IEA HP 実施協定（ヒートポンプセンター）ニューズレター

IEA HP 実施協定（ヒートポンプセンター）ニューズレター
国内版第 9 号（平成 18 年３月発行）
NEW PUBLICATIONS
1． IEA HPC NEWSLETTER
2006/1(March)号の発行
本号では“Thermally Activated Heat Pump Systems（熱駆動ヒ
ートポンプシステム）
”特集として下記の 6 件の特集記事が掲載さ
れています。
（1）ガスエンジン駆動ヒートポンプシステム（T.Fujita／日本）
（2）低温熱源による吸収式チラーの実現可能性（V.Martin／スウ
ェーデン）
（3）三重効用吸収式冷温水機の開発及び商品化（K.Makita／日本）
（4）拡散吸収原理による新しい熱駆動吸収冷凍機（U.Jakob and
U.Eicker／ドイツ）
（5）スーパーマーケットの暖房・冷房・発電システムへの複合吸
収式チラーシステムの統合（T.C.Wagner and T.J.Rosfjord
／米国）
(6) 温泉水によって冷却される通年アイスホテル（D.C.Erickson
etc.／米国）
（IEA HPC Newsletter を添付ファイルとして配布していましたが、容量オーバーによるトラブ
ルの発生が多いためとりやめました。ご面倒ですが、IEA ヒートポンプセンターのホームペー
ジ http://www.heatpumpcentre.org より各自直接ダウンロードして頂きますようお願いいた
します。
）
ON GOING ANNEXES
1．ANNEX 29「土壌（地中）熱源ヒートポンプ－市場と技術の障壁の克服」（Ground Source Heat
Pumps / Overcoming Market and Technical Barriers） (OA：オーストリア、分科会主査：北
大、長野教授)
地中熱源ヒートポンプシステムの普及の阻害の要因となっている市場と技術の各種問題点
1
と解決策について検討を加えるものです。
国内体制としては当財団の「地下熱利用とヒートポンプシステム研究会」の中に「IEA ANNEX 29
分科会」を設置して活動しています。Task-1 に関するカントリーレポートを取りまとめました。
次回の専門家会議及びワークショップは 2006 年の 5 月 11～12 日に、オーストリア（リンツ）
にて開催の予定です。
2. ANNEX 30「建築物へのヒートポンプのレトロフィット」（Retrofit Heat Pumps for
Buildings）(OA：ドイツ、日本は参加していません)
今年 4 月に正式にスタートしました。欧州の市場で注目されている既築住宅へのヒートポン
プのレトロフィットを中心テーマとしたものです。
3. ANNEX 31「スーパーマーケットシステムにおけるエネルギー消費のモデリングと解析ツール」
（Advanced Modeling and Tools for Analysis of Energy Use in Supermarket Systems）
(OA：スウェーデン、日本は参加していません)
スーパーマーケット全体の冷凍・空調システムのシミュレーションによるエネルギー性能解
析ツールと最適運転制御方式の開発及びエネルギー効率指標の開発について検討するもので
す。
NEW ANNEXES
1．新アネックス
(1) ANNEX 32「ローエネルギー住宅の経済的な冷暖房システム」
（Economical Heating and Cooling
Systems for Low Energy Houses）(OA：スイス、分科会主査：北大、長野教授)
ローエネルギー住宅に適した、冷・暖房、給湯、換気、除湿などの可能な多機能・複合ヒー
トポンプシステム形態の調査及びエネルギー消費やコストなどのシステム評価を実施して、ユ
ーザーにとって最適なシステム構成の検討と設計手法（ガイドライン）の確立を行うものです。
第１回専門家会議（キックオフミーティグ）は 2006 年の 4 月 27～28 日に、スイス（ムーテ
ンツ）にて開催の予定です。
国内的には、分科会を中心に学識経験者及び企業からの参加者（分科会委員）により作業を
分担して研究活動を行う。詳細は下記の通りである。
1）分科会の名称：IEA Annex 32 分科会「ローエネルギー住宅の経済的な冷暖房システム」
