これまでの研究で,蓄熱槽の放冷冷水を冷却水として利用する方法を提案し、消費電力を下げられ,蓄熱槽と並列に運転することでより高いCOPで運転することが可能であることを示した。しかし,蓄熱槽容量が比較的小さい場合に、最高消費電力を下げることはできなかった。 本報では,冷凍機を複数台とし、その運転に関するシミュレーションを行い,その効果を調べた。

往還温度差縮小により、ポンプ搬送動力の増加、システムCOPの低下（熱源の運転台数増加）を及ぼすことが分かっている。往還温度差縮小の要因は多岐にわたり、定性的には示されている。しかし実建物規模の空調システムを想定し、要因が往還温度差や空調システムの各機器消費エネルギーにもたらす影響は定量化されていない。そのため、本研究では構築したシミュレーションを用いて要因が往還温度差や消費エネルギーへ与える影響の定量化を目的とする。

ソニーセミコンダクタ(株)熊本テクノロジーセンターに2006年に導入した「熱源トータル最適制御システム」では、インバータターボ冷凍機や排熱回収システムなどを活用し年間通じた省エネルギーを達成した。今回新たに冷却塔フリークーリングシステムを導入することで、これまで以上に建物トータルでの最小エネルギー化ができ、熱源年間総合効率3.0,冷熱源年間システムCOP8.5という極めて高効率な運転実績を得ることができた。

In part 1, the outline of heat source system operation in JR Hakata City was shown. This report discusses actual measurement heat load compared with the planning over 2011 fiscal year. Moreover, to evaluate the performance, electricity and its cost also has been compared with a typical system. Electricity cut was likely achieved the aim. Running cost cut was smaller than prediction as under restriction of operation and decreased cooling load in the winter. However, it was confirmed useful.

空調設備の省エネを目的に,弊社松戸開発センタにおいて蓄熱槽を含む熱源システムを構築した。熱源システムは,弊社で開発を行っている最適化制御を行うことで,ピークシフト,省エネに向けた実証を開始した。本報告では,最適化制御を行った結果について報告し,その結果,従来運転制御に比べ空調設備の消費電力を約27%の削減することができた。

空調用途に利用されるエネルギー消費量削減及び電力負荷平準化によりエネルギーコストの低減を図ることを目的に,2013年に弊社松戸開発センタに設置した省エネ空調システムを適用事例として,空調システムシミュレーション,最適化制御手法,消費電力予測手法及び上述の新たに設置した省エネ空調システムに本手法を適用した場合の効果について報告する。

宿泊施設、集合住宅について、下水熱の時間変動を考慮し、またより省エネルギー性が向上するよう水冷HPの温水温度を適切に低くした、給湯、暖房のシステム構成を立案し、季節ごとレベルで環境性・経済性を評価した。その結果、下水熱を利用しないシステムと比較して、30%以上エネルギー消費量を削減できることが分かった。

The combination of numerical simulation and genetic algorithm(GA) is proposed to optimize the structure parameters of plate fin heat exchanger.　45 cases of different Reynolds number and different geometrical properties were simulated to obtain the expression of Colburn heat transfer factor j. ε-NTU method was also applied to calculate the objective function. Based on simulated results, the optimal structure parameters of plate fin heat exchanger were obtained by genetic algorithm.

ヒートポンプ空調システムは運用段階で設計時に見込んでいた効率が得られない事例も見受けられる。本研究では運用段階でも設計時の効率が得られるヒートポンプ空調システムの設計・運用手法を確立することを目標とし、本報(その1)ではヒートポンプチラーを用いた空調システム高効率化の方法を実験・実測結果をもとに検討する。

The improved heat pump inserting the 2nd stage compressor, the gas injection and the inside heat exchanger is invented. This study aims to clear up the effect of each improvement. As a result, when the secondary temperature is 55 ºC, COP marks 3.51. COP of the improved heat pump unit is 128% compared with single compressor type heat pump unit.

