ターボ冷凍機の節電・省エネ対策

三菱重工業株式会社冷熱事業本部

上田 憲治

2

＜メンテナンス視点＞

①運転調整は適正でしょうか？センサーの値はずれていませんか？

・冷水温度センサー／冷却水温度センサーは？

・冷水流量と流量設定／冷却水流量と流量設定は？

②定期的なメンテナンスは実施されていますか？

・凝縮器（冷却水）の伝熱管の洗浄は実施していますか？

・凝縮器は毎年の洗浄を推奨しています。

＜節電運転＞

③冷水温度設定を上昇させる ； ７℃ ⇒ ９℃

④能力制限（デマンド制限） ; 最大100%能力⇒75%へ

＜省エネ更新工事へ＞

⑤各社最新機器は性能が向上しています。

⑥インバータ機も汎用的に使用いただいています。

１．短期的な節電を目的とした打ち手についてターボ冷凍機に示します。

ターボ冷凍機は

平均冷凍能力５６０Rt

ＣＯＰ=５．６約３５０ｋＷ

3

＜メンテナンス視点＞

①運転調整は適正でしょうか？センサーはずれていませんか？

・冷水温度センター／冷却水温度センサーは？

・冷水流量と流量設定／冷却水流量と流量設定は？

図１ ターボ冷凍機の設置状況（5月、停止状況）

ﾏｲｺﾝ盤表示21.5℃、現場ｹﾞｰｼﾞ20℃とずれている

冷凍機のセンサーが高く表示されると経済的な運転が損なわれる可能性が高い。

２．まずはセンサーの調整からはじめます

4

②定期的なメンテナンスは実施されていますか？

・凝縮器（冷却水）の伝熱管の洗浄は実施していますか？

凝縮器は毎年の洗浄推奨しています。

ターボ冷凍機を例にとると

■東京地区に推定約３４００台ストック

■平均容量 ５７０Rt（当社平均）

■平均COP ５．６（当社平均）

■平均消費電力 ３５８ｋW （０．６２８ｋW／Rt）

■約１２０万ｋW消費電力規模

100台

東京都に約５０％のストックがあります

２７％のお客様が毎年チューブ洗浄を実施されています。

３４％のお客様が今シーズンチューブ洗浄を実施されています

６６％のお客様を対象に推奨活動を実施中！６６％のお客様を対象に推奨活動を実施中！

冷却水の汚れと消費電力増

0%2%4%6%8%

10%12%14%16%18%

0 1 2 3 4 5凝縮温度の上昇（℃）

消費

電力の

上昇

（％

）

洗浄推奨の目安

３．次にメンテナンス。 伝熱管の洗浄が重要です（１）

過去２年間のチューブ洗浄調査（当社関東地区）

昨年のみ実施10%

今年のみ実施7%

毎年実施27%

ここ2年未実施56%

今年は、まだこれから増える

5

ｽｹｰﾙによるﾁｭｰﾌﾞ汚れ ｽﾗｲﾑによるﾁｭｰﾌﾞ汚れ

■100%負荷時の凝縮温度が2℃相当

以上で洗浄推奨

⇒7%節電が期待できる

■120万kW×60%のユーザ×７％節電

⇒5.0万kW削減ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ相当

凝縮器チューブ汚れと洗浄効果

0.0

2.0

4.0

6.08.0

10.0

12.0

14.016.0

18.020.0

1 6 11 16 21 26 31

日付

終端

温度

差ＳＤＣ（℃）

消費

電力

増加（％

）

凝縮温度の上昇

チューブ洗浄推奨

100%負荷時の消費電力増加％

チューブブラシ洗浄 水圧洗浄

凝縮器の伝熱管にシリカ、カルシウムなどの硬質成分の付着（下図左）やスライムなどの生物系汚れ（下図右）が付着することに、冷凍機の性能低下が発生。

薬品を使用して硬質スケールをやわらかくして洗浄すると効果的であるため推奨しています

４．次にメンテナンス。 伝熱管の洗浄が重要です（２）

6

＜節電運転③＞

冷水温度設定を上昇させる

； ７℃ ⇒ ９℃

100%能力時／冷却水32℃

500Rtｸﾗｽ；COP=5.6（ｽﾄｯｸ）

COP=6.0

6％(8%)電力量削減

100%能力時／冷却水32℃

500Rtｸﾗｽ；COP=5.6（ｽﾄｯｸ）

COP=5.35

21％(25%)電力量削減

＜節電運転④＞

④能力を制限（デマンド制限）

; 最大100%能力⇒75%へ

■120万kW×6%

