優良省エネルギー設備顕彰事例①
新設設備部門 譛省エネルギーセンター会長賞

NH3/CO2二次冷媒ループ冷凍システムを使用したスパイラル凍結設備
設備所有者：㈱おおさき町鰻加工組合
設備施工者：八洋エンジニアリング㈱
共立冷熱㈱

建物の概要
名称

株式会社おおさき町鰻加工組合加工場

所在地

鹿児島県曽於郡大崎町菱田194-1

概要

建家

延床面積
用途

地上1階

1,076m構造

S造

2

うなぎ加工場

１．技術開発の目的と経過
目的：フロンに代わる自然冷媒を使用した省エネの冷凍装置を開発すること
経過：1997年（設計、検討等）

建物外観

安全で効率の良い冷凍装置になっている。

1999年（特許出願）

４．効果（省エネルギー）

2000年（試作、試験納入等）《フロン冷凍機と比較したときの優位性》

2003年（試運転、引渡し等）

オゾン層破壊係数は0であり、地球温暖化係数
もフロン類の数千分の一の値であり、地球環境に

２．設備・システムの概要
アンモニアと炭酸ガスを組合せた新しい冷凍サ
イクルを持つ凍結設備（添付資料参照：省略）

優しい冷凍装置である。
アンモニアの冷媒性能と二酸化炭素の熱搬送能力の優秀性に加えて、今回採用のカスケードコン
デンサの性能および二酸化炭素サイクルに油が一

３．着想

切混入しない構造により、中間熱交換器（カスケアンモニアは冷媒としての性能は非常に優れてードコンデンサ）を有するにもかかわらず、従来

いるが、毒性があり漏洩した場合人体や食品等にの同じ目的に使用しているフロン冷凍機より10〜危害を与える。一方二酸化炭素は比較的安全であ20％程度の高い効率を得た。アンモニア直膨冷凍

るが汎用の冷凍空調分野で蒸気圧縮式冷凍機の冷機と比較して、性能的にも優位になり、安全性は媒として使用した場合、効率が悪いという欠点が問題なく優位である。

ある。しかし熱を運ぶ媒体としては非常に優れた特性を持っていて、二次冷媒として使用するとい

５．投資回収（省マネー）

ろいろな利点がある。本装置は冷凍機の冷媒とし産業界の場合、5年後、10年後の環境に対するてアンモニアを使用し、目的の場所への熱の運搬規制を考えると、今、ノンフロン冷凍機を設置すを二酸化炭素の潜熱を利用して行うことにより、ることが環境に配慮した投資として社会的評価を2004年４月15日号

冷凍空調設備7

得ることが可能であることから、効率の良い冷凍

界でいろいろな努力がなされている。

装置なら、多少価格差があってもランニングコス

我々冷凍機業界においても、フロンに代わる自トの差により数年で取り返せることを理解しても然媒体を使用した省エネルギーの冷凍装置を早急らうことが可能である。

に開発することが、大きな課題となっている。

またフロンを使用しないことにより自然環境を自然媒体には空気、水、アンモニア、二酸化炭守ることは、人類全体でみたときの経済的価値は素、炭化水素等があるが、冷媒として使用する場

非常に大きいと考える。

合フロンと比較して、長所も持っているが経済的な問題や物性的な欠点があり、限られた条件の分

６．他の建物への応用性

野を除いて、実用化が難しかった。今回開発した

冷蔵冷凍倉庫やスーパーマーケットのオープン

冷凍装置はアンモニアと二酸化炭素を組み合わせ

ケースなど、その他の冷却装置。ビル空調などへることにより、比較的汎用性があり、効率が良く、の応用も研究中であり、期待が持てる。

安全であり、地球環境に優しい構造に仕上がっていると自負している。

７．仕様または開発製品、システム、部品等の仕様−35℃の冷凍室温
軸 動 力 49.6kW 99.2kW 148.8kW 度で連続凍結する
時の冷凍機軸動力
冷凍能力 95.1kW 190.2kW 285.3kW と冷凍能力
機

種 HA-1.0 HA-1.5

HA-2.0※上記の性能表は外気温度32℃湿球温度28℃の時1時間あたりのハン
バーグ凍結量約1.0、1.5、2.0トン用凍結装置のものである

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
当面の用途は産業用のフロン大型冷凍機の置き換え需要が主になると考えている。理由は汎用小8．工夫した点、発想した点、創作した点、新しい点等

型冷凍機との価格差がまだ大きいことと、個人ユ3項記述のとおり環境負荷のないノンフロンをが、ノンフロン冷媒により自然環境を守ることは、

使用し、安全で効率の良い冷凍装置の開発をねら

人類全体でみたときの経済的価値は非常に大きいいとした。

と考えており、設備業界として今後普及促進を積ーザーの意識がそれほど高くないのが現状である

極的に進めていく予定である。
9．環境保全、便利性等
オゾン層破壊や地球温暖化を防ぐために、各業

11．外観、構造図（略）炭酸ガス受液器

NH3低圧受液器

8

冷凍空調設備エバコンとNH3除外装置

2004年４月15日号

実用1号機凍結システム図（うなぎ凍結）

2004年４月15日号

冷凍空調設備9優良省エネルギー設備顕彰事例②
新設設備部門譖日本冷凍空調設備工業連合会会長優秀賞

2槽式空調システムとヒートクール制御システム「エアペックス」ツインエコシステム
設備所有者：北九州市立大学
設備施工者：津福冷機工業㈱

建物の概要
名

称

北九州市立大学

所 在 地

北九州市若松区ひびきの1番1号

概

建家

要

地上2階

延床面積

241.9m

用

実験棟

途

構造

RC造

2

１．技術開発の目的と経過
目的：
従来形の恒温恒湿装置は常に空気を冷やしながら、再度加熱することでコントロールしていました。つまり冷却と加熱を同時に行っており、その建物外観②開発の期間分電力消費量を上昇させる要因となっています。

研究・・・平成13年4月より

エアペックス・ツインエコシステムにおいてはそ

納入・・・平成14年2月よりの問題点を解決し、飛躍的に電力消費量を抑えました。恒温恒湿装置は長時間運転をする実験装置③開発の規模a.1m3恒温恒湿槽を使用。

におけるニーズが多いことから省電力効果は絶大

現在のパッケージ形恒温恒湿槽における最もです。全く新しい発想での恒温恒湿装置を開発し主流の商品であり、市場ニーズがもっとも高いました。

と考えられます。

経過：

b.14.5ｍ2環境試験室を使用。

①開発内容

ハブ形恒温恒湿システムのさまざまなパターン

2. 空気調和装置の温度分布、気流分布の研究の実験をすることができます。

3. 制御機器、センサーの研究
4.

冷凍機のインバーター制御の精度研究

5.

冷凍サイクルにおける自動制御機器の研究

6. 湿度制御時の最適水分量の研究
7. 1〜6の研究成果を実証するための運転試
験、およびデータ収集
8.
36

室内寸法を変更できるようにしており、プレ1. 空気調和装置の配置等の研究④成果（略）
２．設備・システムの概要
上記目的を達成するために、下記2点について技術開発を実施し採用しています。
①空気調和装置及び空気調和方法

再現性試験

空調機内部の除湿を行うときにも十分な風景を

冷凍空調設備2004年６月15日号

確保できるようにし、除湿時に冷凍機を運転しなにはヒーターで加温する必要があったため、冷がらヒーターを作動させるという無駄な消費も防却しながら同時に加温もしなければならないと止できるようにします。

いうエネルギーの無駄を生じ、ランニングコス②冷凍機及びその比例制御方式

トが高くなるという課題もありました。

直膨方式では実現不可能であったモーター出力

本技術はこれらの課題を解決するもので、空0〜100％までの全範囲で比例式による冷却制御を

調室内部の除湿を行うときにも十分な風量を確可能にし、かつ精密に制御します。

保できるようにして、内部の温度、温度の分布を均一に安定させることができ、除湿時に冷凍３．着想機を運転しながらヒーターを作動させるという①空気調和機器および空気調和方法について

エネルギーの無駄な消費も防止できる空気調和（イ）従来の技術
近年、半導体の製造工場、印刷工場、各種の試験室等では、より精密な温度制御が要求され装置及び空気調和方法を提供することを目的としています。
（ハ）課題を解決するための方法てきています。特に、精密な試験機を使用した

第1は冷凍機と空気制御室を備えた空気調和

試験室では±0.1℃程度の制御が要求されてき装置で、空気制御室は冷凍機の熱交換器が設けています。これらの空調は空調機によって行わてある冷却制御室と除湿制御室の2つにわかれ、れています。

冷却制御室と除湿制御室に空気を流通させて熱従来の一般的な空調機では、除湿の制御はフ交換器と熱交換させる送気手段と、除湿制御室

ァンの回転数を変化させることによって行ってを流通する空気の風量を調整する風量調整手段いました。

とを備えていることを特徴とする空気調和装置

つまり、モーターの回転数を上げて風速を速です。

くし、風量を大きくすれば、空気が冷却コイル

第2は圧縮機と凝縮器と蒸発器を備えた直接表面と接触する時間が短くなり、単位風量当た

膨張式の冷凍機と空気制御室を備えた空気調和

りの熱交換量が小さくなるので空気の温度はそ装置で、蒸発器に送られる冷媒液比例制御を行れほど低下せず、除湿は起こりにくい。

う冷媒液タンクと圧縮機を作動させる圧縮機制

これに対し、モーターの回転数を下げて風速を遅くし、風量を小さくすれば、空気が冷却コ

御を行う冷媒ガスタンクとを備えている空気調和装置です。

イル表面と接触する時間が長くなり、単位風量

第3は上記の冷却制御室と除湿制御室に空気当たりの熱交換量が大きくなるので空気の温度を流通させて熱交換を行い、除湿制御室を流通が低下し、露点温度よりも低くなると冷却コイする空気の風量を制御することにより除湿量をル表面に結露が生じ除湿が行われます。

調整し、冷却制御室と除湿制御室を通過する空

そして、除湿を行うことにより空気の温度が下がりすぎた場合には、冷凍機にあらかじめ備
えてあるヒーターによって補償するようにして気を混合して空調室に送るようにしたことを特徴とする空気調和方法です。
冷却制御室では空気を流通させて熱交換器といました。

熱交換を行い、主に空気を冷却し、除湿制御室（ロ）本技術が解決しようとする課題

ではシャッター等の風量制御手段によって空気

しかし、上記方式には、除湿を行うときにはの流れる風速を遅くし風量を低下させて熱交換

ファンの回転を下げ、送給する空気の風速を遅器と熱交換を行い、空気の冷却と共に除湿を行くしていたため、風量が不足して空調室の空気います。

の循環をむらなく行うことができず、空調室の除湿制御室を流れる空気は風量が少なくなっ

内部において温度、湿度の分布を均一に安定さていますが、冷却制御室と除湿制御室のトータせることができないという課題がありました。

ルの風量は同じであるので、除湿制御室で除湿

さらに除湿によって温度が下がりすぎたときを行わない場合と同様に空調室における空気の2004年６月15日号

冷凍空調設備37循環が効率よく行われます。このように、空調機作動制御を行う冷媒ガスタンクを備えている室の空気の循環を効率よく行い、温度、湿度のことを特徴としています。

