンプシステムからノイズが発生します

6.3.2

倉庫の充填と管理

完全自動クレーンシステム
完全自動クレーン・システムは、倉庫の積み降ろしに使用します （図6.15）。自動制御式または手動制御式のグラブ・クレーンは、備蓄または荷降ろしバンカーから燃料を受け取り、保管倉庫に分配して、1日のサイロまたはプッシュ・フロア・ゾーンに供給します。必要に応じて、異なる燃料品質を混合することができます。このシステムは、クレーンの滑走路内の高さと面積に依存しません。オフロード量が納車車両の輸送量よりも大きい場合は、最大150m³/hの容量を達成できます。完全自動クレーン・システムは、木の削りくずとほこりを除くすべての木質燃料で、特大の燃料粒子や石の影響を受けません。
68

 コストのかかる作業（スチールロープおよびホイス
トの摩耗および損傷、法定のメンテナンスが必要です）。クレーンシステムには、産業用の構造規格が必要です。

図6.15完全自動クレーン・システムは、アンロード・
ト ラ フ と 日 常 サ イ ロ （ 出 典 ： Schmid
ENERGY Solutions）

第2部 -基本
水平および垂直方向に移動可能なスクレイパーチェー
ンコンベアを備えた積込み/積降ろしシステムです
横方向キャリア付きスクレーパチェーンコンベアは、フレームに取り付けられ、垂直方向と水平方向の両方に移動できます （図6.16）。このようにして、ローディン
グおよびアンローディングシステムは、倉庫のそれぞれの充填レベルに自動的に適応します。積載時、システム
はディストリビューターとして機能します。荷降ろし時には、炉の燃料コンベアシステムに木屑を搬送します。
インサートの長さは最大28 mです 粉塵を除き、このシ
ステムはすべての木材燃料に適しています。また、大きな燃料粒子や石では、目に付かないようになっています。

ホイールローダの主な利点は次のとおりです。
 ロケーションの柔軟性、複数の用途に対応できます 燃料への最適な適合性を実現します さまざまな燃料タイプの分離可能な欠点は次のとおりです。
 人材を集中的に使用します 低消費電力です ノイズが発生します

主な利点は次のとおりです。
 倉庫のボリュームを最適に使用します 燃料タイプに適合します さまざまな燃料をさまざまなレーンに管理された方法で保管できます ターゲットをアンロードしています
主な利点は次のとおりです。
 大規模な倉庫に限定されます 精巧な構造です

図6.17

ホイールローダ(出展: AEE INTEC）。

トップローダー
トップローダ (図6.18)は、ドロップトレイを必要としないシステムのロードとアンロードですこれは、納車
車両によってオフロードされた燃料を保管室に保管します。必要に応じて、トップローダは、積み重ねられた保管場所から、保管倉庫の後部壁の後ろにあるクロスディスチャージチャネルに燃料を送ります。システ
ムは、木の削りくずとほこりを除くすべての木質燃料で、特大の燃料粒子や石の影響を受けません。
トップローダには、次のような利点があります。
 収納スペースを複数回使用できます 地上から簡単にオフロードできます 床スラブからの保管スペースの建設コストが低く、静的要件も低くなっています アクセスが容易なため、メンテナンスが容易です 低消費電力です レベル測定を含む自動管理です
水平および垂直方向に移動可能なスクレイパーチェー
ンコンベアを備えた積込み/積降ろしシス
テムです
ホイールローダ
ホイールローダ（または伸縮式ローダ）は、現場で供給された燃料または切り出したばかりの木材を倉庫に輸送するか、ストックパイルにオフロードします（図6.17）。そこから、必要に応じて事前サイロが入力されます。このシステムは、労力と時間がかかります。
ホイールローダは自動化できませんが、非常に柔軟性が高く、さまざまな作業に使用できます。木材の削りくずや粉塵を除き、すべての燃料の仕分けに適しています。

欠点は次のとおりです。
 燃料の中間貯蔵はなく、最後に保存された燃料が最初に除去されます（ラーストイン、ファーストアウト）。
 比較的広いスペースが必要です（トップローダーの駐車スペース）69

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

Silo
Conveying line

Note: required measures forfire and explosion
prevention
not
shown

Ring line

Suction fan
Filter system
Back air line

Collector line

Equipment
connection

図6.18

6.3.3

Rotary valve

トップローダー(出展: Vecoplan AG）

切りのくずサイロ充填

含水率20%未満ほこり、切りくず、乾燥した木材チッ
プはサイロ型の削りくずに保存されます （図6.19）。この
サイロは、工場で使用されている削りくず抽出システ
ムと常に結合されています。チッパーを抽出システムに接続することもできます。切りくずサイロには、プ
レッシャファンによって生成されたエアフローによって乾燥した燃料と微細な燃料が充填されます。サイロ
内の断面積が増加したため、フローレートが低下し、燃料がサイロに入ります。自動洗浄フィルターシステ
ムは、微粒子を排気から分離します。中央抽出システ
ムでは、サイクロンフィルターが輸送用空気を燃料から分離します。微細な分数に応じて、排気には追加のフィルタシステムが必要です。個別の排出システムでは、輸送用空気が再循環され、再利用されます。

Conveyor fan

図6.19サイロを社内の切りくず抽出システムで充填します（出典： BGI 739-2) [68].

6.3.4

ペレット保管部充填

木製ペレットは通常、ペレットタンクによってお客様に配送されます。次に、ドライバーが接続するホースパイプから充填ノズルにペレットが充填され、車両から収納室に吹き込まれます。ペレットが吹き飛ばされた場合は、圧力を均等にする必要があります。このため、密閉された部屋には、充填中に集塵バッグ付きのサクションブロワーを接続する2番目の接続部があります （図 6.20）。このシステムでは、ペレットで吹き飛ばされた空気がサイロファブリックを通って部屋から逃げることができるため、ファブリックサイロの場合にのみ吸着接続を解除できます。圧縮空気は、室内に充填するための圧力を高めるために使用されます。

サイロを埋めるシステムは、高さの違いやサイロサイズの影響を受けません。それはそれぞれの木製の類別のために元に正しく設計されなければなり、大型の石および燃料部品に敏感である。防音材と燃料の中腔に応じて、ノイズが発生することがあります。
このシステムには次のような利点があります。
 建物構造の最適な使用方法です ほこりがありません 水平距離と垂直距離が大きいと、問題なく解決できます
欠点は次のとおりです。
 少量の無腔燃料に限定されます 騒音があります 追加のサイロ設備が必要です ダストによる爆発の危険！
 高消費電力です70

図6.20吸着ファンとダストバッグを使用したペレットの供給(出典: Holzenergie Schweiz）
ペレットの保管場所が地下サイロの場合は、チップを傾けることで充填することもできます。また、プッシ
ュ式フロアを装備した車両では、パレットを収納スペースに押し込むことで、大量のペレットを供給することもできます。チップまたはプッシュリングは、ペレ
ットにはブローよりも穏やかになる場合がありますが、欠点がいくつかあります。たとえば、地下工事（高CLEでアクセス可能）をビルの外側にサイロ化し、充填開口部を保管エリアに湿気が入る危険性があります。

第2部 -基本

6.4

排出システム6.4.1

すべての燃料の排出システム

プッシュフロアー
プッシュ・フロア （図6.21）は、広いエリア・サイロ
で燃料を連続的に排出することを可能にします。1つまたは複数のプッシュロッドが油圧シリンダによって水
平方向に前後に移動します。燃料は、ウェッジ形状の運転者によって排出チャネルに押し込まれます。最新のシステムでは、個々のプッシュロッドの前進移動が同時に行われ、逆方向の移動が個別に行われます。これにより、個々のプッシュロッドのスラスト力を減らすことができます。油圧シリンダの力は建物に吸収されなければなりません。プッシュシステムの重量によって必要なプッシュ力が決まり、セットアップ全体をサイロに合わせる必要があります。プッシュフロアはすべての燃料に適しています。樹皮や粗く刻んだ造園
用木材を使用する場合は、追加の計量ローラーを設置することをお勧めします。プッシュフロアは大型の燃料粒子や石による影響も受けません。床下からのサイ
ロ、保管シート、チップサイロ、ペレット保管室、および可動式木材チップ容器に適しています。

搬送能力が高くなります。システムは、木の削りくずとほこりを除くすべての木質燃料で、特大の燃料粒子や石の影響を受けません。
スクレーパフロアコンベアの主な利点は次のとおりです。
 燃料とサイロの状況に適応できる
欠点は次のとおりです。
 サイロ室にドライブシステム部品
 投資コストが増加します メンテナンスと修理に多額の費用が必要です 複雑な構造です

プッシュフロアの主な利点は次のとおりです。
 信頼性の高い運転を実現し、燃料の水分含有量から独立しています サイロにドライブシステムのパーツがありません プッシュフロアの燃料の形状とサイズには、次のような欠点があります。
 建物のせん断力が高くなります 年間燃料回転率が高い床材の摩耗
 搬送の長さと量が制限されています 直線的な使用のみ可能です ノイズ放出の可能性

図6.22：スクレーパフロアコンベアによるサイロ排出
中央スクリュー
中央のスクリューを使用して、正方形と丸型のサイロを排出できます。中央のスクリューは'サイロの下部の中央を中心に円で回転し'サイロの中央に水平に燃料を伝達します有効な直径は4 mより大きいです このシス
テムは、乾燥した木材チップだけでなく、木材の削り
くず、ほこり、ペレットにも適しています。このシス
テムは、大型の燃料粒子や石に敏感です。
中央スクリューには次のような利点があります。
 シンプルな構造です ブリッジする傾向が低くなります サイロの高さ が大 きく なる 可能性 があ りま す
（必要に応じて適切なメンテナンス開口部を用意してください）。
欠点は次のとおりです。
 大型の燃料粒子や石に敏感である（選別が必要）

図6.21：プッシュフロアによるサイロ排出（出展：
Schmid ENERGY Solutions）
スクレーパフロアコンベア
スクレーパフロアコンベアは、小さなエリアサイロ（ サイ ロ 前、 日 々の サ イロ ） に 使用 さ れま す （ 図6.22）。コンベアベルトと同様に機能します。輸送チ
ェーンに取り付けられたクロスプロファイルは燃料を搬送します。装置は、それぞれのサイロ状況に合わせて調整されます。サイロの幅と高さによって、トラン
スポートチェーンの数が決まります。スクレーパフロ
アコンベアは燃料の上に配置されているため、達成され サイロ室にドライブシステム部品

図6.23中央スクリューによる排出システム(出展:
Binder Energietechnik GmbH）
円錐スクリュー
71

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
円錐スクリュー （図6.24）は、円形、八角形、または丸底の高サイロの連続排出に使用されます。円錐スク
リューは、サイロの中央にある排出装置に燃料を送ります。その設計は中心スクリューの設計と似ています
が、水平ではなく傾斜しています。有効直径は1.5 m～
5.0 mです 円錐スクリューは、高サイロ、乾燥燃料、木屑、粉塵に適しています。
円錐スクリューには次のような利点があります。
 シンプルな構造です ブリッジする傾向が低くなります サイロの高さが大きくなる可能性があります（必要に応じて適切なメンテナンス開口部を用意してください）。

図6.25 振り子スクリューによる排出システム[69].

 アクセス可能なエリアが限られています

ミフィリングスクリュー
ミリングスクリュー (図6.26)は'主に'丸くて高い地上のサイロを排出します。ミリングスクリューはサイロの下部にある中心の周りの円を描き、有効直径2mから20mの燃料をサイロの中心に運びます。これは、最大ランプが200mmのすべての木材燃料に適しています。

 サイロ室にドライブシステム部品

振り子スクリューには次のような利点があります。

欠点は次のとおりです。
 ストレージボリュームを完全に使用することはできません。残りのボリュームはサイロに残ります シンプルで堅牢な構造です サイロの高さが大きくなる可能性があります
ミリングスクリューには次のような欠点があります。
 燃料の流量に応じて、ブリッジングが可能です サイロ室にドライブシステム部品
 大型の燃料粒子や石に敏感である（選別が必要）

図6.24 円錐スクリューによる排出システム(出展:
Schmid ENERGY Solutions）
振り子スクリュー
振り子スクリュー （図6.25）を使用すると、正方形および長方形のサイロから燃料を連続的に排出できます。
振り子スクリューはサイロリムに取り付けられています。サイロの下部にある限られたセクター内で半円内
で水平に前後に振動し、燃料を搬送装置に供給します。
振り子スクリューは、シュレッダ処理されていない吠
え油および横置きメンテナンス木材を粗い破砕したものを除き、すべての燃料に適していますが、大型の燃料粒子や石の影響を受けやすくなっています。
振り子スクリューには次のような利点があります。
 シンプルな構造です ブリッジする傾向が低くなります サイロの高さが大きくなる可能性があります（必要に応じて適切なメンテナンス開口部を用意してください）。
 サイロ室にドライブシステム部品。
欠点は次のとおり ベースエリアを最大限に活用することはできず、
残りのボリュームはサイロに残ります。
 大型の燃料粒子や石に敏感である（選別が必要）
72

図6.26

ミリングスクリュー(出展: JPA F ö rdertechnik）h6.4.2

特殊排出システム

高品質の木材チップやペレットには、以下の特殊な排出システムを使用できます。
関節アーム排出関節アーム排出（ 図6.27）により、高品質の木材チッ
プやペレット用の正方形と丸型のサイロを連続的に空にすることができます。二関節アームスクリューは'サイロの下部の中央を中心に円で回転し'サイロの中央に
水平に燃料を搬送しますこの半径は、周辺に配置された燃料も収集できるように、排出の過程で増加し第2部 -基本
排出します。関節アーム排出は約6 mの直径を備え、6mのチルト高さに対応でき、水平または角度で設計できます。高品質の木材チップやペレットの排出に適しています。
関節アーム排出には次のような利点があります。
 シンプルな構造です サイロの高さが大きくなる可能性があります
関節アーム排出には次のような欠点があります。
 アクセス可能なエリアが限られています 貯蔵室にドライブシステム部品

床が傾斜している中央スクリュー
傾斜床の中央スクリュー （図6.29）は、長方形の収納室からペレットを連続的に排出するために使用します。
ペレットは、保管室の床の中央にトラフに配置され、保管室全体に全長が延びているスクリューで放出されます。
滑らかな表面の傾斜した床により、すべてのペレットがスクリューに供給されます。床が傾斜しているため、ペレットが後ろに出なくなり、摩耗が無く、破片が貯蔵室に集中しなくなります。傾斜した床のために保管スペースが失われないようにするために、この排出システムは狭い、高いペレット保管室でのみ使用されます。傾斜した床の傾斜は40°を超え、非常に安定している必要があります。輸送中にペレットが過度に損傷するのを防ぐた
め、保管場所からボイラーまでの搬送距離はできるだけ短くして、たわみを発生させないようにしてください。
方向を変更すると、破損の原因となることがあります。
このシステムには次のような利点があります。
 貯蔵室にドライブシステム部品
 低消費電力です コスト効率に優れています

図6.27高品質の木材チップおよびペレット用の関節アームを備えた排出システムです(出典:Holz-Energie Schweizなど）

欠点は次のとおりです。

スプリングコア排出スプリングコアの排出（リーフスプリングの攪拌機の排出、 図6.28）は、正方形および円形のサイロから高品
質の木材チップやペレットを連続的に排出するために使用されます。2つまたは3つのリーフスプリングアームとドライバーが、攪拌機の回転運動を助けて、排出スク
リュのオープンチャンネルに燃料を搬送します。板ばね
アームによって描かれる半径は、排出の過程で増加する
ため、周辺に配置された燃料でも収集および排出することができます。燃料は水平または斜め上向きに排出されます。最大有効径は6 m、最大ダンプ高は4 m（ペレット）または6 m（高品質木材チップ）です。

 保管容量は、スクリューの最大長と最大許容転倒高さによって制限されます。

 ストレージ・ルーム・ボリュームのフル使用は行われません（使用可能なボリュームは'ルーム・ボリュ
ームの約2/3です）

 傾斜した床の精巧な構造です 直線搬送のみ可能で、曲線はありません 搬送傾斜角が制限されています

スプリングコア排出には次のような利点があります。
 シンプルな構造です ブリッジングが少ない。

欠点

は次のとおりです。
 アクセス可能なエリアが限られています 貯蔵室にドライブシステム部品

図6.29 傾斜床の中央スクリュー排出システム[69].
ペレット保管用吸引システム
ペレット貯蔵床に均等に配置された吸引プローブを備えたペレット吸引システムと「モル」抽出システム（図6.30）は、ペレット貯蔵室からボイラーにペレッ
トを空気圧で運びます。ペレット用吸引システムは、
定格出力300 kWまでのペレットボイラーシステムで使用されます。ただし、これらの点では、燃料供給のエ
ネルギー消費量が増加するという欠点があります

図6.28 スプリングコアの排出(出典: Herz）
73

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
これは、50 kWを超える定格出力で、耐用年数を超えるフルコスト計算でアカウントにする必要がある理由です。また、吸引搬送装置の摩耗や損傷も考慮する必要があります。また、ペレットの保管計画やボイラーシステムの位置に関しても、より柔軟で汎用性の高いシステムとなっています。

燃料の中腔がありません。このシステムは、燃料の水分含有量の抑制が可能で、その設計がシンプルなため、複雑なハンドリングが可能です。細断されていない樹
皮と粗く細断された景観木材を除いて、ペレットを含むすべての種類の燃料に適しており、特大の燃料粒子や石の影響を受けません。
スクリューコンベアーには次のような利点があります。
 高効率です 建物の質量が小さいです 費用対効果が高く、シンプルな構造です 使いやすくなっています 低消費電力。

欠点は次のとおりです。
 燃料の中腔がありません。
 直線搬送のみ可能で、曲線はありません

図6.30

6.5

ペレットモレ(出展: Schellinger KG）

コンベアシステムスクリューコンベア
スクリュコンベア （図6.31）を使用すると、燃料を水
平方向から垂直方向に移動できます。シングルまたはツインデザインのスクリュスパイラルは、開いたまたは閉じたスクリュトラフで燃料を搬送します。保管室の外では、収容者の安全と健康保護のために、閉鎖されたコンベアシステムのみを使用してください。これは、調整可能な電動モータによって駆動されます。ス
クリュコンベアは、ソリッドブレードまたはワイヤス
クリュとして設計されています（シャフトレスブレー
ドスクリュとしてではありません）。

スラストシステム
スラストシステム （図6.32）を使用すると、燃料を水平方向に搬送できます。1つまたは複数の油圧シリンダ
が、クロスバー付きプッシュロッドを前後に動かします。ウェッジ形状のドライバーのため、燃料は希望の方向に押し出されます。ドライバーは現地の状況に合わせることができます。スラストシステムを超える燃料重量によって、建物が吸収する必要があるスラスト
力が決まります。システムは、木の削りくずとほこり
を除くすべての木質燃料で、特大の燃料粒子や石の影
響を受けません。
その利点は次のとおりです。
 安全に操作できます 燃料はあらゆる形、サイズおよび水内容である場合もある サイロ室にドライブシステム部品が無い。 欠点は次のとおり
 建物のせん断力が高くなります 長さとフローレートが制限されています 直線的な使用のみ可能です 保守と維持が必要です

図6.31

コンベアを水平方向に垂直方向に回します(出展: Schmid energy solu-sions）

コア径のサイズとスクリュートラフの公称幅は、コンベア可能な係数です74

図6.32 スラストシステムの水平搬送（上）と上昇搬送（下） [69]を参照。

第2部 -基本
スクレーパチェーンコンベア
スクレーパチェーンコンベア （図6.33）を使用すると、さまざまなエネルギー木材を水平または垂直に搬送できます。スクレーパチェーンコンベアは、コンベアベルトと同様に機能します。2つのチェーンが閉じたボックス構造で平行に動作します。これらの間には、エネルギー
木を目的地まで押すキャリアが取り付けられています。
適切な修正（異なる排出口）により、大きなサイロや倉庫を埋めることもできます。スクレーパーチェーンコン
ベアは、大型の燃料部品や石には影響されず、チップ、ダスト、ペレットを除くすべての燃料に適しています。

空圧式輸送は、水平および垂直の大きな距離を克服するためにも使用できます。ただし、特定の燃料の吸着に応じて正確な設計を再適用します。このシステムは、乾燥した木材チップ、削りくず、ほこり、ペレットに適しており、特大の燃料粒子や石に敏感です。

その利点は次のとおりです。

 乾燥した微細な燃料に限定されます 配送率が高くなります 騒音があります さまざまなアプリケーシ

 追加のサイロ設備が必要ですョン。 欠点は次のとおりで ダストによる爆発の危険！

す。

このシステムには次のような利点があります。
 建物に合わせて簡単に変更できます ほこりがありません 水平距離と垂直距離を大きくすることができます
主な利点は次のとおりです。

 高消費電力です 精巧な構造です 投資コストが増加します 保守と維持が必要です

Filter ノイズが発生します

Workshop

Silo

Water supply

Heating
Water supply

Legend:1 Wood processing machines
2 Suction line
3 Fire damper
4 Spark detection with extinguishing system if necessary
5 Exhaust air to the outside (summer operation)
6 Switching flap (return air-exhaust air)
7 Ventilator
8 Check valve
9 Conveyor fan
10 Filter final precipitation
11 Cleaned air to the outside (exhaust air)
12 Extinguishing line
13 Shavings discharge
14 Conveying system to furnace
15 Connection to water supply
16 Pressure relief
17 Rotary valve
18 Explosive vent with bursting disc
19 Extinguishing device

図6.34

6.6

空圧式搬送(出展: VKF 104-15 Spä nefeuulungen [70]）炉の供給

燃料は、供給装置を介して炉に供給されます。マルチ
ボイラシステムでは、各システムに独自のフィーダがあります。原則として、燃料はスクリュコンベアまたは油圧フィーダから供給されます。

図6.33 スクレイパーチェーンコンベア [69]を参照。
空圧式搬送
空圧式搬送（図6.34）では、空気流によって燃料がサイロに吹き込まれます。自動洗浄フィルターシステムは、微粒子を排気から分離します。中央抽出システムでは、サイクロンフィルターが輸送用空気を燃料から分離し、その一部はリサイクルされて再利用されます。

スクリューコンベア
スクリューコンベアまたはストカースクリュー (図6.35)を使用すると、燃料を圧縮せずに連続的にフィードできます。その結果、炉の火格子は均一に充填され
ますが、

75

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
片側に寄せられています。ツインスクリューコンベアを使用すると、単一形の火格子状荷重を格子の幅全体に拡張できます。

図6.37 直接送り装置を使用してフィード(出展: Agro
Forst & Energietechnik GmbH）
図6.35スクリューコンベアを使用してフィード(出展:
Schmid ENERGY Solutions）
油圧式プッシャー油圧式プッシャー （図6.36） は、炉に燃料を供給します。そのため、少し圧縮されます。あらかじめ決めら
れた量の燃料がプッシャーの前のゲートを通って運ばれ、要求された出力率に従ってゆっくりと連続的に炉に押し込まれます。異物（廃材）の割合が高い燃料の場合、プッシュラムと挿入ダクトの摩耗が増加することがあります。

図6.36 プッシャーを使用してフィード(出展: Schmid
ENERGY Solutions）
直接挿入（プッシュ・トランスミッター・システム）
直接送り装置（プッシャーシステム、 図 6.37）の場合、燃料が強力に圧縮されます。圧縮された燃料が動いている火格子で最適に燃焼できるようにするには、追加の措置を講じる前に再度緩める必要があります。挿入ダクトにリリーフゾーンを配置することで、圧縮を低減することもできます。出力の変動を避けるために、燃料は必要な燃焼速度に従って炉に連続的に供給され
ます。

76

6.7

燃料搬送システムの逆火保護

燃焼室から燃料供給および燃料貯蔵エリアへのバックファイアを防ぐために、自動給気式木製燃焼ステムにはバックファイア保護装置が装備されている必要があります。対応する規則は国によって異なります。
CHおよびAT：少なくとも2つの独立した装置が再設計されています。1つは、燃料供給装置内の消火装置で、熱的かつ電気に依存しない作動を行い、もう1つはドロップステップ、スライドバルブ、バックファイアフラ
ップ、ロータリバルブなどの水に依存しない装置です（図 6.38）。

第2部 -基本
 干渉の影響を受けにくくなっていますRotary valve 異物、スラグ部品、およびメンバ粒子の影響を受けません

Heating room El 60

 低消費電力です 低騒音です。主な欠点は次のとおりです。
Extinguishing water line with safety thermostat and alarm device

図6.38バックファイア保護、ドロップシャフト、回転フ ィ ー ダ ー ( 出 展 : VKF 104-15 Spä
nefeuulungen [70]） 広いスペースが必要です（限られたスペースには適していません） スラグなどの異物が豊富な灰材が摩耗しています

DE：機械的に供給されるバイオマス燃焼システムの場
合は、搬送装置またはメーターリング装置およびボイラー室へのバックファイアおよびフライングスパークを防止するための安全装置を用意する必要があります（第 19章を参照）。
消火装置
消火装置を使用すると、熱的で電気に依存しないトリガにより、燃料チャネルに水道水が噴射され、解放時の逆流を防ぎます。消火水バルブと温度トリガーは、
バイオマスボイラーの供給範囲に含まれています。プランナは配管の接続を担当し、汚れフィルタの取り付
けを観察する必要があります。

図6.39

灰 ス ク リ ュ ー ( 出 展 : Schmid ENERGY
Solutions）

図6.40

底部灰の取り外し、床を動かして排出（ 出典：Schmid energy solusions）

図6.41：機械式灰除去コンベア：スクレーパチェー
ンコンベアを使用しています（出典：AEE INTEC）。

ドロップステップ
燃料フィードのドロップステップ（ドロップシャフト）
は、搬送システムの局所的な中断を発生させ、バックファイアを防ぎます。
スライドとバックファイアリングダンパー
スライドバルブとバックファイアダンパは、燃料供給のドロップシャフトに取り付けられています。調整可
能な温度制限を超えると、サーモスタットが接近をトリガし、燃料供給を停止します。
ロータリーバルブ
ロータリバルブは、金属ハウジングに取り付けられた
マルチブレードのスラスホイールで構成され、ドロッ
プシャフトに配置されています。これは、コンベアモータに連結された電動モータによって駆動されます。
停止時、ホイールブレードは燃料の経路をブロックし、
バックファイアを防ぎます。
加圧チップサイロでは、回転バルブがサイロを非加圧搬送システムから分離します。

6.8

灰出し

機械式灰除去コンベアには、スクリュ・コンベジー、
プッシュ・ロッド・コンベア、スクレーパ・チェー
ン・コンベア、トラフチェーン・コンベア、バケッ
ト・コンベア、スクレーパ・チェーン・コンベアによる湿式アッシュ除去が含まれます （図6.39 ～ 図6.41）。
これらは、燃焼室から灰ビンまたは灰ホッパーに灰を搬送し、スクリュコンベアを除き、より長い距離をカ
バーすることもできます。
次のような利点があります。

77

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook


7 熱発生水流回路
7.1



水流回路の基礎

この章では、発熱に関連する水流システムの要件について説明します。水流システムを使用して熱を排出
このQMでは、バイオマスDHプラントプランニングハ
ンドブックでの配布については、これ以上の扱いはありません。「ディストリクト・ヒーティング・ネット 
ワークの計画」ハンドブック [19]を参照してください  
水流の設計に関する詳細な要件です

h



h 



 

お よび 熱 生成 に 関す る 制御ソ リ ュー シ ョン は 、 QM
Holzheiz-Werke出版物シリーズ（標準水流方式パートI[62]およびパートII [71]）のボリューム2およびボリューム5に記載されています。
標準水流方式パートIおよびパートIIでは、バイオマス
加熱システムの8つの基本的なモデルそれぞれについて、
水流および制御エンジニアリングソリューションについて詳しく説明します。これは、次のセクションで構成される個別の文書です。
 簡単な説明と責任を示します 原則のスキームと設計です 機能の説明です 運用最適化のためのデータ記録です 承認プロトコルに付属しています
水流システムと制御の基本的な品質要件を満たすために、可能な限り、実績のあるスタンド式水流システムのいずれかを選択することをお勧めします 。
熱発生の水流については、バイオマスボイラーによる熱発生の拡張性、低圧差のある水流回路の厳密な分離（バイパス/水流分離器）、および最小バルブ当局への準拠などの原則が守られています。

重要な注意事項は次のとおりです。
これらの式は、約5 ~ 95°Cの水に適用されます これらは、処方単位で数量を使用する必要がある数値方程式です。係数0.86は、密度[kg/m ³]および熱容量[kWh/(kg*K)]の積に相当します。

7.2

ボイラー回路の制御

 この流れを管理するためにポンプに必要な電力は何ですか？

ボイラー製造業者は、排ガス管の壁にボイラーの腐食を抑えるために、ボイラーに水の最小入口温度を規定しています（5.4章を参照 ）。この最低ボイラー入口温度は、三方弁を介したボイラー回路内の水流混合回路を介した戻りへの流れの適切な混合によって確保されます。一定のボイラー出口温度を確保するために、ボイラーの入口温度を上昇または下降させることにより、三方弁を介して間接的に制御されます。ミキシング回
路内のコントロールバルブを設計するための基本原則を以下に示します。

次の3つの単純化された数式は、通常、十分な精度でこれらの質問に答えます。

7.2.1

流量（体積流量）、圧力差（ヘッド）、ポンプ容量の計算が簡素化されています
熱発生の水流系統では、ボイラー回路の設計に関して
次の3つの問題がよく発生します。
 流量はどのくらいである必要がありますか？
 この流量でのコントロールバルブ全体の圧力差はい
くつですか？

コントロールバルブボイラ回路

2つの入力と1つの出力を持つ3方向バルブは、通常、ボイラー回路で使用されます（ 図7.1を参照）。
制御バルブの水流動作は、いわゆる基本特性曲線によって描画されます。これは、フローレートの関数としてのストロークを表します。三方弁は通常、2つの異なる基本特性曲線で提供されます。
78

第2部 -基本
 線形特性曲線： ストロークが等しいと、流量が均等に変化します（適用：熱交換器なしの制御ルー
プ）。





 等パーセント特性曲線： ストロークが等しいと、現在のフローレートが同じ割合で変化します（アプリケーション：熱交換器を使用した制御ループ）。
制御バルブの詳細については、「ディストリクト・ヒー
ティング・ネットワークの計画に関するハンドブック」（ [19] 8.4.4章）を参照してください。



メーカーは、各コントロールバルブの流量係数（kVS値）
を指定します 。これにより、完全に開いたコントロー
ルバルブの圧力降下を100%の流量で計算できます。計
算には、次の圧力差式を使用します。






バルブオーソリティー（圧力補正係数）
バルブを水流回路に取り付けると、バルブ間の圧力差がシステムの総圧力降下の一部になるため、基本特性曲線に従って動作しなくなります。その結果、基本特性曲線が変形しているか、変形していません。変形の増加に伴い、コントロールの精度と速度がますます損なわれる、極端な場合にはコントロールループが不安定になり、揺動が開始されます。

Storagetank

図7.1

一定の流量を持つボイラー回路と、可変流量を持つ秒単位の回路を緑色で示します。

可変流量セクションは、ボイラーリターン温度保護の制御バルブの設計において決定的な意味を持ちます（ 図7.1の緑色のマークの部分を参照）。可変流量のセ
クションの圧力差は、次のように同じである必要があります
可能な限り小さくなります。ボイラー回路内のポンプは一定の流量で作動し、温度制御が可能になります。
これは、ボイラの入口温度が一定になるように制御バルブで調整されることを意味します。ボイラー出口温度は、一定の流量で作動させることができますバルブオーソリティーは、基本特性曲線の除数の測定として使用されます。
バルブオーソリティー（VA）を計算するための式を上記に示します。水流回路のその部分の圧力降下は、バルブによって変動する流量が重要な役割を果たします（図 7.1 の緑色のマークの部分を参照）。
三方弁を備えた水流回路では、以下の規則が遵守されている限り安定性の問題は発生しません。

次の式を使用して、ボイラー回路のバルブとポンプの流量およびバルブオーソリティー（VA）を決定できます。
バルブフロー：
100%流量では、開いている三方弁（Δp V、100）の圧力降下は、可変流量セクション（Δ p var、100）の圧力降下以上でなければなりません。


W h
0
.8
6
T





多くの場合、いくつかのボイラー回路 が接続されています 。

79

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
供給、および関連するボイラーの公称出力は、供給できなくなります。これを防止するには、バルブオーソ
リティールールに加えて、次のルールに従う必要があります。
混合回路にはいくつかのボイラー回路があります
複数のボイラー回路が低圧で接続されている場合
は、混合回路の違いを確認します（例：蓄熱タンク）。 可変流量のセクションの最大圧力差は、設計
ポイントで最も小さいボイラーポンプの供給ヘッドの20%を超えてはなりません（ 図7.2を参照）。

B1

ボイラ回路にバイパスがあると、メインリターンとボイラの入口温度の間で温度レベルが異なるにもかかわらず、コントロールバルブの制御範囲が大幅に拡張されます（ 図7.3を参照）。
バイパスは通常有用である、
 ボイラー出口温度とボイラー入口温度（ 図7.3 のT_12-T_11）の温度差が、ボイラー出口温度と最大許容メイン戻り温度の温度差より10K以上小さい場合です（図7.3のT_12-T_43）を参照してください。
これにより、制御バルブを小型化し、その制御範囲を最大限に活用することができます。

B2
Storagetank

図7.2マルチボイラシステムの一定流量のボイラー回路を示します。ボイラー1は、2つのボイラーが公称ボイラー出力で並列に作動すると、影響を受けるか、または強く減少します。

7.2.2

ボイラ回路内のバイパスのない制御バルブの制御範囲
が、メインリターンとボイラ入口温度の間で温度レベ
ルが異なることで著しく制限されている場合、制御回路の制御が不正確になったり、振動が発生したりする可能性があります。

バイパスボイラ回路

 メインの戻り温度T_43がどのオペレーティングケースでも設計値を超えないことが確認された場合は、次のようになります。その場合に限り、ボイラーがどのような場合でも公称出力を停止できることが保証されます。
バイパスボリュームフローは、次のように設計されています。公称出力および最大メインリターン温度では、ミキシングバルブのバイパスを介した体積流量は約ゼロになります。バルブポジションは100%に設定されています。

正しく設計された水流回路により、コントロールバル
ブは適度に直線的に作動します。50%の流量はストローク50%、100%の流量はストローク100%に相当しま
す。
T_41
(85°

T_42
(85°

T_41
(85°

T_61

T_42
(85°

T_61

FU

FU

T_12 (85°C)

T_12 (85°C)

 15K

Storage
Speichertank

T_11
0… 80°C)

Druckdifferenzarme
Low-pressure
difference
Schnittstelleconnection (e.g. distrib(z.B. Verteiler inutor in heating plant)
Zentrale)

T_44
(50°

T_43
(50°

M

T_62

Druckdifferenzarme
Low-pressure
difference
Schnittstelleconnection (e.g. distrib(z.B. Verteiler inutor in heating plant)
Zentrale)

T_51

0… 100%

T_44
(50°

T_43
(50°

T_62

バイパスの有無によるボイラー回路の水流.統合。

ポンプ

7.3.1

ポンプのタイプ

基本的な違いは次のとおりです。
 ドライラン（着陸）ポンプは次のとおりです。ポンプは、シャフトとカップリングを介して標準モータに接続されています。
o ペデスタルポンプでは、標準モータとポンプがペデスタルに取り付けられています。
o インラインポンプでは、標準モータは内蔵パイプポ
ンプに取り付けられています。

 湿式（グランドレス）ポンプ：ケーシングポンプといわゆるキャンドモータが1つのユニットを形成します。圧送された媒体はベアリングを潤滑し、モーターを冷却します。ポンプは、永久磁石ロータを備えた無段速度制御DC同期モータによって駆動されます。アプリケーションの範囲は現在、最大容量の80m³/hです
Delivery head

7.3

80

Storage
Speichertank

T_11
0… 80°C)

T_51

M 50… 100%

Figure 7.3

 15K第2部 -基本
ポンプ曲線は、体積流量（流量）の関数として、デリバリヘッド（圧力の参照）を示します。低速ポンプのフラット特性曲線と高速ポンプの急特性曲線は区別されます（ 図7.5を参照）。ボイラーポンプにはフラット
特性曲線があり、キャピラリーポンプには急な特性曲
線があります。
Delivery headbig changedelivery head

volume flowchangesmall changedelivery head

volume flowchangeVolume flow

Volume flow

図7.5. 急勾配（左）とフラットポンプ曲線（右）図7.4Delivery head

システム特性曲線
加熱ネットワークの圧力損失は、体積流量に応じて二次的に増加します。伝達ヘッドと流量の間のこの依存関係は、システム特性曲線に示されています。ポンプ
曲線も伝達ヘッドと流量の間で同じ依存関係を示しているため、両方の曲線を同じ座標系で入力できます（図7.6）。それらには共通の交点があります。これは、ポンプの吐出ヘッドがシステムの圧力損失に対応するポンプの動作点です。

ヘッドと流量別ポンプのタイプ [72]を参照
してください。

無段階 速度制御式ボイラーポンプ には、次のバージョンがあります。

Operating 無限可変速度制御DC同期モータを備えた、グラン
ドレスポンプです グランドレスポンプは、標準モータ（インラインまたはペデスタールポンプ）と外部インバーターを装備しています 標準モータ付きグランドレス（インラインまたは
台座ポンプ）および取付けられた周波数変換器を使用してください

7.3.2

ポンプ設計

ポンプメーカーのポンプサイジングプログラムを使用することで、エネルギー効率とライフタイムコストに関して、指定されたアプリケーション範囲（流量、供給ヘッド）の異なるポンプを比較することができます。
メーカーの設計プログラムの製品固有データ（ポンプ特性曲線、全体的な効率[効率ポンプとモータ]、効率ポンプ）です
最適な選択を有効にします。

Volume

図7.6.

ポンプおよびシステム特性曲線 [19]です。

比例の法則
循環ポンプの速度を変更する場合、吐出ヘッド、体積
流量、および水力は、次の3つの比例法則に従って動作します。
流量はポンプの速度に比例します。


ヘッド（圧力差）は、速度の平方に応じて変化します。



設計プログラムの製品固有のデータを確認または比較できるようにするために、次の基本事項があります。
ポンプ技術の次のことを確認する必要があります。
ポンプ特性81

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

水流ポンプの容量は、速度の3乗によって変化します。
Head

したがって、半分の速度では、体積流量は半分に低下します。 圧力降下は4分の1に低下し、ポンプの所要電力は8分の1に低下します。

Operating point

Volume flow

図7.7

2つの異なる速度のポンプとシステム特性
曲線 [19]を示します

ポンプの消費電力、ポンプの効率、エネルギー効率
循環ポンプの選択は、水流設計の問題です。ポンプの消費電力も最初から考慮する必要があります。この目的のために、グランドポンプのモーターに必要なエネ
ルギー効率クラスと、グランドレスポンプのエネルギ
ー効率指数（EEI）制限に準拠する必要があります（地域暖房ネットワークの計画に関するハンドブック（[19]第3.3.2」も参照）
どのような点を考慮する必要がありますか？
 不必要に大量のフローを回避します ネットワーク特性曲線を可能な限りフラットにします ポンプ・ダイアグラムの運転点の位置は、効率に 決定 的 な影 響 を与 え ま す。最 適 な効 率 は通常、最高速度段階の特性曲線の中央3分の1にありますが、例外があります。
 非常に可変流量のボイラー回路（ 7.3.3章を参照）では、無段階可変速度ポンプのみを同時に使用してください。最大速度段階では、作動点が特性曲線の中央3分の1から離れすぎないようにしてください。
 速度制御ポンプの場合は、可能であれば、永久磁石ロータ付きDC同期モータ付きのグランドレ
スポンプを使用する必要があります。

7.3.3

速度制御式ボイラーポンプ

原則として、バイオマスボイラーの内部ボイラ回路は、
標準水流方式の仕様に応じて一定の流量で作動します。
これにより、三方弁のみが制御され、速度制御式ボイ
ラポンプは不要であるため、システムの制御が容易になります。最適なサイズの単段ボイラーポンプは、エネルギー効率の高いポンプ動作の要件を満たします。
非常に可変速度制御DC同期モータを搭載したグランド
レスポンプは、体積流量および供給ヘッド（一定速度）に関して固定された運転点で動作する必要があります。

82

速度制御式ボイラーポンプを使用する動機は、ポンプの作動に必要な電力を削減することです。スピードコ
ントロール式ボイラポンプは、次の用途で使用されます。
 設定されたボイラー（出口）温度による間接出力設
定の制御アプローチ（一定のボイラー入口温度でのボイラー戻り温度保護のための三方弁を備えたボイラー回路）：これは、一定のボイラー入口温度でのボイラーポンプの設定速度を介したバイオマスボイ
ラへの間接的な出力仕様です。ボイラー出力の設定
値は、一定のボイラー（出口）温度設定値に制御することにより、ボイラー水温を経由してコントロー
ラによって間接的に指定されます。
間接出力入力の慣性のため、蓄熱タンクの蓄熱状態に応じた制御によって出力率の設定値を直接入力する蓄熱タンクを使用する場合、この制御アプローチは適切ではありません。
 ボイラー回路（ボイラー出口温度からボイラー入口
温度を引いたもの）の一定温度差の制御アプローチ（一定のボイラー入口温度でボイラー戻り温度を保護するための三方弁付きボイラー回路）：
ボイラーポンプの速度は、ボイラーの出力に応じて制御され、ボイラーの出口温度とボイラーの入口温度またはその参照温度の両方が一定に保たれます。
問題となるのは、ボイラーの始動、燃焼、およびス
タンバイの作動段階で、ボイラーの出口温度を一定に保つことはほとんど不可能です。さらに、低ボリ
ューム流量または部分負荷でのボイラー水の層別化
により、制御動作が悪影響を及ぼす可能性があります。
シンプルな制御アプローチ：ボイラーポンプの速度は、ボイラー出力設定値に応じて直接指定されます。
試運転中に、必要な速度範囲を決定または調整する必要があります。ボイラー出力が燃料品質の変化によって指定されたボイラー出力に対応しなくなった
場合、ボイラーの出口温度が大きく、望ましくない
偏差を示す可能性があります。
 ボイラー戻り温度保護なしのボイラー回路の制御ア
プローチ（三方弁なしのボイラー回路）：
低出力バイオマスボイラーには、ボイラーの入口温度を最小限に抑え、ボイラーの戻り温度を保護する
必要のないボイラ設計があります。
ボイラーポンプの速度は、指定されたボイラー出力に関係なく、ボイラー出口温度が全出力範囲（たとえば、50 ... 100％）にわたって一定に保たれるように制御されます。したがって、可変量は、可変ボイ
ラー入口温度でボイラーを通って流れます。
ここでも、ボイラー出口温度の制御精度は、少量の流量または部分的な負荷でのボイラー水の望ましくない層化によって制限されます。
以上のように、バイオマスボイラーのボイラー回路では、スピードコンロールポンプの使用が要求されています。ボイラの出口温度が変化すると、蓄熱の温度層別化が妨げられます第2部 -基本
そのため、システムの制御動作が好ましくない場合があります。このため、これらの制御アプローチは標準の水流方式には記載されていません。
次の追加の制御要件が必要になる場合があります。
 運転段階の開始、バーンアウト、およびスタンバイには、特に燃焼室のライニングが重く、慣性が大きいバイオマスボイラーの場合、追加の調整または制御機能が必要です。
 燃料品質が変化するバイオマスボイラーを運転する
場合、一定のボイラー出口温度は、追加の制御シス
テム（たとえば、ボイラー水量のデッドタイムを考慮した、積算熱量計での瞬間平均熱出力を含む）によってのみ達成できます。

ボイラーポンプの操作上の信頼性と冗長性

最高温度が110°C未満の温水システムでは、必要に応じてすぐにボイラーポンプを再配置できる場合、水流で並列に接続された交換用ボイラーポンプに供給できます。交換用ポンプがすぐに入手できない場合は、交換用ポンプを在庫に保管することを考慮する必要があります。注意保存時間が長いと、ポンプは最新の状態
ではなくなる可能性があります
最高温度レベルが110°Cを超える温水システムでは、安全仕様（規格、法規制、第19章を参照）によって、並列水流で接続された交換用ボイラーポンプが必要かどうかが決まります。

7.4

7.4.1

熱量計の精度クラス は、流量と温度差の測定精度によって決まります。
流量の測定範囲 は、公称流量QPと最小流量qiの動作範
囲によって決まります。公称流量と最小流量の比率は、流量範囲の帯域幅の測定値であり、その範囲内で体積流量測定の特定の精度が保証されます。図7.8 はインペラメータの誤差曲線を示し、 図7.9 は振動噴流測定法
におけるエラー曲線を示しています。
通常の流量qpでの圧力降下 は非常に高くなります（インペラメータでは20 ~ 25 kPa）。確実なドロップが大
きいと、作動範囲と測定精度が向上しますが、コント
ロールバルブのバルブオーソリティーも低下します（ 7.2.1章を参照）。これは、同じフローパス（ボイラー回路の可変流量）で低流量になることがよくあります。
水質は 、長期間使用する場合の測定精度に大きな影響を与えます。
フロー測定には、次の測定方法が使用されます。
 電磁フロー測定（EFM）
 超音波を使用した流量測定
 振動噴流の原理に従って流量を測定

熱量計

熱量計は、発生または描画される熱の量を記録するために設置されます。さらに、標準水流方式で必要に応じて、現在の熱出力の必要な動作データを記録し、動作モニタリングと動作の最適化を実現します。バイオ
マスDHプラントのQMに準拠した品質監視には、熱量計の設置が必要です。
暖房設備への熱量計の設置は、次の場所に設置する必要があります。

 インペラまたはタービンホイールを使用した機械的な流量測定
表7.1に、さまざまな流量測定方法の概要
Error curve (example)

 個々の熱源（バイオマスボイラー、エコマイザ、排ガス凝縮、ヒートポンプなど）の熱源回路に含まれています。
 各地域加熱パイプラインでは、グリッドに供給される熱量とその熱分布損失を記録し、その日の経過中に負荷ピークや負荷低減を記録します

熱量計の特長Measurement error in %7.3.4

校正済み熱量計の使用は、燃料供給の請求や、顧客から購入した熱の請求に必要です。熱量計では、フロー
測定と、フローとリターンの間の温度差測定が必要です。

Measurement range
Lower

Upper measurement range

meas.
range

図7.8

Flow in m³

インペラを使用した曲線の機械的流量測定方法でエラーが発生しました。

 ガスおよびオイルボイラーのボイラー回路には、熱量計の設置を推奨します。そうでない場合、ボイラ
ーには作動時間メータとオイル/ガスメータが必要です（調整バーナーの場合、オイル/ガスメータは
現在の流量を継続的に記録する必要があります）。

83

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
EMF、超音波、および振動ジェットの流量測定法は、機械的な流量測定法（インペルーラーまたはタービン
ホイール）に準拠した高い測定精度を備えています（ 表7.1を参照）。

Flow (l/h)

図7.9 誤差曲線振動ビーム流量 測定法(出典: NeoVac
Supersotic440）
表7.1

最も重要なフロー測定方法の概要

FeatureEFM1)

UltrasoundOscillating beam

Mechanical

Ratio qp/qi

100 - 150

100 - 150

25 - 100

25 - 100

Pressure drop at nominal flow qp in kPa

7 - 15

7 - 20

9 - 2510 - 15

Measurement accuracy

high

high

high

mediumSensitivity of the measurement accuracy to the water quality

highsmall to medium²)

small

small

Wear and tear/service costs

low

low

low

high

Sensitivity of the measurement accuracy to electrical interference fields

high

low

low

low to moderate3)

1)Electromagnetic flow meter2)Contamination of the deflecting mirrors with small nominal diameters
3)with inductive pulse generator

7.4.2

個々のフロー測定方法の要件原則として、熱量計サプライヤーの設置指示を遵守し、必要な水質を維持する必要があります。
電磁流量計
 水には磁力が含まれていてはなりません。これは、測定プローブに安定しているため、測定値に影響を及ぼします（流量測定値の減少）。磁力は、水に結合された酸素とパイプ壁の鉄分子を酸化する過程で形成されます。
 既存のプラントでは、ウェット汚泥セパレータとガ
ス抜き装置を併用することで、必要な水質（透明な水）を実現できます。
 新しいシステムでは、水の酸素含有量がゼロになる
ように、加熱システム内の水を最初から十分に脱気する必要があります。
 測定エラーが大きい場合は、流量計の内壁を清掃することをお勧めします。ただし、これによって問題の原因（汚れた水）が解消されるわけではありません。
 最適な流量を確保するには、熱計を最小と最大体積流量の制御範囲（部分負荷および全負荷運転）で正しく設計する必要があります。
 測定プローブ全体に非常に低い電圧が印加されるため（数ミリボルト）、測定方法は電気的干渉の影響を受けます。これは特に、センサとトランスミッタが干渉に敏感なラインで接続されているスプリット装置の場合に当てはまります。これは、コンパクトフロートランスミッタを使用して軽減できます。
 シールドケーブルとツイストケーブルのみを使用し、電動モータやインバーターから強い磁界が近くに入らないようにすることをお勧めします。
超音波流量計 偏向ミラーに直径の小さい直径のガスや水に含まれるガスが混入すると、測定値が不正確になるおそれがあります。
 このような干渉を回避するには、高品質の水と十分な水の脱気が必要であり、偏向ミラーに堆積物が生じないようにする必要があります。
振動ビーム流量計
 振動ジェット流量計は、測定に必要な流量の一部のみであるため、基本的に汚染の影響を受けません。
 水平に設置する場合は、測定ヘッドを横方向に取り付ける必要があります（下部または上部ではありません）。垂直設置の場合、特別な対策は必要ありません。
機械式流量計
 流量計の給水口の上流にフィルタを取り付けると、インペラまたはタービンホイールの損傷や詰まりを防止できます。
 定期的な点検により、機械的な摩耗や損傷がエラーの原因から除外されます。

84

第2部 -基本
 動作フローレートが可能な場合は最小流量qiを下回ることがないように慎重に設計する必要があります。
また、例外的な場合にのみ、動作フローレートが最小流量qiを下回らないようにする必要があります。

Flow

Shut-off valve
Temperature sensor

Arithmetic unit

Return7.4.3

熱量計の設置

熱請求に必要な測定精度を達成するには、以下の指示に従う必要があります。
 熱量計のサプライヤの取付け手順（インレット部、
アウトレット部、水平/垂直取付け、センサの取付けなど）に適合しています。
 入口と出口の直線距離は、公称サイズと技術によって異なります。AGFWワークシートFW 218 [73]では、次のようになります。

5 x DNの入口セクションと3 x DNの出口セクションが、推奨されます。これらの静流セクション（入口/出口セクション）には、センサ、浸漬スリーブ、バルブ、ストレーン、パイプの曲がりなどの組み込み部品を含めないでください。 断面が変更されたか、または同様である（ 図 7.10を参照）。
 リターンフローの温度センサは、ボリューム測定部の後のフロー方向に配置する必要があります。
 可能であれば、2つのシャットオフ装置の間に体積測定部を配置する必要があります。これにより、キャリブレーションサイクルに応じたメンテナンス作業とメーター交換が容易になります。
 動作温度差が20 Kを超えるように設計します。つまり、一定のボイラー回路内の熱量計の取り付けは許可されません。
 温度センサーの前のパイプ断面に均一な温度分布があります（必要に応じて、スタティックミキサーを追加取り付けます）。
 安定した制御ループ。振動コントローラー（温度差が小さい/大きい、または正/負の温度差がある）は、
信頼性の高い測定エラーを引き起こす可能性があります。
 循環不良（単一パイプの冷却回路を含む）を防止し、熱測定に影響を与える可能性があります。
 温度差の測定が流量測定と同じレベルで行われた場
合は、不要な循環不良による妨害が最小限に抑えられることがあります（最低でも正しく測定されています）。
 熱量計の動作は、qp から qiの許容流量範囲内でのみ行います センサから送信機および校正器への短い信号のトラ
ンスミッションの干渉が実質的に除外されるため、コンパクトな熱量計は有利です。
 熱量計の試運転を技術的に修正し、必要に応じて専門家による干渉源を体系的に検索します センサケーブルを延長することはできません。センサを含む熱量計はキャリブレーションおよび測定されます。
 測定の安定性（再校正、校正など）を維持するためのそれぞれの規制を遵守する必要があります。

Strainer
Strainer
Inlet section 5 x DN

Shut-off valve
Volume flow Outlet
measure- section
ment 3 x DN Temp. sensor

Figure 7.10 Installation heat meter (source: WDVMolliné GmbH).

7.4.4

バルブオーソリティーの影響

熱量計メーカーは、各熱量計のいわゆる公称流量を指定します。ただし、熱量計が実際にこの定格流量用に設計されている場合は、圧力が20～25 kPa低下します。
これらの大きな圧力は、誤解を招くような「公称流量」のリードタイムと誤作動のために低下します。流量計
は、対応する温度差が可能な限り大きくなるように、
可変流量のセクションに取り付けられていることがよくあります（最適な流量を測定する）。しかし、これは結果的に発生し、これはしばしば忘れられます。これは、制御バルブのバルブオーソリティーが影響を受けることになります。これにより、次のような競合が発生します。一方、適切なバルブオーソリティーを得るためには、メータの圧力降下ができるだけ小さくな
ければなりません。一方、圧力降下が小さいほど、流量範囲が低くなります。次のアドバイスを指定できます。
 製造業者の仕様に従って、実際の設計フローが公称
フローの約50%に相当するように小型の熱量計が設計されている場合、約5 kPaの適度な圧力低下が許容精度で発生します。
 現在提供されているさまざまな構造により、適切なソリューションを常に見つけることができます。超音波による電磁誘導フロー送信機と流量測定（振動ジェット原理による流量測定が可能）により、圧力降下の少ない大型熱量計を実現できます。

7.5

蓄熱

7.5.1

加熱システムの蓄熱

木材燃焼システムは、ボイラーの出力をすばやい速度では増減できません。木材の燃焼プロセスと燃焼システムの熱質量により、これが制限されています。通常、出力の変更は、1分あたり最大で0.5～1%の範囲で実行できます。蓄熱システムの蓄熱の仕事は熱消費者の出力要求(負荷ピーク、負荷軽減)の不足し、急速な変化を補うことであり、バイオマスの燃焼システムが平均出力需要(負荷プロファイル)にゆっくりと追従することができる
ようにする。これは、排ガスレベルの低減、システムの摩耗の低減、メンテナンスコストの削減、およびシステ
ムの耐用年数の延長を保証する唯一の方法です。蓄熱シ
ステムを使用して、

85

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
このタスクを実行するには、次の要件を満たす必要があります。
 十分な蓄熱容量
 保管タンクの蓄熱状態を判断するための温度センサー 蓄熱内の温度層を最適化
 蓄熱管理
蓄熱ボリューム
主にスペースヒーティングの生産に使用されるシステ
ムでは、少なくとも1時間の間に放出された熱を木材燃焼システムの公称出力で吸収できるようにする必要があります。蓄熱タンクの上部と下部の温度レベルの間の温度差は、ユーザーが設定できる値に基づいています（ 図7.11を参照）。上部の温度レベルはボイラー出口温度に対応し、下部の温度レベルは寒冷時の設計状態における熱消費者の最大リターン温度に対応します。
2つ以上の木材燃焼ボイラーの場合、基準値として公称
出力の合計の3分の2以上が選択されます。ただし、公称出力の合計を複数のボイラーシステムの基準値として使用することも推奨されます。プロセス熱、スポー
ツ施設のドーム状のお湯のピーク、淡水ステーションの使用、換気システム、温室などにより、非常に大きな負荷や急速な負荷変化が発生した場合は、蓄熱器の容量を大幅に増やす必要があります。詳細については
13.5.5章を参照してください
スペースと部屋の高さに制限があるために必要な蓄熱
容量を1つの蓄熱タンクで実現できない場合は、2つ以上の蓄熱タンクに分散する必要があります。原則として、蓄熱タンク内の最大流速が6 m/h ~ 10 m/hを超えな
い場合は、蓄熱タンクの水流シリアル動作を推奨しま
す蓄熱タンクの水流並列動作には、Tichelmannの原理に従って非常に慎重な配管が必要であり、これにより、蓄熱タンクへのすべての配管の圧力降下がまったく同じになります。実際には、これが正しく実装されることはほとんどありません。図7.12 は、2つの蓄熱タンクと推奨される温度センサーの位置を直列に配置したものです。地域加熱ネットワークの計画に関するハンド
ブック [19] は、第2.10.4章「蓄熱タンクの構築の種類と操作モード」で詳しく説明しています。

86

図7.11蓄熱量は、ボイラーの公称出力と温度差に応じて異なります。
温度センサー
少なくとも5つの温度センサが、熱貯蔵タンクに均等に分配されていなければなりません。可能であれば、10個の温度センサを高貯蔵タンクに使用する必要があります。蓄熱タンクの蓄熱状態は、その助けを借りて決定されます。温度センサが複数の蓄熱タンクに供給されていない場合は、可能であれば、蓄熱タンクごとに少なくとも5つの温度センサを使用して、蓄熱状態を計算するために制御システムによって解釈される必要が
あります。

TSp 1
TSp 1

TSp 3
TSp 2

TSp 1

TSp 2
TSp 2

TSp 4
TSp 5

TSp 3

TSp 3

TSp 4

TSp 6
TSp 7
TSp 8

TSp 5

TSp 4

TSp 9
TSp 10

TSp 5

図7.12 1つの蓄熱タンク（左）に5つの温度センサー（TSP）を配置し、2つの蓄熱タンク（右）に10または5つの温度センサーを配置する
ことを推奨します。

第2部 -基本
温度成層
蓄熱タンクには、明確な温度成層が必要である。これには、寒冷時の熱源の流量と熱消費の水流バランスが必要です。蓄熱タンク内の流速は、できるだけ低くする必要があります。水の流入および流出は、蓄熱タン
ク内の混合処理を誘発しないようにしてください。これは、たとえば、流入/流出領域で穴あきプレートを使用して実現できます。図7.13 は、蓄熱中および脱蓄熱
中の蓄熱タンク内の温度層別構造を示しています。最適な温度成層の特徴は、温度センサのすべてが同時に変化するわけではなく、一方が変化するということです。放熱時には、最低温度のセンサの温度が最初に下がります。蓄熱中は、最も低いセンサの温度が最後に上昇します。

バイオマスボイラーの現在の出力と比較して増加し、蓄熱タンクの低温層はゆっくりと上に移動し、貯蔵タ
ンクの蓄熱状態が低下します。蓄熱タンクが負荷要求の短期的な増加または減少を補うことができるようにするには、上半分で高温になり、下半分で低温になる必要があります。そのため、蓄熱状態は約50%になるはずです。PIコントローラは、蓄熱タンクの蓄熱状態の実際の値とセットポイント値を比較します。蓄熱状
態は、木材バーナーの出力をゆっくり増減させることで制御されます（ 図 7.14参照）。目標蓄熱状態に達す
ると、ボイラー出力が最小負荷に低減されます (30%）
です。2つの木材バーナーが同時に作動している場合、両方のボイラーが蓄熱タンク蓄熱管理から同じ出力仕様を受け取ります。

重要

PIコントローラによるバイオマスボイラーへの最適な出力仕様を得るには、蓄熱タンクの蓄熱状態を正確に検出する必要があります。

蓄熱タンク内の温度層別化を維持するためには、現在のボイラの出力に関係なく、またボイラの電源をオフにしてからオンにしても、ボイラの出口温度を一定に保つ必要があります。これには、ボイラー出口温度を一定の値に調整する必要があります。これは、目的のボイラー出力に応じて、ボイラー入口温度を適切に事前設定することで行います。ボイラの出口温度のすぐ下にあるボイラの入口温度を上げる
ことで、スタンバイ時にも温度を維持することができます。

Storage sensor 1

Storage sensor 2

Storage sensor 3

Storage sensor 4

Storage sensor 5

Storage sensor 6

追加情報は、標準の水流方式Part IおよびPart II（蓄熱タンク蓄熱状態制御バリアント1～4）に記載されています。
計画の過程で、システムの包括的な機能説明を準備する必要があります。これには、蓄熱管理の制御戦略も含まれます（ 5.10.3章を参照）。蓄熱管理の定義と実装を担当するプランナーやメーカーとの入札や契約には、すでに明確に定義されている必要があります。

図7.13は、蓄熱および放熱時の蓄熱タンクの温度の傾向を示しています。
蓄熱管理
蓄熱タンクは、出力需要の変化を示すインジケータです。熱ネットワークの出力需要が増加しています87

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

StoragetankController with control input
Boiler return temperature protection
Control of the boiler outlet temperature
Control of the storage tank charging state with control variable for the firing rate

図7.14バイオマスボイラーの出力率を制御する制御変数を使用して、蓄熱タンクの蓄熱状態を制御します。

7.5.2

蓄熱タンクの水流回路システ
ムの統合

問題のない熱源、蓄熱タンク、および低圧差コンネク
ションの水流統合の場合、これらは特定の順序で互いに近接して配置する必要があります（図7.15の回路
A） 。上記の基本的な要件からの問題 のある逸脱 については、回路B-Fにソリューションノートを記載しています（ 図7.16～ 図7.20を参照）。

の低圧差動分配器の接続圧力差が許容できないほど大きく変動が発生します。
蓄熱中は+Δ p、放熱中は-Δ p（タンク接続パイプが長すぎる場合）です。コントロールバルブの慎重な設計により、約3 kPaの最大圧力差変動が許容されることがわかりました。

図は、熱源（バイオマスボイラー、ヒートポンプなど）、蓄熱タンク、低圧差接続部（分配器、事前制御
DHネットワークなど）を接続した場合に発生する基本的な問題を示しています
7.15 および 図7.20)を参照
回路A
この回路は、蓄熱タンク全体の圧力降下が低いため、問題がありません。生産側と消費側は水流で完全に分離されています （図7.15）。

Storagetank

図7.15蓄熱タンク-回路Aの水流統合を示します
回路B
蓄熱は、熱源および分配器から離れた場所に設置します (図7.16)。圧力降下 Δ pがキャピラリおよび蓄熱タ
ンク全体にかかると、

88

Storagetank

図7.16蓄熱タンク-回路Bの水流統合を示します
回路C
離れた場所にある分配器は、問題が発生しています。原
因ここでは、低圧差圧分配器が、長い接続パイプと蓄熱タンクの圧力降下に従って加圧されています （図7.17）。少なくともここでは、回路Bとは対照的に、接続圧力差の変動は1方向にのみ発生します。許容される
最大接続圧力差は、次のように応答できます。
 分配器の各コントロールバルブの圧力降下は、接続部の圧力差より大きくなければなりません-確実な差（バルブオーソリティー≥0.5）。 既存の分配器では、制御バルブ間の圧力降下が3～5 kPaを超えることはほとんどないため、接続圧力の差も大きくなければなりません。
 さらに、長い接続パイプの圧力降下がの20%を超えないようにしてください第2部 -基本最小グループポンプの供給ヘッド（分配器のグループ間の干渉を防止します）。

Storagetank

図7.17蓄熱タンク-回路Cの水流統合
回路D
キャピラリーポンプと分配器のバイパスは、残念ながら解決策ではありません。これは、混合による戻り温度の許容できない上昇を引き起こすためです。（図7.18）。

回路F
常に機能するソリューションは、速度制御されたキャ
ピラリーポンプに接続されたs三方弁を備えたインジェ
クション分配器です。 （図7.20）。圧力差が分配器のできるだけ近くにある場合は、制御点から最も好ましい結果が得られます。これは、この設定点によって制御バルブのバルブオーソリティーが決定されるためです。低圧差圧分配器を Δ p=0に制御することは、明示的には推奨されません。さらに、Δ p < 10 kPaへの制御は適切ではありません。この範囲の圧力差がすでに
低圧力差分配器に対して高すぎるためです。

Storagetank

図7.20蓄熱タンク-回路Fの水流統合
Storagetank

図7.18蓄熱タンク-回路Dの水流統合
回路Eあるいは、蓄熱タンクをできるだけ分配器の近くに設置することもできます。接続部は、分配器の差が十分に小さいことを確認します （図 7.19）。ただし、熱源
回路のコントロールバルブが熱源にできるだけ近い位置に取り付けられていることに注意する必要があります（短いデッドタイム）。 また、コントロールバルブ
全体の圧力降下は、キャピラリおよび蓄熱タンク全体の圧力降下と少なくとも同じ大きさであること（バルブオーソリティー≥0.5）。

Storagetank

図7.19蓄熱タンク-回路Eの水流統合

ネットワーク分離発熱/地域暖房ネットワークを備えた蓄熱タンクの追加の変形水流統合
測地学的な高さの大きな違いによって引き起こされる
地域暖房ネットワークの高圧を、熱源と貯蔵の水力学的統合に移行できない場合は、熱源と熱ネットワーク
を ネッ ト ワー ク で分 離 する 必 要 があ り ます 。 （ 図7.21）。熱交換器全体の温度差（温度差）は、熱源の一次側リターン温度と地域加熱ネットワークの二次側
リターン温度の間で、各作動点で最大5 Kであることに注意してください。目標は、3 K以下の勾配を維持して、熱源生成のための一次側の戻り温度が上昇しても、保存容量が再び減少されないようにすることです。
熱交換器を通る体積流量が低すぎる場合、層流範囲での操作の結果として熱伝達挙動が大幅に低下するため、勾配が急激に増加します。したがって、各熱交換器への出力割り当ては、現在動作している熱交換器を通る
乱流がすべての動作ポイントで確実に行われるように実行する必要があります。
また、制御技術の観点からは、一次側の熱交換器（熱源側）の接続および接続解除時に、短期的な負荷ピー
クや負荷低減が発生しないことを確認する必要があります。これは、たとえば、追加の熱交換器を公称伝熱容量に増強することによって行われます。一方、すでに作動している熱交換器は、公称伝熱容量で並行して動作し続けます。後で総伝熱容量が大きすぎる場合は、両方の熱交換器の伝熱容量が同時に減少します。負荷のピークや負荷の減少が発生した場合は、蓄熱タンクで補正する必要があります。地域加熱ネットワークと89

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
熱源との間の一次側の負荷曲線（熱源）になるように実行する必要があります

二次側（ヒートネットワーク）の負荷曲線。

Storagetank

図7.21 3つの熱交換器を使用したネットワーク分離熱源/地域加熱ネットワークです。

7.6

熱源水流回路システムに関
する質問

7.6.1

水質

以下の理由により、加熱システムおよび加熱ネットワー
クの水流システム内の熱伝達媒体としての水の品質に注意する必要があります。
 腐食の防止酸素含有量は、指令および規格で指定されている制限値を超えてはなりません。脱気装置を使用して、運転中に熱水を体系的に脱気することで 、
化学添加剤を使用せずに酸素含有量を制限値未満に抑えることができます。酸素濃度が高すぎる場合は、pH値も限界値を下回り、黒色の磁粉粒子の外観が腐食プロセスを示します。
 規模の拡大の防止総硬度または炭酸カルシウム含有量が限界値を超えている場合は、熱源の熱交換器表面（ボイラーサーフェイス）にスケールが形成されます。大規模な形成の場合、熱伝導や加熱水の流れを妨げるスケールがあるため、局所的な過熱（ホットスポット）が発生する可能性があります。これにより、重度のスケールが形成されると、熱交換器構造（ボイラー構造）が損傷する可能性があります。
 加熱プラントのヒドラル系の初期充填および補充は、
国のガイドラインと規格およびボイラー製造業者の仕様に従った処理水で行う必要があります 。
 常に高い水質を確保するためには、年間の加熱側水
質チェックが必要であり、すべての制限値は、指示および基準に従って水分析によってチェックされます。
回路水の要件 は、基本的に動作温度によって異なります。温水は110°C未満と温水は区別されます >90

110°Cです 温水では 、低塩動作と高塩動作も区別されます。システムのサイズ、冷却水の量、およびガイド
値、および部品メーカー（フィッティング、制御バルブ、
熱交換器など）の要件もアカウントに含める必要があります。
水質および要件の詳細については、「地域加熱ネットワークの計画」ハンドブックを参照してください（ [19]ページ93ffを参照）。また、AGFW規制FW 510 [74]また
はSWKIガイドラインBT102-01 [75]によっても、包括的な説明が提供されています基本的に、暖房システムと地域暖房ネットワークの水質に関するそれぞれの国内基準とガイドライン、およびメーカーの仕様に準拠する必要があります。

7.6.2

循環不良の防止

スイッチオフされた熱源（バイオマスボイラー、石油/
ガスボイラーなど）は、熱源全体から水流で分離されるため、循環不良を回避でき、対応する熱源が動作温度に保たれ、望ましくない熱損失を防止できます。
以下の対策を実施します。
 熱源回路内の三方弁の閉作動を制御します。
 熱源回路の可変容量フローのセクションに自動遮断を取り付けます。
 ノンリターンダンパにより、シングルパイプの循環を防止します。

第2部 基本

8 熱供給の設備構成要素
8.1

概要

第8 章では、熱ネットワークのお客様への熱分布と熱伝導の基本について説明します 。次のトピックについて説明します。
 パイプシステム
 フィティング
 リークモニタ
 データの転送と通信
 ネットワーク構造
 インストール方法と状況
 水の質
 熱伝導
ただし、上記のトピックについては詳しく説明していません。詳細な検討事項については、「地域熱ネットワー
クの計画に関するハンドブック [19]」および「地域熱トランスファ・ステーション計画の手引き [76]」を参照してくださいその他の文献としては、教科書地域暖房と冷
房 [77] 関連国協会（AGFWやVFSなど）のドキュメントを推奨します。会社および国固有の要件も遵守する必要があります。

8.2

配管システム地域および地域暖房ネットワークの建設では、地面に敷設された事前に断熱されたパイプがほぼ独占的に使用されます。事前断熱パイプは、伝熱媒体が伝導されるキャリアパイプ、環境への熱損失を低減する断熱材料、および機械的損傷から保護するジャケットパイプで構成されています。通常、データケーブルや漏れ防止システムな
どの追加要素は、パイプの接合部に組み込まれています。
配管システムの選択と適切な設置方法は、ネットワークの温度と圧力、および設置場所の条件によって大きく決定される要件によって異なります。次のようなものがあります。
 サービスライン
 周囲の環境

パイプシステムは、スチールジャケットとガラス繊維強化プラスチック（GRP）パイプである（ [19]ページ68 ff
を参照） 。
ほとんどのパイプシステムで は、二重パイプバージョ
ン、いわゆるデュオパイプも、直径の小さい方の呼び径範囲で使用できます。特殊用途では、スチールジャケッ
トパイプまたはGRPパイプもダブルまたはマルチパイプバージョンで設計できます。二重パイプと複数のパイプシステムには'単一のパイプシステムよりも次の利点があります 敷設コストが低くなります（トレンチ幅が小さくなります）。
 比熱損失を低減します ソケットジョイントの数が半分になりました ハウス入口のコア穴ドリル穴とウォールシールの数を半分にしました ストレッチング脚の数を減らしました。
フレキシブルなスチールパイプまたはプラスチックパイ
プを備えたダブルパイプは、地上に分岐を配置する必要がないため、家から家までの敷設に最適です。リジッド
スチールパイプ付きダブルパイプを使用する場合、必要な継手を使用できるように、正確な情報を確認するブランチが必要です。その後のブランチのインストールは、多大な労力を要します。硬質スチール製ダブルパイプは非常に硬いため、パイプの取り回しは事前に正確に掘り出す必要があります。剛体鋼製ダブルパイプは、分岐があり、パイプラインルートの傾斜が一定の直線輸送パイ
プラインに最適です。地下を押す場合（特に長距離を押す場合）は、直径の小さい二重パイプを敷設できます。
個々の配管システムとその用途の概要 については、表8.1を参照してください。

8.3

継手

継手はシャットオフとして取り付けます。このようにして、ネットワークの拡張や修理が遅れた場合に、ネット
ワーク動作の相互作用を制限することができます。また、パイプの排出と排気にもバルブが使用されます。バルブ
には次の要件があります。

 建物や建造物

 低圧損失です 道路

 両方向にしっかりと閉じます 鉄道の線路 ハウジングのリードスルーの締まり具合です アンダーパス メンテナンスが少なくて済みます 地下水

 必要なスペースが不足しています 土壌組成 フローノイズが少なくなります 樹木個体群

 互換性

スチール製サービスパイプを備えた断熱済みの硬質スチールパイプは、標準化され、堅牢で安価なため、最も一般的に取り付けられているパイプシステムです。事前断
熱プラスチックパイプや事前に接合されたフレキシブル
スチールパイプなどのフレキシブルパイプシステムは、
主にサブディストリビューションおよびハウス接続部で使用されます。その他の可能性

 断熱（熱） 頑丈なハウジング材質です 使用頻度が低い場合でも機能します。
個々の要件は互いに影響を与えるため、最も重要な基準
は、再検討する必要があります。シャットオフバルブは制御目的では適さないことに注意してください。局所および地域加熱ネットワークでは、公称サイズ、温度、圧力条件に応じて、4種類の基本的なゲートバルブ、91

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
グローブバルブ、コック、バタフライバルブが使用されます。バルブは、溶接またはフランジ接続によってパイプラインに取り付けられます。

「地域熱ネットワークの計画に関するハンドブック」では、継手について詳しく説明しています [19]ページ75ペ
ージを参照 。

配管システムの概要 [19]を参照してくだ

表8.1
さい。

Double pipe design up to
DN

°C

°C

bar

-–

m

m

-–

-–

KMR

< 160

< 140

< 25

20 - 1,000

6/12/16*-–

DN 150The most frequently used pipe system due to its
standardisation and robustness

MMR

< 180

< 160

< 25

20 - 150

12*< 1,000

DN 50

Relatively expensive; use when installation conditions
make it necessary

Bars

Rollers

Special feature

Nominal diameter DN

Nominal pressure PN

Available lengths

Continuous operating temperature

Scope of application
Maximum permissible operating temperature

Pipe system

PMR

< 95

< 80

<6

20 - 150

12*

< 780

DN 65

Relatively favourable; limited pressure and temperature resistance (in some cases massive restriction oflife expectancy if maximum permissible operating
temperature is exceeded). Below 70°C continuous
operating temperature, however, life expectancy up to
100 years.

