用語解説
- あい・ぴー・エフIPF
- Ice Packing Factor氷充てん率
〔氷蓄熱槽内の製氷量と全水量との比(kg/kg)〕を意味します。この値が大きいほど、単位容積内で沢山の冷熱を蓄えることができます。
- アキュムレータ
- 1)蒸発器と圧縮機との間に設置し、吸込み冷媒ガス中の液状冷媒を分離し、ガス状冷媒だけを圧縮機に吸い込ませるための容器です。
2)水蒸気を一時的に蓄えるものをスチームアキュームレータといいます。
- 圧縮機 Compressor
- 圧縮機は、低温・低圧の冷媒ガスを高温・高圧のガスにし、冷凍サイクル内に循環させる働きをするもので、最も重要な構成機器です。圧縮機の形式は、容積式と遠心式に大別されます。
【圧縮機の形式】
●容積式
往復動式→レシプロ圧縮機
回転式→スクリュー圧縮機、スクロール圧縮機
●遠心式→ターボ圧縮機
- 圧力容器 pressure vessel
- 労働安全衛生法施行令に、圧力容器として、第一種圧力容器および第二種圧力容器が定義されており、容器内の圧力が大気圧を超えた蒸気、液体を扱うものと気体を扱うものが規定されています。
- 移動空調車
- トラックの荷台にエンジン駆動の空調機を搭載した自走可能な空調機。主に空港において使用されるもので、駐機中の航空機へ冷・温風を供給し機内の冷房・暖房を行うもの。
イベント会場のスポットクーラーなどにも使われる。
(商品名: グランドクーラー)
- エアカーテン air curtain
- 建物の出入り口の上方から空気を壁状に吹き降ろし、内外の空気の交流を遮断する設備。人の出入りの激しい建物入口などに取り付けてることで、建物内の空調された空気が外部に洩れるのを抑制したり、外部の埃や小昆虫などが建物内に流入するのを防ぐ。
主たる目的(熱の漏洩を防ぐ、または、防虫など)によって、エアカーテン、エアシャッター、サーモシャッター、防虫シャッター、バグシャッターなどと呼ばれることもある。
入庫・出庫の多い冷凍・冷蔵倉庫では、トラックブースや冷蔵庫の扉など全ての開口部にエアカーテンを取り付けることで、第一に冷気の漏洩が大幅に抑制されること、第二に湿度の高い暖気に侵入を防ぐことで着霜が防げるという二つの理由で、夏場の省エネルギー効果が非常に高い設備である。
- エコ・アイス(氷蓄熱式空調システム)
- 氷蓄熱式空調システム
熱源機に氷蓄熱槽を組み合わせた空調システムで、これまで蓄熱槽設置スペースの制約から氷蓄熱式空調システムの導入が困難であった中小ビルなどに設置できるように、蓄熱槽の小型化、省スペース化をはかった蓄熱式空調システムです。
エコノミーやエコロジーの接頭語「エコ」と氷の「アイス」を組み合わせた造語で、「氷を使った、経済的で環境にやさしいシステム」という意味です。
熱源部分のみで冷凍サイクルを完結しており、室内(二次側)放熱機(空調機、ファンコイルユニット等)と水または冷媒で結ばれているシステム。
○ユニットタイプ
熱源機、氷蓄熱槽、製氷装置等をあらかじめユニットとして設計、製作されたもの。
○現場築造タイプ
建物ごとに熱源機、氷蓄熱槽で製氷装置等を設計、施行するもの。
○個別分散型
熱源部分と室内機との間を冷媒配管で結び、冷凍サイクルを完結しているシステム。
○パッケージタイプ
個別分散型の基本的なタイプ。1台また複数台の室内機を同時に運転するもの。
○ビルマルチタイプ
パッケージタイプのうち、室内機を個別に運転制御することが可能なもの。
複数台(例えば5台)の室内機のうちの数台(例えば2台)のみ運転することもできる。
- エスコ ESCO energy service company
- 「省エネ見込み量」を省エネ改善計画段階において顧客に保証し、パフォーマンス(成功報酬)契約に基づき、省エネ改善のための計画立案から改修、管理までの一連の役務を顧客に提供する事業者のことをいいます。
・設備改修後のエネルギー節減分からコスト及び投資を回収する。
・顧客はエネルギー費用の節減というメリットを享受することができ、ESCOもノウハウ等の役務提供に対する正当な報酬を得ることができる。
・省エネ改修に必要なすべての費用をエネルギー節減分から賄うところが特徴。
- LNG(液化天然ガス)liquafied natural gas
- 天然ガス(炭化水素を主成分とする可燃性気体)を冷却して液体にしたものです。主成分はメタン(CH4)で、マイナス162℃で液化すると体積はもとの1/600となり、その状態で専用タンカーで輸送され、半地下または地上の大型断熱タンクに貯蔵されます。
液体燃料に比べ、発熱量あたりのCO2の排出量が少ないため、クリーンなエネルギーといわれています。しかしながら、産出国で液化する際に多くのエネルギーを使用しているため、エネルギーの総合効率の面からは使用時に気化する際の冷熱をうまく活用することが望まれます。例えば、液化炭酸ガスの製造などに利用されたり、冷熱の需要のある工場では冷熱負荷の一部を賄ったりといった利用がされています。
- エンタルピ
- エンタルピとはギリシャ語で<温める>という意味で、空気調和の計算では、顕熱と潜熱の和、すなわち全熱を指しています。単位には熱量を表すkcal、J(ジュール)などが使われます。
単位重量あたりのエンタルピを「比エンタルピ」といい、こちらはkcal/kg、J/kgで表されます。