分布を均一に安定させるための十分な風量を確

第2は、保しながら、除湿も行うことができます。また

盧凝縮器で液化させた冷媒液を冷媒液貯留手

冷却除湿の制御は、風量制御手段によって冷却制御用と除湿制御用の空気を適宜割り振って調整することにより、精密な制御が可能になります。
また、除湿するときに従来のように冷凍機を運転しながらヒーターも作動させて温度を調整するというようなエネルギーの無駄な消費を防止できます。
②冷凍機及びその比例制御方法について（イ）従来の技術
冷凍機には直接膨張方式（以下、直膨方式）とチラー方式のものがあり、直膨方式とは蒸発器に冷媒液を送り、コイルの中で膨張気化させてコイルを冷却し、通過する空気と熱交換をし段に貯留するステップ
盪貯留した冷媒液を比例制御により蒸発器に送るステップ蘯蒸発器で冷媒を蒸発させて熱媒体を冷却するステップ
盻蒸発器で蒸発した冷媒ガスを冷媒ガス貯留
手段に貯留するステップ
眈貯留された冷媒ガスの圧力が所定の圧力範囲内にあるときに上記圧縮機を作動させて貯留された冷媒ガスを圧縮し凝縮器で液化するステップ以上を含むことを特徴とした冷凍機の比例制
御方法です。
従来の直膨方式の冷凍機では圧縮機を作動でて冷却を行う方式です。

きる最低限度のモーター出力に満たない出力範（ロ）本技術が解決しようとする課題

囲の比例制御はできませんでした。

直膨方式は空気と直接熱交換を行う構造であしかし本技術では、冷却の制御はタンクに貯るために、構造が簡単で熱交換にも優れますが、留されている冷媒液を、電磁弁等の冷媒液比例連続運転をしながら冷却の制御を行うためには制御手段により蒸発器に送ることから、モータ

冷却コイルに常に冷媒を送りこむ必要がありまーによる圧縮機の作動には直接的には影響を受

す。

けません。

しかし、冷凍機の圧縮機を駆動するには一定

また、圧縮機はタンクに貯留されている冷媒のトルクを必要とするため、モーター出力が圧

ガスの圧力を感知する圧縮機制御手段によって縮機を駆動できない範囲においては制御が不可

作動の制御が行われ、順次冷媒液タンクへの冷能であり、比例制御が可能なのは出力30％〜

媒液の補充が行われるため、圧縮機が作動中で100％の範囲に制限されていました。

も停止状態でも、冷媒液比例制御手段によって、従って直膨方式においては、モーター出力の圧縮機を作動できる最低限度のモーター出力に比例制御だけでは精密な冷却制御が困難でし

満たない出力範囲の制御を含めた、モーター出た。

力0〜100％の範囲における無段階の比例制御が

本研究は直膨方式の冷凍機において、従来は可能となります。

困難であったモーター出力0〜100％までの全範

時間的な制約はありますが、圧縮機用モータ

囲で比例式による冷却制御を可能にして、精密ーの出力を超えた冷媒量も供給可能となります

な冷却制御を行うことができる冷凍機及びそのので、従来の回路より幅広い利用が可能となり比例制御方法を提供することを目的としていまます。

す。
（ハ）課題を解決するための方法

38

４．効果（省エネルギー）

第1は、圧縮機と凝縮器と蒸発器を備えた冷長年活用されてきた従来技術による恒温恒湿装凍機で、蒸発器に送られる冷媒液の比例制御を

置は冷却と加熱を同時に行い、温湿度制御を行っ行う冷媒液タンクと、圧縮機を作動させる圧縮ていました。

冷凍空調設備2004年６月15日号

しかし、従来方式では冷却した空気を再度加熱

低出力の範囲が拡がったことにより省電力化を図するというエネルギー消費上ではムダを発生してっています。

しまうという課題がありました。

③2槽式空調機

近年では環境問題から省エネルギーが叫ばれて空調負荷の中で最も負荷の大きい潜熱負荷すな

いますが、従来技術では10〜20％程度の省エネル

わち除湿の作業を、コイルをわけることによってギー化しか図れず、全く新しい発想で恒温恒湿装

効率よく行うシステムを採用しています。従来方置を開発する必要に迫られてきています。

式では冷却・除湿を一つのコイルで行うため、除

本恒温恒湿装置は従来技術の最大70％の省エネ

湿のみが必要な場合も空気は冷却されてしまい加

ルギーを達成し、かつ、より高精度な制御を実現

熱の必要ができたり、冷却のみが必要な場合にもします。

除湿されてしまい加湿する必要がありました。2

日常において長時間運転される実験装置におい槽式空調機では冷却・除湿の作業をわけることにて本装置が導入されれば、社会全体においても大より、それぞれの機能を最大限に効率よく行うこ

幅な省エネルギーが図れるものです。

とができます。

５．投資回収（省マネー）

８．環境保全、利便性等

九州管内での試算によりますと12㎡での人工気
象室設備において、年間約500,000円のランニン

消費電力量を抑えることによりシステムの環境
負荷を下げることに貢献しています。

グコストの差になります。設備の償却期間8年とすると約4,000,000万円の差額となり、十分な投資回収が見込めます。また同じ費用で実験をよりたくさん行うことができます。
６．他の建物への応用性
とくに制限はありませんので、どの建物へもビ
ルトイン可能です。
７．工夫した点、発想した点、創作した点、新しい点等①ヒートクール制御システム
設定温度より温度が高い場合は冷却制御のみが作動し、低い場合は加熱制御のみが作動します。
また、設定湿度よりも湿度が高い場合は除湿制御のみを作動させ、低い場合は加湿制御のみを作動させます。冷却と加熱、除湿と加湿が同時に稼動することがありません。
同時稼動しバランスさせることで制御していた従来方法に比べ、無駄を省いたことにより最大△70％減というランニングコストの大幅削減を実現しました。
②低圧タンク低圧タンクを設置することにより、インバータ
冷凍機のみでは実現できなかった出力0〜30％の範囲までシステムを稼動させることができます。
2004年６月15日号

冷凍空調設備39

優良省エネルギー設備顕彰事例④
新設設備部門譖日本冷凍空調設備工業連合会会長奨励賞

海水熱源融雪システム
設備所有者：青森市
設備施工者：大青工業㈱

建物の概要
名

称 八甲通り線歩道融雪工事機械設備工事

所 在 地 青森県青森市新町二丁目〜長島一丁目
地内
概

要

建家

地上1階

用

途

歩道融雪

延床面積

1,900m2

１．技術開発の目的と経過
盧目的
我が国は、八方海に囲まれている島国であるが、海水を地域エネルギー源として、熱的に利用され整備前状況ている例は誠に少ない。
「海水熱源融雪システム」は、積雪寒冷地なるが故に、貴重な地域エネルギーのひとつとして海水に着目し融雪に利用するものである。
盪経過
平成3年

青森市雪対策室に「新たな雪処理対策」

プランとして海水熱利用案等を提案
平成4年

北国のくらし研究会にて「海水熱源利用研究」取り組みが決定
平成5年

実証実験検討

平成6年

システム設計のための海水温度実態調
整備後状況

査開始
システム設計検討
通産省「地域エネルギー開発利用モデル事業」の認定を受ける
青森市第二車庫構内にて実証試験開始
平成8年

実証試験終了平成9年

補足データの収集運転

平成10年

データ解析

10

冷凍空調設備平成11年「八甲通り線歩道融雪工事」に海水熱源利用融雪システム採用
平成12年

海水熱源利用融雪システムの実用稼動開始される
２．設備・システムの概要「海水熱源融雪システム」は、海水を熱源とし2004年８月15日号

たヒートポンプ方式融雪設備である。
本システムは大別して、海水取排水設備とヒー高く、融雪が不要になる3月中旬に海水温度は最低値を示すことがわかった。

トポンプユニットの熱源側と、融雪パイプを埋設

この気温や降雪量と海水温度の1ヵ月半程度のした複数の融雪パネルの負荷側とで構成される。

ピークのずれ込みこそ、寒冷地における海水熱源

概要を図1に示す。

ヒートポンプによる融雪システムの優位性の根拠となった。
４．効果（省エネルギー）「海水熱源融雪システム」開発にあたり行われた実証試験の計測データから、省エネルギー効果を示す。
盧石油代替エネルギー節約状況（降雪強度約2㎝/Hの降雪状況より）
1）計測データ値（平成9年2月計測）

図1

開始
時刻

３．着想

計
測
値
８：30 ９：00 ９：30 10：00 10：30

７：50

降雪

終了
時刻

運転
時間

９：50

124

平均値

11.36kW№1 ヒートポンプ（kW） ８：12

10.70

10.90

11.30

11.50

12.40 10：46

154№2 ヒートポンプ（kW） ８：12

11.30

11.10

11.30

11.50

12.40 10：52

160

海水ポンプ
（kW）

８：11

1.82

1.78

1.78

1.77

1.77 10：52

161

1.78kW

ともに、県庁所在地として人口30万都市では有数

同上流量（m3/H）

−

30.40

30.60

30.40

30.30

30.40

−

−

30.42m3/H

同上出入口温度差

−

4.65

4.55

4.40

4.20

4.10

−

−

4.38℃

の豪雪都市である。平年の累計降雪量は8mを超№1 熱源側ポンプ（kW） ８：11

1.00

0.99

0.99

0.99

0.99 10：47

156

0.992kW№2 熱源側ポンプ（kW） ８：11

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00 10：52

161

1.00kWえ、平年積雪深は122cmである。

負荷側ポンプ
（kW）

８：10

4.20

4.16

4.20

4.20

4.00 10：52

162

4.152kW

青森市は本州最北端に位置する寒冷地であると街並みは海岸線沿いに広がりを見せており、特11.52kW

機器運転時間平均値・・・159分（2.65Hr）
電力平均値・・・・・・・30.808KW（瞬時値平均）
消費電力量・・・・・・・WHI＝30.808（kW）×2.65（Hr）＝81.64kW/159分に中心市街地、商店街区は海岸からの距離も近い。
そこで、海水を身近に利用できるという地域特性を生かしつつ、さらに地域エネルギー源として海水の持つ熱エネルギーの有効活用に着目した。
平成6年から行った海水温度実態調査により、

2）海水熱源融雪設備取得熱量

Q1（kcal）（m3/H）（kcal/m3h） （℃） （Hr） （kW）（kcal/kW）

Q1＝30.42× 1.000 ×4.38×2.65＋81.64×860＝353,084.94＋70,210.4

海岸沿いにおける冬期間の海水温度変化の特徴と＝423,295（kcal/159分）

して、厳冬期、熱がほしい時期は海水温度がまだ

注）時間当たりの取得熱量
q1＝423,295/2.65＝159,733.9（kcal/H）
システム成績係数
COP＝423,295/70,210.4＝6.03

