成果報告書詳細
管理番号20110000001577
タイトル平成21年度~平成22年度成果報告書 「次世代建築物統合制御システム実証事業費助成金 次世代省エネルギー等建築システム実証事業 ゼロ・エミッション・ビル実現に向けた技術開発」
公開日2011/11/9
報告書年度2009 - 2010
委託先名新日鉄エンジニアリング株式会社
プロジェクト番号P09020
部署名エネルギー対策推進部
和文要約1.実証の概要
 実証対象設備である自然換気ハイブリッド空調システム、地中熱利用システム、太陽光発電システム、高効率照明器具、照明制御システム、ビルチューニングのためのBEMS等において、試運転・調整を実施し、その機能、性能を発揮することを測定確認し、運用が可能であることを実証した。
 特に自然換気および地中熱利用システムにおいては、運転実証段階にて有用な情報を得るための事前測定を実施した。
2.研究開発の成果
(1) 自然換気の未入居時実測調査
自然換気及び機械空調の併用システムを対象として試運転時における自然換気性状及び温熱空気環境の測定を行い、以下の知見を得た。
a) 給気口の中央1点での風速値に補正を行うことによって精度良く風量を推定することが可能となった。
b) ア)トレーサーガス法、イ)給気口の風速値を用いた推定法、ウ)空間の熱収支による推定法の計3手法により換気量の推定を行ったが、イ)の風速値を用いた推定法が実現象に最も対応するものと思われる。今後、CFD解析等の数値シミュレーションにより引き続き検証を行う予定である。
c) 今回の実測では、室内の温熱・空気環境に関しては十分な検証ができていない。この点は、今後の短期及び長期実測での検討課題として位置づけている。
(2)熱応答試験による地盤熱特性の把握
地中熱交換器を設置するエリアの5箇所で熱応答試験を実施し、結果より以下の知見を得た。
a) 地下水流動の影響がない箇所と影響が見られる箇所が混在しているため、周囲地盤に亀裂が入っているところがあり、局所的に地下水流動の影響が見られる地盤である可能性がある。
b) a)により有効熱伝導率は1.87~31.1W/(m・k)となり、ボアホールに個体差が見られる。
c) 地盤の熱特性を熱応答試験の結果を反映させ、地中熱利用システムの性能予測シミュレーションを再度行い、計画と同等の運転性能が期待できることを確認した。(有効熱伝導率は最低箇所の1.87W/(m・k)、初期地中温度は18.8℃とした。)
d) 以上により今後のGSHPシステムの運転状況の把握・分析をより正確に実施することが可能となった。
英文要約Title : Technological development for Zero Emission Building
1.Outline of proof
The authors carried out trial operation and adjustment of the proof object equipments, which are natural ventilation hybrid air-conditioning system, ground source heat pump (GSHP) system, solar photovoltaic generation system, highly effective illuminator, lighting control system, building and energy management system (BEMS), and etc. As the result, it was confirmed that the performance of equipment were satisfied compared to the one in the planning stage.
Especially, experimental measurements of the hybrid air-conditioning system and GSHP system were conducted before operation in order to obtain effective information for the operation.
2.Result of research and development
(1) Measurement survey when unmoving in about natural ventilation
When the trial operation of natural ventilation hybrid air-conditioning system was carried out, property of the natural ventilation and thermal environment in the building was measured. The following results were obtained.
a) It was possible to estimate the amount of air flow at intake vent accurately by measuring the air velocity at the center and correcting the measured value.
b) The amount of ventilation was estimated by three methods, which are "1) Tracer gas method, 2) Estimation method using the amount of air flow at intake vent, and 3) Estimation method by the heat balance in the building". As a result, it seems that "2) Estimation method using the amount of air flow at intake vent" is the most practicable. The authors will verify it by the numerical simulation of the CFD method in the future.
c) Neither the indoor temperature nor the air environment have measured yet. These are investigation issues in next stage.
(2) Grasp of the ground thermal characteristic by thermal response test
The thermal response test (TRT) was executed for five times with different borehole ground heat exchangers in the area where ground heat exchangers were installed. The following results were obtained.
a) Some of the temperature variations were influenced by the ground water flow and others were not influenced. Therefore, it is suggested that there is crack in the ground surrounding boreholes and the local ground water flow is generated.
b) The effective thermal conductivities are estimated 1.87-31.1W/(m・k) according to five times TRT. The reasons seem the crack and local ground water flow described in a).
c)Performance prediction of the GSHP system with simulation tool was carried again. In the simulation, the effective ground thermal conductivity of 1.87W/(m・k) and undisturbed ground temperature of 18.8℃ obtained by the TRT were given. The result indicated the performance of GSHP system were 5.38 and almost equal to the one in the planning stage.
d) Therefore, effective data was obtained for the operation of GSHP system in the future.
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