イオン千種ショッピングセンターにおける 電気熱源空調の導入事例

―― 実 施 例 ――
イオン千種ショッピングセンターにおける
電気熱源空調の導入事例
㈱竹中工務店 名古屋支店 設計部設備グループ 森 田 純 一
■キーワード／
■キーワード／店舗・環境計画・空調計画・省エネルギー・冷凍機
１．はじめに
２．建築計画概要
イオン千種ショッピングセンターは，環境配慮型ショ
２−１ 建物概要
ッピングセンター，
エコショップのプロトタイプとして，
所 在 地 愛知県名古屋市千種区２丁目
愛知県名古屋市千種区に平成17年５月にオープンした。
用 途 物品販売店舗
当ショッピングセンターは，エコショップとして３つ
設計・施工 ñ竹中工務店
のコンセプトにもとづき計画されている。
敷 地 面 積 30,828.24fl
その１つは環境性能であり，省エネルギー・省資源・
外部保全により環境負荷低減をはかっている。
建 築 面 積 16,771.43fl
延 床 面 積 46,647.54fl
２つ目はデザイン性能であり，店内はもちろん外部や
構造・規模 RC，Ｓ造，地上３階，塔屋１階
駐車場の環境改善により，総合的に魅力ある空間を提供
工 期 平成16年９月15日∼平成17年５月10日
している。
２−２ 環境配慮計画
３つ目はPR性能であり，店舗全体での環境への取り
建物の南側正面には太陽光発電パネルと風力発電装置
組みを，インフォメーション端末によりお客さまに分か
を配置し，電力負荷軽減とともに視覚的PR効果をはか
りやすく伝えている。
っている。また外部駐車場では透水性アスファルト舗装
特に，エネルギー消費の大きなショッピングセンター
による雨水流出やヒートアイランド現象の抑制をはか
における空調熱源については，高効率定速ターボ冷凍機
り，北側の広場状公園や内装材にはリサイクル材を積極
およびインバータターボ冷凍機を主熱源として，高効率
的に採用し，環境負荷低減に努めている。さらにエコボ
化による省エネルギーを中心に，環境負荷低減をはかっ
イド，ライトウェルによる自然採光，木製ルーバー，壁
ている。
面緑化などにより，エネルギー消費量の軽減をはかるな
写真−１ 建物全景
― 11 ―
ヒートポンプとその応用 2007．
11．
No.74
―― 実 施 例 ――
ショップの熱源としては，高効率で省エネルギー性に優
ど，さまざまな環境配慮提案を盛り込んでいる。
その結果，CASBEE−新築（簡易版）平成16年による評
れていることが望ましい。
したがって，セントラル系統の熱源には，高いCOPで
価ではBEE＝2.8，Ａクラスの評価となっている。
定評のある高効率ターボ冷凍機と，部分負荷効率の高い
３．空調設備概要
インバータターボ冷凍機の採用に至った。
３−１ 空調設備
また，飲食店舗系統には時間帯による負荷変動と個別
計量性を考慮して，空気熱源ヒートポンプエアコン（ビ
セントラル熱源
ルマルチ）を採用している。
・高効率定速ターボ冷凍機 350RT×１台
・インバータターボ冷凍機 350RT×１台
24時間営業のスーパー，マックスバリュ系統には，
熱源の単独化とデマンド抑制を考慮し，ガスエンジンヒ
個別分散熱源
ートポンプエアコン（ビルマルチ）を採用した。
・空気熱源ヒートポンプエアコン
（ビルマルチ）
1,834kW
・ガスエンジンヒートポンプエアコン
（ビルマルチ）
４．熱源システムの特徴
セントラル系統の熱源フローを図−１に示す。
0,848kW
空調方式
共用部空間のイオン系統と，テナント店舗とで系統分
・モール・物販店舗系統：
けを行い，低負荷時にはインバータターボ冷凍機を優先
外気処理空調機＋ファンコイルユニット
運転し，一定負荷を超えると定速ターボ冷凍機をベース
・飲食店舗系統：
運転とする熱源機の台数制御を行っている。
空気熱源ヒートポンプエアコン
冷水温度は，７℃／15℃，温度差８℃の大温度差搬
・24時間営業スーパー，マックスバリュ系統：
送を行い，また冷却塔の補給水には温度変動が小さい井
ガスエンジンヒートポンプエアコン
戸水を供給することで，ターボ冷凍機の効率向上をはか
３−２ 熱源計画と選定
っている。
ショッピングセンターでは，年間を通じて冷房負荷主
体であることが実績として報告されている。また，エコ
図−２および図−３には，夏期
（８月）と冬期（２月）
の
運転実績を示す。
BV
CT-01
R-01
CTW
PCD-01
BFV
BFV
PC-01
BV
CT-02
R-02
PCD-02
BFV
MV
冷水ヘッダ（住）
CTW
BFV
PC-02
冷水ヘッダ（環）
〈凡例〉
イオン系統
テナント系統
イオン系統
テナント系統
図−１ セントラル熱源フロー
ヒートポンプとその応用 2007．11．No.74
― 12 ―
R-01
R-02
PC-01,PC-02
PCD-01,PCD-02
CT-01,CT-02
CTW
BV
BFV
MV
定速ターボ冷凍機
インバータターボ冷凍機
冷水ポンプ
冷却水ポンプ
冷却塔
自動ブロー装置
電動ボール弁
制御弁（バタフライ弁）
制御弁（ニ方弁）
―― 実 施 例 ――
製造熱量と外気温度
（MJ）
90,000
80,000
70,000
60,000
熱
50,000
量 40,000
30,000
20,000
10,000
0
冷凍機R-1製造熱量
冷凍機R-2製造熱量