3)石油代替エネルギー節約状況
・消費電力値（159分間）…
81.64kW・取得エネルギー電力換算値…
423,295kcal/860kcal/kW＝492.2kW・差引エネルギー節約量…
492.2−81.64＝410.56kW
・省エネ効果…
410.56/492.2＝83.4％
図2

過去10年間の青森地方の気温と海水温度および近年の日降雪平均値

2004年８月15日号

以上より、石油エネルギーの消費は、約83％の低下となる。
冷凍空調設備11盪石油からの熱取得効率の比較

５．投資回収（省マネー）

表1の平成9年2月期1ヵ月間の計測結果から、石某公共工事計画において、適用可能と判断され油からの熱取得効率を海水熱源ヒートポンプ（ηoh）

た5工法の融雪システムについて、イニシャルコの場合と石油ボイラー（ηov）の場合とで簡単にストに20年間のランニングコストを加算したトー比較をする。

タルコストの比較した資料の一部を下記に示す。

発電効率と送電効率とを合わせた効率を0.33、コスト比較条件は次の通りである。

また石油ボイラーの熱取得効率を0.85と仮定する。

・対象面積は14,000㎡とする。

ヒートポンプの使用エネルギーは・ランニングコストは、設備運転に使用する電Wcmp＋Wph＝2.09（Mwh）＋0.38（MWh）＝2.47MWh

気代、燃料代とする。
・ランニングコストを算出する期間は、主要な石油消費量換算値は設備の耐用年数を20年に設定したものであ

2.47（MWh）/0.33＝7.49MWh

る。

ヒートポンプ加熱量（Qhp）は12.92MWhであるので、石油ボイラーシステムで同じ熱量を供給するとすれば、石油消費量は12.92（MWh）/0.85＝15.20MWhと推定され、海水熱源ヒートポンプの石油消費量換算は石油ボイラーのおよそ1/2となる。
図3にエネルギーフローを示す。

図4

６．他の建物への応用性「海水熱源融雪システム」は海水の熱エネルギ
ー利用という性質上、その適用範囲は海岸部に限定される。融雪地域が海岸から遠距離の場合は熱輸送コストの増加と共に経済性が低下する。その

図3

エネルギーフロー

表1

エネルギー収支および効率（平成9年2月計測）

維持費における限界値は1.7㎞と推定される。
エネルギー収支［MWh］

おり、海岸から1.7㎞以内に中心市街地や商店街

Qhp：ヒートポンプ加熱量

12.92

Qmp：融雪パネルへの供給熱量

14.17

Qsm：理論融雪負荷

2.00

消費電力量［kWh］
Wcmp：圧縮機入力電力量

2091.4（Wcch：クランクケースヒーター） (238.8)
Wph：熱源機側ポンプ

384.4

Wsl：負荷側ポンプ

462.9

効率

12

区のほとんどが包含される。今後整備が予定されている商店街区の快適空間整備事業に本システムを組み入れることにより、さらに高度なアメニテ
ィ空間の確保がなされると考えられる。
また、北海道から山陰まで積雪寒冷都市は、日本海に数多く点在している。
本システムの有効性から、海水温度がさらに高いと思われる津軽西海岸以南においては、より高ηhp：ヒートポンプ単体効率

6.98ηsys：熱源システム効率5.22

冷凍空調設備青森市の市街地は、海岸沿いに広がりをみせて

効率的な条件で利用できると容易に推定できる。

2004年８月15日号

７．工夫した点、発想した点、新しい点等
ヒートポンプユニットの熱源側と融雪パネルの負荷側は、省エネ運転を行うため次のような制御方式を採用した。
1)熱源側ヒートポンプ運転台数制御方式
ヒートポンプ運転台数判定は①A制御
電動弁開数と設定値とを比較して2台のヒートポンプ台数を制御時間毎に制御②B制御
ヒートポンプ出口温度と設定値とを比較して2台のヒートポンプ台数を制御時間毎に制御③C制御
ヒートポンプの入出力温度差が設定値より小ヒートポンプ機械室全景

さいと1台で、設定値より大きいと2台で制御
時間毎に運転制御
上記A制御〜C制御の条件で台数制御を行っている。
2)負荷側融雪パネルの制御方式
融雪部は18箇所の融雪パネルに分割し、各パネ
ル毎に流量調整を行う。
融雪パネルのブライン出口温度により、三方弁の開度を段階的に制御し流量調整を行い、融雪パ
ネルには必要な熱量のみを供給しヒートポンプの負荷を軽減する制御を行っている。

機械室内部

８．環境保全、便利性等
海水の熱エネルギーと電力の使用により融雪を行うので、「海水熱源融雪システム」から直接のCO2排出はない。
この電力使用も、「3.効果」で示した「石油代替エネルギー節約状況」および「石油からの熱取得効率の比較」から、投入動力当たり取得熱量が極めて多いので、発電におけるCO2排出および環境負荷の軽減に繋がる。
海水熱源利用というエネルギーのクリーン度、投入動力当たり取得熱量の多さが「海水熱源融雪システム」の大きな特徴である。

2004年８月15日号

冷凍空調設備13

優良省エネルギー設備顕彰事例⑧
新設設備部門譖日本冷凍空調設備工業連合会会長佳作

物流センター氷蓄熱利用冷蔵庫冷却設備
設備所有者：名糖運輸㈱設備施工者：㈱日立空調システム

建物の概要
名

称 名糖運輸株式会社

関西物流センター

所 在 地 大阪府摂津市一津屋3-21-1
概要

建家・地上2階構造・S造

延床面積・4,690m2

用途・冷蔵庫１．技術開発の目的と経過目的：
物流センターの冷蔵庫冷却設備において、ランニングコストを下げるため、夜間に作った氷蓄熱を利用し、昼間電力を低減した冷却設備を

外観

開発した。
4)主要機器経過：平成12年 2 月

冷蔵庫の引合い① 空冷マルチタイプ冷凍機

平成12年 3 月

見積･氷蓄熱システム提案書提出②

平成12年11月

工事着工

平成13年 3 月

竣工引渡し

20HP

〜8台

氷蓄熱ユニット（ 外 融 式 ・ 直 膨 方 式
10HP×2台）〜2基

③

天吊冷却器

〜46台

④

冷水ポンプ

〜2台

２．設備・システムの概要
1)2階建冷蔵庫（2室×2階＝4室）をマルチタイプ
冷凍機による直膨冷却方式で、室温＋5℃に冷３．着想1)冷媒液を過冷却する方式を採用すれば、5℃以下の冷蔵庫でも氷蓄熱（取り出し冷水温度2〜却する設備。
2)氷蓄熱専用の冷凍機で夜間製氷した氷を利用し5℃）が利用できる。

て、昼間に冷凍機出口冷媒液を過冷却し、昼間

2)夜間の冷蔵庫負荷が昼間の負荷より20％少なくの冷却能力を20％以上増加させるシステム。

なるので、夜間に別の冷凍機を使用して製氷す

非蓄熱方式では、冷凍機の馬力が208HP必要な

れば昼間の冷凍機を26HPから1ランク下の20HPところを、今回の蓄熱方式では160HPで済み、に下げることができる。

契約電力を少なくすることができる。
3)冷蔵庫延床面積26

冷凍空調設備

3,783m23)夜間製氷用冷凍機40HPの電力が増えても、事務所部分の電力が減少し、昼間より外気温度が2004年12月15日号

低く、凝縮圧力が下がるため、冷凍機の消費電力も減少するので、昼間より契約電力が上がることはない。

７．仕様または開発製品、システム、部品等の仕様
形

機器名称
冷凍機

式

KX-M20AM3

4)契約電力の減少及び夜産業用蓄熱調整契約の蓄

仕

様

台数
8台

単段圧縮・空冷一体形
スクロール式

熱によりランニングコストが削減できる。

圧縮機：7.4KW×2台

5)製氷する時は、冷蔵庫冷却用冷凍機より蒸発温

冷却能力51.2KW

度が少し高く、外気温度も低いため、昼間電力（TE-5℃、外気35℃DB）

を夜間電力に移行した分、成績係数が上がる。

【過冷却時能力61.4KW】
冷却器1

天吊・横吹き形 オフサイクルデフロスト

8台

冷却器2

天吊・横吹き形 オフサイクルデフロスト

10台

冷却器3

天吊・両吹き形 オフサイクルデフロスト

14台計算した結果などを記載する。

冷却器4

天吊・両吹き形 オフサイクルデフロスト

14台

1)氷蓄熱方式を採用することにより、電気の契約

氷蓄熱

SRI-40D-S

2基

４．効果（省エネルギー）
省エネルギー効果を使用・運転データ、独自に電力を47kW低減できる。

ユニット2)製氷用冷凍機を外気温度の低い夜間に、蒸発温度も少し高く運転するため、年間電気使用量を

静止形・外融式・直膨方式
圧縮機：10HP×2台

冷水ポンプ JOV40×32B4-60.75 70褄/min×14mH×0.75KW

2台

液過冷却器 プレート式熱交換器

8基

約3％省エネルギー運転できる。
3)契約電力の削減及び産業用蓄熱調整契約の蓄熱割引きにより、年間の電気代が約160万円／年

８．工夫した点、発想した点、創作した点、新しい点等削減できる。
【ランニングコスト比較表を参照。
】

1)契約電力の低減と産業用蓄熱調整契約の蓄熱割引きによるランニングコストの低減

５．投資回収2)冷蔵庫の負荷バランスが崩れた場合に冷媒液の氷蓄熱方式は、非蓄熱方式とのイニシャルコス
トの差額を約6年で回収できる試算になる。

過冷却度を変更することにより、冷却能力を変更できる。

冷蔵庫冷却設備コスト比較表
イニシャルコスト

氷蓄熱方式

非蓄熱方式

差

額

6700万円

5750万円

950万円

ランニングコスト 1490万円／年 1650万円／年 160万円／年

６．他の建物への応用性
生産工場の製品冷却用冷蔵庫・冷凍庫は夜間でも負荷が下がらないため、使用できないが、単段圧縮冷凍機を使用する冷蔵保管庫・冷凍保管庫及び低温冷房室には使用できます。
特に庫内温度が低いほど省エネ効果が高くなります。

９．環境保全、便利性等
氷蓄熱による、昼間電力の夜間電力への移行による電力平準化及び省エネルギー。
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
1)単段圧縮機を使用する冷蔵保管庫・冷凍保管庫
及び低温冷房にはほとんど適用できる。
2)冷媒液過冷却により30％程度能力増加できるため、冷凍機能力が不足した場合の対策にも使用できる。

2004年12月15日号

冷凍空調設備273)競合システムとの比較

4)以後納入実績

冷蔵庫向け氷蓄熱システム
方

概

式

今回方式
【冷媒液過冷却】（静止形・外融式・直膨式）

同様なシステムを下記の物件に施工した。
イニシャ ランニン
ルコスト グコスト

要

冷凍機の冷媒液を過冷却することにより昼間の冷却能力を約30％上げることができる。
冷媒配管サイズは冷媒循環量は同じため、過冷却前と同サ
イズでよい。
夜間電力への移行率は少ない。
消費電力が一番少ない

