Microsoft PowerPoint - H25：⑤理系施設の省エネ診断結果からみた利用の詳細と省エネ手法.pptx

Campus Planning and Management Office

Nagoya University

理系施設の省エネ診断結果からみた

利用の詳細と省エネ手法

エネルギーマネジメント研究･検討会

成果報告会

2014.03.13

名古屋大学

恒川 和久

Kazuhisa Tsunekawa

0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 一次エ ネルギー消費量原単位量 (M J/ ㎡･年）

特殊実験型

大規模・理系実験2型

中規模・理系実験1型

理系非実験･厚生型

文系･事務型

オフィスビル等

病院・ホテル等

農学部西研究棟・東研究棟

調査対象建物の位置付け

調査研究概要

１．全研究室・教員室のウォークスルー調査

特殊機器設置台数・使用状況調査

各室の使用時間、在室人数等の実態調査

２．特殊機器の実測調査

24時間使用の特殊機器の消費電力量実測

３．図面調査

空調設備仕様、照明設備仕様の調査

４．エネルギー消費量分析

建物全体の電力・ガスの時刻別使用量データの分析

上記の調査結果を、計算条件として設定

５．シミュレーションによるエネルギー消費構造分析

年間計算による消費先別のエネルギー消費量推定

６．省エネ提案と省エネ効果推定

省エネ対策の提案の効果をシミュレーションで推定

１．全研究室・教員室のウォークスルー調査

1.1.調査概要

農学部（東棟・西棟・管理棟）全室の現地ウォークスルー調査を実施

（調査期間2013年1月15日～17日）

特殊機器のある実験室

（特殊機器の消費電力、設置年などを確認）

特殊機器のない研究室

（PCの台数などを確認）

全室

（室使用時間、在室人数などをヒアリング）

（照明器具の台数を確認）

（照度・温湿度を測定）

１．全研究室・教員室のウォークスルー調査

1.４. 特殊機器（実験装置）調査結果

フリーザー

（339台）、

インキュベーター・恒温槽

（65台）、

ドラフトチャンバ

（71台）

の設置台数が多く、使用時間も長い。

植物育成装置（グロースチャンバ）

は、

使用時間が長く、消費電力も大きい。

純粋製造装置、蒸留水製造装置、製氷機

は使用時間が長い。

省エネ対策のターゲット

：電算機 ：グロースチャンバー ：ドラフトチャンバー ：その他24h ：フリーザー ：その他 台数合計 平均 使用時間 平均 消費電力 [台] [時間/日] [kW/台] 電算機（サーバー） 7 24 0.5 ドラフトチャンバー 40 13 1.3 フリーザー（冷凍冷蔵庫） 181 24 0.4 インキュベーター（保温器） 47 23 0.9 恒温槽 11 22 1.0 植物育成装置 9 24 1.6 製氷機 3 24 0.6 電気炉 1 8 1.9 遠心機 25 4 1.4 純水製造装置 6 21 1.3 蒸留水製造装置 2 24 1.7 冷却水循環装置 6 10 1.0 乾燥機 45 14 1.2 真空乾燥器 3 8 1.0 オートクレーブ 15 3 1.7 クリーンベンチ 15 10 0.4 ドラフトチャンバー 31 10 1.3 フリーザー（冷凍冷蔵庫） 158 23 0.4 インキュベーター（保温器） 58 22 0.9 恒温槽 7 16 1.0 植物育成装置 3 24 1.6 電気炉 2 13 1.9 遠心機 18 10 1.4 純水製造装置 5 24 1.3 蒸留水製造装置 4 15 1.7 クロマトグラフィー 6 2 1.2 乾燥機 22 13 1.2 遠心分離機 20 8 0.8 オートクレーブ 24 7 1.7 クリーンベンチ 25 14 0.4 農 学 系 建 物 （ 西 棟 ） 建物名称 機器種別 農 学 系 建 物 （ 東 棟 ）

0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 農学系建物 （西研究棟） 日平均定格電力消費量 　ｋ Wh/ 日 クロマトグラフィー オートクレーブ 遠心分離機 遠心機 ドラフトチャンバー 乾燥機 電気炉 クリーンベンチ 蒸留水製造装置 恒温槽 インキュベーター（保温器） フリーザー（冷凍冷蔵庫） 純水製造装置 植物育成装置 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 農学系建物 （東研究棟） 日平均定格電力消費量 　ｋ Wh/ 日 オートクレーブ 遠心機 真空乾燥器 電気炉 冷却水循環装置 クリーンベンチ ドラフトチャンバー 乾燥機 純水製造装置 恒温槽 インキュベーター（保温器） フリーザー（冷凍冷蔵庫） 蒸留水製造装置 植物育成装置 製氷機 電算機（サーバー）