Aという状態の湿り空気がBという状態になったとき、そのAという状態の湿り空気が持っていた熱がどれだけふえて(あるいは減って)、Bという状態になったか、そのふえたり、減ったりした量を知る必要があります。このAという空気の持っている熱量あるいはBという空気の持っている熱量を、エンタルピといいます。
エンタルピとは、ある基準状態を0として測った物体のもつ全熱エネルギーをいいます。P-h線図(モリエル線図)ではエンタルピの基準値として、冷媒の種類にかかわらず、0℃の飽和液のエンタルピを100kcal/kgとしています。
冷凍サイクルの設計計算を行う際にこのエンタルピを用います。
- エントロピー entropy
- 熱量学的には、エントロピーは状態量の一つであり、温度Tで熱平衡にある系が熱平衡を保ちつつ外部から微少な熱量 △Qを吸収したときに、△Q/Tだけ変化する量として定義されます。
物体の持っている状態量の一つで、その物体が可逆的に外部より受けた総量のdQをその時の物体の絶対温度Tで割った値は、その時の物体のエントロピーの増加ds(=dQ/T)を表わします。
冷凍においての圧縮工程は断熱変化としてとらえエントロピー線上にそって圧縮されます。
単位重量あたりのエントロピー(比エントロピー)の単位は、kcal/kg・K、J/kg・K。
- 吸収式冷凍機 absorption refrigerating machine
- 再生器(発生器)、凝縮器、蒸発器、吸収器などを備え、水の蒸発潜熱を利用して冷却を行う冷凍機。一般に冷媒には水が、吸収液には臭化リチウム溶液が用いられます。単効用式と二重効用式があります。
- 吸着式冷凍機 adsorption refrigerating machine
- 水をシリカゲルやゼオライトなどの水分を吸着しやすい物質(固体)に吸着させることによって冷却を行う冷凍機。
一般的な冷凍機である「蒸気圧縮式冷凍機」は圧縮機で冷媒を圧縮することで冷媒の蒸発と凝縮を繰り返す冷凍サイクルを構成しており、圧縮機の動力(電力)を駆動源としている。これに対し、圧縮機に代えて、固体吸着剤の吸着作用を利用し、蒸発器で熱を奪い(このときに被冷却物を冷却する)蒸発した気体を吸着するサイクルと、吸着剤が吸着した被吸着物質を温熱により脱着させ、その気体を凝縮器で液化させるサイクルを交互に繰り返す冷却技術が「吸着式冷凍機」である。
前川製作所製吸着式冷凍機の開発経緯: 商品名 AdRef-Noa(アドレフノア)
前川製作所では1994年からシリカゲル(吸着剤)/水(冷媒)を用いた吸着式冷凍機を商品化していたが、駆動源として80℃以上の温熱が必要であり、それ以下の温水排熱があっても活用できなかった。そこで60から80℃程度の中低温排熱の利用を目指して、効率の良い吸着材を探索し、ゼオライトを用いた吸着冷凍機を開発し現行機のAdRef-Noaを2008年より販売した。
この新型吸着冷凍機「アドレフ・ノア」の開発により太陽熱給湯器で得られる60℃程度の温水でも冷房用の冷水を作り出すことが出来るようになった。この組み合わせシステムは「太陽熱利用冷房システム」、すなわち電力をほとんど使わずに冷房が出来るシステムとして注目されている。
蒸気焚き吸収式冷凍機の場合の成績係数(COP)が1.1程度であるのに対し、吸着式冷凍機は駆動源である温熱を太陽熱のような自然エネルギーを用いた場合には成績係数が10を超える。
太陽熱温水器と組み合わせた場合、より高い温水が得られるときに、冷水の製造を効率よく行えることから、日本での夏季の冷房専用よりも、熱帯地域で年間を通じた冷房を行うような使い方が、通常の冷房方式と比べた操業上の優位性が高くなる。
導入例)
・2008年よりショッピングセンターにて「太陽熱利用冷房設備」として稼動中
・2010年より2011年にかけて環境省地球温暖化対策技術開発等事業「太陽熱で冷暖房する吸着冷凍装置の実証事業」で実証中
・2011年夏にメキシコの食品工場に導入。工場排熱から冷水製造を行う。
- 凝縮器(コンデンサー)Condensor
- 蒸発器で蒸発した冷媒は圧縮機で圧力が高められ、凝縮器と呼ばれる熱交換器で冷やされ、凝縮してガスから液体になり、再び蒸発器に戻ります。凝縮が行われる装置のことを凝縮器といい、コンデンサーとも呼んでいます。
- 空気線図 psycromtric chart
- 空気の熱的状態および変化を知るために便利な線図です。
湿り空気の状態はその全圧力が一定であれば、乾球温度、湿球温度、絶対湿度、露点温度、エンタルピなどのうち2つの状態点により決定されるのでこの2つの状態量が同一値をとる曲線が得られます。このようにして描いた線図を空気線図と呼んでいます。
- 空気調和 Air Conditioning
- 近年、「空気調和(Air Conditioning)」は一般家庭に広く普及し、「空調」または「エアコン」と略称され、多くの人が「空気調和=冷・暖房」と思い込んでいるようであります。確かに、冷房や暖房は空気調和の大きな要素の一つではありますが、空気調和は、「空気調整」とも言い、その名のとおり、「人間の居住区域や特定の場所をその目的に適した 空気環境に保つこと」をいいます。
具体的には、空気調和には次に示す5つの調整要素があり、これらの要素を調整しその目的に合った空気循環を保つことが「空気調和」と言うことができます。