安い

ブラインチラーユニットで夜間カプセル内の蓄冷材を凍らせて昼間に冷熱を取出す方式
昼間冷凍機を運転しない全蓄
熱が可能
消費電力が一番多い（間接冷却のため）蓄熱タンク容量が大きい

高い

少し高い

①協同乳業株式会社東海工場殿
着工・竣工：2001年7月着工、2001年9月竣工
2
建物概要：冷蔵庫床面積 2,400m（蓄熱系統）

設備概要：冷凍機

132HP

製氷用冷凍機
氷蓄熱槽

40HP

2基

②名糖運輸株式会社東海物流センター殿
着工・竣工：2002年12月着工

カプセル方式（静止形・カプセル形・ブライン式）

アイスコンデ 夜間製氷した氷で昼間冷凍機の凝縮熱を取る方式で、凝縮
ンサ方式（静止形・内 圧力を低くできるので、昼間
融式・直膨式）の消費電力が少ない。
夜間電力への移行率が大きい。
氷蓄熱タンク容量が大きい

安い
【全蓄熱
した場合】

2003年 3月竣工
建物概要：冷凍・冷蔵庫床面積
設備概要：冷凍機

330HP

製氷用冷凍機
氷蓄熱槽
高い

安い
【昼間をア
イスコンデ
ンサ方式だ
けで運転し
た場合】

5,700m2

80HP

2基③名糖運輸株式会社越谷配送センター殿
着工・竣工：2003年1月着工、2003年4月竣工
建物概要：冷凍・冷蔵庫床面積
設備概要：冷凍機

4,200m2

330HP

製氷用冷凍機80HP

氷蓄熱槽 2基
今回はイニシャルコストの回収が早く、省エ
ネで、システムがシンプルな冷媒液過冷却方式を採用した。

【味覚歳時記】大根と豚肉の煮物は魯山人が生みの親
大根のおいしい季節です。それならやはり大根と豚肉の煮ものです。この料理、魯山人の星岡茶寮の名物料理「ししだいこん」がヒントとのこと。それを聞いただけで、ハクがつきます。大根を厚さ2センチの輪切りに。皮を厚めにむいて食べにくいほど太いのは半分に切る。煮くずれ防止に面取りをする。豚のバラ肉の固まりを、大根より小ぶりのぶつ切りにする。熱くした中華鍋で、バラ肉に焼き色がつくまで炒める。そこへ、大根を入れて材料がかぶるぐらいに水を注ぐ。日本酒と少量の砂糖と中華スープの素で調味する。最初は強火で。アクをすくいながら。アクが止まったらふたをして弱火で20分間ほど煮て、濃口醤油をごく少量ずつ数回注いで味を調え、さらに20分間ほど煮る。鍋のまま冷まして味を含ませる。温めな
おして食べる（森須滋郎『食卓のマジック』新潮社刊による）。焼酎のお湯割が合いそうです。神話的超名物料理の大衆版、です。

28

冷凍空調設備2004年12月15日号

2004年12月15日号

冷凍空調設備29

優良省エネルギー設備顕彰事例③
改修設備部門譖日本冷凍空調設備工業連合会会長優秀賞

高性能エアカーテン「サーモシャッター」による
大型冷蔵・冷凍倉庫の荷捌室低温化
設備所有者：東京水産ターミナル㈱設備施工者：㈱前川製作所

建物の概要
名

称 東京水産ターミナル㈱大井埠頭冷蔵倉庫4号棟、5号棟

所 在 地

東京都大田区東海5丁目3番地5号

概

要

建家

構

造

RC造

地上5階

延床面積

51,152m2（4号棟）、55,106m2（5号棟）

用

冷凍倉庫

途

１．技術開発の目的と経過

東京水産ターミナル㈱4号棟（44組設置）

目的：
冷蔵・冷凍倉庫の間口における冷気漏洩、暖気侵入を遮断し、換気負荷を減少させ、設備動力の低減、設備投資の縮小、庫内温度の安定化を可能とする高効率のエアカーテンを開発する。
経過：
平成10年（設計、検討等）
エアカーテン単体性能試験（風速、風量、風向等）
平成12年（試作、試験納入等）

門柱型サーモシャッター

冷蔵庫設置による実証試験（庫内、庫外温度変食品工場等には多くの開口部が存在し、消費者の化の把握）

多品種・少量の取り扱い形態により、開口部の開平成14年（試運転、引渡し等）
遮断性能向上のための改良試験
平成15年東京水産ターミナル株式会社殿（4、5号棟）に納入、稼動

いている頻度と時間が増えつつある。これにより、開口部においては庫外からの暖気侵入、庫内からの冷気漏洩が起きやすく、冷却設備のイニシャ
ル・ランニングコスト増加が懸念され、食品の品
温上昇による品質劣化や有害菌増殖の発生するこ２．設備・システムの概要
内容説明、構造、特徴等
冷蔵・冷凍倉庫、物流センター、食肉センター、
40

冷凍空調設備とが危惧されている。
そこで今回、暖気侵入、冷気漏洩を遮断するための「産業用高性能エアカーテン」（以下サーモ
2004年６月15日号

させるような分布である。また、さらに高くなる
につれ気流の動きは逆になり、庫外から庫内への暖気侵入が増加する傾向にあることから、サーモ
シャッターの吹き出し風速もそれに対応し、天井付近を最も強くするような分布である。また、開口部の空気を循環させることにより、循環空気温度は庫内と庫外の中間温度を形成することから、結露やもやの発生を少なくすることが可能となった。
以上の特徴を有するサーモシャッターを東京水第1図．設置概略図（庫外から見た場合）※矢印は風向、数値は風速（m/s）を示す※
は環境空気の流れを示す

産ターミナル株式会社殿の4、5号棟冷蔵倉庫1階
荷捌室トラックブースに設置した。設置仕様を下
記に示す。
●4号棟
平面寸法：190m×55m、低床式
間口寸法：W2700×H4000
間口部：44面（サーモシャッター44組）、オーバース
ライダーによる開閉
冷却方式：水冷ブライン方式（セントラル方式）
冷却負荷：582.7kW
除湿対策：冷却、除湿、洗浄機能付エアクーラー
粉塵対策：静電式空気清浄機
接車部：エアーバリヤー型接車シェルター方式●5号棟
平面寸法：200m×55m、高床式

第2図．開口部からの暖気侵入・冷気漏洩傾向※矢印は風向、数値は風速（m/s）を示す

間口寸法：W2700×H3000
間口部：43面（サーモシャッター43組）、オーバース
ライダーによる開閉

シャッター）の開発を行った。サーモシャッター

冷却方式：水冷ブライン方式（セントラル方式）

は第1図のように2本組の門柱で構成され、各門柱

冷却負荷：470.2kWにはファンが内蔵されている。右側の下吹出部か除湿対策：冷却、除湿、洗浄機能付エアクーラー

ら吹き出した空気は左側の下吸込部から吸い込ま

粉塵対策：静電式空気清浄機

れ、左側の上吹出部から吹き出した空気は右側の接車部：エアーバリヤー型接車シェルター方式

上吸込部から吸い込まれるような、空気を循環させるシステムである。図中右側の下吹出部から吹３．着想

き出した空気は、庫内からの冷気漏洩を遮断する

第2図で示した開口部における庫外からの暖気効果を要し、図中左側の上吹出部から吹き出した

侵入、庫内からの冷気漏洩を遮断する手段として、

空気は、外気からの暖気侵入を遮断する効果を要

吹き降ろしエアカーテン（以下エアカーテン）、する。特に、第2図で示すように冷気漏洩速度は、のれん等を採用している冷蔵・冷凍庫が多いが、床面に沿って最大値を示し、以後高くなるにつれ遮断効率は低いのが現状である。第3図に示すよて減少することから、第1図に示すように、サー

うに、最も冷気漏洩速度の高い床面付近について

モシャッターの吹き出し風速もそれに対応し、床は、エアカーテンからの到達風速が冷気漏洩速度

面付近を最も速くし、以後高くなるにつれて減少

よりも低く、遮断効率の低下を招くことになる。

2004年６月15日号

冷凍空調設備41また、エアカーテンの風向は一方向に貫流させることから常に外気が取り込まれやすく、貫流温度が高くなり、漏れた空気との接触で結露やもやが生じやすい。特に、冷気漏洩速度が高い床面付近
では、温度の高い貫流空気が接触するため床面付
近には結露が発生しやすく、安全、衛生の面から問題が生ずる。

第4図．サーモシャッター運転・停止時の庫内外温度分布

内側に庫外からの暖気侵入が見られる。この測定結果から、サーモシャッター設置により、低温倉
庫内の温度を目標温度に維持することが可能であり、サーモシャッターの遮断効果が確認された。
遮断効果を示す指標として、遮断効率を下記に定義する。
TSroom：サーモシャッター運転時の庫内温度
TSout：サーモシャッター運転時の庫外温度
ΔTS：サーモシャッター運転時の庫内外温度差
第3図．従来型エアーカーテン

そこで、天井付近の暖気侵入を遮断し、さらに

ΔTS＝TSout−TSroom・・・(1)Troom：サーモシャッター停止時の庫内温度
Tout：サーモシャッター停止時の庫外温度

床面付近の冷気漏洩を遮断することが可能な空気

ΔT：サーモシャッター停止時の庫内外温度差流を形成することが、遮断効率を高くする手段でΔT＝Tout−Troom・・・(2)あることを着想した。

遮断効率Pは、Δ

４．効果（省エネルギー）
省エネルギー効果を使用・運転データ、独自に計算した結果などを記載する。

P＝ 1−

・・・(3)
ΔT
×100
ΔTS

測定結果を元に上記計算方法を用いて遮断効率を求めると、天井付近の遮断効率は75.2％であり、使用・運転・計算等

条件

これは庫内への暖気侵入を75.2％遮断したことにサーモシャッターの遮断効果を確認するため、なる。また、床面付近の遮断効率は76.5％であり、東京水産ターミナル株式会社殿の4、5号棟冷蔵倉

これは庫外への冷気漏洩を76.5％遮断したことに

庫1階荷捌室において、庫内や庫外の温度計測をなる。さらに、天井付近と床面付近の遮断効果を実施した。第4図には、荷捌室間口1箇所における平均すると75.9％であり、これは換気負荷を

庫内から庫外の温度分布を示す。横軸は計測位置

75.9％遮断したことになる。

を示し、サーモシャッターを基準として庫内、庫サーモシャッターの遮断効率は非常に高いこと

外側への距離を示している。グラフ中の温度デーが実証され、換気負荷減少により庫内の冷却負荷

タは天井付近（●、○）と床面付近（▲、△）を低減及び省エネルギー効果が高いことは明らかに示し、倉庫扉を開放してから定常状態達成時の温なった。そこで、冷蔵倉庫荷捌室の換気負荷遮断度である。グラフ中の実線（●、▲）はサーモシ