大手町・丸の内・有楽町地区は、世界、アジアをリードする「持続可能な環境共生型都市」を目指し再開発が行われている。エネルギー供給においては、複数の地域冷暖房施設の連携運転によるエネルギーネットワークを構築し、持続可能な街づくりへの貢献を図っている。 本報では、冷水プラントの連携運転によるメリットとプラント位置による地域配管の圧力分布について報告する。

本プラントは東京大手町連鎖型都市再生プロジェクトの一環として建設された「大手町フィナンシャルシティ」に供給する冷水サブプラントとして建設された。様々な省エネルギー機器、手法の導入のみならず、冷水/蒸気の地域連携等により、大手町地区全体の省エネルギー、低炭素化に寄与することが求められている。第1報に続き、本報では本プラントの概要を述べると共に、竣工後7ヶ月間で得られた運転データの解析結果を示す。

本報では、これまで未検討である直管部及び曲管部における高密度・高流速時の圧力損失特性と、実大想定規模の配管を用いた圧力損失特性の把握を目的とし検討を行った。結果として直管部においては圧力損失の予測には配管摩擦を考慮する必要があると確認でき、曲管部においては設計手法の構築と制御方法の留意点を示唆することができた。実物大配管では、配管径を変化させた場合においても予測可能であると確認できた。

本報では、実験で得られたデータに基づき、建物の熱負荷計算からプラントの熱源まで網羅したシミュレーションプログラムを作成し、本システム導入における境界条件の把握を行った。結果として、条件によって導入効果の増減はあるものの、本システム優位性を確保できることが確認できた。

大阪中之島に位置する「中之島三丁目地区地域熱供給施設」においては、熱源システム成績係数の向上とヒートアイランド現象の緩和を目的として、河川水利用ヒートポンプシステムを全面的に採用している。本報では、直近3ヵ年の運転実績と2011年震災以後の需要家側節電の影響、および2005年の運用開始後8年間のプラント性能の経年推移について報告する。

This paper describes about the smart energy network oriented to utilize renewable energy and reduce CO2 emission of the whole area with thermal, electrical and information network based on the existing DHC. It also introduces the guideline of control and management system between SEC and buildings in Tamachi Station North-east Area.

本研究は、「統合的設計・運転方法の考え方1) 」を適用して設計された地域冷暖房プラントにおいて、「設計・運転方法・効果予測・性能検証」までの一貫した研究を行うものである。既報において、竣工1年目における運転実績がほぼ想定値通りのシステムCOP1.2を達成したことを報告した。その後、継続的に実施してきた性能検証と運用改善により、システムCOPをさらに向上させることができたのでここに報告する。

　本研究の目的はキャンパスのエネルギーシステムを最適化することである。本報では、大学キャンパスにおいてエネルギーの面的利用を行い、コージェネレーションを中心とする熱源システムに太陽熱エネルギーを導入した2つのケースのシミュレーションを行った。太陽熱エネルギーを導入することにより、エネルギー消費量は約8%削減された。 　太陽熱集熱器面積の違いにおいては、エネルギー消費量にあまり差は見られず、最適な集熱面積と蓄熱槽を検討する必要がある。

地域エネルギーシステムにおいて、清掃工場廃熱の活用を促進するためには、廃熱の発電電力活用と熱供給活用の適正なバランスや活用による省エネ効果等を検討しなければならない。そこで、本研究では、清掃工場における入力エネルギー、廃熱回収およびその利用状況、出力エネルギー等について実態調査を行った。清掃工場のエネルギーフローを規模別に分析した結果、施設規模が大きいほど焼却量あたりの受電電力量は小さく、発電電力量および出力エネルギー量は大きいことが分かった。

低炭素社会の構築に向けた水素利用技術の開発の一環として、水素配管（ポリエチレン管及び塩化ビニル管の二重管）の基礎的実験、つくば市共同溝における水素配管の敷設及び耐圧・気密性試験を実施してきた。今回は、共同構内の水素配管へ実際に水素を流すことにより、水素配管の各種性能に関する現地確認を行うとともに、あらたに建設したユニットハウスにおいて純水素型燃料電池の作動確認を実施した。本報では水素供給実験の概要を述べる。

本報では、第4報に引き続き、都市インフラの水素配管として想定しているガス用ポリエチレン管（PE管）を内管、塩化ビニル管を外装管とした二重管による共同溝内水素供給の安全検証に関する実験として、以下の実験について報告する。 ・PE管の水素気密性試験 ・外装管内の通気性状の検証 ・内管の水素パージの安全性の検証 ・音速判定によるガス漏えい検知実験