（Economical Heating and Cooling Systems for Low Energy Houses）
2）目的：本分科会は IEA ヒートポンプ実施協定に基づいて、付属書(Annex) 32 の参加国
との共同研究を行う。
3）内容：本アネックスでは、ローエネルギー住宅に適合した、多機能・複合ヒートポンプシ
ステムについて、形態の調査、エネルギー消費や経済性（コスト）などのシステム評価を
実施して、最適なシステム構成の検討と設計手法（ガイドライン）の確立を行う。
4）研究組織：
国際運営機関 (OA)：スイス連邦エネルギー局（バーゼル工業大学/スイス）
2
国内運営機関 (AP)：IEA 専門委員会 Annex 32 分科会
主査：
長野
克則 教授（北海道大学）
ｱﾄﾞﾊﾞｲｻﾞｰ：射場本 忠彦 教授（東京電機大学）
5）実施方法：このアネックスでは、国際的には作業分担（タスクシェアー）と一部コスト分
担（コストシェアー）の併用方式により実施し、国内においては作業分担（タスクシェア
ー）方式により実施する。国内的には、上記分科会を中心に学識経験者及び企業からの参
加者（分科会委員）により作業を分担して研究活動を行う。
6）参加（予定）国：スイス（OA：幹事国）、オーストリア、カナダ、ドイツ、スウエーデン、
ノルウエー、アメリカ、日本など
7）活動期間：平成 18 年 5 月から 3 年間の予定。
(2) ANNEX XX「ヒートポンプ用コンパクト熱交換器」（ Compact Heat Exchangers in Heat Pumping
Equipment）(OA：イギリス、分科会主査：九州大学、小山教授)(近々スタートの予定)
ヒートポンプで使用される各種の熱交換器（蒸発器、凝縮器など）について、マイクロチャ
ンネル熱交換器などの高性能化・コンパクト化の可能性（各種オプション）の検討を行うもの
です。
第１回専門家会議（キックオフミーティグ）は 2006 年の 5 月に開催の予定です。
国内的には、分科会を中心に学識経験者及び企業からの参加者（分科会委員）により作業
を分担して研究活動を行う。詳細は下記の通りである。
1）分科会の名称：IEA Annex XX 分科会「ヒートポンプ用コンパクト熱交換器」
（Compact Heat
Exchangers in Heat Pumping Equipment）
2）目的：本分科会は IEA ヒートポンプ実施協定に基づいて、付属書(Annex) XX の参加国
との共同研究を行う。
3）内容：ヒートポンプ用の新しいコンパクト熱交換器技術（マイクロチャンネル化など）
による高性能・コンパクト化の可能性について検討を加えその限界を明らかにする。
4）研究組織：
国際運営機関 (OA)：イギリス (ブルネル大学)
国内運営機関 (AP)：IEA 専門委員会 Annex XX 分科会
主査：九州大学
小山
繁教授
5）実施方法：このアネックスでは、国際的には作業分担（タスクシェアー）と一部コスト分担
（コストシェアー）の併用方式により実施し、国内においては作業分担（タスクシェアー）
方式により実施する。国内的には、上記分科会を中心に学識経験者及び企業からの参加者（分
科会委員）により作業を分担して研究活動を行う。
6）参加（予定）国：イギリス（OA：幹事国）、ノルウエー、スウエーデン、ベルギー、スイス、
カナダ、アメリカ、日本
7）活動期間：平成 18 年 5 月から 3 年間の予定。
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2. 提案・検討中のアネックステーマ
現在下記の 14 件のアネックステーマ（アイデア）が各国から提案され検討されています。参
加したいテーマなどのご意見をお待ちしています。詳細については事務局までお問い合わせ下さ
い。その他、新しいテーマのご提案など事務局までご連絡下さい。
（1）Easier and More Efficient Use of Heat Pumps in Buildings（建築物におけるヒートポ
ンプの簡単かつ効率的な使用）
(2) Standardization Development, Seasonal EE of Heat Pumps”（ヒートポンプの期間エネ
ルギー効率規格の開発）
(3) AC Systems in Large Commercial Buildings（大規模商業ビルにおける空調システム）
