優良省エネルギー設備顕彰事例①
新設設備部門省エネルギーセンター最優秀賞

極寒冷地における排熱回収を利用した熱回収カスケード型ヒートポンプシステム
設備所有者：よつ葉乳業株式会社 十勝主管工場
設備施工者：株式会社ダイキンアプライドシステムズ

建物の概要
名

称：よつ葉乳業㈱十勝主管工場

所在地：北海道河東郡音更町新通
20丁目 3 番地
概

要：建屋

地上 3 階建
約16,253m2

延床面積
構造

Ｓ造

用途

食品工場

1 ．システム開発の目的とその背景
目的
近年、ヒートポンプシステムは、省エネルギー

よつ葉乳業株式会社十勝主管工場

外観性、環境性及び経済性から、普及率は年々増加
し、更なる高効率化や温水の高温取出しが可能な装置の開発が進んでいる。
しかしながら、寒冷地における暖房システム

乳製品工場の特性
乳製品工場新築において、以下の範囲を設計・施工する。

は、灯油または重油を燃焼させるボイラ等の熱源①チルド水供給設備を利用したシステムが大半を占めている。ヒート②工場空調設備（冷房／暖房）

ポンプが普及されていない理由として、立ち上が③蒸気供給設備

りのスピード、低外気における効率の低下と加熱④圧縮空気供給設備能力の減少、デフロスト時の対応などが挙げら⑤清水供給設備

れ、これらの問題を解決することがヒートポンプ⑥給湯設備

導入への課題となる。

これらのうち、①チルド水供給設備は、氷蓄熱

今回、低炭素環境負荷低減型モデル工場をコン

ユニットを介して年間を通じて0.0～0.5℃の冷水

セプトとし、北海道に拠点を置くよつ葉乳業（株）

を、製品冷却用として供給している。冷熱源には

乳製品工場の新築を計画する際、その手法の一つ

水冷式冷凍機を利用している。

として、工場内での未利用エネルギーを有効活用②工場空調設備は、夏季冷房用として水冷式又し、省エネ及び環境負荷低減を行うこととした。

は空冷式冷凍機を、中間期から冬季の暖房には蒸次項に、計画前での事前調査内容を含め、本シ

気ボイラによる蒸気を加熱源に利用している。

ステムに至る経緯を記載する。
8

冷凍空調設備2013年4月5月合併号

2 ．設備・システムの概要
既存方式

熱回収カスケード型ヒートポンプシステム
今回開発した冬季におけるシステムフローを図

図 1 に、冬季での既存システムの設備フローを示

2 に示す。既存方式ではそれぞれ単独での構成す。①チルド水供給設備と、②工場空調設備は、そとなっていた工場空調設備とチルド水供給設備をれぞれ単独のシステムとなっており、冷凍機による連携したシステムとし、冷却塔で放熱していた冷

チルド用冷水供給と、蒸気ボイラによる暖房空調を

却排熱を空調用冷凍機の冷却側に利用すること

それぞれ行っている。空調用冷凍機は冷房専用であで、ヒートポンプで温ブラインをつくり暖房を行

り、中間期から冬季の暖房期間は停止している。

う。従来棄てていた未利用エネルギーを有効活用

冬季の暖房空調は、蒸気ボイラを熱源としていすることで、ヒートポンプを利用した効率の良いるが、暖房で使用する温度は、45～50℃で対応設備としている。結果、蒸気量を減らすことがで可能である。

き、CO2発生量を抑えることを可能とする。

一方、チルド用冷凍機は、一年中冷却負荷があ主要機器る。その冷却工程で冷凍機より発生する排熱は、・空調用冷凍機× 2 台

冬季でも冷却塔より大気に放熱している。今回、冷房能力453kW/台

この冬季に放熱されている排熱を暖房用ヒートポ・チルド用冷凍機× 3 台

ンプに利用することに着眼した。
経

過冷却能力328kW/台
・氷蓄熱ユニット× 3 基

平成21年

設計、仕様検討

平成22年

施工、試運転等

平成23年

引渡し等

図1

暖房能力 578kW/台

従来の冬季システム2013年4月5月合併号

蓄熱量 2,816kWh/基・密閉式冷却塔、温ブラインタンク、熱交換器類、ポンプ類、制御機器類等一式

図2

本システムの概要（冬季）冷凍空調設備9

3 ．着想れば、計画値に近い効果が見込めるであろう。

排熱の利用-25℃の極寒冷地においてヒートポンプシステ

5 ．投資回収（省マネー）

ムによる安定した暖房を行うためには、外気以外【導入後想定値】の熱利用が必要となる。本件では、冬季も安定し

Ａ：本設備の施工費

た発生量があるプロセス冷却での排熱利用に着目した。今回、暖房用のヒートポンプ熱源には配管※従来設備と本設備との差額＝50,000千円

経路をチルド用冷凍機へ切替ることで、空調用冷

Ｂ：年間削減エネルギー費用（実測）凍機を対応させた。これにより、空調用冷凍機は＝49,906千円－36,961千円/年

年間を通した利用が可能となる。

＝12,945千円/年

チルド水供給設備からの冷却排熱の変動に対し（表 1 より）投資回収年数（Ａ／Ｂ）は、3.9年となる。

て、空調用冷凍機のヒートポンプ運転による暖房運転を対応させるために、余剰排熱を冷却塔で放熱させ、排熱量不足の対策として、バックアップ
用の蒸気熱交換器を組み合わせている。
冷却排熱と空調用冷凍機における熱の収支の実測データを図 3 に示す。

6 ．他の建物への応用性
乳製品工場に限らず食品工場の製造工程は、加熱と冷却が必要であり、加熱には蒸気ボイラが多く採用されている。近年ヒートポンプによる高温取出しが可能な機器が普及してきたことで、ヒーチルド水供給設備からの排熱の一部が、空調用