●空気調和設備の調整要素
1. 温度(冷却・加熱)
2. 湿度(減湿・加湿)
3. 気流(流速・分布)
4. 清浄度(粉塵・CO2ガス・有害ガス・臭気など)
5. 換気(酸素の補給)
- 空気の比熱
- 一定圧力のもとで、1kgの目方をもった空気の温度を1℃上げる(または下げる)のに必要な熱量(kcal)をいいます。
空気の比熱=0.24[kcal/kg ℃]
- 空調負荷
- 暖房・冷房の対象とする熱量をいいます。室内外温度差、日射量、屋内での発熱、換気、屋根や外壁の断熱性などが影響します。情報通信機器の導入に伴う発熱も大きく、将来動向を考慮した空調負荷の設定が重要です。
- クーリングタワー(冷却塔)
- 冷凍機の冷却水を再循環使用するための熱交換装置をいい、冷却水と屋外の空気とを直接効率的に接触させ、冷凍機のコンデンサーによって与えられた熱を放散させるための装置です。「冷却塔」とも呼んでいます。
- 減価償却費
- 空調装置は新規に買い入れた後、使用頻度や経年劣化により、価値が減少し、やがてこの装置の寿命が尽きます。この年ごとの目減りについて、耐用期間にわたって、定められた方法で損金を計上することを「減価償却」と呼んでいます。
- 高圧ガス保安法
- 高圧ガスによる災害を防止することを目的とする法律。高圧ガスの製造、販売、貯蔵、移動その他の取扱及び消費並びに容器の製造及び取扱等に関する法律。
●冷凍機に関する規制の抜粋
冷凍機は一定の規模を超えるものは「高圧製造設備」とみなされるため、「許可申請」または「届出」を行うことになります。
<高圧ガス保安法による規制の範囲>
(法第5条、施工令第4条・第2条第3項第3号参照)
1日の冷凍能力(法定冷凍トン) 規制の内容
50トン以上 許可を要する(第一種製造者)
20トン以上50トン未満 届出を要する(第二種製造者)
3トン以上20トン未満(注2) 許可・届出とも不要(その他の製造者)
- 公的支援制度(省エネルギー設備等)
- 省エネルギー・負荷平準化機器に対する公的な普及支援制度
現在では主な支援制度として以下のような支援制度が整っています。
●エネルギー需給構造改革投資促進税制(エネ革税制)
●政府系金融機関や都による低利融資制度(低利融資制度)
省エネルギー・負荷平準化に資する機器の設置に際し、政府系金融機関や都(日本開発銀行、中小企業金融公庫、国民金融公庫、東京都)から低利で融資を受けることができる制度です。
- コージェネレーションシステム(熱電併給)Co-generation System
- コージェネレーションシステムとは、広義には単一のエネルギーから2つ以上の有効なエネルギーを得るシステムと定義されています。エネルギーをトータルに使い尽くす省エネルギーシステムの代表例であります。
一般的にはガス・石油等の燃料により原動機を駆動して発電機を回転させ、発電を行うと同時に原動機の排熱を回収して熱を供給するシステムのことです。
このようなシステムは「熱電併給」あるいは「エネルギーのカスケード利用(多段階利用)」とも呼ばれています。1次エネルギーのうち価値の高い高温熱エネルギー部分を利用して質の高い電気エネルギーを発生し、質の低くなった低温熱エネルギーを給湯、冷暖房に用いるエネルギー有効活用システムです。
エネルギーの利用効率は、排熱が上手に利用できれば、1次エネルギーの70から85%が利用できます。一方、火力発電所での発電効率は38%前後ですので、コージェネレーション(熱電併給)は非常に効率の高いエネルギー利用方法といえます。
- 再生可能エネルギー renewable energy
- 太陽光、数力、波力・潮力、地熱、バイオマスなど自然の力で定常的に補充されるエネルギーのこと。きわめて長期間に渡って枯渇しないエネルギー源を指す。
なお、"ヒートポンプ"が利用する空気熱、地中熱、水熱(海水熱や河川水熱など)も再生可能エネルギー源と定義されている。(2009年8月に施行されたエネルギー供給構造高度化法による)
- 再熱 reheat
- 空気調和機で作られたある温度の空気を、熱負荷条件によってさらに加熱することで、個室の温度制御や顕熱比の低い部屋の相対湿度制御などに利用されます。
- GHP(ガスエンジンヒートポンプ)
- ガスヒーポンは室外機のコンプレッサーをガスエンジンで駆動し、ヒートポンプ運転によって冷暖房をおこなう空調システムです。
従来の電動ヒートポンプの電動機をエンジンに置き換えたものと考えてよいが、エンジンの排熱をもあわせて利用(給湯など)できます。
- JIS(日本工業規格)Japanease Industrial Standard
- 鉱工業の生産・流通・消費の便を図るため、全国的に統一して制定した製品規格のことです。なお、JISに従って生産された鉱工業品に標示する記号をJISマークといいます。
- CA貯蔵(シーエイちょぞう)
- CA貯蔵ControlledAtmosphereStorageは、外気を遮断して低濃度の酸素、高濃度の炭酸ガスに調整した人工空気の中で低温貯蔵することです。リンゴの鮮度を長期間保持する効果が
認められて普及した技術です。
- システム効率
- 空調設備でのシステム効率を説明すると、熱源機器が発生したエネルギー(熱量)に対して、二次側(あるいは三次側)の空調機器が処理したエネルギー(熱量)の比率