(4) Heat Pumping Technologies and the Industrial Sector（ヒートポンプと産業分野）
(5) Field Experience of Different Heat Pump Systems/Heating Systems（各種ヒートポンプ
（加熱）システムのフィールド経験）
(6) Commissioning Tools (for Existing Buildings)(コミッショニングツール（既設ビルの)）
(7) Application Tool for Heat Pump Selection（ヒートポンプ選定のための応用ツール）
(8) The Role of Air Conditioning in Demand-side-management（DSM における空調の役割）
(9) Air-conditioning Seasonal System Efficiency Calculations（空調システム期間効率の
計算）
(10) Building Energy Performance Calculation”（建物のエネルギー性能評価計算）
(11) Heat Pump Water Heaters - Status, Trend and Potentials (給湯ヒートポンプ － 現状、
トレンドおよび可能性)（サーベイ）
(12) Policy Paper（政策提言）（スペシャルタスク）
(13) The Role of Heat Pumping Energy System for a Sustainable Society(持続型社会のた
めのヒートポンプエネルギーシステム) （スペシャルタスク）
(14）その他のアイデア
1）低コスト洗濯用ヒートポンプの開発
2）冷媒の環境評価
3）ガスヒートポンプ
IEA HPC NEWSLETTER
1. 原稿募集
2006 年中に発行予定の IEA HPC ニューズレターの記事（Article）およびニュース(News)（随
時）の寄稿を下記の通り募集していますので、投稿のお問い合わせは事務局までお願いします。
(1) March/2006: Thermally Powered Heat Pump Systems (熱駆動ヒートポンプシステム)（済）
〈トピックス〉：各種熱駆動ヒートポンプの技術開発と応用に関するもの。特に最近欧米で
も関心の高まっているガスエンジンヒートポンプ、吸収ヒートポンプなど。
(2) June/2006: New Regulations and Directives – How Will They Affect Heat Pumping
Technologie(新しい規制及び指令 ― ヒートポンプ技術に対してどのように影響する？)
（済）
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〈トピックス〉：最近導入されている新しい規制及び指令と、これのヒートポンプ技術に対
する影響に関するもの。
(3) September/2006: The Latest Developments on the Use of CO2 as Refrigerant
(CO2 の冷媒使用に関する最新の進展) （投稿募集中）
〈トピックス〉：CO2 を冷媒としての使用した最新の各種技術開発の紹介、または全体の動
向に関するもの。
(4) December/2006: Retrofit Heat Pumps for Buildings（建物へのヒートポンプレトロフィ
ット）（投稿募集中）
〈トピックス〉：既築の住宅の熱源設備をヒートポンプシステムにレトロフィットすること
に関するもの。
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SPECIAL REPORT：ローエネルギー住宅用ヒートポンプシステムの動向
最近、ドイツ、スイス、スウエーデンなどの中・北部ヨーロッパの国を中心に、日本の基準を
遥かに上回る高断熱・高気密住宅（ローエネルギーハウス）の導入が進んでいることは良く知ら
れているところですが、こうした住宅市場の変化に対応する形でヒートポンプシステムにおいて
大変興味ある変化が見られるようになっています。
今回は、中・北部ヨーロッパを中心に開発、導入が進んでいるローエネルギー住宅用の換気熱