つくば市の共同溝を利用して水素ガス供給実験を行った。ユニットハウスを近未来の「スマート水素ハウス」に見立て、太陽光パネル、PEFC、LED照明器具、TVモニター等を繋いだシステムを構築し、太陽光パネルの発電量や「スマート水素ハウス」の消費電力を変化さた時にPEFCの発電量が追随出来るか、等の実験を行った。その結果概ね8割から9割の購入電力を削減できることが解った。

再生可能エネルギー利用による次世代型空調システムについて研究した。本論文では、夏と冬に実測した結果を報告し、また通年での実測結果から、省エネルギー効果を評価している。その結果、このシステムは二酸化炭素の排出の削減に貢献した。特に省エネルギー効果は冷房期間に顕著に表れたと言える。

再生可能エネルギー利用による次世代型空調システムについて研究した。 本論文では、空調改修前後での夏期における室内温熱環境を比較し、評価を行った。また中間期において、空調を停止し、自然換気を取り入れた場合の室内環境をシミュレーションにより検討した。その結果、改修後の夏期における室内温度は高くなったが、受容できる環境であった。また中間期はCFD解析により通風が有効であることがわかった。

再生可能エネルギー利用による次世代型空調システムについて研究した。本論文では、メッシュ椅子とチルドビームについての性能、アンケート調査による評価を行った。チルドビームの実測結果から、夏と冬での空調する領域に違いがみられた。また、メッシュ椅子は従来のオフィスに使用される椅子より温冷感が中立に近く、夏期において有効であることがわかった。アンケート結果からは、図書館の利用者は室内温熱環境に対して、快適側の申告が多く、受容できる室内環境を形成できていたと言える。

再生可能エネルギー利用による次世代型空調システムについて研究した。 本論文では、太陽熱利用による冷凍機のシミュレーションツールとしての性能評価を行った。 シミュレーションには、LCEM（ライフサイクル・エネルギー管理）ツールを用いた。シミュレーション結果と実測との比較により評価している。その結果、LCEMツールは温水焚吸収式冷温水機の設計ツールのみならず、コミッショニングツールとしても活用することが可能であることがわかった。

電力のデマンドレスポンスに対応するため、太陽熱集熱器、マイクロコージェネレーション、ソーラー吸収冷温水機、および、潜熱蓄熱槽を設置した。本報では、特に潜熱蓄熱槽の試運転実績に関して報告する。

寒冷地における冬季暖房エネルギー削減のためには、日射の直接利用(ダイレクトソーラーゲイン、以下DSGと呼ぶ)の促進が望ましいが、侵入量の過多によるオーバーヒートや太陽高度の低さによるグレアなどの問題もある。そこで本研究は、それらデメリットを考慮した詳細な解析と検証を行うことで、DSG最大化条件が判明し、その利用が促進されることを目的とする。今回は解析対象建物の窓面にベネシャンブラインド（以下ブラインドと呼ぶ）を設置し、角度や色を変えて解析を行うことで、DSG最大化に寄与するブラインド条件を探究した。

本報では、ガス化装置のなかでもガス清浄度を高めるために1000℃程度の状況下におかれる反応管について、その劣化状況を把握し、その鋼材を選定するために、利用が期待されるインコネル600、TH921（耐熱鋳鋼）、SUS310Sを対象にしている。それらについて反応管内部に試験片を挿入して、暴露試験を行い、反応管材質選定の基礎資料を蓄積することを目的としている。

北九州市に建設されたオフィスビルを計算対象として、BESTの入力条件として与えるスケジュール、設備条件、気象条件を見直し、再度シミュレーションを行い、実測値の比較を行った。結果より計算値と実測値の年間消費電力量の誤差は2.74%となり、BESTの計算によって建築物のエネルギー消費量を再現できることが確認された。また、BESTを用いてベースラインを計算し、E館の省エネルギー性を算出した結果、削減率は36.6%となった。

　わが国では、省エネルギー政策に「エネルギーの面的利用の促進」を掲げている。同政策の普及促進には、各建物用途におけるエネルギー消費特性や熱源機器の出力特性などについて、精細なデータの収集と、数値シミュレーションによる幅広い検証が必要である。 　本研究は、面的利用の促進に必須となるエネルギー消費特性の把握を目的に、実用レベルで面的利用を実現している地域冷暖房に着目し、数値シミュレーションによるエネルギー消費構造の解析を行うものである。