- 自然冷媒 natural refrigerant
- 冷凍や空調設備などにおいて、一般的に自然界に存在する物質のなかで冷媒となりうる物質の総称。アンモニア(沸点-33.3℃)やイソブタン(-11.8℃)、プロピレン(-47.7℃)、炭酸ガス(-78.4℃)、空気(窒素-195.8℃、酸素-182.9℃)、水(100℃)などが自然冷媒として利用される。オゾン層破壊物質であるフロンに対する規制が強まり、1990年代よりフロンを用いない冷媒への関心が高まったことから自然冷媒が注目されている。自然冷媒は、オゾン層破壊係数(ODP)がゼロであるとともに代替フロンと違い地球温暖化係数(GWP)も低いという利点がある。
一方、空気と水を除く自然冷媒、例えばアンモニア(NH3)や炭化水素冷媒であるプロパン(C3H8)などはエネルギー効率が良いという反面、可燃性や毒性があるため取扱いには安全性に配慮した設計が要求される。
- 湿球温度
- 温度計の球部をぬれた布でおおった温度計の示す温度のことで、球部は水の蒸発によって冷却され、周囲の空気の乾球温度より低い値を示します。
この値は空気の乾球温度と絶対湿度によって決まります。
- 省エネルギー機器基準トップランナー方式
- トップランナー方式とは、省エネルギー法において工業製品の省エネ基準を定める際に機器の各カテゴリーにおける商業化された製品の最良のエネルギー効率を目標にした水準で基準値を定める方式です。
- 省エネルギー法(工場・事業場に係る措置)
- 「エネルギーの使用の合理化に関する法律」は簡略化して「省エネルギー法」と呼ばれます。
この法律のなかでは、エネルギー使用量の大きい事業者に、次のような取組を定めています。
○第一種エネルギー管理指定工場(エネルギー使用量3,000kl/年以上)
・エネルギー管理者の選任義務
・中長期計画の提出義務
・エネルギー使用状況等の定期報告
○第二種エネルギー管理指定工場(エネルギー使用量1,500kl/年以上)
・エネルギー管理員の選任義務
・エネルギー使用状況等の定期報告
また、地球温暖化対策推進法の改正により、第二種以上の事業者に対して、エネルギー起源二酸化炭素排出量の報告も定められています。
- スーパーヒートポンプ
- 工業技術院のムーンライト計画による研究開発として進められた研究開発プロジェクトです。
●1. 圧縮式スーパーヒートポンプ
(1) 高効率型圧縮式スーパーヒートポンプ
COP6から8の効率の高いヒートポンプを開発することを目的としています。
(2) 高温型圧縮式スーパーヒートポンプ
フロン系化合物は、高温域で不安定であり、昇温幅30-50℃最高出力温度120℃が能力の限界ですが、本計画では昇温幅100℃以上、出力温度150℃以上の性能を得ることを目標に条件に適した媒体の開発を行おうとしています。
●2. エネルギー集積システム
化学反応に伴う熱の出入りを利用したヒートポンプで、1)熱分解による吸熱 2)蒸熱 3)化合による熱の発生の3つの機能で構成された廃熱源などから熱を吸収し、これを化学物質として貯え、必要に応じて熱を放散させるシステムです。
- 水産物
- 主の魚の名前(50音順)/漢字表記/英語表記/凍結潜熱 ○アユ/鮎/sweetfish ○カツオ/鰹/bonito ○サケ/鮭/salmon/213.47kJ/kg ○マグロ/鮪/tuna/233.49kJ/kg ○マス/鱒/trout ※凍結潜熱データは「冷凍空調手帳第5版」より
- 成績係数 Coefficinet of Perfomance
- 冷凍容量または加熱量Q(kcal/h)または(kW)と、それを得るために冷凍機またはヒートポンプに与えたエネルギー量の熱当量Qiとの比(Q/Qi)で無次元数です。
一般にヒートポンプのCOPは、空気を熱源とする場合3程度、地下水を熱源とすれば3.5から4.5程度で、この値が大きいほど効率が良くなります。
- 製氷方式
-
1) スタティック製氷方式
蓄熱槽内部に製氷用コイルを設置し、そのコイルに氷を生成させる方式(静的製氷方式)
2) ダイナミック製氷方式
蓄熱槽内に製氷用コイルを設けず、蓄熱槽外部で氷片またはシャーベット状の氷を作り、流動性のある状態で蓄熱槽へ運んで蓄える方式。(動的製氷方式)
その他の蓄熱方式として、潜熱蓄熱材による蓄熱方式があります。
- 製品冷却用の蓄熱システム利用
- 冷水・氷蓄熱などの冷熱蓄熱の採用は空調用が先行していますが、工場の製品の冷却用にも蓄熱を活用できます。
食品加工プロセスにおいては、一般に100℃前後の加熱殺菌が行なわれます。しかし、そのままだと急激にうまみ(新鮮度及び風味など)を損なうため、急速冷凍が必要となります。他の分野、例えば化学分野では、原料加工時の反応熱の除去などに冷却水が必要です。そこで、その冷却水を夜間に冷熱(氷又は、冷水)として蓄熱するという方式があります。夜間の余剰電力を活用して安価に熱を作るというメリットの他に、一時的な沢山の冷熱負荷がかかるときにも安定して冷熱を供給できるというメリットもあります。
- 絶対湿度
- 湿り空気(乾き空気と水蒸気の混合物)中の乾き空気1kgと同居している水分の量をkgで表わした、湿度の表示方法です。
単位はg/kg'またはkg/kg'で表わします。分母のkg'(kgDA)は乾き空気1kgという意味です。
- 節電・省エネ対策(産業用冷凍・冷蔵設備)