源・多機能ヒートポンプシステムの最近の動向を紹介いたします。
(概要）
中・北部ヨーロッパでは住宅の省エネルギー化が進み、いわゆる“ローエネルギー住宅”（超
省エネルギー住宅）の導入が進んでいるが、こうした住宅では、暖房負荷の減少によって、従来
は相対的に小さかった給湯負荷が暖房負荷と拮抗するようになっている。
こうした住宅は、ドイツでは“Passiv haus（パッシブハウス）
”
、スイスでは“Minergie haus
（ミナージーハウス）”などと呼ばれている。ドイツやスイスでは、こうした住宅用に、
“コンパ
クトヒートポンプ”と称される小容量（出力１～2kW）の換気を熱源とした暖房・給湯・換気兼
用の多機能ヒートポンプが開発され導入が始まっている。
一方、スウエーデンでは、新築の省エネルギー住宅を中心に、換気を熱源とした暖房・給湯・
換気兼用のヒートポンプが 1980 年代より導入されており、現在では新築住宅の大半が採用する
までになっている。
(ドイツにおけるローエネルギー住宅用ヒートポンプ）
ドイツにおける高断熱（25～40cm の断熱材と 3 重ガラス窓の採用）で高気密なローエネルギー
住宅（ドイツでは、換気熱回収熱交換器、アースチューブ、内部発熱や日照の有効利用などを行
っているため passive energy house とも呼ばれている）では、換気回数が 0.4 回/h に設定され
ていて、外気温度-11℃の条件で時間ピーク負荷が 10W/m2 以下、年間暖房負荷が 15kWh/m2a 以下
といった極めて低暖房負荷住宅となっている。この結果、給湯の加熱負荷は基本的に従来と変わ
らないので、給湯負荷が全体の熱負荷の 50％程度になっている。
こうした住宅では、換気熱源の多機能ヒートポンプが 30～50％の高いシェアーで採用されてい
る。この換気熱源ヒートポンプは、また、極めて小容量なため“コンパクトヒートポンプ”とも
呼ばれている。
（注）ドイツの新しい住宅基準では、下記のように定義されている。
（1）Low-Energy-House
: 40～79 kWh/m2a
（2）Three-Liter-House
: 16～39 kWh/m2a (10 kWh ≒ 1 liter of oil)
（3）Passive-Energy-House : 15 kWh/m2a
代表的なヒートポンプシステム（タイプ A）の構成は図 1 に示されるようである。換気熱交換
器（空気―空気）で熱回収したあとの換気排熱をヒートポンプの熱源として活用している。ヒー
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トポンプの熱出力は 1.0～2.0kW である。
図 1. 代表的なヒートポンプシ
ステムの構成（タイプ A）
ヒートポンプと太陽熱でもって熱負荷に対応が困難な極寒時には、貯湯タンクの補助電気
ヒーターでバックアップされる。また、換気取り入れ空気の加熱が必要な場合には、換気系
統の第 2 のコンデンサーで加熱できるようになっている。
アースチューブの採用によって、ヒートポンプの熱源換気温度と湿度が上昇し、ヒートポ
ンプの効率(COP)を向上する効果がある。
ヒートポンプのタイプには、さらに、タイプ B（図 2）とタイプ C（図 3）のようなものが
開発されている。タイプ B は集合住宅用のものであり、換気熱のみを熱源としている。タイ
プ C は新しいパッシブハウス用に開発されたもので、換気熱と外気を熱源として、2 次側に
はブラインシステムを採用してシステムのフレキシビリテイーを高めている。
図 2. ヒートポンプシステム
の構成（タイプ B）
7
図 3. ヒートポンプ
システムの構成（タ
イプ C）
図 4. “コンパクトヒートポンプ”のヒートポンプの外観
(スイスにおけるローエネルギー住宅用ヒートポンプ)
スイスでは、こうしたローエネルギー住宅については、住宅の快適性と省エネルギーを保障す
る目的で“MINERGIE”スタンダードが制定されていて、住宅の暖房・給湯のエネルギー消費量で
もって規定する方法が採用されている（注）。これは任意のラベリング制度といえるものであり、
スイス連邦政府と地方政府が協力して推進している。
（注）“MINERGIE”スタンダードでは、年間の暖房・給湯エネルギー消費量によって、下記のよ
うに定義されている（図 5 参照）。
(1) MINERGIE-Standard
：42kWh/m2a 以下
