第7回 BEST専門》【各種設備プログラムの使い方】蓄熱システム ·...

2016/12/15

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the BEST ProgramBuilding Energy Simulation Tool

ザ・ベスト・プログラム

第７回《BEST専門》

【各種設備プログラムの使い方】蓄熱システム

2016年12月15日

12：30～13：50

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BESTにおける蓄熱システムの扱い

• 基本的には、他のセントラル空調システムと同様に考え、水蓄熱システムは熱源システムの一つと考えれば良い。

• 但し、熱源、蓄熱槽、二次側が関連しているため、温度設定などに注意が必要。

• 蓄熱システム自体を理解していないと、適切な設計や計算結果の正当な評価が行えない。

• 今日は、蓄熱システム入力における注意点について解説する。

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BESTにおける蓄熱システムの扱い

• BESTでは、ピーク負荷を用いた設備側の計

算は行えないので、蓄熱槽と熱源の容量設計に利用することは効率的ではない。

• 蓄熱槽、熱源の容量決定については、BEST

で試行錯誤するよりは、別の方法で実施しておく方が良い。（(一財)ヒートポンプ・蓄熱センターのマニュアル・ソフトなどを利用）

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水蓄熱槽の設計

＜水蓄熱式空調システム設計の注意点＞

空調負荷は毎正時データではダメ。負荷が１時間分多くなってしまう。

熱源の運転時間帯や時間数で熱源、槽容量は変化する。

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ピーク負荷の決定

時間ピークではなく、日積算負荷が最も大きい日を選択

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水蓄熱槽の設計設計用負荷の決定

ピーク値よりも日積算値が必要

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蓄熱槽周辺の接続

二次側ポンプへ

二次側還水

蓄熱槽からの入力

蓄熱槽へ出力

蓄熱槽へ出力

蓄熱槽からの入力

熱源からの入力

熱源へ出力

⑮からの入力

⑮への出力

⑭への出力ｏｒ二次側ポンプへ

⑭からの入力ｏｒ二次側還水

←必ずしも必要ではない。

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水蓄熱式空調システム入力における注意点

基本システム

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水蓄熱式空調システム入力における注意点ｰ熱源モジュールｰ

熱源モジュール設定の注意点熱源とポンプの設定のみを行えば良い。

熱源については、出口水温を蓄熱温度とする。

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水蓄熱式空調システム入力における注意点ｰ熱源モジュールｰ

熱源モジュール設定の注意点熱源制御は、「このスケジュールを使用する」のチェックは外しておく。

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水蓄熱式空調システム入力における注意点ｰ蓄熱槽モジュールｰ

蓄熱槽モジュール設定の注意点設定が必要なモジュールは以下のもの①2次側三方弁ＰＩＤ②水蓄熱制御_標準③水蓄熱槽④熱源側3方弁_ＴＳＴ用⑤熱源側3方弁ＰＩＤ

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水蓄熱式空調システム入力における注意点ｰ蓄熱槽モジュール①2次側3方弁ＰＩＤｰ

蓄熱システムで2次側3方弁が設置されることは稀である。

この3方弁の動作を無効にするために、設定値は熱源出口水温と同じにしておく。

この設定で、二次側への送水は、始端槽側から全水量が送られることになる。

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水蓄熱式空調システム入力における注意点ｰ蓄熱槽モジュール②水蓄熱槽制御_標準ｰ

水蓄熱槽制御モジュール設定の注意点「このスケジュールを使用する」にチェック冷暖房期間、運転スケジュールは適切に設定する

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水蓄熱槽制御モジュール設定の注意点各月で設定値を変更したい場合は、上記赤枠内のチェックを入れたうえで、各数値を設定する。

この画面の値を利用する場合は、対応する制御モジュール画面で「設定を外部から与える」にチェックを入れる必要あり。

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「設定を外部から与える」にチェックを入れなければ、設定値一定での計算となる

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水蓄熱槽制御モジュール設定の注意点負荷予測制御については、100～400の中から選択。負荷予測制御による結果の差異については、マニュアルに計算例が記載してある。

その他、水蓄熱槽制御＿標準モジュールの各設定内容については、マニュアルに記載。

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水蓄熱式空調システム入力における注意点ｰ蓄熱槽モジュール③水蓄熱槽ｰ