トポンプ利用による温度帯が広がり、温水への転冷凍機で回収され、余剰排熱分を冷却塔で放熱し換によるシステム構築は容易になりつつある。たている。

だし、安定した冷却熱の有無と、その投資対効果が問題となってくる。
本システムでは、未利用エネルギーであった中
温排熱（20～30℃）を利用し、ヒートポンプで高温化（50℃）している。ヒートポンプ機器の利用による高効率化だけでなく、工場の排熱を利用するシステムを取り込む事により、更なる省エ
ネルギー化が可能となる。また冬季に冷凍機を停止させること無く、年間稼働させている点においても、投資対効果は向上する。

図3

回収排熱と余剰熱量の収支（H24年 3 月 1 日データ）

以上より、食品工場においては極寒冷地に限らず、本方式でのヒートポンプが数多く使用されることが可能である。また暖房空調に限らず、製品

4 ．効果（省エネルギー）
省エネルギー効果を表 1 に示す。①、②は導入プロセスでの加熱用途に広げるとさらにその範囲拡大に繋がる。

前の計画値を示し、④は 3 月～11月までの実測データと、暖房運転の 3 月、 4 月、11月データを元

7 ．仕様又は開発製品､ システム､ 部品等の仕様に想定した 1 月、 2 月、12月を表したものである。

特許出願及び申請済み

また、③既存方式は④と同じ負荷とした場合で算

2001－304618号

出している。

排熱回収を利用したヒートポンプシステム

実測負荷の比較③と④において、［CO2発生量：
70％、エネルギー費：74％］は、計画時の［CO28 ．環境保全、便利性等

発生量：60％、エネルギー費：63％］に対して、【導入前CO2削減量（計画値）】（図 4 ）10％程度低い値を示しているが、稼働率が上が3,488ton-CO2/年－2,104ton-CO2/年

10 冷凍空調設備

2013年4月5月合併号

表1

省エネルギー効果

2013年4月5月合併号

冷凍空調設備 11図4CO2発生量比較＝1,384ton-CO2/年（▲40％）て、系内使用流体が空気に触れることが無い為、【導入後CO2削減量（実測値からの想定）】

ブラインに汚れが発生せず、プレート内部の汚れ

2,065ton-CO2/年－1,441ton-CO2/年

や、ゴミ詰まりが無く、熱媒体系はほぼメンテナ＝624ton-CO2/年（▲30％）

ンスフリーである。
（2）空調用冷温ブラインとチルド水供給設備の

9 ．工夫した点、発想した点、創作した点、新し
い点等、設備の特徴
開発した暖房運転時におけるシステムフローを

冷却水の流路切替
空調用冷ブラインヘッダと温ブラインタンク（冷却ブラインタンク）の出入口に自動バルブを

図 5 に示す。

設置し、冷房運転－暖房運転で開閉動作を逆転さ（1）系内密閉サイクル

せ、流路を切り替えている。冷房時は冷ブライン

暖房運転において、熱交換器を使わずに、空調ヘッダから冷ブラインを空調機へ供給する空調用用冷凍機の冷ブラインとチルド水供給設備の冷却系統になり、温ブラインタンクは冷却ブラインタ

ブラインをミキシングさせることで、熱ロスを出ンクとなる。暖房時においては、冷ブラインヘッ

さないようにしている。そのため、冷温ブライ

ダがチルド水供給設備からの冷却ブライン系統に

ン・冷却ブライン配管系統は同一系密閉サイクル

繋がり、温ブラインタンクは50℃の空調温ブラとしている。また、密閉方式のその他の利点としインタンクとなる。

図5

暖房時におけるシステムフロー

12 冷凍空調設備

2013年4月5月合併号

（3）温水の大温度差設計

10．市販性、販売状況、適用市場の大きさ、競合

暖房時、既存の蒸気利用による暖房空調から、品又はシステムの比較、販売実績（国内、外）
等

温水供給に変更しているため、ポンプの搬送動力

食品工場のほとんどで、一年中冷却負荷があの増加が発生する。これらを最小限にするため、り、未利用エネルギーが棄てられている。この市

10℃の大温度差設計として暖房時の搬送動力の場におけるヒートポンプの需要は、寒冷地である低減化を図っている。暖房時の実運転データでの北海道の食品工場において実績が残せたことによ

温度差は、図 6 に示すように、平均10.8℃で推移

り、全国への拡大につながり、環境負荷の低減にしている。

大きく貢献することができる。
11．外観、構造図

図6

暖房時の空調用温ブライン温度（H24年 3 月 1 日データ）
図7

2013年4月5月合併号

図8

チルド水供給設備

図9

工場空調設備

熱源設備全体写真

監視画面

監視画面
冷凍空調設備 13

優良省エネルギー設備顕彰事例③
改修設備部門一般社団法人日本冷凍空調設備工業連合会会長環境特別賞

蒸気機関車排煙公害対策用除塵減臭装置
設備所有者：西日本旅客鉄道株式会社〔下関総合車両所新山口支所〕
設備施工者：株式会社ジェイアール西日本テクノス／株式会社東洋製作所

建物の概要
名

外観写真

称 西
 日本旅客鉄道株式会社①梅小路運転区②新山口支所所在地①京都市下京区観喜寺町②山口市小郡下郷124

1 ．技術開発の目的と経過
目的：蒸気機関車の排煙、臭気を排除する
経過：‌平成19年：JR西日本テクノス殿より依頼あり、検討開始
平成19年：‌除塵量、臭気調査実施、基本
機器設計
平
 成22年：‌実施設計開始、平成24年 2 ～新山口支所にて左のSL仕業庫から中央の乾式除塵装置、右の減臭装置へ導入される。