GRP

< 160

< 160

< 16

25 - 1,000

6*

-–

-–

Relatively expensive; only for special corrosion resistance requirements

SMR

< 400

< 400

< 64

25 - 1,200

16*

-–

**

Relatively expensive; only if pressure, temperature or
installation conditions make it necessary.

KMR = Rigid steel pipe (pre-insulated with plastic casing and steel carrier pipe) MMR= Flexible pipe with plastic casing and steel carrier pipe (corrugated or smooth) PMR= Flexible pipe with plastic casing and plastic carrier pipe (e.g. PEX)
GRP = Rigid plastic casing pipe with a glass-fibre reinforced plastic carrier pipe
SMR = Rigid steel pipe with steel casing and steel carrier pipe
* Standard length/s, other lengths available on request.
** Special versions possible on request (e.g. multiple tube version)

8.4

リークモニタ

設置技術および配管システムに応じて、区域暖房ネッ
トワークは漏れ監視装置付きまたはなしで設計できます。運用の専門知識により、集中リーク検出による継続的な監視により、正味作業の供給信頼性が向上し、時間と経済的な損害の協定を最小限に抑えることができることが示されています。このため、一般的に漏れ監視システムを推奨します。地区加熱ネットワークは、指定された測定ポイントで継続的に監視する必要があります。
漏れ監視は、スチールパイプを備えたプラスチックケ
ーシングパイプの最新技術と見なされています [78]プラスチック製ミディアムパイプの場合、通常、漏れ監
視は標準では利用できません。下水道設備では、目視によるマンホールの監視が十分であると考えられます。
必要に応じて、自動マンホール監視装置を使用する必要があります。一般に、地上からのパイプはモニタリ
ングシステムなしで作動します。
92

現在使用されている漏れ監視システムは、2つのコア間またはコアとサービスパイプ間の断熱材の電気抵抗を測定します（動作中の測定は、> 1メガオーム）絶縁体またはインジケータに湿気が侵入すると、抵抗は低下します。2つのコアを使用することで、監視ループを形成できます。このループを監視することで、回線全体が監視されます。漏れ監視シス
テムを選択する場合は、測定原理で早期に損傷を検出することが重要です。たとえば、外側ジャケットやキャリアパイプの損傷による絶縁体への水分の侵入や正確な位置などが考えられます。 メンテナンス作業をすぐに実行できるようにします。漏洩測定は、制御技術、視覚化、連続データの再補正に統合する必要があります。
「地域熱ネットワークの計画に関するハンドブック」
では、継手について詳しく説明しています [19]ページ
73ページを参照 。3つの異なるシステム（ノルディック、ブランデーおよびインジケータシステム）が表示され、さまざまな基準（センサワイヤ、測定方法、

第2部 基本
エラー検出、表示トレランス、監視の可能性と監視セ
クションの長さです）。

8.5

データ転送と通信

地域加熱システムを構築する際には、データと漏洩監視システムの統合が最先端であり、システムの規模にかかわらず、あらゆる場所で実装する必要があります。
これにより、シンプルで安全かつ効率的な請求、集中的な故障記録、顧客システムの最適化、不具合の検出（一次リターン温度のドリフトなど）が可能になります。
小規模なシステムにとって最もシンプルなソリューショ
ンは、個々のコントローラを使用して顧客を制御または規制することです。中小規模および大規模システムの場
合は、集中型モニタリングオプション（制御システムやリモート読み取りなど）も考慮する必要があります。データの連続交換により、地域暖房ネットワーク全体のプロセスが透明になり、各転送ステーションのすべてのシ
ステムパラメータのリモート調整が可能になります。どこからでも(ノートパソコンや携帯電話など)、お客様はシステムの調整をサポートできます。個々の熱量計を記録し、測定データを中央装置に転送することで、現場でメーターを読み取る必要がなくなりました。

8.6

ネットワーク構造「地域暖房ネットワーク」または「熱分配ネットワー
ク」という用語は、熱源と熱消費者の間のリンクを意味します。ネットワーク構造、ルート、パイプシステ
ム、およびインストール方法の選択は、数多くの要因に影響されます。解決構造だけでなく、技術的、地質的、経済的、安全性に関連する側面や、建築的、法的な問題も決定的な要素です。熱分配ネットの設置面積とサイズは、通常、当初から固定されるものではなく、時間の経過とともに発展します。
熱分配ネットワークは、通常、メインパイプ、分岐パ
イプ、およびハウス接続パイプに分割されます（ 図8.1を参照）。メインパイプは、中央加熱プラントからの最初のパイプに対応します。さらに、分岐パイプという用語、または供給エリアから離れた場所にある大型熱源の場合は、輸送パイプラインという用語も使用されます。ブランチまたはディストリビューションパイ
プはメインパイプラインから外れ、個々の供給エリア
へのサブディストリビューションに使用されます。ハウス接続パイプは、顧客をメインパイプまたはブラン
チパイプに接続するために使用されます。

Central heating plant
Transport pipeline
Main pipe
Branch pipe
House connection pipe

図8.1ネットワーク構造とパイプタイプ [19]を参照
熱分配ネットワークは、ほぼ独占的に閉じた2パイプシ
ステム（1つの供給パイプと1つの戻りパイプ）として設計されています。場合によっては、3パイプまたは4パイプシステムとして設計され、 複数の供給ラインとリターンラインがあり、たとえば、さまざまな温度レ
ベルで動作します。
パイプ数による違いに加えて 、熱分配ネットワークの構造 は、中央暖房設備の数や供給エリアの数や位置にも影響されます。熱ネットワークの状況と開発に応じて、熱分配ネットワークにはツリー構造、リング接続、またはメッシュがあります。
熱消費側のサブディストリビューションと接続については、標準ルーティング、ハウスツーハウスルーティ
ング、およびシングルループルーティングが基本的に区別されます。
ネットワーク構造の詳細については、「地域熱ネット
ワークの計画」のハンドブックを参照してください（[19] ページ71 ffを参照 。

8.7

設置方法と状況

パイプライン敷設は、基本的に次の方法で行われます 。
 台座または振り子サポートの地上 運河の地下 地下
 坑内では溝なしの方法
 特殊なケース（カベルツ、橋など）
設置方法は、さまざまな要因によって異なります。最も重要なのは、使用するパイプシステムと現場の状況です。一般的に発生する 設置状況は 次のとおりです。
 舗装された路面（公道、都市部など）または未舗装の路面（農村部、耕地など）
 既存のインフラストラクチャ（鉄道、橋、水路、高速道路など）を備えた地形セクション
 既存のケーブルまたはパイプ（電気、ガス、または水）のある地形 既存のパイプに接続

93

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
状況に応じて、対応する規制、承認、譲歩などを遵守する必要があります。設置されたパイプラインの長期的な運用と安全性を過小評価してはならず、計画中のリスク分析を推奨します
土木工学とパイプライン構造 については、この計画ハンドブックでは扱いません。ここでは、これらのトピックについて詳しく説明している、地域熱ネットワー
クの計画に関するハンドブックを参照してください（を参照）[19] ページ73 ff.）を参照

8.8

加熱ネットワークの水質システム内の腐食、浸食、または材質の過負荷による損傷を避けるために、熱分配ネットワーク内の循環水は特定の要求を満たす必要があります。
水質および要件の詳細については、「地域加熱ネット
ワークの計画」ハンドブックを参照してください（ [19] ページ93ffを参照）。包括的な説明は、[74] および [75]からも提供されます基本的には、それぞれの国内スタンダードと、暖房システムや地域暖房
ネットワークの水質に関するガイドライン、および製造者の仕様を遵守する必要があります。

8.9.2

熱供給の要件

熱接続の実施要件は、熱供給契約の一部であるTechnical Connection Require-ments（TCR）に記載されています 。これらは、熱供給の計画、実装、および運用における技術要件の仕様として機能します。TCRの目的は、熱供給の品質を保証し、総誤差や欠陥を防止するために、最低限の技術基準を達成することです。
また、地域暖房ネットワークへの接続を直接接続する
か間接接続するかを指定します。
TCRは、標準（原則的に遵守する必要があります）に対する仕様参照なしで、簡潔かつ明確にする必要があります。また、TCRは、戻り温度、温度、圧力損失、材料などに関する現実的な仕様を提供し、必要に応じて、必要に応じて製品を指定する必要があります（熱量計、バルブ、制御など）。TCRでは、許可されていない温水加熱装置や水流装置などの明確な仕様を二次側に提示する必要があります。TCRの構造は次のとおりです。
 一般的な情報 技術的な基本事項
 機器の仕様 統合二次側

8.9

熱供給

 運用上の要件

8.9.1

顧客との接続上 記の TCR の 内容 に 関 する 詳 細 は、 『 Guide to the
Planning of District Heating Transfer Stations [76]』および『AGFW Leaflet FW 515 Technische Anschlussedingungen-Heizwasser』（技術的な接続条件）に記載さ
れています
[79]

電装品の取り付けは、次の2つの方法で地域加熱ネット
ワークに接続できます。
 中間熱交換器なしで直接接続
 中間熱交換器で間接接続

 補足

直接接続の場合、地域暖房ネットワークからの熱伝達
媒体は、消費者の設備を通って流れます。材料を選択する場合は、熱伝導媒体の化学的特性を考慮する必要があります。ネットワーク圧力が電装品の取り付け時の許容圧力よりも高い場合は、圧力を軽減して保護しながら直接接続する必要があります。原則として、地域暖房ネットワークのリターンフローの圧力は、常に消費者の設置時の許容圧力より低くなければなりません。地域加熱ネットワークの最大流量温度は、消費者の設置時の最大許容流量温度によって決定されます。

最低要件として 、地域加熱移動ステーションは、使いやすく、整備とメンテナンスが容易である必要があります。また、熱供給会社の技術的な接続規制および関連する規格およびガイドラインに準拠している必要があります。地区加熱移動の計画のガイドライン [76] では、次の最小コンポーネントが定義されています（ 図8.2を参照）。

間接接続で は、一次熱伝達ミディアムは消費者の取り付け部を通過しませんが、熱交換器によって二次熱伝
達媒体から水流で分離されます。一次側は、地区暖房
ネットワークの最大温度と圧力、社内の圧力と温度の二次側を考慮して設計および固定する必要があります。

94

1.

供給ラインとリターンラインの遮断バルブ

2.

供給ラインとリターンラインの温度（温度計）を視覚的に表示3.

供給ラインとリターンラインの圧力（圧力計）を視覚的に表示4.

流量（上）で排気し、戻り（下）で排出

5.

熱交換器（一次側）およびダートトラップの前のフローの汚れトラップ
熱交換器入口の前の戻り（二次側）

6.

熱交換器

7.

駆動装置付きコンビネーションバルブ

第2部 基本
8.

熱量計（容積および温度測定、計算機、流量およびリターンの温度センサ）

9.

スプリング式安全バルブ

 コンビネーションバルブ接続
12. 外気温度センサー
地域加熱移動の計画に関するガイドライン [76] は、最も重要なコンポーネントの設計、熱供給システムの要件の設定、および接続プロパティ（二次側）の温水暖房に関する基本的な推奨事項を示しています。 およびシステムの計画と操作の手順について説明します。

10. 密閉膨張タンク（圧力保持）
11. フロー温度二次側のコントロールユニット
 二次側のフローに温度センサー
 一次側のフローに温度センサー
 外気温センサ（天候補正が行われている場合）

Property and responsibility heat supplier

Property and responsibility
customerHouse entry

Communication heating plantHouse connection pipeline

Heat transfer station

Consumer’sHouse substation
Primary side

図8.2

Secondary side

区域暖房トランスファステーションの最小要件 [76]95

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
オーストリア、ドイツ、スイスでは、薪を使ったシステ
ムが採用されています。エネルギー源としての木材の使用量が増加したことから、今後はこの量が増加すると予想されます。

9 灰
9.1

灰の蓄積

木材燃料を使用してエネルギーを発生させると、木材
灰はさまざまな量と品質で生成されます。これらは、水や土壌を保護するために、環境に配慮した方法で廃棄またはリサイクルする必要があります。品質の点では、木材燃焼中に発生する木材灰は、木材入力の重量の0.5〜8％の順である。灰の最低割合はペレットに含まれています。最高のペレット品質（Enplus A1）は最大で0.7%灰の重量です。木材燃料を使用する場合は、次のようになります表9.1年ごとのトン乾燥物質の灰の生産量[ t dry matic/A]（ オ ー ス ト リ ア 、 2017 年 ） 、 ド イ ツ（2015年）の木材発砲システムによるもの）およびスイス（2018）、出典 （[81][82], [83]).

高いバークおよび針材の内容および多くの不純物か無
駄な木、灰の内容は重量によって8%まである場合もある。目安として、木屑を使用した場合の公称ボイラ出
力1 MW当たりの年間灰アキュムレーションは約10 t/a～20 t/a、木屑を使用しない場合は約8 t/a～15 t/aとすることができます [80]表9.1に 、年間灰生成量を示しますCountry and origin of the ashes

Ash accumulationt TS/aAustria total
Germany total
Switzerland total of which:
Plants < 50 kW
Grate ash plants > 50 kW
Cyclone fly ash plants > 50
kW Filter ash plants > 50 kW

254,000> 1,000,000
72,00018,00041,0009,000
4,000

Fine dust
precipitation

FiringMulti-cyclone

Coarse ash

Cyclone fly ash

Fine fly ash

60 – 90 wt-% d.b.

10 – 35 wt-% d.b.

2 – 10 wt-% d.b.

BIOMASS

図9.1

9.2

さまざまな灰の割合（%）を重量（乾燥ベース） [81]で表したもの

灰

灰の蓄積
大型の自動木材燃焼システムでは、灰蓄積の位置と粒子サイズに基づいて、以下の分数が区別されます（ 図9.1参照）。
 粗い灰（灰、ボイラー灰、ベッドアッシュ）
 サイクロン飛灰（サイクロン灰、飛灰、ボイラー飛灰） ファイン飛灰（フィルター灰）です。
火格子灰
粗灰（流動床炉の場合は、ベッド灰と呼ばれます）の割合は、総灰の重量の60〜90％です。粗い灰は炉の燃
焼セクションで生成され、主に鉱物の残留物である。
燃料の種類と汚れの程度によって異なります。
96

この灰の割合は、砂、土、石などの異物の付着物と混じっていることが多く、粗い灰の割合が増加します。
廃棄物や残留木材の場合、主に釘、ヒンジ、セメント残留物などの不純物による粗い灰の割合が顕著です。
これらの非可燃性部品は主に底灰として堆積します。
一方、重金属や塩などの揮発性成分は、ガス相にます
ます移行され、その結果、サイクロンやファイン飛灰の濃度が上昇します。バーンアウト品質は、粗い灰の割合にも大きな影響を与えます。これの1つの指標は、灰のTOC含有量（「全有機炭素」）です。TOCの含有量が高いと、未燃焼の物質が大量に存在し、特定のリサイクル経路（セメント業界など）や埋立てが不可能になります。後者の場合は、各国固有のTOC制限が適用されます。粗灰には、燃焼設備の定期清掃時に燃焼室やボイラーに蓄積する灰や堆積物も含まれます。

第2部 基本
燃料（廃材）に不純物が混入すると、灰の融点の温度が低下します。これにより、火格子や壁の上でのスラグやケーキが発生し、燃焼室の温度が高くなりすぎます。冷却すると、ケーキがガラスのようになり、取り外すのが困難になります。
サイクロン飛灰
灰の重量の10〜35％がサイクロン飛灰として蓄積されます。これは、排ガスで搬送され、ボイラのサイクロ
ンセパレータ（マルチサイクロンセパレータ、遠心分離器）の下流に蓄積される、無機物の無機物の固体燃料コンポーネントで構成されています。サイクロン飛灰の粒子サイズは十分に大きく、重または遠心力で分離できます（5.8章を参照 ）。
ファイン飛灰
ファイン飛灰の含有量は2〜10％で、粒子サイズが非常に小さいため、流体のように振る舞い、排ガスの流れとともに運ばれます。そのため、ボイラーおよびサイ
クロンセパレータの下流に取り付けられた機械式または静電気式粒子セパレータ（静電沈殿装置、ファブリ
ックフィルタ）またはスクラバーでのみ分離できます。
スクラバー（排煙凝縮）では、フィルター灰が凝縮汚泥として蓄積します。

9.3

灰の組成

総クロムまたはクロムIII、およびクロムVI）、銅、ニッ
ケル、水銀、および亜鉛（ 表9.3を参照してください）。
これらは最も良い飛灰の特に高い集中で見つけられ、廃材で最も高いである。しかし、未処理木材の燃焼による灰には重金属が含まれています。これらは根を通して生命の間に木によって吸収され、灰の集中した形態で見つけられる。廃材の場合、重金属は燃料内のフィッティング、塗料、コーティング、異物から発生します。湿った電気集じん器からの灰は、乾いた電気集じん器からの灰よりもかなり高い重金属含有量を持っています。
クロム-VIは、最も毒性の高い重金属の1つです。これは、土壌からの木によってクロムIIIとして吸収され、木材が焼失したときに熱過程で酸化されてクロムVIに吸収されます。この酸化は主に使用されている木材の種類の中で不存在となり、実際には燃焼手段の影響を受けません。クロム-IIIとは対照的に、クロム-VIは水溶性が高く、毒性が高く、変異原性と発がん性があります。このため、火気を取り扱う際は、火気を使用して粉塵を避け、適切な個人用保護具を使用するように注意する必要があります。
クロム- VIは主にクロムIIIとして存在するので、湿潤灰除去システムを持つプラントからの粗い灰にわずかな役割しかありません

灰の組成は、使用する燃料の種類、バーンアウト品質、発生場所によって異なります。未処理の木材からの灰は、主に鉱物、アルカリ金属、塩で構成されています。
リンとカリウムは栄養素として適切な量で含まれています（ 表9.2を参照）。また、カルシウムやマグネシウ
ムなどの他の多数の関連する亜スタンスや、マンガンや硫黄などの微量元素も存在します。
表9.2. 未処理木材の燃焼によるさまざまな灰分に含まれる関連栄養素の割合（乾物重量パーセント） [84]

Nutrients
Calcium
CaO
Magnesium
MgO

Grate ash[wt-%]
32 - 48

5-7

Potassium
K2O

4-8

Phosphorus
P2O5

2-5

SodiumNa2O<1

Cyclone ash[wt-%]

Filter ash[wt-%]

25 - 46

25 - 40

3-5

3-4

4-9

7 - 21

2-5

2-4

<1

1-2

図9.2木質灰をごみ埋立地に埃のない形で堆積（出典：Amstutz
Holzenergie
AG/Holzenergie
Schweiz)
特定の条件下では、灰の経年劣化と水の添加により、
クロムVIがクロムIIIに戻りますただし、このプロセスにはスペースと時間が必要であり、鉄- II硫酸塩などの還元剤を添加することで加速することができます。

しかし、灰には、重金属ヒ素、鉛、カドミウム、クロム（など）などの関連汚染物質も含まれています
表9.3代表的な重金属含有量は、さまざまな木材燃料とさまざまな灰の燃焼による、mg/kg乾燥灰中の灰の成分ファイン・飛灰では、乾燥した電気集塵器からの灰のみが考慮されました [84] [85] [86]。

97QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

Natural wood

Heavy metal
Coarseash< 10<1
2 - 45

Antimony Sb
Arsenic As
Lead Pb

Waste
wood

Waste wood3 - 81

Coarseash
10 - 31n.a.
6 - 350
3 - 30180 – 1,182
16 - 30

Fine flyashn.a.
59 - 140n.a.
n.a.

Cyclone fly ash

Fine fly ash

< 10
n.a.
10 - 70< 10< 15
33 - 266

1-6

21 - 36

Cyclone fly
ash
< 30
n.a.

10 – 2,144
10 - 100

Cyclone fly
ash
n.a.
< 60
< 8,500< 70

Fine flyash
50 - 810
20 - 290< 50,000
5 - 590

Coarse ash
10 - 790
13 - 41

Cadmium Cd
Chromium Cr total
Chromium Cr-VI
Copper Cu

12 - 325

127 - 189

101 - 332

72 - 747

78 - 212n.a.

109 - 873

< 1,415< 404

3 - 14100 - 996n.a.
120 - 350

4 - 4784 - 630

7 - 13
< 372

n.a.
< 288

42 - 66< 820

3 - 663 - 62< 422

Nickel Ni

42 - 80

10 - 79

28 - 99

 61
< 0.7

n.a.

170 – 2,800
23 - 412

n.a.
n.a.

n.a.

< 0.5

 167
n.a.

 74
< 1.0

 3,656n.a.

1,234 - 22,000

Mercury Hg< 0.05

< 0.1

< 3.5

 113
< 0.5

Zinc Zn

22 - 738

1,271 – 2,469

22 – 25,177

 503

さまざまな灰の断片の組成は、そのリサイクルの可能性だけでなく、廃棄の種類と費用もさまざまです。さ
まざまな国で、さまざまな枠組みの合意が適用されます。「今日の無駄は明日の原材料です」したがって、今後のリサイクルを視野に入れて、3つの灰の分画を新規の大型プラントで個別に収集すること、またはその後の灰分離のために事前のビジョンを作成することをお勧めします（ 6.8章を参照）。
しかし、現在および将来の利用可能性は、灰の品質に大きく左右されます。これは、プラント運転中に次のようにプラスの影響を受ける可能性があります [87]
 燃焼システムに適合した燃料を使用します 燃料に不純物が混入しないようにします 燃焼システムのパラメータを正しく設定します（一次空気が多すぎるとスラグが発生し、一次空気が少なすぎると未燃焼の燃料含有量が増加します）。
 火格子温度を下げます（水冷、一次排ガス再循環）
 急激な負荷変化を伴わずに継続的に動作します 暖房プラントの正しい貯蔵である。

9.4

廃棄およびリサイクル

木屑は基本的に廃棄するか、またはリサイクルすることができます。次のオプションを使用して廃棄できます （[81] [82] [88]）。
 埋立地に堆積 鉱山の埋め戻し（安定化効果により回復の一形態とみなされる場合もあります）。
リサイクルには、次のオプションがあります。
 セメントやコンクリートの産業用途（集約材料や原材料など）
 道路工事でのリサイクル
 農業肥料として使用
 森林の中では、代償性のあるライミングに追加
 貴重な物質の回収98 15,667  164,000

セメント産業での産業利用の前提条件は、十分な量が一貫した高品質で生産されることです。そのため、この目的のために考慮できるのは非常に大きい燃焼設備だけです。灰分画を乾式で別々に収集することが重要です。異物、不純物、未燃焼材料の割合が高いため、セメント産業での使用は不可能です。この点でそれほど要求が厳しくないのは、いくつかのコンクリートの品揃え（「リーンコンクリート」）の製造に利用することです。
原則として、道路工事の基礎材として木質灰を使用することができます 。ただし、その場所が水保護区域や
水地質学的に敏感な区域、洪水の平原の外にある場合に限ります。灰は、アスファルトやコンクリートの水
不透過性表面層であり、結合ベース層（霜保護層または砂利ベース層）、結合ベース層（油圧または強直）、
または道路の盛土（部分構造）として機能します。設
置および取り扱い中は、健康および安全上の理由から、粉塵を避ける必要があります。
木質灰には植物栄養素が含まれているため( 表9.2参照)、
肥料として最適です 。その重金属含有量のために、未処理の木材の燃焼からの粗い灰だけがこの目的に適しています。有機成分（堆肥、発酵製品）と組み合わせることで、有機農法でも使用できる有機鉱物肥料を生産することができます。気候変動の場合、水の吸収と貯蔵の基本的な要求事項として、カリウム（K2O）は「干ばつ耐性元素」として、石灰（CaO）は同程度の重要性を示しています。農業に使用する条件としては、ドイツのRAL
品質ラベルなど、厳格な品質保証があります。農業肥料としての使用は、国別の規制の対象となりますが、場合によっては、互いに大きく異なることがあります（第19章を参照 ）。
バーデン・ヴュルテンベルク州では、最近、森林の代償性石灰処理の混合物として木灰を使用することが確立されました。混合物中の最大灰分は30％を超えてはならず、70％はドロマイト石灰です。15年以内に、haあたり最大2.5トンの灰を第2部 基本
適用できます。ここでも、未処理の木材の燃焼による品質が保証されたボトム灰のみが許可されます。

廃棄物リサイクル工場のスラグと同様に、将来的には貴重な物質の回収にも木材灰が使用される予定です 。
様々な国で事業が進められています（廃木材炉からのファイン飛灰からの亜鉛の回収など）。

Private households

木材灰の回収および廃棄経路は、国の法律、指令、規制に大きく依存し、場合によっては複雑になります。
一部の国における状況については、以下で説明します。
記載されている規制は、第 19章の収集フォームにも記載されています9.4.1

スイスの状況

スイスでは現在、処分に重点を置いています。対応する廃棄物条例 [89] は、 図9.2に従って木材灰の埋立処
分を行いますIndustry and commerce

ForestForestWood ash

Grate and bed ash /filter ash

Residual and waste wood

Grate and bed ash

Filter ash

Mixing with slag form
refuse incineration

Refuse incineration plant

図9.2

Landfill type D + E

TOC
up to 20,000 mg/kg

TOC
up to 50,000 mg/kg

Landfill type D

Landfill type Efrom 01.11.2023
pre-treatment

Landfill type D + E

図9.2スイスの廃棄経路（TOC ...全有機炭素、スイス廃棄物条例による埋立地タイプ） [89]を参照してく
ださい。

99

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
小さな植物の木材灰はごみ焼却場で処分してください。
大規模な植物の森林や残留木材の焼却による灰、サイ
クロン、フィルター灰は、D型およびE型の埋立地に廃棄します。また、廃棄物焼却炉の灰もD型、E型で廃棄することができます。また、大量の遊離鉄を含む廃棄物焼却処分のスラグも、この2つの埋立地に廃棄されます。 クロムVIは、適切に混合すれば、すぐにクロムIIIに縮小されます。Dタイプの埋立てでは、灰はTOCの最大許容量である20,000 mg/kgを満たしている必要があ り ま す 。 E タ イ プ の 埋 立 て で は 、 TOC の 上 限 は50,000 mg/kgです。廃棄物条例によると、廃材の焼却によるフィルター灰は、2026年1月1日から処理する必要があります（重金属の回収）。
この実施は、将来の実施支援である「環境保護局（FOEN）の焼却残留物、パートII、木質灰」に詳細に規制される予定です。また、埋立ての処分が必要となる
パフォーマンス制限も定義します。
現在の規制により、農業および林業用肥料としてのリサイクルは可能ではありません。産業利用は始まったばかりです。この理由の1つは、スイスのプラントフリ
ートの平均容量が比較的小さいことです。このため、
現在、地域プーリングシステムの設定に取り組んでい
ます。

9.4.2

ドイツの状況

ドイツでは、Bundesg ü tegemeinschaft Holzascheです
e.V. （連邦品質協会）は2010年頃に開始され、未処理の木材燃料からの粗灰の品質保証システムを設定しました（廃棄物カタログ条例による [90]による廃棄物コード番号100101）。目的は、リン、カリウム、マグネ
シウムなどの植物栄養素に応じて木材灰を分類すると同時に、基本的な活性物質と同様に、特に重金属の汚
染物質の限界に準拠することである。
品質保証システムの基礎は肥料および肥料のための原料として木灰のためのいわゆる「品質管理マニュアル」である。認証された木材灰は、認証手順が正常に完了
した後、RAL品質ラベル「Fertilizer」（RAL-GZ 252）を受け取り、モニタリン グ手順に永久的に残ります（www.holzaschen.deを参照）。
このラベルは、Besgü tegemeinschaft Holzasche e.V.
によって、Besgü tegemeinschaft Kompost（BGK）に基づく独立機関として授与されます。未加工の木材からの灰に加えて、ストローなどのバイオマス燃料からの 適 切 な 灰 分 画 も ラ ベ ル RAL-GZ 252(www.kompost.de)を取得できます。
木 材灰 の 品質 保 証は 、 廃棄物 処 理法 （ KrWG [91] 、
BioAbfV [92]、DepV [93] ）および肥料法（D ü MV[94]、D ü ngG [95]、D ü V [96]）の関連規定の枠組みの中で、リサイクル経済概念を実現することを目的としています。従来の農業や有機農業では、高品質で安定した木
材灰が、最小限の肥料に取って代わります。

100

森林に石灰を維持し、持続可能で資源を節約する生物
経済に貢献します。廃棄される廃棄物は、廃棄可能な製品に変換されます。ここでは、経済的側面が決定的な役割を果たします。品質保証の追加人員および財務
コストは、肥料の収益および以前の廃棄方法での節約によって相殺されます。
たとえば、埋立てなどです。連邦排出管理法（BImSchG）に準拠した許可を持っている石灰工場（ミネラル肥料）と堆肥化プラント（有機ミネラル肥料）は、木灰を受け入れ、処理し、精製する運命にあります。
未処理の木材を使用した植物からの粗い灰の場合、ドイツでは依然として専門家による埋め立てが最も一般的な処分経路です（廃棄物カタログ条例によるAVV
100101） [90])。原則として、これらは汚染されているが危険ではない鉱物廃棄物のためのDepVに準拠したクラスDK IIの埋立地であり、その作業者は専門の廃棄物管理会社として認定されています。灰を認可された輸送会社に引き渡す前、または埋め立て地に直接配達す
る場合は、必ず廃棄物生産者が申告分析を提出する必要があります。これは、専門的なラボで、現場での専門的なサンプリングによって採取された材料サンプルに基づいて作成されます。パラメータは、重金属、溶存固形物、光熱残留物（最大 5%）は、埋立て規則によって規制されています。
未 加 工 の 木 材 （ 廃 棄 物 リ ス ト [90] に 準 拠 し た AVV
100103）を使用した植物からのフィルター粉塵は、サ
イクロンの飛灰であれば、物質の分析と埋立地の承認に応じて、個々のケースで表面埋立地に堆積することができます。これは、AVVで*とマークされた有害廃棄物分画には適用されません（例 AVV 100118有害物質を含む廃棄ガス処理からの廃棄物は、廃棄物カタログ
条例[90] に定められています。電気集塵機または繊維フィルターからのこのようなファイン飛灰は、汚染物質を大幅に多く蓄積し、採掘の埋め戻しなどの地下埋立地（DK IV）でのみ保管できます。ドイツでは、地上にあるDK III危険廃棄物の陸上充填は非常にまれです。
バイエルン州では、現在アウクスブルク地区には1つの施設しかありません。有害廃棄物の廃棄物生産者および輸送業者は、廃棄物回収および廃棄記録（Na-chwV[97]）の条例に従って検証を行う義務があります。
セメント・建材産業におけるバイオマス燃焼プラントの灰の使用（「木灰のコンクリート」）は、現在シュ
トゥットガルト大学で試験中です。重要な質問は、コンクリートの耐久性と強度であり、常に関連するDIN規格および適合基準を満たす必要あります。

9.4.3

オーストリアの状況

オーストリアでは、木材（植物）の灰は一般に、廃物とされています。2008年の埋立て規則の規定は、埋立処分の決定事項である。火格子灰とサイクロン飛灰（pH値を下げた後）は、沈殿させることができます第2部 基本
重金属含有量が規制制限値 [98]を下回る場合は、危険でない廃棄物（残留廃棄物または大量廃棄物の埋立）の埋立地処理を行います重金属の限界を超える場合、埋立ては危険廃棄物（地下埋立て）の埋立地でのみ許可されます。現在、オーストリアで生産されている木材灰の大部分が埋立てされています。また、適切な機会が利用可能な場合は、セメント業界に廃棄会社からの木材灰の供給も集約され、廃棄コストが削減されます。

詳細については [80] の概要と [99] の詳細（必要なアプ
リケーション、レコードなどに関する実用的な実装のフローチャートを含む）をお勧めします。

特定の条件下では、農業や林業の肥料としての木質灰の利用が可能です。木材灰の使用率は、オーストリアの法規定によって現在明示的に規制されていません。
そのため、次のようないくつかの法令を遵守する必要があります。
 廃棄物管理法2002
 廃棄物条例2003（記録管理者の識別キー）のリス
ト 廃棄物バランス条例（記録保持義務）
 汚染サイト改善法
 労働省令
 肥料法
 林業法（森林に広がる）
 水権法
 連邦州の自然保護法の枠内での肥料の禁止
 一部の連邦州の土壌保護法
個々のケースで遵守する必要がある法律および条例、
または上記に記載されていない他の規制が適用される可能性があるかどうかは、それぞれ個別に確認する必要があります。以下に、一般的には、灰の使用率に関するアプリケーション可能な情報をいくつか示します[80]
原則として、粗灰とサイクロンの飛灰は、灰組成に対応する制限値が満たされていれば、肥料としてのリサ
イクルに適しています。これらの灰の割合の混合物は、混合物としてすでに発生し、混合物の組成が制限値に準拠している場合にのみ回収が許可されます。フィル
ターの灰（ファイン飛灰）は、一般的に重い金属含有量が多いため適していません。
灰サンプリングは、公称ボイラー出力および使用目的（農林業）に応じて、10年ごとから年3回までの定期的な間隔で実施する必要があります。灰分析に基づいて、
木材灰は品質別に分類されます。達成された品質クラスに応じて、木灰は、それ以上の試験（品質クラスA）を行わずに、または追加の土壌検査を行うことなく、
農業および林業の地に分散できます。廃棄物残高条例
により、灰の量、発生源、所在を年次電子報告書の形式で記録する義務があります。農業における発酵菌として使用される木材灰は、農業の肥料管理において考慮する必要があります。拡散する場合は、水体からの最小距離を指定する必要があります。

101

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

10 経済効率10.1 バイオマスDHプラントの経済効率の問題バイオマスDHプラントの経済効率を評価する際には、様々な疑問が生じます。最も重要なのは次のとおりです。
 熱生産コストはどの程度高くなりますか？
 木質燃焼加熱プラントの経済効率は他のエネルギーシステムとどのように比較されていますか？
 将来の顧客に提供できる加熱価格はどのくらいですか？
 どの料金体系を選択する必要がありますか（接続料金/基本料金/エネルギー価格/メーター料金）？
 最も重要な経済的リスクは何ですか？
 プラントの稼働時間中に、経済発展と調整の枠組
みの条件（燃料価格、熱再生による熱販売の低下、
気候変動、CO 2価格設定、政治的および社会的環境）をどのように評価する必要が ありますか？
経済効率評価の適切な方法の選択は、質問とプロジェ
クトの状況によって異なります。プロジェクトの初期段階（フィージビリティスタディ）では、経験とガイ
ドラインに基づいた投資と熱生産コストの見積もりで十分です。（第 3.2章も参照）。熱生成および熱分布の投資コストは、第 10.8章のダイアグラムを使用して実現可能性調査のフレームワーク内で推定できますその後、具体的な提案によりコストポジションの精度が向上し、プロジェクト期間中には感度と経済発展が保証されます。次の章では、適切な方法と、上記の質問に回答するために使用できるツールについて説明します。
ただし、まず、パフォーマンス評価でプロジェクト参
加者間で責任がどのように分散されるかを明確にする必要があります。

10.2 責任バイオマス暖房設備の経済的効果を評価する主な責任は、建物の所有者にあります。原則として、プランナ
ーは、木造加熱設備の経済効率に関する信頼性の高いデータを建物オーナーに提供します。
 対象となる熱顧客の電力と熱の需要
 意図された燃料分類のエネルギー含有量と、予想されるフォローアップコストに関する情報（特に低コストの燃料補給に重要です）。
 投資コストです 保守と維持が必要です エネルギーコスト。燃料コストと補助エネルギー
コスト（需要または消費関連コスト）で構成され
ます。

102

計画担当者は、経済効率の計算を実行するときにクライアントにアドバイスできる必要があります。また、計画担当者は、追加的な課題として、クライアントではなく経済効率の計算を実行することもできます。しかし、どのような場合でも、顧客は経済効率の計算に適用する基本的な仮定を決定する必要があります。次のようなものがあります。
 金利を計算
 プラントコンポーネントの耐用年数
 インフレ率（物価上昇率）
 運用コストが増加
 エネルギー価格：バイオマスDHプラントでは、燃料の種類や燃料価格の選択も含まれます。
 エネルギー価格が上昇します 暖房ネットワークの近代化や拡大・高密度化に伴い、熱需要が高まります。
これらの基本的な仮定については、書面で同意することをお勧めします。
さまざまな顧客に計画された暖房ネットワークで熱を供給する場合、顧客とプランナーの責任は次のように分けられます。
建物の所有者
 主に収益性の計算を担当します。計算のために基本
データの必要性を確認し、重大な質問をする必要があります 検討すべき潜在顧客を決定する責任があります 接続の推定時間を決定する責任があります（投資コストの削減時間と予想収益に影響します）
プランナー 負荷プロファイルや予想される年間熱需要など、熱容量の再需要を確実に判断します 潜在的な顧客との接続にかかる投資コストを決定する責任があります

10.3 バイオマスDHプラントの
コスト構造
VDIガイドライン2067 [100]によると 、技術的な構築シ
ステムのコストを決定する際には、次の4つのコストグループが考慮されます。
 資本に関連する費用（修理および再生/アップグレ
ードを含みます） 消費に関連するコスト
 運用コスト その他のコスト表10.1に 、木材加熱プラントにおける各原価グループへの個別原価タイプの割り当てを示します。
個々の原価タイプの場合、原価は、たとえば投資の比率として、ガイドライン値に基づいて経済効率計算で推定されます第2部 基本生成された熱の合計または量です。個々の原価グルー
プに割り当てる原価タイプを明確に定義する必要があります。VDI 2067[100]によると、 メンテナンスとは、
目標条件を維持および復元するための対策を実施することを意味し、コストタイプ「修理」、「メンテナンス」、および「検査」が含まれます。
 修理：ターゲット条件を復元するための測定値
 メンテナンス：ターゲットの調整を維持するための測定値
 点検：実際の状態を判断して評価するための測定値

年金法に基づく経済効率計算、予算残高表、予算収入
明細書に使用可能です。計画作成者は、指定された標準値をチェックせずに受け入れることはできません。
特定の原価（原価/MWhなど）は、プラントのサイズや全負荷運転時間の数に部分的に依存するため、ガイド
ライン値を使用できるかどうか、および設定する必要があるかどうかを個々のケースごとにチェックする必要があります。オーストリアでは、ÖKL-Merkblatt 67[101] がそれぞれの仕様を作成します。これらは基本的に、アンダーカットしてはならない最小要件です。

表10.1に 、原価タイプの概要と計算に使用する基本データを示します。ガイドラインの値も一部表示されます。これらは
表10.1木材加熱プラントのコストグループとコストタイプを示します。年間コストを抑制するための基本原則とガイド
ラインの値です。VDI 2067 [100]とは異なり、 保守コストは人件費に含まれています。括弧()の数値は、
Cost
group

Cost type

Basis for the determination of theannual costs

Reference values

Other
costs

Operating costs

Consumption-related costs

Capital-related costs

ÖKL-Merkblatt 67 [101]を参照してください
Capital costs of fixed asset components and structural assets (investments)
Maintenance costs (repairs according to VDI 2067 [100])

Investment sums of the plantcompo- nents, useful life, interest
rate

Useful life: see Table 10.2: as specified by thedeveloper or the funding institutions (funding
according to [101])
See Table 10.2

Investment sums of the plantcompo- nents, percentage of theinvestment sum

Fuel costs

Annual consumption and calorificvalue or fuel consumption, fuel priceEffective prices based on offers(additionally minimum price 23 € per MWh
raw energy, based on calorific value Hu,
according to [101]).

Auxiliary energy (electricity) forheat generation and heat distribution

Percentage of heat (generated or distributed) x electricity pricefor heat generation: 1 - 1.5 % of the heat generated
for heating network: 0.5 - 1 % of the distributed heat quantity(min. 1.5 % related to the generated heat
quantity; 2% for systems with flue gas condensation or electric separator according to[101])

Operating materials for heat generation (e.g. for SNCR plants)

Price, quantity consumed

Estimate effective costs

Ash disposal

Fuel input, ash content,
disposal method

Estimate effective costs(possibly included in fuel price)

Personnel costs (for operation,cleaning, maintenance, inspection,
without administration)

Percentage of investment costs, heatgeneration

by 1.5 % of the investment costs for heat generation (at least 2.5 - 5 € per MWh of heatgenerated according to [101])

Rents, leases, concession fees

depending on the individual case

Estimate effective costs

Chimney sweep, exhaust gas inspection, emission measurement

depending on the individual case

Estimate effective costs

Insurance, taxes, general charges,
administrative costs

Percentage of the investment sum

0.5 - 1.5 % of the total investment

103

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

収益性計算のために想定される耐用年数は、建物の所
有者と、場合によっては潜在的な資金調達機関（銀行、資金調達機関など）と一緒に決定する必要があります。
耐用年数を決定する際には、必ずしも技術的な耐用年数に依存しているわけではないことに注意する必要があります。また、この耐用年数は、ニーズや技術開発の変化にも影響されます。さらに、多くの場合、各要素が技術的な耐用年数に達したかどうかに関係なく、改装中に複数の建物要素が同時に置き換えられます。
表10.2耐用年数と修理費用の値
Trade

Duration ofuse

Special maintenance costs

Years

%

20

3.0

20

2.0

20

2.0

Electrical and building services installations

20

2.0

Structural facilities andaccess50

Wood-specificplant components*
Peak load specificplant components*
Hydraulics

1.
0Main network (incl. pipelines and earthworks)

システム熱発生コストの計算方法は、実際には一般的に使用され、 10.4.2章で説明されています
暖房ネットワークの経済発展を評価するためには、数年かけて経費とリターンを計算する必要があります。
このため、正味現在価値法（NPVメソッド）は非常に適しています。この方法では、投資の実効（内部）金利（IRR）を計算できます。バイオマスDHプラントのQMの経済効率ツールは、内部の回収率に基づいています（ 10.7章を参照）。
通常は寿命が長く、入力データの価格上昇やその他の
将来の変更が重要なエネルギーシステムの分析では、
動的計算方法の使用 が推奨されます。これらの方法では、で期待される変更が行われます
検討期間は、システムの耐用年数全体の年間コストを予測できるように、統計平均値を推定または指定します。一方、静的な計算方法では、の時点で存在する条件のみが考慮されますprofitability analysis. 通常、15年以上の観察期間では、
動的な方法から大きな逸脱が生じる可能性があります。
多くの場合、動的メソッドでは、そのために消費としての簡略化を行うことができます
単純な合計式は経済効率計算に使用できるため、計算の労力は静的な方法よりも大幅に大きくなりません。
最も重要な動的計算方法は

40
1.

Heat transfer station

0
30

2.0

 Net Present Valueメソッド

Vehicles

15

3.0

 年金法

Planning**

averaged- Net Present Valueメソッド*

incl. regulation and control**

The averaged useful life for planning must be weighted withthe planning costs for the individual trades or the planningcosts must be allocated to the individual trades.

VDIガイドライン2067 [100] には、表10.2の詳細および一部の逸脱情報が記載されていますVDIに基づく計算では、VDIガイドライン2067の情報を使用する必要があります。

10.4 経済効率の計算
10.4.1 はじめに
経済効率の計算では、発熱量と分配コスト、運用コス
ト、保守コストが決定されます。バリエーションの比較では、さまざまな暖房システムまたはデザインのバ
リエーションをコストの観点から比較できます。経済
効率の計算は、熱販売の価格設定と価格設定の基礎にもなります。
バリアントを比較するには、投資コストに加えて、各バリアントの熱生産コストを決定する必要があります。
熱生産コストを比較することで、の耐用年数を完全に比較することができます104

10.4.2 熱生産コストを年金法で計算
通常、熱生産コストの計算には、年金法が使用されます。詳細については、VDIガイド-ライン2067 [100]を参照してください年金方式では、当該期間に発生する年
間費用のうち、当該期間に発生するものを決定します。
年間コストは、資本コスト、運用コスト、エネルギーコストで構成されます。資本コスト（I * A）では、耐用年数（プラントの寿命）を超えて投資に利息が支払
われ、返済されます。運用コストは、保守コストと人件費で構成されます。エネルギーコストは、エネルギ
ー源ごとの補助エネルギーを含む予測エネルギー消費
によって発生します。年間の運用コストとエネルギー
コストは、潜在的な開発（d * a）を考慮して資本コストに加算されます。
熱生産コストに関連するコスト項目は、国/地域、所在地、一般条件、建設方法、賃金構造に大きく依存します。 エネルギー価格、インターフェイス等、ガイドラ
イン値の表示は意図的に省略されています。変種の比較との関連で、熱生成コストを他のソリューションと比較すると、多くの場合、より有用になります。
年間コストの計算 K：

第2部 基本

K

Annual costs [EUR/a; CHF/a]

I

Investment costs (per plant component) [EUR; CHF]

A

Annual operating costs [EUR/a; CHF/a] consist of: Maintenance and repair costs
 Energy costs (fuels and auxiliary energy) Other costsaAnnuity factor [-], calculated from:
füri 0 : a

i

1
n


füri 0 : a i * (1 i)n

Sophena [102]などです。さらに、多くのプランナーが、年金法に基づく経済効率計算のためのスプレッドシー
トプログラムでツールを開発しています。
実際には、年金の方法は、銀行ローンの現在の金利を計算金利として使用し、価格の上昇（インフレ）を考慮しないことによって単純化されることがよくあります。 したがって、年金の方法は、将来の変更を考慮しない静的な考慮事項になります。 これにより、コスト構造が異なるシステムでかなりのエラーが発生する可能性があります。 ただし、資本連動コストタイプのシ
ェアが類似しており、利用期間全体にわたってすべての消費コストタイプと運用連動コストタイプで同等に高い価格上昇が想定できる場合は、現在の金利とのシステム比較で、価格上昇はありません。 予備調査の文
脈では十分です。

(1 i)n 1

Calculation interest rate [%]

耐用年数と修理費用は、表 12.2に従って決定できます
ただし、想定される耐用年数は、建物の所有者、貸出機関（銀行）、または可能な資金調達機関によって指定することもできます。
多くの場合、VDI 2067で詳しく説明した方法と比較して、次のような単純化が可能です。
 投資は、検討期間の開始時にのみ行われます。
 検討期間は投資の有効期間に相当します。これは、非検討期間内に再配置を行う必要がなく、検討期間の最後に残存価値がないことを意味します。
耐用年数が考慮期間に該当しない場合は、次の点を考慮する必要があります。
 耐用年数が「考慮」期間より短い場合は、それに応じて交換投資を考慮する必要があります（初期投資に現在の価値を追加します）。
 検討期間の終わりに耐用年数がまだ達成されていな
い場合は、残存価額の現在値によって投資額が減少します。
年間コストを、年間に発生する予定平均有効熱で除算
すると、熱生成が発生します
コストk：

kK
Quse

通常、この手順だけでは、選択したシステムとその手のプロジェクトを経済的に運用できるかどうかを処理するには不十分です。システムの耐用期間中の経済状況を評価するためには、常に、暖房ネットワークを備えたシステムのための事業計画を作成し、数年にわたる経済的な開発の場を検討する必要があります（ 10.6
章および 10.7章を参照）。

10.4.3 正味現在価値法（NPV）と内部回転率（IRR）
第 10.4.2章で説明した年金法 では、プロジェクト期間
全体の平均コストが計算されます。通常、バイオマス
DHプラントへの投資は耐用年数が長く、数年で回収できるため、長期的な経済発展を評価することは理にかなっています。この目的のために、正味現在価値（NPV）メソッドは非常に適しています。このメソッドは、投資の実効（内部）回収率（IRR）の計算にも使用できます。 10.7章で説明した収益性ツールでは、これらの方法を使用します。
内部収益率は、耐用年数における既得資本の平均収益率です。この計算では、変動する収入（顧客からの支払い）と支出（エネルギーコスト、メンテナンス）を考慮し、平均年間収益を決定します。求められる利率
は、計算時に正味現在価値がゼロになる金利です [103]

0


k

Heat production costs [EUR/MWh; CHF

また、年金法に基づく熱生産コストの計算も含まれています。たとえば、経済収益性計算ツール（ 10.7章を参照）やオープンソースソフトウェアの105

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

etLnpayments for fuel, wages, maintenance andrepair
Payments received during the useful life, due
at the end of the respective time period t,such as revenue from the sale of energy
Liquidity proceeds at the end of the useful life

例名目金利が3%で、一般インフレ率が1%の場合、実質金利は2%です。スイスでは、長期平均実質金利は、
1から3%です。
異なる加熱システムの熱生産コストを比較するときにインフレが考慮されない場合は、実際の金利を計算金利として使用する必要があります。

 2つの値を決定すると、資本値がゼロになる金利が補間によって計算されます。
Excelなどの最新のスプレッドシートプログラムには、
これらの計算を単純化する関数があります。
投資対象の内部金利の計算値が計算金利よりも大きい場合、投資は経済的であるとみなされ、その逆も同様です。

10.4.4 バリアントの比較
木質燃焼加熱プラントを使った暖房設備の発熱コストを調べるには、第 10.4.2 章で説明した手順を適用します。検討期間中の1年目の熱生産コスト（価格上昇は関係ありません）と平均熱生産コスト（名目アプローチ）のどちらを計算するかを区別する必要があります。名目上のアプローチのみが、検討中の期間にわたって平均熱生成コストが可能な限り正確に決定されることを保証します。
木質燃焼加熱プラントの種類を比較する場合、 以下に説明する計算方法を実際の方法で使用できます。これは、通常の方法よりもはるかに簡単に実行できます。
このように、比較された熱生成バリアントの関係は正しく反映されます。ただし、計算のシミュレーションの精度が低下するため、計算された熱生産コストが実際のコストと異なる場合があることに注意してください。
このため、耐用年数の終了時に資産を交換する場合は、実際には元の投資と同じ価格であることが前提となります。
実際の金利は、一般インフレ率にアクセスした場合の金利を表し、金利とインフレ率の差をほぼ表しています。

106

ReferencefossilVariant 1

bivalent
WE 4
Variant 2

Investment
network

Investment
heating plantmonovalent
WE 6
Variant 3

monovalent
Pellets
Variant 4

Operation and maintenance

Energy

図10.1年間コストを資本コスト、メンテナンスコスト、エ
ネルギーコストに分類

CO2 emissions 計算金利iは、計算された資本価額が可能な限りゼロに近いが、まだ正の値であるかどうかを判断します。

Heat production costs

 計算金利Iは、計算された資本価額が可能な限りゼロに近いが、まだ正の値であるかどうかを判断します。

Annual costs

内部金利を決定するためには、上記の等分はiに従って解決されなければなりません 2期間を超える投資対象の場合、数学的にはかなりの困難が生じるため、適切な合致ソリューションを使用する必要があります。この手順は、フロー [103]として行われます

ReferencefossilVariant 1

bivalent
WE 4
Variant 2

Heat production costs

monovalent
WE 6
Variant 3

monovalent
Pellets
Variant 4

CO2 emissions

図10.2熱発生コストとCO 2排出量の模範的な比較

10.4.5 感度解析
感度解析を使用すると、バリアント比較の結果に対する個々の入力パラメータの変動の影響を表示し、次の質問に答えることができます。
 結果変数の値に対して特に強い影響を持つ入力変数はどれですか。
 入力変数の値は、会社の成功を危険にさらすことなく、どのような制限内で変動する可能性がありますか？
たとえば、コストの超過が投資コストに与える影響、
熱販売の削減、エネルギー価格の変動による影響、エ
ネルギー価格の高騰、熱生産価格に対する課税などを計算できます。
図10.3では 、さまざまなエネルギーコストに対してさ
まざまな要因が入力されています。化石エネルギー源と電気は重要であると評価され、その揮発（一時）性は-10%/+20%のアカウントに反映されます。一方、バイオマスの一時性は

第2部 基本低いと想定されます（-5%/+10%）。そのため、エネル
ギーコストの安定性が高いため、再生可能な熱発生機の年間コストは化石エネルギー源のコストよりも大幅に低くなることがわかります。

 サブスクリプション容量のkWあたりの年間基本価
格消費から独立した固定費には、基本価格が適用されます。接続料金によっては、投資費用の一部を基本価格で資本コストとして請求する必要があります。

Annual costs

 エネルギー価格：供給された熱のエネルギーコスト。
顧客のキャリブレーション済み熱量計で請求されます。燃料費に加えて、補助エネルギー、熱分配損失、その他の消費依存コストもエネルギー価格に含まれています。

ReferencefossilVariant 1

bivalent
WE 4
Variant 2

monovalent
WE 6
Variant 3

monovalent
Pellets
Variant 4

Investment heating plant

Investment network

Operation and maintenance

EnergyEnergy min

Energy max

図10.3感度比較「エネルギー価格」による年間コスト

Annual costs

図10.4 は、投資コストに基づく感度分析(+20%/-10%)を示しています。再生可能なバリアントへの投資が大幅に増加していることから、資本コストはベースのバ
リアントよりも大幅に変動します。

ReferencefossilVariant 1

bivalent
WE 4
Variant 2

monovalent
WE 6
Variant 3

Investment heating plant

Investment network

EnergyInvestment costs minmonovalent
Pellets
Variant 4

Operation and maintenance
Investment costs max

図10.4感度比較「投資コスト」による年間コスト

10.5 熱販売の料金体系
第 10.3章に記載されている費用は、熱販売の関税構造に含まれている必要があります。コストを消費依存コ
ストと消費非依存コストに分割することは理にかなっています。投資とメンテナンスおよびサービスのコス
トは、熱販売とは大きく独立しています。燃料の購入
費用と補助エネルギーの電力コストは、生産されるエネルギーに依存するため、消費コストが再調整されます。
地域暖房の関税構造は、多くの場合、次の3つまたは4つの要素で構成されています。
 1回限りの接続料金：建設および住宅の接続に関する顧客の投資コストの割合です。支払いは1回だけ行われます。通常は、住宅の接続が完了した後に行われます。

 メーター課金：また、料金体系にはメーター料金が含まれる場合があります。メーター料金は、メータ
ー機器とその保守/較正の費用を対象としています。
料金の合計金額のメーター課金の割合は小さいです。
定期的な価格（基本価格およびエネルギー価格）は、定期的に（年単位など）インデックスが作成され、調整されることがよくあります。国や地域によっては、消費者物価、エネルギー価格（暖房用石油、ガス、電気、エネルギー、薪など）、人件費、建設費など、さ
まざまな価格指数が用意されています。たとえば、労働価格はエネルギーまたは燃料価格指数と一般消費者
価格指数を使用して指数化できます。
価格変動条項は、会社による製造コストと熱供給コストの発生と、熱市場におけるそれぞれの条件の両方を適切に考慮して作成する必要があります。関連する計算要素を完全に理解しやすい形式で表示する必要があ
ります [104]
関税構造、間接価格構成要素の決定方法、価格指数調整
方法は、熱供給契約又は適用される補足（関税表など）に詳細かつ詳細に指定する必要があります。インデック
ス価格の場合は、基本価格、名称、参照年、およびインデックスのソースに加えて、調整が有効になるしきい値と計算式を指定する必要があります。エネルギー供給および請求に関する価格および契約の設計に関するすべての法律、規則、ガイドラインを遵守する必要があります。
熱供給契約の法的に安全な設計のために、この分野で経験した法律事務所から法的助言を求めることをお勧めします（また、少数の顧客しかいない小規模システムの場
合も同様です）。熱供給契約およびそこに含まれる技術的な接続条件は、負荷の挙動と流量および戻り温度を最適化するためのモチベーションと単一のオプションがあるように設計する必要があります。そのためには、いわゆる「動機付けの関税」がますます利用されています。
これらは、たとえば、これに応じて熱価格のボーナスまたはマルスを計算するために、戻り温度または特定の体積流量を考慮に入れます。制御バルブの詳細については、「地域熱ネットワークの計画に関するハンドブック」（ [19] 8.4.4章）を参照してください。
図 10.5 は、関税構造に基づく熱網作業のコスト配分を示しています。分配器は、個別に、およびシステムオペ
レータによって決定されます。たとえば、1回限りの接続料金が免除される場合、リスク配分を含む投資コスト
全体を資本化し、基本価格に含める必要があります。

107

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

図10.5料金体系に基づくコスト配分を示します。

10.6 ビジネスプラン
10.6.1 構造と内容事業計画では、会社で実施する必要があるビジネスの概念または計画を記述します。バイオマス暖房設備の建設と運用、特に地域暖房ネットワークもこの意味での事業であり、事業計画が必要です。したがって、ビ
ジネスプランは、企業の品質に関する情報を提供する手段となります。優れたビジネスプランは、融資と顧客獲得に役立ちます。次の説明については'ビジネスプ
ランは次の2つの部分で文書を優先します
1. テキスト：これは、製品、サービス、顧客、および
マーケティングの観点からのビジネスアイデアの書面による定式化としてのビジネスプランです。事業計画
では、事業の発展に関する情報を提供し、リスクの評価を行います。
加熱ネットワークでは、さまざまなネットワーク拡張
モデルの影響を示すことが重要です。
2. 財務:予算計上された貸借対照表と予算計上された収入明細書 は、予定された来収と支出、補助金、資金調
達、流動性計画に関する情報を提供します。予算計上された貸借対照表と予算計上済みの記述は、通常、最低20年を対象としています。
ビジネスプランは、これら2つの部分で次の要素をカバーする必要があります。
 エグゼクティブサマリー（最大2ページ）

108

 会社名：設立チーム、会社概要、会社目標などがあります 製品またはサービス：顧客、開発の現状、生産に役立つ利点とメリットを提供します 業界と市場：業界分析、市場分析、市場区分、対象
顧客、競合、位置分析などです マーケティング：市場参入、マーケティング、セールスコンセプト、セールスプロモーションです 管理と重要な位置
 実装計画を作成
 機会とリスク 財務セクション：今後20～25年間の計画：人事計
画、投資および非推奨計画、予算化された利益および損失勘定、財務要件を示す信頼性計画です。
 感度分析は、投資計算の補足として、最も重要な
入力変数を変化させることで次の質問に答えます。
o 結果変数の値に対して特に強い影響を持つ入力
変数はどれですか。
o 入力変数の値は、会社の成功を危険にさらすことなく、どのような制限内で変動する可能性がありますか？
 重要な入力変数は次のとおりです。
o 負債比率および負債の興味
o 燃料価格（および確実な供給）
o 建設およびプラントのコスト
o 電気料金o 人件費
o 資金調達第2部 基本
事業計画は常に開発者が作成する必要があります。開発者は、ビジネスプランを外の世界に最もよく表すビ
ジネスアイデアに責任があります。プランナのタスク
は、ビジネスプランの準備においてクライアントをサポートすることです。

10.6.2 予算計上済みの貸借対照表と予算計上済みの損益計算書
企業の収益性の評価は、平均熱生産コストの計算のみに基づいて行うことはできません。また、長期観測期間中の熱生産コストが収益よりも低い場合でも、流動性が確保されていない場合は、最初の運用年の損失を後年の収益で補償することはできません。したがって、流動性の状況に特別な注意を払う必要があります。これは、毎年の経済状況を証明する予算貸借対照表と予算収入計算書の目的です。
第 10.7章では、QMによってバイオマスDHプラント用に開発されたExcelベース のツールを紹介しています。
このツール を使用して、25年以上にわたり加熱ネット
ワークの経済状況をマッピングできます。
加熱ネットワークの構造や接続密度などの一般的な条件 は、経済効率に影響を与えます。このデータは計画担当者が収集し、経済最適化プロセスで使用する必要があります。

10.7 収益性計算ツール
QM Holzheizwerkeは、25年のプラント運転期間中に予算計上された貸借対照表と予算計上された収入明細書を 作成 す るた め のス イ スの 簡 単 なツ ー ル（ 「 QMHBerechnungstool Wirtsaftlichkeit」）を開発しました。
このツールは、オーストリアのQM Heizwerkeチームが開発および提供する経済効率計算プログラムに基づいています [105]このツールを使用すると、コストの開発、経済的なボトルネック、プロジェクトの成功を提示できます。ツールを使用して、次のような質問に答えることができます。
 事業期間中にプロジェクトはどのように発展しますか？
 最も重要な経済的リスクは何ですか？
 負債資本は設備の残存価額によって確保されていますか？
 顧客の熱生産コストはどの程度高くなっていますか？
現在のバージョンのExcelテンプレートとサンプルファ
イル（ドイツ語）は、QM Holzheizwerke [17]のダウン
ロード領域にあります

経済的な実行可能性と関連する計画計算の監査 は、準
備後に一度だけ実施する必要がありますが、プロジェ
クト期間全体を通して有効な費用を定期的に更新して確認し、可能な費用運用の検討を補足する必要があります。
個別年度の予算残高と予算収入明細を計算する際には、インフレを考慮する必要があります 。しかし、実際の金利と銀行の金利の差はインフレ率が高いときに大きくなるため、この目的では、上記のような現実的なアプローチ（ 10.4章を参照）は認められません。これにより、最初の年では金利の負担が大きくなります。したがって、実際の金利を使用すると、最初の年に相当するリスクを伴う資本コストの過小評価につながる可能性があります。
物価上昇のない名目金利を利用してインフレ を考慮しない場合、金利負担は、実際には所得に比べて、計画
所得の状態ではやや高めになると考えられます。イン
フレが低い場合は、他の不確実性と比較して、この偏差を無視できます。インフレは前の年金と収入の両方に影響を与えるため、通常、他の不確実性にはほとん
ど影響を与えません。金利やインフレに関する前提については、貸出機関と協議し、合意する必要があります。

109

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
 メンテナンスコスト

免責事項
Excelツール QMH-Wirtschaftlichkeitsreconnung （経済収益性計算） は、非常に慎重に準備されています
が、その準備に関与する人と置換体は、決定された
結果とその結果から得られた結論に対する保証や保証を受けることはできません。単純化された計算
は、計算の性質上、特定の偏差になります。たとえば、1年が1つの期間と見なされるため、1年の開始日または年末に支払が行われるかどうかは考慮されません。
注意ツールがさまざまな入力制限を再ガードする警
告フィードバックを提供する場合でも、入力値が正しくないと最終結果が正しく再配置されない可能性があることを除外することはできません。特定の前提条件の結果を正しく評価することは、ツールを使用している人の対応可能性です。
Excelツールにはさまざまなワークシートがあります。
ワークシートは読み取り専用ですが、すべての式と計算式はわかりやすくなっています。これらを変更すると、エラーが発生し、ツールによって誤った記述が生じる可能性があることに注意してください。
マニュアルやハンドブックではなく、ワークシート
I1_Explanationsに記載されています 。入力フィール
ドと出力フィールドは、対応する説明にリンクされています。

 投資コストには耐用年数が含まれます 借入金およびローン（期間および金利を含みます）
 補助金です。
ワークシートE2_Heat priceでは、4つの異なる料金体
系（価格および契約の期間）を定義できます 。関税は第 10.5章に記載されている関税構造に対応しています
熱消費者データはワークシートE3_ Con-sumersに記録されます 。各顧客の接続データは、テーブルに入力できます。一般データと加熱コマンドは、Excelツールから要求時評価および適切なシステム選択のために取得することも、手動で入力することもできます。契約で合意された出力は、キャリブレーションされた出力要件ではなく、サブスクライブされた出力に入力することが重要です。消費データと関税から、年間コストと熱生産価格は、熱供給会社の観点から、熱顧客の視点
または販売収益から計算できます。
入力はワークシートB1_Calculationsでコンパイルされ 、25年間のプロジェクト期間で評価されます。操作中に、総支出と収率の有効値を使用して、ファイルを簡単な制御と計算後に使用できます。
最も重要な結果とグラフはワークシートA1_Resultsにまとめられ、 2つのA4ページに印刷できます。

ワークシートE1_Projectデータに は、プロジェクト全体を確認する情報が入力されます。これには次のものが含まれます。
 一般的なプロジェクトデータ、熱分布の損失などです

金額[CHF] エネルギー価格、環境、運転コスト、インフレ率などがあります

ローン残高

プラントの累積キャッシュフローの残存価額

図10.6ローン残高、資産の残存価額、キャッシュフローを示します。

110

熱需要[MWh/A]

