フロン対策シンポジウム 吸収式冷凍機技術の概要 2013. 2. 1 川重冷熱工業株式会社
目次 2. 三重効用吸収冷温水機ー世界最高効率 3. 太陽熱利用吸収冷温水機
日本での稼動台数約 10,000 台最長稼動年数 47 年 (1963 年納入 ) ショッピングセンター 工場 事務所ビル 大学 病院 ホテル その他 太陽熱
海外展開 CANADA BELGIUM GERMANY KOREA FRANCE JAPAN USA COLUMBIA TAHITI SPAIN ITALY JAMAICA TRINIDAD EGYPT PAKISTAN IRAN CHINA S.ARABIA INDIA MALAYSIA TAIWAN BANGLADESH THAILAND VENEZUELA SINGAPORE FIJI BRAZIL INDONESIA ARGENTINA AUSTRALIA
冷却塔 特長 冷却水 1 ノンフロン / 水冷媒 2 電力を駆動源としない / 熱駆動 エアハンドリングユニット (AHU) 冷温水 吸収式冷凍機 3 多様な熱源が利用できる 5
吸収式原理 Q 01 冷却水 冷水 高圧 Q i2 37 32 凝縮器 蒸発器 電気式 Compressor Electric Motor 凝縮器 真空 290 kpa 0.87 kpa 7 12 1000kPa フロン Q i2 COP = Qi1 = Q i1 冷房能力 Q 01 37 Q i2 冷水 駆動エネルギー 7 12 8kPa 蒸発器 吸収式 溶液ポンプ 水 (H 2 O) (LiBr) 再生器 Q 01 Q i1 ガス 油 蒸気など 冷却水 吸収器 32
再生可能エネルギー 多様な熱源を利用できる Fossil fuel 温水 太陽熱, 地熱 蒸気 排熱 排温水 天然ガス 直焚 排ガス ガスエンジン 油 吸収式冷凍機 冷水 蒸気 排ガス ガスタービン
ビルにおけるエネルギー消費構造空調関連 : 43% 空調関連 Hot Water 省エネルギーセンター HP より
COP 2 1.8 1.6 1.4 1.2 History for Higher COP COP(Coefficient of Performance) = Cooling Capacity /LHV Heat Input S.A.C.=Steam Absorption Chiller D.F.C.=Direct Fired Chiller Double-Effect D.F.C. Double-Effect D.F.C. J Series COP: 1.04 1976 Double-Effect D.F.C. L Series COP: 1.19 1983 Double-Effect D.F.C. SigmaChil Series COP: 1.22 1 COP: 0.83 1968 0.8 Double-Effect 1964 S.A.C. 0.6 1959 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Single-Effect S.A.C. year 1992 World top class energy efficiency Double-Effect D.F.C. Sigma Ace Series COP: 1.42 2000 Popular in the world Triple-Effect D.F.C. COP: 1.78 2005
一重, 二重, 三重効用吸収式冷凍機 多重効用になるほど高効率 ( 但し 高温 高圧 ) 2. 中温再生器 ( 大気圧以下 ) 1 高温再生器 ( 大気圧超 ) 3. 低温再生器 ( 大気圧以下 ) 凝縮器 1 1 加熱 熱源 1 吸収器 稀溶液 凝縮器 濃溶液 吸収器
Direct Fired Steam COP is based on LHV Heat Input Sigma TTG Triple Effect Direct Fired Lineup of KTE absorption chillers COP=1.73 160~340RT 8 models Sigma Ace The highest efficiency Double Effect Direct Fired 1.2 Series 1.3 Series 1.4 Series 80~700RT 80~700RT 80~700RT 15 models 15 models 15 models Sigma MIDY Double Effect Direct Fired COP=1.1 40~70RT 4 models Sigma Ace Double Effect Steam Fired 3.9 Series 3.7 Series 80~700RT 600~2600RT 15 models 7 models
負荷平準化負荷需要 電気電気 ( ピークカット後 )) 天然ガス天延ガス ( 吸収式冷凍機 ) ピークカット 冬季 夏季 冬季 Season Day Relationship between Energy demand and Season/Day (Trend)
Trend of Absorption Chiller Absorption Chiller Centrifugal Chiller Units 4000 Power Generation 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 80 85 90 Year 10^9kWh Units 10^12 900 4000 800 3500 GDP 700 3000 600 2500 500 2000 400 300 1500 200 1000 100 500 0 0 80 85 90 Year 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
Cooling Capacity Total Cooling Capacity in Japan Electricity GHP ガス吸収冷温水機 Natural Gas Almost 25% 10 6 kw Power Plant x13 2001 2003 2005 2007 2009 2011 出典 : 若松壮樹 都市ガス空調の普及実績と最新動向 P.9-12 クリーンエネルギー Vol.21 No.9 (2012)
