大型熱源設備コミュの管理人コラム

管理人が今までに携わってきた案件での事象を書いていこうと思います。
なにかの、役に立てて頂ければ幸いです。

コメント(7)

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【はじめに】
本コミュを立ち上げたのは、管理人が今までに携わった数百件の物件では初期投資額に見合った省エネが出来ていない場所が多いと感じたからです。

ある所では、納入初期にほんの少し同じ投資金額で配管レイアウトを変更したり、冷凍能力を選定したりする事でペイバックが簡単に出来る設備があったり、またある所では納入からたった3年で4,5千万の投資を行う事で電力代金が年に1.5千万程下がったりした場所がありました。

無駄な初期投資を抑え、ペイバック出来る施設を作り、温暖化対策も可能である省エネと恒久的な対策と安定運転出来る設備を目指すべくコミュを立ち上げてみました。

もちろん、私の本業は上の事象を解決しお金を頂く事ですがここはMixiです（笑）同じ情報を共有してここで解決出来る事はここで解決できればいいなと思いはじめてみます。

管理人コラムでは、実際の事象を書いて、それに対する解決策まで書いて行こうと思います。

リクエストもお受けいたしますが管理人の手の届く範囲しか無理ですので、宜しくお願い致します（笑）

[2] mixiユーザー 04月24日 13:38

【ある飲料工場】
とある飲料工場での省エネ事例。ブラインターボ冷凍機を4台とブラインタンク、パラレル運転可能な一次側・二次側ブラインポンプと冷却塔
配管レイアウトはベストな配置・・・
ただ、制御がぼろくそ・・・
一次側流量は固定流量、しかし二次側流量は変流量・・・
ブラインタンクで一次側と二次側を共有しており、負荷立ち上がりがターボの追従スピードよりも速い為、二次側流量が増えた場合にタンクからの低温ブラインを吐き出すというシステムでした。

しかし、一次側は固定流量であるのと二次側流量を無視したブラインタンク温度のみ（6槽に別れてるタンクでした）での台数制御な為、負荷の増大に伴うタンク温度上昇スピードでの台数制御では間に合わず、人間が負荷を予測して手動制御を行っていました。

これを、二次側と同じように一次側も変流量に変更し二次側流量＞一次側流量×1.05程度に定常負荷時はコントロールし、ブラインタンク温度が上昇し蓄熱がなくなれば一次側流量すなわちターボ台数を増加させ蓄熱を行い、タンクに蓄熱が完了すれば二次側流量＝一次側流量とすることでターボ運転時間を削減し、年間で35%程度の省エネが可能であった物件があります。

納入時に一次側までインバーター化し台数制御も二次側と一次側を考えたループで構築していればおそらく初期投資金額は+2千万程ですが、納入から3年で上記事例を追加投資すれば軽く4千万を超えました。

もちろん、ペイバックは2年未満で終了した事によりお客様は喜んでいましたが、初期に行っていれば3年間のうち1.5年で増加投資金額分は十分にペイ出来、さらに利益がうまれた筈の物件でした。

いかに、導入初期時の計画が大切なのかわかる事象でした。

[3] mixiユーザー 07月21日 13:34

インバーターターボ冷凍機

インバーターが安価になった事からインバーターターボ冷凍機が開発され比較的スタンダード機と比べ昔よりは良いコストバランスで導入できるようになっていると思います。

昔から、タービン駆動のターボ冷凍機等では回転数制御は行われていました。

このインバーターターボ冷凍機は部分負荷の効率が非常に良いので年中運転している工場空調には非常に人気が高いようですが、実際に導入する時には年の負荷がどの程度であり、どの程度の部分負荷運転が削減できず必須となるか？を考えて導入する必要があるものです。

実際、INVターボ冷凍機の費用対効果について明日から綴っていこうと思います。

[4] mixiユーザー 07月23日 09:47

インバーターターボ冷凍機2
インバーターターボを導入する場合、STD機に比べて導入コストは1.3～1.5倍程度となる。その差額で本当に回収できるのか？が導入時の決め手になると思います。
ここで必要なのは、”部分負荷”がどの時期に発生しているのかどうかです。
夏でも、冷凍能力と冷凍機能力のバランスが不適切な場合には部分負荷で運転される事も多々あると思います。