第2部 基本

熱需要には分配損失が含まれます
図10.7熱販売の発展です。顧客側の改装と効率化により、新規顧客が接続されていない場合、熱需要と販売は年々減少します。

その他の推奨ツール
バイオマスDHプラント用にQMによって開発および提供された文書とともに、経済効率の設計および計算に推奨できるさらに校正ツールがあります。
Sophena [102]
オープンソースのソフトウェアである Sophena は、
熱供給プロジェクトの技術的および経済的な計画を、十分に根拠のある方法で迅速に実行することができます。 Sophena の中心には、ボイラーとバッフ
ァーのストレージシミュレーションがあり、ここから年間の持続時間曲線と主要エネルギー数値が決定されます。これらの計算に基づいて、生産コストの決定を含むVDI 2067に従って収益性分析を実施します。さらに、グリーンハウスガスバランスやネット
ワークの熱需要密度などの結果が得られます。
THENA [106]
THENA （Thermal Network Analysis）は、Excelベースの計算ツールで、ネットワーク設計の簡単な技
術的分析と、熱分配ネットワークの補助的なラフコ
スト見積もりに使用されます。
DN-Sensi [107]Excelベースの計算ツール DN-Sensi,を使用すると 、DN 20からDN 250までの呼び径の熱分布コストに対する、最適な寸法および拡散パラメータの感度を計算して、簡単にグラフィカルに表示できます。

10.8 投資コストの見積
次の図は、中央暖房設備を使用した発熱の総投資コストを示しています（ 図参照）
10.8）および暖房ネットワーク（ハウスステーションを含む）（図 10.9を参照してください）。曲線は、実数-のデータに基づいています。
2009年から2018年の間にスイスとオーストリアのQM
モニタリングからシステムを検出しました。グラフは、最も重要なQ要件を満たす評価済みシステムの大部分を表しています。変動範囲はかなりの場合があり、変動要因によって異なります。
注意
次の図は、投資コストの最初の予測値（予備調査、
実現可能性調査）のみを目的としています 。これら
は指標を提供しますが、木材火力発電所の詳細な計
画段階の一環として投資コストを決定するために使用してはなりません。図は、プロジェクト固有の計算との組み合わせのベンチマークとして機能します。
ユーロ/スイスフラン換算は 純粋な通貨換算ではなく、オーストリアとスイスの価格変動も評価されたプラントデータに基づいて考慮され 、異なる価格、建設コスト、賃金レベルで正当化されます。
さらに、地域暖房パイプとハウスステーションのガ
イド価格を記載した表とグラフはQM Fernwä rmeによって決定され、地域暖房ネットワーク計画ハンドブック [19]（地域暖房パイプ）および地域暖房トランスファステーション計画ガイド [76] （ハウスステ111

投資コストは発熱量[EURkW]

投資コストは発熱量[EURkW]

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

熱生成に必要な総熱容量[MW]図10.8熱発生のための具体的な投資コスト–2009年から2018年までのATおよびCHから実現された設備の評価です。

投資コストは発熱量[CHFkW]

投資コストは発熱量[EURkW]

コストには、発熱、粒子分離器、エコノイザーおよび/または結露（存在する場合）、熱蓄積器、煙突シス
テム（フルー）、水流システムの統合、電気設備が含まれます。 制御/制御（C&I）、ボイラー室、蓄熱シ
ステム用の単価および二価システム用の排出システムを含む燃料貯蔵室です。設計はQ要件「E4熱発生」
を満たしています。EUR / CHF変換では、ATとCHの異なる価格レベルが考慮されます。

線形熱密度[MWh/（a * m）]
図10.9熱発生のための具体的な投資コスト–2009年から2018年までのATおよびCHから実現された設備の評価です。
料金には、暖房設備の地域暖房ネットワークに関連する水流システム、掘削作業を含む地域暖房網作業、および熱移動ステーション（電装品を設置しない場合）までの住宅接続、およびAT/CHF変換では、AT/CHのさまざまな価格レベルが考慮されます。

112

第3部 計画プロセス

第3部 -計画プロセス113

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

11 需要評価
11.1 はじめに
現在の状況（需要評価）の分析は、供給される建物またはエリアに適した熱発生および熱分布システムをディファインするためのシステム選択の基礎となります。
需要の評価は、今後のすべての計画ステップにおいて最も重要な基礎であり、 プロジェクトの成功過程とプラントの運用において責任を持つ役割を果たします。電力と熱の需要を過大評価し、関連する設備の過剰寸法を予測すると、プロジェクトに大きなマ
イナスの技術的および経済的影響を与える可能性があります。
そのため、早期計画段階ですでに実施されている需要評価の実施には注意が必要です。実装は経験豊富なプ
ランナーの責任であり、独立した機関（例 Q- Qm for
Biomass DH plantsのマネージャです）。
総合的なアプローチでは、需要評価には、現在および将来の冷暖房需要の決定、および再生可能で地域的に利用可能なすべての熱源の評価が含まれます。その結果、需要の評価では、システム全体の年間熱需要がさ
まざまな供給シナリオおよび拡大シナリオに対応する
負荷プロファイルおよび年間継続時間曲線とともに提供されます（第 13章を参照）。
QM Holzheizwerke と QM Fernwä rme は、この目的に役立つドキュメントとツールを提供しています。
 詳細なプロジェクト手順については 、Q-ガイドラ
イン[15]、この計画ハンドブックのパート3、および地域熱ヒーティング・ネットワークの計画ハンドブック（ [19] 、102 ff.）に記載されているバイオ
マスDHプラントのQMに従ってください。
 Word [108]のテンプレートドキュメントとしての領域暖房接続に関するアンケートです。
 需要の評価と適切なシステム選択のためのExcelツール [109] 各熱消費者およびシステム全体の妥当性チェックに使用します。Excelツールでは、バイオ
マスDHプラントのQMのターゲット値を使用して、熱生成のシステム選択が直接評価されます。
関連するすべてのプロジェクトの利害関係者をできるだけ早く関与させることをお勧めします。これには、サイト自治体、州または連邦州、運営会社（請負業者など）、顧客、燃料およびエネルギー供給会社、および居住者や住宅所有者、協会、地域エネルギー機関、
企業およびバイオマス協会などの間接的な利害関係者が含まれます。関連するプロジェクト参加者は、「熱グリッドにおけるリスク」 [20]および「サーマルグリ
ッドの社会経済的側面」 [18]のレポートに詳細に記載されています114

必要な作業手順
次の作業手順は、プロジェクトの進捗状況およびバ
イオマスDHプラントのQMに適合するマイルストー
ンに応じて、さまざまな精度に応じて利用可能であるか、または罰金が科される必要があります 。
 予備調査またはプロジェクト開発では、最初の供給領域の大まかな予備解析 が実行されます。このプロセスでは、既存の熱源およびヒートシンク（ヒートデコマンド）の潜在性を明確にする必要があります。この目的には、エネルギー計画、地理情報システム(GIS)ツール、地籍地図のガイドラ
インや推奨事項などの情報源を使用できます(第12章も参照)。
o KEAの自治体の熱計画へのガイド [110]o en-ergieStadtの空間エネルギー計画用モジ
ュール [111]
o ツールPETA 5.1 [112]o ツールサーモ [113]o ツールホットマップツールボックス [114]o 情報マップmap.geo.admin.ch [115]o スイスのツールWebGIS [116] 既存の国、地域、および地方自治体のエネルギー戦略またはエネルギーマスター計画を使用して、潜在的な供給エリアを調整および明確化します 。熱ロードマップ欧州プログラム [117]では 、CO2中性の加熱と冷却の戦略が欧州レベルで開発されました。
 最も重要なのは、関心の明確化です
主要な顧客 データの分析、評価、妥当性チェック。たとえば、Excelツールを使用して 、QM
Holzheizwerkeのコマンド評価と適切なシステ
ム選択 [109]を行います 。
 詳細なデータを収集するために、社内調査、情報イベント、アンケートを通じて徹底的な熱需要と内部評価を実施します （第 11.2 章個別の
熱消費者の要求）。
 異なる種類の熱供給の解析および準備を更新します 。バリアントの選択は、次の条件に基づいて行われます。
o 地域のエネルギー源と再生可能エネルギ
ー源を利用
o 再生可能エネルギー源の最小シェアが必要
o ピーク負荷をカバー
o 投資コストと運用コストを削減
o 冷却エネルギーに対する既存の需要
 プロジェクトの進捗状況とマイルストーンに応
じてプロセスを繰り返し、精度を高めます（反復プロセス）。
需要評価の結果
その結果、需要の評価では、システム全体の年間熱需要がさまざまな供給シナリオおよび拡大シナリオに対応する負荷プロファイルおよび年間継続時間曲線とともに提供されます（第 13章を参照）。

第3部 計画プロセス

11.2 熱需要の分析
11.2.1 新規建物
スペースヒーティングの年間熱需要 は、EN ISO 52016[118]に従って計算する必要があります必要に応じて、その他の同等の国内規格およびガイドラインを参照してください。この規格では、太陽光、人、電気器具な
どからの熱の増加が考慮されています。
家庭用温水の年間熱需要の計算は 、通常、所定の標準使用に基づいて行われます。表 11.2に加えて 、この目的のために関連する国内規格およびガイドラインを参照できます（第 19章を参照）。
スペースヒーティングの年間熱需要 は、EN ISO 1[119]に従って計算する必要があります計算には、他の同等の国内規格およびガイドラインも使用できます。
この規格では、太陽光、人、電気器具などからの熱の増加が考慮されています。断続的な加熱の影響を補正するために、追加の加熱容量を考慮することができます。加熱能力を追加しないと、熱の増加を考慮せずに24時間の平均値が得られます。
隣接する温水に対する熱容量要求の平均値 は、温水の加熱コマンドを加熱時間（冬運転）または8,760時間（通年動作）で除算して算出されます。温水ヒーターの接続負荷から熱湯に対する熱容量要求のピーク値に起因します。優先回路付きの貯湯式給湯器が一般的に使用されているため、通常、温水の年間熱需要を4,000〜6,000時間で割れば十分です。瞬間給湯器、フロー給
湯器、淡水ステーションを使用する場合は、全負荷運
転時間の短縮が必要になる場合があります。これは、特定の日のピーク負荷が平均値より高く、曜日と海の日に依存する可能性があるため、理論上の平均値よりも高いピーク負荷が考慮されます。
温度の要求は 、熱容量の設計と家庭用温水の準備から生じます。ラジエーター、床暖房および熱交換器の設計は通常製造業者の指定に基づいています。

11.2.2 既存建物
年間総熱需要の計算は、通常、以前の最終エネルギー
消費量（たとえば、以前の石油消費量）と以前の熱発生器の使用度に基づいています。これを受けて、スペース暖房、家庭用温水、プロセスの内訳が明らかになりました（表 11.1参照）。以前に停止していたボイラーシステムに応じて容量を選択したり、エネルギー性
能証明書からエネルギーと容量の需要を取得したり、大まかでプロフェッショナルでない見積もりに頼ることは推奨されません。

過去の消費に関する信頼性の高いデータがない場合、またはスペースヒーティング、国内の温水およびプロセスに確実に分割できない場合は、測定またはプロフェッショナルによる推定を行う必要があります。
熱量の決定に最適な方法 は、測定を使用して負荷特性を決定することです。これは通常、小規模な熱消費者には多大な労力を伴いますが、特に大量の熱消費やプ
ロセス暖房システムには絶対にお勧めします。このような場合は、十分な時間があり、機能する発熱システ
ムが利用可能な場合にのみ測定が可能であるため、早期の計画が重要です。
これまでの経験から、既存の熱容量需要計算がほとん
ど利用できないか、旧式の計算方法に基づいていることがわかりました 。多くの場合、新しい計算は、詳細なビルディング構造に関する必要な情報が不足しているために失敗します。
熱容量の要求は、以前の熱需要から最もよく決定されます。
 スペースヒータの最大熱容量は 次のとおりです。
適切な全負荷運転時間数で熱容量要求を分割します（説明および制限については、ボックス「全負荷運
転時間スペースヒータの回数」を参照してください）。
 温水の平均熱需要は 次のとおりです。暖房時間（冬季運転）または8,760時間（1年運転）での熱需要の除算です。理論平均値よりも高いピーク負荷を考慮すると、通常、温水の年間熱需要は4、000 ~ 6、000時間に分割されます。
 プロセス熱に必要な熱容量は 次のとおりです。熱
要件を適切な全負荷運転時間に分割します。運転時
間、暖房ピーク、休憩、夜間セットバック、週末を考 慮し て 、 個 別 に決 定 ま た は見 積 も ら れま す 。
Excelツールの需要評価と適切なシステムの選択では、プロセスの熱は1年あたりの運転時間（1日の平均値）で平均化されていることに注意してください。
したがって、最大出力ピークはアカウントにはなりません。場合によっては、この情報だけではシステ
ムの寸法を作成できないことがあります。
床暖房、ラジエーターヒーターまたは水ヒーターのよ
うな既存の熱供給システムに基づいてだけ温度の要求を推定することができます 。ただし、寒冷な屋外温度の場合は、個々の熱消費者で温度測定を行い、測定値のペア（フロー/戻り温度、屋外温度）を外挿して値を設計することをお勧めします。
今後の 省エネ対策 については、需要の評価の過程で調査を行い、年間の熱需要、熱容量需要、温度需要を考慮して検討していきます。

115

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

スペース暖房の全負荷運転時間の数についての関連
議論
ス ペ ー ス ・ ヒ ー テ ィ ン グ の 全 負 荷 運 転 時 間 [h/a]（「全負荷運転時間」または「全使用時間」とも呼ばれる）は、スペース・ヒーティングに必要なエネ
ルギー消費量と、スペース・ヒーティングに必要な最大熱容量（kW）の比率です。全負荷運転時間の数
は、システムの場所での屋外温度の年間持続時間曲
線、暖房制限、および熱容量需要の天候に依存しない割合のサイズによって異なります。
建物の規格と使用タイプに応じて、他の値が生成されます。 特に非住宅用の建物の場合は、動作と再加熱が制限されているため、予測が困難な場合があります。また、住宅用の建物とは異なる室温と内部負荷があります（ 表11.1の住宅用と非住宅用の建物の間の比較を参照）。したがって、表 11.2に記載されている全負荷運転時間の数は、1990年頃より前に建設された既存の住宅用建物（温水を使用した空間暖房）にのみ適用されます 。これらの全負荷運転時間
数は、暖房制限が15°C未満の新しい建物や非常に断熱性の高い既存の住宅用建物、および非住宅用建物には適用されない場合があります。 低い値はここに帰着します。
全負荷運転時間の数は、基本的に必要な熱容量を予測し、妥当性チェックを行うための補助として意図されています。ただし、状況、出力需要、および使用目的に応じて、この方法では投資の決定に十分ではなく、EN 12831-1 [119] に基づいて、または既存の建物の場合は、測定を使用して、出力需要をより正確に明確にする必要があります（ 11.2.1および
11.2.2章を参照してください）。

11.2.3 建物面積
建築面積の正確な建築計画がなく、計算の可能性がな
い場合、 熱需要 はエネルギー参照領域と特定の暖房需要に基づいてほぼ終了します。特定の暖房要求は現在および予想される未来の建物の標準に従って置くべきであるが、決して余りに高くない。一般的な用途に応じて、国内の温水に対する比熱需要が計算に使用されます。
既存の建物と同様に、熱量要求の計算は、熱のデマンド（ここで推定）から行うことができます。温度要求は、期待される熱伝導システムに基づいて見積もられ
ます。

116

第3部 計画プロセス

表11.1

住宅建築物と特定の非住宅建築物の比較
Indoor swimming pools andspa areas in hotels
 Heat capacity demand calcu-  Often unreliable heat capacity  Heat capacity demand calcu-  Often unreliable heat capacity
lation without heat gains, but
demand calculation
lation like residential construcdemand calculation
this is taken into account intion, but the heat gains are Often inaccurate figures for Often inaccurate figures for
the Excel tool for demand asunclear
waste heat loads
waste heat loads
sessment and appropriate
 Widely varying, seasonal op High air heater connected High connected loads of bathsystem selection
erating times and occupanload
water heat exchangers
cies possible
 Relatively predictable, uniform Restricted operating hours in Restricted operating hours indomestic hot water demand High domestic hot water
terms of day and weekterms of day, week and year
peaks that do not occur in No restricted operation, or Domestic hot water consump Large daily domestic hot waonly during the nightnormal residential construction high in restaurants andter consumption with hightion
low in shops (but varies bypeak demand
sector).
Housing

Problems

Space heating
Specific heat demand Midland / lowlandOld
100 kWh/(m²*a)
Existing 80 kWh/(m²*a)
New
40 kWh/(m²*a)
Mountain regionOld
120 kWh/(m²*a)
Existing 100 kWh/(m²*a)
New
50 kWh/(m²*a)
Number of full load
operating hours

Midland / lowlandOld
2,000 h/a
Existing 2,000 h/aNew
1,200 h/a
Mountain region:'Old
2,500 h/a
Existing 2,500 h/aNew
1,500 h/aSpecific performancerequirements

Shops and restaurants

Hotels without spa area

Midland / lowland
Existing 80 kWh/(m²*a)
New
40 kWh/(m²*a)

Midland / lowland
Existing 80 kWh/(m²*a)
New
40 kWh/(m²*a)

Midland / lowland
Existing 300 kWh/(m²*a)
New
150 kWh/(m²*a)

Mountain region
Existing 100 kWh/(m²*a)
New
50 kWh/(m²*a)

Mountain region
Existing 100 kWh/(m²*a)
New
50 kWh/(m²*a)

Mountain region
Existing 375 kWh/(m²*a)
New
190 kWh/(m²*a)

Lower values possible with inter- (including domestic hot waterruptions in operation
and bath water heating)
Midland / lowland:
Existing 1,350 h/a
New
800 h/aMidland / lowland
Existing 2,000 h/aNew
1,200 h/a

Midland / lowland
Existing 2,000 h/aNew
1,200 h/a

Mountain region
Existing 1,700 h/aNew
1,000 h/a

Mountain region
Existing 2,500 h/aNew
1,500 h/a

Mountain region
Existing 2,500 h/aNew
1,500 h/a

Lower values possible with inter- (including domestic hot waterruptions in operation
and bath water heating)

Midland / lowland
Old
50 W/m²
Existing 40 W/m²
New
30 W/m²

Midland / lowland
Existing 60 W/m²
New
50 W/m²

Midland / lowland
Existing 40 W/m²
New
30 W/m²

Midland / lowland
Existing 150 W/m²
New
125 W/m²

Mountain region
Old
50 W/m²
Existing 40 W/m²
New
30 W/m²

Mountain region
Existing 60 W/m²
New
50 W/m²

Mountain region
Existing 40 W/m²
New
30 W/m²

Mountain region
Existing 150 W/m²
New
125 W/m²

With business interruptions
equal values necessary(including domestic hot waterand bath water heating)Significantly higher values thanMFH, but possibly compensatedby low occupancy
30 - 50 kWh/(m²*a)

Domestic hot water preparation
and bath water heating are included in the key figures listed
above.

Hot water
Specific heat demand Single-family house (EFH:
15 - 20 kWh/(m²*a)Multi-family house (MFH):
25 - 30 kWh/(m²*a)

Restaurants higher values thanresidential
30 - 70 kWh/(m²*a)
Retail shops lower values thanresidential buildings:
5 - 15 kWh/(m²*a)With the help of these key figures, only the approximate total
demand can be estimated.

Number of full load
operating hours

Not 8,760 h/a, as daily consump- Lower values than residential
tion varies; recommendation:
construction (higher power
4,000 - 6,000 h/a
peaks):
2,000 - 3,000 h/a

Lower values than residential
construction (higher powerpeaks):
2,000 - 3,000 h/aSpecific performancerequirements

Single-family house (EFH):
5 W/m²

Specific domestic hot water demand is much higher than in the
MFH:
15 - 25 W/m²

Multi-family house (MFH):
8 W/m²

Restaurants higher values thanresidential:
25 W/m²
Retail shops lower values thanresidential buildings':
5 W/m²117

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
Table 11.2 Number of full load operating hours for existing residential buildings (space heating without hot water). These
numbers of full load operating hours may not be applied to new buildings and very well thermally insulated
existing buildings with heating limits < 15° C and non-residential buildings (notes on application in thebox).
Location

Number of full load operating hours for residential buildings Number of full load operating hours for residential buildings
Calculated with the help of the Excel tool for demand assessCommon values used in the individual countries
ment and appropriate system selection

Zurich (CH)2,050 h/a *2,000 - 2100 h/a *Davos (CH)2,800 h/a *2,600 - 3,000 h/a *Locarno-Monti (CH)
1,800 h/a *1,700 - 1,900 h/a *Graz University (AT)
1,900 h/a **1,800 - 1,875 h/a ***Tamsweg (AT)2,350 h/a **1,766 - 1,840 h/a ***Vienna inner city (AT)
1,700 h/a **1,714 - 1,813h/a ***Munich-Airport (DE)2,050 h/a **1,913 h/a ****
Karlsruhe (DE)
1,750 h/a **1,611 h/a ****
* Long-term empirical values from Switzerland. The figures are partly specified in cantonal energy ordinances.
** The figures for Austria and Germany were calculated solely on the basis of the annual duration curve using the Excel tool for demand assessment and appropriate system selection based on Swiss values. These values should only be used as comparative figures in Germany and Austria.
*** Source: Handbook for Energy Consultants, JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH, October 1994 edition.
**** Source: Recknagel/Sprenger/Hönmann, Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik 1990/1991.

11.3 システム全体の熱需要
11.3.1 必要熱容量のを決定
個々の熱消費者の数値からシステム全体に必要な熱容量を決定する場合、次の問題が発生することがよくあります。
 システム全体に必要な熱容量は、安全マージンが多かれ少なかれ大きい計算値と安全マージンのない実際の測定値の混合から生じます。

決定された負荷は、熱消費だけでなく、発熱体（過大または過小寸法）および測定点の位置にも依存しますので注意が必要です。
 測定によって決定される負荷曲線は、多くの場合、加熱出力需要の天候に左右されないかなりの割合を示します 。新しい建物では、このような天候に左右されない、スペースヒーティングのための暖房能
力の停止の割合をどのように考慮する必要がありま
すか？

1 [119]に従って計算する必要があります対

 国 内の 温 水 需 要の 平 均 熱 容 量（ 年 間 熱 湯需 要 を
8,760時間で割った値）は、温水の熱容量需要のピーク値（給水ヒーターの接続負荷）とは大きく異なります。お湯の消費量は日々変動し、曜日や季節によって異なります。

照的に、測定に基づいて決定された負荷特性は、実際の屋外温度を参照します。

質問へのお答 スペースヒーティングの年間熱需要 は、EN ISO

 EN 12831-1 [119]に準拠して計算されたスペースヒートインに必要な標準の熱容量では 、太陽光、人、または電気装置などによる内部
および外部の熱の増加は考慮されていません 。一方、測定に基づいて負荷特性が抑止されるため、熱の上昇が正しく考慮されます。
 既存の建物の暖房に対する熱容量需要を暖房需要から見積もるには、多数の全負荷運転時間が必要です。
これは、システムの設置場所における屋外温度の年間持続時間曲線、室温、加熱制限、および非天候依存コンポーネントのサイズによって異なります。使用するフルロード運転時間はどれくらいですか ？
 断続的な暖房の影響を補正するための追加暖房容量の計算 （例：週末の運転を減らした後、月曜の朝のオフィスビルでの暖房など）は、多くの場合、必ずしも正確ではありません。
 測定された負荷特性は、1日の平均値を1時間の平均値に回帰することにより、さまざまな負荷ケースに対して作成できます。ピーク測定値に基づいて

118

計算と実際に測定された値を可能な限り現実的に組み合わせて、プラント全体の数値を決定するには、
次のようにして回答する必要があります。
 新しい建物では、熱の増加はどのように考慮されますか。
 既存の建物の以前の熱需要に基づいて、スペー
スヒーティングの熱容量需要を判断するために、全負荷のオペレーション時間として適切な数はどれくらいですか？
 新しい建物では、このような天候に左右されない、スペースヒーティングのための暖房能力の停止の割合をどのように考慮する必要がありま
すか？
 システム全体の断続的な加熱の影響を補正する
ために、追加の加熱能力はどの程度考慮されますか？
 システム全体が参照する外気温はどれですか？

第3部 計画プロセス

11.3.2 消費熱量負荷特性
可能な限り実際に使用されている屋外温度の負荷特性としての熱容量需要を表すには、実証的なサポートが必要であり、大規模なビルサービスシステムの改修および拡張の測定における実用的な経験から生まれています。優れた利点は、以前のエネルギー消費量の計算から得られた数値材料と測定から得られた数値材料の組み合わせを明確に示すことができることです。このメ ソ ッ ド は 、 需 要 の 評 価 お よ び QM Holzheizwerke[109]の適切なシステム選択のためにExcelツールに実装
および適用されます
この方法は、次の基本的な考慮事項に基づいています。
 空調機ごとに、空間暖房、家庭用温水、プロセスを個別に考慮する必要があります。
 一般住宅用建物の場合、スペースヒーティングに必要な熱量の日次平均値が計算に使用されます。経験と多数の測定結果から、特定の外気温度（日平均）
で住宅の建物に必要なスペースヒーティングは、「パッケージ」で24時間以内の任意の時点で提供できることがわかりました。24時間後に再びバランスが正しければ十分です。したがって、いわゆる夜のセットバックは、通常の住宅ではほとんど目立ちません。これは、1985年以降に建設された住宅ビルや、
熱的に古くなった建物に特に当てはまります。外気
温が非常に低い場合は、夜間のセットバックも必要に応じてオフにすることができます。
 週の終わりの動作が少なく、冷気換気システムのシ
ステムなどの特殊なケースは、ピーク負荷に対して可能な限り中程度に設計されています。
 内部または外部熱交換器を備えた保存水ヒーターの場合、水加熱に必要な熱容量は、ピーク値ではなく発生する最大平均値として考慮されます。このシス
テムは、主に家庭用温水優先回路（ボイラー優先）
で作動します。
 スタンドバイ蓄熱タンクを使用しないフロースルー
水ヒーター（淡水ステーション）の場合、家庭用温水準備のための熱容量のデコマンドがピーク値として考慮されます。スタンバイ・ストレージを備えたシステムの場合は、発熱量の要求を最も高い平均値として考慮することもできます。予備蓄熱タンクの容量と、システムが家庭用温水優先回路（ボイラーの事前供給）を使用して作動するかどうかの質問を考慮する必要があります。

正当である必要があります。したがって、各建物は全体的な計算で可能な限り現実的に使用されるため、一般的に同時性係数は必要ありません。ただし、中程 度の 同 時 実 行係 数 は 「 禁 止」 さ れ て いま せ ん（ 12.2.5章を参照）。安全のための顧客および安全のためになされる消費として使用して、ある特定のバランスが常にある。
 リプレゼンテーションは、システム全体の荷重特性として実行されます。スペースの暖房では、天候に左右されないシェアとの違いがあります。これは、国内の温水およびプロセス熱の必要な熱容量、および熱分布の損失に対する非天候依存コンポーネントとは無関係です。
 地域加熱ネットワークの熱分布損失の平均容量は、メーカーの仕様に基づいて計算されます。
負荷特性を利用した方法の大きな利点は、屋外温度の連続時間曲線を使用して、熱容量需要の年間持続時間曲線を計算できることです。
特性のロード負荷特性は、屋外温度の1日の平均値に応じた熱量
要求の表現です。屋外温度の場合は、24時間の平均値を常に使用する必要があります。一方、熱量の要
求は、1日の平均値（住宅用建物など）またはピー
ク値（銀行ビルなど）になります。システム全体の負荷特性は、複数の負荷特性の積み重ねによって決まります（ 図11.1を参照）。
屋外温度の年間持続時間曲線 屋外温度の年間持続時
間の線は、屋外温度の累積頻度を年当たりの日数として表したものです。たとえば、 図11.2からは 、チューリッヒの10年間の日平均気温が100日間で4°C未満であることがわかります。
熱容量需要の年間持続時間曲線
熱容量需要の年間持続時間曲線は、加重負荷特性と屋外温度の年間持続時間曲線から算出されます。たとえば、 図11.3から 見ると、50日間で熱需要が880kWを超えていることがわかります。この50日間の熱需要は、曲線の下の領域から生じます。

 個々の熱消費者およびでは、安全係数とピーク負荷
サーチャージが考慮され

119

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

Space heating
Domestic hot water

Heat capacity demand (stacked) [kW]Process heat
Heat distribution losses
Lowest outdoor temp.

Outdoor temperature [°Outdoor temperature [°図11.1システム全体の負荷特性（実線）と加重負荷特性（点線）。必要な熱容量の年間持続時間曲線の計算に使用します。

10-year daily maximum (2002 – 2011)10-year daily average (2002 – 2011)10-year daily minimum (2002 – 2011)

Number of days per year [-]Figure 11.2 Annual duration curves of outdoor temperature for the Zurich-Fluntern site (10-year mean 2002-2011).

Heat capacity demand [kW]Weather-dependent heat demand
Heat demand independent of weather conditions
Heat production with biomass boiler
Base load capacity

Number of days per year [-]図11.3緑色で囲まれた必要な熱容量の年間持続時間曲線は、バイオマスで生成される年間エネルギー量です。

120

第3部 計画プロセス

11.4 熱源解析
木材に加えて、将来完全に交換可能なCO2 ニュートラ
ルの熱供給を実現するために、再生可能な他の熱源がますます使用されています（章 1.3.2を参照）。熱グリッドを備えたバイオマスDHプラントは、地域で利用可
能な熱源を使用できるようにするための理想的な出発点です。
したがって、加熱コマンドおよび木材供給戦略分析に加えて（ 11.2章および 12.2.1章を参照）、（局所的に）使用可能な熱源の状況も早期計画段階で分析する必要があります。ここでは、熱源を利用する際のCO2 ニュートラル、可用性、経済効率に重点を置いています 。
既存のエネルギー戦略（エネルギーマスター計画など）
は、建物、近隣、またはより大きな供給エリアに使用するエネルギー源を定義するもので、分析にも役立ちます。
可能であれば、最初にローカルエネルギー源を使用します。それ以上のステップでのみ、非局所エネルギー源を委託するべきである。地方のエネルギー源は、容易に輸送できないことが特徴ですが、通常、川や湖の水、産業廃棄物の熱など、豊富な量のものが用意されています。一方、非局所エネルギー源は容易に輸送および保管できますが、いつでもどこでも利用できるわけではありません（木材やソーラエネルギーなど）。
使用可能な熱源の初期分析中には、容量とエネルギー量の観点から利用可能な状況条件に関するデータ、および、時間的な可用性/負荷プロファイル、制御可能性、温度レベルなどの熱源のそれぞれの特殊な特性を収集する必要があります。
このデータに基づいて、エネルギーキャリア/熱源の優先順位付けと事前選択を行うことができます。これは、熱発生源のさらなるシステム選択で考慮されます（第13章を参照）。

11.5 バイオマスDHプラントQM
プロジェクトプロセス統合
第 2章で説明したように 、QM for Biomass DH Plantsに準拠した品質監視では、需要評価と適切なシステム
選択のためにExcelツールを使用して、各熱消費者およびシステム全体に対して妥当性チェックを実行する必要があります [109] 主要な図と特性曲線の計算が要求されます。次に、Qマネージャは、これらの主要な図と特性曲線を、選択した文献および自身の経験的価値の情報と比較します。
需要の評価、適切なシステム選択、Excelツールの使用は反復的なプロセスです。QM for Biomass DH Plants
プロジェクトプロセスでは、設計計画段階の最新のマ
イルストーン2で、需要評価と適切なシステム選択が再検討されます。これは、入札プロジェクトの準備が完了したときにマイルストーン3で更新され、運用の最適化後にマイルストーン5で繰り返されます。マイルストーン4で承認された場合は、需要評価と適切なシステム
選択を確認し、プラントのドキュメントを更新する必要があります。
マイルストーンごとに情報のレベルが増加しますが、自由度はそれに応じて減少します。マイルストーン2の変更は鉛筆のストロークのみを意味することがよくありますが、マイルストーン4と5では工場が建設中であり、それに応じて判断ミスが発生します。
表11.3 に、各マイルストーンに対するコマンド評価のステータスと適切なシステム選択の概要を示します。
これらはチェックリストとして使用できます。「熱発生」列は、以降のシステム選択のサブオブジェクト（第 13章を参照）にすぎませんが、わかりやすくする
ために、ここではすでに説明しています。

121

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

表11.3
Milestone

2
Designplanning

各マイルストーンにおける需要評価のステータスと適切なシステム選択の概要とチェックリスト
Heat consumers

Heating network

Heat generation in general A list of potential heat consumers
is available, and at least 70% of
potential customers should havesigned a declaration of intent.

 A site plan with the location of  The necessary heat, heat cathe central heating plant andpacity and temperature demand
the marked branch pipes,
is known (see column “Heatbranch lines and house conconsumers”).
nections is available.
 For new buildings, the planning The national, regional or munic The district heating network isdata on heat, heat capacity andipal energy plans and strategies
temperature requirements aredesigned according to size inwere consulted.
terms of nominal diameters
available (with varying degrees of The heat sources available for
accuracy depending on the pro(no precise pipe netselection were analysed inwork/pressure drop calculagress of the project).
terms of characteristics, availation
yet).
 The previous fuel consumption
bility and economic efficiency.
figures are available from the ex-  The heat distribution losses The system selection (energy
isting buildings.
have been determined inmix, type and number of heatterms of size on the basis ofgeneration systems) has been
the linear heat density.
made.

Heat generation with wood The necessary heat, heat capacity and temperature demandis known (see column “Heatconsumers”).
 The fuel range and its availability have been clarified.
 The system selection (type offiring, monovalent/bivalent,
number of boilers) has beenmade.
 The power allocation to the boilers has been made.
 The mode of operation in summer and winter is fixed.

 The capacity allocation to theheat generation systems has
been made.
 The mode of operation in summer and winter is fixed.

3
Tenderproject

 The list of heat consumers for the  The location of the central
first expansion stage and the final
heating plant and the route of
expansion has been determined.
the main, branch and houseconnection pipes have been At the start of construction, at
definitively determined.
least 60 % of the annual heat de- The heat source is establishedand a corresponding concession, fuel supply contract orequivalent document is available.

 The standard circuit is specified
or an equivalent description
 The heat generation is specified
with principle scheme, funcor a description with principle
tional description, measurement
scheme, functional description,
concept, etc. is available.
measurement concept, etc. is The final principle scheme withavailable.
registered outputs, tempera- The final design of the district
heating network in terms of
nominal sizes and pressure For new buildings, the latest plandrops is complete.
ning data on heat, heat capacity
and temperature requirements
 The heat distribution losses
are available.
have been calculated on the  The final principle scheme withregistered outputs, temperabasis of the definitive network
 For existing buildings, the previtures and flow rates is available.
design.
ous fuel consumption figuresmand1) must be secured bysigned heat supply contracts.

 The fuel range is fixed and acorresponding fuel supply contract is in place.

tures and flow rates is available.

have been checked and the temperature demand is reliably available (if possible based on measurements).

4

 The list of heat consumers has
been updated.

 Changes due to the implementation planning havebeen updated in the installation documentation.

 Changes due to the implementation planning have been updated in the installation documentation.

 Changes due to the implementation planning have been updated in the installation documentation.

 The operational optimisation has
been completed.

 The operational optimisationis completed

 The operational optimisation
has been completed.

 The operational optimisation
has been completed.

 The list of heat consumers actually connected in the first year ofoperation has been compiled.

 Changes made in the course  Changes made in the course ofof the operational optimisation
the operational optimisation
have been updated in thehave been updated in the syssystem documentation.
tem documentation.

Acceptance5
Operation
optimisation

 The actual heat consumption,necessary peak power and temperature demand of the heat consumers according to the list are
known.

 The actual heat losses of the
district heating network in thefirst year of operation are
known.

 Changes made in the course of
the operational optimisation
have been updated in the system documentation.

 The actual utilisation of the heat  The actual utilisation of the boilers is known (number of fullgeneration plants is known
load operating hours).
(number of full load operating
hours).

 A comparison of the actual remaining expansion potential andpossible further heat consumers(with intention to connect) has
been made.
 If necessary, a concept for the advertising of additional heat consumers has been created.
1) QM for Biomass DH Plants bases the value on the annual heat sales of the first construction stage or the first five years of operation.

External requirements (e.g. funding agencies) may deviate from this value and should be clarified at an early stage.

122

第3部 計画プロセス

12 熱供給設計
12.1 はじめに
第 2章および第 11 章では、バイオマスDHプラントの品質監視と需要評価、および一般的な適切なシステム
選択のためのプロジェクト調達について詳しく説明しました。第 12章では、熱供給の設計に関する一般的な要件と、最も重要な主要な数値および用語について説明します 。詳細な手順は、「地域暖房ネットワークの計画ハンドブック」 [19]にも記載されています
図8.1 に示すように、加熱ネットワークは、1つ以上の中央加熱設備、1つ以上のメインパイプ、1つ以上の分岐パイプ、およびハウス接続パイプで構成されています。加熱ネットワークは長い耐用年数を持つ高価なイ
ンフラプロジェクトであるため、その後の変更は実装が困難で、コストが高くなります。これは、漏れや破裂パイプなどの欠陥の修復にも同様です。耐用年数が長いため、投資コストと熱損失が増加した予測拡張予備と、ラインの寸法が狭い拡張予備との間では、慎重なバランスを取る必要があります。この困難な課題は、状況に応じて戦略的な先見性を持って取り組む必要があります。容量のボトルネックが発生した場合、負荷管理、分散型蓄熱、戻り温度の低下、脱分散型熱源またはリング接続の統合などの最適化オペレーションがあります。一方、大型の加熱ネットワークの場合、より多くの熱を販売する以外の最適化オプションはほと
んどありません。
熱分布または熱ネットワーク設計は反復的で横断的なプロセスであり、需要評価、システム選択、段階的なネットワーク拡張を備えたシステムとして包括的に考慮する必要があります。

その他の有用な情報も含まれています。たとえば、次の無償のWebベースソフトウェアがあります（ 図12.1
も参照）。
 THERMOS[113] は、予算、気候、エネルギー目標などのユーザーおよびプロジェクト固有の要件に従って、地域暖房ネットワークを計画および最適化するために使用されます。THERMOSを使用すると、瞬時のマッピングと統合されたエネルギー需要予測が可能です。
 Hotmaps-Toolbox[114] とPETA 5.1 [112] は、地域、地域、国、地域レベルでの戦略的な冷暖房計画において、当局、エネルギーサービス会社、およびプラ
ンナーをサポートします。この2つのツールには、
ヨーロッパ・ピアン地域の暖房および冷房需要を見積もるためのデータが含まれています（ホットマッ
プには スイスおよびノルウェー）を参照してください。
 From map.geo.admin.ch [115] からは、HotmapsToolbox for Switzerlandと同様のソフトウェアがあります。暖房と冷房の需要を見積もるためのデータが含まれています。さらに、既存の1000を超える熱ネットワークがマッピングされています。
また、熱層面積における熱需要密度を推定するために、各建物の空間暖房、DO隣接温水、プロセス熱の年間熱需要を概算することもできます。この目的には、以下の方法が使用されます。詳細については、「地域熱ネットワークの計画」ハンドブックの第6.4.2章を参照してください [19]
 エネルギー参照面積と建物品質による年間熱需要の推定。
 建物の容積と品質による年間の熱需要の推定。

以下の説明と主な数値は、温水の特性が110°C未満の
第3世代の熱分布と、埋め込みおよび永久接続された断熱プラスチックジャケットパイプおよびコンパクトな
間接伝熱ステーションを考慮したものです [19]ページ、65ページを参照 。最後の章です
12.5 は、温度レベルが低く、多様なシステムの統合に
より複雑さが増すことを特徴とする、地域熱加工ネッ
トワーク技術のさらなる開発に取り組んでいます。

12.2 主要な数字と用語
12.2.1 潜在的供給エリア
潜在的な供給領域を特定するために以下で説明するツールと方法は、実現可能性調査における初期評価と大
まかな評価の補助となります（第 11章も参照）。投資
決定には詳細な計画が必須です。
従来の潜在的な供給エリアの推定に加え、GISツールや地籍地図などのデジタル情報源も、加熱や冷却の需要に関するデータを提供するために利用可能性が高まっ
ています

123

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

12.2.2 熱要求密度
熱要求密度は、地域暖房ネットワークへの接続のための供給エリアの適合性基準です。面積内のすべての建物の年間熱消費量を領域の総面積に関連付けます。熱
要求密度の評価には、表 12.1 を使用することを推奨します。
表12.1ゾーンの推奨熱需要密度を適合性基準
Suitability for heat network
Not suitable
Conditionally suitable
Suitable

Heat demand density
kWh/(m²*a)< 50
50 - 70> 70

熱要求密度のステートメント
 一戸建て住宅の近隣は一般的に関心がありません（熱需要密度
15-30 kWh /（m²* a））
 複数の家族が住む地域、村や町の中心部など、建設が密集している地域は興味がある。
 地域にある大規模な消費者（主要な顧客）が優先的に統合されれば、熱調達の密度と加熱ネッ
トワークの経済効率を改善できます。
 単一の大規模消費者のための暖房ネットワーク
は通常周囲の区域に高い熱調達密度がある場合だけ興味がある。
 ヒートネットワークは、対応するローカル近接から適切な熱調達密度が得られる場合に限り、少数の大規模な消費者にのみ設定できます。
 投資と燃料のコストが低いか、熱損失が少ない（断熱基準が高く、供給温度が低い）ため、熱需要密度が70 kWh /（m²* a）よりも低い地域を地域暖房に経済的に接続できます。

12.2.3 主要な顧客
地域の適合性を測る指標としての熱調達密度に加えて、主要顧客とも呼ばれる大量の熱消費特性は、地域暖房
ネットワークの経済運営に不可欠です。

図12.1：THERMOS(上)、Hot- maps toolbox(中央)、およびルツェルン(中央)の町のmap.geo.admin.ch (下)からの地図セクションです。色付きのフィールドは、さまざまな暖房および冷房要求値を表します。

124

主要な顧客を早期に調査する場合は、最も関連性の高い顧客を明確にし、計画データを提供する必要があります。既存の建物や特殊な構造物、特に処理熱のある業界では、適合性のあるデータを利用できないことがよくあります。また、データを収集するにはコストがかかります。コストを低く抑えるために、仮の調査では、口頭による問い合わせと有資格の見積もりを使用する必要があります。

第3部 計画プロセス

12.2.4 開発の程度供給可能なエリアでは、すべての建物が接続されていることはまれです。特に、より大きな供給エリアの新
たな開発の場合、例えば実現可能性や仮調査では、面積の年間熱需要を、いわゆる破壊または接続の程度で考慮する必要があります。接続の程度は状況に応じて考慮する必要があり、50%から80%の間にすることができます。

12.2.5 並行性係数
熱分布ネットワークの寸法を作成するには、座標係数も考慮する必要があります。多くの熱消費者とのネットワークでは、この係数は、すべての熱消費者が同時に最大出力を消費しないこと、および総サブスクライ
ブ型熱容量のデマンドに関連して同時に発生する最大熱容量デマンドから計算されることを意味します。

DHプラントでは、同時性係数は使用されないことに注意してください。これは、熱源の設計が1日の平均出力
需要に基づいているためです。つまり、同時性係数と同様に、前述の効果がすでに考慮されていることを意味します。

12.2.6 接続密度
地域暖房ネットワークは、熱の販売による収益が資本コストと運用コストからの熱生産コストを超える場合、経済的に存続可能であると想定されています。経済的に表面的であることを推定するための重要な指標は、接続密度（線形熱密度とも呼ばれる）です。接続密度
は、MWh/a販売される年間の熱量と、メイン、ブランチ、およびハウス接続パイプラインのトレンチ長の合計（メートル単位）の比率です。熱需要密度と同様に、個別のサブネットワークまたは分岐に対して線形熱密度を計算し、評価に使用することもできます。
境界条件をより詳細に把握していない大まかな評価のために、線形熱密度が2 MWh（a * m）を超える供給領
域は、一般に最終的な拡張および年間稼働で魅力的な検討が行われます。熱販売による収益、有利な燃料コ
スト、低い熱損失（高断熱規格、低ネットワーク温度）、良好な建設条件、投資補助金などの一般的な条件により、接続密度が低い場合でも経済的な運用が可能になります。

図12.2接続されている顧客数に基づく同時性係数近似の近接機能と散乱範囲（ [19]を参照）です。
図12.2は、顧客数に応じた概算関数として並行係数を示しています。したがって、10～20社のお客様では、
85%～100%の範囲で約95%の同期が予想されます。
100個を超える熱消費者との接続では、約60%の同期が想定されます。

近くまたはルートに沿った小規模な消費者の接続は一般的に望ましく、通常は接続密度の観点から重要ではありません。ただし、小さな消費者が次のメインパイ
プラインやブランチパイプラインから遠く離れている
場合は、接続密度が低下します。そのため、対応する接続は魅力的ではなく、状況に応じて検査する必要があります。接続は、追加の接続コストまたは加熱価格の上昇につながることができます。
詳細については、6.4.4章の「地域熱ネットワークの計
画 [19] 」のハンドブックを参照してください。

12.2.7 具体的投資コスト同期を決定する決定的な要因は、顧客構造です 。永久的なプロセス熱伝導器は、例えば単一ファミリーの住宅の近隣よりも同期が高くなります。一時的または季節的な熱需要によって同期が減少しますが、季節的なピーク負荷により、ホテルや休日用のアパートが最大収容されている冬のスポーツ・リゾートでの休暇シー
ズンなど、一貫性の要因が増加します。同期の推定は、消費者の構造と経験に関する深い知識に基づいています。

熱分布の具体的なコストは広範囲に及び、主に構造条
件、配管の種類、現地価格、開発進捗状況、接続密度によって決定されます。

Excelツールを使用して需要評価を行い、バイオマス用
QMを適切なシステム選択します

バイオマスDHプラントの品質監視で特定の投資コストの目標値を達成できない場合は、投資家および資本提供者と協議して、より高い値を合意することができます。
この場合は、より高い固有性を検証する必要があります

農村地域では、一般に都市部よりも地域の暖房パイプの敷設コストが低くなっています。都市部では、既存のサービスパイプ、建物構造、地盤の状態、高再構築
コスト（アスファルト、舗装など）、および困難な交通状況により、最適な配管経路が確保されず、場合によっては追加コストを考慮する必要があります。

125

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
熱分配の投資コストは、特に燃料価格の上昇などにより、長期的には経済的な存続可能性に影響します。どちらの場合も、経済的実行可能性は、事業計画と予算貸借対照表および予算損益計算書で実証する必要があります。詳細については、第 10章を参照してください

12.2.8 熱供給損失
熱分布の損失は、接続密度など、経済的な効率に影響を与える重要なパラメータです。これらは、次の要因
によって異なります。
 パイプラインの寸法
 パイプライン被覆のパフォーマンス(U値) フローとリターンの温度レベル
 動作中の温度プロファイル（一定、すべり、または一定すべり）
 接続密度 運用期間（通年または季節ごとの運用）
熱分配損失は、熱生成によって地域加熱ネットワークに供給される熱量と、接続されているすべての顧客か
ら引き出される熱量の差として決定されます（『地域熱ヒーティング・ネットワークの計画』 [19]CHAPター7.1.4を参照） 。熱分布損失は、絶対的または相対的な用語で考慮できます。通常は、システムに供給される熱の量に関連して考慮されます。相対的には、夏の熱損失は冬よりも大幅に高く、絶対的には差が最も無視できる程度である。
図12.3 は、異なる動作モードとフロー温度の線形熱密度に応じた相対（パーセント）年間熱分布損失を示しています。バイオマスDHプラントのQMによると、効率上の理由から、熱分布損失は、有用な熱需要の10%の目標値値を超えてはなりません。 図12.3に従って目標値を達成するには 、動作モード、温度レベル、および投資コストに応じて異なる接続密度を達成する必要があります。
運転暖房ネットワークでは、接続密度（圧縮）を事前に調整することで、相対的な熱膨張損失を低減し、全体的な経済効率を向上させることができます。

図12.3熱分配損失は、さまざまな動作モードと加熱ネ
ットワークの流量温度レベルのリニア熱密度に応じて発生します。

12.2.9 効率基準からの逸脱
12.2.6章ですでに説明したように 、コスト効率の高い構造と動作条件により、接続密度が低い場合でも暖房
ネットワークを経済的に運用できます。
避けられない廃棄物の熱（例：処理能力や産業）を考慮する場合、効率（低熱分配損失）とコスト効率（低投資）の点でも目標が矛盾しています。廃熱源は接続された顧客のすぐ近くに配置されていないことが多い
ため、たとえば接続または輸送ラインの熱損失を大きくするなどして、廃熱の利用に接続密度を低くすることも許可されれば意味があります。
この時点では、この質問に対する決定的な回答や推奨事項はありません。ただし、基本的には、特定の状況
下では、主にCO2 ニュートラルエネルギー源を中心に
資源節約用途に基づいて使用する限り、効率要件を低くすることが可能である必要があります。したがって、評価は常に状況に基づいて行われ、国会議員の一部、住民の受け入れなどの各枠組みの条件に適合する必要があります。

12.3 プロジェクト手順
加熱ネットワークは、熱発生、熱伝達、および顧客への熱伝達で構成されます。プロジェクトプロセスの後続の説明には、熱発生から顧客への熱伝導を含む熱分布の計画作成タスクが含まれています。詳細について
は、「地域熱ネットワークの計画作成に関するハンド
ブック [19]」の第6章を参照してください計画フェーズと運用フェーズは基本的に区別されます。

126

第3部 計画プロセス
表12.2 に、計画フェーズとそれに対応するアクティビ
ティおよびタスクをリストします。パイプの直径の寸法は'次の章で説明します
表12.2を参照してください 地域暖房ネットワークの計画に関するハンドブックに従って、段階と活動を計画します（ [19] 、103ページ
Planning phaseを参照）。
Activity / Task
Pre-study

Determine potential heat supply area
Determine key customers
Update heat supply area
First economic feasibility study
Decision for further development

Design planning

Specify the key customers
Survey of small customers
Determine heat supply area
Second economic efficiency analysis
Decision on implementation

Tenderplanning

Design of heat network
Specification transfer stations
Building permit
Tender and submission
Third profitability analysis
Award, execution and acceptance

12.4 管径寸法
パイプの直径は'パイプ長さのメートルあたりの特定の
圧力損失に基づいて'常にPa/m単位で寸法付けされます
図 12.4 は 、 ÖKL-Merkblatt 67[101] お よ び Swedish
District Heating Association-tion DHA [77] による最大流量の推奨値を示しています比較すると、流量速度は100、200、および300 Pa /mの一定の特定圧力損失に対応しています [121]図12.4流速度は内部配管の直径の関数であり、OKLMerkblatt 67 [101]およびSwedish District
Heating Association（DHA） [77]による最大流速の推奨値を示しています
さらに、100、200、および300 Pa/mの一定の比圧力降下での流速が示されています。 [121]
実践的な調査の結果
52の地域暖房ネットワークの実際の調査では、メイ
ンパイプとサブパイプの約80％が、効果的に必要とされるよりも大きいことが示されました。 [121] オ
ーバーサイジングは通常1つまたは2つに相当します
が、場合によっては最大4つの公称直径に相当し、パイプの直径が可能な限り小さい暖房ネットワークと比較して、熱損失とコストが大幅に高くなります。

12.4.1 寸法記入推奨事項
パイプ直径の寸法は'計画または予想される最終展開に基づいています耐用年数が長いため、長期的な戦略的検討が不可欠ですが、それに対応する不確実性や困難も伴います。慎重なバランスを取る必要があります。
慎重なバランスを取ることで、投資コストと熱損失を抑え、パイプラインの寸法を作成することで、予防的な拡張の可能性を引き出すことができます。
また、適切な配管システムと絶縁規格、圧力定格、設置状況と方法、およびデータ伝送と漏洩モニタリングを考慮する必要があります。また、パイプの静的温度
や動作温度の仕様もあります。たとえば、冬の連続動
作温度や予想される戻り温度などです。
上記の境界条件に基づいて'パイプ直径は次の推奨事項に従って寸法付けされます 水流パイプの粗さk≤0.01 mmです
 250 Pa/m～300 Pa/mの特定の圧力降下用に、個別のサブパイプラインを設計します127

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
 公称直径が異なり（クリティカルノードなど）、
平均比圧力降下が150 Pa/mから200 Pa/mの長いパイプラインセクションの制御変数
初期の見積もりと寸法については、地域暖房ネットワークの計画に関するハンドブックに、さまざまな温度
スプレッドと特定の圧力損失での送電容量がさまざまなパイプシステムについてグラフで示されています。
（ [19] ページ、191ページを参照）

12.4.2 寸法記入手順
加熱ネットワークの寸法付け手順については、「地域加熱ネットワークの計画ハンドブック」の7.3章を参照
してください（ [19]ページ、130ページ、および設計表
191ページを参照） 。
開始点は'パイプが複数のセクションに分割されるパイ
プライン計画またはパイプライン図ですセクションは、ブランチのないパイプおよび公称直径の変化として定義されます。設計では、セクションに次の情報を定義する必要があります。
 セクションの番号付け
 セクションの熱容量
 流量の番号付け
 セクションの長さ
 セクションの個々の抵抗（方向および取付け具の変化を考慮します）
 セクションの最初のパイプ寸法を作成します。
重要最適な呼び径を決定することは、反復プロセスです。

12.4.3 計算方法
圧力損失の計算とパイプラインの寸法決定は、パイプ
ネットワーク計算のテーブル、チャート、フォームを使用して手作業で行うか、または特別な計算プログラ
ムを使用して行うことができます。
この目的には、多数のパイプネットワーク計算プログ
ラムが利用できます（建物および設置技術など）。一部は、ルツェルン応用科学芸術大学の圧力損失Excelツールなど、圧力損失の計算にのみ使用されます [122]
また、大規模な加熱ネットワークの計算に適した領域
暖房用途向けに、より包括的な計算プログラムが用意されています。多くの場合、データのインポートとエクスポートのための包括的なインターフェースがあります（例 GISデータ）を使用して、圧力損失、熱損失、臨界ノード、寸法、動作時間など、計算の加熱関連のすべての側面をカバーします。 ネットワーク分析などを行います。市販の計算プログラムには、次のようなものがあります。


エンジニアリングオフィスのSTANET FischerUhrig [123]

供給網のためのコンピュータセンターのROKA
GS - Works Wehr GmbH [124]128

3S-consult GmbHのSIR-3S [125]Verenum AGのTHENA [106]

ほとんどのプログラムにはあらかじめ設定された値があります(パイプの粗さなど)。ただし、これらの値は慎重に検証することなく使用しないでください。関連するすべての計算パラメータは自由に設定でき、常に慎
重にチェックして設定する必要があります。

12.5 熱ネットワーク技術開発
従来の地区加熱ネットワークで は、60°Cを超える流量温度でソース（熱源）から熱を流し（熱消費者）[77]に転送し、 図12.5 に示すように「高温ネットワー
ク」と呼ばれています建物には、プロセスだけでなく、暖房や家庭内の温水を供給します。
低温ネットワーク とは、60°C未満の温度で動作する
熱交換についてのネットワークを指します これにより、
約30°Cの下限までスペースを直接加熱できます 家庭用温水の準備には、分散型ヒートポンプが必要です。
30°C未満のフロー温度では（ 図12.5を参照）、スペースヒートインおよび家庭用温水の両方の準備に、分散型ヒートポンプが必要です。低温ネットワークは、下流の従来の高温配電ネットワークに供給する分散型
ヒートポンプの供給源としても使用できます。
温度が20°C未満の場合、グリッドはヒートシンクとしても機能し、冷却を供給します。後者の場合、アプ
リケーションは領域冷却とも呼ばれます。30°C未満の熱分布のためのアプリケーションは、「コールド・
ディストリクト・ヒーティング」または「アニジー・
ネットワーク」とも呼ばれます。「アネルギーネット
ワーク」は物理的に不正確であるため、この用語はこのドキュメントでは使用しません。
サーマルネットワーク は、すべての温度レベルで熱を伝達するネットワークの総称として機能しま す( 図12.5参照)。前述のように、フロー温度に基づいて区別されます 。また、水の流れ方向（方向性または非方向性）とシステム内のエネルギーフロー（単方向または双方向性。 [126]を参照）に関しても、異なる動作モードがあります。
特に既存の高温グリッド向けには、地域加熱技術の開発が進む中で、低損失・効率的な熱分配、再生可能な熱源の表面効率・収量の向上、新しい低温熱源の開発など、システム温度の低下に向かう傾向があります。
しかし、どのシステム温度とネットワーク技術が選択されるかは、利用可能な熱源と各プロジェクトのフレームワーク条件によって大きく異なります。したがって、低温グリッドは、高温グリッドよりも絶対に適していません。
地域暖房供給のための典型的な化石の熱源(化石CHPのプラント、ガスのボイラー)はもはや利用できない

第3部 計画プロセス
中期的に熱源として使用できます。廃棄物焼却や木材暖房からのCHP廃熱、CHPプラントなど、地域暖房用の他の高温熱源は、将来、他の再生可能エネルギー源
や他の廃熱源によってますます補完されるでしょう。

 化石燃料（ピーク負荷と冗長性のため、将来的には制限されます） 中央および分散型ヒートポンプの熱源としての環境熱、または建物を受動的に冷却するためのヒートシンクとしての環境熱（フリー冷却）。以下のものを使用します。
o

水面（湖と川）o

地下水（様々な深度）o

地熱エネルギー（特にボアホール熱交換器）
です。

directheat pumpheat pumpheat pumpheat pumpheat pumpheat pumpheat pumpdirectLower limit for direct domestic
hot water preparation(flow temperature)

Value of the heat

また、外気温および日射も熱源として利用できます。
ヒートポンプの場合、空気以外の熱源（海水や地熱など）は、必要な温度と出力に対してより効率的です。
地域や一般的な状況によっては、すでに様々な形で太陽熱エネルギーが使用されていますが、その利用は今後も増加していきます。

低温ネットワーク

高温ネットワーク
directdirectheat pump 火力発電所、化石または電力を供給する産業プロ
セス、再燃焼プラント、建物、廃水からの廃熱、地域によっては地熱発電所からの廃熱など、さまざまなエネルギー源からの廃熱です。

Lower limit for direct spaceheating

Upper limit for direct coolingSpaceheating

Domestic hot water
preparation

Cooling

図12.5熱ネットワークの分類は、フロー温度に応じて行われます（ [126] に追加）。

再生可能資源としてのバイオマスからのエネルギーは、その地域の利用可能性、保管可能性、柔軟性のために、今後も機能していくことになります（第1.3.2 章を参照）。低熱ネットワーク温度の利点は、低供給温度で大幅に高い収率を達成できるような、排出損失の低減と排ガス凝縮と特別に組み合わせたバイオマスDHプラントであることが挙げられます（第 13章を参照）。
バイオマスDHプラントは、さまざまな方法で低温帯の概念に統合できます。たとえば、低温サブネットワー
クのリターンから熱を切り離すことで、カスケード熱利用を実現できます。逆に、低温の熱源は、低温の輸送パイプラインと中央のヒートポンプを介してヒート
ネットワークに直接組み込むことができます。
サーマルグリッドの分野では、概念や技術のさらなる発展のために、現在計画されているプロジェクトが数多くあります。これらのいくつかは、パイロットおよびデモンストレーション工場であり、常に市場のために完全に開発されていないか、または過度に専門化されていない。バイオマスDHプラントおよび

この計画ハンドブックのQMの目的はは、バイオマス
DHプラントおよびサーマルネットワークの効率的で省資源かつ低排出量の運用です。これに基づいて、熱ネットワークと、膨張した再生可能な熱源の相互作用について、以下の一般的な原則を考慮することができます。
 すべての地域で使用可能な熱源を最大限に活用し、リソースを節約します ローカル以外のソースの前にローカルソースを使用します すべての熱源が最適かつ許容可能な動作条件（容量、温度）内で動作するように、個々の熱発生器と蓄熱タンクのシステム構成と寸法を作成します。
 加熱ネットワークの熱損失を最小限に抑えます
バイオマスDHプラントが全体的なシステムの一部であると同時に、バイオマスボイラーの効率的で低排出量の運転を目的としたこの計画作成ハンドブックの原則と推奨事項を、できる限り準用する（第 13.7章を参照）。また、一般的に有効な推奨事項は、どの概念が現在の知識の状態から派生することはできません

129

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
持続可能であり、そうではありません。多くの概念を考えると、すべての概念が長期的に成功するとは限りません。
現在の状況を分析するために、EnergieSchweiz [115]の「Thermische Netze」プログラムに約1,000のネット
ワークが記録されましたこの解析では、2つの従来の領域加熱ネットワークに加えて、40°C [127]未満のフロー温度を持つ熱ネットワークの7つのケーススタディについても説明していますInternational en-ergy Agency（IEA） [128] の「低温地区加熱実装ガイドブック」には、低温ネットワークに関する詳細な資料と多数のデ
モンストレーション例が記載されています。

130

第3部 計画プロセス

13 熱発生システム選択
13.1 はじめに年間熱生産量や全熱容量需要などの重要な基本データ
は、需要の評価と熱分散の設計からも明らかです。第13 章では、熱発生設計について説明しています。総熱
需要と熱発生体間の熱需要の望ましい膨張については、
基本的な熱生成システムの種類が選択されています。
再生可能な他の熱源や再生可能な発熱システムの導入、効率化対策の利用、熱と電力の組み合わせ（CHP）の可能性についても検討する必要があります。また、発熱体のたわみは、加熱システム、水流システム、煙突システムの設計に影響を与えます。法的な問題、安全性、騒音保護、および排出ガス要件を確認する必要があります。

13.2 他の熱源との生態学的比較
13.2.1 概要
今日暖房システムを選ぶとき、環境の両立性か持続可
能性は費用と同様、前場に常にである。環境適合性を
正確かつ有効に評価することはできませんが、システ
ム計画のフレームワーク内で、さまざまなパラメータやメソッドを使用して、拡散バリアントの定性的な比較を行うことができます。
騒音や大気への影響のみを評価する場合は、システムの動作に対応する調査を実施できます。空気の質の場
合、熱膨張性加熱システムの排出量を比較すると便利です。分割型の設備の排出係数は、環境保護局がスイスで定期的に更新し、試験員のために「炉の排出係数に 関 す る フ ァ ク ト シ ー ト 」 [129] の 「 Fantsheet on
Emission FAC-ors for Furnaces」に記載されています

エネルギー回収期間とエネルギー回収係数です。
 気候への影響を評価温室効果ガスの総排出量（CO2またはGHG相当量）を決定します。
このデータの収集にはライフサイクルアカウントが必要ですが、取得されたデータは、異なる影響を主観的に重み付けすることなく定量化できる単一の物理実体を表しています。
様々な環境影響の包括的な評価が必要な場合は、個別の環境領域を個別に評価できます（例 「臨界体積」は、
臨界空気量、臨界水体積、廃棄物量、およびエネルギ
ー等価量を示す指標の形式です）。ドイツでは、Federal Environment Agency （ UBA ） が 開 発 し た「UBAインパクトインジケータ」の評価方法を使用しています。この方法の目的は、さまざまな環境影響をランク付けすることで、個々の影響を可能な方法で評価する必要があります。
その他の方法では、環境への影響は1つの指標に集約されます。これは、たとえば、スイスといわゆる「環境影響ポイント」（EIP）で使用される「生態系の不足」
方式を使用することで実現されます。EIPでは、個々の環境への影響を主観的に重み付けする必要もあります。
スイスでは、EIPの決定を使用して、ビルセクターの持続可能性を評価します。対応するデータは、「
Kodinationskonferenz
derBau-undLiegenschaftsorgane der öffentlichen Bauherren」-建築物および不動産機関（KBOB）の調整会議の中で提供されています。これは、主要エネルギー要因、温室効果ガス排出量、および環境への影響に関するデータを示しています [130]下のボックスは、言及された方法の特徴を説明しています。

しかし、より詳細な評価を行うためには、プラントの構造化、燃料の調達、補助エネルギー消費、廃棄などの上流工程と下流工程の影響を、工程全体および設備の予想寿命全体にわたって考慮する必要があります。
ライフサイクルアセスメント（LCA）を使用して、包括的な評価を行います。
エネルギープラントの評価において特に重要なのは、エネルギー効率と気候への影響であり、以下のように定量化できます。
 エネルギー効率の評価 （主に一次エネルギーに関連します）：
累積エネルギー需要（主に一次エネルギー係数と表記）であり、オプションでこれから派生します131

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

エネルギー効率の評価

累積エネルギー需要（ CED）
CED には、システムまたは製品の製造、使用、廃棄に必要なエネルギーが含まれています [131]原則として、一次エネルギーが評価され、 CED は「一次エネルギー係数」とも呼ばれます。エネルギー回収期間は、 CED と年間エネルギー生産量から決定できます。

ハーベスティングFACトールHF=CEP/CEDです
システムに予想されるライフタイムも想定される場合は、
ライフタイム中にCED および累積エネルギー生産（CEP）
からエネルギー回収係数（HF を抑止することもできます 。
この定義に従って HF < 1となります。HF 値は、バイオマスのエネルギー利用のために2つのシステムを比較するた
めに、サンプルとして使用できます。ただし、石油加熱システムと木材加熱システムを比較する場合、この定義は有用ではありません。このため、再生可能でない一次エネルギーが需要としてカウントされ、再生可能な一次エネルギーは考慮されないという条件で、回収率を決定できます。
再生可能エネルギーのインデックスREが適用されます。
HFRE = CEP/CEDRE
再生不可能エネルギーのインデックスNRが適用されます。
HFRE = CEP/CEDRE
原則として、化石エネルギー源には次のことが適用されます。
HFNR = HF < 1であり、再生可能エネルギーの場合：
HFNR > 1 > HF.
この方法では、異なるエネルギーシステムのリソースの表面性を HF NR > 2と比較できます>
再生可能エネルギー源には10、再生不可能エネルギ
ー源にはEFCNE<1を使用できます。
CEDについては 、次のことも適用されます。
CEDRE + CEDNR = CED
気候への影響を評価

温室効果ガス（GHG）と同等
大気中の水蒸気、CO2、 メタン（CH4） などの多くのガスや粒子は、地球の放射予算に影響を及ぼします。これは温室効果と呼ばれています。CO2 相当またはGHG相当は、
グリーンハウス効果の変化の指標として機能します。これは、CO2と比較した温室効果に対する一定の寄与を示しています 。普通100年という期間が考慮されます。例えば、100年間、メタン（CH4）1 kgのCO2 は28 kgのCO2に相当します。亜酸化窒素（「笑気ガス」、N2O）の場合、この値は265です。プロセスのすべての温室効果ガス排出量がライ
フサイクル全体で増加した場合、その温室効果ガスの排出量を決定できます。化石燃料の場合、一般的にGHGの等量はCO2によって支配されます。その他のプロ仕様では、
CH4 （バイオガスなど）またはN2O（品種品種の品種）も重要です。

ライフサイクルアセスメントでは、さまざまな影響カテ
ゴリにおけるさまざまな環境影響を評価します
例としては、14種類のカテゴリを持つCMLメソッドや、9種類のカテゴリを持つエコインジケータメソッド（放射能、オゾン層破壊、重金属、発がん性、夏季スモッグなど）があります。 冬のスモッグ、殺虫剤、温室効果ガス
です132

効果、酸性化、および富栄養化）があります。これ
らの方法により、多数の環境影響の要約比較が可能になります。ただし、たとえば、木材を1つの数字で石油と比較する場合は、温室効果の重み付けが必要です。

生態系の不足に応じた評価でライフサイクルを評価します
ここでは、地域または国固有の目標に関連して評価を行い、環境への影響点（EIP）を合計します。この方法では、木材加熱システムからの排出など、重要な影響要因の感度を簡単に評価できます。ただし、全体的な評価は、国の制限値を超えたり下回ったりするなど、主観的な目標定義に向けて行われます。

13.2.2 例
表13.1 は、各加熱システムの回収係数HF NR（再生可能エネルギー使用量の評価なし）の比較を示しています 。ここでは、地域加熱ネットワークの影響も調査されています。13.0の自動木材加熱システムの最高値は、
地域加熱ネットワークのないシステムによって達成されます。グリッドの入力と損失は、一般的な接続密度のために、約9の収穫係数をいくらか低下させます。低い接続密度では、収穫係数が減少します。
表13.1 TJの再生不可能な一次エネルギーごとにTJの有効な熱で与えられたさまざまな加熱シス
テムのハーベスタ（収穫）係数HFNR です。
また、熱の分解の場合は、熱密度の線形の影響もMWh /（a * m）に表示されます。
データは [131]に準拠しています
HFNR
Supply chain[TJ/TJ]
Wood pellets
Wood chips with district heating at 0.6 MWh/(a*m)
Wood chips with district heating at 1.5 MWh/(a*m)
Wood chips with district heating at 3 MWh/(a*m)
Wood chips without district heating
Lump biomass boiler

8.3
7.9
9.0
9.4
13.0
13.8

Fuel oil boiler with flue gas condensation
Natural gas heating with flue gas condensation

0.71
0.74

第3部 計画プロセス
石油・ガス加熱システムが0.71〜0.74の収穫率を達成するにつれて、木材加熱システムは再生不可能なエネ
ルギー源の代替効果を達成し、10〜20分の1の高さを実現しています。代替は、木材加熱システムと化石加熱システム（例 14 / 0.7= 20). これは、木材加熱システムの建設と運用に1リットルの石油を投資することで、オイル加熱システムに必要な石油を10～20リットルに置き換え、同等の利点を提供することを意味します。化石エネルギー源がCO2を引き起こすので、この要因は化石CO2排出量の代替指標でもあります 。
図13.1 は、エコインジケータ方式に従ったライフサイ
クルアセスメントの例を示しています。すべての環境
影響が1つの指標にまとめられるため、検討される変異体の順序は、温室効果の重み付けによって異なります。
グリーンハウス効果の「高」な重み付けにより、木材の加熱は化石の加熱よりも大幅に優れていますが、温室効果の「低」な重み付けにより、ガスの加熱が最も効果的に行われ、集約された重み付けの問題が解決されます。
Weighting greenhouse effect: high
Weighting greenhouse effect: low

Oil

Gas

Log wood

図13.3 (左)に示すように、温室効果ガスの排出に関しても得られます。
一方 図13.3 （右）は、一次エネルギーまたは温室効果を考慮すると、環境への影響ポイントの差が差異より小さいことを示しています。すべての環境影響を考慮することで、天然ガスを加熱石油よりも有効に利用できるようになり、化石加熱システムよりも木材熱シス
テムの利点が小さくなります。
しかし、今後数十年にわたって、最も重要な課題は気候目標を達成することであるため、温室効果ガスの排出量を最優先する必要があります。図 13.3 （左）に示
すように、バイオマス加熱システムや太陽熱システム
は、温室効果ガスの排出に関して特に有利です。ヒー
トポンプも関心があります。ただし、低CO2 電力で動作している場合に限ります 。表13.2に示すヒートポン
プのデータは、と一緒にスイスのグリッドから購入した電気に適用され0.102 kg CO2 （kWhあたり）の電力が必要です。その他の国では、対応するCO2 の電力強度を考慮する必要があります。表13.2 に、オーストリア、ドイツ、およびイタリアのデータを示します。これらの国の電気は、CO2強度が約2、4、6倍高くなっています 。第2因子では、化石加熱よりもヒートポンプの利点が再利用され、第4因子で温室効果ガスの排出量が同様に高くなります。
第6因子のCO2を集中的に使用する電気では、ヒートポ
ンプでは化石加熱よりもCO2排出量が高くなります 。

Wood chips Wood pellets

図13.1 TJの環境への影響は、 [132]のデータによれば、
温室効果の重み付け変動に対する石油、ガス、木材加熱システムの有用エネルギ
ーのエコ指標ポイントである
木材チップの値の80%以上は、細かい粉
塵と窒素酸化物の排出によるものです。
最新の木材チップ加熱システムでは、微細な集塵装置を使用する場合、値は約3分の1になります。
表13.2 に、Switcher-landの建物セクターにおける持続可 能 性 を 評 価 す る た め の Kordinationskon-ferenz der
Bau-undLiegensfactsorganederöffen-tlichen
Bauherren (KBOB勧告) [130] からの抜粋を示します。
図13.2 （左）には、再生不可能な一次エネルギーのみが保存されている（インデックスNR）、一次エネルギ
ー係数と立法エネルギー支出に関するデータが示されています。このデータは、エネルギー木材システムが高い回収率を達成し、加熱石油や天然ガスと比較して再生不能エネルギーの消費を約80%~ 90%削減できることを示しています。同様の効果が
表13.2さまざまな加熱システムの一次エネルギー係数または累積エネルギー需要（CED ）、回収係数（HF）、温室効
果ガスの排出量（GHG）、および発生した有用な熱に関連する環境影響ポイント（EIP）を示します。収穫係数
HFNR は CED NRの逆数として計算されました。ヒートポンプのデータは、スイスの電気ミックスに適用されます。
この混合電力の特性値は、表の最後に示されます。データは、オーストリア、ドイツ、イタリアの電気に関するデータを除く [130]に準拠しています [133]133

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

Primary energy (Oil-equivalent) =cumulative energy demand CED
Non-renewable(CEDNR)
Boilers1)
Heating oil extra light

Renewable(CEDRE)

Total
(CED)

kWh/kWh Qu
1.300

Harvesting factor

Greenhousegas emissions

Environmental
impact points

Non-renewable(HFNR = 1/CEDNR)

GHG

EIP

kWh Qu/kWhkg CO2/kWh Qu

EIP/kWh Qu

0.007

1.31

0.77

0.322

251.0

Natural gas

1.160

0.005

1.17

0.86

0.249

151.0

Log wood

0.194

1.580

1.77

5.2

0.045

152.0

Log wood with particle filter

0.198

1.580

1.78

5.1

0.046

144.0

Wood chips

0.097

1.420

1.52

10.3

0.020

116.0

Wood chips with particle filter

0.100

1.420

1.52

10.0

0.020

106.0

Pellets

0.210

1.320

1.53

4.8

0.038

108.0

Pellets with particle filter

0.213

1.320

1.53

4.7

0.038

103.0

Biogas

0.330

3.0

0.142

121.0

Heat pump air/water (annual COP 2.8)

0.908

1.1

0.063

149.0

Heat pump earth collector (annual COP 3.9)

0.665

1.5

0.046

110.0

Flat plate collector DHW SFH

0.275

3.6

0.037

102.0

Flat plate collector SH+DWH SFH

0.221

4.5

0.034

90.0

Flat plate collector DHW MFH

0.086

11.6

0.014

40.7

Vacuum tube collector SH+DHW SFH

0.193

5.2

0.031

76.5
EIP/kWhend

District heating2)

kWhend/kWh

kg CO2/kWhend

Biomass heating plant

0.143

kWh/kWhend
1.580

1.72

6.99

0.050

120.0

Biomass CHP plant

0.128

1.330

1.46

7.81

0.042

102.0

Heating plant waste water heat pump(annual COP 3.4)

0.894

1.1

0.041

124.0

Heating plant ground water heat pump(annual COP 3.4)

0.963

1.0

0.062

155.0

District heating from waste incineration(aver- age CH)

0.452

2.2

0.089

75.5

Biogas CHP plant

0.207

Electricity from the grid2)

kWh/kWhend

4.8

0.079

72.9

kWhend/kWh

kg CO2/kWhend

EIP/kWhend

Switzerland (CH-consumer mix)

2.520

0.488

3.01

0.40

0.102

347.0

Austria3)

0.820

0.980

1.80

1.22

0.2024)170.0

Germany3)

1.760

0.830

2.59

0.57

0.4275)400.0

Italy3)

2.760

0.320

3.08

0.36

0.610

489.0

Abbreviations: COP: coefficient of performance, Qu: useful heat, DHW: domestic hot water, SH: space heating SFH: single-family house, MFH: multi-family house
1)For boilers, the reference value is 1 kWh of useful heat.
2)For district heating and electricity, the reference quantity is 1 kWh end (final) energy (trading unit).
3)Source: [133], all other data according to [130].
4)Current figures and applicable values for CO2 emissions in Austria are provided by the Federal Environment Agency https://www.umweltbundesamt.at/5)Current figures and applicable values for CO2 emissions in Germany are provided by the Federal Environment Agency https://www.umweltbundesamt.de/

For heating oil, natural gas and wood fuels, KBOB shows values for CED that are greater than 1 and comparable with each other. For biogas and refuse-derived
fuels, CED < 1 is shown, as their primary energy share is not or only partially assessed. These values for CED = CEDRE + CEDNR are not comparable with others
and are not listed in the table.