病院は非常に多くのエネルギーを消費するため、エネルギー供給システムはライフサイクルエネルギーマネジメントの観点から設計されるべきである。また病院は自立性の高いエネルギーシステムであることが望まれ、その解決にはコージェネレーションシステムや太陽熱のような分散型エネルギーシステムが有効である。本研究では、基本設計段階におけるコージェネレーションシステムや太陽熱利用システムを含んだ病院の熱源システムシミュレーションを行った。

空調設備には、消費エネルギー削減の余地が未だ残っており設備機器の向上・最適な選定を行うことで大幅な削減が可能であると考えられる。そのため、各建築物の建築設備における運転実態を把握し、検討・改善を行うことが必要である。本研究は、空調システムのシミュレーションツールである「LCEMツール」を用いて、既存建築における空調システムの更新前後を比較し、評価する手法を検討するものである。

シミュレーションを用いて空調熱源システムの省エネルギー性能の比較を行う場合、内部発熱条件などに関しては、標準的と想定した運転状態で計算している場合が多い。しかし、実際の建物の運用状態が設計時点で想定したものとは大きく異なっている場合がある。設計計画時点で想定している運用状態が変化した場合に、機器の運転効率がどのように変化するかについて、エネルギーシミュレーションによるケーススタディを行ったのでその結果を報告する。

This paper shows the energy-saving performance of GHP (Gas Heat Pump) is improving along with time-series variation.We calculated the energy consumption per output power of each apparatus in annual and monthly basis, and then analyzed the energy efficiency of apparatus manufactured in different years.

本報では筆者らが新たに開発した冷凍サイクルを考慮したヒートポンプ空調システムの性能予測ツールの概要を説明するとともに、当ツールの予測精度を確認するために実施した予測精度検証実験およびケーススタディの結果を示している。精度検証実験の結果としてCOPに関する実測値とツールを用いた予測値との誤差は1%以内であった。また、ケーススタディの結果としてCOPに関する実測値とツールを用いた予測値との誤差は6%以内であった。

本報では、実際の蓄熱システムが5-15℃の温度域で蓄放熱を行う場合の放熱過程を想定して、水の密度変化が比較的小さい温度域での実験を新たに行い、低温域と常温域での実験の槽内温度分布の比較を行うとともに、それぞれのCFDによる槽内温度分布の計算結果の妥当性について検討した結果、CFDで固定的に与える体膨張率が一定であっても初期温度での体膨張率を使うことで温度成層が形成される条件であれば精度よく計算できる可能性を示した。

温度の違いによる水の密度差を利用し、上部に高温水、下部に低温水を蓄える温度成層型水蓄熱槽の鉛直吹出ディフューザー吐出面には、槽内へ流入する上方への流速を均等にする効果を期待してパンチングメタルが設置される。本報では、温度成層型水蓄熱槽のCFD解析における、パンチングメタルのモデル化手法について検討する。最初に等温による定常状態1ケースのみの解析により適切なモデル化手法を検討した後、既往水槽実験1)と同じ条件下で、温度場を考慮した非定常解析を行い、モデル化手法の違いによる蓄熱性能の再現性を検討した。

2010年度に空調改修を実施した蓄熱式空調システムを対象に、改修時に設置されたBEMSデータを活用して改修後の運用状況の分析を行った。また、国土交通省大臣官房官庁営繕部より公開されているLCEMツールを利用して、対象システムの改修による効果の算定を行った。

帯水層蓄熱システム（ATES）は季節間蓄熱用の低コスト、大容量な蓄熱媒体として主に北欧で広く普及している。その一方で、昼夜間蓄熱の事例は見られない。そこで本研究では昼夜間蓄熱における帯水層の蓄熱特性の把握を目的とし、蓄熱実験ならびにFEFLOWを用いた分析を行なった。 実験結果から今回対象とした帯水層では80%以上の熱回収率が得られ、地下水流速、分散長を適切に設定することでFEFLOW上で実験結果を再現することが出来た。

本報告では、エネルギーシステム汎用シミュレーション用に開発されたシミュレータをプラットフォームとして、帯水層蓄熱システムモデルと空調設備モデルを組み合せ、夏季4ヶ月における3本井戸での帯水層蓄熱空調システムの連続運転時の性能評価をシミュレーションにて実施した。シミュレーション結果として、既存の冷却塔を用いたシステムと比較して、夏の1日ピーク電力消費量が最大32%、省エネ効果が最大21%という結果が得られた。