農学系建物(東研究棟)

24h

20h

以上

24h

20h

以上

農学系建物(西研究棟)

20時間以上稼動の特殊機器が半数以上を占めるため、省エネによるインパクトが

大きいと考えられる。

⇒ 実運用時の消費電力の実測調査を実施

定格電力で稼働した場合の特殊機器の１日当たり電力消費量

１．全研究室・教員室のウォークスルー調査

1.４. 特殊機器（実験装置）調査結果

２．特殊機器の実測調査

２.1. 実測概要

24時間使用の特殊機器の

実運用時の消費電力量

を測定 2013年5月6日～6月3日（28日間）

対象機器：フリーザー、グロースチャンバ、薬用冷蔵ショーケース、ドラフトチャンバー

機器

型番

メーカー

定格消費

電力[W]

備考

納入時

期

フリーザー

MDF-U536

サンヨー

298

設定温度 -30℃

H12.5

フリーザー

MDF-U538

サンヨー

370

設定温度 -30℃

H20.6

薬用保冷庫

MPR-214FS

サンヨー

285

設定温度

上4℃, 下-20℃

H22.8

冷蔵ショーケース

MPR-312D

サンヨー

300

設定温度 4℃

H20.6

グロースチャンバー

MLR-350

サンヨー

2,000

H14.7

ドラフトチャンバー

DF-11AK

ダルトン

400

排風機

２．特殊機器の実測調査

２.3. 実測結果

定格電力の40～60%程度の電力で稼働している。

0 50 100 150 200 250 300 350 400 2013/5/13 0:00(月) 2013/5/14 0:00(火) 2013/5/15 0:00(水) 2013/5/16 0:00(木) 2013/5/17 0:00(金) 2013/5/18 0:00(土) 2013/5/19 0:00(日) 2013/5/20 0:00(月) 消費電力 [W] 定格電力 消費量の平均値 フリーザー　　(MDF-U536)　消費電力 298[W] 148[W]

稼働率50%

フリーザー

0 50 100 150 200 250 300 350 400 2013/5/13 0:00(月) 2013/5/14 0:00(火) 2013/5/15 0:00(水) 2013/5/16 0:00(木) 2013/5/17 0:00(金) 2013/5/18 0:00(土) 2013/5/19 0:00(日) 2013/5/20 0:00(月) 消費電力 [W] 定格電力 消費量の平均値 薬用保冷庫　(MPR-214FS)　　消費電力 300[W] 111[W]

稼働率37%

薬用保冷庫

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 2013/5/13 0:00(月) 2013/5/14 0:00(火) 2013/5/15 0:00(水) 2013/5/16 0:00(木) 2013/5/17 0:00(金) 2013/5/18 0:00(土) 2013/5/19 0:00(日) 2013/5/20 0:00(月) 消費電力 [W] 定格電力 消費量の平均値 ドラフトチャンバー　(DF-11AK)　　消費電力 400[W] 243[W]

稼働率61%

ドラフトチャンバー

0 500 1000 1500 2000 2500 2013/5/13 0:00(月) 2013/5/14 0:00(火) 2013/5/15 0:00(水) 2013/5/16 0:00(木) 2013/5/17 0:00(金) 2013/5/18 0:00(土) 2013/5/19 0:00(日) 2013/5/20 0:00(月) 消費電力 [W] 定格電力 消費量の平均値 グロースチャンバー (DF-11AK)　消費電力 2000[W] 797[W]

稼働率40%

グロースチャンバー

0 10 20 30 40 50 60 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 電力量原単位 [Wh/ ㎡ ] 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月 0 5 10 15 20 25 30 35 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月 電力量原単位 [kWh/ ㎡・月 ]

月積算電力量原単位

３.建物全体のエネルギー消費量の分析

３.2

単位面積当たりの電力消費量の分析

消費先別（空調、照明、コンセント、特殊機器など）

の電力消費の把握が必要

平均時刻別変動原単位

７月がピーク

昼間５４Wh/㎡、

夜間でも３３Wh/㎡

夜間も電力消費が大きい。

・２４時間稼働の特殊機器が大きい。

・特殊機器のために空調を２４時間稼働

などが想定される。

0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 時 ₁時 ₂時 ₃時 ₄時 ₅時 ₆時 ₇時 ₈時 ₉時 10 時 11 時 12 時 13 時 14 時 15 時 16 時 17 時 18 時 19 時 20 時 21 時 22 時 23 時 電力量 [kWh/h] 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 時 ₁時 ₂時 ₃時 ₄時 ₅時 ₆時 ₇時 ₈時 ₉時 10 時 11 時 12 時 13 時 14 時 15 時 16 時 17 時 18 時 19 時 20 時 21 時 22 時 23 時 電力量 [kWh/h] 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 時 ₁時 ₂時 ₃時 ₄時 ₅時 ₆時 ₇時 ₈時 ₉時 10 時 11 時 12 時 13 時 14 時 15 時 16 時 17 時 18 時 19 時 20 時 21 時 22 時 23 時 電力量 [kWh/h] 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月