134第3部 計画プロセス
Biogas CHP plant
DH waste incineration (average CH)
DH ground water heat pump (annual COP 3.4)
DH waste water heat pump (annual COP 3.4)
Biomass CHP plant
Biomass heating plantVacuum tube collector SH+DHW SFH
Flat plate collector DHW MFH
Flat plate collector SH+DWH SFH
Flat plate collector DHW SFH
Heat pump earth collector (annual COP 3.9)
Heat pump air/water (annual COP 2.8)
BiogasPellets with particle filter
Pellets
Wood chips with particle filter
Wood chips
Log wood with particle filter
Log wood
Natural gas
Heating oil extra light

図13.2左(赤)：再生不可能エネルギーまたは累積エネルギー需要の第一エネルギー係数 CEDNR RIGHT（緑）：表13.2によれば、再生不可能なエネルギー回収係数HFNR = 1/CEDNR です 。

Biogas CHP plant
DH waste incineration (average CH)
DH ground water heat pump (annual COP 3.4)
DH waste water heat pump (annual COP 3.4)
Biomass CHP plant
Biomass heating plantVacuum tube collector SH+DHW SFH
Flat plate collector DHW MFH
Flat plate collector SH+DWH SFH
Flat plate collector DHW SFH
Heat pump earth collector (annual COP 3.9)
Heat pump air/water (annual COP 2.8)
BiogasPellets with particle filter
Pellets
Wood chips with particle filter
Wood chips
Log wood with particle filter
Log wood
Natural gas
Heating oil extra light

図13.3左(青)：温室効果ガス排出量（kg CO2 -eq/kWhの有効熱）
右（黒）： 表13.2によれば、環境影響ポイント[EIP/GWH Useful HEAT]（EIP/GWHの有効熱）です135

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
バイオマス燃焼プラントのフェーズです。これは、すべての燃料分類および燃焼システムの全出力範囲に適用されるため、適合可能な制御概念が必要です。

13.3 一般的な要件と重要な用語の定義

 始動フェーズ、バーンアウトフェーズ、および炉床
メンテナンス中の低負荷動作フェーズでの一時的な動作段階での異臭の排出 は、の章で説明されている対策を使用して回避する必要があります
13.5 （ 表13.4を参照してください）。

バイオマスDHプラントは、低排出量で経済的に運転する必要があります。これには、燃料の種類に応じた適切な燃焼システム、個々の熱源の熱出力の正しい記録、燃料の物流に合わせて調整された燃料貯蔵量（サイロ正味容量）、およびシステム全体への最適な水流の統合が必要です。目的は、基本的な概念とシンプルな概念に焦点を当てて、実証済みで経済的なインストールを実現することです。

 高い年間効率は 85%を超えるものです。 高い年間効率（ 20.12章を参照）の前提条件は次のとおりです。
o λ< 1.7が、全出力範囲（30%~ 100%）で過剰
空気比
o 平均140°C未満の排ガス温度とボイラーの低放射損失です
o 単価バイオマス燃焼プラントは次のとおりです。
1年に1回の拡張段階以降の全負荷運転時間の最小数は1,400時間を超え、1年に2,000時間を超える拡張段階が発生しています

プロジェクトの進捗状況（マイルストーン）に応じて、次の項目を目標として定義し、精度を高める必要があります 。
1.

年間総熱需要 量1) 、または年間の熱生成が必要です

2.

必要な熱容量は合計1）3.

熱発生システム（回路、制御コンセプト）

4.

バイオマスボイラーの燃焼システム

5.

各エネルギー源（燃料）の熱源機への総熱容
量需要の配分（熱生産シェア1を含む）です。

6.

加熱システム内の他のコンポーネントの寸法を記入します（燃料の貯蔵量や熱貯蔵量
など）。

1)

需要評価と適切なシステム選択のためのExcelツールによる

バイオマス加熱プラントを設計する際には、以下の特性を考慮する必要があります。

水の含有量や圧縮（ペレットなど）に応じて燃料の燃焼が遅くなるため、ボイラー出力設定値を変更した後の応答時間が長くなります。
バイオマスボイラは、連続燃焼で30%から100%の出力範囲で動作し、連続燃焼空気供給と連続燃焼燃料供給を実現しています。適切な手段（燃焼用空気予熱など）を使用
すると、低い出力範囲を15%まで延長することができます。

低負荷運転のために必要な最低平均加熱負荷は、定格バイオマスボイラー出力の10%~ 30%の範囲です。
バイオマス加熱プラントの最適な設計には特定の専門知識が必要であるため、計画担当者の要求が高まっています。バイ
オマス加熱プラントの設計および計画を初めて行う人や計画
作成オフィスは、経験豊富な専門家のプランナーにアドバイスを求めることをお勧めします。バイオマスDHプラントの品
質目標を達成するためには、熱生成システムが次の要件および目標値を満たす必要があります。

低排出ガス：静止運転中は、法的に適用される制限
値を超えないようにしてください

メンテナンスコストとサービスコストを削
136

o 単価バイオマス燃焼プラントは次のとおりです。
表 13.5 によれば、全負荷時の運転時間は大幅に増加しています （目標値では、
ÖKL-Merkblatt >4,000時間/a）。
o 低スタンバイ動作または炉床設備メンテナンス（年間スタンバイ時間と運用時間の比率は0.2未満です）
o 起動フェーズとバーンアウトフェーズはできるだけ少なくしてくださいo 表13.4 に準拠した軽負荷条件に準拠しています システム投資コストを削減電発生システムの過大なサイジングは不要で、明確なシステム構造を持つシ
ンプルな暖房設備と、できるだけ広い出力範囲を持
つボイラーユニットはほとんどありません。標準シ
リーズの装置を搭載したマルチボイラシステムは例
外です。
減自動灰除去およびボイラーチューブ洗浄、長寿命のシ
ステムコンポーネントの使用、合意された燃料範囲に適合する充填および燃焼システム、および定期的な整備に
より、障害の少ない操作を保証する。スタートアップ段
階とバーンアウト段階の少ないバイオマスボイラーを一定に活用します（バイオマスボイラは、短時間の急激な出力変化なしに、平均負荷曲線を継続的に追従します）。


コスト効率に優れた燃料貯蔵o
自動排出システム（サイロ正味容積）を備えた
木材チップの燃料貯蔵量 は、24時間定格出力でのバイ
オマスボイラープラントの日々の需要を5～7件と、直接供給チェーンの場合の輸送量を合わせた量にする必要があります （ 4.5.5.5章を参照してください）。この寸法により、燃料供給会社は、クリスマスや新年などの日々やサプライチェーンの短期的な中断を容易に橋渡しできる物流間隔を確保できます。直接供給チェーン（ 4.5.5

章を参照）では、燃料供給業者と相談して必要な燃料貯蔵量を減らすことができます。積雪、凍結雨など、供給不足の極端な条件のセキュリティは、燃料供給業者と調整する必要があります。
o ペレットの燃料貯蔵量 は、設計温度にペレットの最小吐出量を加えた約10日の要件を満たす必要があります第3部 計画プロセス
車両は25 ~ 30 m ³のペレットです。これにより、必要な物流通路を使用して、燃料供給業者の注文から納入までの応答時間が可能になります。
その他の情報については、 14.2章を参照してください バイオマスボイラーを最適に活用
o バイオマスボイラは、可能な限り低い出力レベ
ルで平均負荷曲線に従って継続的に進む必要があります。
o 頻繁な始動および燃焼段階は、バイオマスボイ
ラーの高振動など、長時間の運転によって回避する必要があります。
o バイオマスボイラは、加熱ネットワークの負荷変化に対応できる必要があります（外気温による）。
o 燃料ベッドは新しい燃焼出力に最適に合わせるために長い時間を必要とするので、出力の短期的な変化を避ける必要があります。
o バイオマスボイラー出力への入力は、応答時間よりも遅くなければなりません。これは通常、熱貯蔵を再利用して、短期的な負荷ピークと負荷低減を補正できます。
 バイオマスボイラシステムとの年間熱生産シェアは次のとおりです。
o 単価バイオマス燃焼プラントは次のとおりです。
100%
o ピーク負荷運転と低負荷運転のためのオイル/ガ
スボイラーを備えた2価バイオマス加熱システム
です。80%未満から85%未満です。
o ピーク負荷運転と低負荷運転のためのオイル/ガ
スボイラーを備えた2価バイオマス加熱システム
です。90%未満から95%未満です。
 供給のセキュリティバイオマスボイラーの故障時に供給または冗長性を確保するには、以下の方法があります。
o オイルまたはガス（バイオオイル/バイオガス）を使用したピーク負荷ボイラー、ボイラー出力≤
熱生成に必要な総熱容量です
o 単価バイオマス燃焼システム用の移動式加熱シ
ステム用接続パイプですo 冗長なオイル/ガスボイラーシステムを備えた、接続された大規模な顧客からの負荷低減ですo 中央 暖房設備または特定の大規模な接続顧客（重要な生産プロセスを持つ産業会社など）での移動式加熱システム用接続パイプです。

利用規約
炉床設備のメンテナンス
出力需要のない数時間後にバイオマス燃焼システム
を外部点火なしで再起動できるように、定期的に少量の燃料を追加することで、この待機期間中に炉床（木材）を維持します。
低排ガスで制御された炉床のメンテナンス作業
定期的に少量の燃料が火格子に加えられ、燃焼空気
ファンをオンにして制御された方法でメンバーベッドに燃焼します。燃焼空気ファンをオフにした後新しくなったメンバーベッドには、熱分解プロセスで熱分解ガスを放出する燃料粒子が含まれていてはな
りません。
自動点火
燃料が乾燥している場合（水含有量M < 35 %~最大M < 40 %）、燃焼空気ファンをオンにした状態で燃焼ベッドをバーンアウト段階でメンバーベッドに燃焼させることで、低排出量で点火がオフになります。燃焼くう空気ファンをオフにすると、これにはまだくすぶっているガスをを放出する燃料粒子が含まれていないはずです。停止フェーズの後、必要に応じて、自動点火（イグニッションファンまたはイ
グニッションロッド）で燃焼プロセスが開始されます。
スイッチオン時間
スイッチオン時間は、加熱期間の開始から終了までの燃焼設備の通常の運転時間とスタンバイ時間（種火または負荷要求なしの運転開始フェーズ）で構成されます。

13.4 燃料品質と燃焼システム
システムの選択には、燃料品質に応じてバイオマスボ
イラーの燃焼システムを選択することが含まれます。
表4.11 Part I - EN ISO 17225-1に準拠した仕様に基づいたバイオマスDHプラント向けQMの燃料および粒子サイズの分類では、EN ISO 17225-4のSクラスが追加されています。
バイオマスDHプラント向けQMは、高品質の木材チップを使用した燃料分類をさらに柔軟に行い、標準と比較して大きな粒子の断面をさらに制限しています。燃料の分類については、第 4章で詳しく説明しています
表 13.3 をガイドとして使用することで、対応する出力範囲の推奨燃焼火システムを特定の燃料品質に割り当てることができます。

137

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

表13.3

木材燃料の推奨使用範囲(燃焼システムおよび出力範囲の燃料分類による)を示します(FAQ 36も参照)

Fuel classification

Firing system

Power range

Comments

WS- and IS-P16S-M20

Small firing systems, standard series units
Underfeed, fixed grate firing*

20 kW - 200 kW

Quality wood chips
finely sieved with F05

WS- and IS-P31S-M20

Standard series units
Underfeed, fixed grate firing*> 100 kW

Quality wood chips
coarsely sieved with F05

WS- and IS-P31S-M35

Underfeed and feed grate firing> 200 kWWS- and IS-P31S-M50

Underfeed and feed grate firing> 200 kWWS- and IS-P31S-M55+

Feed grate firing> 200 kW

P31-M35

Feed grate firing> 200 kW

PWK, LH, DH

P31-M50

Feed grate firing> 200 kW

PWK, LH, DH

P31-M55+

Feed grate firing> 200 kW

PWK, LH, DH

WS- and IS-P45S-M35

Feed grate firing> 500 kWWS- and IS-P45S-M50

Feed grate firing> 500 kWWS- and IS-P45S-M55+

Feed grate firing> 500 kW

P45-M35

Feed grate firing> 1,000 kW

PWK, LH, DH, AH

P45-M50

Feed grate firing> 1,000 kW

PWK, LH, DH, RZ

P45-M55+

Feed grate firing> 1,000 kW

PWK, LH, DH, RZ

P63-M35

Feed grate firing> 3,000 kW

PWK, LH, DH, AH

P63-M50

Feed grate firing> 3,000 kW

WS, IS, PWW, PWK, LH, DH, RZ

P63-M55+

Feed grate firing> 3,000 kW

WS, IS, PWW, PWK, LH, DH, RZ

ストレージ容量の要件（Q-ガイドライン、表19）およびオフピーク動作時の1日の平均暖房負荷の最小値（Q-ガイドラ
イン、表20）が満たされていることを前提としています。
*固定された格子は次火のとおりである: 火格子上で燃料を移動/運搬することなく、燃焼します（平坦な格子、傾斜した格子など）。燃料は充填スクリュで火格子の上に伝達されます。たとえば、火格子のセグメントを傾けること
で、灰を除去できます。

木材加工（RHH-M10-20）、木材チップ、および埃の多い削りくずの残留木材の仕様は次のとおりです。

13.5 熱発生システムの選択と設計

 アンダーフィードおよび火格子燃焼では、最大50%の粉塵含有量が許容されます。これを超えると、粉塵注入が行われます。

熱生成システムの選択と設計では、次の重要なデータを把握しておく必要があります。

 炉床 でスラグが発生しないように、一次排ガス再循環システムを使用することを検討してください（ 5.3.2章を参照）。

 必要な熱容量1） と負荷特性1） をシステム全体に適用します 炉メーカーが提供する保証の主な要因は、木材チップの比率、破砕、粉塵の割合、燃料分析に基づく化学組成です。

 年間総熱需要量1) バイオマスボイラと基本負荷共有物を使用した必要
熱容量の年間持続時間曲線です1） 今後の熱販売の発展（熱再生、気候、拡大の可能性、「リスク顧客」）を目指します。
 表 13.4に示すように、拡張段階での低負荷時の1日の平均加熱負荷が最小です 外気温度の関数としてのフロー温度
 メインの戻り温度
 燃料供給と品質は、燃料の物流に応じて、直接または間接のサプライチェーンになります 排熱および熱源に潜在的な可能性があります
1)138

需要評価と適切なシステム選択のためのExcelツールによる第3部 計画プロセス
13.3 章では、単価または二価のバイオマスボイラシス
テムを選択する際に決定的な要件を示します。動作モードの要件とバイオマスボイラーの利用状況によって、公称出力の設計とボイラーの数が決まります。
手順 熱生成システムを基本モデルとして選択します。
o表13.5に示すように、必要な熱容量クラスの合計に応じていますo

二価システムでの個々の熱源の熱出力の分配と、燃料要件の決定です 燃料の品質と燃料系統（直接または間接のサプ
ライチェーン）に応じて、燃焼システムを選択します。
 システムコンポーネントの設計は次のとおりです。
o

追加コンポーネント（燃料貯蔵、燃料輸送シ
ステム、排煙洗浄など）を備えた燃焼プラン
トです。

o

熱貯蔵量を含む水流システムを統合o

ヒーターシステムo

煙突（排ガスシステム）

 安全性、騒音保護、および排出ガス要件への準拠を確認します 追加バリアント（13.6（章）および追加オプション 13.7章）を含む定義済みの基本バリアン
トをチェックします 投資および年間コストの決定、経済の実行可能性の評価（第10章 ）を行います。

13.5.1 バイオマス燃焼システムを搭載
した熱発生基本モデル
バイオマス燃焼を備えた熱発生システムは、単一または複数のボイラーシステムとして設計でき、単価または二価で保管できます。システム全体および拡張段階の熱容量需要の負荷特性と年間持続時間曲線を考慮して、必要な総熱容量需要を決定したら、次の作業を行います。 また、バイオマス燃焼システムに必要なもの
はすべて正確に定義され、 表13.5 に要約されている熱発生系の基本的な変異体の1つが選択されています。
記載されているすべての基本モデルには、 13.3章に記載されている一般的な要件を満たすちくね蓄熱タンクが装備されています
蓄熱タンクのない基本的な変異体は、バイオマス燃焼システムが基本負荷で作動している場合にのみ、選択できます。
熱発生システムを選択するには、パフォーマンスクラ
スに加えて、次の ようなQ要件と影響要因 を考慮する必要があります。
 全負荷運転時間数 バイオマスボイラー 表13.5 摩耗を増加させずに年間全負荷運転時間を長くするための前提条件は、均一な使用率（開始段階と停止段階の数が少ない、
電力の変化が遅い、燃料床が安定している）とボイ
ラーの産業設計です。
 スイッチオン時間1年中または加熱期間中です。
 表13.4に準拠した低負荷状態です
通年運転の場合、夏には低負荷条件を満たす必要があります。熱交換期間中の運転では、移行期間中に適用されます。
 変更をロードo 大きな負荷変動（負荷ピークおよび負荷低減）
は、以下の状況で発生します。朝の暖房ピーク、
夜間暖房需要の低減（夜間低減）、夏の水暖房（特にフロースルー水ヒーター、淡水モジュール）、特殊な負荷プロファイル（ウィンタース
ポーツリゾート、スポーツホテルなど）、 熱設
備内のネットワーク分離を使用して熱交換器をオンにし、地域加熱ネットワークの流量温度を上昇または下降させますo 高負荷変動（負荷ピークおよび負荷低下）を伴う日中変動は、次のような場合に発生します。
温室（太陽が輝いているときは負荷軽減なし、夜間は高負荷低減）、屋外プールの朝の暖房、プロセス熱の不均一な負荷プロファイルなどがあります 基本負荷 （プロセス熱、基本負荷運転など）は、
熱容量需要に対するバイオマスボイラー出力が少量であることから生じています 燃料の種類は 、供給および燃焼システムに要求を置きます。
 工場への投資
 供給のセキュリティ燃料輸送または燃焼システムの故障の影響を受けやすいため、供給の安全性は、指定された燃料品質がどの程度維持されるかによって大きく異なります。再冗長性は、最大のボイラーに障害が発生した場合に提供できる熱量（必要な熱量の100分の1）に対応します。
 バイオマスシェア
 燃料価格：燃料価格が安い場合、バイオマス燃焼シ
ステムの年間オペレーション報酬が事前に確認されます。
 柔軟性/拡張性リザーブ複数のボイラーシステムにより、段階的に熱供給エリアを整備する際に、個々のバイオマスボイラーを最適に活用することができます。
 最先端の技術：定格出力が約500 kWの燃焼システ
ムは、M35未満の燃料に含まれる水の中の水分を自動点火して作動させることができます- M40。たとえば、炉床設備のメンテナンスは不要です。これにより、低排出量で低負荷運転が可能になり、エネルギー損失が低減されます。特に、単価バイオマス燃焼システムが重要です。
 最小必要定荷重プッシャー供給システムを備えたバイオマス燃焼システムでは、挿入ダクト内のバックファイアを防止するために最低一定の負荷が必要です。この場合、次のガイド値が適用されます。

139

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook また、バイオマスボイラの全負荷運転時間 は、バイオマスボイラの年間熱生産量をkWh/a単位で、公称熱出力をkW単位で除算したものと定義されています。

o 乾燥燃料< M35：バイオマスボイラーの定格出
力の30%
o 非乾燥燃料< M40：バイオマスボイラーの定格
出力の20%

表13.4 Q-ガイドライン [15]に基づく低負荷運転のための最低平均日次加熱負荷 （表20）。
Firing type 

Feed grate firing systems

Underfeed and fixed grate firing systems
with firebed maintenance

Recommendations with automatic ignition

Water content≤ M35

M35-40≤ M35

M35 - 50> M50

M ≤ M35

M35 - 40

≤ M50

Minimum average daily heatingload as a percentage of the nominal boiler output for heat generation with heat storage tank

15 %

20 %

15 %

20 %

30 %

10 %

15 %

15 %

with firebed maintenancewith automatic ignition

重要な注意事項：バイオマスボイラーメーカーによっては、値が若干異なる場合があります。バイオマスボイラーメ
ーカーの価値と推奨事項は、常に決定的なものです。
ボイラー出力を最小限に抑え、高負荷の変動を抑えることができます。つまり、ボイラー出力を最小限に抑えた長時間連続運転が可能です。

低負荷状態
低負荷状態を維持することで、十分な負荷再導入を伴う以下のような深刻な問題を回避できます。
 不快な臭い 定期的に煙が見えます バイオマスボイラーにすすが蓄積する危険性があります 粒子分離器の有効性は制限されています。これは、粒子分離器が動作温度に達しないため、低負荷運転では制限されているか、まったく影響を与えないためです。これにより、セパレータの使用率が低下するか、または最適な状態になります。
 電気集塵機：温度が露点を下回ると、ハウジン
グ、インシュレータ、セパレータ電極に湿った粒子が付着する危険があります。結果：インシ
ュレータ間の短絡、自動クリーニングおよび灰の放電の不具合です。
 ファブリックフィルタ：温度が露点を下回ると、フィルターファブリックに湿った粒子が固まる危険性があります。結果：フィルタファブ
リックの破壊までの自動クリーニングが失敗しました。
 分離プロセスの詳細については、 第5.8章を参照してください次のフレームワーク条件を提供する必要があります。
 大型燃料ベッド（種火ベッド）のため、移動式
火格子炉は、供給不足または固定格子炉よりも高い最小出力で操作する必要があります。
 自動点火の利点は自動シーケンスを可能にし、炉床設備の維持に伴う最小限の熱損失を除去することである。低負荷運転では、これにより、システムのメンテナンスに比べて利点がさらに向上する可能性があります。
 熱貯蔵装置および自動点火装置を備えたシステ
ムでは、蓄熱タンクを完全に充填し、短時間で140

例
バイオマスボイラーの最大出力は200 kW、夏季運転時の熱需要は1日あたり300 kWh、夏季運転時の保管および伝熱損失は1日あたり180 kWhです。
 1日の加熱負荷は、通常のボイラー出力に対する割合で表されます=（300 kWh/d+180 kWh/d）/（24h/d x 200 kW）= 0.10 = 10%。
 乾燥した木材チップを使用する場合は、品質が良好です（M≤35%）、このシステムでは、自動イグニッションと蓄熱が利用可能な場合、供給不足または固定された火格子点火による夏季運転が可能である必要があります。
 夏の運転がないシステムでは、移行期間中の作動は同じ要求を満たす必要があります。そのため、低負荷運転時に、オイル/ガスボイラー（装備されている場合）または小型のバイマスボイラ（単価システ
ム用）を最初に作動させる必要があることがよくあります。

13.5.1.1 必要熱容量のを決定
合計必要熱容量によって、次のグループに分けられた
基本バリアントの出力クラスが決まります。
 100 kW～500 kWです
 501 kW～1000 kWです
 1000 kWを超えています
二価システムの場合は、次のようになります。 図13.5に示すように、バイオマスボイラやバイオマスボイラの生産量は、年間の接続曲線に基づいて分配する必要があります。これにより、バイオマスボイラやバイオ
マスボイラの全負荷運転時間を最小限に抑えることができます 低負荷運転では、1日の平均加熱負荷が必要です。

第3部 計画プロセス

表13.5 Q-ガイドライン [15]の表19に基づいた、総熱容量需要に応じた貯蔵を備えた熱発生システムの基本的なモデルの概要を示します標準水流スキームPart I [62] では、回路WE1～WE8について詳しく説明し、標準水流スキームPart II [71] では回路WE12～WE16について説明します。
Description

Circuit

Total required heat capacity

WE4 (WE14/16 with 1 biomass boiler)

1 biomass boiler + 1 oil/gas boiler
with storage tank

1 Biomass boiler withstorage tank
WE2 (WE12)

100 - 500 kW
Annual heat produced with biomass

100 %Design biomass boiler output

100 % without load peaks

Number of full load operating
hours biomass boiler> 2,000 h/a

Low-load operation

Summer operation possible
if sufficient summer load according to Table 13.4

Automatic ignition?

Yes

Fuel

Maximum P31S; with automatic ignition M40

Expansion reserve

Only possible in exceptional
cases due to low load problems

Storage capacity

 1 h related to nominal
output of biomass boiler

Annual heat produced with biomass

80 – 90 %Design biomass boiler output

50 – 60 %*Design oil/gas boiler capacity

At least 70 %, maximum 100 %.

Number of full load operating
hours biomass boiler> 3,500 h/a
Target 4,000 h/a

Low-load operation

If Table 13.4 not fulfilled, by oil/gas boiler

Automatic ignition?

Yes

Fuel

Maximum P31S; with automatic ignition M40

Expansion reserve

Possible through oil/gas boiler (with corresponding reduction of wood coverage)

Storage capacity

 1 h related to nominal output of biomass boiler

Annual heat produced with biomass

 Realisation of monovalent summer operation may
be only possible with two biomass boilers

Design biomass boiler output 1

WE6

Design biomass boiler output 2
2 biomass boilers
with storage tank

501 - 1,000 kW> 1,000 kW

For systems without summer operation, it may also
make sense to have only 1biomass boiler + 1 oil/gas
boiler above 1,000 kW.

No restriction; with automatic ignition M40

100 %33 % without load peaks
67 % without load peaks

Number of full load operating
hours biomass boiler 1 + 2> 2,000 h/a

Low-load operation

Compliance with Table 13.4 usually possible with small biomass boilers

Automatic ignition?

For small biomass boiler

FuelMax. P31S; with automatic
ignition M40

Expansion reserve

Possible with correspondingly high investment costs (expensive biomass boilers)

Storage capacity

 1 h related to 2/3 of the total nominal output of
biomass boilers

No restriction; with automatic ignition M40

141

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
Description

Circuit

Total required heat capacity

WE8 (WE14/16 with 2 biomass boilers)

2 biomass boilers + 1 oil/gas boiler
with storage tank

100 - 500 kW

501 - 1,000 kW> 1,000 kW

Annual heat produced with biomass

80 - 90 %Design biomass boiler output 1

17 - 20 %*Design biomass boiler output 2

33 - 40 %*Design oil/gas boiler capacity

Min. 100 % - small biomass
boiler, max. to 100%.

Number of full load operating
hours Biomass boiler 1 + 2> 3,000 h/a
Target 4,000 h/a

Low-load operation

Compliance with Table 13.4
with small biomass boiler
or oil/gas boiler

Automatic ignition?

For small biomass boiler

Fuel

No restriction; with automatic ignition ≤ M40
Possible with oil/gas boiler(reducing use of biomass)

Expansion reserve 1 h related to 2/3 of thetotal nominal output of biomass boilers

Storage capacity* Indicative value for systems with predominantly space heating

13.5.1.2 必要な合計ボイラ出力の決定
必要なボイラー総出力の決定は次のように行われます。
 二価バイオマスボイラーシステムの場合は 、総熱容量の需要に基づいています。これは、 図13.4 の抽出された負荷特性の青い正方形（負荷ピークを含む合計熱消費電力）に対応しています。

 一般的な全熱容量のデマンドに基づいて、蓄熱のある単価バイオマスボイラーシステム用です 。これは、 図13.4 に示す点線の負荷特性（負荷ピークなしの合計熱容量要求の日次平均平均年齢）の黒い菱形に対応します。これにより、短時間の負荷ピーク（3～4時間）を蓄熱タンクでカバーするバイオマス
ボイラーの過大寸法を防止できます。
Space heating

Heat capacity demand (stacked) [kW]Domestic hot water
Process heat
Heat distribution losses
Lowest outdoor temp.

Outdoor temperature [°図13.4単価または二価バイオマス加熱システムに必要なボイラの総出力を、負荷特性を使用して測定します。

142

第3部 計画プロセス

13.5.1.3 バイオマスボイラー全出力の小型・大型のバイオマスボイ
ラーに割り当て2、3台のバイオマスボイラーを持つ単価または二価バ
イオマス加熱システムでは、小型バイオマスボイラの定格出力と大規模バイオマスボイラの定格出力の比率は、1：2（推奨範囲1：1 ~ 1：2）を超えてはなりません（図13.5）。これにより、共通の遷移範囲（共通の出力範囲）が可能になり、 個々の作業において両方のバイ
オマスボイラーの最適な動作が可能になります。また、この部門は、標準シリーズユニットを搭載した多ボイラーシステムにも対応する必要があります。

図13.5

共通の遷移領域が必要で
 そのため、寒冷期への移行時に大型バイオマスボイ
ラーを試運転した後、次のようになります。 表
13.4 によれば、小型バイオマスボイラの再試運転を行うことで、大規模なバイオマスボイラの電源をオフにしなくても、予想外の温暖化期でも、最小限必
要な使用率を確保することができます。
 そのため、温暖化期に移行している間は、大規模なバイオマスボイラーを停止し、小規模なバイオマス
ボイラを始動した後、寒冷期にも、より大規模なバ
イオマスボイラを始動して、小型のバイオマスボイ
ラを再び停止する必要はありません。

年間の接続曲線の例を使用した2つのバイオマスボイラーを持つシステムの運転フェーズと移行範囲(化石ボイラーを使用している場合は左側、化石ボイラーを使用していない場合は右側)を示しています。

左側の「蓄熱タンク付き二価三ボイラーシステム」の年間デュレーション曲線の詳細データは次のとおりです。
 オフピーク動作時の1日の平均暖房負荷は、効率的に67 kWです 小型バイオマスボイラー240 kW、低負荷運転時の1
日の平均加温負荷最小48 kW（表 13.4に従ってボ

イラー出力の20%を想定 動作火格子燃焼、
M35 ~ M50）です。
 大型バイオマスボイラー480 kW、低負荷運転時の1
日の平均加温負荷最小96 kW（表 13.4に従ってボ

イラー出力の20%を想定 。
右側の「蓄熱タンクを備えた一価2ボイラー木材暖房シス
テム」の年間持続時間曲線の詳細なデータは次のとおりです。
 低負荷時の1日の最低平均暖房負荷は、30 kWを効果的に達成します バイオマスボイラー1およびバイオマスボイラー2、125
kW、低負荷運転時の最低必要平均暖房負荷13 kW（ 表13.4 によれば、ボイラーの10 %を想定しています。供給不足および固定式火格子燃焼シス
テム、≤M35） 。

143

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

13.5.2 基本バリアント説明
13.5.2.1 100 - 500 kW蓄熱タンク付き単価
バイオマス加熱システム
説明
最大500 kWまでの定格熱出力を持つシステムは、単価の単一ボイラーシステム（蓄熱タンクWE2を備えたバ
イオマスボイラー）を使用して操作できます。蓄熱タ
ンクは、ボイラーの作動とピーク負荷をカバーする役
割を果たします。これらのシステムは比較的包括的で、節約の余地があります。また、さらなる拡張ステージのための基礎としても使用できます。

StoragetankConnection mobile
heating system

Low-pressure
difference connection(e.g. distributor inheating plant)

differential pressure-affected connection(district heating net-

図13.6生物量ボイラーと貯蔵タンク（WE2）を用いたシステムの原理図
最も重要なのは次のとおり

ソリューションWE2は不適切です。

 短期的なピーク負荷と負荷低減は、蓄熱システムによってバランスがとれています。

 蓄熱システムで吸収できない短時間の高負荷変動が発生した場合に使用します。

 ピーク負荷を考慮せずにボイラー出力を設計します（ 図13.4の黒の菱形）。

 夏季運転中に低負荷条件を満たすことができない場
合 年間を通しての運転では、十分に高い夏の負荷（低負荷条件）でのみ、スペースヒーティングおよび家庭用温水の特別な熱需要があります。
tions Table 13.4)

 部分的に拡張されたシステムの場合は、次のようになります。
Design principles
Low-load operation

Summer operation possible if sufficient summer load according to Table 13.4

 費用効果の高いバリアント

Automatic ignition?

Yes

 WE4、6などにアップグレードすることで拡張が可
能です。

Fuel

Maximum P31Swith automatic ignition ≤ M40

Storage capacity≥1 h related to nominal output of biomass boiler 移行期間中、燃料の最大含水量は≤M40に制限されます（自動点火が必要です）。

 制御戦略：バイオマスボイラーは可能な限り低い出力で運転されるため、ボイラーの出力は必要な平均
熱容量にちょうど対応します。
蓄熱タンクの蓄熱状態により、ボイラーへの出力仕様が決まります。過渡期または夏季運転において、短期間の高負荷変動がない場合、蓄熱タンクはオン/オフモードで最小ボイラー出力で充電されます。
制御の詳細については、標準水流方式パートI[62]を参照してください。

144

第3部 計画プロセス

13.5.2.2 100 - 1000 kW蓄熱タンク付き
二価バイオマス加熱システム
説明
供給の安全性を高め、段階的に膨張した場合には、二価のシステムが低付加コストで安定した動作を実現します。蓄熱タンク付きバイオマスボイラを備えた二価システムは、1000 kW（蓄熱タンクと化石を備えたバ
イオマスボイラ

StoragetankWE4).までの公称必要熱容量を推奨します熱貯蔵タンク
は、ボイラーの作動をバランスさせる役割を果たします。
化石ボイラーはピーク負荷をカバーし、必要に応じて夏の運転もカバーします。化石燃料ボイラでは、蓄熱シス
テムで補正できない短期負荷変動もカバーできます。また、化石燃料ボイラは、バイオマスボイラの故障や不具合が発生した場合にも供給の安全性を保証します。これらのシステムは比較的安価で、非常に効率的に動作できます。

Connection mobile
heating system

Low-pressure
difference connection(e.g. distributor inheating plant)

differential pressure-affected connection(district heating net-

図13.7バイオマスボイラーと蓄熱タンク（WE4）を用いたシステムの原理図

最も重要なのは次のとおり
 短期的なピーク負荷と負荷低減は、蓄熱システムによってバランスがとれています。
 負荷ピークを含めたボイラーの全出力の設計です（ 図13.4の青い四角）。
 バイオマスボイラーの出力量は、平均必要熱容量（バイバランスポイントまで）に相当し、平均的な1日の加熱負荷の割合に相当します 化石補助ボイラーによるピーク負荷に対応します

低負荷条件で満たされています。短期的な高負荷変動が発生しない場合、蓄熱タンクはバイオマスボイ
ラーによってオン/オフモードでのボイラーの最小出力で充電されます（自動イグニッションが必須）。
バイオーマスボイラが低負荷運転に適していない場
合は、化石ボイラが夏を対象にしています。制御の詳細については、「標準水流方式パートI [62]」を参照してください 夏の運転がないシステムや、高い熱需要を持つシス
テムは、1つのバイオマスボイラーと1つの化石ボイ
ラーで1000 kWを超える可能性もあります。

 移行期間中および夏にはバイオマスボイラーを使用
した低負荷運転（負荷が十分であれば）、化石ボイ
ラーを使用したほうが賢明（表13.4）

ソリューションWE4は不適切です。

 自動点火の場合、燃料中の最大含水量は≤M40に制限されます

Design principles

 年間を通じて保証された運用と供給のための費用対効果の高いバリアント
 バイオマスボイラーは、バイオマスを十分にカバーして利用しています 埋蔵量は化石プラントの一部でカバーされています 熱生成水流システムと制御は、例えばWE8などのように拡張できます 制御方式：バイオマスボイラーは、ボイラー出力ができる限り低い出力で作動します
必要な平均熱容量を満たしています。蓄熱期間の蓄熱状態によって、バイオマスボイラーの出力仕様が決まります。冬季のピーク負荷運転のために、化石ボイラーのスイッチをオンにし、バイオマスボイラ
ーをサポートしています。バイオマスボイラーの故
障や故障が発生した場合には、化石加熱システムが自動的に機能を引き継ぎます。夏季は、バイオマス
ボイラまたは化石ボイラのどちらを使用しているかに応じて運転します 100%化石を含まない熱発生が必要な場合に使用します。

Annual heat production
with biomass

80 - 90 %Design biomass boiler
output

50 to 60 % total required heat capacity including load peaks (bluesquare in Figure 13.4)

Design of fossil boiler
output70 to 100 % total thermal power requirement (high redundancy)

Number of full load operating hours Biomass
boiler> 3,500 h/a (target 4,000 h/a)

Low-load operation

If not fulfilled: Summer operation
with fossil boiler

Automatic ignition

Yes

Fuel

up to 500 kW maximum P31S;
with automatic ignition ≤ M40

Storage capacity≥ 1 h related to nominal output of biomass boiler

145

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

13.5.2.3 501～1000kW蓄熱タンク付き単価バイオマス加熱システム
説明
ボイラの出力量を2つのバイオマスボイラーに分割する
ことで、大規模なシステムを一年中バイオマスで運用することができます（バイオマスボイラー2台と収納式WE6）。それはStoragetank

出力を1/3から2/3に分割することをお勧めします。これにより、通常、より小型のボイラーで夏の低負荷をカバーし、年間を通じて両方の熱源のバランスのとれた運転が可能になります。小型ボイラには自動点火が装備されている必要があります。蓄熱タンクは、ボイラ
ーのバランス作動とピーク負荷をカバーする役割を果たします。

Connection mobile
heating system

Low-pressure
difference connection(e.g. distributor inheating plant)

differential pressure-affected connection(district heating net-

図13.8バイオマスボイラーと蓄熱タンク（WE6）を用いたシステムの原理図
最も重要なのは次のとおり
毎日の最大加熱生産（公称出力で24時間の熱伝導）が可 短期的なピーク負荷と負荷低減は、蓄熱システムに能です。小型のバイオマスボイラは、1時間あたりの平よってバランスがとれています。
均熱需要を満たすことができなくなった場合に、自動イ
グニッションで自動シーケンスとピーク負荷運転を行う
 負荷ピークを含めたボイラーの全出力の設計です
ことでオンになります。小型のバイオマスボイラーは、（ 図13.4の青い四角）。
熱容量が2つのバイオマスボイラーの最小出力の合計を 13.6.1 章に従って1/3～2/3比でボイラー出下回ると、再度オフになります。大規模バイオマスボイ
力を供給します。
ラの不具合が発生した場合は、自動着火により小型バイ
オマスボイラのスイッチが入ります。制御の詳細につい 移行期間中および夏には低負荷運転が可能で、通常ては、「標準水流方式パートI [62]」を参照してくださは小型ボイラーを使用できます（表 13.4）。
い 燃料内の自動点火最大水含有量を備えた小型ボイラ
ソリューションWE6は不適切です。
はM40以下に制限されています 年間を通して化石のない運転をしています 1つのバイオマスボイラー供給が故障した場合は、2つ目のバイオマスボイラーによって条件付きで保証されます。最大限の信頼性を得るためには、モバイ
ルヒーティングシステムへの接続を提供する必要があります。
 顧客との段階的なつながりが（比較的高い投資コストで） 熱生成水流システムと制御は、例えばWE8などのように拡張できます 制御方式：両方のバイオマスボイラーは、ボイラー出力の合計が平均必要熱容量を満たすように、可能な限り低い出力（共通の同じ出力仕様）で動作します。蓄熱期間の蓄熱状態によって、バイオマスボイ
ラーの出力仕様が決まります。ボイラのカスケード（シーケンシャル）です
回路）ボイラの作動を決定します。夏の運転中に、短時間の高負荷変動がない場合、蓄熱タンクはオン/オフモードでのボイラーの最小出力で充電されます。小型のバイオマス
ボイラーが日常の平均熱対策をカバーできなくなった場合
は、小型のバイオマスボイラーを手動で大型のボイラーに切り替えます。大型バイオマスボイラーの日々の熱出力量（最小出力で24時間の熱生産）がその25%未満である場合
は、大型バイオマスボイラーを手動で小型ボイラに切り替
えます
146


蓄熱システムで吸収できない短時間の高負荷変動が発生した場合に使用します。

夏季運転時の低負荷条件を小型ボイラに適合させることができません。
Design principles

Annual heat production
with biomass
Design biomass boiler
output 1 and 2

100 %33 % respectively 67 % without load peaks(black rhombus in Figure 13.4)> 2,000 h/a

Number of full load operating hours biomass
boiler
Low-load operation
Compliance with Table 13.4 withsmall boiler Automatic ignition? Yes, for small boiler
Fueltomatic ignition ≤ M40

up to 1,000 kW max. P31S with au-

Storage capacity≥ 1 h related to at least 2/3 of total

nominal output of biomass boilers (recommended, however, ≥ 1 h at 100% of total
nominal output).

第3部 計画プロセス

13.5.2.4 1000 kWを超蓄熱タンク付き
単価バイオマス
加熱システム小型ボイラ（蓄熱タンク付きマルチボイラシステム）と一体になっています。ボイラの部分的な出力範囲は、ボイラの切り替えと夏季運転の両方が容易にできるよ
うに選択する必要があります。公称ボイラー出力を分割します（例 1/5～2/5～2/5）では、1年を通して動作が保証されます。小型ボイラには自動点火が装備されている必要があります。蓄熱タンクは、ボイラーのバ
ランス作動とピーク負荷をカバーする役割を果たします。

説明
2つ以上のバイオマスボイラを備えた単価マルチボイラ
システムを実現できます。たとえば、段階的な拡張の場合や、低負荷条件が実現できない場合に、2つのボイラシステムWE6の拡張として実現できます

StoragetankConnection mobile
heating system

Low-pressure
difference connection(e.g. distributor inheating plant)

differential pressure-affected connection(district heating net-

図13.9 マルチバイオマスボイラーと蓄熱タンク（WE6+）を用いたシステムの原理図

最も重要なのは次のとおり
 短期的なピーク負荷と負荷低減は、蓄熱システムによってバランスがとれています。
 負荷ピークを含めたボイラーの全出力の設計です（ 図13.4の青い四角）。
 ボイラー出力の分配は、合計動作とボイラー切り替
えが保証されます（ 13.6.1。

小型バイオマスボイラーを停止するか、小型バイオマスボイラーをオンにして大規模バイオマスボイラ
ーをオフにします。自動シーケンシャルスイッチン
グにより、自動での自動点火が可能な最小のバイオ
マスボイラーを自動的にオンにすることができます。
バイオマスボイラの機能が大きい場合には、自動着火を備えた最小のバイオマスボイラも点灯します。
制御の詳細については、「標準水流方式パ ートI[62]」を参照してください 移行期間中は低負荷運転、ボイラが最小の場合は夏モードーで運転します（表13.4）。

ソリューションWE6+は不適切です。

 燃料内の自動点火最大水含有量を備えた小型ボイラ
はM40以下に制限されています 蓄熱システムで吸収できない短時間の高負荷変動が発生した場合に使用します。

 年間を通して化石のない運転をしています 1つのバイオマスボイラー供給が故障した場合は、2つ目のバイオマスボイラーによって条件付きで保証されます。最大限の信頼性を得るためには、モバ
イルヒーティングシステムへの接続を提供する必要があります。

Design principles
Annual heat production
with biomass
DesignTotal boiler output without load
peaks (black rhombus in Figure
13.4)
smallest boiler according to Table
13.4,
design other boilers for problem-freeboiler changeover (e.g. 1/5 to 2/5 to2/5)

Number of full load
op- erating hours
biomass boiler> 2,000 h/a

 顧客との接続は、段階的に行うことができます 熱生成水流システムと制御は、拡張できます 制御方式：バイオマスボイラーは、ボイラー出力ができる限り低い出力で作動します）を使用して、算出されたボイラー出力の合計は必要な平均熱容量を満たしています。蓄熱期間の蓄熱状態によって、バイオマスボイラーの出力仕様が決まります。ボイラのカスケード（シーケンシャル回路）ボイラの作動を決定します。夏の運転中に、短時間の高負荷変動がない場合、蓄熱タンクはオン/オフモードでのボイラーの最小出力で充電されます。通常、バイオマスボイラーは手動で切り替えられます。熱容量需要が稼働中のバイオマスボイラーの定格出力の合計を超える場合、小規模バイオマス
ボイラーを停止し、大規模バイオマスボイラーをオンにするか、その他のバイオマスボイラーをオンにします。必要な熱容量が、バイオマスボイラーの最小排出量の合計を下回る場合は、いずれかのを実行

100 %

します
Low-load operation

Compliance Table 13.4with smallest
boilerAutomatic ignition?

Yes, for small boiler

Fuel

up to 1,000 kW maximum P31S with
automatic ignition ≤ M40

Storage capacity≥ 1 h related to 2/3 of the total nominal output of the biomass boilers(recommended, however, ≥ 1 h at
100% total nominal output).
147

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
2ボイラーシステムWE6の延長として構築することもできます。二価システムは、追加コストを抑えながら最大信頼性を特徴としています。蓄熱タンクは、バイオマスボイラーの運転のバランスをとる役割を果たします。化石燃料ボイラでは、蓄熱システムで補正できな
い短期負荷変動もカバーできます。これらのシステム
は、比較的安価で非常に効率的に運用できます。

13.5.2.5 1000 kW超蓄熱タンク付き二価バ
イオマス加熱システム
説明
通常、2つ以上のバイオマスボイラーを備えた二価の多ボイラーシステムは、大規模なシステム（蓄熱タンクと化石ボイラーWE8を備えた2つのバイオマスボイラー）でもバイオマスを使用して夏の運転を可能にします。
また、2価システムWE4またはStoragetankConnection mobile
heating system

Low-pressure
difference connection(e.g. distributor in heating plant)

differential pressure-affected connection(district heating net-

図13.10 2台バイオマスボイラーと蓄熱タンク及び化石燃料ボイラ（WE8）を用いたシステムの原理図

最も重要なのは次のとおり
 短期的なピーク負荷と負荷低減は、蓄熱システムによってバランスがとれています。
 負荷ピークを含めたボイラーの全出力の設計です（ 図13.4の青い四角）。
 ボイラ出力の部分は、合計動作とボイラ切り替えが保証されています（複数ボイラシステムの設計との相互参照）。
 移行期間中は低負荷運転、ボイラが最小の場合は夏モードーで運転します（表13.4）。
 燃料内の自動点火最大水含有量を備えた小型ボイラ
はM40以下に制限されます。
 最大の供給信頼性
 バイオマスボイラーは、バイオマスを十分にカバーして利用しています

スイッチをオフにします自動シーケンシャルスイッ
チングにより、自動点火が可能な最小のバイオマス
ボイラーを自動的にオンにすることができます。化
石燃料ボイラーは、冬季の最も寒い時期にピーク負荷運転に使用され、夏には低負荷運転に使用される可能性があります。大型の木質燃焼ボイラーに不具合が発生した場合は、自動着火を備えた最小のバイ
オマスボイラーが追加されます。バイオマス加熱シ
ステムが万一故障した場合、化石ボイラーが熱供給を引き継ぎます。制御の詳細については、「標準水流方式パートI [62]」を参照してください
Design principles
Annual heat production
with biomass
Design80 - 90 %Number of full load
op- erating hours
biomass boiler> 3,000 h/a

Low-load operation

Compliance with Table 13.4 withsmallest boiler or fossil fuel boiler

Automatic ignition?

Yes, for small boiler

Fuel

up to 1,000 kW maximum P31Swith
automatic ignition ≤ M40

Storage capacity≥ 1 h related to 2/3 of total nominal
output of biomass boilers (recommended, however, ≥ 1 h at 100% total nominal output).

 化石燃料ボイラーの埋蔵量です 顧客との接続は、段階的に行うことができます 熱生成水流システムと制御は、拡張できます 制御方式：バイオマスボイラーは、ボイラー出力ができる限り低い出力で作動します）を使用して、ボイラー出力の合計が必要な平均熱容量を満たします。蓄熱期間の蓄熱状態によって、バイオマスボイラーの出力仕様が決まります。ボイ
ラのカスケード（シーケンシャル回路）ボイラの作動を決定します。夏の運転中に、短時間の高負荷変動がない場合、蓄熱タンクはオン/オフモ
ードでのボイラーの最小出力で充電されます。通常、バイオ
マスボイラーは手動で切り替えられます。熱容量需要が稼働中のバイオマスボイラーの定格出力の合計を超える場合、小規模バイオマスボイラーを停止し、大規模バイオマスボイラ
ーをオンにするか、その他のバイオマスボイラーをオンにします。必要な熱容量が稼働中のバイオマスボイラーの最小出力の合計を下回った場合、小型バイオマスボイラーのスイッ
チをオフにするか、小型バイオマスボイラーのスイッチをオンにして大型バイオマスボイラーをオンにします。
148

Total boiler output 60 % including
peak loads (blue square in Figure
13.4)
smallest boiler according to Table
13.4,
design other boilers for problem-freeboiler changeover (e.g. 1/3 to 2/3 orfor three biomass boilers 1/5 to 2/5
to 2/5)

第3部 計画プロセス

13.5.3 二価システムの設計手順
二価バイオマス加熱プラントの発熱体を設計する場合
は、以下の境界条件を考慮する必要があります。
 地域加熱ネットワークの熱出力の年間持続時間曲線
は、屋外温度の経過に関連して比較的短いピーク負荷フェーズを示しています（図13.11を参照） 。

Daily mean heating plant
output capacity [kW]Weather-dependent heat capacity (from daily mean temperatures)
Heat capacity independent of weather conditions
Heat production with biomass boiler

Maximum heating plant output capacity [%]related to peak load of 3500 kW 熱発生システムのコスト構造 は、異なります。バ
イオマスボイラーの投資コストは高く、燃料コストが低い一方、石油・ガスボイラーの投資コストは比較的低いが、燃料コストは高いです。

Number of days per year [-]二価系の熱出力は、原則としてコスト最適化を決定することで分割する必要があります。ただし、他の枠組みの条件としては、資金提供機関が許容する化
石燃料の最大シェア、人口と建物所有者の間での化石燃料の使用の受け入れの低下（CO 2ニュートラ
ル熱発生への熱移行）なども考慮する必要があります。
 大規模なシステムでは、システムを2つのバイオマ
スボイラーに分割するのが理にかなっています。ここでは、次の基準が重要です。
o投資コストのコスト低下は、この文脈における重要な決定基準を表しています。つまり、バイオマスボイラーの定格出力の合計が約2未満の2つのバイオマスボイラーに分割されます。
2MWについては、経済性の観点から慎重に検討する必要があります。
バイオマスDHプラントのQMの経験から、 表に従ってQ要件に準拠していることがわかりました
13.4 技術的に完璧な運転を保証するだけでなく、これらのプラントも経済的に最も興味深いものです。

13.5.4 燃焼システム選択

Outdoor temperature [°熱発生システムの選択とそれに対応する設計原理に基づいて、1つ以上のボイラーに必要なボイラー出力が決定されます。

10-year daily maximum (2002 – 2011)10-year daily average (2002 – 2011)10-year daily minimum (2002 – 2011)

Number of days per year [-]図13.11二価バイオマス加熱システムの年間持続時間曲線の例
上：1日平均の熱出力の年間継続時間ライン
下：1日の平均屋外温度の年間持続時間曲
線

表13.6

さまざまな熱発生システムのコスト構造

Biomass
Heating oil, gas

high
low

low
high

 このような境界条件から、バイオマス燃焼プラント
間で二価システムを分割して基本負荷（ベースおよび中負荷）をカバーし、オイル/ガスプラントでピーク負荷をカバーし、スタンバイユニットとして使用することをお勧めします 。CO2ニュートラル熱の発生は、化石エネルギー源をバイオガス（液体）、
バイオ加熱油、高品質木材燃料（ペレット、高品質
木材チップ）などの再生可能エネルギー源に置き換える場合にのみ、このシステムタイプで実現できます。

さまざまな燃焼システムは、さまざまな用途に適しています。燃焼システムを選択するための最も重要な基準は次のとおりです。
 ボイラー出力
 第13.4章に従ってバイオマスの分類をしなさい 基本負荷および低負荷動作用の動作モードです（要件 表13.4を参照）。

13.5.5 蓄熱タンク寸法
バイオマスボイラの出力設定値を反応時間よりも遅く変更できるように、通常は次の機能を備えた蓄熱タンクが必要です。
 バイオマスボイラの反応時間よりも速い短期負荷ピークおよび削減の補正（指定された貯蔵容量による）です。
 蓄熱状態の変化による負荷傾向への反応です。
一般に、バイオマスボイラーの公称出力に関連する 1時間以上の保管容量を推奨します 。また、法的要件も考慮する必要があります。ただし、高（短期）負荷ピー
クおよび負荷低減が日中に発生した場合（たとえば、温室の負荷パターン、プロセスヒート、エアヒータなど）、これらの負荷は、ストレージ容量が大幅に大きい場合にのみ補正できます。したがって、次の場合には、次の推奨事項を遵守する必要があります。

149

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
 温室：日中の温室のピーク負荷（夜間の冷熱放射による）と負荷低減（日中の太陽の光）を補正するた
めに、バイオマスボイラーの公称出力の4〜6時間まで蓄積容量を増やす必要があります。バイオマスボ
イラーの定格出力は、最大熱容量需要の約50%を想定して設計されています。これにより、使用率または全負荷運転時間の数値が増加します。
 熱処理

2 h-8h エアヒーター
 屋内温水準備（淡水ステーションなど）

1.5 h-2 h
1.5 h-2 h

 屋外温水 プール
2時間

1.5 時 間 ～発熱損失 QVWE は、発熱量の年間効率から計算されます。
バイオマスシステムの年間効率の抑止については、第20.12章で説明しています発熱量QVWE は以下の影響を受けます。
 運転損失、ボイラー効率

蓄熱タンクを備えた単価バイオマスボイラシステムのバイオマスボイラの過大寸法を防止するため に、固体
ライン負荷特性に応じて、短期負荷ピーク（3 ~ 4時間）
を蓄熱タンクでカバーする必要があります。ストレー
ジ容量には、バイオマスボイラーシステムが平均負荷低減または点線負荷特性に準拠できるように負荷曲線のバランスを取ることができるストレージ容量が必要
です （図11.1）。
2台以上のバイオマスボイラーの場合、 最小蓄熱容量は1時間以上で、バイオマスボイラーの公称出力の2/3に基づいています。
必要なストレージ容量は、需要の評価と適切なシステ
ムの選択のためにExcelツールで計算されます。ストレージ容量は、ストレージタンク全体の温度差によって直接決定されます。バイオマスDHプラントのQMでは、蓄熱タンク全体の温度が30 Kを超えることが指定されています。温度差が40 Kの場合、貯蔵容量は、既存の貯蔵容量の30 Kと比較して大幅に増加できます。最適な保管管理を行うには、一定の高流量と一定の低い戻り温度が必要です。
最適な熱貯蔵管理の前提条件を含む、熱貯蔵システムの機能の詳細については、第 7.5章を参照してください

13.5.6 燃料デマンド
バイオマスの年間燃料需要（t /年またはLCM /年）は、年間の一次エネルギー需要（MWh / aなどの燃料のエネ
ルギー含有量）と燃料のエネルギー含有量から計算されます。
一価の熱発生の場合、バイオマスの年間一次エネルギ
ー需要は、システム全体の年間熱需要量を、バイオマ
スボイラーシステムの年間効率で割ったものに相当します 。
二価熱発生の場合、バイオマスボイルアー（年間熱生産の生体原性シェア）がカバーする年間熱需要の割合
のみが、バイオマスの一次エネルギー需要を決定するための相対的な存在となります。これは、設備全体の出力割り当てと年間の持続時間曲線に依存し、通常、年間熱需要の80～90%に相当します

150

プラント全体このシェアを年間の効率で割ることで 、バイオマスボイラープラントの年間エネルギー需要が増加します。Excelツールの需要評価と適切なシステム
選択では、ワークシートの「図またはQ計画表」にこれが表示されます 。

 スタンバイの損失
 容量の使用率
 平均負荷レベル

第3部 計画プロセス

13.6 その他の種類の熱源シス
テム
13.6.1 標準シリーズの装置を備えたマルチボイラシステム
低コストのバイオマスボイラは、標準シリーズとして
約500 kWの公称ボイラー出力まで、最大1500 kWの例
外を備え、単価の複数ボイラーシステム（例：3～6の「カスケードシステム」）として使用できます

バイオマスボイラー等）は、バイオマス暖房設備の熱容量需要を最大2 MW以上までカバーしています。
個々のバイオマスボイラーの自動オン/オフ（自動点火）による最適な出力仕様と最適なカスケード制御を可能にする蓄熱タンクと組み合わせることで、1年を通じて個々のバイオマスボイラーを連続運転することができます。 特に、移行期間および夏の低負荷動作時（ 表13.4を参照）は、使用率が高く、スタンバイ損失が少なくなります。これにより、全体的な年間効率ηaが向上します。

StoragetankConnection
mobile heating
systemLow-pressure
difference connection(distributor in heating plant)

differential pressure-affected connection(district heating network)

図13.12標準シリーズデバイスを使用したマルチボイラシステム(「カスケードシステム」)の概略図

なお、バイオマスボイラーは、安定した火格子燃焼とアンダーフィード燃焼を行う標準的なリース機器として、自動灰除去と自動洗浄機間の洗浄を行うことに留意してください 。
固定火格子の値 （傾斜用火格子付き）または回転式火格子の値は、指定された運転時間（たとえば、6 ~ 8運
転時間）後になります。このプロセスでは、火格子上の燃料は、バーンアウト段階で完全にバーンアウトします。その後、自動点火でバイオマスボイラーを再始動する前に、火格子を機械的に清掃します。クリーニ
ング間隔は30～45分です。

設計の原則

バイオマスボイラーの洗浄間隔の間に、別のバイオマ
スボイラを始動させて、洗浄工程をコールドスタート
でブリッジすることを防止する必要があります
洗浄したボイラーが停止作動段階に戻るとすぐに、再度スイッチをオフにしてください。
1つのバイオマスボイラーが故障した場合、バイオマスボイ
ラーの再メンテナンスにより、信頼性の高いバックアップ（冗長性）が実現します。
また、低負荷運転でのバイオマスボイラーの利用が基本的な拡張ではすでに可能となっているため、標準シリーズデバイ
スを搭載したマルチボイラシステムは、加熱ネットワークを拡張する際に高い柔軟性を発揮します。
燃料の要件（ 13.4章も参照）：
 ペレット 高 品 質 の 木 材 チ ッ プ WS-P16S-M20* お よ び WSandis-P31S-M20
 WSおよびIS - P31S-M35（ボイラー出力200 kW以上、可動式火格子燃焼）

Annual heat production
with biomass

100 %DesignTotal boiler output without load
peaks (black rhombus in Figure
13.4)
Smallest boiler according to Table
13.4,
Other boilers for problem-free boilerchangeover (e.g. 1/5 to 2/5 to 2/5)

Number of full load
op- erating hours
biomass boiler> 2,000 h/a

Low-load operation

Compliance with Table 13.4 withsmallest boiler

Automatic ignition?

Yes, for small boiler (< 500 kW)

FuelPellets, quality wood chips WS- andIS-P16S-M20* as well as WS- andIS-P31S-M20 or WS- and IS-P31SM35 (from boiler output > 200 kW
with moving grate furnace)

Storage capacity≥ 1 h related to 2/3 of the total nominal output of the biomass boilers(recommended, however, ≥ 1 h at
100% total nominal output).