3 月試運転 3 月引渡し
2 ．設備・システムの概要
JR西日本新山口支所車両整備場においてSL山口号整備時に出る排煙を既存湿式設備にて対策も、除塵機能が悪く公害、下水汚染までも発生し近隣住民より苦情があり、対策を行う。また、京都梅小路運転区蒸気機関車博物館においても、文化施設として同様の環境保全が出来る設備を設置する。
上記条件を解決するため、山口市や京都市の環境保全基準に沿った耐火性乾式除塵フィルター及び減臭設備を複合的な装置として開発、設置した。

京都梅小路運転区蒸気機関車博物館にて
中央奥は走行中の蒸気機関車、中央左の排気口からは処理された排ガスを排気中。
12 冷凍空調設備

2013年 6 月15日号

3 ．着想蒸気機関車から出る煙及び臭気は走行中外気により流れ、拡散するため環境破壊にまでならないが、整備中は停車状態で排気、臭気とも停滞し公害となる。排気温度は概80～230℃となるが、保火保持のため石炭投入時は火花が含まれた状態で排気される（走行中は火花排気防止装置が煙突についている）。
今回特に排水汚染も発生していたため乾式との要望があり、火災防止上バグフィルター等繊維系や化学系フィルターは避け、耐熱耐火性の高いセラミックフィルターと減臭効果の高い吸着式脱臭フィルターを組合せた設備を開発納入することとした。
4 ．効果（省エネルギー）
装置稼働時間新山口支所車両整備場

年間約1600Hr

梅小路運転区蒸気機関車博物館

年間約7000Hr

設備設計条件
新山口支所車両整備場

設備入口

平均0.51g/Nm3以下

設備出口

50mg/Nm3以下

ばい塵量

臭気指数 敷地境界線で､ 臭気指数10以下
梅小路運転区蒸気機関車博物館

設備入口

平均0.65g/Nm3以下

設備出口

50mg/Nm3以下

ばい塵量
臭気指数

設備出口で､ 臭気指数20以下｡ 敷地境界線で10以下

新山口支所車両整備場

設備入口

0.070g/Nm3 設備出口

2 mg/Nm3未満

梅小路運転区蒸気機関車博物館

設備入口

0.61g/Nm3

1 mg/Nm3未満

新山口支所車両整備場

設備出口

臭気指数

27

敷地境界線

10未満

梅小路運転区蒸気機関車博物館

設備出口

臭気指数

16

敷地境界線

10未満

ばい塵量測定結果
設備出口

臭気指数測定結果

5 ．投資回収（省マネー）（新山口SL山口号効果試算例）
SL稼働時間は年間1575時間（春休み、ゴールデンウィーク、夏休み中心）となり既存の湿式フィルター方式で除塵を行う場合フィルター性能上、フィルター交換は約150時間ごとに実施され、年間で約10回の交換作業が発生していた。本設備のセラミックフィルターは計画値では10年間交換不要で水による洗浄もないため基本的に水使用量は脱臭処理ガス冷却用タワーの水消化分のみとなり、フィルター
交換費用＋水使用量の大幅な削減が可能となった。京都梅小路は連日運行となり運転日数が毎日となる
為さらに大幅なメンテナンス費用の削減となる。また、除塵減臭性能が97～98％と大幅に改善された
ため環境汚染、大気汚染の問題もクリアされた。
6 ．他の建物への応用性
本設備は蒸気機関車だけでなく、板金塗装工場、ディーゼルエンジン排ガス対策、各種焼却設備等の除塵減臭設備、耐火高温使用のため鋳鉄工場や精錬工場等の環境整備装置としての活用も可能である。
7 ．仕様又は開発製品、システム、部品等の仕様
添付“システムフロー図”参照。（P.17）
2013年 6 月15日号

冷凍空調設備 13

8 ．環境保全、便利性等
煤塵量
入口

平均

0.51g/Nm3以下

設備出口

50mg/Nm3以下

臭気指数
敷地境界線で、臭気指数10以下
蒸気機関車排煙公害対策用除塵減臭装置設備比較●新山口支所車両整備場
項目

既存設備

新設設備

環境改善率（%）

装置方式

湿式（散水除塵方式）

乾式（乾式ろ過方式）－

処理風量（Nm3/min）

117

198

－

煤塵量（g/m3）

0.043（推測）0.002 未満

95.3

臭気指数

54（推測）

2750

使用水量（ℓ/min）

33

15（冷却塔補給用）－

排気ブロワー電動機出力（kW）

30

45

－

冷却塔

－

60RT・1.1kW－

冷却水ポンプ能力－

570ℓ/min・5.5kW－

排水ポンプ能力10ℓ/min・2.2kW－－●新山口支所水道料金概算ランニングコスト比較
項目

既存設備

使用量（ℓ／ min）

33

15

稼働率（％）

1

0.5

1.98

0.45

水道料金単価（円／ m ）

210

210

年間稼働時間（H ／年）

1,575

630

ランニングコスト（円／年）

654,885

59,535

使用量合計（m3 ／ H）
3

新設設備

●梅小路運転区
項目

既存設備

新設設備

装置方式

湿式（散水除塵方式）

乾式（乾式ろ過方式）

装置破損により不明

326

煤塵量（g/m ）〃0.001 未満処理風量（Nm3/min）
3

臭気指数

〃

16

使用水量（ℓ/min）〃

25（冷却塔補給用）

排気ブロワー電動機出力（kW）〃

75

冷却塔（冷却能力：トン）－

163

冷却水ポンプ能力－

1920ℓ/min・15kW

排水ポンプ能力装置破損により不明－

9 ．工夫した点、発想した点、創作した点、新しい点等、設備の特徴
セラレックシステムの特徴
独自のセラミック技術により、ハニカムセラミックスを応用した高温ガス集塵装置です。
セラミックフィルターを組み込んだ集塵システムであるので、コンパクトで集塵効率が高く、火災の心配がない乾式システムとなります。
14 冷凍空調設備