- ●冷凍機対策
○コンプレッサー
コンプレッサーから出ている配管の継ぎ目に霜がつく「液バック」は、コンプレッサーの能力を大幅に低下させます。吸い込み量が液ミストで再膨張して、低下してしまうからです。定期的なオーバーホールはもちろん、オイルをまめに交換するだけでも能力低下を防ぐ効果があります。
○膨張弁
今使っている膨張弁が自動式(一定の温度で作動するサーモスタットのような機械的制御方式)であれば、電子膨張弁にするだけでかなり効率がよくなります。
クーラーファンや冷却水ポンプにインバーターつけて回転数をコントロールすることも、消費電力削減に有効です。
○コンデンサー
水冷式コンデンサーであれば掃除をするだけで電力消費が1割近く減ることもあります。また、空冷式の場合は、水をただ上から流すよりも霧のように細かな水滴で全体をまんべんなくぬらすようにすると熱の伝導率が高くなると同時に水の使用量も抑えることができて省エネにつながります。
●冷蔵倉庫 対策
定期的に庫内をチェックしましょう
○庫内ダクト
ダクトに氷が詰まっていると風が吹かなくなり、冷蔵庫が冷えなくなるので冷凍機が自動停止せずに常に動いてしまい、電力を浪費します。夏が来る前に確認しておきましょう。あわせて、温度センサーが正しい温度を示しているか、標準温度計などで実際に測ってみて確認しましょう。よけいに冷やしている場合があります。冷蔵庫は、早く冷やして長く停めることが大きな省エネにつながります。
○リリーフ弁
リリーフ弁はデスロストなどのとき、庫内の空気が膨張するため、その圧力を逃す役目を持っています。プレハブ冷蔵庫では、ここが凍りつかないようにヒーターがついていますが、故障して氷が付き、弁がきちんと閉まらないものを見かけることがあります。きちんと閉まらないと冷気が漏れてしまいますので、点検してみてください。
○ファン
もしファンが壊れてしまった場合、停止したファンの吹き出し口から空気を吸い込んでしまい、空気がショートパスして冷却機に流れません。もしも修理が間に合わない時は、壊れたファンのところだけ板などで塞いでしまったほうが、空気がしっかりと冷却コイルに流れるので、庫内を冷やすことができ、省エネにつながります。ほおって置くと、いつまでたっても冷蔵庫が冷えず、余分な電気をたくさん使ってしまいます。ダクトの中でファンが見えないときは、電流値がおかしくないかを確認しましょう。できれば目視が最良です。
○外壁など
外壁や屋上に直射日光が当たらないようにするだけでも節電効果があります。冷蔵庫の天井裏に熱がこもっている場合があります。電力に余裕がある時は、天井裏の換気扇を稼働させ熱がこもらないようにしましょう。
●運転方法によって、さらに省エネ
○デフロスト
散水式の場合、水温を上げすぎると庫内全体をあたためてしまいます。庫内温度を上げすぎないように10℃位で散水することをおすすめします。ただし、あまり温度を下げすぎると水がクーラーの中で凍結してしまうので注意しましょう。
○夜間電力の使用
夜間にできるだけ冷蔵庫を冷やしこんで蓄熱することで、日中のピーク時に冷凍機を停めることができ、節電につながります。夜間は設定温度を下げ倉庫を目いっぱい冷やす。また、氷や荷物をいっぱい詰め込んでおけばなお保冷効果があります。できるだけ開閉しないことも大切です。
- 潜熱・顕熱
- [潜熱] 固体から液体、液体から気体、固体から気体、あるいはその逆の変化のように、物体の相が変化する際には熱量を吸収し、あるいは放出します。この相変化のため吸熱あるいは放熱して、温度変化となって現れない熱を潜熱と呼び、相の変化状況を示すために、融解熱蒸発熱、昇華熱、凝固熱、凝縮熱などといわれます。
氷→水 融解熱 79.7kcal/kg
氷←水 凝固熱 〃
水→水蒸気 蒸発熱 539.8kcal/kg(100℃)
[顕熱] 相の変化のない場合は、加熱・冷却した熱はそれに比例して温度計の目盛が上下するので顕熱(感じとることのできる熱)といわれます。
- 太陽熱冷房
- 太陽熱を熱源として温水を製造し吸着式冷凍機を駆動して冷水を製造し、冷房するシステムを太陽熱冷房システムと呼ぶ。晴天で冷房負荷が大きいときほど、効率よく冷房が可能であることから、昼間稼動が中心の施設、例えば学校や介護施設(デイサービス)などへの導入が適しており、冷房のための電力消費の大幅削減に寄与するシステムである。
- 畜産物の凍結潜熱
- 牛肉:206.80から256.83kJ/kg、 豚肉:106.74から146.76kJ/kg、 鶏肉:246.83kJ/kg ※「冷凍空調手帳第5版」より
- 蓄熱効率
- ある一定期間に蓄熱槽打ちに投入した熱量に対し、ある一定期間に槽から取り出して利用した熱量の比で、効率が100%に満たない差は、断熱特性や槽の利用状態を評価する指標となり、建設後の消費エネルギー調査などの際に用いられる。エネルギー効率、有効熱利用率ともいわれます。
- 蓄熱式空調システム
- 空調負荷の一部または全部を、空調時間以外の時間を利用して蓄熱槽に冷熱・温熱として蓄えておき、空調時に必要に応じて熱をくみ上げ、負荷側に供給するシステムです。
空調負荷の一部を蓄熱する方式の場合は、空調時にも熱源機器を運転することにより、蓄熱分と併せて空調負荷を処理します。これにより、非蓄熱式空調システムに比べ熱源機器容量を縮小することが可能となります。
