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ニュースリリース 2008年

2008.05.27

清水建設(株)
(株)ジャパンエナジー

従来比2.5倍の蓄熱性能を持つ躯体蓄熱式空調システムを開発 ―省エネに加え、外部蓄熱槽を不要にすることで省スペース化も実現―

清水建設(株)(社長:宮本 洋一、以下「清水建設」)と(株)ジャパンエナジー(社長:松下功夫、以下「Jエナジー」)は、このほど、従来比2.5倍の蓄熱性能を持つ新空調システム「PCM躯体蓄熱空調システム」を共同開発いたしました。本システムは、その高い蓄熱性能によって外部蓄熱槽が不要になるため、スペースに制約があるビルに最適であるとともに、一般的な空調システムに比べ、ランニングコストを35%、消費エネルギーを10%低減することが可能となりました。今後両社は、本システムを試験導入した清水建設の技術研究所遠心実験棟(東京都江東区)で性能検証を行い、2009年度中の実用化を目指します。

躯体蓄熱式空調システムは、料金が安い深夜電力を使って建物の躯体コンクリートに冷熱を蓄え、日中にコンクリートからの放熱で空調するシステムです。従来のシステムは躯体コンクリートだけでは蓄熱量が足りず、氷蓄熱など外部蓄熱槽を併用するため、蓄熱槽の設置スペースが必要でした。

今回開発に成功したPCM(Phase Change Material、潜熱蓄熱材)躯体蓄熱空調システムは、蓄熱素材にパラフィンを採用した「PCM蓄熱材」を、清水建設が開発した床吹出し空調システム「フロアフロー」の二重床内に収めた点が特長です。ロウソクやワックスの原料となるパラフィンは、約20℃の融点で液体−固体に相変化し、蓄熱−放熱を繰り返す「潜熱蓄熱物質」の一つで、氷蓄熱で使う水と比べて高い蓄熱量を有しています。このパラフィンの採用によって本システムは、躯体コンクリートの蓄熱と合わせて全体の蓄熱性能を、従来の躯体蓄熱システムの2.5倍に高めることができました。

本システムのPCM蓄熱材は、Jエナジー独自の蓄熱材をベースに、システム条件に合わせて両社で共同開発したもので、今回遠心実験棟に導入したPCM蓄熱材は、薄板状(長さ 440mm×厚さ 15mm×高さ 70mm)の蓄熱材を複数並べたものです。今後さらに、実用化に向けて最適形状を検討していきます。

本件に関するお問い合わせ先

清水建設(株) 広報部 TEL:03(5441)1111
(株)ジャパンエナジー 広報担当 TEL:03(5573)6100

≪本システムの特長およびメリット≫

  1. 業界最高水準の蓄熱性能
    従来の躯体蓄熱システムはコンクリートスラブに蓄熱するだけで、蓄熱性能は約0.86MJ/m2でした。これに対し、本システムはコンクリートスラブ分で1.05MJ/m2、OAフロア分で0.28MJ/m2、PCM蓄熱材分で0.90MJ/m2を蓄熱。合計で2.23MJ/m2の蓄熱性能を有しています。
    なお、この性能に関しては、北海道大学に委託した基本性能試験により、実験レベルでの有効性を確認済みです。
  2. 省スペース化を実現
    従来の躯体蓄熱式空調システムは、蓄熱量の不足を補うために外部蓄熱槽との併用が一般的で、延床面積10千m2規模のオフィスビルの場合、蓄熱槽(長さ 2.5m×幅 4.8m×高さ 3m、重さ 27t)を4台設置する必要があります。本システムは高い蓄熱性能によって、このような外部蓄熱槽を設置しなくて済むため、スペースに制約がある既存ビルのリニューアルなどに最適です。
  3. ランニングコスト・消費エネルギーを低減
    延床面積10千m2規模のオフィスビルで試算した場合、非蓄熱式の一般的な空調システムに比べて、冷凍機の年間ランニングコストを35%低減できます。また、消費エネルギーを10%低減できます。
  4. その他
    (1)本システムの蓄熱運転
    夜間の蓄熱は、深夜電力を使って冷却した空気を二重床内へ送り込み、PCM蓄熱材を冷却固化します。昼間の放熱は室内の空気を二重床内に循環させて、PCM蓄熱材を溶融。この溶融で冷えた空気を室内に戻すことで、空調機による冷房運転を一切行わずに、室内冷房を行います。
    (2)本システムの室温調整
    本システムの昼間の室温調整は、二重床内への循環空気量を制御することで行います。室温が高めになった時は、空気量を多くすることでPCM蓄熱材の溶融量を増やして、循環空気の温度を下げます。逆に室温が低めになった時は、空気量を少なくして、循環空気の温度を下げ過ぎないようにします。このような室温調整のためには、PCM蓄熱材が放熱に要する時間を短縮することが不可欠です。今回のPCM蓄熱材の開発では、形状を薄板状とし、しかも表面積を大きくとって気流との熱交換がスムーズに行われるよう工夫しました。その結果、循環空気とPCM蓄熱材との熱交換がスムーズになり、空調負荷の変動に対して素早く追随できるようになりました。

以上


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