2013年 6 月15日号

1 ．フィルター火災無し―フィルター耐熱温度900℃｡ 耐熱衝撃性が高い。
2 ．コンパクト―ハニカム形状フィルターの為､ バグフィルターの1/4～1/2の設置スペース｡
3 ．高集塵効率―ダスト集塵効率99％以上可能｡
4 ．ロングライフ―フィルターは耐蝕性に優れ、交換頻度 5 年以上
5 ．パルス式逆洗方式により一定差圧を確保【イメージ図】

減臭フィルター
硫化物・窒素酸化物に対応した吸着剤をカートリッジにし、そのカートリッジを組み合わせ、ユニット化した
減臭システムである｡

2013年 6 月15日号

冷凍空調設備 1510．市場性、販売状況、適応市場の大きさ、競合品又はシステムとの比較、販売実績（国内、外）等
集塵装置比較

性

捕集原理
圧力損失
（kPa）
ろ過流速
（m/min）
分離限界径
（μ）
集塵負荷
（g･Nm3）
集塵効率（％）
耐熱性（℃）

能例

セラレックⓇシステム
乾式ろ過

バグフィルター
乾式ろ過

電気集塵機（EP）
静電気

～ 1.5

～ 1.5

～ 1.0

～ 1.0

～ 1.0

～ 60

0.1 以下

0.5

0.2

～ 40

～ 40

～ 20

99 ～

99

95

備考

セラレック Ⓡ は微細
ダクトの高効率集塵及び集塵負荷変動への追従性で優位。

～ 900
～ 250
～ 400
・ろ材の耐久性長い ・ろ布の網目へのブリ ・煤塵の電気抵抗によりセラレック Ⓡ は耐熱・耐熱、耐蝕性良好ッジ作用
捕集率が左右される及び耐久性で優位。
特徴→目詰まりトラブル ・火花放電→粉塵爆発
・火の粉対策（炉布の耐熱性）
集塵部容積比率1/5
1
1/2
セラレック Ⓡ はコン
パクト、設置面積少。
集塵部設備費中中高ランニングコスト
低中
中
セラレック Ⓡ は高強中（電極の汚れ、度、長寿命。
メンテナンスコスト
低高（バグ寿命）腐食による交換要）・高効率、微細ダク ・排気で目視できない ・設備費が大である。
ト高温集塵に適用
集塵率は確保できる。 ・比較的高温の大容量分可。
・装置容積は大である
野に適するが、高ダス
総合・装置がコンパクト。 が設備費は比較的安
ト系、高効率集塵分野
・集塵性能、圧力損価。
は不可。
失の安定性に優れ ・バグ交換費用がかかる。
る。

16 冷凍空調設備

2013年 6 月15日号

システムフロー図
2013年 6 月15日号

冷凍空調設備 17優良省エネルギー設備顕彰事例②
運転・保守管理部門

一般社団法人日本冷凍空調設備工業連合会会長優秀賞

大規模オフィスビルの中央監視設備、
見える化システムによる省エネルギー
設備所有者：キヤノンマーケティングジャパン株式会社〔キヤノンＳタワー〕
設備施工者：株式会社 大林組

建物の概要
名

称

キヤノンSタワー所在地

東京都港区港南2-16-6

概

建家

要

地上29階

延床面積
構造

地下 4 階59,448.9m2

SRC造

用途 事
 務所、展示場、飲食店、物販店舗、駐車場
1．技術開発の目的と経過
目的：運用による省エネにより、2012年度までに25％
削減目標（2004年比）
経過：平成23年（見える化システム導入）運用による省エネを目的とした。2010年 1 月 1 日

建物外観制定した「エネルギー管理標準」の中で、2012年までに2004年比で25％削減すると明文化し取り組みを具体化している。
エネルギー削減量および経済性、省CO2効果を以下に示す。
経過 1 ；2008年～2010年の 3 年間
2010年に2012年までで25％削減（2004年比）目標を制定した。
●エネルギー原単位（m2原単位）；1,835MJ/m2（2007年）⇒1,395MJ/m2（2010年）

24.0％削減●省エネメリット； 1 億100万円のコストダウン
経過 2 ；2011年
2011年に“見える化システム”の導入を行った。
●エネルギー原単位（m2原単位）；1,395MJ/m2 ⇒1,099MJ/m2（2011年）

21.2％削減●省エネメリット；6,900万円のコストダウン
経過まとめ；2008年～2011年の 4 年間
2
 011年に40.1％削減（2007年比）（2004年比で43.6％削減）を達成し、削減目標を大きく上回った。
●エネルギー原単位（m2原単位）；1,835MJ/m2 ⇒1,099MJ/m2（2011年）

40.1％削減●省エネメリット； 1 億7000万円のコストダウン
14 冷凍空調設備

2013年4月5月合併号

２．設備・シスステムの概要要２．設備・シスステムの概要要2．設備・システムの概要（内容説明
明、構造、特特徴等）
キヤノンSタワーは、中央監視装置では、エネルギーの計測ポイントが低層・中層・高層の 3 ポイン
キヤノンSタタワーは、中中央監視装置
置では、エネル
ルギーの計測測ポイントがが低層・中層
層・高層の3ポ
ポイントでああトであった。社員が節電・省エネを行ってもその結果をフィードバックする事ができなかった。2011（内容説明
明、構造、特特徴等）てもその結果った。社員が節電・省エエネを行って果をフィードドバックする
る事ができななかった。20011年1月からら執務フロアーーである10階
階から26階ままでのオフィ
ィスに電力モ
モニターを設
設置し、サー
ーバーにデー
タを集め、社社
年 1 月から執務フロアーである10階から26階までのオフィスに電力モニターを設置し、サーバーにデ
キヤノンSタタワーは、中中央監視装置
置では、エネル
ルギーの計測測ポイントがが低層・中層
層・高層の3ポ
ポイントでああ内のイント
ラ経由で社員
員個々人のP
PCからそのデデータがみええるようにしした。
った。社員が節電・省エエネを行っててもその結果果をフィードドバックする
る事ができななかった。20011年1月かららータを集め、社内のイントラ経由で社員個々人のPCからそのデータがみえるようにした。
執務フロアーーである10階
階から26階ままでのオフィ
ィスに電力モ
モニターを設
設置し、サー
ーバーにデータを集め、社社の対象は、分
分電盤の回路
路毎に“空調””“照明”“コンンセント”系統である。
見える化の
見える化の対象は、分電盤の回路毎に“空調”“照明”“コンセント”系統である。
内のイント
ラ経由で社員
員個々人のP
PCからそのデデータがみええるようにしした。
の対象は、分
分電盤の回路
路毎に“空調””“照明”“コンンセント”系統である。
見える化の