= 7.2万kW削減ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ

■120万kW×21%

= 25万kW削減ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ

冷水設定温度と節電

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

6 7 8 9 10 11 12冷水温度設定（℃）

節電

（％

）

固定速

インバータ

デマンド制限と節電

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

60 70 80 90 100 110上限とする能力（％）

節電（％

）

固定速

インバータ

５．短期的な節電を目的とした場合、熱源機周りで多種打ち手があります

＊（）内はインバータ機の削減％ ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙは固定速機で計算

ユーザの設定画面で冷水温度設定、デマンド制限は入力可能。能力の制限は１％刻みで、最小60%。各社取り扱い異なりますが各ｻｰﾋﾞｽに問い合わせください

操作盤から設定可能ですがｻｰﾋﾞｽﾏﾝへ依頼ＯＫです）

操作盤面

冷水温度設定

デマンド制限

9℃設定75%能力上限

= 32万kW削減ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ

7

従来機対比２０％以上の効率向上を図り高圧冷媒でＣＯＰ６．０を上回る新型機として発売

高圧インバータを世界で初めて搭載し，二桁のＣＯＰを実現したインバータターボ冷凍機を発売

3

4

5

6

30

'70 '75 '80 '85 '90 '95 '00 '02 '04 '06 '08 '10

4.2

4.7

5.3 5.3

5.0

6.1

18.6(1000ﾄﾝ)

ｲﾝﾊﾞｰﾀ駆動

21.9(1000ﾄﾝ)ｲﾝﾊﾞｰﾀ駆動

6.4 6.4

6.0

19.1

7.0

29.1

26

22

18

7

0

0

2

最高24.2(1000ﾄﾝ)

ｲﾝﾊﾞｰﾀ駆動

部分負荷最高ＣＯＰ

定格ＣＯＰ

ＣＯＰ

ＣＯＰ

COP（成績係数）

＝冷凍能力／電動機入力（ｲﾝﾊﾞｰﾀ機はｲﾝﾊﾞｰﾀ入力）

最新機種は15年経過したﾕﾆｯﾄと比べ

20%以上省エネになっています

従来機対比２０％以上の効率向上を図り高圧冷媒でＣＯＰ６．０を上回る新型機として発売

高圧インバータを世界で初めて搭載し，二桁のＣＯＰを実現したインバータターボ冷凍機を発売

3

4

5

6

30

'70 '75 '80 '85 '90 '95 '00 '02 '04 '06 '08 '10

4.2

4.7

5.3 5.3

5.0

6.1

18.6(1000ﾄﾝ)

ｲﾝﾊﾞｰﾀ駆動

21.9(1000ﾄﾝ)ｲﾝﾊﾞｰﾀ駆動

6.4 6.4

6.0

19.1

7.0

29.1

26

22

18

7

0

0

2

最高24.2(1000ﾄﾝ)

ｲﾝﾊﾞｰﾀ駆動

部分負荷最高ＣＯＰ

定格ＣＯＰ

ＣＯＰ

ＣＯＰ

COP（成績係数）

＝冷凍能力／電動機入力（ｲﾝﾊﾞｰﾀ機はｲﾝﾊﾞｰﾀ入力）

最新機種は15年経過したﾕﾆｯﾄと比べ

20%以上省エネになっています

⑤最新機器は性能が向上。

⑥インバータ機も高性能＆汎用機として普及

従来機（１５年前の冷凍機）と最新機を比較すると、

■定格消費電力（ピーク消費電力）をΔ20~18％低減注１）

■年間消費電力でインバータでΔ60％~固定速機でΔ40%消費電力量低減が可能注２）

の効果が期待できます 注１）15年前の汎用固定速機ARTと、最新のｲﾝﾊﾞｰﾀ機AART-Iとの比較

注２）空調負荷、東京の外気温度を想定した推定値

■120万kW×20% = 24万kW削減ﾎﾟﾃﾝｼｬﾙ相当

■夏場の電力消費も20%~40%削減可能

最新

５年前

最新

１５年前機種

１５年前

固定速機

最新 ５年前

インバータ機

最新

固定速機

６．古い熱源機をご使用の場合、更新すると大幅にピーク電力・消費電力量が削減できます。