方式として一般的に使用されているエアーシェル

ャッター運転時、点線（○、△）は停止時である。

ター方式と、サーモシャッターを併用したエアー

サーモシャッター運転時と停止時を比較する

バリヤー方式の遮断効率を比較し、省エネルギーと、停止時は、庫外側に庫内からの冷気漏洩、庫効果の検証を行った。従来の荷捌室トラックブー

42

冷凍空調設備2004年６月15日号

注）上記計算は、トラックブースに冷凍・冷蔵コンテナが接車する場合の試算結果である。間口におけるフォー
クリフトによる荷役作業は考慮していない。間口におけるフォークリフトによる荷役作業を考慮した場合、エアーシェルター方式は消費電力が増大するが、エアーバリ
ヤー方式はほとんど変化がない。
第5図．エアーシェルター方式
遮断効率90％

第6図．エアーバリヤー方式
遮断効率95％

５．投資回収（省マネー）
夏期条件における省エネルギー試算の結果を基

スには第5図に示すようなエアーシェルター方式に、年間ランニングコストの試算した結果を以下が多く採用され、遮断効率は90％（外気と直接、に示す。本方式は設備コストも従来方式に比べ約接する面積率で算出）である。これに対し、今回14％低減可能となった。

は第6図に示すようなエアーバリヤー方式にサー●4号棟

モシャッターを併用し、庫外とプラットフォームの遮断効率80％（外気と直接、接する面積率で算出）とサーモシャッターの遮断効率75％（計測値）
により遮断効率は95％である。

年間ランニングコスト

東京水産ターミナル株式会社殿の4、5号棟冷蔵倉庫1階荷捌室トラックブースにサーモシャッタ

従来方式

3,792千円

4,748千円

956千円、20％―――

5,280千円

6,160千円

880千円、14％―――

冷凍機削減台数

1.6台―――

クーラー削減台数

14台

―――

削減額、率
設備コスト（※）
削減額、率使用・運転・計算等結果（…％／h、日、月、年、…円／…、…ｋＷ／…、…kcal／…等）

本方式※ 設備コストとは、エアーバリヤー、エアーシェルターそれぞれの本体価格、設置費、付帯資材費、付帯工事費を含む。

ーを設置した結果、約75％の遮断効率を達成した。
そこで、本方式のサーモシャッターを併用したエ●5号棟

アーバリヤー方式と、従来方式であるエアーシェ
ルター方式で比較検討した省エネルギー試算結果

年間ランニングコスト

熱負荷量（※1）
冷凍機
設備動力 冷却器
シェルター動力
消費電力量／日（※2）

従来方式

582.7kW

806.7kW

55kW×2台＋37kW×2台＝184kW

55kW×5台＝275kW

0.6kW×36台＝21.6kW

0.6kW×50台＝30kW

1.4kW×44シェルター＝61.6kW

0.6kW×44シェルター＝26.4kW

1,562kWh／日

2,058kWh／日省エネルギー量496kWh／日―――

省エネルギー率

24％

―――

※1.
※2.

熱負荷量は、換気負荷から求めたものである。換気負荷は、開口面積及び遮断効率を考慮した温度差差圧による換気空気量計算（冷凍空調便覧）より算出した。
消費電力量は、夏場の条件（外気温度33℃、湿度80％）であり、冷却設備稼働率を80％、接車率（シェルター使用率）を50％とした。

3,410千円―――
6,020千円

860千円、14％―――

冷凍機削減台数

1.0台―――

クーラー削減台数

10台

―――

削減額、率
本方式

3,023千円
5,160千円

設備コスト（※）

●4号棟

従来方式

387千円、11％

削減額、率を以下に示す。

本方式※ 設備コストとは、エアーバリヤー、エアーシェルターそれぞれの本体価格、設置費、付帯資材費、付帯工事費を含む。

６．工夫した点、発想した点、創作した点、新しい点等
本開発装置の特長を下記に示す。

●5号棟①高遮断効率本方式

熱負荷量（※1）
冷凍機
設備動力 冷却器
シェルター動力
消費電力量／日（※2）

従来方式

470.2kW

607.2kW37kW×4台＝148kW

37kW×5台＝185kW

0.6kW×36台＝21.6kW

0.6kW×46台＝27.6kW

1.0kW×43シェルター＝43.0kW

0.6kW×43シェルター＝25.8kW

1,257kWh／日

1,463kWh／日省エネルギー量206kWh／日―――

省エネルギー率

14％

―――

※1.
※2.

熱負荷量は、換気負荷から求めたものである。換気負荷は、開口面積及び遮断効率を考慮した温度差差圧による換気空気量計算（冷凍空調便覧）より算出した。
消費電力量は、夏場の条件（外気温度33℃、湿度80％）であり、冷却設備稼働率を80％、接車率（シェルター使用率）を50％とした。

サーモシャッター設置等の庫内外の温度計測から得られる遮断効率は約75％であり、従来型の吹き降ろしエアカーテンよりも高い遮断効率である。
②門柱型空気循環方式
温度差のある間口に対し門柱型に設置し空気を循環させることにより、天井付近の暖気侵入を遮断し、さらに床面付近の冷気漏洩も遮断すること

2004年６月15日号

冷凍空調設備43が可能である。また、庫内と庫外の中間温度帯を形成することにより、間口付近の結露やもやの発生を抑えることが可能である。
③既設間口への設置
既設の冷蔵・冷凍倉庫間口への設置も可能であ８．市場性、販売状況、適応市場の大きさ、競合又はシステムとの比較、販売実績（国内、外）等
東京水産ターミナル株式会社殿の4、5号棟冷蔵倉庫1階荷捌室トラックブースに、それぞれサーる。

モシャッターを44組、43組設置させていただいた。

④設備動力（ランニングコスト）低減

さらに現在、東京水産ターミナル株式会社殿の1、換気負荷（冷気漏洩、暖気侵入による換気熱）

2、3号棟に計約80組の設置工事をさせていただいが75％遮断され、消費電力を低減することが可能ている。現在サーモシャッターは、国内31社で約である。

70組が稼動中であり（平成15年12月現在、東京水⑤設備投資（イニシャルコスト）縮小

産ターミナル株式会社殿は除いた台数）、新設、新規に設立する冷蔵・冷凍庫について冷却負荷

既設の冷蔵・冷凍倉庫への設置が今後も見込まれが減少するため、冷却設備を縮小することが可能

る。また、海外4社6組の設置も決定している。全である。

国の冷蔵・冷凍倉庫は3600〜3700もあることを考⑥除霜回数

慮すると市場性は非常に大きいと考えられる。

暖気侵入を遮断し中間温度域を形成することに既設の冷蔵・冷凍倉庫間口には、従来型の吹きより、庫内の着霜が減少可能となる。よって除霜降ろしエアカーテンを設置しているが、遮断効果

間隔を長くすることができるため庫内負荷が減少が明確に得られないものも多く、カタログ値で50し、除霜回数を減らすことが可能である。

〜60％と示されている。また、結露やもやの発生⑦衛生配慮、製品の品質向上が非常に多い。サーモシャッターと吹き降ろしエ

開口部の全面が空気膜で高効率に遮断されるた

アカーテンを比較した場合、庫内の食品の品質保め、庫内温度を均一にすることができ、平均外気持、設備動力、設備安全面のいずれを挙げても、温度が30℃前後にもなる7〜9月の夏季3ヵ月間にサーモシャッターの方が優位であると言える。

対しても、生産あるいは荷捌き・配送される食品の品質保持と、消費者へのより安心な食品提供が可能になる。
⑧開口付近の安全性
開口付近の結露やもやの発生を抑えることが可能となり、人、フォークの出入りに対して安全性が高まる（滑りづらい、見通しが良い）。
７．環境保全、便利性等
CO2、NOx、SOx等の排出制御、取り扱い易さ、応用性等
サーモシャッターは、食品工場等の設置に配慮し、ステンレス鋼で構成されている。また、サーモシャッター内のファンは、吹き出し面を外すのみで交換可能でありメンテナンス性が良い。
サーモシャッターの応用性として、除湿機能を設けた仕様を検討している。さらに、高性能エア
カーテンの応用性として、食品工場等の間口に防虫仕様、塗装工場等の間口に防塵仕様、その他施設に対し防煙、防臭仕様が挙げられる。
44

冷凍空調設備2004年６月15日号

優良省エネルギー設備顕彰事例⑤
改修設備部門譖日本冷凍空調設備工業連合会会長奨励賞

既設ターボ冷凍機のインバータ化省エネシステム
設備所有者：㈱ルネサス東日本セミコンダクタ
設備施工者：㈱日立ビルシステム㈱日立空調システム

建物の概要
名

称 ㈱ルネサス東日本セミコンダクタ
群馬デバイス本部

所 在 地 群馬県高崎市西横手町1-1
概

要

建家・地上4階

延床面積・7,929m2

構造・SRC造用途・半導体製造工場

１．技術開発の目的と経過
目的：空調設備動力の大幅な省エネを計ることを主たる目的とする。
経過：平成14年
平成15年

（設計）

建物外観

（試運転、引渡し）
関数化された値である。システム概略は2台の冷２．設備・システムの概要

凍機を対象にインバータ1台を導入したもので、半導体製造工場である当工場には製造ラインで当工場向けに725kVA（冷房能力2,521kW×2台用）

発生する熱負荷冷却用として電動ターボ冷凍機がのインバータを1台導入し、平成15年5月より連続2台稼動しておりターボ冷凍機の年間消費電力量

運転に入っている。

は約5,200MWhと大きい。
ターボ冷凍機の省エネを計ることは当工場においてエネルギーの効率的利用を計る上での最重要本システムの導入により当初の計画どおり14年度同一期間（5月〜11月）対比で約568MWhの省エネ効果が得られている。

課題の一つとなっており、この問題を解決するたまた本インバータ設備導入は改正省エネ法によめ、経年17年の既設ターボ冷凍機2台（電動機出るエネルギー原単位削減施策として特に、年間稼力合計働する半導体工場、化学プラント、電算センター

1,030kW）を対象に、インバータ設備1台を導入した。

設置機等に対して有効な施策となる。

ターボ冷凍機の容量制御方式を既設の圧縮機の入口ベーン制御にインバータを付加したシステム

３．着想とすることにより、年間の空調消費電力の大幅な空調用冷凍機は、一般に年間の総稼動時間の節減を計ることとした。インバータの出力周波数

99％は部分負荷で運転されている事実に着目し制御はキーとなるシステム技術で圧縮機の運転特た。運転負荷、外気温湿度（冷却水）の変化に追性、冷却水温度、凝縮圧力、設備側負荷等により従して圧縮機の回転数、ベーン開度を最適に制御

20

冷凍空調設備2004年９月15日号

するシステムに改修することにより、部分負荷で５．投資回収（省マネー）の圧縮機の運転効率の向上、年間の総消費電力量

・5月〜11月で5,500千円減の実績（ほぼ試算通り）の大幅な低減が可能となる。

・単純投資回収年は約3年４．効果（省エネルギー）

６．他の建物への応用性〈使用・運転・計算等条件〉

冷却水温度が低く冷房（冷凍）負荷が小さいとインバータ導入に当たり、ターボ冷凍機の使用、運転条件は見直しの結果、現状どおりとした。
ターボ冷凍機の仕様を表1に示す。