図．電力
力の見える化化システム
図．電力力の見える化化システム

図1

電力の見える化システム

図2

電力の見える化システム画面

2013年4月5月合併号

図．電力のの見える化シシステム画面
面面
図．電力のの見える化シシステム画面
冷凍空調設備 15

3．着想
キヤノンSタワーは、竣工1年目で、一般ビルと比較して10.7％省エネビルであり（Sタワーの2004年の一次エネルギー使用量1,947MJ/年と当時の統計ベンチマーク（平均値）比）、「キヤノンSタワーは省
エネビルなので、乾いた雑巾をしぼっても何も出てこない」と認識されていた。
しかし、“運用による省エネ”を2008年から開始し、ビルオーナーとビル管理者が一体となり『まず、できる事からやってみた』。例えば「現場を目で見て現状をチェック、表や一覧を作成し全員で共有」、「今、自分ができる事を行う」など、表や一覧にしてビルオーナーとビル管理会社とで共有することからスタートした。
2011年は、震災を契機に「エネルギーの見える化」と「全員参加型の節電・省エネ」の推進により、更にエネルギー使用量を40.1％削減（2007年比）。竣工当時から1次エネルギー使用量を43.6％削減（2004
年比）、もともとのビルの省エネ性能を足すと54.3％削減、 2 億 3 千万円のコスト削減を実現し、節電要請への応答、地球温暖化防止だけでなく大きな経営貢献に資する事が出来た。
4．効果（省エネルギー）
使用・運転・計算等条件

一次エネルギー原単位は下記とした。
（※原則、特記なき限りは、改正省エネ法（経済産業省）
、環境確保条例（東京都）に定められた原単位に基づく）
電気

0.00976GJ/kWh（2007年までは0.00997GJ/kWh）

DHC（冷水）1GJ/GJ

DHC（蒸気）2.478GJ/m3（品川エネルギーサービス（株）より）

その他は下記とした。
延床面積59,448.9m2（1）年次推移①一次エネルギー消費量
Sタワーは、2003年 4 月竣工のため、データは2004年からとする。
2011年に、運用による省エネによる成果として2004年比で43.6％削減を達成した。

表1
年
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011

図3

各エネルギーデータ
電気GJ
88,27884,892
84,26583,967
74,20064,39963,20650,470冷水
GJ
16,772
15,418
14,66015,913
14,203
12,203
12,6647,801

蒸気GJ
10,698
11,641
9,939
9,232
9,187
7,659
7,033
7,047

合計
GJ
115,748
111,950
108,864
109,11397,59084,261
82,90465,318

原単位
MJ/m2
1,947
1,883
1,831
1,835
1,642
1,417
1,395
1,099

2004年比
％
100.0
96.7
94.1
94.3
84.3
72.8
71.6
56.4

一次エネルギー量の推移

16 冷凍空調設備

2013年4月5月合併号

②最大需要電力
2011年に、運用による省エネによる成果として2004年比で26％削減を達成した。
デマンドコントロールの運用手順として以下とした。
1.	BEMSに閾値を設けアラームを鳴らすようにした。
2.	アラームが鳴ったらOFFにする電気設備の順番を設定した。
3.	閾値に達した場合でも、 5 分以内で収まればそのままにしておく、15分以上であれば館内放送を流し、室内の照明⇒空調と切って行く。
4.	BEMSの数値を毎日読みとりピーク電力のトレンドを作成し、関係者には毎日、一般社員には社内イントラで毎週告知した。指定電力（電気事業法27条（更に15％カット）；1,921kW＊0.85＝1,633kW）の95％に達したら館内放送を流し、事務所内の照明・空調を切る事を予めアナウンスした（指定電力は、 1 時間毎の最大値に基づく）。

図4

使用電気量と最大需要電力の推移

表2

使用電気量と最大需要電力、契約電力

2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011

契約電力 最大需要電力
kW
kW
2,700
2,573
2,700
2,440
2,450
2,507
2,450
2,477
2,514
2,514
2,188
2,002
2,008
1,988
2,008
1,896

使用電力量
kWh
8,854,363
8,514,747
8,452,511
8,505,912
7,726,101
6,717,273
6,587,188
5,171,154

最大需要電力
％
100
95
97
96
98
78
77
74

使用電力量
％
100
96
95
96
87
76
74
58

最大需要電力原単位
W/m2
43.3
41.0
42.2
41.7
42.3
33.7
33.4
31.9

※本表の最大需要電力は、30分毎の最大値に基づく（2）東京都の大規模事業所との原単位比較
Sタワーは、東京都の地球温暖化対策計画書制度に該当する。
2011年の電気、冷水、蒸気の一次エネルギー量合計は、1,099MJ/m2であった。
東京都の地球温暖化対策計画書制度に該当する事務所用途145件の原単位は、2,369MJ/m2であるので、Sタワーは、東京都の大規模事業所と比較して、46％となり、54％減となる。
5．投資回収（省マネー）
2008年から2010年の 3 年間で、設備投資をせず運用面の改善だけで取組み、 1 次エネルギーの使用量を 3 年間で24％削減（2007年比）し、 1 億100万円のコストダウンを実現した。電力の見える化システ
ムの初期費用約3,000万円を、単純回収年数約0.3年で回収出来る試算となる。
2013年4月5月合併号