３.建物全体のエネルギー消費量の分析

３.３

曜日別電力消費量時刻変動の分析

平均時刻別変動（平日）

曜日に関わらず夜間の消費が大きい

平日は７月、土日祝日は８月がピーク

８月は夏期休暇で

在室人数が少ないと思われる。

２４時間稼働の特殊機器が大

特殊機器のために空調を２４時間稼働

平日は研究室の空調の影響が大

平均時刻別変動（土曜日）

平均時刻別変動（日・祝日）

４．エネルギー消費構造の推定

４.２ 消費先別のエネルギー消費量算出のフロー

・室面積・室用途

・室使用状況

・内部機器使用状況

・在室人数

・空調機器

等

エネルギー消費量算出プログ

ラム『ＦＡＣＥＳ２００３』

計算条件

入力

消費先別（空調・照明・コンセン

ト等）の年間時刻別エネルギー

消費量

出力

エネルギーシミュレーションツール

ＦＡＣＥＳ２００３

0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 シミュレーション 実績値 電力量 　 MWh/year

電力消費量の推定値と実績値

年積算電力消費量

農学系建物では電力消費量で

15%

程度シミュレーションが少なく

見積もられている。

15%

程度の差異

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 電力量 　 MWh/month 電算機（サーバー） フリーザー（冷凍冷蔵庫） グロースチャンバ その他24h ドラフトチャンバー その他 コンセント 照明 空調電力 実績値

ヒアリング結果と異なった

運用をしている可能性がある。

①月別・年積算電力消費量

４．エネルギー消費構造の推定

４.４ 消費先別エネルギー消費量の推定結果

ガス消費量の推定値と実績値

年積算ガス消費量

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 ガス 消費量 　 千 m3/month 計算 実績値 0 50 100 150 200 250 300 シミュレーション 実績 ガス 消費量 　 千 m3/year

24%

程度の差異

農学系建物ではガス消費量で

24%

程度シミュレーションが少なく

見積もられている。

②月別・年積算ガス消費量

ヒアリング結果と異なった

運用をしている可能性がある。

４．エネルギー消費構造の推定

４.４ 消費先別エネルギー消費量の推定結果

エネルギー種別一次エネルギー消費量

消費先別一次エネルギー消費量

35,221 41,344 6,976 9,144 2,573 3,079 0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 シミュレーション 実績値 一次 エネルギー 消費量 　 MJ/year 0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 延 べ 床面積当 たり 年間一次 エネルギー 消費量 　 MJ/year/m2

16%程度の差異

ガス　GJ/year 電力　GJ/year 延べ床面積当たり 一次エネルギー消費量 MJ/year/m2

④一次エネルギー消費量

エネルギー消費量が大きいものは、

0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 シミュレーション 実績値 一次 エネルギー 消費量 　 GJ/ 年 ガス 空調電力 照明 コンセント その他 ドラフトチャンバー その他24h グロースチャンバ フリーザー（冷凍冷蔵庫） 電算機（サーバー） 電力（実績値）

フリーザー

２４ｈ機器

照明

ドラフトチャンバー

空調（電力）

空調（ガス）

４．エネルギー消費構造の推定

４.４ 消費先別エネルギー消費量の推定結果

５．GHP空調ガスエネルギー消費の詳細

5.1 日別空調ガス消費量

５．GHP空調ガスエネルギー消費の詳細

5.2 時刻別空調ガス消費量

５．GHP空調ガスエネルギー消費の詳細

5.3 室用途別空調ガス消費量

（面積比約５割の）実験室で全体の７割以上を消費

消費量が多い１２室で全１２０室の約５０％を消費

６．まとめ

•実建物の使用実態等をヒアリングや実測により把握し、

消費先

別エネルギー消費量を推定

した。

•農学部において、エネルギー消費量が大きいものは、

フリーザー等の

特殊機器

と

照明電力

であった。

• 休日・深夜も運転を続ける

特定の実験室の空調エネルギー消費

量が全体の使用量に大きな影響をもつ。

² 運用による省エネ手法の提案

①ドラフトチャンバーの運用変更：未使用時の運転停止

②

フリーザー

の統合管理

：運転台数削減と集約

③照明の小まめな消灯、天井照明の間引き

² 改修・運用改善

による省エネ手法の提案と省エネ効果

①

照明

改修＋運用改善

：省CO2効果16.8％

②

ドラフトチャンバー

改修＋運用改善：省CO2効果 8.9％