水蓄熱システムと氷蓄熱システム(エコアイス)があります。
- チリングユニット(チラー)chilling unit
- 圧縮機と凝縮器および蒸発器などを備えた、コンパクトユニット化された装置。おもに往復動やスクリュー圧縮機により冷媒を圧縮し、冷熱を発生させる方式が多く見られます。液体冷却用に用いられ、中小規模の装置に多く用いられます。
- DHC(地域熱供給)district heating and cooling
- 1カ所または数カ所の熱供給プラントから、地域内にある複数の建物に、配管を通じて、冷水、温水、蒸気を送って冷暖房を行うシステムです。使用熱源として、都市ガス、石油、電気などに加え、ゴミ清掃工場、変電所、地下鉄、ビルなどの排熱、河川水や下水の熱などを用いるため、エネルギー供給の効率化などの観点ばかりでなく、未利用エネルギーの有効活用という点からも評価されています。1972年制定の熱供給事業法により、5ギガカロリー/時以上の設備をもつ地域冷暖房は熱供給事業とされ、事業許可や料金認可などの規制を受けています。
- 定容比熱
- 気体を一定容積のもとで状態変化させるときの比熱をいいます。
単位はkcal/kg℃、記号はCvで表わします。
- deg(デグリィ)
- 温度差を表す場合には、単位にdegを使います。たとえば、15℃と7℃の温度差8℃は8degと書き表わします。
このような温度差の表わし方は1964年にJISで決められたものですが、1967年に改正され、現在は、℃または°Kで示すことになりました。
しかし、空気調和・衛生工学会ではdegの表示法をそのまま使うことにしています。
- デフロスト defrost
- 霜を取り除くことをいいます。冷蔵倉庫ではこのデフロスト時の熱負荷を少なくすることが省エネルギーのポイントの一つです。
- 熱貫流率
- 熱通過率とも呼び、外壁や屋根・間仕切等を伝わって流れる熱の大小を表す数値です。
〔kcal/m2h℃〕で表わされます。すなわち、その材料の表面と裏面に1℃の温差があるとき、1m2当り1時間に流れる熱量がその材料の熱貫流率です。
- 熱交換器 heat exchanger
- 温度差のある二つの物質の間で熱のやりとりを行なえるようにした機器のことをいいます。HEXと略すことがあります。
- 熱通過率 Coefficient of Heat Transmission
- 熱貫流率とも呼ばれ、壁や天井などの熱の伝わりやすさを示す値で、両側の空気の温度差1℃の時に、面積1m2を通過する熱量により表わします。
熱貫流率の記号はK〔kcal/m2h℃〕が使われます。
- 熱伝達率(表面)Heat Transfer Rate
- 建物部位表面とそれに接する周辺気体(空気)の間の、熱の伝わり易さを表す値。
面積1m2、温度差1℃で、1時間に伝達する熱量を表します。
熱伝達率の記号は...α(kcal/m2h℃)が使われます。
αの値が大きいほど、建物部位に伝達される熱量は大きくなります。
- 熱伝導率 Thermal Conductivity
- 建築材料や断熱材の熱の伝わり易さを表す値。
面積1m2の板状の材料両側の表面温度差1℃で、厚さ1mのとき1時間に通過する熱量を表わします。
熱伝導率の記号は...λ(kcal/mh℃)が使われます。
- ノルマル立米(りゅうべい)
- Nm3と書き、1気圧0℃における気体の体積をいいます。
(工業では、常温20℃の場合を使用することが多い。)
- HACCP(ハセップ)Hazard Analysis Critical Control Point
- 食品の安全性を確保するための方法の一つです。O-157による食中毒事件や食品衛生法の改正をきっかけに、HACCP方式による食品の衛生管理・安全確保を行う工場が増えています。この方式による食品の衛生管理・安全確保では、空調や冷却に重要な役割を課すため、新たに導入しようとする工場では、空調システムや冷却設備の新設・改修が行われています。
一方、冷水蓄熱システムは、エネルギーコストを抑制できるだけでなく、安定的にチルド水を供給できるので、衛生管理上の理由からも、食品工場の加熱殺菌後の冷却工程に利用される例が既に多くみられます。こうしたことから、新たな食品の衛生管理・安全確保手法の広まりは、冷水蓄熱システムや、蓄熱式空調システムの普及に影響を与えるものとして注目されています。
- パッケージ空調機 packaged air conditioner
- 冷凍機を機内に組込んだ空気調和機をいいます。
冷房専用(水冷式、空冷式)と冷暖房に使用されるヒートポンプ(空気熱源式、水熱源式)とがあります。
空冷型は室内機、室外機に分かれており(1対1)、冷媒配管、制御線、電線で結合されています。
- BOD Biochemical Oxygen Demand
- 生物化学的酸素要求量のことで、排水中の一定量(1リットル)に含まれている有機物をその中にある好気性バクテリアが一定時間(通常20℃で5日間)に酸化し、浄化するために必要な酸素量をいいます。
普通ppmで表わされ、これが大きいと言うことは排水中に含まれている有機物が多いことを表わし、水質の有機的汚濁を示す指標として用いられます。
- ヒーティングタワー(冷却・加熱塔) heating tower