冷凍空調設備 17

6．他の建物への応用性
同規模で、地域性が同類である東京都の大規模事業所に該当する約1,300棟への展開は可能大である。
東京都の報告書制度での、エネルギーベンチマークによる比較検証が出来る。
7．環境保全、便利性等
CO2、NOx、SOx等の排出抑制、取扱易さ、応用性等
CO2排出削減量
2008年から2011年までの総削減量（2007年比）は下記となる。
（環境確保条例（東京都）に定められた原単位に基づく）
電気（昼間、夜間とも）
DHC

0.386kg-CO2/kWh

67kg-CO2/GJ

・電気量削減（2008～2011年の合計）
2011年（8,505,912-5,171,154）kWh×0.386kg-CO2/kWh＝1,287t
2010年（8,505,912-6,587,188）
kWh×0.386kg-CO2/kWh＝740t
2009年（8,505,912-6,717,273）
kWh×0.386kg-CO2/kWh＝690t
2008年（8,505,912-7,726,101）
kWh×0.386 kg-CO2/kWh＝301t
合計3,018t・DHC使用量削減（2008～2011年の合計）
2011年

冷水（15,913-7,801）＋蒸気（9,232-7,047）GJ×67kg-CO2/GJ＝690t

2010年

冷水（15,913-12,664）＋蒸気（9,232-7,033）GJ×67kg-CO2/GJ＝365t

2009年

冷水（15,913-12,203）＋蒸気（9,232-7,659）GJ×67kg-CO2/GJ＝354t

2008年

冷水（15,913-14,203）＋蒸気（9,232-9,187）GJ×67kg-CO2/GJ＝118t

合計1,527t

したがって、合計削減量は、3,018t＋1,527t＝4,545t
8. 工 夫した点、発想した点、創作した点、新しい点等、設備の特徴
運用による省エネとして下記に取り組んだ。各取り組みにおける省エネ効果（想定）を示す。
また、最大需要電力の2011年における2007年比と比較した低減量は581kWである。この内訳想定を
次ページ図に示す。空調機とファンコイルに関する省エネの効果が割合として高い。
（照明）
1 ．共用部・外部照明の間引き；2,414本（
2011年 4 月時点、共用部は保安灯・警備灯のみ点灯） 4 年前から照明の間引き省 エネ効果（見込み）：2,414本×32W＝77kW×10時間（ 9 ～18時）
×240日＝185,395kWh/年
2 ．事務所エリアの設定照度の変更（500Lx）
省
 エネ効果（見込み）：300本×32W×30％×17F＝49kW×10時間（ 9 ～18時）
×240日＝117,504kWh/年（空調）
3 ．事務所階の廊下のファンコイル停止（事務所内が、夏；涼しく、冬；暖かい）省エネ効果（見込み）：電気/（0.58kW× 2 台＋0.09kW× 1 台）×17F＝21kW×10時間（ 9 ～18時）
×120日＝25,500kWh/年（ファン送風機分）、冷水/（5.0kW× 2 台＋3.76kW× 1 台）×17F×50％（負18 冷凍空調設備

2013年4月5月合併号

荷率）＝117kW×10時間（ 9 ～18時）×120日＝505GJ/年
4 ．夏期の冷房運転方法の変更（冷水を多めに使用する事で給気温度を16℃とし、風量を押さえる事で電力量を抑え、トータルの
エネルギー量を削減した）
省エネ効果（見込み）： 2 台×（11＋7.5kW）×（1-90％^3）（省エネ率）×17F＝170kW×10時間（9～18時）×120日＝204,551kWh/年
5 ．自動起動ファンコイルを手動起動に設定変更
・キヤノンSタワーの基準階（オフィスフロアー10F～26F）各階の空調システム→AHU 2 台、ファンコイルが 2 系統、合計 4 系統。
省
 エ ネ 効 果（ 見 込 み ）：（3.7kW× 4 台 ＋ 0.0 6kW× 1 7 台 ）× 5 0 ％（ 想 定 停 止 台 数 割 合 ）× 1 7F
＝134kW×10時間（ 9 ～18時）×240日＝322,728kWh/年（ファン送風機分のみ）
6 ．オフィスエリアの空調機の間欠運転
・室温を監視しながら、空調機を 1 日合計2.5時間停止
省 エネ効果（見込み）： 2 台×（11＋7.5kW）×17F×2.5時間×240日＝377,400kWh/年

表3

図5

最大需要電力の内訳想定（2007年比）

図6

使用電力量の内訳想定（2007年比）

各削減量
2007年
2011年
削減量

最大需要電力2,477kW
1,896kW
581kW

割合
100
77
23

使用電力量
8,505,912kWh
5,171,154kWh
3,334,758kWh

割合
100
61
39

冷水量
15,913GJ
7,801GJ
8,112GJ

割合
100
49
51

蒸気量
9,232GJ
7,047GJ
2,185GJ

77kW
49kW
21kW
170kW
134kW
－
129kW

13％
8％
4％
29％
23％
－
22％

185,395kWh
117,504kWh
25,500kWh
204,551kWh
322,728kWh
377,400kWh
2,101,680kWh

6％
4％
1％
6％
10％
11％
63％

－
－
505GJ
－
－
－
－

－
－
6％
－
－
－
－

－

＜削減量 内訳＞
１．共用部・外部照明の間引き
２．設定照度の変更
３．ファンコイル停止
４．冷房運転方法の変更
５．手動起動に設定変更
６．空調機の間欠運転
その他※その他は、全体から各項目の削減量の合計を差し引いた数値※使用電力量の「その他」の割合が大きいのは、ピーク時間帯以外の運用による細かな省エネ項目によるものと想定される。