きにインバータ運転での省エネルギー効果が大き
いため、半導体工場、化学プラント、電算機セン
ター等、年間運転のターボ冷凍機に有効である。

空調負荷：クリーンルーム（クラス1〜100）
表1

７．仕様または開発製品、システム、部品等の仕様

機器名

仕

様

台数

型式

HS-800H

冷凍容量2521kW（717RT）

ターボ 電動機出力
冷凍機 冷水温度 入口／出口
冷却水温度

515kW

表2

インバータの仕様

機器名称

仕
電

2

10℃／5℃

主 入 力

入口／出口 32℃／37℃
R11

使用冷媒

空調床面積

2,850m2

725KVA
インバータ 定格出力

空調方式：セントラルダクト方式
室内温湿度：温度

23℃±2℃

湿度

40％±5％

制御範囲

台数

様
圧

3300V±10％

周波数50Hz±3％

相

数

三相3線式

容

量

725kVA

電

圧

3300V±10％

周波数50Hz±0.5％

定常20〜50Hz

始動

0〜50Hz1台〈使用・運転・計算等結果〉
導入後の消費電力を平成14年度の消費電力量と比較し図1に示す。

８．工夫した点、発想した点、新しい点等
１．インバータの周波数は外気温度に連動した冷却水温と、運転中の実際の凝縮圧力により関数化された値とした。
２．インバータは利用率を向上させるため2台の冷凍機に対して兼用盤とした。
また、冷凍機各々の運転時間が平均化するよう対象機選択切替盤を設けた。
３．ターボ冷凍機は冷却水温度が低いほど、省エ
ネ効果が大きい。
インバータ制御ではベーン制御よりさらに冷却水温度が低い状態で運転可能であるため、冷図1

導入効果（717RT×2台）

却塔ファン自動発停用の冷却水温度サーモの設
定温度を低くした（冷却水温の下限設定を15℃〈省エネ効果〉とした）。

ターボ冷凍機消費電力の節減は年間1,100MWh（省エネ率21％）である。

H15年5月〜11月の節減実績は568MWhで当初の計画値を若干上回っている。

９．環境保全、便利性等
１．温暖化防止効果
電力の低減量からCO2の削減量を求めると下記となる。

2004年９月15日号

冷凍空調設備21

1,100,000kWh×0.38＝418トン／年
備考：CO 2の排出係数

0.38㎏／kWhは東京

電力2002年度実績データによる。
２．CFC冷媒使用による環境への配慮
既設ターボ冷凍機には環境保全対策として、
平成5年高効率回収装置日立SRP-02が付設されている。今回の改修作業に合わせて実施した整備作業においては、冷媒回収時の機内圧を0.01MPaまで吸引し付設レシーバーに99％以上の高効率回収を行っている。
また、本回収装置は抽気装置としても常用可で、抽気に伴う冷媒の大気放出を従来当社比約1/20に低減し、環境保全をはかっている。
図3

システムフロー図

図4

インバータ盤外観

図5

ターボ冷凍機（717RT）外観

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
本システム導入による経済性を評価すると、ターボ冷凍機に使用している電動機の容量が大き
く、運転時間が長いほど有効であり、このような使用状況にあるターボ冷凍機すべてに適用可能である。
本システムを導入した改修設備工事は、主に国内の半導体製造工場向け省エネシステムとして数多くの実績がある（ターボ冷凍機の冷房能力の合計
としては約25,000kW）。
改正省エネ法によるエネルギー使用量の削減対策としても有効な手段である。
11．外観・構造図

図2

高圧回路改造単線結線図

22

冷凍空調設備2004年９月15日号

優良省エネルギー設備顕彰事例⑥
改修設備部門譖日本冷凍空調設備工業連合会会長奨励賞

冷凍冷蔵倉庫のクーラーファンのインバーター
回転数制御による省電力運転装置
設備所有者：㈱マルミ 小川冷凍工場
設備施工者：旭調温工業㈱

建物の概要
名

称 ㈱マルミ小川冷凍工場

所 在 地 静岡県焼津市石津下島1007番地
概

要

建家・地上3階

延床面積・3,545m2

構造・SRC造用途・冷凍倉庫

１．技術開発の目的と経過
目的：冷凍冷蔵倉庫において冷却装置（圧縮機やクーラー）の総合冷却効率を高め、冷却装置の運転時間を短縮し、省電力をはかる。
経過：平成 6 年（設計、検討）

建物外観

平成10年（試作、試験納入）
平成12年（試運転、引き渡し）①外気（壁、床および天井）からの侵入熱②冷却前の入庫品（被冷却物）

２．設備・システムの概要③換気（内容説明、構造、特徴等）④作業員及び庫内照明装置の発熱（量）定常運転時にインバーターを接続したクーラー⑤クーラーファン（ファンモーターを含む）の発熱（量）

ファンの風速に係る最適運用条件を検証・設定

特に、定常運転時における上記⑤のクーラーフ（調整）し、発熱量をできるだけ抑制して冷却負ァンの発熱（量）は、設定温度が低ければ低いほ荷への影響を低減するとともに冷却効率を高効率

ど冷却負荷に影響する比率が高くなる傾向があに維持して、設備の冷却能力を最大活用することる。その結果、冷凍機の消費電力に占める割合もができるので、冷凍機の運転時間を短縮して消費大きくなるので、省エネルギー運転に関してはマ

電力の節減と冷凍機の損耗の減少を図ることがで

イナス要因となっていた。

きる。本装置は、特許を取得している。

クーラーファン（ファンモーター）の回転数すなわち風速に対するクーラーファンの発熱量（以３．着想

下、発熱量という）及びクーラーの伝熱係数（以従来より、省エネルギーの観点から冷却負荷に下、伝熱係数という）の関係が知られているが、影響を与える設備系の原因については、以下①〜

これらの関係は機器の特性データーとして個別的⑤等の点が指摘されていた。

に取り扱われており、個々の設備について定常運

14

冷凍空調設備2004年10月15日号

４．効果（省エネルギー）
装置取り付け前 装置取り付け調整後
1階1,600トン

同左

2階

1,600トン〃

3階

1,600トン〃

合計

4,800トン

〃

庫
内
温
度

1階

−45℃

同左

2階

−45℃

〃

3階

−45℃

〃

ス
ク
リ冷
ュ凍
ー機

1階

60kW×2台

同左

2階

42kW×2台

〃

冷
蔵収
倉容
庫ト
公ン
称数

冷蔵庫省電力運転装置

転時における最適風速を示唆するものではなく、発熱量（回転数毎）と伝熱係数の相関度合いを勘案し、クーラーの正味の冷却能力（冷却熱量から発熱量を差し引いたもの）を評価しようとする試
みはなかった。いま、設備運用上の省エネルギーと冷凍機の損耗の減少を目的効果として、実用的な冷却能力（正味の冷却能力）の最大活用を図ろうとするとき、現状ではクーラーファンの風速は、
最適風速を仮定して、その風速を確保するようにファンを取り付けるとともに、その回転数（風速）を設定している場合が多く、真の最適風速（また

ユク実
ニー効
ッラ入
トー力

3階

60kW×2台〃

1階

3.7kW×2台×2基

2.2kW×2台×2基

2階

2.2kW×2台×2基

1.2kW×2台×2基

3階

3.7kW×2台×2基

2.2kW×2台×2基

年
間 電
使 力
用 量

約 2,100,000kWh

約 1,800,000kWh

年
間
使
用

約17,400,000円

約14,500,000円

電
力
料
金

※装置取り付け調整後のユニットクーラー実効入力の減小は電動機の交換ではなくインバーター制御により実効入力が減小（当該設備の場合）した。

省エネルギー効果の検証方法は風量）が確保されているかどうかは殆ど検証さ省電力運転装置を取り付けて、商用電力運転れていない。こうしたなかで、上記⑤の発熱が冷と省電力運転を1週間交代で5週間行い、記録型

却負荷の変動に大きく効いてくるという実際問題

積算電力計で、毎日（毎週）の使用電力量を実に着目して、注意深く検証を重ねた結果、以下の測し、年間節減電力量を算出した。

知見を得るに至った。
定常運転時にクーラーファンの風速が早めの時
は、風速を少し下げることによって伝熱係数は殆ど低下せず、発熱量は大幅に減少する。また風速が遅めの時は、風速を少し上げることによって伝熱係数は大幅に上がるが、発熱量はさほど増加し

省エネルギー効果
年間節減使用電力量
2,100,000−1,800,000＝300,000kWh
年間節減使用電力料金
17,400,000−14,900,000＝2,500,000円
節減率は14.5％ない。
したがって、風速に対する伝熱係数と発熱量の５．投資回収（省マネー）

増減変化の相関度合いについて最適運用条件を策478万円（省電力運転装置設備費）定することにより、発熱量を抑制するとともに冷250万円（年間節減使用電力料金）

却効率を高効率に維持することができる。

≒1.91年

つまり、実設備において発熱量を抑制する方向
で伝熱係数を勘案して実証的な最適風速を設定す
れば、冷却負荷への影響を低減して設備の冷却効率を高効率に維持することができる。

６．他の建物への応用性
本装置は、冷凍冷蔵設備における現場での最適運用条件の検証・設定（調整）が、既設または新設を問わずいつでも極めて簡単に、かつ短時間で2004年10月15日号

冷凍空調設備15確実に実施可能であり、しかも殆どの冷凍冷蔵設の間の設定周波数域（40〜45Hz）をクーラーフ

備について有効であるため、産業上有益な効果がァンの最適運用条件として範囲策定するものでああり広く利用することができる。

る。
図から見てとれるように、原設計（風速調整

７．工夫した点、発想した点、創作した点、新しい点等

前；図中①に対応）でのクーラー風速が3.2m/sである場合に、最適運用条件（上限運用周波数）（風速調整後；図中②に対応）でのクーラー風速は2.4m/sとなり、これに応じて発熱量は4割減少
し、冷却能力を減じることなく経済的な（冷却効率を高効率に維持した）運用ができる。

（参考図1）

参考図を参照して以下に説明する。なお、以下に例示する数値は実験的事実に基づく。

（参考図2）

参考図1にデータープロットを示すように、庫内温度が設定保持温度またはその許容範囲内に維

参考図2にデータープロットを示すように、庫持されている定常運転中に、インバーターの設定

内温度が設定保持温度またはその許容範囲内に維周波数を原設定（図中①に対応する設定周波数

持されている定常運転中に、インバーターの設定

60Hz）から増減両方向に微動変動し、これにと周波数を原設定（図中①に対応する設定周波数

もなう冷凍機の吸入圧力の変化量が増減両方向で60Hz）から増減両方向に微動変動し、これにとともに零近似である（図中①の点の近傍においてもなう冷凍機の吸入圧力の変化量が増方向で正で冷凍機の吸入圧力に変動がない）場合に、原設定あり、かつ、減方向で負である（図中①の点の近のクーラーファンの風速を早めと認定し、最適運傍において吸入圧力がそれぞれ増減変動する）場