近年の新築建築物における空調熱源方式 用途別では 事務所 33.3% 物販店舗 21.6% 病院 15.7% の順となっており 上位 3 位までで全体の約 70% を占める 事務所では ガス吸収式冷温水機とスクリュー冷凍機の組み合わせが 23.5% を首位として 上位を吸収式冷温水機と他のシステムの組み合わせが独占しており 空冷ヒートポンプ ( チラー ) を単独熱源とする建物は件数ベースで全体の 5.9% を占めているに過ぎない 物販店舗では ターボ冷凍機とボイラーまたはパッケージの組み合わせが 36.4% で首位であり ヒートポンプチラーを単独熱源とする建物はない 病院では ガス吸収式冷温水機単独熱源が 25.0% で首位であり ヒートポンプチラーを単独熱源とする建物はない 主用途別 ホテル 2.0% 工場 2.0% 研究所 3.9% 百貨店 3.9% ホール 2.0% 庁舎 5.9% 学校 9.8% 病院 15.7% 事務所 33.3% 物販店舗 21.6% 事務所物販店舗病院 空冷ヒートポンプ 5.9% ガス吸収冷温水機 + ターボ冷凍機 + 空冷ヒートポンプ 5.9% ガス吸収冷温水機 + チラー + ヒートポンプチラー 5.9% ターボ冷凍機 + ボイラー or パッケージ 11.8% ガス吸収冷温水機 + ターボ冷凍機 11.8% ガス吸収冷温水機 + スクリュー冷凍機 23.5% 9.1% ターボ冷凍機 +ボイ ラー orパッケージ 36.4% ガス吸収冷温水機 11.8% ガス吸収冷温水機 + チラー 11.8% スクリュー冷凍機 + ボイラー or パッケージ ガス吸収冷温水機 + チラー 9.1% ガス吸収冷温水機 + ヒートポンプチラー or パッケージ 11.8% ガス吸収冷温水機 + ヒートポンプチラー or パッケージ 18.2% ガス吸収冷温水機 + ターボ冷凍機 27.3% ターボ冷凍機 + ボイラー or パッケージ 12.5% ガス吸収冷温水機 25.0% ガス吸収冷温水機 + ヒートポンプチラー orパッケージ 12.5% ガス吸収冷温水機 + ターボ冷凍機 25.0% ガス吸収冷温水機 + チラー 25.0% 出所 : 空気調和 衛生工学学会会誌竣工設備調査用紙一覧 (2008 年 9 月 ~2011 年 9 月 ) より算定
2. 三重効用吸収冷温水機開発体制 NEDO Appropriation 経済産業省 共同開発契約 > 日本ガス協会 > 川重冷熱含む吸収式メーカー 4 社 競争的開発 2001 年度 2004 年度 (4 年間 )
2. 三重効用吸収冷温水機 Operation Cycle for Triple Effect Absorption Chiller Body of Double Effect SAC Once-through Boiler typed HTG Diagram of Reverse Cycle Pressure HTG Atmospheric pressure MTG Vacuum LTG P Absorber P P Concentration of Solution
COP (LHV) COP 2. 三重効用吸収冷温水機 能力特性 2.0 1.8 Triple Effect 1.6 Double Effect(High efficient) Kawasaki-TUG series 1.4 Double Effect(Basic model) Kawasaki-TBG series 1.2 1.0 0 20 40 60 80 100 Lo ad Rate ( %) Load Rate (%)
3. 太陽熱利用吸収冷温水機 太陽熱の効率は太陽光発電の 4 倍 Efficiency of Solar Energy Photovoltaic : 10% < Solar Thermal : 40% (in case of utilizing Hot Water) NEDO HP より
3. 太陽熱利用吸収冷温水機 History of Solar Cooling Direct Fired SolarCom. Steam Fired Gene-Link Gene-Link Combination of Singleeffect & Double-effect Combination of Singleeffect & Triple-effect Hybrid Chiller Direct Fired Gene-Link. Direct Fired Gene-Link. Direct Fired Solar Gene-Link. Hot Water Driven SSK. 1980 Single-effect 1990 Hot Water Driven SigmaChill SH. 2000 2010 Solar Energy Boom in Japan Co-Generation Boom in Japan
3. 太陽熱利用吸収冷温水機 従来 From NEDO/HP 1. 2. 3. バックアップボイラーが必要 冷房負荷と太陽熱の変化に応じて負荷制御するシステムが必要 ( 複雑 ) バックアップ時の効率が低い ( 一重効用 )
3. 太陽熱利用吸収冷温水機 今回提案 ソーラージェネリンク 一重二重吸収冷温水機 1. 2. 3. バックアップボイラー不用吸収式冷温水機が自動的に負荷に応じて燃焼制御燃焼時は高効率 ( 二重効用 )
3. 太陽熱利用吸収冷温水機 ソーラー吸収式冷温水機の特長 太陽熱利用量を最大化太陽熱温水を低温利用できる構造 制御負荷率 100% 時で 75 の太陽熱温水利用可能 ( 従来製品は 83 ) 太陽熱を優先的に利用する制御太陽熱を優先的に利用 ( 負荷 55% まで単独運転 ) し 太陽熱不足時にガスで追い焚き システム効率を最大化する機能集熱器の集熱効率を上げるために集熱器から取り出す温水温度をできる限り低い温度で利用し ソーラークーリングシステム全体の効率を最大化 日本ガス協会 技術賞 日本ヒートポンプ 蓄熱センター 振興賞
3. 太陽熱利用吸収冷温水機 モデルプラント ( 川重冷熱 滋賀工場 / 草津 ) 主仕様 Capacity Solar Hot Water(Cooling) Cooling Heating Inlet-Outlet Temp. Flow Rate Heat Recovery Rate TZU210 kw 739 USRT 210 kw 490 Mcal/h 421 75.0 71.9 m 3 /h 24.2 kw 87 Cooling Tower Solar Collector 太陽熱吸収式及び付帯設備 Solar Absorption Chiller
3. 太陽熱利用吸収冷温水機 モデルプラント ( 川重冷熱 滋賀工場 / 草津 ) 太陽熱集熱器 ( 真空ガラス管型 ) 太陽熱吸収冷温水機 事務所 ( 冷暖房対象 )
3. 太陽熱利用吸収冷温水機 排熱利用 コジェネレーション Gas Engine Gene-Link
ありがとうございました 八橋元 川重冷熱工業株式会社 TEL 077-563-1111 FAX 077-564-4353 E- mail: yabase_h-kte@corp.khi.co.jp