2013年4月5月合併号

冷凍空調設備 19（電力）
7 ．電力デマンド対策
BEMSに閾値によるアラーム設定を行う。
デ マンド対策効果：最大需要電力を 3 年間で2,514kW→1,896kW（24.5％削減）
（その他）
8 ．啓蒙
・省エネポスターと省エネシールの作成（トイレ全個室の蓋閉め啓蒙シールの貼付）・ファンコイルのスイッチの横に『冬は22℃、夏は27℃』シールを貼付（全フロアー約250ヶ所）
9 ．省エネマニュアルの活用
・冷暖房混合運転の回避
・空調モード切替の徹底と温度・風量設定の調整
・低層階のスペース特性に沿った空調運転とその運用管理
・プログラム登録と外気温度によるきめ細かな対応
・設定温度のこまめな調整と蓄積したデータの活用（基準階、約300ヶ所あるVAVの設定確認）
・過剰換気の防止と1,000ppmを厳守した運用（過度な省エネを防ぐ）
・基準階の夜間一斉消灯と昼休み一斉消灯のタイムスケジュール
・空調の連休翌日（月曜など）と通常日（火～金）の運用管理
・負圧の調整（特に、夏季・冬期）・季節毎による入口扉の開閉方法と時間の調整
・エレベータの時間毎の制御の徹底と、箱内の空調運転の運用管理

20 冷凍空調設備

2013年4月5月合併号

優良省エネルギー設備顕彰事例④
運転・保守管理部門

一般社団法人日本冷凍空調設備工業連合会会長優秀賞

クラウド型ビルファシリティマネジメントソリューション「BIVALE」
設備所有者：日本土地建物株式会社（東京都千代田区）
設備施工者：株式会社 日立製作所（東京都千代田区）

建物の概要
ビル名称：日土地内幸町ビル
住所：東京都千代田区内幸町 1 丁目2-1

延床面積：15,341m2
規模：地上11階

地下 2 階

空調方式：集中熱源（機械室 3 階）
熱源機器：吸収冷温水機（冷房能力633kW、暖房能力515kW）× 2 台
空冷チラー（冷房能力480kW、暖房能力510kW）× 2 台
1 ．技術開発の目的と経過
目的：‌クラウド型システムでの空調熱源システムの高効率運転と見える化による省エネを実現する。
経過：平成22年 9 月（提案、設計、開始）

日土地内幸町ビル外観

平成24年 1 月（納入、試運転開始）
平成24年 4 月（引渡し等）
平成24年 6 月～ 9 月（省エネ効果検証）
2 ．設備・システムの概要（1）導入システム概要
クラウド型ビルファシリティマネジメントソリューション「BIVALE」は、ユーザーがPCからイン
ターネットを経由して季節・時刻毎のガス・電気料金単価を入力することにより、熱源システム全体の運転コスト（またはCO2排出量）が最小となる熱源機器の台数、組み合わせ、および冷温水流量と温度の最適な組み合わせを演算し、全自動で高効率運転制御を実現する。
また、入居テナントや離れた本社からもエネルギー使用実績の見える化が可能で、機器やシステム故
障時には、メールで故障・警報内容・発生時刻をビル管理者に通知し、日立カスタマーセンターで24時
間365日常時監視を行う。
導入システム構成図を図 1 に示す。

6

冷凍空調設備2013年 7 月15日号

図１

導入システム構成図（2）省エネ制御機能1 ）高効率運転制御①熱源機台数の最適化制御
ガ
 スをエネルギーとする吸収冷温水機と電気をエネルギーとする空冷チラーの運転コストを自動計算し、運転コスト（またはCO2排出量）が最小となる組み合わせを演算し、運転台数の制御を行う。
②冷温水流量と温度の最適化制御
熱源システム全体の運転コスト（またはCO2排出量）を最小とするため、冷温水の流量、および温度の最適な組み合わせを演算し運転制御を行う。
③冷却水ポンプ流量制御・台数制御
吸収冷温水機の各号機の運転信号から、必要となる冷却水流量を計算し、ポンプの運転台数や、流量の制御を行う。
④二次ポンプ流量制御・台数制御
流 量から必要な運転台数、圧力から必要となる流量を演算し、ポンプの運転台数や、流量の制御を行う。
2 ）監視機能①熱源システムの故障時に、ユーザーPCのweb画面に警報・故障通知する。
②指定アドレスにメールで故障・警報内容・発生時刻を通知する。
3 ）見える化機能①COP表示熱源機のCOPを月毎に表示、熱源機の性能・能力劣化の把握が可能。
2013年 7 月15日号

冷凍空調設備7

②省エネ効果の見える化
エネルギー使用量目標値と過去実績値の比較表示が可能。
③統計データ表示「‌時間ごと」「日ごと」「月ごと」のエネルギー使用量のグラフ表示およびデータのダウンロード

が可能。
3 ．着想
（1）‌ガスや電気などのエネルギー単価は季節・時間帯により変動する為、同じ機器の組み合わせで運転していても運転コストは変動し、高コストな運転となっている場合がある。
「BIVALE」は、インターネットを経由して季節・時刻毎のガス・電気料金単価を入力するだけで、‌
熱源システム全体の運転コスト（またはCO2排出量）が最小となる熱源機器の台数、組み合わせ、および冷温水の流量や温度の最適な組み合わせを演算し、自動制御するシステムとした。
（2）‌冷房の場合、送水温度を上げることで熱源機器のエネルギー使用量は削減されるが、流量やポンプのエネルギー使用量が増えるといった相反する関係にあるため、それを設備管理者が随時状況を判断して制御することは困難である。
「BIVALE」‌では冷温水の流量と温度の組み合わせを20分割し、熱源システム全体の運転コスト（またはCO2排出量）が最小となる最適な組み合わせを演算し、自動制御するシステムとした。
4．効果（省エネルギー）（1）効果検証期間
2012年 6 月 1 日～2012年 9 月末日。
（2）検証方法
省エネ効果の検証は回帰分析による効果検証と過去実績値との比較による効果検証を行った。
検証方法を表 3 に示す。
表3