蓄熱槽モジュール設定の注意点蓄熱槽タイプは、連結完全混合槽、温度成層から選択水容積は総容積で入力。槽別の入力も可。計算分割数は、連結槽の場合は槽数、温度成層の場合は縦方向の計算分割数。温度成層の場合の計算分割数は30以上が望ましい。

蓄熱槽水深は、温度成層の場合のみ計算に影響がある。

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蓄熱槽モジュール設定の注意点バッファ槽が小さい場合には、計算が不安定になる場合があるため、30m3程度を指定する。

初期水温は計算助走期間が設定されていれば、それほど意識する必要はない。

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蓄熱槽モジュール設定の注意点流入口の情報は、温度成層型の場合には重要。流入口の形状や面積、寸法については正確に入力。設計段階では、この数値を変更する（流速が遅くなる方向）ことで改善される可能性あり。

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水蓄熱式空調システム入力における注意点ｰ蓄熱槽モジュール④熱源側3方弁_ＴＳＴ用ｰ

熱源側3方弁モジュール設定の注意点最大流量を熱源流量に合わせる。この流量が熱源流量よりも小さいと熱源能力が本来の値よりも小さくなる。

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水蓄熱式空調システム入力における注意点ｰ蓄熱槽モジュール④熱源側3方弁ＰＩＤｰ

熱源側3方弁モジュール設定の注意点「設定値を外部から与える」に未チェックであればここでの値が有効。

設定値は熱源入口設定水温正逆動作逆動作：バイパス側の流量を増加

冷房：設定入口水温：10℃12℃に上昇してしまったら、低温であるバイパス側の開度が増加

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水蓄熱式空調システム入力における注意点ｰ二次側モジュールｰ

二次側モジュール（冷温水コイル）設定の注意点蓄熱システムでは、二次側の往還水温差が非常に重要である。

可能な限り正確なデータを入力することが望ましい。

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水蓄熱式空調システム入力における注意点ｰ二次側モジュールｰ

二次側モジュール（冷温水コイル2方弁）設定の注意点最大流量は正確に入力する。定流量の状態をシミュレーションしたい場合には、最大流量と最小流量を同じ値とすれば可能。

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水蓄熱式空調システム入力における注意点ｰ計算時のグラフ表示ｰ

計算実行時に表示させることが望ましいグラフ① 水蓄熱槽モジュール（水温変化）② 熱源モジュール（出入口水温、流量、出力）③ 熱源側3方弁PIDモジュール（熱源入口水温）④ 冷温水コイル、2方弁PID（空調機往還水温）

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① 水蓄熱槽モジュール（水温変化）

蓄熱時、放熱時の水温変化を観察・ピストン流の形成・波打つことは無いか・温度差は確保されているか

等を確認

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② 熱源モジュール（出入口水温、流量、出力）

熱源の運転状況を観察・出入口水温？・消費電力と能力は？・流量は？・COPは？・運転時間は？

等を確認

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③ 熱源側3方弁PIDモジュール（熱源入口水温）

熱源側3方弁を観察・設定値は？・観測値は？・操作量は？

等を確認

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④ 冷温水コイル、2方弁PID（空調機往還水温）

冷温水コイルを観察・出入口水温は？・空気出入口温度は？・空気・水の流量は？

等を確認

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水蓄熱式空調システムの効率化とフォルト

• 5.2 連結完全混合槽型水蓄熱槽の槽数を変えてみよう

＞槽数を変化すると、槽内水温や二次側送水温度

にどのような影響が出るか？

• 5.3 温度成層型水蓄熱槽の口径を変えてみよう

＞温度成層型蓄熱槽の場合に、流入出口径を変化

せると、槽内水温等にどのような影響が出るか？

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水蓄熱式空調システムの効率化とフォルト

• 5.4 二次側流量制御方式の違いをシミュレートしてみよう

＞二次側変流量と定流量の場合に、蓄熱槽にどの

ような影響が出るか？

• 5.5 水蓄熱式システムの熱源入口三方弁故障をシミュレートしてみよう

＞熱源入口三方弁が故障すると、蓄熱槽にどのよう

な悪影響が出るか？

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まとめ

• 蓄熱システムについては、BESTプログラム

の操作方法を覚えるというよりは、蓄熱システム自体の理解を深めて、入力項目の意味を十分に理解したうえで操作することが重要。

• 結果に対しても正しい評価が行えることが必要。夜間移行率などを基に、熱源の運転時間などが適切かを確認する必要あり。

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