- 冷房用クーリングタワーに冬季は-10℃程度のブラインを通過し、外気より採熱する例は我が国において相当数の例が実現しています。この場合のクーリングタワーを我が国ではヒーティングタワーとよんでいます。
- ヒートポンプ heat pump
- 冷凍サイクルで蒸発器の吸熱作用を利用すれば「冷凍」であり、凝縮器の放熱作用を利用すれば「加熱」となり、これをヒートポンプ加熱といいます。ヒートポンプ加熱は蒸発器で被冷却物(熱源)から得た熱(冷凍能力)と冷媒の圧縮仕事に要したエネルギー(入力)を加えた凝縮熱が加熱能力(出力)となり、出力/入力の値(成績係数)は2から4程度の値となり省エネルギー効果は大きくなります。ヒートポンプは基本的形態として、熱源の種類と被加熱媒体の種類から、水熱源ー水加熱、水熱源ー空気加熱、空気熱源ー水加熱、空気熱源ー空気加熱の4方式に区分されます。熱ポンプともいいます。
- VRCシステム(蒸気再圧縮システム)
- 産業用高温ヒートポンプシステムの1種。ビール工場における煮釜排蒸気やアルコールプラントにおける精留塔搭頂溜出ベーパーの凝縮熱から低圧蒸気として熱回収し、利用可能な圧力まで昇圧して煮釜や塔底に加熱蒸気として供給することで、ボイラー蒸気消費量を大幅に削減する省エネシステムです。
通常のヒートポンプと比較した特徴は、媒体が水(蒸気)であること、オープンサイクルであることなどです。昇圧する圧力差によりますが、排蒸気(熱)から蒸気をを作り出すためCOP(成績係数)が10を超えるシステム設計が可能であり、効率が高いシステムです。
Vapor Re-compression system、オープンサイクル高温ヒートポンプシステム、メカニカルベーパーコンプレッションシステム、など様々な呼び方がある。
前川製作所のVRCシステム: 1980年代後半にムーンライト計画の一環で「オイルフリースクリュースチームコンプレッサー」を開発し、VRCシステムとして実証研究を行った後に上市しました。
海外での導入例)
・ベトナム/ビール工場 ・ラオス/ビール工場(CDM事業化)
- 負荷率 Load Factor
- 1) ある期間中について、負荷の最大電力に対する平均電力の割合をいいます。
2) 設備容量とその設備にかかる負荷の量との比のことをいいます。
- ブライン brine
- 間接式冷却システムに用いられる液体。
たとえば塩化物の水溶液(塩水)などは凍結点が低く、0℃でも凍結しないので不凍液として用いられます。これをブラインと呼び、低温冷蔵庫などの熱媒として用いられます。
- フロン
- フロンは、1928年にアメリカ人技師トマス=ミリッジにより電気冷蔵庫の冷媒として使用されていたアンモニアや亜硫酸ガスの代替品として発明され、1930年にフランスのデュポン社から「フレオン」の商品名で市販されました。アンモニアには腐食性、刺激性、可燃性、毒性等に問題があったのに比べ、フロンは化学的安定性(低腐食性、不燃性、低毒性)や熱的安定性(エネルギー効率が高い)が良く、無色、無臭など優れた特性があるため、冷媒や発泡剤、洗浄剤などに大量に使用されてきました。
フロンは化学的組成からCFC(Chloro Fluoro Carbon)、HCFC(Hydro Chloro Fluoro Carbon)、HFC(Hydro Fluoro Carbon)に分類され、「特定フロン」「代替フロン」「新代替物質」という名称はフロン規制に伴って付けられたものです。このうち特定フロン(CFC)は不燃性で毒性が低く、低価格でエネルギー効率も良いことから、冷媒や発泡剤、洗浄剤として大量に使用され、回収されないまま大気中に放出されてきました。しかし、南極上空で大規模なオゾンホールが確認されるにいたって、その破壊のメカニズムに放出されたCFCが大きな役割を果していることが明らかになってきました。
このため、先進世界各国では代替フロン(HCFC)への早急な転換を図ってきましたが、さらにオゾン層を破壊しない新代替フロン(HFC)への転換を順次進めています。
アンモニア冷媒の不便さの代替として発明されたフロンでしたが、新代替冷媒であるHFCは温暖化ガスであるため万能とはいえません。従って、再び自然界に存在するガスであるアンモニアが冷媒として最注目されています。
- ボイラー
- 密閉された容器内で水を加熱させる圧力容器の総称で、温水をつくる「温水ボイラー」と蒸気をつくる「蒸気ボイラー」があります。一般家庭で使用されている電気温水器もボイラーの一種であるが、容器(タンク)の内圧が1kgf/cm2以下に抑えられており、伝熱面積(ヒーターの表面積)が4m2以下のため「簡易ボイラー」と区分されています。
ボイラーも温度、圧力、規模によって法的規制の対象となり、定期検査などが課せられます。
- 膨脹弁
- 冷凍装置において凝縮器で液化した冷媒を蒸発器に送りこむとき、絞り膨脹により減圧させてかつ流量を調整するための弁をいいます。
膨脹弁には、蒸発器に入る冷媒の量を、冷凍負荷の大小によって調整することができます。その調整機構によって手動式膨脹弁・定圧式自動膨脹弁・温度式自動膨脹弁・浮子式自動膨脹弁などがあります。
- 水蓄熱システム
- 冷暖房に使用する冷温水を貯える蓄熱槽と熱源機を組み合わせて効果的な冷暖房を行うシステムです。
