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ヒートポンプ
ある製麺工場ではボイラで加熱した98℃のゆで槽で麺を加熱し、次の工程では2℃の冷水で冷却しています。
老朽化しているチラーを、チラーに比べて効率の高い冷温同時供給タイプのヒートポンプ(図2のHP)に更新し、貯湯槽も新設します。
同時に、従来は18℃の井戸水を直接ボイラ蒸気で加熱していましたが、改善後はヒートポンプによる冷水製造の回収熱で給水を60℃に加熱し、ボイラの負荷低減による省エネ及び電化による脱炭素を図ります。
空冷チラーを冷温同時供給ヒートポンプに更新する場合の効果を計算します。
1.効果試算(1)計算式
電力使用量 冷却熱量(GJ/年)÷冷却COP÷0.0036(GJ/kWh) HP加熱量 冷却熱量(GJ/年)÷冷却COP×加熱COP ボイラ加熱熱量(改善後) 加熱熱量(GJ/年)- HP加熱量(GJ/年) 燃料使用量(改善後) ボイラ加熱熱量(GJ/年)÷ボイラ効率÷燃料低位発熱量(GJ/千m3) (2)試算の前提条件
水の比熱 4.2MJ/(t・K) 用水温度 井戸水18℃ 冷水(2℃)量 6t/h×5h/日×300日/年=9,000t/年 冷却熱量 9,000t/年×(18℃ー2℃)×4.2MJ/t・K=605GJ/年 熱水(98℃)量 3t/h×5h/日×300日/年=4,500t/年 加熱熱量 4,500t/h×(98℃ー18℃)×4.2MJ/t・K=1,512GJ/年 現状熱源 空冷チラー(COP 1.6)、ボイラ(効率85%) 燃料発熱量 (都市ガス13A):低位41GJ/千m3 改善後熱源 ヒートポンプ(加熱COP 2.75、冷却COP 1.75) *蓄熱損失、ポンプ動力等その他の増減はないものとしました。
2.効果(参考:「工場の省エネルギーハンドブック2023」、一般財団法人省エネルギーセンター)