省エネ効果の検証方法
項目

内容

回帰分析による効果検証

BIVALE 運転と従来運転のガス・電気使用量および、空調負荷を計測し、両者を比較（回帰分析）することで省エ
ネ効果を算出する。

過去実績値との比較による効果検証

BIVALE 導入前の各年度実績値と導入後実績値を比較し、省エネ効果を算出する。

（3）回帰分析による効果検証
平日冷房運転時の運転コスト削減効果を図 2 に示す。
平均空調負荷（670kW）時における 1 時間毎の運転コストは、約29％の削減効果が得られている。
運転の条件については表 4 に示す。
（4）過去実績値との比較による効果検証
BIVALE導入前（2010年）を100％とした場合の導入後（2012年）、及び計画値の運転コスト（ 6 月～ 9 月）比率を図 3 に、1次エネルギー使用量を図 4 に示す。
表 5 より、BIVALE導入後の運転コストは、2010年比で約29％削減効果が得られている。
8

冷凍空調設備2013年 7 月15日号

図2

運転コスト削減効果
表4

運転条件
制御項目

制御設定

図3

従来運転

最適化制御

－

○

熱源台数制御手動運転○

冷水 1 次ポンプ変流量制御○○

冷温水出口温度シフト制御－○

冷却水ポンプ変流量制御－○

冷温水 2 次ポンプ台数制御－○

冷温水 2 次ポンプ変流量制御

○

○

図4

運転コスト比率表5

BIVALE 運転

一次エネルギー使用量比較

年度別比較
年度

年度

2010 年

2012 年

計画値

運転コスト比率
［％］

効果

基準

29%

20%

ガス

1,302

229

442

電気

1,375

1,679

1,721

計

2,677

1,908

2,163

効果

基準

29%

20%

一次エネルギー［GJ］

2013年 7 月15日号

冷凍空調設備95 ．投資回収（省マネー）（1）投資回収年
2012年 6 月～ 9 月は2012年実績値、 1 月～ 5 月、10月から12月については計画値とし、年間の削減効果を算出した結果、投資回収年は4.5年となる。
6 ．他の建物への応用性（1）対応機種
吸収冷温水機、ターボ冷凍機、空冷チラーほかメーカー問わず制御可能である。
7 ．仕様又は開発製品、システム、部品等の仕様（1）構成機器
構成機器を表 7 に示す。
表7

構成機器
仕様

数量

ゲートウェイ

項目
GWC

端末

AC100V

1個

コントローラー

FMC

AC100V

2個

デジタル入力 IFC

DC 24V

6個

デジタル出力 IFC

DC 24V

10 個

パルス入力 IFC
入出力モジュール

DC 24V

3個

アナログ入力ユニット

DC 4 ～ 20mA

2個

アナログ出力ユニット

DC 4 ～ 20mA

5個

測温抵抗体入力ユニット

Pt 100 Ω

5個

無線計測器

17 個

（2）機能一覧
機能一覧を表 8 に示す。
表8

機能一覧
項目

内容

項目
不一致監視

熱源台数制御発停不良監視冷温水出口温度シフト制御
冷温水一次ポンプ変流量制御
省エネ制御

計測・軽量監視
監視・計測

計測値上下限監視

冷温水二次ポンプ変流量制御

運転時間・回数監視

冷温水二次ポンプ台数制御

エネルギー単価設定

冷却水ポンプ変流量制御

CSV ファイル出力機能

バイパス弁制御
冷却塔ファン発停制御

省エネ効果
表示

スケジュール制御
監視・計測

内容

省エネ最適化制御

状態監視

統計データ
COP 表示通知

故障・警報メール配信機能

故障警報監視8 ．環境保全、便利性等（1）CO2排出抑制
CO2排出量を最小化する運転モードも選択できるため、削減目標にあった制御が可能である。
（2）応用性
各エネルギー供給事業者のCO2換算係数がデータベースに登録されているため、お客様は供給元事業
10 冷凍空調設備

2013年 7 月15日号

所を選択するだけでCO2排出量最小化での制御が可能である。
また、吸収冷温水機、空冷チラー、ターボ冷凍機であればマルチベンダー対応であり、幅広い熱源機器を制御可能である。
9 ．工夫した点、発想した点、創作した点、新しい点等、設備の特徴（1）‌クラウドコンピューティングを活用し、サーバーレスのため導入費用が安価で、必要な機能のみ機
能拡張が容易である。
また、入居テナントや離れた事業拠点からも運転状態や見える化が可能。
（2）省エネ制御の削減目標を「運転コスト」か「CO2排出量」のモード選択が可能。
「運転コスト」で運転制御する場合は、インターネットを経由して季節・時刻毎のガス・電気料金‌
単価の入力を可能とした。その為、ガス・電気の料金が変動した場合でも制御に反映される。
（3）‌熱源機は冷房運転の場合、送水温度を上げるとエネルギー使用量は削減されるが、流量やポンプのエネルギー使用量が増えるといった相反する関係にあるため、熱源システム全体の運転コスト（またはCO2排出量）が最小となる最適な組み合わせを演算し、自動制御するシステムとした。
10．外観・構造図（1）画面
制御モード設定画面を図 6 、統計年度比較画面を図 7 に示す。
（2）納入写真
日土地内幸町ビルに納入した監視用PC、コントローラー、制御盤を図 8 に示す。

図6

制御モード設定画面

図8

図7

統計年度比較画面

納入機器

2013年 7 月15日号

冷凍空調設備 11