13.6.2 夏季運転用に燃料品質の高いバ
イオマスボイラーを追加必要とされる高い燃料品質は、高い燃料価格のために、運転コストを大幅に増加させます。これは、合計ボイラー出力が高いマル
チボイラーシステムの経済効率にも相当な影響を与えます。
151

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
移行期または夏の熱需要が低い場合は、2つのバイオマ
スを持つ単価システムです。ボイラは、サイズや一般的に使用される参照燃料のために最小負荷要件が高くなるため、大型バイオマスボイラーに必要な使用率（ 表13.4に準拠した低負荷運転に必要な最低平均日暖房負荷）を達成できない場合があります。
システムの設計と運用の柔軟性を高めるために、バイ
オマスボイラー（夏）を追加しました
Monovalent systemwith two biomass boilers
with reference fuel

低出力を備えたボイラー）は、夏や低負荷の運転を柔
軟かつ効率的にカバーするのに便利です（図13.14を参照）。原則として、燃料品質（ペレットまたは高品質の木材チップ）を重視し、自動点火機能を備えたシリーズデバイスが使用されています。これらは、100%
CO2 ニュートラル熱発生を実現するために、化石ボイ
ラー、バイオオイル、バイオガスボイラーに代わる実用的な代替品となります。

Additional biomass boiler
for high-quality fuelfor summer operation

StoragetankConnection mobile
heating system

Low-pressure
difference connection(e.g. distributor inheating plant)

differential pressure-affected connection(district heating network)

図13.13二つのバイオマスボイラと、夏季運転用の高品質燃料用の追加バイオマスボイラを含む単価システムの概略図

補助バイオマスボイラの設計は、家庭用温水供給の熱生産においてバイオマスボイラを最大限に活用することを目的としています。
このため、1つまたは複数の追加バイオマスボイラーのボイラ出力またはボイラの総排出量は、夏の運転に必要な最大平均暖房負荷の2倍以上にする必要があります。
大規模バイオマスボイラー1基とバイオマスボイラー1基のみのシステムでは、夏の運転で必要とされる最大
平均暖房負荷の3倍の寸法にする必要があります。これは、追加バイオマスボイラーが夏季運転時の平均的な日々の負荷をカバーできるように、日々の負荷を補正するための貯蔵容量があるという前提に基づいています。これにより、バイオマスボイラー（ 図13.5参照）
を増設して移行範囲をカバーすることが可能となり、バイオマスボイラーの大型化も可能となります。
直列装置の場合、 標準シリーズの装置を使用するマル
チボイラシステムの場合は、特別な燃料要件 を考慮する必要があります（13.6.1 章を参照）。
燃料の貯蔵と供給が別にない場合は、補助バイオマス
ボイラーの始動時に、燃料貯蔵に必要な高品質の燃料が含まれていることを確認する必要があります。燃料供給に不具合がある場合は、すべてのボイラーを作動させることはできません。
燃料を別々に保管して供給することで、追加のバイオ
マスボイラをと同時に作動させることができます

152

その他のボイラーおよびピーク負荷カバーとして使用され、冗長のために使用されるか、または機能不良の場合に供給を保証します。
補助ボイラーにペレットを使用する場合は、ファブリックサイロなどの追加のペレット保管を作成する必要があります。
集中太陽熱システムが利用可能な場合、自動点火と高い柔軟性を備えた補助バイマスボイラにより、太陽熱システムのバックアップが可能になります。しかし、補助バイオマスボイラの実用性や経済効率の問題は、熱発生や補助バイオマスボイラの利用が著しく制限されていることから生じています。 表に従って補助バイ
オマスボイラーの必要な使用率を示します
13.4 保証の対象となることはありません。したがって、このような動作フェーズは最小限に抑える必要があります（ 13.7.4.3章を参照）。補助バイオマスボイラーのスイッチをオンにすると、ボイラーの最低出力で8時間以上の連続運転時間が必要になります。蓄熱タンク
は部分的にしか満たされないべきである太陽熱システ
ムが次の日に再度最大に使用できるようにする。

第3部 計画プロセス

13.6.3 熱と電力の組み合わせ
バイオマスポテンシャルを将来に向けてエネルギー効率の高い方法で利用するためには、熱電併給（CHP）
プラントの設置も検討する必要があります。ドイツおよびオーストリアでは、「Kraft-Wärme-Kopplung」という用語がスイスの「Wärme-Kraft-Kopplung」で使用されています。
バイオマスから電力を供給する場合は、常に最大量の熱を使用して資源を節約する必要があります。そうでない場合、発電にバイオマスを使用することは推奨されません。これらのプラントの変調範囲は比較的小さ
いため、原則として、電気ベースおよび熱ベースの負荷を供給するためには常に公称電力で動作する必要があります。バイオマスCHPプラントには、以下の技術
が適しています。
 蒸気タービン 蒸気機関 有機ランキン・サイクル（ORC）
 ガスエンジン ホットガスタービン
個々のCHPテクノロジーについては、地域暖房ネット
ワークの計画に関するハンドブックで詳しく説明されています。（[19] ページ2.9 ffを参照 。

バイオマスガス化では、高い燃料品質を確保するために注意が必要です。原則として、品質の高い木材チップ（WS/S-P16S/P31S-M10）などの均質で乾燥した燃料が必要です。工場の製造業者、設計および技術およ
び工場のサイズによっては、使用できる燃料の範囲を
個々のケースで明確にする必要があります。また、電気や熱の生産に加え、バイオマスガス化技術を用いた木炭の生産も可能です。
バイオマスCHPプラントには、オリエンテーション値
として次の発電コストがあります。
 蒸気ボイラーと蒸気タービンによる蒸気プロセスは次のとおり10 ~ 20 CT /kWh（15 ~ 30 RP/kWh） サーマル・オイル・ボイラおよびORCモジュールを使用したORCプロセスは、次のとおり
15 ~ 25 CT /kWh（20 ~ 35 RP/kWh） ガスエンジンを使用したバイオマスガス化プ
ロセスは次のとおり15 ~ 30 CT /kWh（25 ~40 RP/kWh）
経済的実行可能性は、市場の状況（達成可能な供給料
金/自家発電の補償範囲と発電コスト）および技術的枠組みの条件（部分負荷運転、プラント利用、熱出力の最適化）に従って詳細に検討する必要があります。 運転/プラント全体の効率など）。 該当する場合は、達成
可能な発電コストを他の再生可能エネルギー源のコストと比較します。

図13.14電気の機能としての発電用のさまざまな技術の正味発電効率を示します （発電出力機能）[19]です。CCGT =複合サイクルガスター
ビン、HGT =ホットガスタービン（バイオマス通信を使用）
図13.14 は、CHPテクノロジーが数kWから1 GWを超える電力容量に対応していることを示しています。達成可能な正味発電効率は、10%未満から60%までの範囲に対応しています。定評のある蒸気動力技術のために、電気的なエネルギー効率は、10 kW elから大規模プラントの場合は約45%までの出力で10%未満のスケール依存性が顕著であることを示し ています。バイオ
マスガス化やスターリングエンジンなどの他の技術により、小中出力での電気効率が向上しています。バイ
オマスを用いた発電は天候や季節に左右されず、基本
負荷運転や電力網の安定化に適しています。
153

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

13.7 補助熱源と熱源システム
13.7.1 一般的な注意事項
今後のCO2 ニュートラル熱発生の需要は、受け入れが必要な課題です。ピーク負荷と低負荷のカバレッジでは、バイオマス燃焼を備えた発熱系の基本的なモデル（ 13.5.1章）に追加オプションが必要になる場合があります。もう一つの可能性は利用可能なら分散型の既存のボイラーの統合である。必要なインフラ、測定および制御技術に応じて、既存の発熱体（ペレットやガ
スボイラー、CHPユニットなど）を計画されたネット
ワークに統合できるかどうかを、それぞれのケースでチェックする必要があります。
化石のピーク負荷カバレッジは、脱炭素化の要件を満たすことができません。そのため、将来、複数の再生可能エネルギー源を使用して、加熱ネットワーク（熱グリッド）の熱発生をますます増加させる必要があります。
補完的な熱源は次のとおりです。
 バイオマスプラントの排気ガスから発生する廃熱で、ヒートポンプを直接、間接的に使用
 ヒートポンプで直接および間接的に使用するための冷凍プラントからの廃熱
 ヒートポンプを使用した間接使用のために、廃水および廃水処理場（WWTP）からの廃熱です ヒートポンプで直接および間接的に使用するための工業プロセスからの廃熱
 地表に近い空気層、地表水、および地表近くの地熱エネルギーからの周囲熱で、ヒートポンプで直接使
用 地熱エネルギーは、地下水利用を含め、ヒートポ
ンプと直接または間接的に使用するために、水深500メートルまでの深さにまで及び、地熱エネル
ギーはより深くなります。
補完的な熱発生システムは次のとおり：
 ヒートポンプ ソーラーサーマルシステム
 バイオガス/バイオオイルボイラー バイオガス/バイオオイルCHP（熱・発電設備一式）
バイオマス燃焼システムと補助熱源/発熱システムとの相互作用は、熱源または発熱システムの可用性によって決まります。
低負荷運転のための最小平均日次加熱負荷に関する要件は 表に記載されています
13.4 バイオマスボイラの年間利用(全負荷運転時間数)
により、バイオマス燃焼システムをエネルギー効率と低排出ガスで運用できる分野を決定します。

154

補助熱源や補助熱生成システムを使用してバイオマスシステムを構築する場合は、次のことを確認する必要があります。
 化石エネルギー源をCO2ニュートラルの熱生成に置き換えます バイオマスのエネルギー効率に優れています。
可能性は限られていますが、最適に使用してください。
 バイオマスを他の再生可能エネルギー源と交換します（可能かつ適切な場合）。再生可能エネルギー源の可能性を拡大し、これらを最適に利用する必要があります。
 異なる再生可能エネルギー源間の「競争状況」を回避します。競合するのではなく結合します。
記載されている基本的な熱源および熱発生システムの実装を成功させるには、選択された技術の基本要件を考慮する必要があります。たとえば、屈曲効率を高めるために、一部の技術では、加熱ネットワークで40°
Cの目標値を持つ低いリターン温度、または加熱ネット
での低いフロー温度が必要です。目標値は70°Cです
熱発生システムを追加することで、ボイラ設計において、 表13.4に規定された最低使用率でバイオマスボイ
ラーを稼働させることが求められています追加の発熱システム用することで、バイオマスボイラーの全負荷
運転時間を短縮できるため、 表13.5の値を満たすことができなくなります。
システム全体は、 13.3章に記載されている基本要件を常に満たすことができるように設計および操作する必要があります 。

第3部 計画プロセス

13.7.2 排ガスからの熱回収
Boundary conditions: exhaust gas temperature at biomass boiler outlet = 170 °C; outdoor temperature = 0°C, O2
con- tent in the dry exhaust gas = 7 vol-%, radiation and convection losses boiler and condenser = 1.5 %,500 m.a.s.l./950 mbar, relative air humidity = 10 %, saturated water content in the combustion air = 10 g/m³;
fuel: gross calorific value = 18.3. MJ/kg = 5.08 kWh/kg, ash content = 0.1 %Dry exhaust gas utilisation(Economiser)

ボイラー効率［%はNCV基準］

Wet exhaust gas
utilisation (Condenser)

Exhaust gas temperature [°C]
Boiler efficiency with sensible heat (without condensation)
Boiler efficiency with sensible heat and condensation at fuel water content = 0 %Boiler efficiency with sensible heat and condensation at fuel water content = 10 %Boiler efficiency with sensible heat and condensation at fuel water content = 20 %Boiler efficiency with sensible heat and condensation at fuel water content = 30 %Boiler efficiency with sensible heat and condensation at fuel water content = 40 %Boiler efficiency with sensible heat and condensation at fuel water content = 50 %

図13.15ボイラの効率は、燃料の排ガス温度と水含有量に応じて決まります。排出ガスの使用率を低下させます（Verenum AG社製）。

13.7.2.1 一般的な注意事項
ボイラーまたは排ガス洗浄システムを離れた後も、設計 および動作条件に 応じ て、 排 ガス の温 度は 120 ~160°Cであり、それに応じて高エネルギー含有量になることがあります。
図13.15 は、経済化機構や排煙凝縮システムを利用してボイラー効率を高める可能性を示しています。そのため、バイオマスから効率的にエネルギーを利用するために、以下に記載する排ガスからの熱回収の種類を検討する必要があります。その他の情報については、 5.9
章を参照してください

13.7.2.2 エコノマイザ
粒子分離器の出口では、排ガスの温度は部分負荷で120°Cから公称ボイラー出力で160°Cの範囲になります。経済担当者は、煙道ガスを70°C（露点約15 K）
まで冷却することで、良識ある熱を回収します。年間のボイラー使用率が高いため、バイオマスボイラーの生産熱量の5～7%のWRGを追加できます。
水流では、通常、エコノマイザーは、蓄熱タンク（ボイラー側）後のメインリターンに直列に接続されます（ 図13.16の左側の図を参照 ）。メインフロー温度が85°C未満の場合は、追加の熱源と同様に、バイマス
ボイラと並行してエコノマイザーを水流的に統合する必要があります（ 図13.16）を参照 。 メインの戻り温度> 65°C、またはバイオマスボイラーの熱伝導媒体（サーマルオイル、蒸気、またはホットワーターなど）
は> 110°Cであり、エコノマイザーによって生成された熱を温水システムに移すことができます。
FAQ 17では、加熱水と排気ガス側にエコノマイザーを統合するさまざまな種類の利点と、その利点について詳しく説明しています。
その他の情報については、 5.9章を参照してください155

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

Exhaust gas

Particle
precipitation

Exhaust gas

Particle
precipitation

Storagetank

Storagetank

図13.16リターン（左）または並列（右）での、一連のエコノマイザー統合システムの概略図* with combustion air humidification

13.7.2.3 排ガス凝縮
煙道ガス凝縮システムでは、煙道ガスの潜熱も顕熱とともに回収されます。排ガスは露点よりも十分に冷却され、最大限の熱回収を実現します。
WRGシェアが10%を超える、またはターゲット値が15%を超えるようにするには、次のフレームワーク条
件を満たす必要があります。
 ヒーティングシステムのリターン温度の低下
 定置運転段階でのボイラーの全出力範囲で30%~100%である過剰空気比 λ が湿ガス基準1.5以下
 必要なバイオマスボイラシステムの排ガス再循環と最適な利用（全負荷運転時間は3000時間以上、始動
および燃焼段階は数回）です。
 平均燃料水含有量はM40以上
 熱交換器の温度差は、最大熱回収能力での加熱シス
テムの出口温度と戻り温度の差が4 K以下で、運転時間全体で2 K以下です。
熱回収率は、戻り温度 によって決まります。排ガスを露点以下で冷却できる1Kは、 熱回収率を1%上昇させます 。

表13.7排ガス凝縮システムの効率的な運用の基本要件

基本的なモデルとして、排ガス凝縮システムは水流で直列にメインリターンに統合されています（図13.17を参照） 。可能な限り低いリターン温度を確保するために、凝縮液の流量をストレージタンクの上流側で決定する必要があります。凝縮水を介した流量を確保するために、リターンは蓄熱タンクとボイラーの間になけ
ればなりません。ボイラーと結露の同時発生により、
水流システムの機能がオーバーフローなしで保証されます。
また、蓄熱タンクとボイラー間のメインリターンに凝縮水を取り付けることもできます（図 13.18参照）。
メインリターンの流量が少ない場合は、次のようになります。 排ガス凝縮システムの回路内の流量は、ポン
プ容量を減らして、排ガス凝縮システムの入口への流路の流出を排除できるようにする必要があります。ノンリターンバルブまたはノンリターンフラップの取り付けは、望ましくないオーバーフローを防止するための追加の手段となります。
例外的なケースとしては、たとえば、熱発生と加熱ネ
ットワークの間のネットワーク速度が低下した場合や、戻り温度が低い場合には、排ガスの凝縮をネットワー
ク側の戻り値に統合できます（ 図13.19参照）。この場
合、ネットワーク内の熱需要を持つ排ガス凝縮システ
ムの熱生成のシミュレーションと、それに対応するリ
ターン内のマスフローを考慮する必要があります。
FAQ 17では、加熱水と排ガス側にエコノマイザーを統合するさまざまな種類の利点と、その利点について詳しく説明しています。

M 40
M 40

M 50

156

Wood chips from forest residues
Wood chips from forest residues (> 1,000 kW nominal
boiler output)
Industrial waste wood froma sawmill< 45 °C< 50 °C*< 50 °C第3部 計画プロセス

FU

Exhaustgas
Abgase85°C 15K

Particle
Partikelprecipiabscheider
tationCondenKondensation
sation

FU

70°
C

Storage
SpeichertankM

図13.17

主リターンに排ガスの凝縮が発生しているシステムの概略図蓄熱タンクの上流にある流ガスの注入口で、貯蔵タンクとボイラーの間にある排ガスの凝縮出口です。

Exhaust gas

Particle
precipitation

図13.18Condensation

Storagetank

主リターンに排ガスの凝縮が発生しているシステムの概略図蓄熱タンクとボイラーの間の排ガス凝縮入口と排ガス凝縮出口。

Condensation
StoragetankCondensation

Storagetank

Cond

Main return line

Cond

Main return line

Condensation
Storagetank

Cond

Main return line

図13.19ストレージタンクのメインリターンアップストリームでの排ガス凝縮の集積図

157

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

13.7.2.4 排ガス熱回収が可能な低温ネット
ワーク
低いリターン温度と低い温度要件を持つ消費者が別の低温ネットワークを介してタップできる場合、低温ネットワークには排熱のみを供給できます。低温のため、流煙の凝縮により、著しく高い熱収量を達成できます。

注意ピーク負荷範囲または衛生上の理由から、一次システムからの熱でグリッド温度を一時的に上昇させる
ことができます。排ガス凝縮システムの不具合が発生した場合に比べて、通常動作時の排ガス温度が大幅に低下するため、煙突の断面の寸法に特に注意する必要があります（ 13.10.4.2を参照）。 また、通常機能の場
合は動作モードになります。

Exhaust gas

Particle
precipitation

図13.20Condensation

Storagetank

LT

Storagetank

排煙の凝縮を低温ネットワークに統合した概略図

13.7.3 ヒートポンプ

冷媒、騒音排出、危険性、設置室の活性化、ガス警
告など）

13.7.3.1 一般情報
ヒートポンプは、温度レベルが低い熱源から熱を抽出して、この熱をより高い温度レベルまで上昇させます。
高温レベルの熱は、加熱に使用できます。ヒートポン
プサイクルの作動原理と、対応するキー数値の定義がわかっていることが前提です。
ヒートポンプシステムの効率 は、性能係数（COP）と年間COPによって定義されます 。
品質等級は、実際の機械の性能COPの係数が理想的なカルノー熱力学サイクル（Carnot-COP）のCOPとどのように異なるかを示しています。
ヒートポンプシステムの基本要件は次のとおり：
 ヒートポンプの冷媒（作業媒体）は、オゾン破壊の可能性（ODP）と地球温暖化の可能性（GWP）に関して高い環境適合性を有しています。
 冷媒は、温度の適用範囲全体に適している必要があります。
 ヒートポンプの設計は、ユニットの負荷に対応している必要があります。年間8000時間の全負荷運転時間を持つヒートポンプは、工業試験的な建物標準で実現する必要があります。
 ヒートポンプシステムの構築に関する法的要件を遵守する必要があります。すべての関連する標準および指令に準拠する必要があります（承認済み158

13.7.3.2 ヒートポンプシステムのエネルギ
ー効率
ヒートポンプシステムは、それぞれ高効率の性能（COP）と高い年間COPで動作する必要があります。
システムの設計時には、次の点をアカウントに含める必要があります。
 可能な限り最小の温度上昇（シンクとソースの温度差）で動作します。生成された熱は、可能な限り低い温度レベルで使用する必要があります。温度上昇の可能性については、ホットガスからの廃熱の最適な利用を考慮する必要があります。
 COPが高い、または高い品質のヒートポンプを選択します（図13.22 および 図13.23を参照）。
 最適な作動ポイントでシステムを連続運転し、可変熱出力を使用して開始/停止フェーズをほとんど行
わないため、摩耗が低減されます。この目的のために、複数のヒートポンプ、速度制御ヒートポンプ、または両方のタイプの組み合わせを使用できます。
 メインリターンの温度を上げるためのヒートポンプ
システムの水流統合は次のとおり：
o 加熱ネットのメインリターン温度は、可能な限り低い温度レベルで一定に保つ必要があります。
o リターン温度上昇のためにヒートポンプシステ
ムの熱供給を行う必要があります第3部 計画プロセス

ヒートポンプ回路の可変容量フローの転送容量に応じて、可能な限り小さい温度差に応じて変化します。
o 次の動作条件では、ヒートポンプシステムは、
メインリターン（ 図13.21を参照）に直列に接続されているストレージタンク、または熱源と並行して接続されているストレージタンクの下部に熱を供給する必要があります （ 図13.21 右を参照）。


熱源からの熱入力（例：排ガス凝縮システ
ム、冷媒機器）は、加熱ネットワークの負荷要求に応じて時間遅延が発生します。短期的には、加熱ネットワークで高負荷変動が発生する可能性があります。
この水流系統の統合により、ヒートポンプの熱生成パターンに応じて、さまざまな負荷パターンのヒーティングネットワークにもかかわらず、ヒートポンプ回路内のリターン温度を安定的に低くすることができます。

ヒートポンプシステムの熱生成曲線は、ヒーティングネットワークの負荷低減曲線と同一ではありません。
1段階のヒートポンプ

FU

Storagetankbiomass
Speichersystem
Holz
/ WP/
heat
pump

Storagetank
Speicher
heat
WP
pump

FU

Storagetank
SpeicherbiomassHolz
system

FU

FU

図13.21

ヒートポンプを統合するための概略図
Condensation temperature [°[°C]
Verflüssigungstemperatur
30C]
40
50
60
70

20

20

80

90

100

70

80

18
16

Carnot-COP [-]

14
12
10
8
6
4
2
0
-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

Evaporation
temperature
Verdampfertemperatur[°[°C]
C]

図13.22 カルノープロセスのCOP。この図は、理想的な機械またはヒートポンプの品質等級1に基づいています。
実際の動作では、ヒートポンプの品質等級は0.4～0.6です。

159

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

Quality grade

Compressor (symbol)
Screw
PistonTurbo
Flow Temperature window (filling colour)

Refrigerant (border colour)

Capacity range (symbol size)
200 - 10,000 kW

Lift

図13.23外部温度上昇の関数としての実機械の品質等級とCOP、つまり、シンク出口と線源入口温度の温度差 [134]バイオマス暖房設備を持つ暖房ネットワークのためのヒートポンプシステムの経済的・エネルギー効率の高
い運転のためには、COPの年間目標値 >4 を遵守する必要があります。COPの年間性能係数または性能係数
は、ヒートポンプシステムが達成する必要がある温度上昇に直接関連しています（ 図13.22を参照）。工業用
最新版ヒート・ポンプ・システムは以下の通りです。
 温度上昇30 K、COP 6～7 * 温度上昇40 K、COP 4～5 * 温度上昇60 K、COP 3～4 **高品質グレードのヒートポンプ
冷媒を選択する場合 は、ODP値が0でGWP値が低いことを確認する必要があります（化学物質リスク低減条
例、ChemRRV [135]を参照）。可能な限り、自然な冷媒を考慮する必要があります

Storagetankbiomass
system /heatpump

図13.24160

Switching valve

夏季運転用ヒートポンプを統合するための概略図。

13.7.3.3 夏期運転のヒートポンプシステムの水流システムの結合
夏季のヒートポンプの流量温度（ヒートポンプシステ
ムでのみ熱が発生する場合）が地域加熱ネットワークの供給流量温度に対応している場合、ヒートポンプはバイオマスボイラーシステムの蓄熱タンクを充填できます （ 図 13.24を参照）。バイオマス燃焼システムと連動してヒートポンプシステムを作動させると、ヒー
トポンプは、熱を蓄熱タンクの上流側のメインリター
ンに供給するか、蓄熱タンクの下部に供給して、リタ
ーン温度を上昇させます。
注意原則として、基本的なQM要件に準拠する必要があります。

Storagetankbiomass
system /heatpump

Switching valve

第3部 計画プロセス

13.7.3.4 ヒートポンプと排ガス凝縮との組み合わせ
熱配管のメインリターン温度で冷却した後、排エガスがヒートポンプを使用してさらに30°C未満まで冷却された場合、排ガス凝縮の熱回収率は30%まで上昇す
ることがあります。
生成された熱が連続してメインリターンに供給されるように、ヒートポンプシステムを水流で取り付ける必要があります（ 図13.25を参照）。これによりCOPが高くなり、温帯リフトが小さくなります。

ヒートポンプシステムの温度上昇を低く保つには、低いメインリターン温度を確保する必要があります。排ガス凝縮システムを介した熱回収の直接的な部分は、
メインリターンフローの増加につながることに注意してください。
ヒートポンプシステムによる温度上昇後、エコノマイ
ザーはメインリターンに水流で統合する必要があります。
圧縮ヒートポンプを使用する場合は 、COP > 4を使用する必要があります。システムは、ボイラー出力を調整することで排気ガス量の変動にもかかわらず、常に最適な動作条件で動作できるように設計する必要があります。

Exhaust gas < 30°C

Condensation
directParticle
precipitation

Condensation
indirectPossibly dehumidification air

Storagetank

図13.25

ヒートポンプを排ガス凝縮に統合した図

たとえば、複数の圧縮ヒートポンプ、熱源回路および有用な熱回路用の速度制御ポンプを備えた速度制御ヒートポンプ、または2つのオプションを組み合わせて使用することで、これを実現できます。排ガス凝縮シス
テムを使用してヒートポンプシステムが得る追加の熱出力により、熱発生の総熱出力が大幅に増加します。
ヒートポンプを選択するときは、低温上昇と比較的高温の両方に適していることを確認する必要があります。
吸収式ヒートポンプ は、150°Cの温度範囲で温水ボイラーを使用して作動します 吸熱ポンプの駆動熱には、バイオマスボイラー（バイオマスボイラー）の温水ボ
イラーの約30%が必要です。オプションとして、バイオマスボイラーのボイラ全量を温水７０％、高温湯３０％に分けて、共用の排煙システムを設置することができます。温水（ボイラー回路の総体積流量の30％）は吸収ヒートポンプで約150°Cから約130°Cに冷却されます。
COPは、コンデンサ側の80°Cの流量と55°Cの戻り温度（地域加熱メインリターン温度の上昇に使用）で約1.7の結果を出し、30°C未満の排液後の排ガス温度 を示します（図13.26）。
ここでは、燃料含水率M 50での排ガス凝縮により、燃料効率を約20%向上させることができます。エコノマ
イザーの追加利回りは考慮されません。

流ガス凝縮を伴う熱回収システム用の吸収ヒートポン
プは、総必要熱容量が5 MWを超えるバイオマスDHプ
ラントで使用されます。理想的には、大酪農場、ラン
ドリー、その他の高熱消費者のように、一部のお客様（最大約50%）も温水を必要とします。

図13.26吸収式ヒートポンプ（Libr、シングルステージ、
出典：STEPSAHEAD）。
排ガス凝縮を伴う熱回収用ロータリーヒートポンプの用途は 、バイオマスDHプラントにあり、総必要熱容量が5MWを超しています。
ロータリヒートポンプの利点は次のとおり：
 冷媒に問題はありません
ODP = 0、GWP = 0、不燃性、無毒（無可ガス）
 1台の装置と作業装置で、-20°Cから150°Cまでの幅広い用途に対応します161

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
 温度と出力は非常に柔軟に調整できます 100°C未満の高温用途に適しています
ロータリヒートポンプの利点は次のとおり：
 中程度のCOP コストが高くなります 必要なスペースが不足しています

13.7.3.5 寒冷地暖房用の排ガス凝縮による熱回収
煙道ガス凝縮システムからの熱を約15°Cの流動温度のネットワークに供給することで、煙道ガスを20°C未満に冷却することができ、その結果、煙道ガス凝縮の高い熱回収率が得られます。 。熱は寒冷地暖房として分配され、分散型ヒートポンプによって必要な温度まで上昇します（年COP > 4）。これにより、バイオ
マスを高いエネルギー効率で使用できます。

期間バイオマスボイラシステムは、暖房シーズンの初めにのみ作動します。
限られたコレクターフィールドエリアが100％の夏のカ
バレッジを妨げる場合、必要な残留カバレッジは、高燃料品質のバイオマスボイラー、または代わりに、バイオオイルまたはバイオガスで理想的に動作するボイ
ラーによって提供される必要があります 13.6.2章を参照)太陽熱システムを統合するためのさまざまな例と可能性は、Solar District HeatingまたはEuroheat＆PowerのWeb サ イ トに あ り ま す 。 (https://www.solar- districtheating.eu と https://www.euroheat.org/).

13.7.4 太陽エネルギー

次の実証式では、 表13.8の値を考慮して 、必要な合計
コレクタ領域の大まかな推定値を示します。有効なフレームワーク条件を考慮して、コレクタ領域全体の詳細な寸法を作成する必要があります。適用可能な簡単なツールは無料で入手でき、ディメンジョニングを促進します（ www.scfw.de)。

13.7.4.1 目標

Collector area = collector area factor [m ² /kWsummer demand] *aver- age daily heating load in summer [kWsummer demand].

バイオマス暖房設備の運用に伴う太陽エネルギーの利用目的は以下の通りです。
 効率的な直接太陽エネルギーの利用により、太陽光の強い月にバイオマスの需要を削減することができます。バイオマスは、低日射の月に使用する必要があります。
 低負荷運転では十分な使用率が得られず、夏にはバイオマスボイラーを使用しないようにします。
 低負荷運転でバイオマスボイラーの利用が不十分な
夏の化石燃料（加熱油、ガス）の使用量を削減します。

13.7.4.2 加熱ネットワーク用の太陽熱シ
ステム
図13.27に示すように、暖房ネットワーク用の太陽熱シ
ステムは、夏の平均的な夏の熱負荷、つまり、天候に左右されない熱容量のデマンドとしての夏の暖房ネッ
トワークの平均的な日々の暖房負荷に基づいて設計されています太陽熱システムの加熱ネットワークへの油
圧統合は、集中型または分散型にすることができます。
夏の暖房ネットワークの1日の平均暖房負荷に応じて寸法が決められた太陽集熱器アレイを使用すると、夏の熱需要の100％をカバーし、その一部を移行中にカバー
できます。

162

表13.8異なる太陽フラクションのコレクタ領域とストレージボリュームの推定値(基準: CH'DE'
およびATに10個のプラント）
Collector area
Storagefactorvolume[m²/kWsummer demand] [l/m²collector]

Annualcoverage*[%]

Solar fraction summer
[%]

20
4
2

approx. 20
approx. 6
approx. 3

100
40
20

100
200
300

※国内の温水需要は、年間の暖房需要の25％を想定し、暖房
期間（夏）外の需要は年間需要の約10％を想定しています（国内の温水需要と地区暖房ネットワークの熱分配損失）。
家庭用温水の年間熱湯需要の割合が高いほど、年間利用率が高くなります。

コレクタの年間生産量が400～500kWh/m²の場合、次のような結果が得られます。
 コレクタ面積約20m²/kWでは、コレクタ面積約100リットル/m²の保存容量を使用して、熱ネットワー
クの年間総熱需要に合わせて、約20%の太陽の割合を達成できます。夏には、この場合の太陽の割合は
ほぼ100%になることができます。
 約4m²/kWのコレクターエリアと200リットル/m²のコレクターエリアのストレージボリュームにより、暖房ネットワークの年間総熱需要に対して最大6％のソーラーフラクションを達成できます。
 2m²/kWのコレクター面積と300リットル/m²のコレクター面積の貯蔵容量により、暖房ネットワークの年間総熱需要に対して最大3％の太陽熱分率を達成できます。

第3部 計画プロセス

Operation biomass boiler to
Biomass
Solar
FossilHeat capacity [kW]Renewable

Heating limit: 270 kW
Summer:190 kW
Low-loadbiomass boiler: >200 kW
Number of days per year [-]図13.27バイオマスボイラー、化石燃料ボイラー、太陽熱システムを使用したバイオマス加熱プラントの年間持続時間曲線
バイオマス加熱プラントのネットワークに太陽熱シス
テムを効率的に統合するための前提条件は、バイオマ
スボイラーを年間の高効率で運用できることです。 これにより、排ガスからのエネルギー効率の高い熱回収で造ったバイオマスボイラーの最適な利用が再開されます。
 エコマイザの設置による追加熱収率は、バイオマス
ボイラーの熱生産の約6%である。これは、太陽熱システムの収穫量に対応し、夏の1日の平均暖房負荷のkWあたり4m²の太陽コレクター・サーフェイ
スと、最大6%の太陽年間補償率を実現します。
 エコマイザの設置による追加熱収率は、バイオマス
ボイラーの熱生産の約20%である。これは、太陽熱システムの収穫量に対応し、夏の1日の平均暖房負荷のkWあたり20m²の太陽コレクター・サーフェイ
スと、最大20%の太陽年間補償率を実現します。
注意太陽熱システムが夏の需要全体をカバーできない
場合、バイオマスボイラーの稼働率は、太陽熱システ
ムの熱収量によって大幅に制限されます。 表13.4に示すように、バイオマスボイラーに必要な1日の平均暖房
負荷を大幅に下回る使用率である場合、 年間効率を大幅に削減することができ、稼働中のバイオマスボイラの効率を大幅に改善 できます。このような状況の下では、太陽熱システムとバイオマスボイラーを組み合わせて夏の熱需要をカバーすることは、エネルギー効率の面で好ましくない影響を与える可能性があります。
また、バイオマスボイラの利用 は、太陽熱システムの熱収量によって移行期間中に大幅に削減されます。こ
の問題は、 図13.27の年間継続時間曲線に見られます夏には約100%の太陽電池を使用して（夏には化石燃料を代替するなど）、太陽熱システムの熱収率により、移行期間中のバイオマスボイラの負荷が大幅に低減されます。システムの選択「1つのバイオマスボイラーと蓄熱タンク（単価または二価）」は、移行期間中にバイ
オマスボイラの運転が好ましくない結果となり、負荷が低すぎるため、年間効率が低下します。（

バイオマスボイラーに要求される最小平均日暖房負荷を大幅に下回っています）。
燃料品質の高いオペレーション（ペレットや高品質の木材チップなど）を実現するための少量生産のバイオ
マスボイラが追加されています。 夏には、場合によっては移行期間中に、太陽熱システムの熱収量によるバ
イオマスボイラーの使用不足の問題を回避することができます（ 13.6.2章を参照）。
そのため、移行期におけるバイオマス燃焼システムの最適な動作を実現するために、太陽熱システムからの熱収量を増加させながら必要な有用化を行うために、
以下のシステム選択バリエーションを検討する必要があります。2つのバイオマスボイラー（ボイラ出力1から2に分注）、または蓄熱タンク付きの複数のボイラーシステムです。
共通ストレージボリュームは、次のように使用します。
 夏には、太陽熱システムの熱発生とバイオマスボイ
ラーシステムの熱生産がメインフローに供給されます。
 移行期間中は、主リターンを上げるために、太陽熱システムの熱収量が蓄熱タンクの3分の1に供給されます。貯蔵タンクの上の3分の2は、標準のQMバイ
オマス加熱設備回路に従ってバイオマスボイラシス
テムによって管理されます。
 補足情報については、FAQ 32「How should should
be integrated？」を参照してください。 “.

13.7.4.3 分散型太陽熱システムの採用
1MWh（a*m）未満の加熱ネットワークでの接続密度を使用して、夏の家庭用温水プレパレーションを、消費者の熱太陽コレクターシステムで減衰させることができるかどうかを調べる必要があります。 この期間中は、家庭の温水準備の熱対策よりも、加熱ネットワークの熱損失が大幅に高くなります。
このタイプでは、加熱ネットワークは加熱時間のみ作動します。夏の暖房ネットワークの熱損失は除外され、太陽熱システムのポンプと暖房ネットワークの出力需要に対応した集中太陽熱システムでカバーされる必要はありません。
163

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
ソーラー・熱システムは、各顧客の家庭用温水消費量に応じて設計されています。また、夏には、ヒートポ
ンプ（太陽光発電システムとの組み合わせでヒートポ
ンプボイラー）を使用して、顧客の施設で水を加熱することも可能になります。

13.7.4.4 ヒートポンプ付き太陽光発電
暖房ネットワークの熱需要は、夏にはヒートポンプでおおわれる可能性があります。ヒートポンプの電源が太陽光発電システム（PVシステム）で生成された場合、この熱生成も更新可能です。さらに、冬期にはヒートポンプを追加で内蔵して、ピーク負荷をカバーしたり、排ガスを凝縮したりすることができます。
夏の需要では、太陽光発電モジュールの面積が平均で1
日平均暖房負荷の5～7m²になるため、夏の暖房需要をカバーするためのヒートポンプの電力需要に対応する
年間電力が生産されます。
太陽電池モジュールの表面は、既存の複数の屋根面に配置することもできます。
次の前提条件を満たすことができます。
 夏の熱需要は次のとおりです。年間の合計熱需要の10%です 平均15°Cを超える外気を熱源とし、空気流温度ネットワークを70°Cにします ヒートポンプの年間性能係数（APF）> 3（高品質グレードのヒートポンプの場合は最大4）です。
太陽熱とは対照的に、バイオマスボイラーを始動する
ために、移行期間の開始時にヒートポンプを停止することができます。このようにして、移行期間中に必要な利用率で、年間の表面性を損なうことなくバイオマ
スボイラーを操作できます（ 13.7.4.2章を参照）。直接使用されないPV電力は、グリッドに供給できます。
システムの選択肢として、「1つのバイオマスボイラーと1つの貯蔵単価」を選択することで、ヒートポンプをより大きく設計する必要があります。ヒートポンプのオンとオフを切り替えることで、バイオマスボイラーの必要な利用を考慮して、太陽光発電システムでの太陽エネルギーの間接的な使用をより柔軟に設計することが可能になります。太陽エネルギーと熱生産の使用は時間の経過とともに分離されています。
ヒートポンプは、排ガス凝縮による熱回収にも使用できます。

13.7.5 廃熱利用
13.7.5.1 予備的コメント
廃熱とは、プロセスの副産物として発生し、使用されていない環境に放出される熱の流れを表す用語であり、ポンプ、ファン、熱交換器または冷却システムのエネ
ルギー消費を増やすことで、望ましくない熱交換に貢献します。廃熱利用（熱回収）とは、この廃熱を他のプロセスや目的に使用し、エネルギー効率を向上させる手段のことです。
164

熱源からの熱とは対照的に、廃熱は需要関連ではなくプロセス関連です。季節的な条件、稼働時間、プロセスシ
ーケンスなどの理由、および廃棄物の熱供給と熱需要の時間的なシフトにより、定性的（温度）と定量的（熱量）が廃棄物の熱供給の変動を生じます。 システム、特に蓄熱タンクの取り外し時に考慮する必要があります。バ
イオマスDHプラントのQMからの需要評価および適切なシステムの選択用のExcelツールでは、システムの設計時に「最大平均日次基本負荷容量」の下で廃棄熱利用を考慮することができます。
注意産業プラントは通常月曜日から金曜日まで1から2回のシフトを行い、クリスマスと新年にかけては生産しません。そのため、この期間中は、産業プラントからの廃熱が空間加熱に利用できなくなる可能性があります。

13.7.5.2 直接廃棄物熱利用
80°Cを超える排熱源
80°Cを超える排熱源からの熱（CHPプラントからの廃熱、地熱エネルギーなど） 通常、バイオマス加熱シ
ステムと同じ温度レベルにあり、メインフローや熱貯蔵システムに直接統合してバイオマスボイラーシステ
ムと並行して使用できます。
廃棄物熱源を比較的低電力で、結果として低質量流量に統合する場合は、顧客側の流量をこの質量流量に適合させる必要があることに注意してください。そうしないと、廃熱利用の流れの温度が高質量流量によって混合され、蓄熱タンクが底部から充填される危険があります。
60°Cを超える排熱源
60°Cを超える熱源（産業廃棄物熱、圧縮空気廃棄熱、デスパーヒーター熱、または中程度の深さの地熱エネルギー）の場合、熱は加熱ネットワークのメインリタ
ーンに直接送られる必要があります。このようにして、メインの戻り温度が上昇し、熱が減少します> ヒータネットワークの設定温度に達するには、80°Cを追加する必要があります。ただし、この場合、顧客
または暖房ネットワークの廃棄物熱生成と廃熱の同時排除、および発生する主リターンの大量フローは、排熱出力と一致する必要があります。必要に応じて、熱需要から熱供給への時間的なシフトを抑制するために、
加温蓄熱タンクが有用です。この廃熱がバイオマス加熱システムの蓄熱タンクに直接供給される場合は、蓄熱タンクの設計時に、対応する熱量と保存温度に対する影響を考慮する必要があります。貯蔵タンクはそれに応じた寸法にする必要があり、すべての発熱部品の
最高戻り温度を維持できるようにする必要があります。

第3部 計画プロセス

13.7.5.3 ヒートポンプを使用した間接
廃棄熱利用
50°C未満の排熱源
メインのリターン温度よりも低い温度の熱源からの廃熱は、直接使用できません。直接排熱利用のために使用可能なヒートシンクがない場合、この排熱はヒートポンプを使用して使用可能な温度レベルまで上昇し、加熱回路に供給できます。
用途の可能性、用途の限界、ヒートポンプの設計要件については、 13.7.3 章に記載されている基本条件を遵守する必要があります。
次のような、排ガスからの結露廃棄物熱用の追加の熱源を使用できます。たとえば、ヒートポンプを使用する場
合などです。
 冷却システムから熱を排出します 産業廃棄物の熱/産業用排気です ARA廃熱（廃水処理工場）
 地下水（湖または川の水） 表面近くの地熱エネルギー（地熱プローブ）
冷凍システムからの廃熱（20～40°C） 冷凍システムの凝縮温度は、通常30～40°Cです この温度レベルは、
ヒートネットワークでは直接使用できず、ヒートポン
プのソースとして使用できます。冷媒は、再充填剤およびシステムの設計に応じて、第2段階で高圧に直接圧縮するか、別のシステムで使用可能な温度に上げることができます。
冷却用途の目的に応じて、熱需要は季節によって異なります。ほとんどの場合、エアコンの冷却が行われている場合は、夏季の家庭の温水需要に対応するためにヒートポンプを使用することができます。冬では、バイオマス加熱の排ガス凝縮システムをヒートポンプの原料として利用することができます。年間を通して比較的安定して稼働する冷却アプリケーションも、年間を通して廃棄物の熱利用に使用できます。
比較的高い線源温度のため、COP値が良好で、これらのシステムでは高温にもなります。
プロセスに依存する産業廃棄物の熱（5 ~ 80°C） 産業プラントからの廃棄物の熱は、非常に異なる起源であり、異なる温度レベルで発生することがあります。
産業廃棄物の使用における第一の優先事項は、発生場所にできるだけ近い場所で使用することです。ピンチ方式を使用して工場内のすべてのプロセスを分析する
ことで、熱源やシンクを特定し、「熱交換器ネットワーク」を構築できます。会社で使用されていない廃熱は、中央加熱システムに移すことができます。

温度のため、直接使用可能な熱は 13.7.5.2章に従って統合されます低温レベルでの排熱は、ヒートポンプを使用して使用可能な温度まで上昇し、システムに統合できます。
 低温ネットワークでは、機械（発電機、機械工具などを備えたタービンプラント）からの廃熱、産業用
または商業用の廃熱、および地熱エネルギー（例：温泉から、移すことができます。
 ヒートポンプの使用は、排熱の時間的な発生と調整
するか、蓄熱タンクでバランス調整する必要があります。
廃水処理施設からの廃熱（5 ~ 20°C、季節により異なります）
廃水処理施設（WWTP）では、5°C ~ 20°Cの残留熱が年間を通じて蓄積され、バイオマスボイラーシステ
ムの排ガス凝縮に利用できます。廃水処理施設の流量
温度が約15°Cの場合、排液ガスを20°C未満に冷却して、高品質の熱回収率を実現できます。冬季には、廃棄物の排出量が減少するため、WWTPの廃棄物熱の潜在的な低減は、廃棄物の排出量が減少することで補正できます。
ヒートポンプシステムは、ベースロードをカバーするために作動します。夏には、ヒートポンプが地域加熱
ネットワークのフロー温度を供給します。加熱期間中
は、メインの戻り温度を上昇させます。
バイオマスボイラーシステムは、中負荷をカバーし、十分な容量がある場合はピーク負荷をカバーします。
ピーク負荷はバイオガスまたはバイオオイルボイラー
でカバーすることもできます。
地下水と地表水は季節的には、季節的には温度が上昇
これには、次の情報源が含まれます。
 地下水のソース温度は8～12°Cです 表面水のソース温度:範囲は、5～20°Cです 海の色調には比較的大きな違いがあります。
これらの熱源は、バイオマスボイラシステムの排ガス
凝縮システムで使用することができます。廃水処理施設の流量温度が約15°Cの場合、排ガスを20°C未満に冷却して、高品質の熱回収率を実現できます。冬季の地下水や地表水の減少は、水温の低下によって補われます。
ヒートポンプシステムは、ベースロードをカバーするために作動します。夏には、地域暖房ネットワークの流量温度を提供します。加熱期間中は、メインの戻り
温度を上昇させます。
バイオマスボイラーシステムは、中負荷をカバーし、十分な容量がある場合はピーク負荷をカバーします。
ピーク負荷はバイオガスまたはバイオオイルボイラー
でカバーすることもできます。
外気（-10°C~+30°C）

165

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
熱出力が大きいヒートポンプには、それに応じて大容量の蒸発器が必要であり、かなりのスペースが必要です。
熱出力が大きいヒートポンプには、対応する大容量の蒸発器が必要であり、これには十分な余裕が必要です。
また、防音材は特に夏の運転で考慮する必要があります。

13.8 プロセス熱の提供
プロセス熱とは、工業的なプロセスに必要な熱のことです。空間加熱の要求とは対照的に、プロセス熱の要
求は通常、外気温度に依存せず、供給されるプロセスに直接依存します。
燃焼温度が高いため、バイオマス燃焼システムは高温でプロセス熱を供給するのにも適しています。必要な温度レベルに応じて、次のメディアのバイオマスでプロセス熱を生成できます。

量とバイオマスボイラーの最大熱排出量は、限界を超えています。バイオマスボイラは一定の起動時間を再利用し、蓄熱タンクは限られた時間しか最大排出量を供給できないため、システム運転が先見性を持って計画されている場合にのみ、両方の最大出力を同時に使用できることを考慮する必要があります。
 本番プランニングをストレージ管理に組み込む必要がある場合があります 週端での（プロセス）熱需要が減少した場合、保管設計では、バイオマスボイラーの熱伝導を最小限の出力で確保する必要があります（ 表13.4の低負荷条
件にAC補正）。月曜日の朝のハイストレージ蓄熱
状態は、起動ピークをカバーするために使用できます。
 蒸気、サーマルオイル、または空気を熱交換媒体として使用する場合、さまざまな要因（達成可能な保管容量、コスト、安全性など）により、保管オプシ
ョンは非常に制限されます。原則として、これらの熱伝導メディアには、マイナーストレージ容量を実装できないか、またはわずかしか実装できません。

 温水システムが110°C未満である
 温水システムが110°C未満である
 蒸気
 サーマルオイル
 ホットエアまたはその他のホットガスプロセスです
蒸気、熱油、または熱空気のためのバイオマスボイラ
は最新の技術であり、利用可能である（第 5.4章も参照）
が、温水および温水ボイラーには、CHPまたはプロセ
スヒートプラントにのみ使用されます。ガスボイラーからの排煙とは異なり、プロセス（乾燥など）のためのバイオマスボイラーからの高温の排ガスの直接使用は、一般的に粉塵負荷のためには可能ではありません。
高温適用では、バイオマス炉の大規模な熱質量と腐食問題による慣性、安全エンジニアインシングに特に注意する必要があります。この計画ハンドブックでは、建設タイプ、プラント、および安全技術について詳し
くは説明しません。この分野で経験される専門の製造業者およびプランナーが関与する必要があります。
プロファイルをロードし、蓄熱処理
プロセスの熱需要は、基本負荷として発生し、温度レベルが高い場合でもバイオマス燃焼システムによって供給されます。
短期負荷の高い熱需要を変動させ、日々の負荷プロフ
ァイルが不均一（夜間や週末など、営業時間外の熱消費がないなど）で処理する場合、必要な使用率を維持しながらバイオマス燃焼システムでは、ほとんど均一に処理できません。化石燃料ボイラに再配置せずに、蓄熱タンクを介して必要なロードバランシングを可能にするには、次の点を考慮する必要があります。
 事前に、可能な対策を慎重に検討し、生産を調整してピーク負荷をできるだけ低減する必要があります。
 その後、週の初めの朝に発生する最大の負荷ピーク
が、蓄熱タンクとバイオマスによって安全にカバーされるように、蓄熱の蓄熱度管理を設計する必要があります
燃焼システムの概要最大蓄熱タンク排出容
166

デザイン
プロセスヒートプラントの供給のためのシステム選択と設計のために、需要評価のためのExcelツールと、バイオマスDHプラントのためのQMの適切なシステム選
択では不十分な場合があります。測定値に基づく時間
単位の負荷プロファイルが必要になることがよくあります。天候の影響は頻繁に第2重要である、従って設計は少数の選択された、典型的な週間プロファイルに基づいていることができる。プロセスの温度要件は、これまでになく、プラントの選定において決定的な要素となっています。
システムには次のような種類があります。
 将来的には、ガスグリッドから得られたバイオガス
や天然ガスの品質で供給される化石ガスボイラーを使用した、熱貯蔵とピーク負荷カバー時代のバイオ
マス・コムバスプラントのベース負荷（利用可能な場合）です。
 ガスボイラの天然ガスの代替として使用される可燃性製品ガスを生成するバイオマスガス化システムです。なお、発熱量は、天然ガスよりも大幅に低く、ガス配管やバーナーの調整が必要であることに留意する必要がある。しかし、これについては実用的な経験はほとんどありません。同時に、プロセスの熱供給に使用するには、実質的に0%~ 100%の範囲で変調操作を行うか、またはガス貯蔵タンクを使用する必要があります。このモデルでは、市販製品はほとんど入手できず、高い投資コストと運用コスト（燃料品質の向上、メンテナンスコストの増加、サービスコストの増加）が予想されます。しかし、バイオマスガス化プラントでは、炭火や植物炭の生産を増やすことができます（植物炭は、エネルギーには使用されず、材料にも使用されるバイオマスから生産される炭です）。

第3部 計画プロセス
1 - 2 MW> 2 MW

13.9 システムコンポーネントの設計
13.9.1 粉塵沈殿技術の選択

法的要件
細かい埃についての議論では、PM10という用語がよく使われています。PM10は「粒子状物質< 10 µ m」を表し、粒子サイズが10 µ m未満の固体粒子および液体粒
子の総質量に相当します。ヨーロッパのほとんどの国
では、PM10の排出（EMission）とImmission（排出）の両方の制限があります。呼吸可能な微粒子のための限界値に達したか、または多くの場所で前に達されたので、またバイオマスの暖房装置は削減に貢献しなけ
ればならない。粒子質量に加えて、健康に関連する粒子の数も将来的に重要になるでしょう。
バイオマス燃焼プラントの総粉塵の上限値は国によって異なります（表13.9および第 19章を参照） 。2015
年の中燃焼プラント指令（MCPD）では、国別SPEという形式で実装された粉塵、窒素酸化物、一酸化炭素、および二酸化硫黄に関して、EU内で最大50 MWの燃焼
プラント向けに新しい最小排出ガス基準が設定されました。例えば、ドイツは、44日にMCPDをより厳密に実装しました。BImSchV。
表13.9燃料または定格熱入力に応じた国固有の粒子状
物質の排出制限値。比較精度を向上させるために、個々の国の制限値は11および
13% O2に変換されます。

CH70 - 500 kW
0.5 - 1 MW
1 - 10 MW> 10 MW27
16

他のバイオマス燃料（カリム、廃材）には、大幅に厳しい制限が適用

粉塵の割合
環境的に関連する面では、バイオマス燃焼による粉塵排出量は、NOx排出量を削減するだけでなく、非常に重要です 。バイオマス加熱システムからの粉塵排出量を評価する場合は、2つの分数を基本的に区別する必要があります。粗い飛灰は、燃焼中に燃料ベッドからスワイプされ、排出ガスとともに排出される灰の粒子で構成されています 。粒子サイズの範囲は、数 μ m～約100 μ mです。2番目の分数は微粒子で構成されています 。いわゆるエアロゾルで、燃焼中に蒸発するバイオマス中の有機物質の凝縮により、直径が1 μ m未満であることが明らかです。

Fuel heat output

33
20

Total dust [mg/m] O2
at 11 %
at 13 % O2
50
20
20
10

EN

< 1 MW
1 - 5 MW> 5 MW

25
23
13

20
19
11

AT

< 1 MW

150

120

ダスト沈殿技術
5.8.1章で詳細に説明されている次の粉塵収集方法 を使用できます。
 重力除塵（セトリングチャンバー） 遠心分離（サイクロン、マルチサイクロン）
 電界力（電気集塵機、湿式電気集塵機）
 ろ過（布製フィルター、パック済みベッドフィルター、セラミックフィルター）です。
 湿潤除（ベンチュリスクラバー、ラジアルフロース
クラバー、排気ガスの凝縮）です。

分離プロセスの選択手順
1.

未加工ガス中の粉塵含有量を低減する可能性を検討します（主な対策については、 5.7章を参照）。燃料の選択、燃焼設計、制御パラメータの調整を行います。

2.

排出ガス要件を満たすために必要な分離の程度を決定します3.

飛灰および微粒子の適切な分離プロセスを選択します。

マルチサイクロンは、下流の粉塵収集プロセスのために、常に事前粉塵除去およびスパーク分離として適用
または使用されます。原則として、150mg/m ³（11vol.%O2）の排出ガス制限に準拠することができます。
粉塵値が100mg/m³未満（11 vol.% O2時）の場合、通常、これ以上の対策（一次測定または下流の粉塵分離プロセス）を行わない限り、粉塵値を保証することはできません。粉塵値が50mg/m³未満（11 vol.% O2時）の場合は、下流の粉塵堆積処理が必要です。
必要な分離の程度は、原料ガス中の粉塵含有量および規制値から決定されます。
表13.10適切な分離方法を選択するために使用
以下は、ダスト・沈殿技術を使用する上で重要なポイントです。
 排ガス中の水蒸気含有量（燃料の水分含有量、水含有量の変化）
 排気ガス温度
 温度が露点以下
 負荷の変化とシャットダウン（夜間のシャットダウ
ンフェーズ、週末のシャットダウン、夏の運転）
 不適切な空気供給または燃焼空気量が多すぎること
により、酸素含有量が多い作動段階
 発疹の未燃焼物質の割合が高くなります。

167

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

表13.10集塵方法の選択基準
Criteria

Assessment
Fabric filter

Electro-separator

Wet electric separator

Dry fuel

++1)

++

-–

Wet fuel

–2)

+

++

Base-load operation

++

++

++

Discontinuous operation

-–

+

+

Clean gas dust content mg/m³ at 11 vol.% O2

1-5

5 - 505 - 20

Separation efficiency> 95 %

90 % – 95 %90 % – 95 %Absorbent addition (additive) for reduction of HCl, SOx and PCDD/F 3)

++

-–

-–

Pressure loss (typical values) in mbar

high
10 - 20

deep1.5 - 3.0

medium5- 10

Auxiliary energy demand (typical values) in kWhel/MWhth

high14
- 17

deep2
-5

medium5- 10

Space requirement

mediumhighhigh

140 - 220 °Cyes

80 - 250 °C

40 - 60 °C4)

optional

optional

Sensitivity to ember particles, flying sparks

high

deep

deep

Investment costs

mediumhigh

highOperating costs (maintenance and auxiliary energy)

high

deep

mediumOperating range exhaust gas temperature
Bypass necessary

Assessment++ Very well suited, typical field of application+ suitable- – Not suitable1) base-load operation advantageous2) suitable to a limited extent for base-load operation
3) necessary, e.g. for waste wood4) Dehumidification usually necessary, suitable in combination with flue gas condensation

繊維フィルター は、基本負荷をカバーするために作動するバイオマス燃焼プラント（1回の始動と1回のバー
ンアウトフェーズ）でその価値を証明します。使用率が低いバイオマス燃焼プラントでのファブリックフィ
ルターの使用（始動および燃焼段階が多く、スタンバ
イ時の操作が頻繁に行われ、ボイラー洗浄間隔が短いため運転が中断される）は、スタンバイ運転中のファ
ブリックフィルターの冷却が原因で問題となります。
排煙が開始段階で露点よりも低温になるため、ファブ
リックの加湿が発生します。湿気やほこりが布地にコーティングされているため、圧縮空気ショックのクリーニングでは除去できず、ファブリックフィルタの詰
まりにつながります。燃料の湿度が、繊維フィルターが詰まる傾向が高くなります。
使用率が低いバイオマス燃焼プラントの電気集塵機 には、粉塵粒子が蓄積する場所での微量加熱（電気的または加熱システムを介して）が必要です
168

スタートアップ段階で粒子が濡れないようにするため、堆積物が蓄積され、自動的に排出されなくなります。
電気集塵機の有効性は、連続微細粉塵測定では現在確認できません。光測定デバイスを使用して、ファブリ
ックフィルタのサンプル（機能チェック）のブレークスルーを検出できます。ただし、粉塵濃度を正確かつ連続的に測定することはできません。特定の動作時間
における電気集塵機の有効性は、「FAQ 38：電気集塵機の使用可能性はどのようにして判定されますか？電気集塵機の使用可能性を実証するためのインターバル
は、権限によって決定されます。使用可能性は、少な
くとも、当局が排出量測定を要求するたびに表示する必要があります（例：FAQ 38フォーム1または2）。

第3部 計画プロセス

13.9.2 窒素酸化物削減技術の選択「窒素酸化物」という用語には、一酸化窒素NOと二酸
化窒素NO2 が含まれています。これらの合計は、多くの場合、NOxとして参照されます。NOx 還元プロセス
は、反応NO+NH2->N2+H2Oの後など、窒素を含む中間化合物を分子ニトロジェンN2 に含まない成形済みの変換に基づいています このためには、プロセスに応じて適切な反応条件（温度、滞留時間、還元剤）が必要です。
手順
1. NOxの削減が不要かどうかを判断します

FuelNOx emission [mg/m³]
at 11 % O2
at 13 % O2

low nitrogen content, for example debarked spruce

100 - 150

80 - 120

Medium nitrogen content, forexample forest wood with bark

150 - 250

120 - 200

Increased nitrogen content, forexample bark, waste wood,
wood from landscape management

250 - 400

200 - 320

High nitrogen content, for example UF chipboard

400 - 1,000

320 - 800

2. 排ガス要件を満たすために必要な分離の程度を決定します

NOxの削減が不要かどうか は、NOx濃度およびNOx質
量流量に関する排出制限値だけでなく、燃料の窒素含有量またはNOx排出量の結果にも左右されます 。目的の燃料分類のNOx 排出のような同等のプラントのために抑制されるべきであるまたは経験的な値に基づいて推定される(例 表4.9 または 表13.11を参照してください）。NOx濃度と煙道ガスの体積流量からのNOx質量流量の計算、および単一および複数のボイラープラン
トの処理については、、「136」で説明します NOx濃度と定格熱入力
つまり、ボイラーの定格ボイラ出力をボイラーの効率で除算した場合、NOxの削減が必要でないかどうかを
図13.28 から推定できます。

NOx concentration [mg/m³] at 11 % O2

3. 適切なNOx削減のプロセスを選択します
CH: NOx reduction neededNOx = 2500 g/h
NOx = 1500 g/h
NOx limit = 250 mg/m³ at 11% O2

Rated thermal input [MW]

図13.28NO x定格熱入力の依存性におけるNOx 濃度は、NOxの削減
手段の基準となります 。

NOx緩和が必要ない場合は 、排出ガス要件を満たすた
めに必要な濃度を決定し、 表13.12から適切なNOx緩和プロアクセスを選択する必要があります
その他の情報については、 5.8章を参照してください
表13.11 NOx緩和プロセスのないプラントでの、さまざ
まな燃料の一般的なNO x排出量を示します。
表13.12さまざまなNOx緩和プロセスの脱窒効率と境界条件（ プロセスの説明については 5.8.2章を参照）。
NOx reduction technology

Denitrification level

Boundary conditions

N content
Primary measures “Low Nox”
(without reducing agents)
Air staging

low: 30 - 50 %50 - 70 % internal reaction zone, primary air ratio 0.7 - 0.8, reaction from aphigh:prox. 1,100 - 1,200 °C, conditionally suitable for fuels rich in ash

Fuel staging

low: 40 - 50 %60 - 75 % Two fuel feeds, internal reaction zone, primary air number 0.8 - 0.9,
high:reaction starting at about 800 °C

Secondary measures “Denox”(with reducing agent)
SNCR process
SCR process

low dust

50 - 75 %internal reaction zone, temperature window about 850 - 950 °C, molar ratio important, undesired by-products possible

90 - 95 %Temperature window 200 - 250 °C, dust separation before catalytic
converter169

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

SCRプロセスにおける触媒の活性は、元のガスを介したアルカリ金属の入力によって、無順に低減されます。
触媒はアルカリ金属で汚染されるため、効果は着実に低下しています。このため、SCRプロセスは「低ダスト」モードで動作し、アップストリームの粉塵を分離できます。
Conventional
combustion
as NO2 at
11 vol-% O2

Low-NOx combustion
with air staging andreduction chamber

Grass
Straw
Untreated wood

Waste wood

[wt-%]

燃料内の窒素含有量によって異なる削減手段[120]によるNO X排出量の比較

炉メーカーは、指定された燃料の窒素含有量に関する正確な情報（燃料分析）を取得した場合にのみ、指定されたNOx排出制限への準拠を保証できます 。第 4章（表4.9 表4.10 Ta-ble 4.11）にある個々の燃料分類の
窒素含有量を推定することで、燃料窒素含有量を見積もることができます。

13.9.3 追加コンポーネントの選択
蓄熱タンクやエコノマイザーなどの追加コンポーネン
トは、バイオマス燃焼システムの詳細な要件に基づいて決定されます（第 5.9章および第 7.5章を参照）。

13.10 中央暖房設備設計
13.10.1 中央暖房設備
13.10.1.1 ボイラ室の設計は、空間が必要
可能であれば、ボイラ室をサイロのすぐ横または下に配置して、複雑でコストを抑えた運搬装置が不要になるようにします。定格出力が200～400 kWを超えるプ
ラントでは、ボイラー室高さが3 mを超える必要があります（2階建てのプラットフォームも可能です）。さらに、燃焼室およびボイラーのシステムメンテナンスおよび清掃作業に十分なスペースを確保する必要があります。
粗粉塵や微細な粉塵の沈殿などの追加コンポーネント、
ボイラー、蓄熱タンク、ウォータヒータ、分配システ
ム、膨張などの水流システムが統合されています。 コントロールキャビネット、排ガス洗浄用です。

170必要なスペースは、サイロとボイラールームのレイア
ウト図に1:50のスケールで表示する必要があります。

13.10.1.2 ボイラシステムの圧力配管
系統の統合
ボイラシステムの水流統合については、バイオマスDH
プラント用QMに準拠した標準水流方式を採用します（ [62] または[71]を参照）。
Q-requirement D.4.8 [15] としてQガイドラインに記載されているように、熱供給の安全性を保証するためには、移動式加熱システムなど、緊急加熱用の接続パイ
プを単価単一ボイラーシステムに装備する必要があります。

Particle board

N content in the fuel図13.29ボイラー室を計画する際には、灰コンテナなども考慮する必要があります。

13.10.1.3 ボイラ室の換気ボイラ室への燃焼空気の供給は、すべての場合に保証する必要があります。燃焼用空気は、常に供給空気の開口部から直接外気に取り込まれ、ほこりや有害なガ
スや可燃性ガス、蒸気を含んでいてはなりません。大型システムの場合は、供給エアの開口部に加えて排気口を用意する必要があります。可能であれば、加熱室のクロスベンチレーションを実現するために、2つの開口部を互いに反対側または対角線上に配置する必要があります。これにより、夏の熱の蓄積を防止できます。
ボイラー室の天井で燃焼空気を引くことは理にかなっています。これにより、廃熱が再利用され、ボイラー室の上部が低温に保たれます。
バイオマス燃焼プラントや関連する燃料供給システム
は、石油やガスの燃焼プラントよりもノイズが多く発生します。ボイラー室の供給および排気の開口部は、13.10.5章に記載されている騒音保護規制に準拠している必要がありますこのため、防音仕様の耐候性グリルを使用して音で絶縁されていることがよくあります。
また、ダクトサイレンサを内蔵した「シュノーケル原理」に従って設計されていることもよくあります。

第3部 計画プロセス
Silo lid

Exhaustair silo

Assumptions:

Mechanicalventilation
hydraulics roomand silo

Q Boiler output in kW, ηK = 85 %, λ = 2,
M = 40 %, supply air = 1 m/s
Hydraulics
room

Diaphragm wall

Fuel silo

他のエアフローが燃焼エアに加えて加熱チャンバに入る場合は、供給エアの断面積を 拡大する必要があります。たとえば、次のような場合です。
 サイロ換気は、ボイラー室から供給空気を取り込みます（ 14.2.4章を参照）。

Diaphragm wall
Mechanicalventilation
hydraulics roomand silo

Hydraulics
room

Fuel silo
Exhaustair silo

Fire damper

Exhaustair boiler
room
Biomass boiler

Boiler room

 ヒーティングシステム内のアクセス熱を放散するために必要な空気量も、同じ断面を通って得られます。
非常に暖かい天候では、燃焼システムは公称出力では作動しないため、より小さい燃焼エアフローが計算に含まれる場合があることに注意してください。
基本的に、換気装置の寸法を記入する際には、関連するすべての国内および地域の規制、規格、およびガイ
ドラインを遵守する必要があります。

13.10.2 プレハブ式加熱容器及び加熱装置
Supply air
boiler room andsilo ventilation

図13.30ボイラー室とサイロ換気を組み合わせ

13.10.1.4 換気システムの寸法
ボイラ室の換気および燃焼用空気供給については、従来のシステムと同じ要件が適用されます。ボイラ室とサイロ換気は、多くの場合統合されています。
エアレーション装置の最も重要な作業は次のとおりです。
 燃焼用空気の供給を確保します（燃焼用空気の量の計算については、 20.8章を参照してください）。
 ボイラー室の過剰な熱蓄積を除去します。バイオマ
スボイラ、粒子セパレータ、および蓄熱タンクとの水流統合による、稼動バイオマスボイラーの約2～3%の熱を発生させることができます。暖房設備の
天井下の温度が30°Cを超えないように、暖房設備の廃熱の放散を明確にする必要があります（短期的には35°Cを超えないようにします）。
 人が健康を損なうことなくそこにとどまることを可能にするボイラ室の空気状態を維持しなさい。

予熱された要素としての加熱容器および暖房設備は、暖房ネットワークの起動段階のための実用的な中間および暫定的な解決策である。ただし、これらは、次の機能を備えた最終的なソリューションとしても適しています。
 構造：コンテナまたはプリファブエレメントで、基礎を地面に設置します 燃料貯蔵：コンテナまたはプレハブに内蔵され、ボイラー出力が小さい、ヒーターのコンテナ/プレハ
ブ、2つのプッシュフロア交換コンテナを介して供給される大きなボイラー出力を備えています。サイロ容量は36m³で、相互接続されている各エレメン
トまたはさらにプレハブエレメントです。
 最大ボイラー出力産業用ボイラー：約500 kW（コンテナ高さ3 m）、最大約1000 kW（コンテナ高さ4m）まで対応します。。
 最大ボイラー出力シリーズユニットは次のとおりです。250 kW～450 kW複数の容器を組み合わせることができ、通常1つの容器(ペレット、高品質の木材チップ)につき1～2つのボイラーが設置されています。
 燃料要件については、13.4章を参照してください ボイラ室（10 Pa未満）の負圧を防止します。これ
により、システムの作動が妨げられ、入口のドアが開くのが困難になる可能性があります。
 十分な大きさの断面積開口部は、適用の規制とその式に従って設計および提供する必要があります（第19章を参照）。たとえば、スイスでは、給気口の断面積は次の式で決定できます。

図13.31コンテナ(出展: JENNI Energie - TechnikおよびSchmid energy solutions）。

171

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
 煙突の入口では、排煙の温度と圧力を測定します 煙突の高さを調整し、出口での排ガス温度を設定します 排ガス凝縮

13.10.4.3 煙突構造
湿った木製の破片を燃やすとき、煙道のガスの露点は約60°Cである 原則として、断熱性の高いステインレ
ス鋼製の煙突は、これらの境界条件に最適です。非常に乾燥した木製ペレットを使用すると、露点は40°C ~45°Cで若干低くなり、空気の量は1.5 ~ 2.0になります。

図13.32統合または追加の燃料貯蔵タンクを備えたプレハブとしてのセントラルヒーティングプ
ラント（供給元：Holzenergie Schweiz）

13.10.3 補助エネルギー需要加熱システムの年間補助エネルギー需要は、補助エネ
ルギーを効率的に使用するように配慮している場合、生成される熱の約1.0～1.5%です。電気駆動の場合、次のものが含まれます。
 モーターの寸法が正しく設定
 最適な効率（特に排ガスファン） 速度制御モータ
電気セパレータ、エコノイザー、排ガス縮システム、その他のシステムを搭載したシステムでは、補助エネ
ルギー需要も高くなる可能性があります。

13.10.4 煙突、暖炉
13.10.4.1 煙突の高さ
煙突の高さの寸法付けは、各国の規制に従って実施し、地域の火災および騒音保護規制を満たす必要があります（第 19章を参照）。
煙突の高さは、以下の影響要因によって決まります。
 建物の寸法（高さ、幅） 定格熱入力 影響のある領域で最も高い障害物領域の機能としての役割

13.10.4.2 煙突断面の寸法
煙突断面の寸法付けは、国別の規制に従って行う必要があります（第19 章を参照）。プランナは、煙突のサプライヤが正しい寸法を記入していることを確認し、提供された煙突が、煙突のサプライヤに相談して有効な規制に適合しているかどうかを確認する作業を行います。煙突サプライヤの以下の仕様は'寸法記入のため
の要件です

172

既存の煙突を使用する場合は、改装の際に特に注意が必要である。多くの場合、唯一の解決策は、新しいス
テンレス製煙突の溝にゆったりとした溝を取り付けることです。バルク断熱材が専門的に埋め戻されるように注意する必要があります。そのため、バイオマスシ
ステムの経験を持つ煙突サプライヤーが推奨されます。
新しい設備では、バイオマスボイラーは、十分に断熱された煙突を必要とする可能性のある最低の排煙温度（< 150°C）で作動できる必要があります。可能な煙突タイプは次のとおり：
 セラミックの煙突
 壁厚1.0～1.5 mmの滑らかなクロムニッケルスチー
ル製の硬質スチール製チューブ
 煙突は個々の部品から組み立てられています
煙突の構造は、煤の耐火性と統計に関する国固有の要件を満たしている必要があります。

13.10.4.4 排ガス測定用ノズル
受け入れおよび測定の対象となる設備での排出量測定の場合、標準の接続部品を垂直煙突セクションに設置する必要があります （CH例："EMPA-Normstutzen"、
図13.33を参照。）接続部分の前後には、国別の規制に従った鎮静ゾーンを許可する必要があります。正確な
位置は、設置前に責任ある煙突掃除と受け入れ権限を使用して明確にする必要があります。

第3部 計画プロセス
ノイズレーティングレベル=測定レベル+レベル補正です

Chimney inside

許容される騒音レベルは、日中および夜間の騒音レベルによって異なります。このため、道路交通、商業、産業などの騒音発生源により騒音レベルが高くなると、
木材加熱システムからの騒音排出量は問題になりません。

outside建物サービスの健全な絶縁に関するマニュアルです[137] は、暖房設備における防音対策の詳細を示しています。
各国固有の騒音規制（第 19章を参照）に準拠する責任については、次のような兆候が見られます。
 計画チームを構成する際には、防音計画の責任者を確認する必要があります。健全な工学計画は学際的な仕事であり、健全な絶縁の専門家によって実行されなければならない。
 プロジェクトの全体的な責任を担当する組織（建築家、一般プランナー、一般請負業者、計画コンソー
シアム）は、健全な絶縁の専門家（例：音響エンジニア）を慎重に選択する必要があります。
all dimensions in mm