水蓄熱槽の水中に潜熱蓄熱材を入れた構成の潜熱蓄熱槽について,その蓄放熱特性を表せるシミュレーションモデルを制作した。シミュレーションの計算式中,潜熱蓄熱材に接する水の温度と流速に測定値を与えることで潜熱蓄熱材の保有熱量を簡易に求める方法を示した。計算時間刻みを長くして計算負荷を減らしたいが1分刻みよりも長くした場合に計算が不安定になるのを防ぐため,特定の水の温度と潜熱蓄熱材の保有熱量の初期条件で10分後あるいは60分後の保有熱量を算出しておき,それらから内挿する方法を考案した。

温度レベルが異なる複数の自然熱源を一括して利用するために、複数熱源の中からその時々で最適なものを選択し、潜熱蓄熱槽を通して利用することで、常に、ある一定温度付近の熱を利用できるシステムを提案した。システム構築のための基本情報を得るため、小型の実験槽を製作し、その熱特性（蓄熱・抽熱量、蓄熱・抽熱速度、抽出温度）を調査し、簡易的なシミュレーション試験を行った。

本研究は融点6度のパラフィン系潜熱蓄熱材を用いた冷房用蓄熱システムについて、側面と上下の入出力が可能な実験槽の熱特性を調べて分析した。側面方向では、温度成層の効果を目的としたアタッチメントを設置した。実験ごとに実験時間が違い比較するのが難しいため温度と時間を無次元化し評価に用いた。その結果、上下入力、アタッチメント、側面入力の順で結果が良かった。

躯体蓄熱システムの蓄・放冷量増大を目的として、OAフロア内に蓄熱体を設置した蓄熱体併用躯体蓄熱システムが提案されている。本研究では本システムの蓄・放冷量をさらに増加させるために、従来の相変化物質を用いた蓄熱体の熱伝導率を向上させたPCM蓄熱体を製作し実験を行った。その結果、水蓄熱体より蓄・放冷量が約2倍に増加し、さらに熱伝導率の向上により相変化物質の過冷却度が小さくなり蓄・放冷特性を改善できる可能性が確認できた。

既設のCGSを運用しながら新たに商用電力停止時のオフィスの自立電源としてCGSを増設した大規模複合施設を対象として,CGSを含む熱源の実際の運用において,発電電力と排熱の有効利用を図ることを目的に,シミュレーションによる事前予測と最適な運転方法の検討,運用開始後の実績評価と運用改善を一連で行う研究である。本報では,対象建物の建築・設備概要,熱源と電力供給系統の改修概要,および改修前の既設SGCに関係する運用実績について報告する。

東日本大震災以降、そのエネルギー利用方法は大きく変化してきており,商用電力に頼らない運用について検討が行われている。本研究では,従来排熱利用の合理化・省コストの目的で設置されたコージェネレーションシステムを自立電源確保の目的で増設した既存建物において,エネルギー利用の事前予測,竣工後の運転方法についての検討を行う。本報では,改修後のエネルギー利用状況についてシミュレーションを用いて評価を行ったのでその結果を報告する。

In the Smart Energy House, operating ratio of SOFC increases by using battery. The effective use of exhaust heat of FC is important in summer. In this report, desiccant dehumidification and ventilation system using exhaust heat of SOFC reduced 70 to 150W Power consumption for Air cooling in the test house.

本研究では、年間を通した寒冷地の実使用下における家庭用燃料電池コージェネレーションシステム(以下、PEFC-CGSとする)のエネルギー消費量、給湯負荷、暖房放熱量、発電量を実測しシステムの性能評価を行った。また、発電ユニットにおける1次エネルギー削減量を算出し、実証試験の結果と比較を行った。さらに、PEFC-CGSと太陽光発電システム(以下、PVSとする)を組み合わせたシステムを潜熱回収型ガス給湯器に置き換えた場合の1次エネルギー消費量を算出し、比較を行った。

地中熱利用システムの採熱方法としては、管底がU字状に熱融着されたU字管方式が多用されているが、還り管でのショートサーキットによる熱損失が大きいことが課題であった。筆者らは還り管1本に対して、送り管が3本ある分岐管方式の採熱管を開発した。本報では、U字管方式と分岐管方式の採熱能力比較実験と数値解析を行い、分岐管方式の採熱性能がU字管方式より高いことを明らかにした。