通常、ビルの延べ床面積が3000m2を越えた4から5階のビルになると、構造上の理由から地下部分に、基礎スラブと床スラブで囲まれた空間(二重スラブ)が生じます。この二重スラブの一部は排水槽、湧水槽等に使用されているが、大部分は空いています。この空いている空間に断熱防水等を施し、蓄熱槽として活用します。夜間の割安な電気を使用して、熱源機を運転し、冷温水を蓄えます。昼間にこれを汲み上げ、冷暖房負荷の一部をまかなうのが蓄熱式による冷暖房システムです。
- 未利用エネルギー
- 都市内部、工場等における生活・業務。生活活動の結果として生じ、そのままかあるいは有効に回収されることなく環境に放出されている熱エネルギー等、ならびに自然に豊富に存在するもので、その活用が都市環境に生態学的に有為の影響を与えないと考えられる自然エネルギーです。
- モリエル線図(Pーh線図)
- 冷凍サイクルでは、冷媒はさまざまな状態で変化しますが、その各時点における状態とサイクル全体の様子を線図上で推定できれば実用的に便利であり、縦軸に絶対圧力(P)、横軸にエンタルピ(h)をとった「Pーh線図」が最も普及しています。この線図は発明者の名前をとって「モリエル線図」とも呼ばれています。なお、一般に縦軸の目盛にはlog Pが用いられています。
- 夜間蓄熱率
- 日最大積算負荷〔kcal/日〕に対する夜間蓄熱量〔kcal〕の割合をいいます。(夜間とは、22時から翌朝8時までの10時間である)
- 野菜工場(植物工場)
- 施設内の栽培環境(温度、湿度、炭酸ガス濃度、光、培養液組成等)を効率よく調節することで、無農薬野菜を周年的に安定生産する施設です。
また、野菜工場の種類は、利用する光源の違いにより人工光型、太陽光型及び併用型に区別されます。人工光型は倉庫造りの建屋の中で人工光のみで栽培し、太陽光型及び併用型は太陽光のみかまたは人工光との組み合わせで栽培します。
- 溶存酸素 Dissolved Oxigen
- 水に溶解している酸素をいいます。
その大小は汚水の安定化に直接関係し、また魚の生存の可否、BOD(生物化学的酸素要求量)測定の基礎となっています。溶存酸素が少ないということは、その水は腐敗性が強くなっているということがいえます。
- 冷凍機
- 空調設備で使用される冷熱源を発生する機械。冷媒が蒸発するときに回りから奪う潜熱を利用して空気や水を冷やします。この冷媒を連続的に循環させるため蒸発器の中で強制的に蒸発させます。大きく分けて圧縮式冷凍機と吸収式冷凍機、吸着式冷凍機があります。
- 冷凍サイクル
- アルコールを腕に塗ると涼しくなるように、冷却だけを目的にするのであれば単に蒸発させればよい。このように蒸発によって冷却作用を行わせる物質を冷媒と呼びます
冷却に使った蒸気状の冷媒を大気中に捨てないで、元の液体に戻し再度蒸発させるようにして繰り返し冷却作用を行わせれば経済的です。
一般に大気圧のもとで蒸気を液化させるためには、その蒸気の大気圧における凝縮温度以下の低温のもので冷却してやれば、圧力が上昇するに伴って凝縮(液化)温度が高くなるため、外気や常温の水で冷却すれば蒸気は高圧液に状態変化します。この高圧液を絞り装置で減圧させれば元の低圧液に戻ります。
このように、冷媒を、蒸発→圧縮→凝縮(液化)→減圧→蒸発というように、ある状態から出発して連続的に状態変化させ、循環させて冷凍の作用を行わせるサイクルを「冷凍サイクル」といいます。
- 冷凍トン(RT)
-
1冷凍トンとは0℃の水1トンを24時間で0℃の氷にする冷凍能力をいい、日本冷凍トン(JRT)はメートル法表示で、次の通りとなります。
1JRT =3,320kcal/h
=(79.68kcal/kg*1,000kg)/24h
(79.68kcal/kg:水が凝固するときの潜熱)
アメリカ冷凍トン(USRT)はヤード・ポンド法を基準にしており、0℃の水2,000ポンドを24時間かかって冷却する能力とされ、次の通りです。
1USRT =(144BTU/lb*2,000lb)/24h
=12,000BTU/h
=3,024kcal/h
(1BTU=0.252kcal 1lb=1ポンド)
1USRTは約3,000kcal/hのため、計算がしやすいので、日本でも広く使われています。このほか、法定冷凍トンがあります。
- 冷凍冷蔵倉庫
- 倉庫業とは(倉庫業法第二条2)より)
寄託を受けた品物の倉庫における保管(保護預かり、一次預かり、その他政令で定めるものを除く)を行う営業を言います。
また、冷凍倉庫の冷凍収容能力は、倉庫業法施行規則運用方針にもとづき級別によって分類すると
F級:-20℃以下(F級冷蔵庫はさらに温度帯別に細分化されている)
C1級:-20℃以下から-10℃以下
C2級:-10℃未満から-2℃以下
C3級:-2℃未満から+10℃以下
になります。冷凍倉庫は
・営業用冷凍冷蔵倉庫:倉庫業法により営業許可を受けた冷凍冷蔵倉庫
・系統団体、公営および自家用貨物保管冷凍冷蔵倉庫
に大別されます。
- 冷媒 Refrigerant
- 冷凍システム中を作動媒体として循環させ、液体から気体に、あるいは気体から液体に相変化することによって、その容積に応じた大きな潜熱を蒸発器で吸収し、凝縮器で放出することで、蒸発器で熱を奪い凝縮器で放出するための物質です。
- 露点温度
- 湿り空気を冷却すると、湿り空気中に含まれる水蒸気の一部が水滴(液体)となって姿を現わします。この凝縮を起し始めるときの温度を露点温度と呼んでいます。