成果報告書詳細
管理番号20140000000806
タイトル平成23年度-平成25年度成果報告書 再生可能エネルギー熱利用計測技術実証事業 (2)
公開日2015/1/31
報告書年度2011 - 2013
委託先名東京ガス株式会社 アズビル株式会社
プロジェクト番号P11012
部署名新エネルギー部
和文要約1. 実証事業の背景と目的
東京ガス(株)の施設で稼働中の業務用太陽熱利用冷暖房システムを対象として、現在標準的に使用されている計測機器を当該システムに組み込み実際の負荷条件のもとで1年以上計測するとともに、アズビル(株)が独自開発する超音波熱量計※1を同様に組み込んで計測し、両者の計測結果を比較検討・評価することで業務用太陽熱利用冷暖房システムにおいて低コストかつ20%未満の誤差の計測技術を確立する。
※1超音波熱量計とは、熱交換器を通過する冷温水の通過流量と、熱交換器の出入り口での配管水温度を計測し、熱交換器で消費される熱量を求める熱量計において冷温水の通過流量の計測に超音波流量計を使用している熱量計
2. 実証事業の成果等
 業務用太陽熱利用冷暖房システムに標準計測機器(リファレンス)及び簡易計測器(超音波熱量計)を組み込み実際の負荷条件のもとで1年以上計測し、誤差±20%未満を達成した。また、計測コスト低減できる見込みを得た。
1)稼働評価の対象とした太陽熱利用冷暖房システム(以下、「ソーラークーリングシステム」と言う)において、一般的に使用される精度、機能の日射計、流量計、温度計を使い計測したデータを用いてシステムの稼動評価を行い、評価期間通算で、集熱効率38%、空調用途への太陽熱利用率81%(内訳:冷房(一次側)42%、暖房40%)という結果を得た。給湯利用に比較して集熱温度レベルが高い空調利用での年間集熱効率は、真空管式集熱器を使用したシステムで40%程度と言われていたが、実際に同等の効率となること、また、システム容量と空調負荷とのマッチングが妥当であれば空調利用での太陽熱利用率は約80%に達することが実証できた。
2)ソーラークーリングシステムを導入して太陽熱を冷暖房に利用するケースについて、技術委員会で検討を行い、熱量を定義する位置や計測位置について、現状で最適と考えられる提案をまとめた。また、この案の中で使用する、太陽熱から冷水への変換効率が約0.8とみなせることを検証した。これらによって、今後、ソーラークーリングシステムでの熱証書の発行や環境価値化の議論を具体的に進めるために必要であった太陽熱利用熱量について数値化を行った。
3)流体温度レベルが高温かつ長時間使用となるソーラークーリングシステムの熱量計測にアズビル(株)が独自開発した超音波熱量計を取付け、約2年間の実負荷環境で収集したデータの分析および定期校正の結果、超音波熱量計をソーラークーリングシステムにおいて計量法で定める特定計量器※1に求められるレベルの信頼性があることを実証した。
※1計量法では課金用途で使用する積算熱量計を特に特定計量器として定めている。
特定計量器に求められる信頼性としては8年間の使用期間中に経年変化等により量計測精度が変化しても±6%RD以内の精度を維持することが上げられる。
RD:Reading(リーディング)の略で、読み値に対する相対誤差で計測器の精度を表したもの
英文要約1. Background and purpose of the project
We measured the performance of solar heating and cooling systems(SHC) operating at the facilities of Tokyo Gas Co., Ltd. under actual operating conditions for more than one year using standard calorimeters, etc. Simultaneously, we also installed ultrasonic calorimeters developed by Azbil Corporation in the same system, and measured the system separately to compare and evaluate both methods of measurement. This project was designed to establish a measurement technology with low cost and less than 20 % measurement error for use with SHC

2. Results of the project
1) We evaluated the operation of the solar heating and cooling systems(SHC)used for this project, using the data obtained from the measuring devices(pyranometer, flowmeter and thermometer with the precision and function to be generally used ). We obtain a result of the total solar heat collection efficiency 38% and the solar heat utilization rate of SHC 81% (cooling(primary) 42% and heating 40%) for an evaluation period. We was able to demonstrate that the anual solar heat collection efficiency was 40% by the air conditioning use at higher temperature than the hot water supply use similarly the solar heat collection efficiency by the system using the evacuated tube solar collector- with CPC-reflector was around 40% and that the solar heat utilization rate reached approximately 80% If system capacity and matching with the air conditioning load were proper.
2) We examined a position that defined the heat capacity and the measurement position in an evaluation committee. We gathered up the most suitable suggestion about the case of heating and cooling by a solar heating and cooling system(SHC) and verified that we could consider conversion efficiencies from solar heat to cold water to be approximately 0.8 in this suggestion. For issuance of green heat bond and progress the argument of concretelyqantification of the environmental value of SHC we quantify the solar heat utilization quantity of SHC
3) We installed ultrasonic calorimeters developed by Azbil Corporation in the Solar Cooling Systems where the fluid temperature is high and is maintained for a long time, and measured the flow rate, flow temperature and heat quantity. For about two years, we collected data under actual operating conditions, and then analyzed the data and made periodic calibrations. As a result, we proved that ultrasonic calorimeters can be used for Solar Cooling Systems.
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