図13.33 EMPA-Normstutzen(標準スピゴット) [69]の設
置寸法

13.10.5 ノイズ保護
自動バイオマス加熱システムを計画する際には、シス
テムの運転中に発生する音の伝播（空気中および構造上の音）の影響を明確にする必要があります。空気中の音は、生成された場所には残りませんが、空気を介して伝送され、建物の一部にも侵入する可能性があります。構造に由来する音は、振動や発振によって発生
し、固体ボディを介して伝達され、空気中の音として再放出されます。建物の構成要素に導入されるエネル
ギーは、空気中の音よりも大幅に大きくなります。振動減衰要素により、構造に由来する音の伝播を大幅に低減できます。
騒音対策に関しては、適用される規格、規制、およびガイドラインを遵守する必要があります。たとえばスイス
では、感度レベルは、土地利用計画の一環として騒音緩和条例（LSV）で定義されます。これは、ゾーニング（用途の種類と建物の高さの定義）に似ています。使用の種類に応じて、地方自治体による感度レベルの割り当てによって、施設で発生するノイズの量や居住者が耐える必要のあるノイズの量が決まります。
騒音低減条例には、個々の地域の最大音圧レベルの制
限値が記載されています。ノイズ定格レベルは、測定されたレベルとレベル補正の合計です。レベル補正は、
サウンドコンテンツとインパルスコンテントの関数として終了します。たとえば、レベル補正値により、サイクルで運転され、始動時に強い亀裂音を発するコンベア（スクレーパーチェーンコンベア、スクリュー搬
送コンベア）のノイズ定格レベルが大幅に上昇することがあります。

 バイオマス加熱システムの建築サービスエンジニア
またはシステムプランナーは、バイオマス加熱シス
テムの騒音源に防音専門家の注意を引く義務があります。さらに、防音専門家が必要とする技術データも用意する必要があります。
バイオマス加熱システムの次のプラント部品は、重要な騒音源であり、過去に苦情が寄せられています（ 図13.34参照）。
排ガス温度
排ガスファンは、バイオマスDHプラントの最大の騒音源です。問題は主に、高音圧が必要なプラントで発生します。煙突の上部と煙突に隣接する部屋の高さが確実であるためです。次の対策を講じることで、騒音を低減できます。
 エキゾーストサイレンサ
 振動伝達に関する排煙管と煙突を分離
 伝達効率の高いファン。アンバランスがなく、可能な限り低い速度で動作できます 防振部品に排気ファンを取り付
 たとえば、煙突の上部がベッドルームの窓のすぐ隣にないように、煙突を配置
 煙突から建物構造への構造的な音の伝達を防止
 騒音の多い部屋から煙突を遠くに計画
サイロ排出システム
次の対策により、プッシュフロア、排出スクリュー、
油圧ユニットからの騒音を低減できます。

173

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
 サイロ構造は、隣接するリビングスペースや作業ス
ペースの構造から分離して、構造的なサウンド伝送を防止します。
 油圧ユニットを防振ダンパに取付け、防音ボンネッ
トで覆います。
搬送システムスクレイパーチェーンコンベア、スクリュコンベア
コンベアシステムの騒音排出を低減するには、次の対策が必要です。
 サイロ構造は、隣接するリビングスペースや作業ス
ペースの構造から分離して、構造的なサウンド伝送を防止します。
 設置時にコンベアシステムを分離し、振動ダンパー
または構造上の防音マットを使用して、構造上の騒音が伝わるのを防ぎます。
暖房室
ボイラー室からの空気中の騒音は、以下の方法で低減できます。
 防音効果の高い閉鎖的な建物
 サイレンサを装備した外部への開口部。たとえば、
防音バッフルを装備した燃焼用エアサプライダクト ボイラー室の天井に吸音パネルを設置
 入口サイレンサ付きの燃焼エアファンです

図13.34174

空気中および構造上の音 [69]

第3部 計画プロセス

14 燃料貯蔵、燃料搬送および灰出し設計14.1 一般的注意事項
燃料の保管を計画するときは、次の要件を遵守する必要があります。
 道路で簡単にアクセス 時間のかかる操作を行わずに、荷降ろし場所の前で搬送車両を回転（必要な旋回半径を確認してください）。
 保管ホールでの複雑な燃料物流は次のとおり：「ファーストのイン、ファーストアウト」
 地形を利用して容易に燃料を排出（例えば、最も高い場所の斜面にある荷降ろしポイント）。
燃料貯蔵施設のプロジェクト計画段階では、時間のかかる燃料の供給を可能にするために、将来の燃料供給業者と可能な配置のバリエーションを識別する必要があります。
表14.1 燃料貯蔵タイプは燃料分類および供給ストラ
テジに応じて分類
該当する国固有の推奨事項および規制に従った構造設
計および運用の要件（第 19。章を参照）、特に次の事
項を遵守する必要があります 火災や爆発を防ぎます 安全規制。人への事故を防止し、適切な保護装置を備えた人が危険を伴わずにサイロを操作できるようにします。
 故障やその除去に備えて手順を実施します 緊急排出システム

14.2 燃料貯蔵の選択と寸法14.2.1 燃料貯蔵タイプ
燃料収納の適切な選択と寸法付けは、燃料の種類、年次燃料のデマンド、サプライストラテジによって異なります。サプライストラテジは、直接、間接、または混合サプライチェーンに基づいています。必要に応じて、特別な地域の条件（例えば、クリスマス休暇中の燃料の利用可能性の制限、冬の森林へのアクセス、納期の制限など）も考慮する必要があります。
一年中伐採できない高所の木材の場合、木材は一時的に低高度で保管されるか、または木材燃焼暖房設備に直接積まれ、 必要に応じて木材を積み上げて、倉庫に木屑として一時的に保管されます。これにより、燃料消費者や木質燃焼加熱プラントで、小型でコスト効率の高いサイロを構築できます。

ら保護された燃料の中間貯蔵は倉庫で行われます。
バイオマス暖房プラントの倉庫には、通常、1日のサイロがあります。
 屋外収納：ストックパイルには木材チップを、スタックには丸木を一時的に収納できます

14.2.2 寸法
燃料貯蔵の正しい管理の節約のための大きい潜在性がある。そのため、詳細な最適化は緊急性の問題です。
コストを節約するために、排出システムを備えた燃料
サイロは、できるだけ小さく設計する必要があります。
ただし、燃料の物流とは別にサイズを評価することはできませんが、供給コンセプトの一部です。
通常、燃料サイロが定格出力での燃焼プラントの1日5～7回の要求に加え、直接供給チェーンの場合は追加のサイロ容量を保持している場合、コストは妥当な限度内に維持できます 。
追加のサイロボリューム
燃料サイロは通常、納入時に完全に空になるわけではありません（発注から納入までの時間差が必要）。したがって'指定された日常的な要件に加えて'追加のサイロ・ボリュームも考慮する必要がありま
す追加のサイロボリュームは、最大の納車車両の輸送ボリュームと同じサイズにする必要があります。
これにより、完全に積載された納車車両で、指定された日々の要件をサイロに確実に満たすことができ
単価燃焼システムの場合、熱容量の要求は通常、ボイラーの公称出力に24時間対応していないため、供給期間は6～8日に相当します。平均的な冬季には、燃料サ
イロのフィードが約20回発生します。中間貯蔵施設（倉庫など）からの輸送物流を短時間で提供できる間
接的なサプライチェーンの場合、 燃料サイロのサイズ
を1日2～4の要件に減らすことができます。暖房設備には、大容量の収納スペース（倉庫、杭付きのオープン
エア収納など）があり、暖房設備で直接中間保管を行うことができます。この場合、燃料サイロも大幅に小
さくなります（1日の需要など）。
燃料ストアに供給する車両の移動回数は、年間の燃料需要と車両の輸送能力によって異なります。
 フォレストから直接 トラックは、70 ~ 80 LCMのト
ラックトレーラーの組み合わせである森林から、40~ 50（60）の木材チップのLCMを直接輸送できます。
原則として、トラックの木製チップは直ちに積み下
ろし、トラックとトレーラーの組み合わせの場合は、10分後に40 LCMを追加することができます。
 中間ストレージから 、次の手順を実行します。プッシュオフ式またはスライディングフロアセミトレーラー付きのトラックは、80 ~ 90 LCMを供給できます。

燃料貯蔵タイプ： サイロ （バンカー）：自動燃料排出システムは、サイロ内に蓄積された燃料をバイオマスボイラープラントの輸送システムに搬送します。
ストレージ・ウェアハウス：天候か175

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
保管量に加えて、収納設備の設計には、充填に必要な補助装置である費用対効果の高いソリューションにも注意する必要があります
表14.1

そして燃料と換気装置を分配します。さらに、対応する安全装置と規制を遵守する必要があります。

燃料の種類と供給戦略に応じて、燃料貯蔵タイプを選択できます。

Fuel type

Fuel storage type

Supplychain

Dimensioning daily demand of the biomass boiler
system for nominal output operation

Pellets

Closed pellet silo, storage indirectroom absolutely dry
Above-ground round silo

Approximately 20 daily demands, see Figure 35 according to [67]Quality wood chips

Underground silo, aboveground silo

indirect5 - 7 daily demands plus additional silo volume1)

Wood chips up to
P45S-M55+

Underfloor silo

direct5 - 7 daily demands plus additional silo volume1)< 50 LCM/dWood chips up to
P45S-M55+

Above-ground round silo

direct5 - 7 daily demands plus additional silo volume1)> 50 LCM/dWood chips up to
P45S-M55+

Warehouse with day silo

mixed

Minimum 7 daily demands> 50 LCM/dWarehouse with day silo

mixed

Minimum 7 daily demands

directReconcile demand and needLH, DH, RZ, Ruz2) andwaste wood
up to P63M55+

Above-ground round silo

RHH2)

Round or square silos

Daily demand of the biomass boiler system atnominal output operation

燃料サイロは通常、納入時に完全に空になるわけではありません（発注から納入までの時間差が必要）。したがって'指定された日常的な要件に加えて'追加のサイロ・ボリュームも考慮する必要があります追加のサイロボリュームは、最大の納車車両の輸送ボリュームと同じサイズにする必要があります。これにより、完全に積載された納車車両で、指定された日々の要件をサイロに確実に満たすことができます。
LCM = Loose cubic metres of wood chips
2)燃料の種類 表4.10を参照

14.2.3 燃料サイロ設計
地下サイロ
地下サイロ（図14.1を参照） は、補助装置を使用せずに、
1つまたは複数の充填開口部を介して輸送車両から直接充填できます。理想的で最も費用対効果の高い次元は、正方形のベースとサイロの蓋を持つ背の高いサイロで、できれば運転できません。サイロの塗りつぶし開口部で70%を超える充填レベルを達成するには、高さと幅の比率が1以上である必要があります。サイロの形状は、横に並んだサイロをさらに拡張するのが理想的です。充填レベルを達成します> 他のサイロの寸法では、燃料は複数のサイロ開口部または充填スクリューまたはサイロディストリビューターを介して導入ダクトできます。

建設コストが高くなります（掘削およびコンクリート
作業）。

サイロの開口部の長さは3.5 m、幅は2 m以上にする必要があります。これにより、アンロードに必要な作業量が削減されます。

トラックの操縦性が低く、木屑の流れが良くなるため、荷降ろし時間が短縮されます

荷降ろし場所を清掃する必要はありません

サイロの蓋の損傷を減らします。

地下サイロの利点は、高い充填レベル（70%以上）です。
また、高価な配置や配布デバイスは必要ありません。床からのサイロの欠点には、地下水の問題が発生した場合に、通常は実現できないことがあるという事実が含まれます

176

図14.1

地下サイロへの供給(出典: Holzen-ergie
Schweiz)

サイロのサイズと形状は、低コストの再測定と最大2 mのプッ
シュロッドユニットの幅によって決定されます。サイロの幅が広い場合は、複数のプッシュロッドを用意する必要があります。
これはコストに影響します。形状とサイズに影響を与えるその他の要因は、可能な限り高い充填度（>70%）と木材チップの再配置角度の要件です。これは通常45°です。このため、床面のサイロの場合は、特に湿った木材チップを使用して、溝の高さが溝の幅の1.5倍を超えないようにする必要があります。

第3部 計画プロセス
サイロからクロスコンベアチャネルまでのアウトレッ
ト開口部の高さを決定するには （図14.2）、フローの動作と燃料の再配置角度を考慮する必要があります（ 図14.2を参照）。
流れが良好な木材チップの場合（角度が約45°）、出口開口部の高さを固定できます。これは、出口開口部のサイロ側の装飾部とクロスコンベアチャネルの開始点の間の距離が最大50 cmになるように選択する必要があります。 これにより、クロスコンベアチャンネルに
木材チップが流れないようにし、クロスコンベアシス
テムを過充填することができます。

Silo lid 300 x 650
not for driving over
Cylinder chamber

BaffleSilo door withblinds board wall

Fermentation
gas venting

Outlet under baffle= slope angle wood chips(> 45°), minimum 50 cm

Cross conveyor
channelAnchorage

Moving floor

図14.2サイロからクロスコンベアチャネルへの通路の開口部（出展：Holzenergie Schweiz）
燃料の流れの挙動と再ポーズの角度が不明な場合（破砕した廃棄物、造園メンテナンスからの破砕した木材、
バーク）、通路の開口部の高さは常に設計する必要があります。例：木製の厚さで、必要に応じて除去または挿入できる厚板があります。実際の操作では、必要な高さが決定されます。燃料がクロスコンベアチャネ
ルに無制御で流れないようにし、圧縮が行われないよ
うにする必要があります。バッフルまたは通路開口部の上にある木製の厚板で燃料を圧縮すると、燃料が排出されないことがあります。
また、出口の開口部の上にメータリングローラーを取り付けることで、サイロから好ましくない流量の燃料を簡単に排出することもできます（ 図 6.21を参照）。
30～40m³の容量を持つコンテナに加えて、木材チップの供給業者には、最大30 m³の容量を持つポンプコンテ
イナもあります 。これらのポンプ容器を使用すること
で、品質の良い木材チップを供給することができます。
ただし、サイロの配置が好ましくありません。これにより、サイロの蓋と、充填スクリューを使用した高価な荷降ろしトラフを備えたソリューションを回避できます。ただし、木屑をポンピングする場合は、生成された輸送用空気がサイロから流れ出ることがあることを確認する必要があります。可能であれば、給油口にはスポンジを開ける必要があります。ポンプを使用すると、追加コストが発生します。30 LCMでは、充填時間は約30分かかります。
サイロを格納する場所が二面になっているにもかかわらず、チッピング車両を使用する必要がある場合は、建物の外側にあるスクリューコンベアシステムを使用
して荷降ろしトラフが必要です（ 図6.11を参照）。
モバイルチップコンテナは、サイロの再配置として充填されます
その後の木製加熱システムの設置では、地下サイロの建設は、ほとんどの場合、構造的な条件のために非常にコストがかかるか、または必ずしも可能ではありません。ここでは、プッシュ式フロア放出が内蔵された30m³の移動式コンテナによる供給は、安定しています。
1つまたは複数のコンテナが、（共通）コンベアシステ
ムの適切な前庭または建物の内側にドッキングされています。この接続部は、永続的に取り付けたクロスコ
ンベアによって形成され、これにより、充填されていない木材チップが炉の充填システムに移動します。コ
ンテナ移動床の駆動装置はボイラー室に配置されます。
円形のサイロバイオマスのボイラ生産量が5MWを超えるバイオマス
DHプラントの場合、燃料は、1日のサイロがある倉庫や、ミルリングスクリュー放出がある地上のサイロに保管できます。ブリッジングを回避するには、燃料の流量に応じて、円形サイロの最大充填高さを制限する必要があります。
次の最大充填高さHmax.がガイド値として適用されます：
 湿った木材チップ、低微粒子、最大長の粒子200
mm：H最大 = 1.5 x D（直径円形サイロ）
 乾燥したシュレッダー付き廃棄物木材、低微粉含有量、最大長の粒子200 mm：H最大 = 1.0 x D（直径円形サイロ）
湿った燃料が円形のサイロに長期間残っていると、乾燥して強いブリッジを形成する傾向があります。これ
により、燃料の流量が減少し、燃料の自動吐出ができなくなります。

14.2.4 サイロの換気
乾燥した燃料（削りくず）用のサイロは換気されません。これにより、燃料が空気中の水分を吸収しなくなります。湿った燃料がある密閉されたサイロでは、機械的換気によって湿度を上げる必要があります。さらに、CO2 を含む発酵ガスは、分解プロセスのため、湿った木材チップの保管中に生成されます。CO2 は空気より重いため 、燃料室、油圧室、ボイラー室の床に沿って広がり、最低点で回収されます。メンテナンス担
当者の窒息の危険性がないことを確認するために、該当する部分は適切な換気装置で保護する必要があります。 19章では、対応する各国固有の安全装置および規制 を遵守する必要があります。
177

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
木材チップの湿気が放出されると、燃料貯蔵の相対湿度が高くなります。これにより、冷気の壁、天井、特に絶縁されていないサイロリッドが凝縮され、燃料が再加湿されます。燃料面に余分な水があると、深刻なカビの成長をする可能性があります。これを防ぐためには、蓄積している水分を換気システム（タイマーで制御）で再移動し、サイロを横方向に換気する必要があります。これ
により、燃料室の壁、天井、蓋を乾燥させた状態に保つことができます。
外気とのサイロ換気
外側の空気はライトシャフトを通って油圧室に流れます。そこでは、空気は換気システムによって床近くのチップサイロに機械的に運ばれ、サイロの蓋またはラ
イトシャフトを介して排気として屋外に導かれます。
断続的な換気の場合、換気システムは油圧室のエア交換を1時間に3～5回行うように設計する必要があります。
これにより、1時間に10分以上換気を行う必要があります。
換気が1時間に20倍のエア交換用に設計されている場合、および換気のスイッチオンと室内への入室の間に15分
間の待機時間が確認されている場合（タイマーでドアがロックされている場合など）は、を使用して間欠的な換気を行うことができます。
油圧室とサイロの間に直接開口部がある場合（たとえば、油圧室のクロスコンベアチャネルが閉じていない場合など）、サイロと油圧室の間に短いエアフローが発生することがあります。それでも発酵ガスと空気の湿度を確実に除去するには、燃料の上のサイロに追加の抽出ユニットを取り付ける必要があります。外気が流入するには、その吐出量が油圧室の排出量よりもわずかに大きくなければなりません。

空気の一部は燃焼用エアブロワによって炉に供給され、残りの部分は消火ダンパを通って油圧室に流れます。
そこでは、空気は換気システムによって機械的にチッ
プサイロに運ばれ、湿った排気として外部に導かれます。
油圧室とサイロの間に直接開口部がある場合（たとえば、油圧室のクロスコンベアチャネルが閉じていない場合など）、サイロと油圧室の間に短いエアフローが発生することがあります。発酵ガスと湿度を確実に除去するには、防火ダンパーの前にある追加のパイプフ
ァンを使用して、シリンダルームのファンよりも少し熱くなったボイラー室の空気をシリンダルームに伝える必要があります。
ボイラー室が油圧室やサイロよりも大幅に低い場合は、ボイラー室と油圧室の間のドアが完全に密閉されている必要があります。また、特に低負荷運転時やシステムが停止している夏には、ボイラー室に発酵ガスが蓄積する危険性がありますが、サイロにはまだ木屑が残っています。
サイロの床レベルがボイラー室の床レベルより低い場合、ボイラー室からの冷気は油圧室に流れ、希望する乾燥プ
ロセスを妨げることがあります。これを防止するには、
パイプファン付きの追加のベンチレーションパイプを使用して、ボイラー室の天井からの暖かい空気を、ファイ
ヤーダンパを介して油圧室に直接誘導します。

特に、充填高さが5 mを超える場合は、バルク材料を超える発酵ガスを、コントロールしてで排出する必要があります。
外気が冷えていて燃料が湿っている場合は、油圧室およびベンチレーションダクトネットワーク内の水分の凝縮により氷が形成されることがあります。
図13.30 ボイラー室とサイロ換気の組み合わせ
ボイラー室からの暖かい空気は油圧室の凍結問題を減らし、木屑の乾燥プロセスを支えるので、ボイラー室とサイロの換気システムを組み合わせることは理にかなっています。断続的な換気の場合、換気システムは油圧室のエア交換を1時間に3～5回行うように設計する必要があります。これにより、1時間に10分以上換気を行う必要があります。
換気が1時間に20倍のエア交換用に設計されている場合、および換気のスイッチオンと室内への入室の間に15分
間の待機時間が確認されている場合（タイマーでドアがロックされている場合など）は、を使用して間欠的な換気を行うことができます。外気は、天候保護用ルーバーを通ってボイラー室に流れます。

178

Ventilation of the silo room
1 Supply air: through light wellor through fire damper ofthe heating room
2 Intake manifold positioned
at the lowest point
3 Exhaust air: under silo lid
or through light well

図14.3

サイロの換気(出展: Suva [138]）

サイロの排気空気を排出
サイロ型排気口を計画する場合、発酵ガスには無臭であることを覚えておく必要があります。異臭の迷惑が発生する可能性がある場合は、別個のエキゾーストエ
アシステムを使用して、サイロのエキゾーストエアをルーフ上に誘導するようにしてください。

14.2.5 倉庫の設計
小規模および中規模のプラントでは、通常、燃料の貯蔵にサイロが使用されます。プラントサイズが2 MWを上回る場合は、倉庫の方がはるかにコスト効率に優れています （図14.4）。2 MW未満の第3部 計画プロセス
プラントには、ダイレクトサプライチェーン、アクセスしやすいプッシュフロアを備えたアクセス可能な保管倉庫の構造、および高価な地下サイロをに供給できる場合には、日単位のサイロを使用することも経済的なソリューションとなります。非常に大きいバイオマスDHプラン
トの場合、保管倉庫の代わりに、地上の丸いサイロがあ
ります。

図14.4

ホイールベアリングで管理されている備蓄の木材チップの場合、砂や石による汚染を避ける必要があります。
排水のあるタールサイト、またはコンパクトで乾燥した土壌のサイトを用意する必要があります

図14.5

備蓄された木材チップの屋外保管(出典:Holzenergie Schweiz）

図14.6

丸太の屋外保管(出典: Holzenergie Schweiz）

倉庫(出展: Holzenergie Schweiz）

倉庫の管理は、次のような物流で行われます。
 倉庫の管理と、ホイールローダまたはテレスコピック
ローダを使用した日のサイロおよび移動フロアへの供給を行います。
 完全自動クレーン・システム。アンロード・トラフと日サイロがあります 水平および垂直方向に移動可能なスクレイパーチェー
ンコンベアを備えた積込み/積降ろしシステムですスク
レーパまたはプッシュフロアを使用して、スクレーパ
チェーンコンベアに負荷をかけるために事前にサイロ化し、プッシュフロアーを使用して炉充填システムに燃料を排出します。
 スクリューコンベヤシステムによる排出トラフからの供給、プッシュフロアによる排出 トップローダーなどの特殊システムによる保管と排出。
倉庫は、燃料の上から流出する水分が除去されるように、十分に換気する必要があります。クレーンシステムとス
クレーパーチェーンコンベアを使用したシステムの積込
み/荷降ろしの場合は、ホール管理システムに障害が発生した場合でも木材加熱システムを継続して作動させるために、日サイロに緊急フィードを供給する必要があります。クレーンシステムを使用すると、たとえば燃料をサ
イロのプッシュフロアーに直接傾けて、燃料を充填システムに送ることができます。ローディングおよびアンローディングシステムでは、たとえば、燃料はスクレーパ
ーチェーンコンベアのコンベアチャンネルの開口部を通って充填システムに落ちることがあります。

14.2.6 外部倉庫
木材チップのストックパイル上の屋外保管、または暖房設備や中央の場所にある木材の丸太は、年間を通して晴
れてアクセス可能である必要があります （図14.5 および
図14.6）。

森林残留物、工業残留物、造園管理の木材、薄化の残
留木材、シュレッダーや破砕していない状態の納屋などの湿った燃料を保管する場合は、以下の一般的な条件を遵守する必要があります。
 備蓄上の燃料の良好な通気は、針、葉、小枝などの微粉の割合が少ないことと、燃料の粗い塊によって達成されます。
 微粉の割合が高く、塊が少ないため、燃料が均一に乾燥するのを防ぎ、パイルの上部にカビが発生しやすくなります。水分の上昇は、高い割合の微粉を伴う層では防止され、放出された水分は、これらの層（特に山の頂上）で再び凝縮されます。
 燃料中の乾燥物質の劣化（水含有量が多い場合、1ヵ月あたり最大4%の高い劣化値）は、取り扱い時間が短く、粗腔（換気が良好）で燃料を最適に乾燥させることで低減できます。このメモは、サイロまたは倉庫内の燃料の保管についても言及しています。
 特に、乾燥した木材などの開口セルを持つ燃料の場
合、燃料の乾燥時間を長くするには、堆積物をフリースで覆い、降水による燃料の外部湿潤を大幅に低減します。針葉樹のパイルは、余分な湿気を避けるために、部分的に切り刻むことができるホイルで覆われています。
 燃料の乾燥率は、1ヶ月間に水の含有量を最大10%削減できるため、夏と移行期間は寒冷期よりも大幅に高くなります。

屋外の貯蔵の木製の破片のための不利な点は物質の損失のための増加されたエネルギー損失である。
179

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

14.2.7 自然発火と物質の損失
大量の木材チップを保管すると、自然発火の危険性があります。以下の条件のいくつかが同時に満たされた場合、常にリスクが発生します。

 必要に応じて、乾燥または換気を行って冷却します モニタリングに温度プローブを使用します（たとえば、干し草の山を監視にも使用されるプローブなど）。

 特に保管期間が長い（3か月以上など）場合

 建物やその他の構造物までの最小距離と最大保管量を確認します。

 温暖な気候での保管（夏季）

予防的な防火対策

 燃料は湿っていて、保存されても緑色のままである可能性
 燃料には、ニードルまたはリーフのより大きな部分が含まれています。
 燃料の一部は非常に細かく切り刻んでいます。
 燃料には、新鮮なバークや細枝（栄養豊富なクラウンマテ
リアルなど）の高い割合が含まれています。
 シュレッダ処理は、シュレッダーまたは先端の鋭くないナ
イフを使用して行いました 異なる品質（粗い/細かい、湿った/乾燥した、トップウッ
ド/ステムウッドなど）は、同じ倉庫に1つずつ保管されます。
 燃料は不均質であり、保管時に異なる層に堆積します（ヒープ形成）。境界層は、異なる品質または原点を持つ個々の燃料の間に形成されます。
 燃料は比較的高い（4 mを超）場所に積まれています。
 燃料は、車両が走行しているときに貯蔵中に圧縮されます。
 ストレージ管理のタイプ、特に長期間の保存フェーズの場
合は、最初に保存された燃料が最初に除去されることはありません。これは、燃料の保存期間が均一でないことを意味します。
自然発火のリスクに加えて、このような貯蔵条件は生物学的劣化によるかなりのエネルギー損失にもつながります。
その一部は外部からは認識されません。湿った、良い木製の破片の場合、これらの損失は1か月あたり2から3%である。そのため、低品質の木材チップを長期間保管することはお勧めできません。
自然発火を防ぐために、以下の対策を組み合わせて実施してください。
 木材チップの品質を、それぞれの杭で分離します 木材を乾燥させてからチッピングすることで、保存されている材料に水が混入しないようにします

燃料を保管する場合は、火災予防に注意を払う必要があります。また、該当する火災予防措置の規則を常に遵守する必要があります。責任のある消防隊
は、地域の状況を熟知し、共同で準備した運営計画を利用できるようにする必要があります。
貯蔵された燃料の山を消火のために開けたり、取り除いたりすると、酸素が供給されて火が開く可能性があります。

14.2.8 木質チップサイロ設計
サイロのサイズは、月々の木材チップ需要と月々の木
材生産量のバランスに基づいて決定されます。ここでは、チップサイロは燃料貯蔵所の機能を持ち、同時に、材料の流入を吸収するバッファとして機能します。プ
ランナーは、特定の期間にどの程度の残留木材が生産されるか、またどの程度の割合を燃料として使用できるかを明確にする必要があります。余剰残留木材は、第三者に供給できます。適切な形状は、円形または正方形のサイロです。
適用される推奨事項および規制（第 19章を参照）に従った構造設計および操作の要件は、次のような点で確認する必要があります。
 火災や爆発を防止
 健康と安全に関する規制。適切な保護具を持つ人がサイロ管理を安全に実行できるようにします トラブルシューティングの手順
 緊急排出システム

14.2.9 ペレット収納設計

 シュレッダー加工用の鋭利でない切削工具は使用しないでください

ペレットの構造設計と操作に関する以下の要件については、保管室のパンフレット「木材ペレットの収納に推奨するもの」[67]に詳細に記載されています 木材チップの構造は、最も粗いものです ペレットのプロフェッショナルな配送と保管が可能

 ニードルやリーフの大きな部分は、マイクロバイリーアタ
ッカ性物質であるため、これらを避けることができます 衝撃保護マット

 保管期間が短い場合（特に、保管中に外気が温まっている場合）に使用します。
 エアレーション（ウォームエアインレット、湿気アウトレット） ダンピング高さが4 m未満（可能であれば、尖ったコーンまたはパイルとして形成される） 屋外収納用の小さな収納断面（パイル幅6 m未満）です 長期間の保管は避けてください（燃料の損失も原因です）。

 乾燥した保管スペース（湿気の侵入なし）、防塵壁、壁貫通、静的要件、爆発防止などの特性があります ペレットボイラーの定格出力に応じて、貯蔵量または容量が異なります 吐出システムは、ペレットボイラーの定格出力に応じて異なります 安全衛生のための保管室の換気（CO濃度の上昇を防止するため）です。
 ペレットの保管場所は、50m³を超える場所に外部ドアを取り付ける必要があります。
 保管室の清掃

180

第3部 計画プロセス
また、有害CO濃度による事故を防止するために、ペレット保管場所に入る際に遵守する必要のある安全規制も記載されています。
ペレット保管室は、局所的にアプリケーション可能な規制および火災および事故防止に関するガイドラインに準拠している必要があります（第 19章を参照）。

14.3 燃料排出の選択と寸法14.3.1 一般的な注意事項
燃料搬送の適切な選択そして次元は燃料の類別および流動性に左右されます。これは、粒子サイズ（塊）、
含水量、微粉含有量、および処理技術によって決まります。細かく刻んだ燃料は表面を切断し、細断した燃料は表面を破壊します。燃料の種類および燃料の貯蔵のタイプに応じて、充填および燃料搬送システムの選
択を 表14.2に示します
ペレットや乾燥した品質の木材チップには、微粉の割合が低いため、高い流量が得られます。

14.3.2 燃料搬送
所定の燃料分類を使用して、必要な運転安全のための排出装置および搬送装置の寸法を慎重に計画する必要があります
搬送原理は燃料によって異なります。輸送機器のサイズと寸法は、通常、ボイラー出力とサイロサイズに基づいて、燃焼システムのサプライヤによって期限が解除されます。ただし、プランナはサイロとボイラーの配置に大きな影響を与えます。

表14.2

マルチボイラシステムでは、燃料店とボイラーができるだけ近くにあることに加えて、各燃焼ユニットに独自の運搬システムが必要です。ボイラー、飛灰の堆積物、ファインダストフィルタ、煙突へのアクセスは、搬送装置によって損なわれてはなりません。

14.3.3 排出
サイロ排出システム
湿った森林チップの場合は、製材業界のチップとバー
クを出し、床を押して放出するサイロが薦められます。
可動フロアは、大型の燃料粒子や石などの異物には影響されません。プッシュフロア（特にプッシュロッドと油圧シリンダー）の寸法は、可能な限りまたは許容されるダンプの高さになるように設計する必要があり、プランナーが指定して確認する必要があります。
丸型と角型のチップサイロの場合、センタースクリュ
ーは燃料を中心に運ぶのに適していますが、低コストの円錐スクリューは小さなサイロ径にも使用されています。長方形のサイロ設計では、サイロの排出にペン
デュラムスクリューまたはプッシュフロアが使用されます。
ペレット保管からの排出
ペレット保管からの排出は、中心のスクリュー排出と傾斜した床（小容量の保管用）、またはスプリングコ
ア排出、関節アームスペース排出（大容量の保管用）
によって行われることがよくあります。収納スペース
は、収納可能な限り完全かつ簡単に充填および空にできなければなりません。デッドスペースは最小化する必要があります。空圧式防爆システムは、50 kW未満のシステムに使用されます。

燃料の種類と供給戦略に応じた、燃料貯蔵タイプの選択

Fuel range

Fuel storage type

Dispensing system

Fuel conveyor system

Furnace feeding
systemPellets

Closed pellet storage

Medium screw discharge
Spring core discharge
Articulated arm discharge
Centre discharge
Moving floor discharge

Screw conveyor

Stoker screw

Spring core discharge

Screw conveyor

Stoker screw

Absolutely dry
Above-ground round silo

Quality wood chips

Underground silo, aboveground silo

Articulated arm discharge
Centre discharge
Sliding floor discharge

Wood chips up toP45S- Underground silo
M55+
Above-ground round silo
Storage warehouse withday siloMoving floor discharge
Milling screw discharge

Screw conveyor
Scraping chain conveyor
Transverse push floor
Hydraulic push conveyor

Stoker and double
stoker screw
PusherDirect pusher

LH, DH, RZ, Ruz andwaste wood
up to P63-M55+

Storage warehouse withday silo
Above-ground round silo

Moving floor discharge
Milling screw discharge

Scraping chain conveyor
Transverse push floor
Hydraulic push conveyor

PusherDirect pusher

RHH

Round or square silos

Conical screw discharge

Screw conveyor

Stoker screw181

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
Centre discharge

14.3.4 燃料搬送システム
空圧式搬送粉塵、チップ、乾燥した木材チップ、ペレットの搬送
は、空気圧的にも機械的にも可能です。空圧装置の場
合、ブロワが搬送を引き継ぎます。機械装置では、ス
クリューコンベアが使用されます。たとえば、輸送接続が短いなどの構造的な状況では、空圧コンベアシス
テムよりも機械式コンベアシステムの方が望ましいです。機械的搬送の利点は、
 故障の影響を受け難い
 必要なドライブエネルギーが少なくて済み
 コスト効率が高くなります。
スクリューコンベア
スクリュコンベアの適用範囲は、以下の最大燃料寸法に制限されています。
 燃料片の最大長は、スクリュの直径に対応しています。
 最大厚みは、ねじ直径とフィードチャネルの公称径
またはスクリューガイドチューブの公称直径の間のクリアランスから得られます。
燃料内のフレキシブルな部分が、スクリュコアで固着したり、損傷を起こしたりすることがあります（例えば、新鮮な長い樹皮片または長い還元チップ）。これにより、スクリュー搬送中に問題が発生する可能性があります。横木を横に破砕したなど、流れが悪い燃料
は、ブリッジ接続により移送ポイントで搬送の問題を引き起こす可能性があります。
スクレイパーチェーンコンベアまたはプッシュシステ
ム
大型の無腔（非常に長いまたは厚い部分）の燃料と流量の挙動が悪い燃料は、スクレーパーチェーンコンベ
アまたはプッシャーシステムを使用して搬送されます。

14.3.5 燃焼炉供給
スクリューコンベア
第14.3.4章の上記を参照してください
また、直径の大きい公称径のダブルスクリュコンベア
では、個々のスクリュコンベアの直径を小さくして、燃料内の長い部品を搬送することができます。
油圧式プッシャー、ダイレクトプッシャーシステム、またはプッシャートランスミッターシステムです
プッシャーは、最大100 cmのエンドピース長さの非常に長い燃料寸法を燃焼室に搬送できます。
ダイレクトプッシャーシステムまたはプッシャートラ
ンスミッターシステムの追加のカッティングエッジは、を使用して長さが超過している
182

燃料部品を切断することができます。2つのカッティン
グエッジがリリーフゾーンによって分離されているため、プッシャーシステムの油圧ユニットの電気エネル
ギー要件を大幅に低減できます。80cmまでの樹皮セクションを備えた穴あきローターからの樹皮は、事前に細断することなく炉に運ぶことができます。異物（石、金属など）の多い廃木材は、プッシャー装置の摩耗を大きくします。
異物を事前に分離することにより、廃材を炉に投入する際のプッシャー装置の摩耗を大幅に減らすことができます。
バックファイヤの危険性に注意
プッシャーシステムへの逆流を防止するために、バイオマスボイラーは、燃料を連続的に供給できる最
小連続負荷で運転する必要があります。
必要な最小母数連続負荷には、次のガイド値が適用されます。
 含水燃料< M40：バイオマスボイラーの定格出力の20% 乾燥燃料< M40：バイオマスボイラーの定格出力の30%必要な最小連続負荷を下回る低負荷動作は除外されます。
プッシャーは主に、造園メンテナンスのために、樹皮または木のある製材残留物の燃焼システムで使用されます。乾燥した削りくずおよび塵の場合、プッシャーには、バックファイアが発生する危険性があるため、ブラックアウトが発生した場合に自動的に閉じる追加の防火スライドバルブがシュートに装備されている必要があります。

14.4 灰出しの選択と寸法
暖房設備の灰の物流は、メンテナンスが少なく、シン
プルで、コンプライアンスが確保され、埃のない灰の再生を目的として、計画段階の早い段階で詳細に定義する必要があります。
燃焼プロセス中にフラクションとして以下が生成されます （図9.1）。
 粗い灰（灰、ボイラー灰、ベッドアッシュ）
 サイクロン飛灰（サイクロン灰、飛灰、ボイラー飛灰） ファインフライアッシュ（フィルターアッシュ）
暖房プラントの灰貯蔵
灰出し用に生成された灰の中間保管は、たとえば、灰コンテナや灰バンカーを使用して行うことができます。
 例えば、240 l、400 l、600 l、800 l、1,000 lのサイ
ズの灰の容器は、「灰の管理ステーション」として配置されています。
 暖房設備構造に組み込まれた乾式灰バンカー（大型スラグ部品の中間保管はできません。灰抽出システ
ムを内蔵した輸送車両では灰を除去できます）。

第3部 計画プロセス
その他の灰皿のオプションは次のとおりです。
 暖房設備または屋外でのスキップまたは特別な「ロールオン-ロールオフ」コンテナ
 ビッグバッグ（FIBC - フレキシブル・インターミディ・
バルク・コンテナ）
灰出しコンベアシステム
粗い灰は、機械式の灰出しシステムによって灰コンテナ
またはバンカーに搬送されます。スクリュコンベアでは、
最大傾斜度45°で、灰がスクリューチャンネルに戻ることはありません。プッシュロッド搬送部、スクレーパチェーンコンベア、トラフチェーンコンベア、 バケットコ
ンベア、またはスクレーパーチェーンコンベアを使用した湿式アッシュリムーバルです。
サイクロン飛灰とファイン飛灰を灰ビンまたは灰バンカ
ーに搬送するには、最大傾斜角度45°のスクリュコンベ
アか、空気圧灰吸引システムを使用します。 そのため、機械式灰除去搬送システムには、空圧式輸送システムに比べて次の利点があることに注意してください。
 故障（異物、スラグ部品、メンバー粒子）の影響を受けにくくします。
 低い補助エネルギー要件
 騒音放射の低減
 パイプの曲がりが摩耗することはありません。
スラグが豊富な灰や、石や砂などの異物含有量が多い灰の場合、スクリューコンベヤは摩耗が激しくなります。
搬送距離が長い場合は、プッシュロッド、スクレーパー
チェーン、トラフチェーン、バケットコンベアを使用してください。
灰排出システムから灰コンテナ、灰バンカー、または暖房設備からスキップまたは「ロールオン/ロールオフ」コ
ンテナへの輸送ルートは、可能な限り最短の簡単な配置
で、防塵性と堅牢性を備えている必要があります（ 線形）。
メンテナンス開口部から容易にアクセスできるため、故障の検出やメンテナンス作業が容易になります。
屋外エリアでのスキップまたは「ロールオン/ロールオフ」
コンテナにつながる灰排出システムの場合、騒音公害を必要なレベルまで低減する必要があります。

コンテナは、輸送車両に簡単に積み込む必要があります。交換可能な灰皿に取り付けられた、複雑でない交
換装置（レール上で移動できるスキップなど）により、簡単に灰を除去できます（図 14.7を参照）。

図14.7灰トラフ交換装置（出典：AEE INTEC）。
中型バイオマスボイラシステムの総出力が2 MW未満の場合は、加熱設備から直接灰容器を屋外に移動して、油圧式コンテナリフト、リフティングプラットフォー
ムなどの高価な補助装置を使用できるようにする必要があります。 リフト装置や空圧搬送装置は使用しないでください。
灰処理システムを設計する際には、輸送車両への灰コンテナの容易な積込みと、ごみ収集の車両への灰コン
テナの排出時に発生する粉塵の発生を考慮することが重要である。ほこりの発生を防ぐため、開封防止機能付きの密封可能な袋を空の容器に入れて、空にする前に密封できます。残り火なしの灰は、使い捨てバッグ（FIBC）に入れて輸送し、沈殿させることができます。
中規模のプラントでは、灰抽出システムを搭載した輸送車両を使用した灰の除去が一般的になります （図14.8）。これにより、暖房設備での簡単な灰処理が可能になります。暖房設備から外部への灰輸送用のパイプ（輸送車両の接続パイプ）は、通常、固定設備として設計されています（等電位ボンディングを観察してください）。

空圧式灰除去搬送システムは、長距離または搬送経路の複雑な配置の場合に使用できます。空気圧システムは、スラグのない灰と異物のない灰、たとえば電気集じん器や布製フィルターでのみ使用できることに注意してください。
灰出し
指定された廃棄物流（第 9章を参照）に基づき、さまざ
まな灰分を個別に一時的に保管するかどうかを決定する必要があります。このような状況では、特定の灰分画の今後のリサイクルも、下位分離のための規定を設けることで考慮する必要があります。
2 MW超のバイオマスボイラー生産量を持つ大規模な工場では、トラック用のスキップまたは「ロールオン/ロー
ルオフ」コンテナに灰の蓄積を自動的に伝達する必要があります。灰図14.8灰抽出システムを搭載した輸送車両（出典：Holzenergie Schweiz）

183

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

15 バイオマスボイラーシステ
ムの導入と受け入れ
15.1 一般的要件と最重要用語の定義
熱分布の実行と受け入れについては、地域暖房ネット
ワークの計画に関するハンドブック [19]」に記載されています以下では、バイオマスボイラーシステムの実
行と受け入れについて説明します。連邦政府の現在の規制を遵守する必要があります。これは、プロジェク
ト固有の契約書のように、以下に示す要件や手順から逸脱する可能性があります。

完了すると、試運転の準備が終了します。現在は、実際の試運転の時間です 。冷間試運転では、設備を起動できる範囲で運用準備が確立されます。その後の暖気試運
転では、プラントは初めて運転条件で稼働します。その後の試験運用の目的は、合意したパラメータを達成し、連続運転に使用できることが証明されるようにシステムを調整することです。受け入れ測定を使用したパフォー
マンスの証明は、受け入れテストとも呼ばれるパフォー
マンスランによって提供されます。パフォーマンステス
トは、契約パートナーによる承認レポートの署名で終了します 。プラントは現在、商業運転（連続運転） [139]に入っています試運転の際、各会社はサービス契約に従ってプラントセ
クションを稼働させます。個々のプラントコンポーネン
トの試運転は、一般的に適用される規制に従って実施されます。複数のプラントセクションを共同で試運転する
場合は、現場監督（現場管理）が各請負業者と協議して、個々の試運転のタイミングをスケジュールに合わせて調整します。各会社は、個々のプラントコンポーネントの試運転を担当します。
設置の各部分は、サービス契約に従って個別に受け入れられます。建設工事は、受け入れを行う責任があります。承認に成功した場合、会社によって構築された設置の一部がクライアントに渡されます。
施設全体のオーナーへの引き渡しが完了しました。
 すべてのプラントコンポーネントがサービス契約に従って受け入れられ、その後の障害の修正が実行された場合、 および建設監督がシステム全体の完全に完成した文書を建物の所有者に引き渡した場合。

15.2 建設監督

図15.1プラントの建設、試運転、および運用（[139]）。
図15.1 に、通常のプロジェクトフェーズを示します。
組み立て、試運転、および操作建設現場のオープンに
より 、工場の組立 、つまり建設と組立が始まります。
その後、安全性および機能テストが実施されます。これらは、インフラの試運転および補助的な施設に関連する場合があり、全体を「試運転」と呼びます。いわゆるメカニカルのロギングです184

建設監督は、現場管理または技術現場管理とも呼ばれ、経験豊富で有資格者が行う必要があります。これは建物の所有者の責任であるため、建物の所有者が組織する必要があります。通常、建設監督は建物の所有者からプランナーに引き継がれます。特に、個々のサプライヤによるプラントコンポーネントのタイムリーで専門的な実行と、より高度な構造調整を制御する役割を果たします。コンポーネントサプライヤおよび建設監
督者が実施する品質保証措置について、正確な合意を行うことをお勧めします。
建設監督は、最大1週間の間隔で建設会議を開催し、すべてのプラントサプライヤが参加する必要があります。
これらの会議では、プロジェクトの現在のステータス、
個々のプラントサプライヤ間のインターフェイス、スケジュールなどを示し

第3部 計画プロセス
問題について議論する必要があります。すべての会議の議事録を作成し、すべての参加者に送信します。
建設監督は、プラントサプライヤからの重要なデータを、その実行のために他のプラントサプライヤに転送するように、期限内に要求する必要があります。
建設監督のタスクには、プラントサプライヤの設置作
業がサービス契約に従って実施されることの確認が含まれます。これは、特に完全性、専門的な設置と実施、作業の安全性および清潔さに適用されます。設置の品
質、継続的な文書化、およびコンポーネントサプライ
ヤの品質保証措置は、ランダムなサンプルで定期的にチェックし、文書化する必要があります（たとえば、溶接シーム、気密性、配線、回転方向、計画およびフロー図に従った設置） 。
建設監督は、現在のプロジェクトステータスを定期的に顧客に通知する必要があります。

15.3 建設フェーズの重要なポイ
ント
以下では、構造化フェーズにおけるいくつかの重要なポイントを例として扱います。
サイロ挿入物をインストール
サイロ排出用のアンカープロファイルとガイドレール
は、建設の初期段階で取り付ける必要があります。原則として、構造技術者は、サイロ構造に必要な形状や補強計画を作成し、排出システムの構造要素を特定します。計画担当者は、建設会社と機器サプライヤの納入を調整し、構造エンジニアのサイロ計画を確認します。
サイロ排出物のインサートは、工場のサプライヤが建設会社との設置時間を調整することで取り付けられます。特に、このような要求の厳しい再編集段階では、プランナは建設会社と現場のプラントサプライヤとの間で適切な相互作用を確保する必要があります。
配管とケーブルの敷設を決定
地域暖房、データ、上下水道、電話、電気、場合によっては石油とガスのラインのパイプ貫通部の正確な位
置は、基礎工事中に計画担当者が建設請負業者に知らせて、パイプができるようにする必要があります。 また、ケーブルは後で好ましくない場所に配置されません。前提条件は、ボイラー室のこれらのラインの計画がこの時点ですでに行われていることです。
等電位ボンディングと雷伝導のために接地トラップを考慮してください
接地ストラップの取り付け、地面への放電、および機械と避雷針の等電位ボンディングの接続の可能性も、
基礎段階の早い段階で建設会社と調整して実行する必要があります。この時点で、電気会社はまだしっかりと契約しておらず、建設中であることがよくあります

そのため、この作業を行うか、電気会社にそのような作業を行う必要があります。原則として、本工事は既に工事入札に含まれていることが望ましい。
大規模なプラントコンポーネントを設置
大規模なシステムコンポーネントの設置は、建物の建設の進捗とともに計画する必要があります。このプロ
セスでは、コンポーネントを取り付けるために適切な開口部を常にきれいにしておく必要があります。シス
テムコンポーネントに不適切な取り付けオプションを使用すると、ドア、ゲート、屋根、または壁（壁の切断）が部分的に分解され、建物の所有者に遅延や予期しないコストが発生する可能性があります。
取り付け補助具を取り付け
多くの場合、一時的な組み立て補助装置と吊り上げ装
置は、重いプラントコンポーネントの組み立てのためにサプライヤーによって使用されます。 天井に取り付けられているホイストをロードします。このような機器は、建物の静力学に影響を与える可能性があり、寸法を考慮する必要があるため、それに応じて計画する必要があります。
この文脈では、後でメンテナンス作業やサービス作業にも使用できるように、アセンブリ補助装置やリフテ
ィング装置が常時停止しているかどうかを考慮する必要があります。

15.4 試運転と起動
15.4.1 試運転、冷缶試運転の準備
試運転の場合は、新しいシステムの設置が完了した後に、次の準備を行う必要があります [139] 基本的なクリーニング
 安全性および機能テスト、漏れテスト、
 補助設備とインフラの試運転
個々のシステムコンポーネントの機能チェックは、通常、ボイラーメーカーによって実施されます。これには、すべての電気ドライブとI&Cテクノロジーが含まれます。機械的な完了を文書化した後、次のステップは冷間試運転です。これにより、システムを操作できるようになります。プロトコルは、システムが動作可能な状態であることを示します。
実際には、次の準備段階でバイオマスボイラーシステ
ムにはいくつかの重要な側面があります。
 バイオマスボイラーシステムの最初の燃焼では、燃焼室のライニングを完全に乾燥させるために乾燥燃料が必要です。燃料の量と品質に関する要件は、システムサプライヤと合意する必要があります。
 燃料サイロは、最初は最大3分の1まで充填する必要があります。排出システムに問題が発生した場合は、充填口からサイロのテント全体を空にする必要はあ
りません。

185

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook ブリッジングを防ぐには、最初に充填する前に、サイロコンクリートが乾燥するまで十分な時間を確保します。最低でも、2週間の乾燥フェーズが考慮されます。充填前に、プラントのサプライヤが排出システムの機能と設計、およびサイロフロアの表面品
質を確認する必要があります。その後、サプライヤ
は、サイト管理者に初期充填のための先を提供します。補充する前に、サイロ内部を清掃する必要があります。

プレゼンテーションを行っているか、または短い通知で利用可能である必要があります。このフェーズには十分な時間を確保する必要があります。システムのサイズに応じて、1日から数日の間を計画する必要があります。暖機試運転は、多くの場合、トライアルオペレーション [139]と呼ばれます 熱発生システムを作動させるには、十分な熱抽出があることを確認する必要があります。

暖房および発電所の技術では、試運転は、高温試運転と連続運転の間の別個の運転段階として理解することもできます。 [139]木質のボイラーシステムの場合は、すぐに開始できます これは、プラントのサプライヤと協議して、個々の会社の存在を調整するためのサイト管理のタスクです。

 このユニットは自動モードで操作でき、すべての安全性テスト（安全温度リミッター、サーマル放出安
全装置など）を満たしています。

試運転のためのチェックリストの準備

 ボイラーシステムは試験運用に合わせて調整され、必要に応じて異なる燃料混合物での動作がテストされています。

 加熱システムと膨張容器が充填されていますか（熱出力は作動可能）？
 配管は正しく行われましたか？
 ボイラーポンプは機能していますか？
 燃焼用空気および排ガスファンは機能していますか？

 操作マニュアルを使用した作業者への最初の説明が行われました。
試用期間中は、システムのサイズや複雑さなどに応じて数日から数日かかることがあります。
 システムは最適に調整されています。

 ボイラーリターン温度保護は機能していますか？

 重大な欠陥は是正されます。

 センサの配置は正常ですか？

 システムサプライヤの監督および責任の下で、シス
テムの中断のないトラブルのない操作を実演する必要があります。

 安全サーモスタットは正しく設定されていますか？
 安全バルブが取り付けられていますか？
 熱放電安全装置は機能していますか？
 パイプ接続部、バックファイア防止装置が取り付けられていて、作動可能ですか？
 安全チェーンを含む電気接続が正常に機能しているかどうかを確認しましたか？
 煙道ガスのクリーニング、煙突および煙突の接続は正常ですか？
 搬送システム（燃料、灰）が機能を確認しましたか？

15.4.2 プラントの暖機試運転
ボイラーシステムの暖機試運転の前提条件です。 ウォ
ームコミッショニングとも呼ばれ、完成した機能チェッ
クとシステム部品の試運転は、システムサプライヤの納入範囲に含まれていないが、ボイラーシステムの操作に必要なものです。バイオマスボイラシステムが初めて起動したとき（起動時）にシステムの暖機試運転が行われ、自動システム制御を使用してすべてのシステム部品の同時相互作用が発生します。まず、燃焼室のライニングは、工場での仕様に従って乾燥します。その後、燃焼能力は段階的に上昇します。このフェーズでは、建設のスーパ
ービーション、専門の試運転担当者、および関連するすべてのプラントコンポーネント（ボイラーメーカー、システムビルダー、配管工、電気技師、コントロールエン
ジニア）の熟練した担当者、および将来のオペレーティ
ングスタッフが対象となり

186

また、試験運用中は、システム動作の異常を検出して適切なタイミングで解決できるように、動作データをすでに記録して評価しておく必要があります。
排出量とパフォーマンスの値は、測定レポートとして文書化され、ビルドイン所有者に渡されます。
システムを強制的にシャットダウンし、サービス契約で合意されている期間よりも長い時間がかかる故障が発生した場合は、故障が修正されたことを確認してから、トライアル操作を再開する必要があります。また、個々の障害の合計期間がサービス契約で合意された期間を超えた場合にも、トライアル操作を再開する必要があります。
プラントのサプライヤは、バイオマスボイラープラン
トの試運転と試験運転の責任を負います。これは、プラントが建物の所有者にまだ引き渡されていないためです。暖房運転を円滑に開始するための前提条件は、それに応じて指示された責任ある運転要員の任命です。
プラントの稼働中は、作業員がバイオマスボイラープ
ラントに精通する機会があり、工場の供給業者や現場管理者の支援を受けることが重要です。これには、プ
ラントのサプライヤによる作業者の予備的な指示が含まれます。準備手順は、取扱説明書に基づいていなけ
ればなりません。
操作マニュアルの範囲
バイオマスボイラーシステムの作動は次のとおりです。

第3部 計画プロセス
 位置と効果を切り替えます 動作モードです
不具合が発生した場合の対処方法は次のとおりです。
 障害およびアラームの概念です 誤作動や故障の一覧が表示された場合の対処方法を説明しますまだ所有者に渡されていません。検証が成功した場合、受け入れネゴシエーションが続くことがよくあります。
これは、受け入れプロトコルの署名で終わります。その後、プラントは目的の商業運転（連続運転） [139]にあります
各国の規制に準拠

安全：受諾および文書に関しては、現在の国固有の法律、規格、および規則、およびプロジェクト固有の契約上の合意事項を遵守する必要があります。この点で、仕事とサービスの契約に関連する基準も参照する必要があります。この基準では、受け入れと引き渡しのトピッ
クが特定の取引について規制されています。特別な期限を含め、以下で説明する例示的な要件および手順から逸脱する場合があります。

 安全装置

責任、参加者、手続き

 障害メッセージを記録するための表です
メンテナンスプランは次のとおりです。
 洗浄および灰の除去間隔です 第三者による監査作業を定義します 安全規制ドキュメント：バイオマスボイラーシステムのコールドおよび暖機試
運転は、システムサプライヤの責任であり、受け入れ時に完了する必要があります。ただし、共同受理は建設監督が行います。以下は、受け入れに参加する必要があります。

 プラントレイアウト

 建設監督、 電気的計画 機器のサプライヤおよび

 発酵ガスによる事故を回避します コンベア装置の事故を回避します

ほとんどの場合、オペレーティングマニュアルは、試用期間中の最終バージョンではまだ使用できません（リビジョンスキームが欠落している、メンテナンス計画がドラフト形式のままであるなど）。ただし、このドラフトを参照するだけで十分です。スイッチング機能の適切な処理、安全規制の遵守、および誤動作の場合の指示を明確にする必要があります。システムの試運転中、サイト管理者は、その後の試用作業について、オペレーティン
グシステムのサプライヤから十分な指示を受けていることを確認する必要があります。運用担当者の初期の構成
は、サイト管理者、プラントサプライヤ、および運用担
当者が署名するプロトコルに記録する必要があります。

15.5 承諾
トライアル操作が正常に完了しました。会社はシステ
ムをクライアントに引き渡したいと考えています。この会社による引き渡しまたはクライアントによる承認
により、仕様および技術上の規制への準拠を確認できます。
引き渡しの基本の1つは、受け入れテストとも呼ばれる
パフォーマンステストです。性能テストの目的は、設備の性能を法的に拘束力のある証明にすることです。
これは、試運転の一環として所定の動作期間中に提供する必要があります。このプログラムは契約上合意 されています[139]
性能テストは、システムサプライヤがシステムと制御システムの動作を安定化し、最適化した時点で開始されます。これは、トラブルのない連続運転のために、システムと制御システムを自由に解放できる程度になります。バイオマスボイラーシステムの性能試験は、システムサプライヤーが担当していません 建物の所有者
受け入れ時に、プラントサプライヤの納入範囲とパフォーマンスがサービス契約に基づいてチェックされます。
受け入れ時に、プラントサプライヤは、次のことを行う必要があります 完全に更新されたシステムドキュメント、操作手順、電気的直径グラムの改訂、実装計画の改訂、テスト
記録、および適合宣言を提出します（Q-Guidelines、
E.5を参照）
 バイオマスボイラーシステムの運用担当者に、シス
テムの運用方法と保守方法を詳しく説明します。
プラント運用要員の指導と運用文書書
特にバイオマスボイラーシステムの場合は、運転者の指示が重要です。高効率および低汚染物質排出は、慎重かつ慎重に監視されたシステムでのみ達成できます。
たとえば、調整時間とは異なる燃料を使用する場合、オペレーティング担当者はシステム設定が最適でなくなったことを認識し、再調整する必要があります。
異常が発生した場合の対処方法やコントロールセット
ポイントの設定方法についても説明している、適切な操作マニュアルは、システムのメンテナンスを最適化するために不可欠です。
最終業務文書は、承認時までに提出する必要があります。トライアル運用中に運用セットアップに加えられた変更は、文書化して更新する必要があります。多くの場合、改訂と運用が行われます187

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
ドキュメントは承認後にのみ送信されます。責任は、成功した最終的な受諾の建物の所有者に転送されます。
これは、所有者が作業の準備が整っていることを証明
できれば、明確な操作指示がない場合に発生する可能性があるという、明確な問題につながる可能性があります。
自動バイオマスボイラーシステムでは、従来の加熱シ
ステムよりも安全チェーンの範囲が広くなっています。
操作マニュアルでは、サイロ室や排出装置などの事故を防止するために特に注意する必要があります。
受け入れプロトコル
共同検査および承認には、すべての当事者が署名したプロトコルの作成が伴います。これは、関係するすべての当事者の証拠となります。このプロトコルは、サービス契約のすべての項目とその履行を記録します。
以下に示すのは、自動バイオマス加熱システムに特別な注意が必要なポイントのみです。
 実施チェックの範囲（タイプ、パフォーマンスチェ
ック、寸法、完全性）です。
 実行制御（固定、絶縁、材料品質、寸法精度）を行います。
 安全制御（安全装置、バックファイア防止、事故防止）が可能です。

検査プロトコルでパフォーマンス予約として明示的に記録されます。
プラントをクライアントに引き渡し受け入れが成功すると、プラントサプライヤによって構築されたプラントがクライアントに渡されます。顧客に工場を引き渡す場合、顧客は次の義務を負う必要があります。
 監督の引き渡し：引き渡しの時点から、お客様は、
個人の生命と健康、所有物、第三者の財産を保護するためのすべての措置を講じる責任があります。これらの義務は、引き渡しまで工場のサプライヤが履行する必要があります。
 リスクの移転は次のとおりです。プラントのサプラ
イヤは、事故による工場の損傷や損失のリスクを負うことはなくなりました 保証および制限期間が開始されます。
 プラントサプライヤは、定義された期間内に最終レポートを提出する必要があります。
このリスクは、欠陥がない状態で受け入れが行われるまでクライアントに渡されません。受理時から、性能全体の保証期間が始まります。自己完結型のパフォーマンス
の部分についてのみ、リスクの移転は部分的な承認から始まります。

 制御機能を検証します（デリバリ制限）。

クライアントへの引き渡し時に計画担当者が行う作業

 排出ガスと性能の検証を行います

設備全体をクライアントに引き渡す際には、プランナ
が次のタスクを実行する必要があります。

 試運転および試験運用テストレポートです
ジョイント検査では、多くの場合、完全に完了していない小さな欠陥や作業が明らかになります。次の3つの決定につながる可能性があります。
1. インストールを受け入れることができます
2. 設置は予約で受け付けられます（軽微な欠陥）。
3. インストールを受け入れることができません（大規模な駆除）。
重大な欠陥が見つかった場合は、受け入れが拒否されることがあります。クライアントまたは建設監督者は、プラントのサプライヤに、工場の認定のための許容可能な期間を与える必要があります。その後、2回目の承認が必要になります。最初のプロトコルで契約に適合していると記載されている項目は、2回目の承認ではチェックされなくなります。
マイナーな欠陥とメジャーな欠陥の区別は、実践によって決定されます原則として、クライアントができるだ
け迅速に修正する理由がある場合は、欠陥が重要であると見なされます。これには、システムの適切な操作または試運転を妨げる欠陥、損傷を引き起こす可能性がある
不具合、または人の生命または健康を脅かす可能性がある不具合、クライアントまたは第三者の所有物などが含まれます。外観上の欠陥は重要ではありません。一般に、インストール全体に対する障害の影響は、評価時に考慮する必要があります。
共同検査中に排出ガスおよび性能保証値の一部を確認できない場合は、これらの値を確認する必要があります188

 Q-Guidelines D.5に準拠したシステムドキュメント
は、建物の所有者に完全に手渡されます。
 QガイドラインD.6に従った運用最適化の概念は、建物の所有者に提出されます。

第4部 操作と管理第4部 操作と管理

189

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

16 試運転後の運転最適化
16.1 理由と目的

たとえば、スラグの形成、許容動作限界の超過または低下などによる誤動作。包括的な運用最適化により、運用コストが低くなり、環境への影響が少なくなり、プラントの耐用年数が長くなります。

試運転と受理（第 15章を参照）が正常に完了すると、新しく構築されたシステムとシステム拡張の両方が定期的に動作し、所有者の責任となります。経験から、複雑なバイオマスDHプラントや加熱グリッドでは、ほとんどの場合、プラントが適切に計画・建設され、本格的な試運転が実施されていても、最適なプラント運転が実現できないことがわかりました。

運用の最適化には、完全で信頼性の高い測定データに基づいて現在の設備運用を体系的に評価し、レビューすることが必要です。また、次の質問に答えるために、運用データと主要な数値を機能説明の仕様と比較することも必要です。

これには次のような理由があります。

 制御パラメータはまだ調整する必要がありますか？

 熱需要計算の変動範囲に起因する計画の不確実性です まだ不足している質問や自由回答式の質問はどこにありますか？

 試運転と試験運転では、1年間の運転中に発生したすべての負荷条件と運転条件を表すことはできません 保証値は、長期間の操作でのみ評価でき、遵守されますか（消費電力、清掃間の動作期間など）？

 プラントの挙動と制御力学に関する運用経験が不足
しています

バイオマスDHプラントのQMによる運用の最適化

 燃料の種類や品質の変動（水の含有量など）
また、熱発生の計画と寸法付けの基礎となった加熱ネ
ットワークの最終的な拡張レベルに達するまで、数年かかることがよくあります。運用最適化時の拡張の程度が最終的な拡張と大幅に異なる場合は、ここで説明する手順に従って、できるだけ類似した方法で実行する必要があります。加熱ネットワークは長年にわたって動的に開発されているため、継続的なシステム監視と継続的な最適化を確立し、拡張状況に応じて詳細なシステム監視を定期的に繰り返すことがより重要です。
負荷の傾向、燃料の品質などの要因に関して、1年を通して比較的一定の運転条件がある場合は、試運転および試験運転中に運転の最適化を短縮して実施できます。
ただし、運用最適化の要件を満たすことができるようにする必要があります。たとえば、プロセス熱供給用のバイオマス加熱プラントや、気象依存の負荷共有などが考えられます。
試運転および試験運用の過程で、安定した自動運転を可能にする基本的なシステムおよび制御設定が行われます。ただし、特に初期運用経験の問題では、制御システムをさらに最適化する必要があります。この（初期）運転の最適化の目的は、最大効率、低排出ガス、および流量温度などの安定した運転パラメータを用いた機能的な記載事項に基づいた計画に従って運転を達成することです。これには、可能な限り緩やかな操作
モードも含まれ、最長の耐用年数（清掃間の運転期間）を達成し、回避することができます190

 システムはすべてのオペレーティングステータスで意図したとおりに機能しますか？

 いつ、どのように既存の欠陥を修正できますか？

専門的かつ良心的な計画作成に加えて、継続的な運用最適化は、長期的なプラント運用を成功させるための重要な基盤となります。これは過去には無視されていたことが多いため、バイオマスDHプラントのQMのフレームワーク内では運用の最適化が必須です（第 2章を参照）。
第 16.2章から 16.4章で規定されていた要件、責任、および手順 は、基本的にQ-Guidelines [15]の仕様に準拠していますバイオマスDHプラント向けQMには、以下のドキュメントとツールが用意されています。
 標準水流方式 [62]および [71]の機能説明です。
 ポイントリストを測定しています データ記録の説明
 事前定義されたキーの数値
 運用最適化の概念- Q-ガイドライン [15]の概要ドキュメント424を参照してください。
 FAQ 8: 運用最適化におけるデータの評価と事前検証はどのように行うべきですか？
ここに示す運用の最適化は最小要件と見なされ、さらに詳細に実行したり、必要に応じて他のプラント
コンポーネントに拡張したりすることもできます。
慎重な運用管理では、これに由来するデータ収集、監視、および最適化の手段を継続的に文書化する必要があります。これにより、データとナレッジベースが作成されます。これは、後のプラントの拡張、改修、新座への対応に非常に役立ちます（第 18章を参照）。

第4部 操作と管理

16.2 要件と責任システムの規模にもよりますが、基本的な運用の最適化は、システムが受け入れられてから最初の1〜2年で実行されます。暖房設備の切断の場合、少なくとも1年間の運転または1回の完全な暖房期間をこの運用の最適化のために使用するべきである。
計画の過程で、包括的な機能の説明を作成する必要があります。これは、特に詳細な計画と実行の基礎（特に水流接続と制御）であり、運用の最適化を成功させるためには、基本的に必要な前提条件でもあります。
運用の最適化のために、次のドキュメントが再利用されています。
 最終的な水流系統図を完成させます 関連するすべてのオペレーティングステータス（制御記述を含む）のシステムの機能の詳細な説明です。
 測定ポイントの位置と範囲、時間分解能、および各
測定ポイントの測定精度を含む測定ポイントリストを完成させます 基本原則、データまたはファイル構造、およびデー
タストレージの場所と期間をドキュメント化した自動データ記録の説明です。
 最適な運用を証明するために合意された、保証された主要な数値のリストです 主要なシステムコンポーネントのマニュアルとデー
タシートですさらに、最適化作業の準備と実施に関する明確な責任を明確に定義し、メインの計画担当者と、該当する場
合は他の担当者（製造会社や制御エンジニアリング会社など）の割り当てに含める必要があります。必要な活動の主な責任の割り当ては次のように推奨されます
が、状況に応じて異なる方法で選択することもできます。
 プランナによるデータ記録の計画と仕様です オペレーション担当者による自動データ記録の監視です 操作担当者による補足マニュアル記録の実施です プラントの作業員による測定データの読み取りと提供、およびエンジニアリング関連の会社や製造業者の管理を行います

運用の最適化をメーカーと一緒に成功させるには、サービス契約で保証期間に対応する金銭的保証（責任の払い戻し）を提供する必要があります。その他の点では、すべての製造業者が対象の方法で運用最適化に参加することは保証できません。

16.3 データ処理と評価
暖房設備と暖房ネットワークの包括的な測定機器と、測定された運転データの送信、保存、視覚化のための
適切な制御技術は、継続的な運用管理の重要な支援であり、運用の最適化を実行するための重要な基盤です。
監視の過程で、動作データが処理され、評価されます。
この目的のために、検討対象の稼動年度の主要 なマニ
ュアル値 と、それらから得られた主要な数値は、 表
16.1に基づいて決定されますここでは、設備の動作の概要を簡単に説明し、決定された主要な数値と計画値を比較できます。
さらに、高度な時間分解能を持つ詳細な動作データ（例 5分間の値）が必要です。この値は、適切な測定プラント機器およびデータ収集（ 5.10章）の助けを借りて提供する必要があります。これらは、選択したオ
ペレーティングステータスと期間について評価されます 。この目的のために、バイオマスDHプラントのQMに従って次の動作状態が定義されています。
 移行期間または夏の暖房限界近くの低負荷 ほとんどの熱生成が発生する負荷範囲としての主負荷。たとえば、1日の平均外気温は0～10°Cの範囲
です マルチボイラシステムでは、カスケード動作
は主負荷としてカウントされますが、高負荷としてもカウントされます。
 たとえば、1日の平均気温が0°C未満の場合など、非常に寒い気候では高い負荷がかかります 多価ボ
イラーシステムでのカスケード運転と、二価ボイラ
ーによるピーク負荷運転も高負荷と見なされます。
 卓越した負荷と運転条件を提供
オペレーティングステータスの選択は、システム構成、標準回路（ [62]または [71]）、および夏の運転がない
場合などの影響要因に応じて調整する必要があります。