(2) MINERGIE-P Standard : 30kWh/m2a 以下
8
スイスでもドイツと同じように、こうしたローエネルギー住宅で換気熱源の多機能ヒートポン
プシステムの導入が進んでいる。
図5
スイスの MINERGIE/MINERGIE-P 基準の概要
ヒートポンプとしては、ドイツとスイスで共通する製品が採用される傾向があり、現在までの
導入実績はドイツとスイスを合わせて数千台と推定される。
ローエネルギー住宅用に CO2 冷媒を採用した暖房・給湯と換気兼用のヒートポンプ（ヒートポ
ンプの出力としては、床面積 200m2 の住宅を想定すると約 2kW 程度となる）の開発も進められて
いる。
(スウエーデンにおける換気熱源ヒートポンプ)
スウエーデンにおいては、石油危機以後、急速に住宅の省エネルギーへの関心が高まり、断熱
強化に加えて、換気量を削減するために住宅の高気密化が進められたため、シックビルデイング
症候群の問題がクローズアップし、1984 年に一定（1/2 回/ｈ以上）の強制換気と熱回収が義務
付けられるようになった。この換気のエネルギーロスを回収する手段として、換気熱交換器（空
気―空気）に加えて換気熱源の多機能ヒートポンプの導入が積極的に進められてきた。
当初の、換気熱源ヒートポンプは単純に換気量の確保と給湯加熱を目的としたものであっ
た。このヒートポンプは極めて小容量（500W 程度）で、このタイプは、もともとデンマーク
で石油危機以前の 1970 年頃から導入されていたものである。
その後、このタイプでは換気排熱は十分に回収されておらず、さらに暖房にも十分活用
（1.5～2.3kW）できることに気付き、暖房の一部をカバーするさらに容量の大きなヒートポ
ンプが開発された。この場合、暖房システムとして、換気熱交換器（空気―空気）組み込み
9
方式、換気吸気加熱方式、温水加熱（床暖、ラジエーター）方式など多様なもの開発された
(図 6)。
図 6．多様な換気熱源ヒートポンプシステム
スウエーデンの市場では、よりシンプルなシステムとして換気熱交換器（空気―空気）を
組み込まないシステムも採用されたが、この場合は、ヒートポンプの容量が相当に大きくな
った。
一方で、暖房時の快適性の向上を目的に床暖房システムの導入が進んだ。給湯の加熱方式
については、貯湯タンク内のコイル（コンデンサー、安全性から 2 重管構造の採用が義務付
けられている場合もある）によるものと、貯湯タンクを 2 重ジャケットにしたものとが採用
された。
その後、全暖房負荷と給湯対応の換気熱源ヒートポンプも開発されている。しかし、多く
の場合、暖房負荷 100％を賄うことが困難であり、バックアップ用に電気ヒーターを組み込
む方式が採用されている。ヒートポンプの熱源として、換気排熱のみでは不十分な場合には、
外気や地中熱を併用するシステムも開発されている。
換気熱源ヒートポンプはスカンジナビア地方、とくにデンマークで 1970 年代の初めから
導入されてきた長い歴史がある。現在では、スウエーデン、ノルウエー、フィンランドでは
電気が安価なこともあって、新築の戸建住宅では標準装備されるようになっている。とくに
スウエーデンでは年間、約 15,000 台の換気熱源ヒートポンプが設置されていて、新築住宅
の 80％が換気熱源ヒートポンプを採用している。
（注）本号の NEW ANNEXES の項で紹介されていますように、ANNEX 32「ローエネルギー
住宅の経済的な冷暖房システム」（Economical Heating and Cooling Systems for Low Energy
Houses）(OA：スイス) が新たにスタートいたします。
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OTHERS
このニューズレターの効果的な活用のために、今後、改善を図っていきたいと考えてい
ますので、忌憚のないご意見、ご要望など下記事務局までお寄せ下さい。
（事務局連絡先）（財）ヒートポンプ・蓄熱センター
技術研究部
IEA ヒートポンプ実施協定（IEA HPP Net Japan）事務局
(TEL: 03-5643-2404/ FAX: 03-5641-4501/ e-mail: [email protected])
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