用条件を範囲策定し風速調整する方法である。

合に、原設定のクーラーファンの風速を遅めと認

そこで、あらためてインバーターの設定周波数を原設定（図中①）から減方向に刻々変化してゆ定し、最適運用条件を範囲策定し風速調整する方法である。

き、冷凍機の吸入圧力の変化量が零近似から負へ

そこで、あらためてインバーターの設定周波数

転換した時点（降下変動が明確に発生した時点）を原設定（図中①）から増方向に刻々変化してゆの設定周波数を下限運用周波数（図中③に対応すき、冷凍機の吸入圧力の変化量が正から零近似へる設定周波数40Hz）と定めるとともに、この下転換した時点（上昇変動が明確に達した時点）の

限運用周波数から逆方向（増加方向）に設定を戻

設定周波数を上限運用周波数（図中③に対応する

していき、吸入圧力の変化量が正から零近似に再設定周波数112.5Hz）と定めるとともに、この上転換した時点の設定周波数を上限運用周波数（先限運用周波数から逆方向（減方向）に設定を戻しの圧力降下が認められる直前の最低周波数）（図ていき、吸入圧力の変化量が零近似から負に再転

中②に対応する設定周波数45Hz）と定めて、こ換した時点の設定周波数を下限運用周波数（先の16

冷凍空調設備2004年10月15日号

装置設置状況

CO2排出量0.371㎏/kWhより算出）
冷凍機の吸入圧力（の変動）を指標とすること
により、簡単に、かつ短時間で最適運用条件を策定することができる。
構造図

圧力上昇が零近似に達する直前の最高周波数）（図中②に対応する設定周波数100Hz）と定めて、

９．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

この間の設定周波数域（100〜112.5Hz）をクーラ

市場性としては、冷蔵倉庫として全国に約3,800

ーファンの最適運用条件として範囲策定するもの

工場（約3,300公称トン/1工場）、また超低温冷蔵である。

倉庫（−40℃以下）として約200工場（約1,900公
称トン/1工場）が本装置の取り付け対象となり、８．環境保全、便利性等

地球温暖化防止に貢献し、政府目標のCO2削減に

本装置取り付け後のCO2削減量は、111.3トン/年（電気事業連合会2000年度使用電力量あたりのも大きく寄与する。
現在までに41台設置している。

【味覚歳時記】自然な味覚〈煎餅〉
和食がアメリカからヨーロッパへと静かに飛び火したようで、パリなんかでも〈スシ〉が流行っているそう。これは、もしかして、一時の流行にとどまらず、新世紀の食文化の方向を指し示す現象なのかもしれません。前世紀の後半、私たち日本人の食生活が急速に欧米化した結果どうなったか。それを見たら、和食に傾くのは、当然といえます。この食欲の秋、おやつも〈煎餅〉にしませんか。
〈煎餅〉は、中国から伝わり、千数百年もの歴史をもったお菓子なのです。〈煎餅〉の仲間に〈欠餅〉（おかき）と〈霰餅〉（あられ）があり、まとめて〈米菓〉と呼ばれています。
もち

うるち

この三者、いずれも〈餅〉とはいえ、〈煎餅〉だけは原料が糯米ではなく粳米
つです。普通のお米の粉をこねて、蒸して搗いて薄く延ばし、丸く型抜きしたものを乾燥し、焼いて醤油で味付けします。至って、自然な食べ物です。お茶は、番茶がお似合いです。

2004年10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⑦
譖日本冷凍空調設備工業連合会会長奨励賞

改修設備部門

氷蓄熱応用システム
設備所有者：㈱服部タイヨー 長沢店
設備施工者：㈱広島設備開発

建物の概要
名

称 株式会社服部タイヨー

長沢店

所 在 地 島根県浜田市長沢町3021
概

要

建家・地上1階
構造・S造

延床面積・990.0m2

用途 スーパーマーケット

１．技術開発の目的と経過
目的：電力の負荷平準化
経過：平成9年（設計・検討等）
・既設食品店舗におけるショーケース用冷凍機

外観の運転を実測し、1年分を整理・分析する
・氷蓄熱応用システムの試設計を行い、効果を試算し経済性を検証する

２．設備・システムの概要
1)内容説明・氷蓄熱応用システム装置の詳細設計、モデル

島根県浜田市のスーパーマーケット服部タイ装置の設計製作、予備試験、ロード試験と性ヨー長沢店の食品売場用冷凍機（三洋製・35馬

能検証を行う力）へ氷蓄熱システムを導入する。

平成10年（試作・試験納入等）

2)構造・原理

・実機装置の製作及び三吉サティ食品館への設・氷蓄熱槽は構造が簡単で、安価な冷媒直膨方営を行い、フィールドテストを開始する
平成11年（性能確証）

式のスタティック型を採用。
閉店以降の夜間は余剰冷凍能力を用い、ショ・実機装置のフィールドテストによる連続運転

ーケースとの併用運転で蓄熱槽に製氷します。

性能の確証、データ収集と分析、実績数値に

・氷で蓄冷した熱量を、昼間の電力ピーク時による導入効果の検証

おいて冷媒液を過冷却することにより、大幅に

平成14年（試運転・引渡し等）

冷凍能力を向上する高効率シフト運転を行う。

・島根県浜田市のスーパーマーケット服部タイ

3)特徴ヨー長沢店へ1台導入し、予想通りの効果を上げる。

・業務用中低温利用
運転効率（COP）の良い、中低温で蓄熱を利用、冷凍への併用も可能。

26

冷凍空調設備2004年11月15日号

・熱源機の容量低減

3)コスト削減（省マネー）

高効率シフト運転と最適システムの導入により、冷凍能力が約25％向上する。
よって、冷凍機容量の低減が可能。
・汎用性

標準システム2,111千円

氷蓄熱システム

1,655千円

差額▲456千円

削減率

約21.6％

熱源機メーカーを問わず導入が可能。
・既設機器への追加導入が可能。
蓄熱槽をユニット化し汎用性を高めているた
め、既設設備への追加導入が容易にできる。
・夜間電力利用によるランニングコストの低減
氷蓄熱システムの採用により、電気料金が通常の約1/3の夜間電力を利用できる（別途、電力会社との蓄熱調整契約が必要です）。

５．他の建物への応用性
1)産地：冷蔵庫／冷凍庫、米の低温倉庫、牛乳・酒等の間接冷却2)食品加工：茹麺、豆腐、カット野菜の冷却・汎用食品冷却
3)食品流通：食品店舗、スーパーマーケット、各
種店舗用冷水供給装置
4)非食品産業：工場冷房・スポットクーリング、

３．着想

水冷式エコノマイザー、過冷却器

近年、大型店舗や多彩なニーズに対応した新業
態店舗の新規展開、増床、改装需要など積極的な展開が進んでいる。特に冷凍冷蔵食品、日配品、惣菜等の普及により冷凍・冷蔵庫、冷蔵ショーケ

機械冷却用

チラー、低温シャワーリング装置、練り釜、金型冷却5)その他：イベント会場・結婚式場・葬儀場・蓄熱槽、ファンコイル一体型冷房機ースの需要も確実に増加している。それに伴い夏期の電力ピークの先鋭化など空調電力と共に負荷６．仕様 ［機器仕様表］（P.28）

平準化が望まれている。こうした年間中低温利用への普及を図る氷蓄熱システムの開発を目指すこととなった。

７．新規性・進捗性
電力の負荷平準化に向けて夏期ピーク時の最大電力をカットすることを目的として、氷で蓄冷し４．効果（省エネルギー）

た熱量を昼間ピーク時において凝縮冷却用として

1)運転条件氷熱源専用運転を行い、ピークカット及びピーク

店 舗 名 称 服部タイヨー

長沢店

シフト運転も可能とした。
（PAT第3360246号）

売 場 面 積 約650m2

また、冷凍機の過冷却運転および解氷時の残氷

営 業 時 間 9時〜20時を防ぎ最適運転を図るため、最適コントロールシ

冷 却 対 象 青果・日配・生鮮冷蔵ケース（計18台）

ステム制御（ショーケースのアクティブ温度管理

対象冷凍機 型式：MCF-350MSP（定格出力：25.5kW）

およびピークカット電力調整制御並びに蓄熱学習

冷 凍 能 力 51,000kcal/h（ET ：−15℃）機能）を付加し、運転効率の向上を図った。

ケース負荷 39,950kcal/h
負荷

８．環境保全・利便性等率 78.3％

食品店舗を含め、食品加工や中低温流通産業に
2)実績結果（省エネルギー）

おいての冷凍機消費電力の占める割合は大きく、［電力実績比較（ピークシフト運転）］

今後ますますの需要増加が予想される。その中で標準システム

42.8KW

環境保全・省資源化を意識した高効率なシステム

氷蓄熱システム35.0KWの構築ができた。

削減電力量

7.8KW

また、蓄熱槽をユニット化し汎用性を高めていピークシフト率

約18.3％

るため、既設設備への追加導入が容易に行えるよ
うになった。

2004年11月15日号

冷凍空調設備27

［機器仕様表］

うまくマッチングさせる必要がある。一方で、お氷蓄熱応用システム装置
型式

2.6トン型
HSK-ISU2.6A

電源

V

3φ200V

蓄熱量

MJ 711

外形寸法（高さ×幅×奥行）mm 1,910×2,358×1,132

客様の経済メリットに貢献することが普及を促す
重要なポイントであると考えている。
そこで、氷蓄熱応用システム装置のコスト低減を図るため、蓄熱槽のモジュール化および現地工事の簡素化を取り入れている。

製品重量kg 530

食品流通業や冷蔵倉庫業界においては、消費電

運転重量kg 3,130

力の中で冷凍機が占める割合が大きく、氷蓄熱シ

水張り量kg 2,600

ステムが普及拡大すれば、社会全体のエネルギー

製氷量kg 1,636

有効活用にも寄与するものと考えている。

製氷コイル

mm 銅パイプ6.35

2)適応市場［現状の食品店舗および冷蔵倉庫での実態］

製氷方式

スタティック方式

冷媒制御器

膨張弁

業界を取り巻く環境の変化による企業間競争の

融氷方式

外融方式

激化により、運営・管理コストが大幅に増加して製氷充填率（IPF）％ 62.93おり、そのため食品流通および冷蔵倉庫業界では

循環ポンプ出力Kw 0.4×1台

経費コスト削減の要望がある。（特に経費の中で消費電力

Kw 0.4

電気代が占める割合が大きい業界である）。

mm φ15.88×1

3)各社システム比較表（P.27）

入 液管
口 液管

mm φ28.58×1mm φ31.75×1
配 出 ガス管管 口mm φ28.58×1
液管
寸
法 給水管（循環水入口）mm 25A

排水管（循環水出口）mm 25A
オーバーフロー

平成11年度

マイカル三吉サティ食品館

平成14年度今田商事

SEV-1205DXFQ

平成14年度

服部タイヨー長沢店

膨張弁

TEX5-4.5

コントロール制御盤

組込一体型（防水仕様）

製品仕様は改良等のため、予告なしに変更する場合があります。
2002/05/21

福山

1台

広島

1台

浜田

1台

冷蔵倉庫

mm 32A電磁弁※4)販売実績

計：3台
10．概観・構造図

９．市場と他社競合品との比較
1)市場性
地球規模での環境問題から、エネルギーの有効利用が求められるなか、空調分野においては国からの補助金が打ち切りとなったにもかかわらず、電力会社の蓄熱調整契約の優遇制度による支援があり、活発な普及活動が展開されている。
このような背景の中で、食品店舗施設や中低温
流通産業におけるエネルギーの有効活用を目的とした氷蓄熱システムも開発されている。
商品を広く普及させるためには新規プランある
いは既設への追加導入など、規模・形態に商品を28