 計画担当者による主要な数値の評価、計算、およびデータの評価を行います。

この詳細なデータを解釈して評価するには、データのグラフィック表現が不可欠であり、次の要件を満たしている必要があります。

最適化活動は、プラントの作業員および製造業者と緊密に連携して実施する必要があります。

 定義された各オペレーティングステータスの代表的な週間履歴を表示します

運用最適化のデータ収集と実装に関する責任と要件は、運用最適化の概念にまとめられている必要があります（Q-Guide-lines [15]の追加ドキュメント424を参照）

 選択した日の1日のコースを表します 最も重要なデータを1つのスライドにまとめて表示できる必要があります。

191

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
 図は読みやすく、数値を読みやすくするために軸ラベルと凡例を持つ必要があります。
 Excelファイルなどの作成と表示は、データの分析と解釈をサポートします。
評価する測定ポイントおよび評価基準に関する詳細な要件は、 表16.2および 表16.3 にまとめて示されています。これらには、個々のパラメータを意味のある毎日にグループ化する方法に関する推奨事項も含まれてい
ます、
表16.1

一部の制御システムやプラントの視覚化では、ユーザ
ー固有の作成やタイムフレームダイアグラムのエクス
ポートに包括的なオプションが提供されます。これらのオプションは、評価や運用の最適化に直接使用できます。
詳細および例については、QM HolzheizwerkeのFAQ 8を参照してください。

年額とそれに基づく主要な数値が必要

For all biomass boilers

Flue gas condensation

Dust precipitation (electrostatic
precipitator/fabric filter)

For all bivalent boilers and otherheat sources

Heating network

Fuel use and auxiliary energy

Parameter

Unit

Assessment

Annual heat production
Nominal boiler output
Total operating hours
30 – 50 %50 - 75 %Number of full load operating hours
Guide value Standard hydraulic scheme
Number of start-ups per year

75 – 100 %Stand-byIgnition/start-up
Electricity demand biomass boiler

MWh/a
kW
h/a
h/a
h/a
h/a
h/a
h/a / nkWh/aAnnual heat production
Nominal heat output
Total operating hours
Electricity demand flue gas condensation
Water consumption

MWh/a
kW
h/a
MWh/a
l/a

Number of full load operating hours

Total operating hours
Operating hours filter active
Operating hours bypass
Availability according to FAQ 38
Operating hours firing ON
Related operating hours precipitation ON
Annual heat production

h/a
h/a
h/a
h/a
h/a
h/a
MWh/a

Nominal heat output
Total operating hours
Electricity demand bivalent boiler/other

kW
h/a
MWh/a

Share in annual production

Annual heat demand from the control centre
Annual heat demand consumers
Water quantity
Electricity demand network pumps

MWh/a
MWh/a

Heat distribution losses
ΔT annual mean
Losses storage/central
Specific electricity demand

Wood chips, bark, shavings, etc.
PelletOil or gas
Electricity demand heat pump
Total system electricity demand

192

そして週間の進捗状況も示します。必要に応じて、図の提示を評価対象の質問に適応させることができます。

m³/a
MWh/a
kg/a (m³/a)
m³/aSpecific electricity demand
Share of condensation in the annual heatproduction of biomass boilers
Specific electricity demandSpecific water consumption
Availability

Number of full load operating hours

Specific electricity demand

Annual efficiency of the plant
Annual efficiency pellet boiler
Annual efficiency bivalent boiler
Annual COP heat pumpSpecific electricity demand of the entire
plant第4部 操作と管理
表 16.2

ダイアグラム、測定ポイント、および評価基準-毎週のコース

DiagramParameter
Output biomass boiler 1
Output biomass boiler 2
Output bivalent boiler
Network heat capacity Actual
Storage tank charging state
Outside temperature

Weeklytrends

Unit
kW
kW
kW
kW
%
°C

Assessment
Relevance Selection Daily
Number of start-ups per day/week
Switching on/off bivalent boiler
Interaction with other heat sources

表 16.3

ダイアグラム、測定ポイント、および評価基準-日周期

DiagramParameter

Unit

Assessment

Overview

Outside temperature
Storage tank charging state Actual
Storage tank charging state Target
Output biomass boiler 1
Output biomass boiler 2
Output bivalent boiler
Heat output of other heat sources

°C
%
%
kW
kW
kW
kW

Operating status
Storage tank state of charge control
Switching on/off bivalent boiler
Interaction with other heat sources

Boiler outlet temperature
Boiler inlet temperature
Output biomass boiler 1

°C
°C
kW

ΔT at nominal power output

Output biomass boiler 2kW, %Residual oxygen content / Lambda%/-

Heat output covers demand without oscillation; boiler power at lowest
possible level
Firing efficiency

For every biomass boiler

Boiler outlet temperature control
Number of start-ups per day
Compliance with light load condition
Minimum daily heat production
Summer operation and change of biomass boilers in autumn/spring

Exhaust gas temperature°C

For all otherheat sources(except bivalent boilers)Heat output Actual
Heat output Set value
Inlet temperature
Exit temperature
Other specific parameters(depending on the type of heatsource)Minimum power

kW
kW
°C
°C
Specific key figures depending on the type of heat source
Number of start-ups per day

Additional
diagram

Network flow temperature Actual°C

Temperature difference of the heating network

Network return temperature Actual°C

Size of the peak loads of the heating network

Network heat capacity Actual
Enable signal bivalent or otherheat generators

kW
kW, %

Bivalent boiler only in operation when required
Biomass boiler output remains at a maximum when operating the bivalent boiler

Main flow before/after storage tank°C

Planned sequence of use of other heat sources

Main return before/after storage tank

°C

Nominal heat output
Minimum heat output
ΔT at nominal heat output

Storage tank

All storage tank temperature sensors
Storage tank charging state°C%

Boiler outlet temperature control
Heat output covers demand without oscillation
Boiler power at the lowest possible level
Boiler outlet temperature control
Temperature stratification charge/discharge
Usable temperature difference in the storage tank T

必要な追加パラメータは次のとおり：- 選択した日の日平均値[°C]- 各熱発生の1日あたりの熱出力kWh/d]- 各バイオマスボイラーまたはその他の熱発生の最小負荷条件（公称負荷のkWまたは%）
193

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

16.4 実装
すべての運転データが準備できたら、これに基づいて実際の分析と評価を実行し、実際のプラント運転を計画に従って定義されたプラントの機能と比較することができます（目標運転）。これはメインプランナのタスクです。この最終検査の過程で、システムが意図したとおりに機能しているかどうかを文書化する必要があります。このためには、前述したすべてのドキュメ
ント、運用データ、主要な数値、図、および 表16.1から 表16.3 までの評価基準を使用する必要があります。
また、定期排ガス測定、運転履歴/事故記録、運転者の操作経験、プラント見学など、すべての追加情報を評価に含めることをお勧めします。
運用の最適化を実行する際には、特に次の質問に答える必要があります。
 既存の測定データは完了していますか？また、測定
エラーが発生している可能性がありますか？
 計画値は、顧客分析の過程で、システム全体の熱需
要の実際値と、個別に接続された顧客の実際値と同じですか（基本は需要評価および適切なシステム選
択のためのExcelツールですか）？大きな偏差がある場合は、詳細な分析で、系統的誤差またはその他の理由があるかどうかを示す必要があります。
 バイオマスボイラは、契約上合意された公称出力（一定で、振動なし）を提供していますか？
 バイオマスボイラーは、燃焼用空気の供給を中断す
ることなく、契約上合意された最小出力で動作しますか？
 プラントの効率（熱発生および暖房ネットワークの年間効率）は、計画された目標値に対応していますか？
 部分負荷運転の出力制御は、バイオマスボイラが振動なしで徐々に出力需要の経過に追従できるように、
バイオマスボイラが常に可能な限り低いレベルで作動するように機能しますか？
 オイルまたはガスボイラーがある場合、絶対に必要な場合にのみ作動しますか？これらは、必要な出力がバイオマスボイラーでカバーされるとすぐに無効になりますか？切り替えポイント（二価点）は、計画された仮定（需要評価および適切なシステム選択のためのExcelツール）に対応していますか？
 バイオマスボイラ（小型）での夏季運転が可能です
か？また、秋・春に小規模から大規模バイオマスボ
イラへの切り替えが必要な時期はありますか？
 すべての蓄熱制御は機能説明の仕様に適合して機能し、バイオマスボイラーの作動は均一ですか？
 蓄熱タンク内の温度層別化は蓄熱中および放熱中に維持され、使用可能な温度差は達成されていますか？
 起動やシャットダウンが頻繁に発生しないようになっていますか？

194

 悪臭や高排出につながる動作条件が発生しますか？
 システムは、指定されたO2値と排ガス温度で作動しますか？
 すべての指定燃料を問題なく使用できますか？
 灰のバーンアウトは完了していますか？また、スラングを伴う問題はありますか？
 測定された温度は計画値に対応していますか？また、時間の経過とともにの挙動は問題ありませんか？
 ヒータネット-ワークのメインフロー温度は、計画された制御方式に従いますか（外気温によって異なるなど）？
 メインの戻り温度は予想値に対応していますか？最適化の可能性がある場所（この目的のため、顧客分
析は、地域暖房ネットワーク計画ハンドブック [19]に従って実施できます）。
 電気集塵機がある場合、その使用可能性は仕様また
は保証値に適合していますか？（FAQ 38を参照）
 特定の消費電力は、計画値またはメーカーの仕様に対応していますか？
 マニュアルボイラー洗浄の間の動作保証期間は達成されていますか？
 サービスインターバルは合意した時間よりも短くなっていますか？
 個々のプラントコンポーネントの誤動作が増えていますか？
 システムコンポーネントの摩耗が増加しますか（たとえば、炉内の耐火粘土、火格子要素など）？
この評価により、設備コンポーネントの機能および動作に欠陥があることが判明した場合は、対応する最適化対策を定義する必要があります。原則として、これらの懸念は、特に効果の同時観察を伴う制御パラメー
ターの段階的な調整に関係します。
制御パラメータを調整する場合は、一度に1つのパラメ
ータのみを調整し、効果を観察するのに十分な時間を確保することを検討してください。パラメータの調整
によっては、バイオマス燃焼システムの反応が非常に遅く、時間または日をこのプロセスに使用することができます。すべての調整は、操作ログに詳細に記録する必要があります。ドキュメントは、プロジェクトに関与するすべての当事者が後で変更を確認し、理解できるようにする必要があります。
必要に応じて、制御システムの専門家および製造業者に相談する必要があります。保証期間中は、製造業者に書面で速やかに欠陥総額を通知する必要があります。
業務上の最適化の過程で安全関連の欠陥が検出された
場合、有資格者（プランナーを含む）は、システムの責任者に通知する義務があり、欠陥を書面で直ちに伝える必要があります。
責任を持つ運用担当者は、できるだけ評価と最適化に関与する必要があります。運用の最適化の目的は、運用時および継続的な運用最適化時にプラントモニタリ
ングを確立することにもあります。

第4部 操作と管理

17 操作とメンテナンス 可能な限り迅速に移動式緊急熱供給システムを入手します

17.1 ビジネス組織

 停電が発生した場合の手順と、緊急電源の必要性を確認します。

暖房ネットワークを備えたバイオマス暖房プラントは、他の会社と同じです。そのため、専門的な管理および商業管理に関しても、同じ要件が適用されます。
取締役会は、行政および商業分野における次のタスクを担当します。
 最も重要な規制、ガイドライン、および法律をオペ
レーティング担当者に明確にします 運転スタッフに、熱供給契約の規定と、それらにとって重要な燃料供給契約について通知します。
 法的に準拠した契約（燃料供給契約、熱供給契約など）の締結です。
 最適化の可能性を次の領域に記録および実装します。
o 燃料と電気の購入（電力プーリング）
o 保険
o 人員配置/人員のリース
o 燃料の節約と車両の使用を目的とした燃料物流（ホイールローダなどのリソースをレンタルしたり、相乗効果を得て使用したりすることもあります
たとえば、市区町村などです）。
 事業者団体やその他の暖房設備（購買プール、共同
スペア部品の在庫など）との連携が必要です。
 プロフェッショナルなカスタマーサービス（顧客とのコミュニケーション、情報、サービス、ホットラ
インなど）を提供します。）
技術的な運用を成功させるには、運用組織に関する次の注意事項を遵守する必要があります。
秩序ある運営には、関係者のリストとその責任と権限を持つ運営組織が必要です。Q-ガイドラインQM for
Biomass DH plants 「 E.5 Q- requirements system
documentation」に準拠した完全な最新のシステムドキュメント [15] は、オペレーティング・スタッフが現行
システムデータを使用してバイオマス・ヒーティン
グ・プラントを加熱し、維持するための基盤となります。
適用されるすべての法律および指令、特に、運転プラントの許可に基づく要件は、継続的なプラント運転に含める必要があります。これは、とりわけ次の領域に適用されます。
 火災防止 労働安全/保護具の使用
 爆発の防止 定期的な検査
次のシナリオの緊急計画を作成します。

 燃料供給、運用リソース、および人員に関して、セントラルヒーティングプラント（冬、山岳地帯など）
へのアクセスが制限されている場合の手順。
 長時間の作業中断を避けるために、現場で利用できる必要がある重要なスペアパーツはどれですか？

17.2 技術的作業
バイオマスの暖房設備の適切な運転のための最も重要な前提条件は次のとおりである: バイオマスボイラーシステムに適したバイオマスの類型を使用し、規制を受けています。燃料の品質は、プラントサプライヤとのサービス契約に従って、燃料定義に対応している必要があります。
 排ガス温度、過剰空気、排ガスファン速度、運転時間などの動作データを定期的に監視します たとえば、油圧ホースの漏れが初期段階で検出されるように、プラントを定期的に検査したり、燃料から過剰な燃料粒子を除去したりできます。
 製造業者の指示に従って、定期的にシステムメンテ
ナンスを行います 個々のタスク領域のジョブの説明、責任、および承認を含む、操作担当者用の詳細なジョブ仕様です
不具合が発生した場合の手順 は、メーカーの取扱説明書に記載されていません。緊急時に迅速に対応するた
めには、主なマルファンクション（停電、バイオマス
ボイラーの故障、燃料供給の中断など）に対応できる
ように特別に準備する必要があります。正常な機能とその治療方法に関する知識を理解することで、多くの合併症を事前に防止できます。

17.3 メンテナンス：
17.3.1 一般
メンテナンスには、サービス、点検（監視）、修理（維持）、プラント技術の改善が含まれます。
メンテナンスの目的は、簡単で経済的、トラブルのない、最適で環境に優しい運転、高い年間利用率、シス
テムとそのコンポーネントの価値の維持です。
オペレーションジャーナルを保持することで、最も重要なメンテナンスステップの時間経過をいつでも追跡できます。これが、必要な保守対策の調整と計画の基礎となります。状態ベースの予知保全には、特に、重要なポイント（ボイラーチューブ、ファイアクレイ、
火格子/火格子要素、配送ユニット、ポンプ、ファンなど）での壁の厚さと摩耗の測定、および漏れの警告と 非常用の熱供給（外部バックアップボイラー接続）/熱発生全体に不具合が発生した場合には、熱供給を保証します195

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
安全装置、圧力維持（補給量）および熱伝達媒体の品
質の定期的なチェック。これにより、システムの耐用年数が長くなり、修理およびメンテナンスコストが削減されます。
暖房ネットワークを備えたバイオマス暖房プラントを運営することの経済的実行可能性は、維持費に強く影響され、計画段階ですでに考慮に入れられなければなりません。（第 3章も参照）。
メンテナンスの割合は、投資コストに関連していることがよくあります。図17.1で は、メンテナンスコストは熱発生による投資コストの4%に相当します。その他の情報については、 10.3章を参照してください

定期的なサービスなどの運用監視が含まれます。バイ
オマスボイラーや粒子分離器のサービス契約、ボイラーの定期清掃、煙突掃除による煙突システムの整備がこの目的に役立ちます。定期検査に加えて、法的に義務付けられているすべての定期検査を実施し、文書化する必要があります（たとえば、防火、つり上げ装置、自動ゲート、車両、防火および消火設備、非常灯など）。社内検査の形でこれが許容されない場合は、適切な認証機関に委託する必要があります。
図17.1によれば、熱発生の投資コストの2％を指針として、メンテナンスおよび点検を実施しています。これは、総メンテナンスコストの半分を占めていますその他の情報については、 10.3章を参照してください

Upper limit

Annual maintenance costs [CHF/a]

Annual maintenance costs [€/a]

低メンテナンス作業
バイオマスボイラーシステムをトラブルのない操作に加えて少ないメンテナンスで操作できるようにするには、ボイラーの洗浄に必要な労力を最小限に抑える必要があります。
これには、ボイラチューブの自動洗浄と燃焼室からの灰の自動排出が必要です。
ボイラ空気圧清掃

Expected value
Lower limit

堆肥処理から残された灰や異物は、以下の場所に堆積します。これらは、作業員または煙突の掃引によって定期的に清掃する必要があります。

Total heat capacity demand [kW]Upper limit
Expected value

Annual maintenance costs [CHF/a]

Annual maintenance costs [€/a] 熱交換器は、ボイラーまたは下流熱交換器（飛灰）とバッフルチャンバーを通過します

Lower limit

Total heat capacity demand [kW]図17.1システムの総熱容量需要に対するメンテナンスの年間支出（経験値=投資コストの4%は[123]に基づいて算出。上記の合計範囲は
以下...小出力範囲の詳細セクション）を示しています。
暖房ネットワークを備えたバイオマス暖房プラントを運営する経済的実行可能性は、維持費に強く影響され、計画段階ですでに考慮に入れられている必要があります（第 3章も参照）。

17.3.2 点検整備サービスと検査には、粒子分離器の可用性のチェック、障害の修正、クリーニングや潤滑などのサービス、システムコンポーネントの定期的な機能チェック、個々のシステムコンポーネントのメーカーによる196

 バーンアウト（燃え尽き）ゾーン
 燃焼室（灰の格子）は、供給不足の場合は燃え尽きのレトルトの周囲、火格子点火システムの場合は火格子の端にあります 火格子（灰）の下、またはバーンアウトレトルトの下にありますボイラー供給業者の作業文書には、ボイラーの清掃に関する記述と、洗浄が必要な頻度が記載されています。
清掃間隔は、燃料、火格子上の燃料の燃焼挙動（画期的な発見やホットスポットなしの安定した燃料ベッド）、作動モード、およびシステムの状態によって異なります。
システムの汚染状態を示す良好なインジケータは、排ガスの温度であるため、定期的に点検する必要があります。熱交換器の表面が汚れていると、加熱水への熱伝導が悪化します。その結果、排ガス温度が上昇し、その結果、排ガスの損失が大きくなります。ボイラの清掃は、排ガス温度が20 K-30 K上昇したときに必要である。通常、この間隔は2 ~ 3週間である。
自動空圧または機械式ボイラーチューブクリーニングを使用すると、2つの手動ボイラー洗浄の間隔を、全負荷運転時の数値から2500 ~ 3000時間/分または半年間隔に増やすことができます（第 5.5章も参照）。

第4部 操作と管理

煤層（mm）

 電話でのリモートアクセスとアドバイス 遠隔操作

燃料消費量増加%

保守契約により、このサービスの継続性が保証されます。このようにして、誤動作を最小限に抑えるか、リ
モートで即座に修復できます。操作の安全性が向上しています。その他の情報については、 16章を参照してください
契約パートナーシステムの規模や複雑さ、主契約者の数に応じて、バイオマス加熱システムの保守契約が複数必要です。可能な契約者は次のとおりです。
 バイオマスボイラーの製造会社
排煙温度上昇°C

図17.2熱交換器のすす層、燃料消費量の増加、ボイラ
ーの排ガス温度の上昇の関係を示します。
次の自動システムコンポーネントを使用すると、追加のクリーニングを大幅に削減できます。
 火格子燃焼システムにおける火格子通過ための灰除去 アンダーフィードおよび火格子燃焼システムの耐火
灰除去 サイロ骨材の製造業者（サイロの充填と排出、倉庫） 排気処理メーカー
 油圧インテグレーションのメーカー
 制御または建物管理システムのメーカー
 製品に依存しない専門企業
保守契約は、上記のすべての会社と締結する必要があ
る場合があります。それぞれの保守契約に含まれるサービスは、互いに協調して行われるものとします。
契約の内容

保守契約（サービス契約）

サービス契約には、次のポイントが含まれている必要があります。

保守契約（サービス契約）では、プラントサプライヤ
によるプラントコンポーネントの永久保守について合
意します。

 目的

定期的なメンテナンスにより、システムコンポーネン
トの損傷を受けないように、問題のない操作を保証する必要があります。摩耗した部品を交換することで、技術的な機能が保証されます。

 時間単価と手当、および元契約のリスト

自動バイオマスボイラーシステムの保守契約の範囲

 改装済み2年以内に、自動バイオマスボイラーシステムで以下の保守作業を実施する必要があります。（第5章も参照）。

 緊急時の電話連絡先および代理店への連絡先

 リビジョン：設備の見直しの際、システムコンポー
ネントは搬送システム、燃焼室、炉の火格子、ボイ
ラー、安全装置の磨耗や破損、機能効率をチェックします。

 起業家の権利

 サービスと成果物の明確な説明（保証も可能です！）
 除外と例外の説明
 コスト
 有効性と期間
 キャンセル（ Cancel ） オペレータの義務

17.3.3 修理と改善

 排出ガスのメンテナンス：排ガスメンテナンス中、
燃焼品質、燃焼効率、制御、バックファイア予防や安全サーモスタットなどの安全装置に関して、シス
テムの機能が点検されます。燃焼制御の新しい設定を指定する必要がある場合があります。

燃焼室のライニング、格子状エレメント、同じ最先端技術を持つポンプなどのシステムコンポーネントの定期交換は、メンテナンスと呼ばれます。一方、システ
ムコンポーネントが新しい最先端のテクノロジーに置き換えられた場合、これは改善に相当します。

ボイラー製造者による追加のリモートメンテナンスは、操作担当者がトラブルシューティングおよび最適化操作を行うための重要なサポートであり、次の作業を含みます。

図17.1によれば、熱発生の投資コストの2％を指針として、メンテナンスおよび点検を実施しています。これは、総メンテナンスコストの半分を占めていますその他の情報については、 10.3章を参照してください リモート診断
 コントローラ197

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

17.4 労働安全に対する注意事項
作業員の職業上の安全性は、火災や爆発の防止に関して、対応する設備部品の安全装備に関する各国固有の要件を遵守し、遵守することによって決定されます（第 19章も参照）。
また、労働衛生には労働者の健康に大きな影響を与えるため、職業衛生にも十分な注意を払う必要があります。バイオマス加熱プラントの操業担当者は、健康に関連する次のようなミッションと影響を受けます。
 ボイラー洗浄、灰処理、排煙システムおよび灰除去システムのメンテナンス作業中の灰の粉塵です 燃料貯蔵エリアには、燃料の除去、燃料の取り扱い、燃料輸送システムのメンテナンス作業中に発生する木材の粉塵が含まれています。
 燃料貯蔵エリアには、燃料の除去、燃料の取り扱い、燃料輸送システムのメンテナンス作業中に発生する木材の粉塵が含まれています。

契約上の熱供給義務が顧客契約で指定されることが多いためです。どのような暖房設備でも、予期しない故
障や熱供給の中断が発生する可能性があります。次の保険が可能：
 建物（建設中）
 火災
 火災、動作の中断
 機械が破損
 機械の破損、運転の中断
 公共の責任 自然な危険性専門家と協力して、正確なリスク評価を実施することをお勧めします。
その他の保険ポイントは次のとおりです。
 損害が発生した場合の付随費用の共同保険
 クレームが発生した場合の付随費用の共同保険

 ノイズ

 法的保護 燃料貯蔵エリアと隣接する部屋には発酵ガスがあります パイプライン ペレットの中に一酸化炭素が含まれています 高温または高温放射のあるシステム部品
灰塵、木屑、カビ胞子には、呼吸しやすい微粒子が含まれているため、肺の機能が損なわれる可能性があります。木製の塵および型のスポーツはアレルギーを引き起こすことができ、人の信頼された健康を弱めることができる。作業員は、次の注意事項を遵守する必要があります。
 灰や木くず、カビの胞子のミッションにさらされた
場合は、保護マスクを着用してください ノイズレベルが高い場合は、保護具を使用します 燃料貯蔵エリアや室内に入る前に、十分な換気を行い、大量の発酵ガスを発生させて窒息を防止します 収納室のパンフレット「Lagerung von Holzpelets」[67] の安全規則に準拠しています 毒性CO濃度による事故を防止するために、ペレット保管施設に入る際には規制を遵守する必要があります。
 プラント部品を取り扱う場合、または高温になるプ
ラントコンポーネントのすぐ近くで作業する場合は、火傷を防ぐために、予防シールドを使用して適切な保護服を着用してください。
 電気駆動システム部品のトラブルシューティングまたはメンテナンス作業中に、電源をオフにしたり、電源を中断したりします。

17.5 保険バイオマス暖房設備の長期的な経済運営を確保するためには、常に適切な保険制度を講じなければなりません。これは特に重要です198

なお、バイオマスDHプラントの暖房設備との枠組み保証契約が、次の範囲で締結できるかどうかを確認する
ことをお勧めします（他の保険に含まれていない場
合）。
 建物保険（通常は必須です）
 内容保険 事業中断保険
 追加コストのビジネス中断保険
 賠償責任保険
 刑事法保護特別保険
保険契約の契約は、厳密に遵守する必要があります。
す べて の 法 的 要 件（ 特 に 定 期 的な 検 査 と 文 書 化 - 第17.3.2章）に加えて、保険会社が課される追加要件を遵守して、無者保険をカバーする必要があります。

第4部 操作と管理

18 既存設備の最適化と改修
18.1 説明バイオマスDHプラントのQMのフレームワーク内で計画および実現される新しいプラントは、第 16 章「稼働開始からの年数」で説明されている運用の最適化を実行します。このプロセスでは、熱ネットワークの最新の開発段階で、バイオマスDHプラントのQMの技術的および経済的目標値にプラントが到達しているかどうかがチェックされます。これらの仕様および目標値に従って設備を製造する場合、この評価に必要な運転データを使用できます。
この章は、QM for Biomass DHプラントが関与しているかどうかに関係なく、数年間稼動してきた既存のプラントを対象としています。既存のプラントを持続可能な状態に保つためには、熱生成とその分離の最も重要なプラントコンポーネントを、技術と経済効率に関して定期的に検討し、最適化の可能性を特定して活用する必要があります。熱供給の高密度化または拡大、
最新の技術革新、より厳しい排出制限や化石燃料の禁止または受け入れの低下、システムコンポーネントの摩耗および損傷などの新しい法的規制、 運用上の問題やシステム障害、または新しい所有形態の構造が蓄積されると、システムの詳細なレビュー（現状の分析）が開始される可能性があります。これは、特定のコン
ポーネントを最適化する必要があること（既存設備の最適化）、または個々のコンポーネントまたはプラン
ト全体を再調整する必要があること（既存設備の改修）を示している場合があります。
次の章では、手順、ツール、および測定について説明
し、プランナがプラントの最適化および/または再分岐を行う際に、プラントオペレーションスタッフをサポートする方法を示します。開始点は常に 18.2章に従った現状維持分析であり、 18.3.2章に従ってプラントの改修を行う場合に拡張されます18.2 既存設備の最適化

 最適化対策の実施と成功の監視。
最適化は専門家が実施する必要があります。ターゲッ
ト指向で信頼性の高い結果を得るには、運用スタッフとの連携が必要です。必要な情報を提供する必要があります。何らかの安全関連の欠陥が検出された場合、システムの責任者に通知する義務があるため、対応する欠陥を直ちに書面で通知する必要があります。

18.2.2 技術と経済の現状分析
すべての分析の基礎は、最新の包括的なデータベースと将来の開発の見積もりです。したがって、現状維持分析
では、以下に示す最も包括的なデータと情報を得る必要があります。
プラントの一般的な状態
設備の評価に関連するのは、設備の全般的な状態、設備の技術および機器の状態、現在の状況および考えられる問題の一般的な説明です。これらが以下の点で詳細に説明されていない場合は、これらの説明を参照してください。 現在または将来の拡張計画に対応します。
プラントツアーでは、現在の状態の概要を説明します。
熱源
 熱源の説明 建設年および一般条件、公称出力、追加コンポーネント（微細ダストセパレータ、エコノマイザなど）、
排出ガス測定、不具合の記録、修理などが含まれます 需要の評価と適切なシステム選択のためにExcelツールに必要な基本データと年間データ（第 11章を参照）。
 運転の最適化の範囲内で必要な操作データ（第 16章を参照）
 水流系統図、WE標準回路、機能/制御の説明
 暖房設備や敷地内でのスペースの利用、増設の可能性を検討
 燃料貯蔵を含む加熱システムの安全面を点検（第19章の国別規制）。

18.2.1 手順

燃料と灰

既存のシステムを最適化するには、次の手順を実行する必要があります。

 燃料供給と灰の処分を行います 既存の技術と現在の経済状況を現状のまま分析します 燃料品質は燃料供給契約に準拠しています 可能であれば、ベンチマーク比較によって現状維持
分析の結果を評価する

ントのQMに適合しています（第 4章）。

 費用/利益分析による最適化対策の特定、必要なサ
ブエリアの詳細な説明。

 運転年の燃料要件（量、タイプ、品質）です。
 燃料分析と燃料品質の分類は、バイオマスDHプラ
 蓄熱容量（総容量）、サイロの正味容量、倉庫、外部ストレージ領域
 サイロの領域での動作不良の記録、および燃焼シス
テムおよび灰搬送システムまでの燃料輸送が記録さ
れます

199

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
熱供給 配管の寸法と温度レベルを示すネットワーク計画
 需要の評価と適切なシステム選択のためにExcelツールに必要な基本データと年間データ（第 11章を参照）。
 運転の最適化の範囲内で必要な操作データ（第 16章を参照） 加熱ネットワークの一般的な状態、漏れ監視、熱伝達ステーション、および水質

 冬の指定日、移行期間、および合計での一時的な目
標 測 定 値 。 例 え ば 、 QS Support Holzfeuerungen[140]に従って、長期的な測定値を使用します18.2.3 現状維持分析の評価
以下では、バイオマスDHプラントのQMの特性値に、現状維持分析の結果をどのように関連付けるかについて、さまざまな可能性を説明します。

 必要な補充量を記録
 一般的な伝熱ステーションの水流系統図

需要の評価と適切なシステム選択を行うための Excelツール

運用と保守（保守、点検、修理、改善）

需要評価および適切なシステム選択用のExcelツール[109] では、プラントの最も重要な主要な数値が計算され、バイオマスDHプラントのQMの特性値と比較されます。これにより、次のような大まかな記述が可能になります。

 17.3.2章に従って、年1回の整備が必要です 17.3.3章に従って、年1回のメンテナンスと改善が必要な平均値です
契約上および法的な枠組み
 責任を負う機関であり、プラントオペレータの法的な形式
 燃料供給契約
 技術的な接続規制および関税モデルとの熱供給契約

 バイオマスボイラーの全負荷運転時間熱源にはどのような出力が確保されていますか？
 年間の熱生産におけるバイオマスの割合はどの程度ですか？
 蓄熱タンクの容量は十分ですか？

 曲線（例：右方向）

 夏には（最小の）バイオマスボイラーの運転が許容されますか？

 サードパーティに提供されるサービス（システム運用/サポート、熱請求など）の契約

 熱ネットワークの接続密度は表面的ですか？

 法的規制（排出ガス規制、安全衛生規制、および第19章に基づくその他の規制）に準拠しています。
 設備運用の組織

 熱分配損失はどのくらい高くなっていますか？
 燃料貯蔵の供給自律はどの程度ですか？
 最大規模のバイオマスボイラーが故障した場合の熱供給の信頼性はどの程度ですか？
マイルストーンMS5に従って運用を最適化

経済効率 収益性計算のすべての基本データ（ツール収益性計
算（第 10章）を参照）
 効果的なエネルギーコスト、運用コスト、保守コス
ト、接続料金、熱販売による収入を実現します 今後5〜10年の開発を予測します
熱発生と熱分布の動作を調査
動作動作の記録は、第 16章と第8章に基づく動作の最適化に向けて調整する必要があります 。運転動作の記
録は、暖房設備と暖房ネットワークが装備されている測定機器と、動作データを視覚化できる形態によって大きく異なります。最良の場合は、操作制御システムを監視することで実行できます（ 16.3章を参照）。動
作データがほとんど記録されていない場合、動作動作の評価は次の基準に基づいて行われる必要があります。
 運用スタッフを観察します 冬季、移行期、夏季の特定の日を対象とした観測です。

200

第 16章に従って運用データと行動の収集を実行できる
場合は 、Excelツールを使用して需要評価と適切なシステム選択を行うことで、プラントの最も重要な主要な数値を作成することもできます。次のような、操作動
作に関するその他の記述も可能です。
 システムの動作は、機能の説明と同じですか？どこで逸脱していますか？
 燃焼室のライニング、アーチブロック、火格子エレ
メント、灰スクリューなどのコンポーネントのシス
テム摩耗が増加しているか、耐用年数が短くなっていますか？
 加熱ネットワークで高負荷ピークと負荷低減が発生していますか？
 電気集塵機は、予測された年1回の可用性を達成していますか？
 システムの消費電力は予想範囲内ですか？
運用の最適化を実行するための役立つヒントについて
は、FAQ 8 [141]を参照してください第4部 操作と管理
メンテナンスおよびサービスのコスト（ 第 17章を参照）（バイオマス地区加熱プラントの再利用） ：保守および修理の平均年間コストに関する情報が入手可能な場合、これらの値は対応する図と一緒に計算されるため、次のような記述が可能になります。

コ ン サ ル テ ィ ン グ ツ ー ル 「 Erneuerung
Holzenergieanlagen」で使用します。
[16] 熱発生、熱分布、経済効率に関する最も重要な技
術データが入力されます。このツールは、最も重要な
技術的および経済的データを計算し、それらをバイオ
マスDHプラントのQMの目標値と比較します。結果もグラフィック表示されるため、システムの特性値が予測範囲内にあるか、上限値または下限値を超えている
か、下回っているかをすばやく認識できます。結果、および可能な最適化または再生の手段については、プ
ラントのオペレータに相談してください。

 平均年間サービスコストは、以前の予測範囲内ですか？
 これらのコストを削減する可能性はありますか。
 修理の平均年間コスト（メンテナンス）は予想範囲内ですか？
 これらは運用の最適化によって削減できますか。
Excelツール「Erneuerung Holzenergieanlagen」

図18.1コンサルティングツール「Erneuerung Holzenergieanlagen」のエクゼンプラトリグラフ [16]を参照。

201

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
オーストリアのQマネージャによる暖房設備に関する相談
オーストリアでは、（古い）バイオマスDHプラントに関する協議は、連邦政府または州の支援プログラムの枠組みの中で行われます。これらの協議は、独立した
元々のエキスパート（Klima aktiv QM HeizwerkeのQマネージャ）によって実施されます 。また、プラントデータや関連するドキュメントの調査についても、専門家が1日で工場の検査を実施しています。最後に、最適化対策の推奨事項を記載したレポートが提出されます。
QM Heizwerkeデータベース内の動作データとベンチ
マーク比較
オーストリアでは、QMプロセスはKlima AK-Tiv QM
Heizwerkeデータベースによってサポートされています。
この データベースでは、関連するすべての技術的および経済的なプラントデータが記録され、ドキュメント
化されます。

（ 2.3.6章を参照してください）。これには、最も重要な運用データの必須の年次開示も含まれます。これに基づき、重要な数値は自動計算され、他の暖房設備（ベンチマーク）の目標値と比較するために準備されています。これは、運転スタッフ、プランナー、Qマネ
ージャの情報です。図18.2は、プラント全体の特定の電力消費に関する暖房設備のベンチマークの例を示しています。
Klima aktiv QM Heizwerkeのプログラム管理サービスの目的 は、特にプラントの現状の概要（および過去数年間の開発）を運用スタッフに提供することです。 そして、お客様の設備の運転データに対処するように動機付けます（ [142]も参照）。ベンチマークを活用することで、各サイト固有のフレームワーク条件（必要に応じて専門家のサポートが必要）内で最適化の可能性を特定できます。

図18.2 Klima aktiv QM Heizwerkeベンチマークの評価例 （出典：AEE INTEC）。

バイオマス加熱プラントの品質分析ます。最適化の推奨は行われませんが、非常に簡単に実行できます

ド イ ツ の バ イ オ マ ス DH プ ラ ン ト の 場 合 、
C.A.R.M.E.E.V.では、オペレータにいわゆる運用分析（「BE-Triebsanalyze」） [143]を提供していますこの
手順はオーストリアで実施された暖房設備に関する協議に基づいています。分析の範囲は、運用担当者のニーズに合わせて個別に調整できます。

コスト削減または歩留まり向上のための措置/投資が、設備の経済効率にどのように影響するかを示します。

Excelツール 経済的利益率の計算：

 プラントの訪問/点検と典型的な転送ステーション

経済収益性計算ツール [144] は、プラントの現在の経済的側面と、今後の可能性のある発展を詳細に示してい
202

詳細な説明
文書の評価と現状分析の結果から、次のような詳細な説明が必要であると結論付けることができます。
 選択した追加の測定値を使用して、動作の詳細な評価を行いますパート3 -運用と管理について説明 THENA [106] 、 Sophena 、 [102]Excess consumption [145] などの解析ツールを使用して、熱ネットワークの詳細な解析を行います。
o 欠陥のある伝熱ステーションを特定します
o 既存の地域暖房ネットワークブランチの潜在的な可能性を特定し、追加顧客との接続を可能にします

18.2.4 既存設備の最適化のための測定値

ヒータネットワークを夏に作動させないでください。
 加熱ネットワークの損失を低減します。
o ヒータネットの流量温度を調節します。天候に応じて作動し、必要最小限の温度レベルまで下げます。
o 加熱ネットワークの戻り温度を下げます：

熱消費者の分析に基づいて不良な熱伝達ス
テーションを特定し、消費電力を抑えます（「ディストリクト・ヒーティング・ネッ
トワークの計画作成のハンドブック [19] 10章」。



一次側の機器を熱変換ステーションで確認します

二次側の水流改造

18.2.4.1 コスト削減の手段
多くの場合、既存設備の最適化は経済効率の欠如によって引き起こされます。次に、最初はコストを削減するための対策に重点を置きます。コストをカバーする対策には、次のものがあります。
準拠した燃料品質を確保
低価格の低品質燃料分類を使用しても、燃焼システムの仕様を満たしていないと、動作不良、メンテナンス
および摩耗の増加、許容できない排ガスが発生し、システムの経済効率が悪化する可能性があります。測定
値：

o 最大許容リターン温度に関して、熱変換ステーションの技術的な接続規制を実施するか、必要に応じて導入します。暖房ネットワークの接続密度が低すぎる場合は、夏季運転用の代替の分
散型家庭用温水供給を点検し、夏季には暖房ネットワークを使用しないでください。

 燃料の品質の分析

o 暖房の網仕事を拡大するか、またはパイプラインを取り替えるとき最も高い規格が付いている
地域暖房管を使用しなさい。

 輸送システムおよび燃焼タイプに適した燃料品質を使用
 水の含有量の頻繁なテスト、定期的な微粉、過不足、および外国の含有量のテストが含まれます

メンテナンスと修理のコストを削減

 非準拠燃料を常に拒否しています。

 排ガス温度を観察して、手動クリーニング間隔を最適化します。補助デバイスを使用します

燃料消費量を削減

 可能な場合は持続可能な改造により、手動の清掃作業を自動化する バイオマスボイラーの年間効率を高めます。
o 適切なパワーコントロールと十分に膨張した蓄熱タン
クを組み合わせることで、長時間の運転が可能になります（必要に応じて、蓄熱管理付きの蓄熱タンクを改造します）。
o 燃焼システムの供給業者（燃焼制御の作動時間、エア
ステージング、排煙再循環）、年次フォローアップチ
ェック、酸素濃度測定（O2 プローブ、ラムダプロー
ブ）を定期的に点検し、漏れがないか点検し、エア侵入がないか点検して、すべての出力範囲で排ガス内の残留酸素含有量を減らします 。
o 排ガス温度を継続的に監視し、適切な自動ボイラー洗浄手段を使用して、または必要に応じてボイラーの洗浄間隔を短くして、ガス温度を下げます。
o 効率向上のための対策（エコノイザー、排ガスの近代化など）の見直しを確認してください。
o バイオマスボイラの作動が、夏の乾燥燃料での作動要件を満たしているかどうかを確認します。そうでない場合は、次の手順を実行します。
 可能であれば、ガスまたは液体バイオ燃料で稼働する既存の化石ボイラーを使用して、夏にシステムを運用します。
 夏の運転のためのより小さいバイオマスのボイラーの改装を点検しなさい 夏の運転のための代わりとなる分散型家庭用温水供給を検査しなさい バイオマスボイラの自動点火の再取付けを点検します 準拠した燃料品質により、燃料搬送システムの中断を低減します。燃料トランスポートシステム内のセンサを最適な位置に配置し、適切に調整します システムコンポーネントの定期点検/改訂（損傷の早期検出および修理のためのサービス契約）を行います。
 損傷（腐食、熱量計および継手への堆積、ボイラ部
分の過熱）を防ぐために、高品質の水（熱伝導媒体）を確保します。
 システムの低摩耗および低メンテナンス動作を保証します。
o 制御パラメータを適切に設定することで、ホットスポット（火山）やシンダを形成せずに、安定した燃料床でバイオマスボイラーを常時稼働させることができます
o 適切な蓄熱管理を備えた蓄熱タンクを改造することで、始動/停止フェーズがほとんどなく、長時間の連続ボイラー運転時間を実現します。
電力消費コストを削減
 可能であれば、地域暖房ネットワークの流量と戻り温度の間の高温差を、減少する対策によって目標と
します

203

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
地域加熱ネットワークの戻り温度（一次側）です。
 公称出力で15 Kのバイオマスボイラーの流量とリターンの最大温度差を目指します キャピラリーポンプに適切な差圧制御を適用します 冬および夏の運転には、それぞれの容量式ポンプの適切な寸法を適用します。

タップする新しい熱電位の60%の熱供給が達成されます。
 バイオマスボイラーまたはボイラーが定格容量に達していることを確認します 熱発生量を拡大します。
o 燃料供給容量をチェック

 エネルギー効率に優れたドライブと集合体（ファン、ポンプ、コンベア技術、コンプレッサなど）を使用します。

o ボイラ室のスペースを調べて、バイオマスボイ
ラーを追加したり、既存のバイオマスボイラを大型バイオマスボイラに交換したりします。

 ファンにはバタフライバルブの代わりにスピードコ
ントロールを使用します。

o 既存のバイオマスボイラーの年間フルロード運
転時間が予想される回数に達した場合にのみ実施してください 油圧配管や流路ガスダクトに不要な圧力損失が発生しないようにしてください 燃焼システム、粉塵集塵システム、および排煙管に空気が誤って侵入することは避けてください

18.2.4.3 さらなる対策

 圧縮空気の漏れを避けてください

その他の対策についても検討し、以下の点を含めてください。

18.2.4.2 利益増加のための措置

熱供給の操作安全とセキュリティを確保します

また、経済効率が不十分であるためには、歩留まりの向上も必要となります。次のようなものがあります：
料金モデルを確認
 熱供給契約（関税モデルおよび関税設計）を確認し、必要に応じて調整します。
o 年間利回りの天候依存度を低減します
o 適切なインデックスを使用して料金を調整します
熱量計の精度を確保
 高い水質を維持します。
o 水処理装置（磁気フローフィルター、脱気など）が適切に機能していることを確認します。必要に応じて、機器を後付けします。
o 水質を定期的にチェックしてください 熱量計の正しい位置を確認し、法的要件に従って熱量計を再キャリブレーションします。
熱源および分配ネットワークの高密度化では、容量の予備をタップします 適切なネットワーク分析ツール（など）を使用して、加熱ネットワークまたはブランチ内の容量の予備を確認します THENA[106] またはその他）を参照してください。

 人と機械の安全上の問題の分析と排除
 化石燃料ボイラーを使用しない熱源では、移動式の外部加熱システムを使用するための接続を提供します。
 休日や病気のために欠勤が発生した場合に、業務を保証するような運用組織を設定します。
年間の熱生産における再生可能エネルギーの割合は高くなっています 化石燃料ボイラは、ピーク負荷需要時に絶対に必要な場合にのみ作動し、できるだけ早くスイッチを切ります。
排出ガスを削減 上記の対策は、バイオマスボイラーの定常運転時および定常運転時の望ましくない排出量を削減するのに役立ちます。
 バイオマス燃焼システムの受け入れを積極的に推進するために、法的要件が厳しくなくても、ダスト沈
殿物の再フィッティングを検討します。
商業的/行政的手段
 支出とコスト構造、および可能性のあるコスト削減について定期的にレビューします 必要に応じて、財務の再編成を行います 既存の熱ネットワークの周辺で適切な顧客を獲得することで、ネットワークの高密度化を実現します 関税と共同の電気購入/プーリングを比較すること
で、電気料金を最適化します（例：運営者団体）。
認定されたグリーン電力を優先する必要があります。

熱の発生と分配の拡大-ネットワークの拡大

 予備部品の保管、共同灰処理、燃料の購入など、複数の工場が協力しています 適切なネットワーク分析ツールを使用して、加熱ネ
ットワークの残りの予備を表示し、潜在的な顧客をより正確に特定できます。加熱ネットワークの拡張
は、バイオマスDHプラントのQMの技術パラメータと契約上保証されている場合にのみ考慮する必要が
あります

204

 保険料などの経費を最適化します ソフトウェアツールを使用して、熱請求と運用管理を簡素化しますパート3 -運用と管理について説明

18.3 既存設備の最適化
18.3.1 はじめに
18.2章に記載されている既存のプラントの分析と評価
は、既存の熱生成および熱分布のプラントコンポーネントを最適化し、システム全体の技術的および経済的な状況を改善することを目的としています。ただし、この評価では、個々のプラントコンポーネント、または工場全体を改装する必要があると結論付けることもできます。ほとんどの場合、これは熱源領域に関係します。
以下の理由により、システムの事前分析がなくても、個々のコンポーネントの改造、熱源システムの部分的または完全な改修につながる可能性があります。
 経済的な問題が継続しています コンポーネントまたはバイオマスボイラーの予想耐用年数が終了しました 法的規制の変更。例えば、排出制限、熱貯蔵義務、
粉塵堆積物の入手可能性、化石燃料の使用制限などに関する証拠を提供する義務があります 中央加熱プラントの近くの環境で、騒音や異臭が発生したため、近隣で苦情が寄せられました 公式注文の実施期限が迫っています。たとえば、ダ
スト前処理や蓄熱タンクの改造などです
既存のプラントを部分的または完全に再フローする場
合は、 18.2章に示す最適化の可能性を常に調査し、可能であればタップします。

18.3.2 修理手順
当初は単一コンポーネントの改修のみを考慮する場合
でも、専門家によるプラントの総合的な分析が必要です。既存のプラントの改修を行うには、次の手順を実行する必要があります。
 既存の技術と現在の経済状況を現状のまま分析します

第１ステップでは、第１８．２３ 章に記載されている相談ツール「Erneuerung Holzen-ergieanlagen」を使用
して、改修対策の初期優先事項を特定することができます。次のステップでは、章で説明されている技術と経済の詳細な現状分析を
18.2.2 を実行する必要があります。結果の評価では、次の側面も考慮に入れる必要があります。
 デ マ ン ドア セ ス メ ント と 適 切 なシ ス テ ム の 選 択（第 11章を参照してください）：現在のシス
テムの年間の熱需要と熱容量需要に加えて、潜在的な熱供給エリアの中長期的な開発、つまり将来の熱ビルの改修と住宅、と熱供給分野の産業、商業の将来の開発を考慮に入れる必要があります 。将来の開発の最も現実的な評価と、不要で排他的な埋蔵量との間にバランスをとる必要があります。
 熱分布 （第 12章を参照してください）：既存の熱ネットワークの高密度化に加えて、拡張も検討する必要があります。このためには、THENA [106]、

Sophena [102] などの分析ツールを使用して、既存の加熱ネットワークの性能電位を詳細に分類する必要があります 。既存の加熱ネットワークの近くで他の加熱ネットが作動している場合は、これらのネットワークとの接続も検討する必要があります。加熱ネットワークの状態と想定寿命に関連して、漏れ、パイプバースト、不確実性が高い場合は、専門家や専門企業の協力を得て、加熱ネットワークの詳細な分析を実施することをお勧めします。
 熱源 （第 13章を参照）：分析には、暖房システ
ムの既存のすべてのシステムとコンポーネント、つまり、熱発生器、蓄熱タンク、油圧、ポンプ、燃料と灰の流通、I＆Cシステム、プロセスの視覚化を含める必要があります。より詳細な説明が表示される
はずですが、o 既存のシステムとコンポーネントがどのような状態にあるか、そしてそれらが中長期的に使用され続けることができるかどうか。

 現状分析の結果を評価します

o 効率性・熱再利用の向上に向けた対策を実現することができます。

 コスト/利益分析を伴う改修対策の特定（必要に応じて、サブエリアで詳細な説明を行います）と改修
戦略の推奨事項。

o 既存のストレージ容量が十分かどうか、または追加のストレージ容量が利点をもたらすかどうかを示します。

 改修戦略を実施し、成功を収めていますo 保守および修理コストを削減するための対策を実施できるかどうかを示します。

既存設備の包括的な改修を検討する場合、基本的には新規設備の実現と同じ手順である。その後、計画ハンドブックのパート3で説明されている計画作成プロセス全体に従う必要があります。一般に、プラントの再生
成には、バイオマスDHプラントのQMを使用することをお勧めします。
結果を評価して現状維持分析

o バイオマス暖房設備からの騒音を低減するための対策を、簡単にすることができます。
o 臭気の迷惑を回避するための対策を実施できるかどうか（煙突の上昇、燃焼プロセスの最適化）を示します。
o 代替熱源を直接供給できるかどうかを示します。
o 制御システムとデータ収集システムを最新化できるかどうかを示します。
o 段階的な手順が可能かどうか、およびプラントの改修中に熱供給をどのように確保できるかを
示します。
205

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook 燃料（4:章を参照してください）。将来利用可能なバイマスの可能性がどのように発展するか、また、利用可能な燃料品質が既存および/または新しいコンポーネントに適しているかどうかを明確にする必要があります。
 暖房システムの構築：使用されなくなったコンポー
ネントを加熱システムから再移動する方法と、新しいコンポーネントを導入する方法を明確にする必要があります。必要に応じて、適切な構造的措置を講じる必要があります。
 経済効率 （第 10章を参照）：熱供給契約の分析の一環として、システムオペレータが熱関税を調整できるかどうかも検討する必要があります。
 法的側面：法的枠組みの条件（排出制限、承認、許可手続きなど）が変更されたかどうか、また、これがどのようにして潜在的な改修対策に影響するかを明確にする必要があります。
実現可能性調査で改修戦略を示します
実現可能性の調査は費用便益分析によって異なった再生作戦を評価し、次の点を含むべきである:
 既存の設備の全体的な評価です
o 既存のプラントの可能性があります
o 拡張可能な加熱ネットワークです
o 顧客分析ですo 政治的、社会的発展です 変換フェーズでプラントの動作がどのように保証されるかを示します 新たなサービス（光ファイバーインターネット接続、
既存のケーブルパイプヒーターネットワークへのケ
ーブル敷設、追加の冷却ネットワーク、お客様へのサービスの拡張（二次的な最適化または熱交換器の清掃、電気自動車の共有など）を提供します。）
 共同での改装および改装戦略を推奨します
改修戦略の実施決定された改修及び改修対策を実施し、パフォーマン
スレビューを実施します（例：バイオマスDHプラントのQMによる監視）。

18.3.3 改装不可
実現可能性の調査では、技術的または管理的な枠組みの条件のために、改修を実施できない、または非常に困難な状況でのみ実施できると結論付けることができます。その理由としては、暖房設備または敷地内のスペース不足、リース契約の期限切れ、ビルドまたは運
転許可の欠落または取得不能、技術的または法的枠組
み条件の大幅な変更などが挙げられます。また、改修や必要な資金調達の経済的実行可能性を確保できない
可能性があります。このような状況では、施設の将来の運用を確保するために、他の方法を検討する必要があります。

 改修対策を確認します（第11.2章を参照）。
 熱発生のための再生方法を示します。
o 粒子の沈殿物を改造または再生します
o 蓄熱タンクの改造、改造、または蓄熱管理の改善を行いますo 燃料排出システムを変更または交換しなさい
o 単一または複数のバイオマスボイラーを交換しますo 改良段階の排ガス再循環（一次 / 二次）
o 熱回収を改良しました
o 暖房プラントの水流最適化
o 排出除去および灰コンベアシステム（中間灰ス
トレージを含む）の物流を改善しますo 新しいヒートキャリア/熱源を統合します
o 熱発生出力の可能性を確認します 熱分散のための改修対策を現在実施しています。
o プロフェッショナルな顧客獲得と顧客ケアを提供します
o 展開ステージを定義します
o 熱回収後の改良のために、リターン温度を低減します
o 暖房ネットワークの長期的な改装と近代化のコンセプトです。これには、特に配管断面の体系的な改装、供給エリアにおける他の建設活動（道路改修など）との調整、熱交換器、レギュ
レータ、制御弁、またはハウス移送ステーショ
ン全体の再配置が含まれます。
 個々の改修対策の適切な段階的手順を確認します

206

熱発生プラントの新たな建設
既存の熱源プラントの改修が不可能な場合は、既存の地域熱ネットワークの同じ場所または別の場所で、廃止と完全に新しい建設を検討する必要があります。これにより、技術的および経済的な制約を受けることな
く、新しい計画プロセスを実行できます。特に、これにより既存の熱ネットワークを高密度化し、元の熱ネットワークにすることが可能になります。新しい熱源
プラントの設計により、以下の理由から、低い運転コ
ストと燃料コストでシステムを実現する機会が得られます。
 よりコスト効率の高い燃料分類を使用できます 燃料と灰の物流を再定義できます 新しいヒートキャリア/熱源を含めることができます 年間効率が高く、メンテナンスや修理にかかるコス
トが低く、長期的には大きな拡張性を持つ加熱技術とシステム寸法を選択できます。
他のプラントとマージ
また、既存の暖房設備を改修・新規工事ではなく、近隣の別の暖房設備と統合することで、既存の問題を解決できるかどうかを検討する必要があります。もう一方の暖房設備の容量が2つの暖房ネットワークを統合するのに十分でない場合、または拡張電位がすでに枯渇している場合は、両方の暖房ネットワーク用の新しい
中央l暖房設備を新しい場所に建設できるかどうかも検討できます。

パート3 -運用と管理について説明
既存の熱生成プラントのすぐ近くに他のいくつかの暖房ネットワークがある場合は、すべての地域暖房ネッ
トワークの統合が考えられ、有利であるかどうかを検討する必要があります。個々の暖房設備を使用して、または適切な場所に新しい中央暖房設備を建設することができます。
契約
プラントの再生を実行することの難しさの場合には、建築業者の介入は選択である場合もある。実務経験から、専門の請負業者がプロジェクトに新しいコンセプ
ト、ビジネスモデル、長期的な開発の視点をもたらし、
古いプラントの活性化を促進できることが示されています。
専門の請負業者の中には、すでに海草バイオマスのDHプラントや地域暖房ネットワークを運営しているものがあり、既存のプラントの評価と活性化の経験を持っているものもあります。たとえば、一元管理、専門マーケティング、既存の運用スタッフ、既存の燃料サプ
ライチェーンを通じて、相乗効果を使用し、コストを削減できます。

207

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

付属書

208

付属書

19 規制
バイオマス加熱プラントを建設し、運転する際には、さまざまな要件を遵守する必要があります。計画担当
者は、法令、基準、ガイドライン、およびその他の遵守すべき規制を把握し、適用する責任があります。フォローは、スイス、ドイツ、オーストリアの関連規制の一部です。国際規制に加えて、国際規制が関連している場合があります。たとえば、国際標準化機構（ ISO ） 、 欧 州 Pean Committee for Standardization（CEN）などです。選択は、次のようなトピックに基づいています。
燃料要件
記載されている規制の燃料要件は、燃料がどのタイプの燃料システムに対して許可されるかなどを定義して
います。

ノイズ保護
バイオマス暖房設備の運転中の音の伝播（空気中の音と構造に由来する音）の影響を常に明確にし、地域の騒音保護規制を遵守する必要があります。
騒音の主な源は排気ファン、煙突の上、サイロの放出、伝達および輸送技術であり、適当であれば、現場の木チップ燃料の準備。適切な対策を講じる
ことで、騒音排出量を削減することができます。
雷保護システムバイオマスの暖房設備、機械、および地域の熱ネットワークは、雷およびサージ保護装置によって雷から保護する必要があります。
爆発の防止
爆発の危険性が高い危険区域では、建設的な予防措置および運用的予防措置を事前に実施する必要があります。

汚染物質の排出量
粉塵や一酸化炭素などの大気汚染物質の排出は、窒素
酸化物や二酸化硫黄などに制限されます。通常、限界
は、バイオマス加熱プラントの定格熱入力と使用燃料によって異なります。
灰
木材灰の輸送、肥料としての利用、および（フィルター）灰の処分は、法律により規制されています。今後、灰をリサイクルする場合は、灰分を大量に採取する必要があります。
安全衛生
事故防止は常に重要である。たとえば、木質燃料貯蔵施設に入る人が倒れたり、埋没したり、コンベアシス
テムによって負傷したりすることを防止する必要があります。湿った燃料を貯蔵することで、サイロ、油圧室、ボイラー室の床に回収できる発酵ガスが生成されます。危険区域には適切な換気装置を設置して、人員の窒息のリスクを回避する必要があります。場合によっては、責任当局が個人保護のためにCO警告装置を規定していることもあります。木材チップの保管枠には、金型の成長の可能性を示す通知を添付し、関連する健康被害を指摘する必要があります。木製ペレットを密閉された空間に保管する場合、一酸化炭素が発生する
危険性を示すために注意が必要です。灰の取り扱いは危険と同様に関連する可能性があり、スタッフは適切な対策（粉塵保護など）を講じて保護する必要があります。
水流安全装置
安全装置を設置することで、特にボイラーなどの熱発生器の水流システムの温度や圧力の許容できない上昇を防止する必要があります。

火災防止
ボイラー室や燃料貯蔵エリアでの火災の発生や広がり
は、適切な機器や構造的対策を講じて防止する必要があります。非常口を利用できる必要があります。
209

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

スイスの規制、条例、基準、ガイドライン
スイスで暖房システムを導入する際には、多くの法的規定、条例、ガイドライン、基準を遵守する必要があります。加
熱技術やバイオマスのエネルギー利用に重要な規制を以下に示します。誤りや脱落については一切責任を負いません。
法的規制は常に最新バージョンで適用する必要があります。
表19.1スイスの規制、条例、基準、ガイドライン（選択）Topic

Short title

Title

Description

Demandassessment

SIA-Norm 380/1
SIA-Norm 384/1 /2/3 SIA-Norm 385/1

Grundlagen für energetische Berechnungenvon Gebäuden
Heizungsanlagen in Gebäuden
Anlagen für Trinkwarmwasser in Gebäuden
–Grundlagen und Anforde-rungen

Basics for energy calculations of buildings
Heating systems in buildings
Installations for domestic hot water in buildings - Basic principles and requirements

Contractual ar- SIA 108
rangements
SIA 112
SIA 118

Ordnung für Leistungen und Honorare derIn- genieureinnen und Ingenieure derBereichen Gebäudetechnik, Maschinenbau
und Elektro- technik
Modell Bauplanung
Allgemeine Bedingungen für Bauarbeiten

Regulations for Services and Fees of Engineers in the Fields of Building Technology,
Mechanical and Electrical Engineering
Building design
General conditions for construction work

Fuelrequirements

LRV
EN ISO 17225

Luftreinhalte-Verordnung
Feste Biobrennstoffe (ersetzt EN 14961)

Air Pollution Control Ordinance
Solid biofuels (replaces EN 14961)

Emission requirements

LRV
Cercl`Air
Empfehlung Nr. 31p

Luftreinhalte-Verordnung

Air Pollution Control Ordinance

Ash

VVEA
VeVA

Safety

Suva

SWIKI

SN EN 12779

210

Vollzugsblätter Emissionsüberwachung Holz- Enforcement sheets, emission monitoring, bifeuerungen über 70 kWFWL
omass firing systems over 70 kW input capacity
Verordnung über die Vermeidung und die
Entsorgung von Abfällen
Verordnung über den Verkehr mit Abfällen

Ordinance on the Avoidance and Disposal of
Waste
Ordinance on the Movement of Waste

Schweizerische Unfallversicherungsanstalt
Grünschnitzelsilos (Best. Nr. 66050.D)
Checkliste Grünschnitzelsilos (Best. Nr.
67006.D)
Checkliste Holzspänesilos (Best. Nr.
67007.D)
Merkblatt Explosionsschutz(www.suva.ch/2153.d)

Swiss Accident Insurance FundGreen chips silos (order no. 66050.D)
Checklist green chips silos

SUVA 88813 – Die acht lebenswichtigen
Re- geln der Instandhaltung

The eight vital rules of maintenance

Schweizerischer Verein von Gebäudetechnik-Ingenieuren
Richtlinie 91-1 Be- und Entlüftung von Heizräumen
Richtlinie HE301-01 Sicherheitstechnische
Einrichtung für Heizungsanlagen (ersetzt
Richtlinie 91-1 mit Ergänzungen Nr.1 und 2)
BT 102-01 Wasserbeschaffenheit für Gebäudetechnik-Anlagen
Richtlinie HE200-01 Lagerung von Holzpellets beim Endkunden

Swiss association of Building Services Engineers
Guideline ventilation of boiler rooms

Sicherheit von Holzbearbeitungsmaschinen Ortsfeste Absauganlagen für Holzstaub und
Späne - Sicherheitstechnische AnforderungenSafety of woodworking machines - Stationary
suction systems for wood dust and chips Safety requirements

Checklist wood shavings silos
Leaflet on explosion prevention

Guideline safety equipment for heating systems (replaces guideline 91-1 with supplements No.1 and 2)
Water quality for building services installations
Guideline storage of wood pellets at the end
customer's premises

付属書
DGUV-Information 209-083

Silos für das Lagern von Holzstaub und -spänen – Bauliche Gestaltung, Betrieb
Absauganlagen und Silos für Holzstaub und späne; Brand- und Explosionsschutz

Silos for the storage of wood dust and chips Structural design, operation
Extraction systems and silos for wood dust
and chips; Fire and explosion prevention

DGV

Druckgeräteverordnung DGV (SR 930.114)

Pressure Equipment OrdinanceproPellets.ch

Empfehlungen zur Lagerung von Holzpellets
2018

Recommendations for storing wood pellets

VKF

Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen
Brandschutzrichtlinie 24-15 Wärmetechnische Anlagen104-15 Spänefeuerungen105-15 Schnitzelfeuerungen106-15 PelletsfeuerungenAbgasanlagen ff

Association of Cantonal Fire Insurers

DGUV-Information 209-045
BGI Informationen 739-2

Fire
prevention

Lokale feuerpolizeiliche
VorschriftenFire Protection Guideline Thermal Systems
Shavings furnaces
Wood chips furnaces
Pellet furnaces
Exhaust gas equipment
Local fire regulations

Noise
reduction

LSV
SIA 181Chimney
cross-section
andchimneyheightLRV

Luftreinhalte-Verordnung

Air Pollution Control Ordinance

SIA 384/4
BAFU

Kamine für den HausbrandBundesamt für Umwelt
UV-1318-D Mindesthöhe von Kaminen überDach

Chimneys for domestic use
Federal Office for the Environment
UV-1318-D Minimum height of chimneys
above the roof

Lärmschutz-Verordnung
Schallschutz im Hochbau

Noise Abatement OrdinanceSound insulation in building construction211

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
ドイツの規制、条例、基準、ガイドライン
ドイツで暖房システムを導入する際には、多くの法的規定、条例、ガイドライン、基準を遵守する必要があります。ドイツの法律に加えて、欧州の法的規制や基準もますます重要になってきています。加熱技術やバイオマスのエネルギー利用に重要な規制を以下に示します。誤りや脱落については一切責任を負いません。法的規制は常に最新バージョンで適用する必要があります。
表19.2ドイツの規制、条例、基準、ガイドライン（選択）Topic

Short title

Title

Description

Demandassessment

GEG
DIN EN 12831-1

Gebäudeenergiegesetz
Heizungsanlagen in Gebäuden
Energetische Bewertung von Gebäuden
Energetische Bewertung von Gebäuden
Wirtschaftlichkeit gebäudetechnischer Anlagen

Building Energy Act
Heating systems in buildings
Energy assessment of buildings
Energy assessment of buildings
Efficiency of technical building systems

Bürgerliches Gesetzbuch
Vergabeverordnung
Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen
Verordnung über allgemeine Bedingungenfür die Versorgung mit Fern-wärme
Verordnung über verbrauchsabhängige Abrechnung der Heiz- und Warmwasserkosten
Honorarordnung für Architekten und Ingenieure

Civil Code
Procurement Ordinance
German Construction Contract Procedures

Bundes-Immissionsschutzgesetz
Technische Anleitung zur Reinhaltung der
Luft
Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen
Verordnung über genehmigungsbedürftige
AnlagenVerordnung über Grossfeuerungs-, Gasturbinen- und Verbrennungsmotoranlagen
Verordnung über mittelgrosse Feuerungs-,
Gasturbinen- und Verbrennungsmotoranlagen
Biogene Festbrennstoffe (ersetzt DIN EN
14961)

Federal Immission Control Act
Instructions on Air Quality Control

see abovesee above

Messen von Partikeln
Emissionsminderung
Emissionen aus stationären Quellen: Methoden zum qualitativen Nachweis des kontinuierlichen effektiven Betriebs von Staubabscheidern bei Feuerungsanlagen für feste
Brennstoffe mit einer Feuerungswärmeleistung zwischen 1 MW und weniger als 5 MW

Measurement of particles
Emissions reduction
Emissions from stationary sources: Methods
for the qualitative demonstration of the continuous effective operation of dust collectors
in combustion plants for solid fuels with a
rated thermal input between 1 MW and lessthan 5 MW

Verordnung über Anlagen zum Umgang mit
wassergefährdenden Stoffen
Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung

Ordinance on Installations for Handling Substances Hazardous to Water
Federal Soil Protection and ContaminatedSites Ordinance

DIN V 18599
DIN EN ISO 52016-1
VDI 2067
Contractual ar- BGB
rangements
VgV
VOB
AVBFernwärmeVHeizKVHOAI
Fuelrequirements

BImSchG
TA Luft
1. BImSchV
4. BImSchV
13. BImSchV
44. BImSchVDIN EN ISO 17225
Emission andimmissionrequirements

BImSchG
TA Luft
1. BImSchV
4. BImSchV
13. BImSchV
44. BImSchV
VDI 2066
VDI 3462-4
VDI 3253

AwSV
BBodSchV212

Ordinance on general conditions for the supply of district heating
Heating Ordinance on consumption-based
billing of heating and hot water costs
Scale of fees for architects and engineers

Ordinance on small and medium-sized combustion plants
Ordinance on Installations Requiring a Permit
Ordinance on Large Combustion Plants, Gas
Turbines and Internal Combustion Engines
Ordinance on medium-sized combustion, gas
turbine and internal combustion engine
plantsBiogenic solid fuels (replaces DIN EN 14961)

付属書

SafetyKrWG

Kreislaufwirtschaftsgesetz

DüG
AVV
BioAbfV
DepV
DüMV
DüV
NachwV

Düngegesetz
Abfallverzeichnis-Verordnung
Bioabfallverordnung
Deponieverordnung
Düngemittelverordnung
Düngeverordnung
Nachweis-Verordnung

