大学へのターボ冷凍機と氷蓄熱導入

持続可能性を重視する大学として、エネルギー使用量とコストを削減するため、氷蓄熱やその他のグリーンテクノロジーを導入し、1.5MWの需要を削減した事例です。

 

デルタ・カレッジとは

1961年に小さな短期大学として開校したデルタ・カレッジは、現在では100万平方フィート（約28,000坪）のキャンパスに成長し、さまざまな2年制教育プログラムで13,000人以上の学生に教育サービスを提供しています。環境に対する責任において早くからリーダーとしての地位を確立してきた同校は、高等教育協会と学長気候委員会に加盟し、日々のキャンパスライフにおける省エネを促進するBuilding Commissioning Association®のメンバーにもなっています。電気自動車の充電ステーション、照明の改良、資源に配慮した農業、太陽光発電の横断歩道などのプロジェクトが、持続可能なキャンパスに貢献しています。また、同校にはサステナビリティの要素を含む40以上のコースがあります。

 

課題

デルタ・カレッジは、キャンパスの成長に伴い、エネルギーと二酸化炭素排出量を最適化し、新規および既存のすべての建物のライフサイクルコストを削減する方法を確立したいと考えていました。持続可能な建物の開発と運用を目指し、同校は最先端のクリーンエネルギー技術を導入することを検討しました。設備監査で大幅なエネルギー改善の根拠が示され、地元企業のエネルギー効率向上奨励制度で蓄熱に興味を持ったデルタ・カレッジは、冷凍機プラントのアップグレードを提案することにしました。同大学は、老朽化し信頼性の低い機器を交換し、高いメンテナンスコストを削減するために、省エネのベストプラクティスを統合し、将来の成長を計画しながら大学の二酸化炭素排出量を削減する、検証可能なソリューションを求めていました。
 

ソリューション

持続可能なキャンパスづくりに取り組むデルタ・カレッジは、省エネ型冷却システムの計画を進めました。これまでのプロジェクトの実績とトレインの機器の信頼性に満足していたデルタ・カレッジは、キャンパスへの蓄熱の導入において、トレインとカルマックをパートナーとして選びました。

 

効率的な工場設計を実現する

キャンパスの熱エネルギーシステムには、業界最高の全負荷・部分負荷効率と信頼性を保証する堅牢な設計を備えたTrane® CenTraVac®ターボ冷凍機が採用されています。冷凍機のフリークーリングオプションを使用すると、コンプレッサーを稼働させることなく、通常の冷凍機容量の最大45％を提供し、大幅なコスト削減を実現します。トレインの吸収式冷凍機とターボ冷凍機を連携させ、熱を利用して冷凍サイクルを駆動し、冷水を生産しますが、消費する電力はポンプを動かすためのわずかな量にとどまります。冷凍機は、エネルギー需要が少なく、コストも安い夜間に氷を作ります。この氷を蓄熱タンク「CALMAC® Ice Bank®」に貯蔵し、日中の建物の冷房に利用します。
 

柔軟なソリューションで冷却能力を向上させる

デルタ・カレッジのキャンパスでは、生徒数の増加に伴い校舎が拡張されたため、蓄熱システムが3度にわたって設置されました。最初に導入されたのは、45基のCALMAC® Ice Bank®蓄熱タンクと2台の800トンTrane® CenTraVac®ターボ冷凍機で、学校の冷房の100パーセントを供給しました。ニーズが高まるにつれ、200kWの蓄電システムに拡張し、予想以上の冷房負荷のため、蓄熱システムの配管を組み替え、大学が氷を溶かしながらチラープラントを稼働させることができるようにしました。3例目では、チラープラントを二次側から完全な氷蓄熱システムに変更し、日中は氷でキャンパス全体を冷却するようにしました。この拡張には、地球温暖化係数の低い冷媒で運転できる800トンのTrane CenTraVacターボ冷凍機2台が追加されました。冷凍機は最適な効率を得るために順番に運転され、500kWの蓄熱が可能です。合計81基のCALMAC Ice Bank蓄熱タンクにより、同大学は現在1.6MWのエネルギー貯蔵量を持ち、キャンパス全体で13,500トン時間の冷房を提供しています。

最適なプラント運用を実現する

施設管理者は、ウェブベースのビル管理システムであるTrane® Tracer® Ensemble™（トレーサー・アンサンブル）を使用して、チラープラントとエアサイド（二次側）およびウォーターサイド（一次側）のシステムの一部を操作しています。Tracer Ensembleは、ほとんどのPC、タブレット、スマートフォンからアクセスでき、ほぼどこからでもすぐにシステムにアクセスできるため、快適な学習環境を維持することができます。オペレーターはTracer Ensembleを使って、システムのパフォーマンスの監視、設定値の変更、スケジューリングの確立、アラームの管理、さらにシステムデータの分析を行い、最適なオペレーションを実現することができます。

 

結果

デルタ・カレッジでは、トレインとカルマックによる中央冷却システムのアップグレードが実施され、キャンパスのニーズの高まりに対応するための容量が増加し、同時に電気とガスの消費、そして施設全体の二酸化炭素排出量が削減されました。この改善により、年間10万ドル以上のエネルギーコストが削減され、ピーク時の電力需要が1.5MW減少し、施設内で発生する2000トン以上のCO2排出がなくなり、持続可能性の目標達成に貢献しました。さらに、デルタ・カレッジのヘルス・プロフェッションズ・ビルはLEED Gold®認証を取得し、このレベルの認証を取得した地域で3棟しかないビルのひとつとなりました。

 

デルタ・カレッジの施設部長であるラリー・ラムゼイヤー氏は、こう述べています。

「私は蓄電熱システムの最初の導入に立ち会い、このプログラムの成功を目の当たりにしてきました。設置からタンクの操作まで、カルマックの技術はスムーズです。制御装置を使えば、スマートフォンから簡単にエネルギー貯蔵システムを動かすことができます。氷蓄熱槽はキャンパス全体に信頼性の高い制御された冷房を提供し、学生や職員に快適な環境を作り出しています。」

 

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