インバーターターボ冷凍機の導入時に必ず計算が必要なのは以下のものです。

１）部分負荷運転時間
２）部分負荷運転期間のWB
３）全負荷運転時間

現状、ベストミックスはSTD機とINV機のハイブリッド運転です。
ただし、これは二次側との兼ね合いもあるので注意が必要です。

明日は、INV機とSTD機における運転方法について記述します。

[5] mixiユーザー 07月23日 22:55

インバーターターボ冷凍機3

さて、インバーターターボ冷凍機の運転ですか何よりも部分負荷（30～70%）程度で運転するのが一番効率が良く運転できる機種が発表されています。

ただし、条件があります。

１）冷却水温度は負荷によって入口温度が下がる条件

この一つに尽きます。

タワーファンは500USRt程度のターボでしたらおそらく5.5kw×３もしくは４
7.5kW×２が殆どではないでしょうか？

このファンを部分負荷時において入口温度コントロールをせずに回しっぱなしに擦る事がINVターボを効率よく運転する条件となります。ただし、以下の点についてはメーカーに確認が必要です。

１）最低冷却水入口温度(定格流量時）

ここでのポイントは定格流量時の入口温度です。

ターボ冷凍機は差圧によって冷媒の流れが出来ています。
この最低限の流れを確保する為の入口温度（すなわちコンデンサー圧力）が必要となります。

[6] mixiユーザー 07月24日 17:01

インバーターターボ冷凍機4

さて、３で述べた”最低冷却水入口温度”ですが、これは定格流量時のものです。
インバーターターボ冷凍機では部分負荷における効率が上昇しているので全体のシステムCOPを考慮した際にどのようになるのか実際の計算について記述します。

以下がインバーターターボ冷凍機と定速回転ターボ冷凍機を評価する際のポイントになります。ここでは、冷水については計算を簡易にする為に除外しています。

必要パラメーター
年間部分負荷運転時間
平均部分負荷割合（30～70%負荷運転時間の平均負荷値）

インバーターターボ冷凍機
平均部分負荷割合からの冷凍機電力
冷却水ポンプ電力
タワーファン電力

定速回転ターボ冷凍機
平均部分負荷割合からの冷凍機電力
冷却水ポンプINV制御電力
タワーファン電力

これらの2つを比較したときに初めてインバーターターボ導入における優位性が立証されます。

ここで記述された”冷却水INV制御電力”については明日から記述します。
インバーターターボと定速機を比べる際に同じ導入コストよりも冷却水ポンプINV化の方が導入コストが低く費用対効果が望める場合が殆どです。

もちろん、より効果的に運用するにはインバーター＋定速のハイブリッドが一番ですが実情導入コストの問題もありステップバイステップが一般的だと思われます。

[7] mixiユーザー 06月06日 01:04

久しぶりの更新です・・・
今日は、設計観点から見る変流量についてです。。。
最近流行の変流量ですが・・・
時代と共に変わってきました。

初期
冷水二次側の変流量（ターボ冷凍機は定流量）
中期（前期）
ターボ冷凍機冷却水変流量（ターボの負荷に合わせて半流量と全流量を切り替え）
中期（後期）
ターボ冷凍機冷却水変流量（ターボの負荷に合わせて変流量＠INV)
後期
ターボ冷凍機一時冷水変流量

こんな感じで推移してると思います。
ターボ冷凍機の冷水変流量はずばり「省エネ」に非常に効果的です。
ここで、問題となるのはメーカーから提示された「最低水量」と「変化時間」です。

最近は、メーカーからオプションで「変流量コントローラー」が付いてくるものもあります。しかしながら、中々既存ｼｽﾃﾑでこのオプションを取り付けるのは非常に難しいものですね。

ターボ冷凍機の冷水変流量を検討する場合には以下のデータが必要です。

１）ターボ冷凍機必要最低水量
２）ターボ冷凍機冷水変化制限時間

ターボ冷凍機側から見るとこの２つですがｼｽﾃﾑで見るとさらにもう一つ必要になります。

１）冷水二次ポンプ吸い込みヘッダー圧力

これは、冷水一次ポンプをINV化し流量を減らすことで冷凍機冷水出口圧力が減少します。減少する事で冷水二次ポンプのNPSHからSUC側ヘッドが少なくなる事で二次ポンプ供給圧力が減少する可能性があるからです。

この3点に留意してみれば、案外冷水一次の変流量というのは簡単なものです。

次回は、冷水一次ポンプを変流量にする場合におけるターボ冷凍機の挙動変化について記載します。

超不定期更新で申し訳ないです・・・

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