UVV
DGUV

Unfallverhütungsvorschriften
DGUV Vorschriften- und Regelwerk

MRL
DGRL
NiederspannungsRL EMV-RL
REACH
BetrSichV
DIN EN ISO 12100
DIN EN 303-5

DIN EN 12828
DIN EN 61000
DIN 4747
VDI 2694
VDI 2035

VDI 3464

AGFW-FW
DEPV
Fire and
explosion prevention

MBO
FeuV
VVB
ATEX
ISO 8421
DIN EN
1127

Accident prevention regulations
German Statutory Accident Insurance Rules
and Regulations
Maschinen-Richtlinie
Machinery Directive
Druckgeräte-Richtlinie
Pressure Equipment Directive
Niederspannungsrichtlinie
Low-Voltage Directive
Elektromagnetische Verträglichkeit-Richtlinie Electromagnetic Compatibility Directive
Registration, Evaluation, Authorisation and
REACH-Verordnung
Restriction of Chemicals Regulation
Betriebssicherheitsverordnung
Ordinance on Industrial Safety and HealthSicherheit von Maschinen
Safety of machinery
Heating boilers - Boilers for solid fuels, manHeizkessel – Heizkessel für feste Brennually and automatically fired, nominal heat instoffe, manuell und automatisch beschickte
Feuerungen, Nennwärmeleistung bis 500 kW put not exceeding 500 kW - Definitions, requirements, testing and marking– Begriffe, Anforderungen, Prüfung und
Kennzeichnung
Heating systems in buildings - Design of waHeizungsanlagen in Gebäuden – Planung
ter heating systems
von Wasserheizungsanlagen
Electromagnetic compatibility (EMC)
Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
District heating systems
Fernwärmeanlagen
Bunkers and silos
Bunker und Silos
Verhütung von Schäden durch Korrosion und Prevention of damage due to corrosion andscale formation in hot water heating systems
Steinbildung in Warm-wasserheizungsanlagen
Lagerung von Holzpellets beim Verbraucher Anforderungen an Lager sowie Herstellung
und Anlieferung der Pellets unter Gesundheits- und Sichereitsaspekten
AGFW-Regelwerk
Leitfaden zur Lagerung von Holzpellets
Musterbauordnung
Feuerungsverordnung
Verordnung über die Verhütung von Bränden
ATEX-Herstellerrichtlinie, ATEX-Betriebsrichtlinie
Brandschutz, Begriffe
Explosionsfähige Atmosphären - Explosionsschutz
Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen

Noiseprotection

BImSchG
TA Lärm

Storage of wood pellets at the consumer Requirements for storage as well as production and delivery of the pellets under healthand safety aspects
AGFW Rulebook
Guideline for the storage of wood pellets

Staubbrände und Staubexplosionen

Model Building CodeFiring OrdinanceOrdinance on the Prevention of Fires
ATEX (ATmosphères Explosives) manufacturer's directive, ATEX operating directive
Fire prevention, terms
Explosive atmospheres - Explosion prevention
Fire behaviour of building materials and components
Dust fires and dust explosions

Bundes-Immissionsschutzgesetz
Technische Anleitung zum Schutz gegen
Lärm
AGFW-Regelwerk

Federal Immission Control Act
Technical Instructions for Protection against
Noise
AGFW set of rules

Technische Anleitung zur Reinhaltung derTechnical Instructions on Air Quality Control

DIN 4102
VDI 2263

German Closed Substance Cycle Waste
Management Act
Fertiliser Act
Waste Catalogue Ordinance
Biowaste OrdinanceLandfill OrdinanceFertiliser OrdinanceFertilising Ordinance
Verification Ordinance

AGFW-FW
Chimney

TA Luft

213

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

DIN EN 13084
DIN EN 13384
DIN 1298
DIN 18160
VDI 3781-4
Lightning protection

214

DIN EN 61643

Luft
Freistehende Schornsteine
Abgasanlagen – Wärme- und strömungstechnische Berechnungsverfahren
Abgasanlagen - Verbindungsstücke für Feuerungsanlagen
Abgasanlagen
Ableitbedingungen für Abgase

Free-standing chimneys
Exhaust systems - Thermal and fluidic calculation methods
Exhaust systems - Connecting pieces for
combustion systems
Exhaust systems
Discharge conditions for exhaust gasesÜberspannungsschutzgeräte für Niederspan- Low-voltage surge protection devices
nung

付属書
オーストリアの規制、条例、基準、ガイドライン
オーストリアで暖房システムを導入する際には、多くの法的規定、条例、ガイドライン、基準を遵守する必要があります。以下は、暖房技術とバイオマスからのエネルギーの利用に関するオーストリアで最も重要な規制の抜粋です。誤りや脱落については一切責任を負いません。
法的規制は常に最新バージョンで適用する必要があります。オーストリアの法律や条例は、 http://www.ris.bka.gv.at.で無料で入手できます全国的に適用される規格およびガイドラインは、次の団体によって、いずれかの人々によって発行されています。
 Austrian Standards Institute (Austrian Standards) - http://www.austrian-standards.at
 Austrian Association for Electrical Engineering (ÖVE) - http://www.ove.at
 Austrian Board of Trustees for Agricultural Engineering and Rural Development (ÖKL) - http://www.oekl.at Austrian Noise Abatement Working Group (ÖAL) - http://www.oal.at Prüfstelle für Brandschutztechnik - http://www.pruefstelle.at, Allgemeine Unfallversicherungsanstalt (AUVA)- http://www.auva.at.
表19.3

オーストリアの規制、条例、基準、ガイドライン（選択）Topic

Short title

Title

Description

Plant
operation

GewO
NSG

Gewerbeordnung
Naturschutzgesetze der Länder

Trade regulations
Nature conservation laws

Demandassessment
andconceptionÖNORM EN ISO 52016

Energetische Bewertung von Gebäuden

Energy assessment of buildingsÖNORM EN 12828

Heizungsanlagen in Gebäuden - Planung
von Warmwasser-Heizungsanlagen

Heating systemsÖNORM H 5151-1

Planung von zentralen Warmwasser-Heizungsanlagen mit oder ohne Warmwasserbereitung - Teil 1: Gebäude mit einem spezifischen Transmissionsleitwert über 0,5
W/(K.m²) - Ergänzungsnorm zu ÖNORM
EN 12828

Design of domestic hot water heating systemsÖNORM EN 12831-1

Heizungsanlagen in Gebäuden - Verfahren
zur Berechnung der Norm-Heizlast

Heating systems in buildings - Method for
calculating the standard heating loadÖNORM H 7500-1

Heizungssysteme in Gebäuden - Verfahren
zur Berechnung der Norm-Heizlast für Gebäude mit einem mittleren U -Wert >= 0,5
W/(m2 · K) - Nationale Ergänzung zuÖNORM EN 12831-1

Heating systems in buildings - Procedure forcalculation of standard heating load for buildingsÖNORM H 7500-3

Heizungssysteme in Gebäuden - Teil 3: Vereinfachtes Verfahren zur Berechnung derNorm-Gebäudeheizlast

Heating systems in buildings - Part 3: Simplified method for calculation of standard building heating loadÖNORM H 5142

Haustechnische Anlagen - Hydraulische
Schaltungen für Warmwasser-Heizungsanlagen, Kühlsysteme und solarthermische Anlagen

Building services - hydraulic circuits for hot
water heating systems, cooling systems andsolar thermal systemsÖNORM B 2503

Kanalanlagen - Ergänzende Richtlinien

Sewer systems - Supplementary guidelinesÖNORM B 2506

Regenwasser-Sickeranlagen

Rainwater seepage systemsÖNORM H 5050

Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden

Overall energy performance of buildings

OIB-RL 6/2019

Energieeinsparung und Wärmeschutz

Guidelines on energy saving and thermal insulation for buildings of the Austrian Instituteof Construction EngineeringÖNORM M 7140

Betriebswirtschaftliche Vergleichsrechnung
für Energiesysteme nach dynamischen Rechenmethoden

Comparative economic calculation for energy
systems according to dynamic calculation
methods

ÖKL-Merkblatt Nr. 67

Planung von Biomasseheizwerken undNah- wärmenetzen

Leaflet on planning of biomass heating plants
and local heating networks

in buildings -215

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
VDI 2067

Wirtschaftlichkeit gebäudetechnischer Anlagen

Efficiency of technical building systems

BVerG

Bundesvergabegesetz

Federal Procurement Act

HeizKG

Heizkostenabrechnungsgesetz

Heating Cost Settlement ActÖNORM A 2050

Vergabe von Aufträgen über Leistungen Ausschreibung, Angebot und Zuschlag –Verfahrensnorm

Award of contracts for services - Invitation totender, tender and contract award - Procedural standardÖNORM A 2060

Allgemeine Vertragsbestimmungen für Leistungen – Vertragsnorm

General contractual provisions for services Contract standardÖNORM EN ISO 17225
ÖNORM C4005

Biogene Festbrennstoffe
Holzhackgut und Schredderholz für die energetische Verwertung in Anlagen mit einer
Nenn-Wärmeleistung über 500 kW - Anforderungen und Prüfbestimmungen - Nationale
Ergänzung zu ÖNORM EN ISO 17225-1
Energiewirtschaftliche Nutzung von Holz und
Rinde
als
Brennstoff–
Begriffsbestimmungen und Merkmale
Abfallverzeichnis

Biogenic solid fuels
Wood chips and shredder wood for energy
recovery in plants with a rated thermal input
exceeding 500 kW - Requirements and test
specifications - National supplement toÖNORM EN ISO 17225-1
Energy recovery from wood and bark as fuel- Definitions and characteristics

IG-L
WRG
AAEV
IEV
RL 2000/76/EG

Feuerungsanlagenverordnung
Abfallwirtschaftsgesetz u. Abfallwirtschaftskonzept (AWK)
Immissionsschutzgesetz - Luft
Wasserrechtsgesetz
Allgemeine Abwasseremissionsverordnung
Indirekteinleiterverordnung
Richtlinie über die Verbrennung von Abfällen

Firing Installations OrdinanceWaste Management Act and Waste Management Concept (AWK)Air Pollution Act
Water Act
General Waste Water Emission OrdinanceIndirect Discharger Ordinance
EC Directive on the incineration of waste

AWG
KPV
AVV
AbfallbilanzV
ALSAG

Abfallwirtschaftsgesetz
Kompostverordnung
Abfallverzeichnisverordnung
Abfallbilanzverordnung
Altlastensanierungsgesetz

DMG
ForstG
WRG

Düngemittelgesetz
Forstgesetz
Wasserrechtsgesetz
Ascherichtlinien der Länder

Waste Management Law
Compost OrdinanceWaste Catalogue OrdinanceWaste Balance Sheet Ordinance
Act on the Remediation of ContaminatedSites
Fertilisers Act
Forest Act
Water ActAsh guidelines of the countries

Noise
protectionÖNORM B 8115
ÖAL-Richtlinien

Schallschutz und Raumakustik im Hochbau
Richtlinien des Österreichischen Arbeitsring
für Lärmbekämpfung

Safety

AschG
BauKG
ETG
AAV
AstV
BauV
DDGVO
ETV
ESV
ÖNORM EN 303-5

ArbeitnehmerInnenschutzgesetz
Bauarbeitenkoordinationsgesetz
Elektrotechnikgesetz
Allgemeine Arbeitnehmerschutzverordnung
Arbeitsstättenverordnung
Bauarbeiterschutzverordnung
Duale Druckgeräteverordnung
Elektrotechnikverordnung
Elektroschutzverordnung

Contractual
arrangements

FuelrequirementsÖNORM M 7132

ÖNORM S2100
Emission andimmissionrequirements

Ash

216

FAV
AWG

List of waste

Sound insulation and room acoustics in building construction
Guidelines of the Austrian Working Group for
Noise Abatement

Employee Protection Act
Construction Work Coordination Act
Electrical Engineering Act
General Employee Protection Ordinance
Workplace OrdinanceConstruction Worker Protection Ordinance
Pressure Equipment OrdinanceElectrical Engineering OrdinanceElectrical Safety Ordinance
Boilers - Solid fuel boilers, manually and auHeizkessel – Heizkessel für feste Brenntomatically fired, nominal heat input not exstoffe, manuell und automatisch beschickte
Feuerungen, Nennwärmeleistung bis 500 kW ceeding 500 kW - Definitions, requirements,
testing and marking– Begriffe, Anforderungen, Prüfung und付属書
KennzeichnungÖNORM M 7510-4

ÖVE E 8120
ÖVE/ÖNORM E 8200-627
ÖVE EN 50110
DIN EN 61000
AUVA-Merkblätter
ÖNORM EN ISO 20023

ÖNORM H5195-1

Fire
preventionÖNORM EN 1366
ÖNORM B 3800
ÖNORM F 1000ÖNORM H 5170

TRVB H118
TRVB
Lightningprotection

ÖVE E 40/1987Überprüfung von Heizungsanlagen – Einfache Überprüfung von Feuerungsanlagen fürfeste Brennstoffe
Verlegung von Energie-, Steuer- und Messkabeln
Vieladrige und vielpaarige Kabel für die Verlegung in Luft und in Erde
Betrieb von elektrischen Anlagen
Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
Sicherheitsinformationen der Allgemeinen
Unfallversicherungsanstalt
Biogene Festbrennstoffe - Sicherheit vonPellets aus biogenen Fest-brennstoffen - Sicherer Umgang und Lagerung von Holzpellets in häuslichen- und anderen kleinen Feuerstätten
Wärmeträger für haustechnische Anlagen Teil 1: Verhütung von Schäden durch Korrosion und Steinbildung in geschlossenen
Warmwasser-Heizungsanlagen

Inspection of heating systems - Simple inspection of firing systems for solid fuels
Laying of power, control and measuring cablesMulticore and multipair cables for installationin air and in earth
Operation of electrical installations
Electromagnetic compatibility (EMC)
Safety information of the General Accident
Insurance Institution
Biogenic solid fuels - Safety of pellets frombiogenic solid fuels - Safe handling and storage of wood pellets in domestic and othersmall combustion plants
Heat transfer media for domestic installations- Part 1: Prevention of damage by corrosion
and scale formation in closed hot water heating systems

Feuerwiderstandsprüfung für Installationen
Fire resistance test for installations
Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen Fire behaviour of building materials and components
Feuerwehrtechnik und Brandschutzwesen
Firefighting and fire prevention technology
Heating installations - Requirements for conHeizungsanlagen – Anforderungen an die
struction and safety engineering and to fireBau- und Sicherheitstechnik sowie an den
and environmental protection
Brand- und Umweltschutz
Automatische Holzfeuerungen
Automatic biomass furnaces
Technische Richtlinien vorbeugender Brand- Technical Guidelines for Preventive Fire Proschutz
tectionÖVE/ÖNORM E 8049

Schutz von Erdern und erdverlegten Metallteilen gegen Korrosion
Blitzschutz baulicher Anlagen

Protection of earth electrodes and buried
metal parts against corro-sion
Lightning protection of structures

Explosion
prevention

ExSV 2015
ElExV 1993

Explosionsschutzverordnung
Elektro-Ex-Verordnung

Explosion Protection Ordinance
Explosion protection for electrical equipment

ChimneyÖNORM M 9440

Ausbreitung von luftverunreinigenden Stoffen
in der Atmosphäre – Berechnung von Immissionskonzentrationen
Abgasanlagen – Wärme- und strömungstechnische Berechnungsverfahren

Dispersion of air pollutants in the atmosphere- Calculation of ambient air concentrations
Exhaust systems - Thermal and fluidic calculation methods

DIN EN 13384

217

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

20 重要な計算と変換
20.1 過剰空気比ラムダ
過剰空気比（λ）は、供給エア量と理論空燃比（=理論上の最小必要量）の間の比率を示します。

λ

供給燃焼空気量

化学量論的燃焼空気量

過剰空気比は、燃焼品質と燃焼温度に影響を与えます。排ガス成分 [60]から計算できます簡略化された手順では、ラムダを計算するために次の式を作成できます。
λ 

2121  O2  0.4 CO



or
λ





20.4
CO2  COandO2  21 CO2


with:



 0.6 COCO2=

carbon dioxide concentration in dry exhaust gas[vol-%]

CO=

carbon monoxide concentration in dry exhaust gas[vol-%]

O2=

Oxygen concentration in dry exhaust gas[vol-%]

20.4=

CO2 max (= maximum possible CO2-content in exhaust gas)

[vol-%]

21=

Oxygen concentration of air[vol-%]



Example:Measured variables:
















CO2

=

9.0 vol-%CO=

250 ppm = 0.025 vol-%

Calculation:

λ 

21
21  9  0.6 * 0.025

 1.75

評価：一方で、過剰空気比ラムダ（λ）は可能な限り低くなければなりません（燃焼効率が高い）。一方で、燃焼空気の量が不十分なため、低すぎてはなりません。 燃焼品質が大幅に低下し、燃焼温度が危険な範囲に上昇します（スラングの危険）。
過剰空気比は、通常、λ 約1.6 ~ 2.2（バイオマス炉用）です。

注意：いわゆる「ラムダセンサ」は、湿ガスの排出ガスの酸素含有量または過剰空気比を測定します。乾ガスへの変換については、第 20.5章を参照してください

218

付属書

20.2 ppmからmg/m³変換
CO、HC、NOxの排出量測定装置 は、通常、vol-% またはppm単位で測定値を示します 。単位はppm（ppm = parts
per million = 1：1000000 = 1000万番目）は、体積%と同様にガスの体積分に対応し 、その結果、ガス温度と圧力に依存しません。表 20.1にしたがって、vol-% からppmへの変換を行うことができます
Table 20.1

vol-% からppmへの変換
vol.-%

ppm

100
10
1
0.1
0.01
0.001
0.00011,000,000
100,000
10,000
1,000
100
10
1

排出制限値は通常、容積単位ではなくmg/m3単位で表示されます。ppmからmg/m3への変換
は、それぞれのガス成分の密度を乗算して行います 。値は標準条件（温度= 0°C、圧力= 1013 mbar）で指定されるため、変換は標準密度（モル質量/標準体積）、つまり標準条件での密度で行われます。
emission value [mg/m 3]=

standard density in kg/m3*

emission value in ppm

CO [mg/m3]=

1.25 kg/m*

CO [ppm]NOx [mg/m3]=

2.05 kg/m*

NOx [ppm] (NOx given as NO2 ≈ 2.05 kg/m3)

HC* [mg/m3]=

0.54 kg/m*

HC [ppm] (for CH4 as calibration gas ≈ 0.54 kg/m3)

HC* [mg/m3]=

1.62 kg/m*

HC [ppm] (for C3H8 as calibration gas ≈ 1.62 kg/m3)* ガス有機物質。総炭素（C）として表示されます。

例CO濃度の変換（基準酸素含有量への変換は行われません）
Measured value:CO=

200 ppm

Calculation:

CO [mg/m3]=

1.25 kg/m3 * CO [ppm] = 1.25 kg/m3 * 200 ppm = 250 mg/m3

219

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

20.3 O2基準値
同じユニットで異なる炉からの排ガスや異なる試験を比較するには、基準値が必要です。排出量を基準値に変換しないと、他のデータとの比較はできません。乾ガス中の酸素含有量O2 は基準値として定義されます。基準酸素含有量は国によって異なり、プラントの規模によって異なります。大気汚染防止規則（Luftreinhalte-Verordnung LRV）では、基準酸
素含有量は定格熱入力1MWまで適用され、上記の11 %が適用されます。バイオマスシステム用の欧州規格EN303-5では、基準酸素含有量が10%で、定格熱出力が500 kWまで適用されます。参照
44BimSchVは6%の基準酸素含有量で、定格熱入力が1MWを超える中規模バイオマスシステムに適用されます。
表20.2を参照してください vol-% O2 reference を λreferenceに変換
Vol-% O2,ref

λref

13
11
10
6

2.625
2.100
1.910
1.400

排ガス測定値は、定義された基準数量（標準条件および基準酸素含有量）に変換する必要があります。これにより、排ガスを偽の空気で希釈することで、低い排出値が特定されるのを防ぎます（例えば、排気測定のための煙突インレット
上流サンプリング）。変換により、測定値は、対応する基準酸素含有量に従って指定された希釈値に変換されます。変
換は、次のスキームに従って実行されます。



これは、基準O2含有量に応じて測定されたλからλへの変換に相当します。λ の計算は、O2またはCO2を測定して実行できます 。λrefを計算するには、対応する酸素含有量O2ref が使用されます。


例：基準酸素含有量を使用してCO濃度を計算

220

付属書
別の基準酸素含有量に変換
法的要件および性能クラスに応じて、基準酸素含有量の異なる排出制限値が適用されます。表20.3は 、特定の基準酸素含有量に関連してmg/m 3で示される排出値を、別の共通基準酸素含有量に変換するために使用できます 。
表20.3. 排出値を別の基準酸素含有量に変換
Reference oxygen
content in vol-%Reading example: 100 mg/m³ at reference oxygen content 10 vol-% equal 90.9 mg/m³ at 11 vol-% O2 and 136.4 mg/m³ at 6 vol-% O2

例：基準酸素含有量11％で得られたCO排出量を、vol 6％の参照酸素含有量に換算します。
初期値は次のとおり:

CO emission value=

180 mg/m3 based on 11 vol.% O2

CO emission value=

100 mg/m3 related to 11 vol.% O2 corresponds toCO emission value=

150 mg/m3 related to 6 vol.% O2

表20.3によりしたがって、CO排出量は6 vol.% O 2に変換さ れます。
2221

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

20.4 mg/m³からmg/MJに変換
オイルや木材など、さまざまな燃料の排出量を比較する場合、排出量は、発生するエネルギー量に関連しています 。
[mg/MJUseful or mg/kWhUseful]排出量とエネルギー量の割合は、排出係数とも呼ばれます。供給されたエネルギー量[mg/MJend]]も参照パラメータとして使用されることに注意してください。2つのパラメータは、効率または年間効率によってリンクされます。
各国では排出ガスの仕様が一般的であるため、測定値の国際比較にはmg/m3からmg/MJへの変換 が必要である。
mg/m3からmg/MJに変換する場合、 バイオマス燃焼時に供給されるエネルギー量は発熱量に依存するため、燃料の含水率量にも依存することに注意してください。つまり、正しい変換は、発熱量と燃料含水量がわかっている場合にのみ可能です。供給された燃料エネルギーまたは有効な熱への変換は、次のように実行できます。


例：参照酸素含有量でのmg/m3からmg/MJへのCO濃度の変換
初期値は次のとおり: CO222= 100 mg/m3 at 11 vol%.

M= 25 wt-%

λref

= 2.1

ηa

= 85 %

付属書

20.5 湿排ガスから乾排ガスに変換
一部の排ガス測定機器（フレームイオン化検出（FID）に基づく炭化水素測定機器や、化学発光検出（CLD）に基づく
NO x測定機器など）で は、高温の湿った排ガスで測定が行われます。その理由は、ガスクーラー内の排出ガス測定装置
上流の排ガスを通常の約5°Cまで冷却すると、測定対象の物質の一部が液体の濃度酸に流入し、測定機器の測定値が改ざんされるためです。排出制限値は、標準条件（0°C、1013 mbar）で乾燥排気ガスに適用されるため、水蒸気が排出
ガスの希釈につながるため、湿潤排気ガスで測定する場合は乾燥排気ガスへの変換を行う必要があります。高温、濡れた排気ガスでの速度測定では、湿度補正に加えて温度および圧力補正を行う必要があります。
変換係数fは、次の式 [54]に従って、過剰空気比 λ（乾燥排ガス）および燃料水含有量Mの知識を使用して計算できます
conversion factor f  volumeflow wet exhaust gas
volumeflow dryexhaust gas
conversion factor f  1  0.287 * Mλ100  M
Conversion factor f [-]


















 0.512

Water content M [wt-%]
図20.1

燃料含水率Mの関数としての変換係数fを示します

例：炭化水素濃度を湿潤排気ガスから乾燥排気ガスに変換します=

100 ppm

Water content M=

35 wt-%

Oxygen (O2)=

7.0 vol-% (λ = 1.5)

Reference oxygen content O2,ref=Conversion factor f from Figure 20.1=

11 vol-% (λref =
2.1)
1.2

Calibration gas Propane (C3H8) standard density=

1.62 kg/m3

測定値は次のとおり：Hydrocarbon concentration in wet exhaust gas HCw

Calculation:

注意：CO、NO x、CO2のIRおよびUV検出に基づく市販の測定機器の多くと、O2の常磁性に基づく測定機器を使用して、測定は乾燥した排気ガスで行われます。 この場合、湿った排気ガスから乾燥した排気ガスへの変換は必要ありません。

223

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

20.6 定格熱出力の決定
定格熱出力は、燃料システムが定格負荷で作動しているときに、ボイラー水に燃焼システムによって供給される熱容量です。熱量計を使用して直接測定できます。


QN  (Tflow

 Treturn ) * cpW * mW

定格熱出力は、ボイラー効率、発熱量、燃焼燃料流量によっても決定できます。


QN  η
boiler* NCV * mfuel

燃焼燃料質量流量が不明な場合は、過剰空気比と燃焼空気の体積流量または排ガスを測定することで間接的に判定でき
ます。
With

乾排気ガスの流量を直接測定することはできません。排気ガスの組成を把握した上で、ピトー管などを使用して速度を測定することで、湿潤体積流量を検出することができます。乾燥排ガスへの変換には、排ガスの水分含有量の値が必要である。この値は、排ガス内で（直接）決定されるか、または（直接）燃料含水量を介して決定される。

224











付属書

20.7 燃料質量流量の決定
湿潤燃料質量流量（1時間あたりkg）は、燃焼設備の定格熱出力、ボイラー効率、および正味発熱量NCVによって生成されます 。




Q
N

with:



mB

=

wet fuel mass flow

[kg/h]

QN=

nominal heat output[kW]ηboiler=boiler efficiency

[-]

NCV

=

net calorific (lower heating) value[MJ/kg]M=

fuel water content[wt-%]



望ましい定格熱出力を生成するために必要な燃料質量流量は、基本的に燃料の水含有量または発熱量に依存します。

Fuel mass flow [kg/h]

Texh-gas = 120°C λ = 1.6

M = 60 %ηboiler =M = 50 %ηboiler =M = 35 %ηboiler =92.5 %
M = 20 %Nominal heat output [kW]図20.2

定格熱出力に応じた燃料質量流量225

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

20.8 燃焼空気量の決定
燃焼空気の体積、つまり燃焼空気の体積流量は、乾燥排ガスの体積流量にほぼ相当します。












with:



Vair

=



Vexhgasd.b. =






























































M


combustion air volume[m3/h]

dry exhaust gas volume flow

[m3/h]

QN=

Nominal heat output

[kW]

ηk

=

boiler efficiency

[%]

M

=

fuel water content[wt-%]

λ=excess air ratio[-]

Vair min=stoichiometric combustion air volume = 4.58

[m3/kgfuel d.b.] = 2.4
ηboiler =89.7 %

Texh-gas = 120°
C M = 35 %Combustion air flow [m³ = 2.0
ηboiler =91.1 %


Nominal heat output [kW]



図20.

226



3公称熱出力と過剰空気比に応じた燃焼空気の流量

付属書
期待される定格熱出力を生成するために必要な燃焼空気の量は、過剰空気比と発熱量または水含有量によってほぼ同じ程度になります。

M = 60 %ηboiler = 90 %Texh-gas = 120°C


= 1.6

M = 50 %ηboiler =91.3 %

Combustion air flow [m³M = 35 %ηboiler =92.5 %

Nominal heat output [kW]図20.

3定格熱出力と過剰空気比に応じた燃焼空気の流量

227

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

20.9 排気ガス流量の決定
標準条件（0°Cで1013 mbar）でのバイオマスシステムの乾排ガス流量は、特定の定格熱出力を生成するために必要な燃焼空気流量にほぼ正確に対応しています。


Vexhgasd.b.  Vair

m3  
 h 

排ガスの流量は、排ガス温度および周囲圧力での湿潤排ガスなどの運転条件で決定できます。これは、乾燥排ガスから湿潤排ガスに変換し（ 20.5章を参照）、標準から作動条件に変換することで決定できます。




2
7
3

T
e
x
h

g
a
s





V
e
x
h

 = 1.6
M = 35 %p = 940 mbar

Texh-gas = 180 °C
Texh-gas = 150 °Exhaust gas flow [m³CT

Nominal heat output [kW]
図20.5

228

定格熱出力の関数としての動作条件での排ガス量

=

付属書

20.10 NOx質量流量の決定
通常、窒素酸化物（x以外）は、指定されたxの質量流量を超えた時点で、排出制限値に適合する必要があります 。たとえばスイスでは、NOx質量流量が2500 g/hを超えると、250mg/m3の排出制限値 （基準酸素含有量）がただちにで処理される必要があります このため、バイオマス加熱プラントの計画段階では、N xの質量流量を推定し、NOxの削減プロセスが必要かどうかを判断することが重要です （ 13.9.2章を参照）。

NOx マスフローは、公称負荷での排ガス量フローと、測定された酸素含有量でのNO x濃度から計算されます 。
NOx  Vexhgas d.b. *NOx g1000h


測定された酸素含有量を含むNOx濃度が不明な場合は、参照酸素含有量を含むNOx濃度を使用し、次のように酸素含有量を仮定することによって推定できます。
2
NOx  NOx O ref*21  O2
21  O2,refmg
 m3 




with:



=

NOx mass flow[g/h]Vexhgasd.b.

=

dry exhaust gas volume flow at 0 °C, 1013 mbar

[m3/h]NOx=

NOx concentration in dry exhaust gas at measured oxygen content[mg/m3]NOx O2 ref=NOx concentration in dry exhaust gas at reference oxygen content[mg/m3]O2=

oxygen content (measured at nominal load)[vol-%]

O2,ref=reference oxygen content[vol-%]

NOx


229

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

 = 1.6 / O2 = 8 %M = 35 %boiler = 90 %NOx mass flow [g/h]NOx concentration [mg/m³] at 11 % O2

Nominal heat output [kW]図20.6 kW単位の公称熱出力とさまざまなNOx濃度の関数としてのg/h単位のNOx質量流量。

NOx concentration [mg/m³] at 11 % O2

 = 1.6 / O2 = 8 %M = 35 %boiler = 90 %NOx mass flow [kg/h]






























Nominal heat output [MW]
図20.7 MW単位の公称熱出力とさまざまなNOx濃度の関数としてのg/h単位のNOx質量流量。

230

付属書

20.11 燃焼効率の決定
燃焼効率を計算するために、個々の排ガス成分のエネルギー含有量が決定されます。木材の燃焼方程式に基づいて、熱および化学的排ガスロスを計算できます。NussbaumerとGoodは、[60]木材燃料の簡略化された式を導き出しました。これにより、技術的なアプリケーションに十分な精度が得られます。
CO < 0.5 vol-%、CO 2 > 5 vol-%、排ガス温度< 400°Cの範囲で は、バイオマスシステムの燃焼効率に次のことが適用されます。

ηcombustion

 100  Lthermal  Lchemical

where: Lthermal=

Lchemical =%

thermal losses due to sensible heat of the exhaust gases[%]

chemical losses due to incomplete combustion

[%]



with:

Texh-gas = exhaust gas temperature[°C]

Tambient = ambient temperature

[°C]

O2

= oxygen concentration[vol-%]

CO2= carbon dioxide concentration[vol-%]

CO= carbon monoxide concentration[vol-%]u= wood moisture content in relation to absolutely dry wood

[wt-% d.b.]M= Water content of the moist wood

[wt-% w.b.]

λ= excess air ratio[-]

注意：ノモグラム 図20.8では、燃料の水分含有量uが使用されます。水分含有量Mから水分含有量uを計算するには、次の変換を使用できます。

この方法では、DIN EN 14394:2008-12[ 146]に準拠した計算で同等の値が得られます必要に応じて、木材 [60]から逸脱した組成の燃料にこの式を適用できます数値のクイック見積もりは、対応するノモグラムを使用してグラフィカルに実行することもできます （図20.8）。

231

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

fuel water content M [wt-%][vol-%]
CO content [vol-%][vol-%]

Texhaust gas – Tambient [°C]

Lthermalfuel water content M [wt-%]

Lchemical

図20.8は、燃焼効率を判定するための図です。これには、ηcombustion = 100 - Lthermal - Lchemical [%].を使用します 。

232

付属書

20.12 年間効率の決定
次の計算方法では、ボイラー回路に熱量計がある場合、年間効率を約±5%の精度で判定できます 。年間効率は、燃焼設備の損失、使用率 α、および平均負荷レベル（L）によって異なります。この計算では、平均動作パラメータに基づ
いて、ボイラー効率の高い炉を想定しています 。他の作動パラメータを持つ燃焼システムの場合、ボイラー効率は補正条件を使用して調整されます 。負荷係数 α、ボイラー効率、および平均負荷レベルLを使用すると 、年間効率を 計算できます （[136]、 [147]）。
ボイラー効率は負荷範囲全体で一定であると仮定 されています。部分負荷運転における放射損失の相対的な割合が高くなると、流ガスの温度が低くなります。

スイッチオン時間は、加熱時間の開始時から加熱時間の終了時までの燃焼システムの通常作動時間とスタンバイ時間（メンバーベッドメンテナンス）で構成されます。通常、運転時間とスタンバイ時間は、運転時間カウンタまたはPLC制御を介して記録されます。
ボイラー効率ηboiler
以下の動作パラメータを持つ自動木材チップ炉のボイラー効率は 同等です。
動作パラメータは次のとおり：

Exhaust gas temperature

Texh-gas=

120 °C

Excess air ratio

λ

=

1.6

Fuel water content

M=

38 wt-%

Wood moistureu=

60 % d.b.

Combustion efficiencyη=

93 % (nomogram in Figure 20.8)

combustion

Radiation losses

qrad

=

1.5 %

Boiler efficiency

ηboiler=

ηcombustion - qrad = 93 - 1.5 = 91.5 %

推定放射損失の実際の差が1.5%である可能性がある場合は 、ボイラー効率に直接追加または減算することができます。
放射損失qrad が不明な場合は 、スタンバイ時のスタンバイ損失の約半分を占めると想定できます。その他の動作パラメ
ータには、次の修正コマンドが適用されます。
per Δ u=10%

moister wood

per Δ λ=0.1

greater excess air

10°C

higher exhaust gas temperature

0.4% lower boiler efficiency ηboiler

0.6% lower boiler efficiency ηboilerper ΔTexg-gas =1.0% lower boiler efficiency η k

補正の合計も逆に適用されます。
平均負荷レベル L
炉が運転時間全体にわたって平均的に稼働する平均負荷レベルLは、次のように計算できます。



with: Δ HM=

heat meter final value - heat meter initial value[kWh]tOperation=

Operating time of the furnace[h]=Nominal heat output

[kW]



QN

233

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
スタンバイ損失qstandby
スタンバイ時の損失は、バイオマスボイラーのスイッチオフ後など、スタンバイ段階で発生します。バイオマスボイラの冷却による損失や、バイオマスボイラの温度を維持するための燃料入力（保管用ベッドのメンテナンス）などが含まれます。予備の損失は、点火付きのバイオマスボイラ（自動点火装置付きスタンド式）では低く、また、大型設計のバイオマスボイラーでは月床メンテナンス（工業用ボイラー）では高くなっています。
平均的な大きさの近代的なプラントでは、スタンバイ時の損失は約 3%に達しません。 表20.4のデータは、他のプラン
トサイズのガイド値として使用できます。
表20.4. スタンバイロスのガイド値qスタンバイ
Firing type

Standby losses qstandby

Series device up to 300 kW

qstandby ≥ 1% – 3%

Industrial boilers up to 300 kW

qstandby ≥ 3% – 5%

Industrial boilers > 300 kW

qstandby ≥ 1% – 3%

年間利用率ηa
時間負荷α、ボイラー効率ηボイラー、待機損失qstandby、平均負荷レベルLを使用して、年間効率ηaは次の式で計算できます。（ 図20.9を参照）。
η η
aboiler

1 
With:

1
qstandby * 1  α

%

L*α

α

=

utilisation factor[-]

ηboiler=boiler efficiency[%]

qstandby=

standby losses

[%]

L

=

average load level[%]boiler

Annual efficiency ηa [-qstandby

Utilisation factor α
図20.9バイオマスボイラの利用に伴う年間効率 [147]with ηboiler … boiler efficiency; qstandby … standby losses; L … average load level.

234

付属書
計算例
Heat meter

FiringDifference at the heat

Nominal heat output

700 kWmeter over one heating period

Excess air ratio

λ = 1.6

Δ HM = 997,647 kWh

Exhaust gas temperature
Wood moistureTexh-gas = 120 °C
u = 60 % d.b.

Fuel water content

M = 38 wt-%

Radiation losses

qrad = 1.5 %Standby losses

qstandby = 2.0 %Switch-on duration

Heating period

Operating time

2,036 h使用率 α の計算：
Switch-on duration: Heating period: 15th September to 4th April = 202 days = 4,848 h; Operating time: 2,036 h

Determination of the boiler efficiency ηboiler:
Combustion efficiency

ηcombustion = 93% (determination with nomogram Figure 20.8)

Radiation losses

qrad= 1.5%

Boiler efficiency

ηboiler= 93% – 1.5% = 91.5%

Calculation of the average load level L:Calculation of the annual utilisation factor ηa235

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

20.13 一般的な単位と変換
表20.5

固体バイオマス燃料の一般的な測定単位変換については、 表20.6を参照してください 。

SymbolMeaningm3

Cubic metre (solid mass of wood without interspace), 1 m3 = 1 fm ≈ 2.5 .... 2.8 LCM

fm
LCM
Solid cubic metre

Solid cubic metre (solid mass of wood without intermediate space), 1 fm = 1 m3 ≈ 2.5 .... 2.8 LCM
Loose cubic metre, CH: Schnitzelkubikmeter Sm3, AT/GE: Schüttraummeter Srm
1x1x1 m stacked logs (with spaces) = 0.7 fm = 0.7 m3

Table 20.6

Conversion table (guide values for wood with M = 15 %).

Solid wood
1 m3 = 1 solid cubic metre (fm) corresponds toWood chips
1 loose cubic metre (LCM) corresponds toTable 20.7

Softwood WH

Hardwood HH

Spruce/Fir
2.5 ....2.8 LCM
1.4 cubic metres
550 kg wood
200 litres heating oil extra light2000 kWh 7200 MJ
0.36 m3 (fm)
0.5 cubic metres
160 - 200 kg wood
70 litres heating oil extra light
700 kWh 2520 MJ

Beech
2.5.... 2.8 LCM
1.4 cubic metres
750 kg wood
280 litres heating oil extra light
2800 kWh 10080 MJ
0.36 m3 (fm)
0.5 cubic metres
250 - 270 kg wood
100 litres heating oil extra light
1000 kWh 3600 MJ

Prefixes and their symbols

Kilo

k

10 3

Mega

M

10 6

Megawatt hour:

1 MWh = 1,000 kWh

Giga

G

10 9

Gigawatt hour:

1 GWh = 1 million kWh

Tera

T

10 12

Terawatt hour:

1 TWh = 1 billion kWh

Peta

P

10 15

Exa

E

10 18

Table 20.8

Units for energy and power

Joule

J

for energy, work, heat quantity

Watt

W

for power, energy flow, heat flow

Binding for Germany as legal units since 1978. The calorie and units
derived from it, such as the hard coal unit and the crude oil unit, arestill used as an alternative.

1 Joule (J) = Newton metre (Nm) = 1 Wattsecond (Ws)

表20.9

エネルギー単位の変換係数
kJ

kcal

kWh

1 KilojoulekJ

10.23880.000278

1 Kilocaloriekcal

4.186810.001163

1 Kilowatt hours

kWh

3,600

860

1

SKE

29,308

7,000

8.14

ROE

41,86810,00011.63

1 kg hard coal unit
(German: Steinkohleneinheit)

1 kg crude oil unit

(German: Rohöleinheit)

236

The figures refer to the net calorific value.

付属書

21 用語集用語

意味

環境熱

環境熱は、再生可能で自然なエネルギーの形態であり、広く利用でき、通常は比較的低い温度レベルで発生します。周囲の熱の源は、空気、上地、地下水、湖、川の水です。ヒートポンプを使用すると、周囲の熱をより高い温度レベルまで上昇させて使用可能にすることができます。このためには、高品質のエネルギーを電気または別の供給源から高温の熱として供給する必要があります。深い地熱や火山由来の環境熱も、高温レベルで直接使用可能な熱になります。

年次COP（性能係数）は、同一期間中にヒートポンプに供給される電気エネルギーまたは熱エネルギーに対する年間熱生産の比率を表します。したがって、性能係数の瞬間的な値とは対照的に、より長い動作期間におけるヒートポンプの効率を示します（性能係数も参照）。

年間の熱需要消費者の年間熱需要は、熱伝達点における年間の有用な熱需要です。地域暖房ネットワークでは、年間の熱需要は、供給点（熱源と熱分散ネットワーク間のインタフェース）での需要であり、地域暖房ネットワークの熱損失も含まれています。

年間の熱生産年間の熱生産量は、1年間のすべての熱源プラント（エネルギー源に依存しない）の熱生産量の合計です。
年間稼働時間プラントが稼働している年間の有効時間数。全負荷運転時間とは対照的に、年間運転時間のカウントはそれぞれの負荷
条件に依存しません。つまり、50%の能力での年間運転時間は年間運転時間と見なされます（全稼働時間を参照）。
ベースロード、
ベースロードカバ
レッジ

ベースロードとは、必要な一定の電力、つまり、稼働期間全体（暖房シーズンまたは年間（8760時間））を指します。地域暖房ネットワークの基本負荷は、消費者が必要とする季節的に独立した暖房能力（家庭内の温水、プロセス熱など）とネットワークの損失で構成されます。
基本負荷範囲とは、主に基本負荷（CHPシステムなど）をカバーするために使用される発熱単位のことです。

バイオマス(木質燃料)

バイオマスは、植物、動物、人間が作り出すすべての有機物で構成されています。エネルギー目的のバイオマ
スは、農業、林業、および生物起源残留物（廃棄物）から生じます。燃焼に適したバイオマスは、木質バイオマス（森林残留物、小さな木片、産業残留物など）、バイオマス（ストロー）やその他（全粒植物、ハスク、
カーネルなど）のようなものです。燃焼とは対照的に、発酵によってバイオマスを精力的に使用することもできます。この目的のために、発酵性、すなわち液体肥料、糞、トウモロコシ、草のサイレージなどの非木質バ
イオマス、および農業、食品産業、さらにはバイオ廃棄物からのさまざまな生物起源の残留物が使用されます。

二価熱生成は、少なくとも2つの異なるエネルギーキャリアを使用します。QM Biomass DHプラントでは、二価とは、1つ以上のバイオ
マスボイラーを備えた中央暖房プラントと、ピーク負荷のカバレッジと故障予備のための化石燃料バックアッ
プを指します。しかし、より広い意味では、2つ以上の異なるエネルギー源（木材や太陽熱エネルギー、木材、
廃熱など）を使用するあらゆるタイプの熱生成システムを指します。
ボイラー効率（水側）によって生成される有効エネルギーを、燃料の真発熱量で供給されるエネルギーで除算します。この判定は、貯蔵効果のない静止状態（自動点火システムの場合など）、または燃焼プロセス全体（手動で供給される点火システムの場合など）のいずれかに対して行われます。

ボイラー入口温度

ボイラーへの入口でパイプ内で直接測定された熱伝達媒体の温度（ボイラーリターン流量温度保護を下げます！）。

ボイラー出口温度

パイプ内のボイラーの出口で直接測定された熱伝達媒体の温度です。ボイラーの出口温度はボイラーのための
基本的な制御変数である。

パフォーマンス係
数（COP）

パフォーマンス係数（COP）は、ヒートポンプの供給電力または熱電力入力に対する、生成された有効な熱出力の比率です。瞬時値または短期観察期間に決定された値を表します。熱力学的（理論上）最大達成可能な性
能係数は、Carnot-COPと呼ばれます。これは、製品固有の品質係数を使用してヒートポンプの実際のCOPに変換できます。年間の性能係数は、長期間の観察に使用されます（年次性能係数を参照）。

コンビネーションバルブ
は特殊なバルブで、主に1つのバルブで流量を制限したり、差圧を制御するために、地域加熱伝達ス
テーションで使用されます。伝達ステーションの最大流量と最大容量（=接続された負荷）は、調整可能な流量リミッタを介して設定されます。さらに、二次側で必要な設定流量温度を達成するために、一次側の差圧と流量は、測定された二次フロー温度に応じて制御されます。
熱電併給（CHP）
プラントです熱と電力を同時に生産するエネルギー発電プラントです。ORCシステムやガス・エンジンなどのサーマル・マ
シンは、電力に加えて使用可能な熱を発生させる目的で使用されます。エンジンまたは小型ガスタービンを備えたコンパクトプラントは、ブロック熱および発電所またはブロック暖房ステーションとも呼ばれ、廃熱を利用する火力発電所は、複合熱および発電所またはコージェネレーションプラントと呼ばれます。（ 13.6.3章を
参照）。

237

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook
用語

意味

同時実行係数（ concurrency factor ）加熱ネットワークでは、同時実行性とは、多数の熱消費者が、契約によって保証された最大熱出力を同時にすべて消費しないという効果を意味します。同時性係数は、1つの熱消費者に対して1であり、複数の熱消費者に対して1より小さくなります。これは、すべての熱消費者の有効に期待される最大発熱量要求と、その合計サ
ブスクライブ接続負荷の比率を示します。

接続された荷重（サブスクライブされた
接続された荷重）接続された負荷またはサブスクライブされた接続負荷は、地域加熱ネットワークに接続された熱消費者（地区加熱顧客）の契約上合意された最大熱需要です。
領域暖房ネットワークの接続負荷（接続負荷の合計も）は、すべての熱消費者の接続負荷の合計です。

消費者のインストールは、建物内の分配システムで構成され、スペースとプロセスを分散します
熱だけでなく、家庭の温水も利用できます。
需要の評価

需要の評価は、熱（空間暖房、温水、プロセス熱）のエネルギーおよび出力需要、ルーティングの構造状況、および潜在的な熱供給領域の分析です（第 11章を参照）。

設計計画

プロジェクトフェーズ。プロジェクトの技術的なソリューションが計画および定義されます。CHでは、これは「プロジェクト前」とも呼ばれますが、DEおよびATでは、システムおよび統合計画とも呼ばれます。

地域の暖房設
備があります地域熱暖房は'1つまたは複数のヒータ・センターから一元的に生成された熱を使用して'接続されている顧客に配管された熱供給を記述します必要なすべての追加機器（世代を除く）を備えたパイプラインシステムは、地域暖房ネットワークと呼ばれます。中央地区の加熱ポンプおよびクローズドパイプライン回路を経由して熱を移動するための熱伝達媒体として、水（まれに蒸気）が使用されます。地域熱暖房ネットワークは、100 kW未満から1 GWを超える接続負荷で幅広い性能範囲をカバーします。

局所的な熱

小さなグリッドでは、局所熱（局所加熱ネットワーク）という用語が使用されることがあります（特にATとDE）。これは、プラントのサイズとは別に基本的な技術的な違いがないためです。ドイツでは、50 kWから数メガワットの建物間での暖房と温水の移動を記述するために使用されています [78] Minergie® では、熱生産プラ
ントがいくつかの建物や複合施設を供給する場合にも、局所的な暖房という用語を使用しますが、必ずしも第三者に販売する必要はありません [148]
局所加熱と領域加熱の間には均一な定義や境界はなく、両方の用語がこの計画マニュアルで使用されています。
国際言語での使用では、この区別は存在しません。
地域暖房ネットワークの他の同義語は熱分配ネットワーク、熱ネットワーク、熱ネットワークまたはローカル
暖房ネットワークである。

ダブルパイプ

工場で事前に断熱された地域加熱パイプの特殊な構造方法です。フロー/リターンパイプ（サービスパイプ）
は、断熱体としてPURフォームを使用した共通のプラスチックケースパイプに取り付けられています。スチー
ル媒体またはプラスチック媒体のパイプを備えた硬質で柔軟なバージョンが用意されています。

エコノマイザ・エコノマイザは、さまざまな熱力学プロセスや産業プロセスの廃熱を利用して熱回収を行う熱交換器です。
ボイラー技術では、ボイラーの燃焼ガスの下流から熱を回収するためにエコマイザを使用して、排ガス温度を下げ、プラント全体の効率を高めます。

効率

技術システムの効率は、有用なエネルギーと供給されるエネルギーの比率を表します。保存効果のない安定した条件では、有効出力と供給出力の比率として効率を判断することもできます。このマニュアルでは、「効率」という用語は、出力または短期間の観測で決定された値によって決定される瞬間的な値に使用されます。
長期間にわたるプラント動作の評価では、使用率係数は、特定の期間に合計された有効出力と、同一期間に合計された供給出力の比率を表します（「使用率係数」を参照）。

エネルギー効率指数（EII）

今後どのポンプモデルを使用できるかを決定するための基礎は、いわゆるエネルギー効率指数（EEI）です。
これは、規制（EC）641/2009で定義された計算方法に従って決定されます。負荷プロファイルによって決定されるポンプの平均性能は、基準ポンプ、つまり同じ水流出力を持つ平均ポンプに関連して考慮されます。

エネルギー基準領域エネルギー基準領域は重要な建物インジケータであり、暖房または空調が必要な建物の地上および地下のすべてのフロア領域の合計です。エネルギー基準領域は、境界ウォールやパラメーターを含む外部寸法から、総面積（グロス）として計算されます。室温や高室などを逸脱する場合は、各国固有の修正要因があります。近似として、加熱された総床面積をエネルギー基準領域として使用できます。
実行フェーズ

燃料床

238

プラントの実現が行われるプロジェクトフェーズです。実行/実現の過程では、専門的な解体監督または現地の建設監督を行う必要があります。

燃焼技術では、燃料床とは、燃焼火格子または燃焼室の均一なバルク（「床」）形式の燃料を指します。

付属書

用語

意味

全負荷運転時間と全負荷運転時間の数です

フル稼働時間の数は、年間のエネルギー要件を公称熱出力で割ったものです。これは、個々の消費者（熱消費者の全運転時間数）、ボイラー、または熱生成全体のシステム寸法を作成するための重要なパラメータです。
フル稼働時間は、たとえば、公称負荷で1時間、50%負荷で2時間の運転時間に相当し、次のように適用されます。フル稼働時間の数≤年間稼働時間の数（「年間稼働時間」を参照）。

地理情報システム(GIS)

空間データの取得、処理、編成、分析、およびプレゼンテーションのためのデータ処理アプリケーションです。
地域暖房ネットワークの計画では、地理的条件やその他の既存の供給システム（水、ガス、電気など）を考慮して、ルーティングを決定するために使用できます。また、GISを使用して、地域のエネルギーおよび電力要件を見積もることもできます。

勾配温度差

熱交換器での熱を放出する高温の媒体と熱を吸収する低温の媒体の間の最小温度差。特に、熱伝導プロセスの技術的な品質を判断するために使用されます。原則として、この温度差は可能な限り低くする必要があります（特に、暖房ネットワークで低い戻り温度を達成するために、区域暖房の移動局の場合）。ただし、熱交換器を設計する場合は、利点とコスト（熱交換器の表面が大きいため）を評価する必要があります。

熱消費器、（接続されている）顧客

地域暖房ネットワークに接続されている建物/特性（およびその所有者）。このネットワークは、熱供給契約の合意に従って、暖房ネットワークまたは中央暖房設備（つまり、熱供給会社）から熱を受けます。

熱要求密度熱要求密度は、供給エリアのサイズに関連する供給エリア内のすべての建物の年間熱需要です（ 12.2.2章を参照）。
熱分布損失熱分布損失は、加熱ネットワークの重要なパラメータです（ネットワーク損失とも呼ばれます）。これらは、ヒーティン
グネットワークに供給される熱（発生時から）とすべての熱消費者の総熱消費量の差と定義されます。熱分布
損失は、絶対値（熱の量の差）または相対値（ネットワーク損失の割合）として表示できます。相対的なネッ
トワーク損失の場合、フィードインと消費の差は、供給される熱の量で除算されます。 ネットワークの損失
は、ネットワーク内の一般的な熱分配損失容量によって決まります。これは、地域暖房媒体と環境（グラウンド）間の温度差、地域暖房パイプの絶縁品質、およびパイプの寸法によって異なります。
熱交換器

熱交換器とは、熱エネルギーが熱伝達サーフェス（プレートやチューブの束など）を介して1つの暖かい材料の流れから別の冷たい材料の流れに伝達される装置です。

熱生産コスト熱生産コストは、年間の熱生産コストと有用な熱生産コストの比率であり、CHF/MWhまたは€/MWh（ 10.4.2章を参照）での熱の具体的な生産コストを表しています。年間コストは通常、VDI 2067 [100]に準拠した年金方式を使用して決定されます 。これには、資本コスト（投資による年金）、運用コスト（保守/サービスおよび人件費）、エ
ネルギーコスト（燃料および補助エネルギー）、およびその他のコスト（計画など）が含まれます。
熱供給会社（熱供給業者）

熱供給システム（暖房センター、暖房ネットワーク）を運用する会社であり、熱供給契約で合意されているよ
うに、熱消費者への安全な熱供給の提供を担当しています。

熱供給契約です 熱供給会社（供給業者）と熱消費者（顧客）との間のインターフェースは、熱供給契約で契約上合意されています。
また、次の契約コンポーネントも含まれています。一般利用規約、Technical Connection Requirements（TAV）、料金表が含まれます。
熱伝導媒体

水、蒸気、熱油などの熱輸送に使用される媒体です。

暖房設備区域の暖大規模な建物や企業、小規模な暖房ネットワーク、地区暖房ネットワークなどに熱を供給するための中央システムです。

房設備である
中央暖房設備温水「温水」とは、建築サービスエンジニアリングと地区暖房エンジニアリングでは、次のように異なる方法で使用されます。

 地域加熱技術では、温水(worm water)とは、温度が110°C以下のときに、地区加熱ネットワーク内の循環水を指し、循環水が110°Cを超える場合は、温水(hot water)と呼ばれます。温水システムと比較して、その他の規格、ガイドライン、規制は、温水システム、特に安全性に関するより高い注意事項に適用されます。
地域暖房網の水は飲料水の質である必要がなく、建物サービスの(国内の)温水と混同してはいけない。

 ビルサービスエンジニアリングでは、温水水は約60°Cで利用できる温水飲料水（家庭用温水とも呼ばれます）を意味します 家庭用温水の加熱と供給は、給湯器で行います。これは蓄熱タンク（貯蔵水ヒーター、
ボイラー）または瞬間的な水ヒーターである場合もある。
ハウスコネクション（パイプライン）

熱分配ネットワークと熱伝達ステーション間の接続パイプラインです。

239

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

用語

意味

住宅用サブステーション
住宅用サブステーションは、熱伝導ステーションと電装品の設置で構成されています。これは、圧力、温度、および体積流量の観点から、熱供給を消費者の設置に適合させるために使用されます。住宅用サブ
ステーションを設計する場合は、直接接続と間接接続を区別する必要があります（油圧セパレーションを使用する場合は熱交換器あり/なし）。
主要な顧客

地域は、大量の熱需要を持つ顧客を暖房しています。 ネットワークの総熱需要に大きく貢献し、プロジェク
ト開発（潜在的な主要顧客に焦点を当てる-第 3.2.4章を参照）、熱ネットワークと熱源の全体的な計画と寸法作成に非常に重要です。

線形熱密度、接続密度

線形熱密度( 12.2.6 参照）MWh / aで販売される年間熱量と、メートル単位のメイン、ブランチ、およびハウス接続パイプの合計ルート長との比率です。線形熱密度は、個々のサブネットワークまたは接続されたネットワー
クについて計算し、評価に使用することもできます。

負荷特性負荷特性曲線は、屋外温度の日平均値の関数としての熱出力需要の表現です。屋外の気温については、常に24時間の平均値を使用する必要がありますが、熱出力の需要は、1日の平均値（住宅の場合など）またはピーク値（オフィスビルの場合など）にすることができます。システム全体の負荷特性は、いくつかの負荷特性の積み重ね（合計）から生じます。（ 図2を参照）。
ルーズ立方メートル（LCM）

欠損した材料の体積を立方メートル単位で表します（ドイツ語：Schuttraummeter [SRM]、CH：Schnitzelkubikmeter［SM3］）

しこりは、固体燃料の寸法と形状を指定し、バイオマス燃料の特性評価の重要な部分です。しこりは、EN-ISO 17225 [23]などの燃料規格に従って指定されています
システム

全体の品質について、プラントオーナーを担当するメインプランナ計画担当者です。バイオマス地域加熱プラ
ントのQMに適合したプロジェクト計画を作成するには、Q計画にメイン計画担当者を必ず指定する必要があります。

最大連続動作温度

時間制限無し最大許容動作温度

最大許容運転温度システムの最大許容動作温度（発熱量、熱ネットワークなど）を短期間に示します。
マイルストーン

QM Holzheizwerkeは、最も重要なプロジェクトフェーズの最後に品質保証のための5つのマイルストーンを設定します（ 2.3.3章を参照）。

1. プロジェクトフェーズ1の終了時に、バイオマスDHプラントおよびQ計画のQMを確立しました
2. プロジェクトフェーズ2の終了時に、予備調査のレベルでQチェックとQコントロール
3. プロジェクトフェーズ3の終了時に、予備調査のレベルでQチェックとQコントロール
4. プロジェクトフェーズ5の終了時に、予備調査のレベルでQチェックとQコントロール
5. Q-プロジェクトフェーズ6の終了時に、1年間の運転後にバイオマスDHプラントのQMをチェックし、完了します
単価熱源

単一エネルギーキャリアによる熱生成。たとえば、バイオマスボイラー専用の加熱システム（二価発熱）などがあります。

ネットワーククリティカルノードです フローとリターンの間の差圧が最も低いヒーティングネットワーク内に配置します。このポイントは通常、ヒータセンターから遠く離れたトランスファステーションにありますが、ヒーティングネットワ
ークの作動状態（放電または供給）によって移動することがあります。ネットワーククリティカルノードは、
ネットワークポンプ（メインポンプユニット）用に定義された変数として機能します。ネットワーク内のクリ
ティカルノードに差圧センサーを取り付けることで、クリティカルノードの差圧に応じてネットワークポンプを制御することもできます。
ネットワーク圧力

ネットワーク圧力は、地域加熱パイプラインの圧力です。

ネットワーク分離

ネットワーク分離とは、2つのネットワークセクションまたはネットワークを世代単位から分離することです。
これは、たとえば熱交換器（技術的分離、別々の熱伝達媒体）や水流分離器（水流分離、一般的な熱伝達媒体）
によって実現できます。

ネットワーク温度

ネットワーク温度は、フローと戻り温度のジョイント仕様で、摂氏（例 80/50）とは、ヒーティングネットワ
ークの一般的な価値として理解されていることを意味します（夏と冬のオペラとの違いが考えられます）

定格熱出力

製造業者の仕様および時間制限なしで定義された燃料に基づいて設計されたシステム（バイオマスボイラーなど）の最高連続出力です。

240

付属書

用語

意味

公称圧力PN（圧力公称）

定格圧力は、パイピングシステムの設計圧力の基準値です。これは、DIN、EN、およびISOに従って、PN（圧力定格）の後に室温（20°C）での設計圧力をbar単位で示す数値で指定されています。定義と選択はEN 1333
[149]に従って行われます

運転の最適 化、プラ 運用の最適化により、設備の機能は、設備が所有者に渡された後で体系的にチェックされ、最適化されます。
ントのオペ レーショ バイオマスDHプラントのQMでは、運用の最適化は、メインプランナの指示に従って作業を行う企業の責任でンの最適化 を実現し す（第 18章を参照）。
ます
ピーク負荷

通常は短時間のみ発生する最大熱出力要求です（例：非常に低い屋外温度、朝の暖房ネットワークのピーク負荷）。システムのピーク負荷は通常、1日または1年の平均出力の何倍も高くなります。発生するピーク負荷は、設備の構成とすべての設備コンポーネントの寸法付けに大きな影響を与えます。負荷分散蓄熱タンクを統合することで、熱源プラントで供給される有効ピーク負荷を低減することができます。ピーク負荷をカバーするために、追加の（多くの場合化石燃料）ピーク負荷ボイラーも使用されます。これらは、幅広い制御範囲を持ち、すばやくオン/オフを切り替えることができる必要があります。追加の冗長性として、ピーク負荷ボイラーは、1つまたは複数のベース負荷ボイラーの故障（故障バックアップ）を補正するために、大規模に設計されていることがよくあります。

清掃から清掃までの期間（手動）洗浄のために、2つの計画されたシャットダウン間の、点火またはボイラープラントの動作期間（クリーニング間隔）です。

パイプライン

この用語には、地方自治体、都市、または企業の下水、水、廃水、および電力線が含まれます。

予備調査（仮計画、要件を最も満たすプロジェクトバリアントが決定される初期のプロジェクトフェーズです。予備調査に基づき、
フェ－シ－ス性調査）プロジェクトの継続（投資決定）を決定します。予備調査は、クーデター/地域に応じて、予備計画、実現可
能性調査、プロジェクトおよび準備計画とも呼ばれます（第 3.2章も参照）。
圧力維持水流系統のサブシステム（熱源および熱分配）。これは、最低温度と最高温度の間の熱水の量の変化を吸収し、プリセット
された静的圧力をほぼ一定に保ちます（圧力の確実なメンテナンス）。
一次側

伝達ステーションの一次側は'暖房ネットワーク側(つまり'領域暖房媒体が流れるシステムの一部)です一次流量と戻り温度という用語は、熱交換器の一次側（ネットワーク側）で発生する温度です。同様に、「一次圧力」という用語を使用します（「二次側」も参照）。

プロジェクトフェーズ QM Holzheizwerkeは、プロジェクトプロセスを次の6つのプロジェクトフェーズに分割します。

1. 予備調査
2. 設計計画を作成
3. 支払い計画を作成
4. 入札と契約
5. 実行と承認
6. 運用の最適化を実現
QM Holzheizwerkeのプロジェクトフェーズでは、一般的なプロジェクトシーケンスについて説明しますが、個々のプロジェクトフェーズの用語と詳細な作業範囲は、国や地域によって異なる場合があります。そのためには、
各国固有の規格およびガイドラインを考慮する必要があります。
プロジェクト関連の品質管理（PQM）

バイオマス地域加熱
プラント用QM

複数の企業が関与する期間限定のプロジェクトで、必要な品質が定義され、テストされていることを確認します。PQMは、企業関連の品質管理（ISO 9000による認証）および製品サンプルのテスト（タイプテスト）と混同しないでください。ただし、PQMは、プロジェクトに関与する企業の企業関連認定QMシステムのフレームワーク内で適用できます。（QM HolzheizwerkeはPQMシステムです。第 2.1章を参照してください）。
バイオマスプラントのプロジェクト関連品質管理システムです。特に、高い運転安全性、正確な制御、低排出ガス、経済的な燃料物流を確保するために、熱源プラントと加熱ネットワークの専門的な構想、計画、実現に重点を置いています。この目標は、プラント全体の効率的で低排出ガスで経済的な運転を実現することです。

品質管理者（Qマネージャ） は、品質管理システム「QM for Biomass DH plants」が定義、実装、および保守されていることを確認します。
その活動は、品質計画、品質管理、品質チェックです。
Q-Planは、バイオマスDHプラントの品質要件（計測、測定方法、許容範囲を含む）と責任を定義し、プロジェクトのさらなる過程で定期的にチェックおよび更新されるQMの中心文書です。Q-Planは、次の2つのドキュメントで構成されています。

 マイルストーン1でのバイオマスDHプラントに対するQMのタブ処理中に作成されるメインドキュメント
 Excelテーブルを含む追加のドキュメント。これは、バイオマスDHプラントのQMによって作成され、各マイルス
トーンに到達したときに作成されます。この追加ドキュメントは、プロジェクト中の品質管理と品質管理に使用されます（ 2.3.4章を参照）。

241

QM for Biomass DH Plants - Planning Handbook

用語

意味
品質（Q）材料や材料の標準（ここでは、バイオマス加熱プラントと加熱ネットワーク）と期待される品質（通常、個々の品質要件の合計で構成されます）との関係。品質が良いということは、実現されたプロジェク
トが、合意された許容範囲内でQ-Planで合意されたすべての品質要件を満たすことを意味します。

品質はプロジェクトの進行中、特に最終チェック（最終チェック）時に、品質計画で合意された品質要件が合意された許容範囲内であるかどうかを確認するために、継続的なチェックを行います。

品 質 管 理 （ Q-con-trol ） プロジェクトプロセスでの測定の定義。これにより、品質偏差が検出され、時間内に修正されます。
品質管理（QM）
品質要件と責任を定義し、品質計画、品質チェック、品質管理を通じて実装する方法論とすべてのアクティビ
ティが含まれます。

品質計画（Q計画）
品質 要件 （ Q 要件 ）

品質要件の明確な定義。品質要件には、責任、計測、測定方法、および品質計画の許容範囲が含まれます。これにより、Qプランに記載されている個々の要件が、建築の認識されたルールおよび現在のアートの状態に準拠していることが保証されます
システムの品質に応じて個別の要件が設定されます。QM Holzheizwerkeでは、バイオマス加熱プラントの品質要件がQ計画に定義されています。品質要件は、Qガイドラインで詳しく規定されています。
クエンチは、オプションとして、排煙凝縮プラントの統合可能な部分です。クエンチでは、水を注入すること
で、熱い排ガスの流れが飽和点まで冷却されます。これにより、排ガスらの熱回収（熱伝導）が向上します。
また、排ガスが飽和することで、下流のコンデンサが常に濡れて作動し、汚れや腐食を防止します。また、ウォータインジェクションは、排ガスから粉塵を「洗い出し」ます。そのため、クエンチは、排ガススクラバーの一部でもあります。この部分では、水の噴射によって排ガスの流れにほこりが結合され、下流のドロップレ
ットセパレータ（遠心分離器など）で分離されます。

冗長性

通常の動作では不要な追加機能ユニットをバックアップとして提供し、動作安全性を向上させます（例：同一設計の2つ目のポンプの設置）。

ルート（Route）

ルートは、地域暖房パイプラインの敷設（ルーティング）に必要な施設です。このルートの決定は、地域暖房
ネットワークの計画の一部であり、供給エリアの開発、将来のネットワーク拡張、暖房ネットワークの投資コ
ストに大きな影響を与えます。

ルート長さ

ルートの長さは、メイン、ブランチ、およびハウス接続パイプのルートの全長（メートル単位）です（ドイツ語では「Trassenmeter」-トレンチメータ（TRM）とも呼ばれます）。フローとリターンのそれぞれのパイプの長さは、ルートの長さの2倍です。

ルーティン
グ（RoutelengthRouting）
二次側

伝達ステーションの二次側は'暖房ネットワーク側(つまり'領域暖房媒体が流れるシステムの一部)です二次流量と戻り温度という用語は、熱交換器の二次側（ネットワーク側）で発生する温度です。同様に、「二次圧力」という用語を使用します（「一次側」も参照）。

耐用年数

サービス寿命とは、システム、機械、または工具が次のメンテナンス、清掃、または類似の作業を実施するまでの期間です。これは、システム（マシン、ツール）が中断なく動作できる期間です。
林業での積み重ね、「積み重ね」または「木の山」という用語は、コレクションや材木のヤードに保存されている同じ長さの積み上げられた丸太を表すために使用されます。

ストーカー（ストーカースクリュ）燃料が燃焼室または燃焼格子に直接供給されるコンベアユニットです。このため、燃料貯蔵から炉への燃料輸送の最後のリンクとなります。ストッカーは、スクリューコンベア、油圧挿入装置などとして設計できます（スプレッダーストカーによるスローフィードなど）。ストカーは、均一な燃料供給を確保し、エ
ア排除、バックファイア防止、および温度抵抗に関する特別な要件を満たす必要があります。
同等の成功を収めたプロジェクトで実証された目標値です。Q要件にターゲット値が指定されている場合、この値を指定する必要があります。ただし、この目標値から逸脱する理由がある場合もありますが、逸脱は正当化される必要があります。（一方、制限値を超えたりアンダーカットしたりすることはできません）。
関税表（関税表）関税表は、熱供給契約の一部であり、熱供給に関する価格、関税、その他の条件を規制しています（「熱供給契約」も参照）。

技術的な接続要件（TCR）

技術的な接続要件（技術的な接続基準も含む）は、圧力、温度、材料、測定機器、請求など、技術的に関連するすべての接続条件を地域の暖房ネットワークに適合させるのが理想的です。これらは、地域暖房ネットワー
クの計画、接続、および運用に適用されます。TCRは、熱供給契約の一部です（ 8.9.2章を参照）。

242

付属書

用語

意味

流量と戻り温度、または装置の入口と出口の間の温度分布の差です。領域暖房ネットワークでは、主に、関心のある第1面の温度分布です。たとえば、入口と出口の間の熱発生器の場合や、蓄熱タンクの上部と下部の間の場合は、地域暖房ネッ
トワークでの温度分布です。
入札と契約

トランスファステー
ション（ディストリ
クトヒーティングト
ランスファステーシ
ョン、ヒートトラン
スファーステーション）
使用率、年間効率

入札プロジェクトが入札および落札されるプロジェクトフェーズです。「入札計画」という用語も一般的に使用されます。これには、入札書類の準備と発送、落札契約の準備（入札比較、価格比較）、および契約の落札への参加が含まれます。入札の準備の基礎は、入札の時点では、プラントの計画ステータスを表す入札プロジ
ェクトです。
転送ステーションは、ハウス接続パイプラインと消費者の設置との間のリンクです。これは、熱の伝達と熱消費の測定の契約に使用されます。

使用率は、定義された長期間に発生する有効エネルギーと、同じ期間に供給されるエネルギーの比率です。これは、定義された期間の合計有用エネルギー（熱量計の総熱の読み取りなど）を、検討中の期間に追加された供給エネルギー（燃料の発熱量など）で除算した値に対応します。1年間の観測では、年間効率と呼ばれます（第 20.12章も参照）。
供給エネルギーに対する有効エネルギーの比率が短時間の観測期間または瞬時の値として決定される場合、これを効率と呼びます（「効率」も参照）。

廃熱とは、プロセスの副産物として発生し、使用されていない環境に放出される熱の流れを表す用語であり、ポンプ、ファン、熱交換器または冷却システムのエネルギー消費を増やすことで、望ましくない熱交換に貢献します。

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