冷凍空調設備外観写真［氷蓄熱槽］

2004年11月15日号

各社システム比較表
型式
項目

HSK氷蓄熱応用システム

M社（メルアイスシステム）

H社（氷蓄熱システム）
直接膨張スタティック方式

蓄熱方式

直接膨張スタティック方式

間接冷却ブライン方式（但し、インバータ冷凍機の併用が条件）

蓄熱の放冷方式
電力平準化方式
電力削減効果ランニングコスト
年間削減率

空冷・水冷凝縮運転＋過冷却運転ピークカット＋ピークシフト方式
ピークカット率（最大）47％
ピークシフト率（平均）20％

過冷却運転

ピークシフト方式

ピークシフト方式

ピークシフト率（平均）20％
約10〜15％

約20〜25％ピークシフト率（最大）40％（内1/2はインバータ効果による）
約20％
新設に限る

新設・既設を問わないメーカーとの関連

過冷却運転

ショーケースメーカーは問
わない

新設に限る

（自社製インバータ冷凍機

自社ショーケースに限定の併用が条件）
自社ショーケースに限定

熱源機容量の低減

熱源機容量の低減

熱源機容量の低減

新設・既設を問わず導入可能

新設への導入新設への導入（インバータ冷凍機との組合せ要）システムの特徴

食品店舗ショーケース専用

食品店舗ショーケース専用

店舗規模により追加ユニッ

店舗規模により追加ユニッ

店舗規模によりシステム追トで対応

トで対応（大型）

加で対応

食品・非食品への導入可能
物流冷蔵・冷凍庫への導入可能【味覚歳時記】伝統食〈やまのいも〉を味わう
じ ねん じょう

じ ねん じょ〈やまのいも〉の季節です。山野に自生するので、〈自然 生〉〈自然薯〉〈とろろいも〉ともいいます。呑兵衛には、山かけ、とろわさなどがお馴染みですが、本命は、麦とろ。伝統食には、近代の科学で解釈して、じつに理にかなったものが多いといいますが、この麦とろもその一つ。〈やまのいも〉
は、アミラーゼという澱粉の消化酵素をたっぷり含んでいて、すりおろすことで十分効果的にその酵素が働く、といわれています。ですから、ろくに噛まずにすすり込む、あの麦とろならではの食感を心ゆくまで味わうことができるのです。山かけ、とろわさ、麦とろ、いずれにしても、味はもちろん、あの見た目の白さ、が大事。皮をむいたら、酢の入った水に30分ほどつけること。山かけを肴に辛口の冷や。そして、麦とろで仕上げ。思うに、伝統食のなかには、粗食にして美食、といえるものがあるものです。

2004年11月15日号

冷凍空調設備29

優良省エネルギー設備顕彰事例⑨
譖日本冷凍空調設備工業連合会会長佳作

氷蓄熱エアコンへの更新建物
設備所有者：㈱フタタ
設備施工者：㈱九電工 福岡支店

１．はじめに

今回は、1階の店舗に安価な夜間電力を利用しフタタ大橋店は、紳士服販売店舗で郊外店舗をたピークカット＆ピークシフト方式のエコ・アイ

多数営業展開し、空調方式は電気式空冷ヒートポ

ス蓄熱エアコンに更新している。また、隣接住居

ンプエアコンが主体となっている。

を考慮しサイレントエアコンを採用（標準同形比

本計画の実施にあたり、物販店舗の電力消費量
は照明と空調とに大別される。そこで、空調のラ△10dB）。空調機器を以下に示す。
空調機：氷蓄熱・ピークカット＆シフト方式

ンニングコスト低減に着目し、安価な深夜電力の同時発停（ツイン）利用と省エネルギー性を考慮した氷蓄熱エアコン

氷蓄熱・ピークシフト方式（エコ・アイス）への更新を実施した。

個別（ペア）

ここでは、1階の店舗部を対象とし既設非蓄熱

10HP×4台

5HP×1台（三菱重工製）

エアコンと同能力機器を設置、経済性の比較と物
販店舗における空調負荷の検証について報告を行

４．測定の概要う。

盧測定項目および測定ヶ所（測定点は図1・2平面
図参照）

２．建築概要建 物 名 称：㈱フタタ大橋店
所

在地：福岡県福岡市南区大橋2丁目1−9建

築主：㈱フタタ

構

造：鉄骨造

階
床
工

数：地上2階面

積：1階540m2、2階260m2
期：平成12年4月〜平成13年10月（計測

図1

1階店舗平面図

図2

2階屋上平面図期間共）
３．設備概要
1階店舗および2階事務室、倉庫とも非蓄熱電気式空冷ヒートポンプエアコンを用いており、個別
およびマルチタイプの天井カセット形にて空調を行っている。
28

冷凍空調設備2005年１月15日号

ンタルピを算出し、重量風量を掛ける事によ№4ユニット）り求める（№。
№4ユニットの蓄熱電力量（夜間）・蓄熱利②№
用電力量（昼間）・全日COP*1の特性を図3にまとめた。データは、H12年H13年すべてプロットしてある。
・1日当りの蓄熱電力量（夜間）は50〜150kWh
で外温の影響が少なく、蓄熱利用電力量（昼間）も50〜150kWhと外温の影響が強く（9〜10kWh/℃）、低外温では少なくなっている。
・全日COPはH12、H13年とも、全体に約2〜3の間で推移しており、外温の影響は少なくな
1)電力値（屋内動力盤内で計測）っている。

①エコアイス（動力）A点

2)温湿度※1 全日COP＝

冷房能力（蓄熱電力量＋蓄熱利用昼電力量）

エコアイスの冷暖房能力の補正および室内負荷の想定等に用いる。
①店舗内室内機

B点

室内機吸込・吹出温度
室内機吸込・吹出DB、RH②外気温度（屋上）

C点

3)蓄熱槽運用状況①水位（氷の利用状況の確認）②水温（同上）

D点

E点

盪検証・評価項目
1)室外機の運転状況から室内負荷を想定
2)エコアイスの経済性
エコアイス導入効果（氷蓄熱システムに対する電力料金メリット）
５．検証・評価結果
盧建物負荷の想定①負荷算出方法：1階部分に設置した1台の室内

図3

全日COP特性（計測値）

ユニットの能力を、吸込みと吹出しの空気エ2005年１月15日号

冷凍空調設備29

③この全日COP特性を基に、4台分の全日電力
量とエコアイスミニから *2この建物冷房負荷を求めた（図4）。
・H12、H13年とも、8月の外温が最も高く（31〜35℃）で負荷は約1012（kWh/日）、9月の外温は22〜31℃で約562（kWh/日）、10月の外温は22〜26℃で約450（kWh/日）の負荷で、ほぼ10時間程度の運転である。
・1階部の床面積を約540m2とすると、平成12・
1 3 年 と も 、8・9 月 の 夏 季 で は 、1 0 0 〜 1 8 0（W/m2）程度の空調負荷だと思われる。

図4

図5 ISU10A使用時の電力量（夜間と昼間）、夜間移行
率・外温（平成12、13年夏季の計測結果）

建物冷房負荷の計測値※2 エコアイスミニ（5馬力）は計測していないが、容量比率で建物負荷に組み込んだ。

６．検証のまとめ盪夏季の運転パターン検証（平成12年と平成13年

イス10HP

物販店舗で、平成12年と13年の夏場に、エコア
4台の運転データを解析した結果

盧平成12年と13年での外気温度の発生頻度も比較

8月末の運転データ）（略）蘯夜 間 の 蓄 熱 電 力 量 と 昼 間 の 蓄 熱 利 用 電 力 量

的よく似ており、店内空調使用頻度も朝10時か№1〜№№4ユニット4台合計値）（№

ら夜20時過ぎまでと変わらないことから、電力

・図5に平成12年8〜10月と平成13年6〜9月までの使用量や氷蓄熱システムの夜間移行率は、ほぼ

蓄熱電力量と昼間の蓄熱利用電力量の計測値、同等な結果が得られた。
盪冷房時の建物負荷は平成12年、13年共、8月を夜間移行率、外気温度を示す。
・各月ごとの1日単位の平均データを基に解析するとベースに見ると・外気温度31〜35℃で1日当たり、約1,010kW/〈蓄熱電力量（kWh）／蓄熱利用電力量（kWh）／夜間移行率（％）〉
H12年8月（平均外温32.6℃）

123.4

／

147.9

／

45.2

9月（平均外温26.8℃）

99.6

／

104.4

／

48.6
61.9

10月（平均外温22.2℃）

55.3

／

41.7

／

H13年6月（平均外温25.52℃）

122.26／285.59／32.2

7月（平均外温27.98℃）

112.04／130.14／47.27

8月（平均外温30.07℃）

114.84／139.54／45.05

9月（平均外温27.58℃）

101.5

／

111.24

／

48.83

日である。
・1階店舗床面積540m2、10時間運転のデータか
ら、夏場の空調負荷としては、約100〜
180W/m2の空調負荷である。
蘯夜間移行率は、8月・9月で約45〜49％である。

と外温が下がっていくにつれて、蓄熱と蓄熱利用

10月になると、約62％とかなり上がってくる。

電力量は減少し、夜間移行率は増加している。

盻氷蓄熱システムの運転パターンとして、夜間10・冷媒液ポンプによるピークカット形氷蓄熱シス

時から蓄熱、午前ピークシフト運転を約4時間、テムの特長『安価な深夜電力を有効に用い、昼間13時から3時間はピークカット運転、午後のピに電力シフトを計る』が良く出ているデータであークシフト運転を4時間と、典型的な運転を行る。

い、昼間の空調電力低減に寄与していることが
判った。

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冷凍空調設備2005年１月15日号

７．経済性の効果

蘯経費回収年（単純）

既設非蓄熱空調設備の更新費用および運転実績

イニシャルコスト／ランニングコスト＝2.89と氷蓄熱システム導入結果は以下のとおりであ

≒3年

る。

非蓄熱システムとの増分費用は、ランニングコス

盧イニシャルコスト

トによるメリットで3年で回収が可能。その後は、使うほど設置者のメリットとなる。
８．おわりに今回は、既設建物を対象に、お客様のニーズ盪ランニングコスト（消費電力量の低減）にあった空調システムの導入とピークカットによる蓄熱割引電力料金メニューを提案し、物販店舗における最適な空調システ
ムを実証することができたが、設備費に対する「氷蓄熱空調システム設置補助金制度」の適用が近年採用出来ないことが残念である、それでも投資回収年は約5年となり設置者へのメリットはあ
る内容であり、将来的に採用が拡大していくものと考えられる。

答
え
は
48
ペ
ー
ジ
に
あ
り
ま
す
︒

2005年１月15日号

冷凍空調設備31