冷温水熱源（一次側）

冷凍機・冷却塔・ポンプの省エネ

熱源制御を機器単体ではなく、システム全体として考え、最適な制御方法をご提案します。

最大搬送水量の低減

必要な冷凍熱量が同じ場合、温度差を大きくとると流量は比例して減少します。冷凍機の消費電力は増加しますが、流量減少によりポンプの消費電力の大幅削減が可能となり、冷凍機とポンプの総消費電力を削減し、省エネを実現します。

原理

冷凍能力が同じ場合、Q = M x Cp x ΔT の式では、ΔＴが上がると流量Mは比例し減少します。そのため、システムを循環する流量を減らすことでポンプの揚程や運転コストの削減ができ、結果的に大幅な省エネとCOP向上を計ることができます。

(Q : 熱量, M : 流量, Cp : 比熱, ΔT : 温度差 )

方法論

● 冷水ポンプのインバータ化

● 冷却水ポンプのインバータ化

● 制御システムの導入

標準的な熱源設備における冷水／冷却水の大温度差最適化は上記の方法で行うことができます。熱源設備のシステム負荷を十分満たす流量設定、かつ正確な制御が可能となり、省エネを実現します。

冷凍機＋冷却塔の消費電力最小化

冷却塔ファンのインバータ制御により、冷却水供給温度を最適に制御し、冷凍機と冷却塔の総消費電力を最小にします。

原理

冷却水供給温度は、冷凍機の効率に直接影響を与えます。例えば、より低い冷却水温は冷凍機の効率を高め、冷凍機の消費電力を削減します。しかしその反面、冷却塔自体の消費電力はより消耗している事になります。

そのため、冷凍機＋冷却塔の総消費電力を最小限に抑えるには、両方にとって最適な冷却水供給温度を割り出さなければなりません。

この最適温度を割り出すため、理論、経験、実践に基づき、7年以上をかけてトレイン独自のプログラムが完成しました。さらに制御システムを取り入れることで熱源設備の節約を実現します。

方法論

● 冷却塔ファン用インバータの導入

冷却水供給温度を正確に制御します。

負荷で必要な水量の搬送

ほとんどの冷凍機設備における負荷推移は部分負荷運転です。しかしその間、一次、二次ポンプにおいては全負荷運転状態にあります。

VPFでは、多くの無駄なシステムエネルギーを抑えた冷水流量制御の最適化を行うことで、ポンプの膨大なエネルギーを削減します。つまり、必要供給流量を冷水負荷変動に応じたコントロールを行います。

原理

そのため、冷凍機＋冷却塔の総消費電力を最小限に抑えるには、両方にとって最適な冷却水供給温度を割り出さなければなりません。

方法論

● ポンプの周波数制御

冷水設備の供給流量に応じ冷水負荷変動に基づいたポンプ周波数を制御することによって、ポンプの膨大なエネルギーを削減します。

● 最小流量を確保するための圧力損失測定

熱源設備が最適化され、正常な運転状態を維持します。

部分負荷効率の向上

モーターのインバータ制御に加え、ベーン開度制御を加えた容量の最適化を行います。定速機に比べると、部分負荷における大幅な消費電力削減が可能となります。

自然エネルギーの利用

冷媒が温度の低い部分に集まる特性を利用し、冷凍機の圧縮機を運転することなく、冷却塔の運転のみで蒸発・凝縮サイクルを実現し、定格能力の約40%の冷凍能力を得ることができます。

冷凍機効率の維持

凝縮器チューブ内面にスケールなどの汚れが付着すると、凝縮器の熱交換性能が低下し、圧縮機の仕事量が増え、消費電力も増加します。そこで、冷却水の汚染度を自動計測し適宜薬注を行うことで、水質保全と冷却水配管のスライム付着を抑制します。冷却水を常に最適な状態に保つことで、熱交換器の汚れによる冷凍機の消費電力ロスを削減します。

冷凍機の冷却水状況を監視・メンテナンスし、最適な水処理を行うことにより、冷凍機凝縮器アプローチ温度を良好な状態に維持します。（事前の水質検査が必要です）

排熱回収による冷水と温水の同時供給

冷水生成時に放出する熱を回収し、温水を同時に生成することで、ボイラーの燃料費を大幅に削減することが可能となります。

排熱回収による冷水と温水の同時供給

コンデンサで発生した熱を利用し温水を生成します。既存冷凍機の改修時や冷凍機更新時など様々な場合に対応します。

主コンデンサからの熱回収
熱回収冷凍機

冷凍機効率の維持

クリーニングボールによる自動洗浄により、熱交換効率を最大限に保ち、省エネを実現します。

ヒートポンプによる高効率給湯

熱回収・冷気排気し温水を提供することで、ボイラー燃料使用量を大幅に削減します。

ピークシフトの実現

契約電力量の低減、最大供給冷熱量の低減による冷凍機容量の小型化、夜間電力利用による電力費低減、ピーク抑制対策、といった多くのメリットがあります。

冷温水槽の保温

ファインボールを水槽に投入し、水面全体に敷き詰めるだけで水面面積の90％を被覆します。空気との接触を最小限に抑えることができ、以下の効果が期待できます。

水面からの放熱による熱エネルギーの損失を抑制
溶存酸素による配管や機器類の金属部分の腐食抑制
臭気の蒸散抑制

省エネオプション

熱回収コンデンサ

ターボ冷凍機に熱回収コンデンサを搭載することにより、冷房・暖房を同時に供給する空調システムにおいて排熱として捨てられる熱を暖房、給湯補助、生産用温水として使用することが可能です
インバータ(AFD)

トレインのインバータ（AFD : Adaptive Frequency Drive）は独自の自己学習機能VVVF コントロールにより冷凍機の特性と負荷・冷水及び冷却水温度等、状況にあわせ電圧／周波数とベーンを最適化制御することで、冷凍機を常に最大の効率で運転します。
フリークーリング

冷媒が温度の低い部分に集まる特性を利用し、冷却塔の運転のみで蒸発・凝縮サイクルを実現し、定格能力の約40%の冷凍能力を得ることができます。
氷蓄熱

氷蓄熱には、契約電力量の低減や最大供給冷熱量の低減による冷凍機容量の小型化など、多くのメリットがあります。
可変風量システム（VAV）

空調機給気ファンのインバータ制御により風量を最適化し、給気ファンの搬送動力を削減させることで省エネルギーを実現します。
大温度差空調 EarthWise™ システム

必要な冷凍熱量が同じ場合、温度差を大きくとると流量は比例して減少します。最大搬送水量を低減するのが、大温度差空調です。