モデル地区における中央熱源給湯のシミュレーションモデルの設定

7.2.5にて設定した中央熱源空調の建物の内、ホテルと病院は中央熱源給湯の導入を想定した。そして、

河川水の再生可能エネルギー熱を利用する中央熱源給湯のモデルとボイラを利用する中央熱源給湯の モデルを設定した。河川水を利用するモデルは空調熱源と同様に河川水と熱交換した熱源水が熱源水ネ ットワークを通じて各建物へ供給され、その熱源水を採熱源にヒートポンプ給湯機を駆動し、各建物へ 給湯するシステムを想定している（表7.2.5参照）。

給湯負荷はホテル、病院共に建物固有の使用方法等の影響により負荷量、需要カーブの差異が大きい と考え、1 時間単位ではなく、1 月単位の負荷を芝浦工業大学村上研究室の既往研究と「天然ガスコー ジェネレーション計画・設計マニュアル 2008」^7-1)（日本エネルギー学会）を用いて設定した。また前 章までと同様に、熱源の温度条件については、河川水は箱崎地区の河川水温度を用い（共に 2015 年度 データ）、シミュレーションプログラムはENEPRO21を使用した。

(2) 建物概要

7.2.5にて設定した中央熱源空調の建物の内、ホテルと病院を供給対象とした。

表7.2.5 シミュレーションモデル概要

(3) 負荷の設定

各建物の熱負荷は、研究室の既往研究の用途別の熱負荷原単位、「天然ガスコージェネレーション計 画・設計マニュアル 2008」^7-1)を用いて設定した。以下に概略を示す。

a) ホテル

ホテルの給湯負荷の算出は、既往研究による原単位より算出した給湯負荷が含まれる温熱負荷を基に 算出した。「天然ガスコージェネレーション計画・設計マニュアル 2008」^7-1)のホテルの月別温熱負荷比

一般セントラル熱源システム 熱源水ネットワーク接続

システム イメージ図

給湯負荷 設計マニュアル2008参考^{天然ガスCGS計画・}

天然ガスCGS計画・

設計マニュアル2008参考 熱源機器 蒸気ボイラ〔定格COP 0.85〕 水熱源HP〔定格COP 3.19〕

河川水・

外気条件 ^― 河川水条件〔箱崎BEMSデータ〕

給湯

ボイラ蒸気

都市ガス

給湯

WHP

河川水 貯湯槽

第７章

表7.2.6 ホテルの月別負荷比率

[%] 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月

季節区分 中間期 夏期 中間期 冬期 計

暖房負荷 12.48 3.07 0 0 0 0 0 12.77 18.86 20.54 17.87 14.41 100

b) 病院

病院の給湯負荷の算出は、「天然ガスコージェネレーション計画・設計マニュアル 2008」^7-1)を基に算 出した。設定した給湯負荷と冷温熱源負荷の月別の推移を図7.2.10に示す。

表7.2.7 病院の年間給湯負荷原単位・ピーク負荷原単位 年間熱負荷原単位 ピーク熱負荷原単位 給湯負荷 334.8 [MJ/m²y] 167.4 [kJ/m²]

表7.2.8 病院の月別負荷比率

[%] 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月

季節区分 中間期 夏期 中間期 冬期 計

給湯負荷 9.85 8.06 7.88 7.13 5.54 5.76 7.87 8.19 10.15 9.51 9.98 10.05 ₁₀₀

7.2.10

図7.2.10 設定した給湯負荷と冷温熱源負荷の月別の推移〔病院〕

(6,000) (4,000) (2,000) 0 2,000 4,000 6,000

4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月

熱源負荷[GJ/月] (-:温熱・給湯、＋:冷熱)

図7.2.9 設定した給湯負荷と冷温熱源負荷の月別の推移〔ホテル〕

(6,000) (4,000) (2,000) 0 2,000 4,000 6,000

4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月

熱源負荷[GJ/月] (-:温熱・給湯、＋:冷熱)

冷熱

給湯 温熱

冷熱

給湯

温熱

第７章

(4) 熱源システム概要 a) 給湯用熱源機の設定

一般セントラル熱源システムの蒸気ボイラに関しては、定格COP0.85の一定で試算を行った。

熱源水ネットワークシステム接続方式の水熱源 HP に関しては、メーカーより市販されている水熱源 ヒートポンプを想定し、技術資料を参考に試算条件設定を行った。表 7.2.9 に水熱源ヒートポンプの機 器仕様表を示す。これを基に図 7.2.11 示す冷水(熱源水)入口温度と加熱効率〔一次換算〕の関係の曲線 を作成した。給湯温度は70℃を想定した。

表7.2.9 水熱源HPの機器仕様表

（高温ヒートポンプチラー HEMⅡ-HR：神戸製鋼所）

冷水

〔熱源水〕

出口温度 [℃]

冷水

〔熱源水〕

入口温度 [℃]

加熱能力 [kW]

電気入力 [kW]

加熱効率

〔2次換算〕

加熱効率

〔1次換算〕

30 40 661.4 127.2 5.20 1.92

25 35 578.5 127.7 4.53 1.67

20 30 508.3 128 3.97 1.46

15 25 449.9 128.9 3.49 1.29

12 22 418.7 128.8 3.25 1.20

7 17 374 129.4 2.89 1.07

b) 河川水取水温度の設定

河川水取水温度の設定は、2015年度の箱崎BEMSデータを用いた。給湯での試算は、月別ベースでの 省エネ効果の検証のため、各月で河川水取水温度の平均値を算出し、間接利用方式を想定して 5~10 月 は取水温度＋3℃、4～11 月は取水温度－3℃として設定した。設定した各月の河川水熱利用による熱源 水温度を図7.2.12に示す。

y = 0.0006x²+ 0.0008x + 0.872 R² = 0.9999

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

加熱効率[-]

冷水〔熱源水〕入口温度[℃]

図7.2.11 冷水(熱源水)入口温度と加熱効率〔一次換算〕の関係

5 10 15 20 25 30 35

川水取水温度[℃] 放熱源利用

採熱源利用

第７章