平均外気温度
（℃）
35
30
25
20
15
10
5
8/1
8/3
8/5
8/2
8/7
8/4
8/9
8/6
8/8
消費電力量とシステムCOP
8/11
8/13
8/15
8/17
8/19
8/21
8/23
8/25
8/27
8/29
8/31
8/10
8/12
8/14
8/16
8/18
8/20
8/22
8/24
8/26
8/28
8/30
月 日
R-1系統消費電力量
R-2系統消費電力量
0
システムCOP
（kWh）
6,000
6.0
5,000
5.0
消 4,000
費
電 3,000
力
量 2,000
4.0
1,000
1.0
3.0
2.0
0
温
度
8/1
8/3
8/2
8/5
8/4
8/7
8/6
8/9
8/8
8/11
8/13
8/15
8/17
8/19
8/21
8/23
8/25
8/27
8/29
8/31
8/10
8/12
8/14
8/16
8/18
8/20
8/22
8/24
8/26
8/28
8/30
月 日
シ
ス
テ
ム
C
O
P
0.0
図−２ 夏期８月の運転実績
製造熱量と外気温度
冷凍機R-1製造熱量
冷凍機R-2製造熱量
（MJ）
12,000
（℃）
16
14
10,000
12
8,000
10
8
熱
6,000
量
4,000
6
2/1
2/3
2/2
2/5
2/4
2/7
2/6
2/9
2/8
消費電力量とシステムCOP
消
費
電
力
量
2/11
2/13
2/15
2/17
2/19
2/21
2/23
2/25
2/27
2/10
2/12
2/14
2/16
2/18
2/20
2/22
2/24
2/26
2/28
月 日
R-1系統消費電力量
R-2系統消費電力量
0
システムCOP
（kWh）
1,200
3.5
1,000
3.0
2.5 シ
ス
2.0 テ
ム
1.5 C
O
1.0 P
0.5
800
600
400
200
0
温
度
4
2
2,000
0
平均外気温度
2/1
2/3
2/2
2/5
2/4
2/7
2/6
2/9
2/8
2/11
2/13
2/15
2/17
2/19
2/21
2/23
2/25
2/27
2/18
2/20
2/22
2/24
2/26
2/28
2/10
2/12
2/14
2/16
月 日
0.0
■熱 量 定 義：◎製造熱量（単位（MJ））
：
（冷凍機冷水流量）×
｛（冷凍機冷水入口温度）−（冷凍機冷凍機出口温度）｝
×（比熱）×（比重）
■電力量定義：◎消費電力量（単位（kWh））
：各機器の消費電力量の積算値
■C O P 定 義：◎冷凍機（単位なし）
：
（冷凍機製造熱量（kW換算値）
（kW）
（冷凍機消費電力量）
/
（kWh）
◎システム（単位なし）
：
（冷凍機製造熱量（kW換算値）
（kW）
｛
/（冷凍機消費電力量合計）＋（補機類消費電力量合計）
（kWh）｝
図−３ 冬期２月の運転実績
― 13 ―
ヒートポンプとその応用 2007．
11．
No.74
―― 実 施 例 ――
表−１ 各月の平均COP実績
年
平成17年
月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
1月
2月
3月
4月
5月
平均
R−1：定 速 ター ボ 冷 凍 機
5.5
5.6
5.4
5.8
4.6
3.7
4.7
8.6
3.6
3.6
3.6
5.6
5.0
R−2：インバータターボ冷凍機
6.8
5.9
5.8
6.3
6.7
7.6
10.0
11.5
12.3
11.4
11.7
10.6
8.9
シ ス テ ム 全 体 C O P
5.1
4.6
4.5
4.9
4.3
3.6
2.8
1.5
1.8
2.5
3.4
4.7
3.6
均等に冷熱を製造しているが，図−３の冬期２月では冷
冷凍機製造熱量
代表日負荷カーブ（8/7）分
（MJ）
8,000
7,000
6,000
熱
量
熱負荷の低下により，インバータターボ冷凍機の運転が
主体となっている。
また，図−４および図−５には夏期と冬期の代表日の
5,000
4,000
日負荷量を示す。これからも冬期における冷熱負荷が確
3,000
認でき，年間を通じて冷房負荷が主体となる建物の特性
2,000
1,000
0
を表している。
1
3
5
7
9
11 13 15
時 刻
17
19
（kWh）
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
1
21
23
（時）
５−２ 運転実績評価
表−１には，完成後１年間の両ターボ冷凍機単体，お
消費電力量
代表日消費電力量カーブ（8/7）分
消
費
電
力
量
平成18年
よびシステム全体の月別平均COP実績を示す。
これより，定速ターボ冷凍機は冷房負荷の多い時期に
ベース運転となるため，夏期でのCOPが高い。それに対
してインバータターボ冷凍機は，冷房負荷の少ない冬期
∼中間期にかけて優先運転され，より高いCOPを示して
いる。
3
5
7
9
11 13 15
時 刻
17
19
21
特に，２月のインバータターボ冷凍機のCOPは12.3を
23（時）
記録，インバータターボ冷凍機の部分負荷効率が高いこ
図−４ 夏期代表日の日負荷
とが確認できる。
システム全体では，冷房負荷が多い夏期の５∼９月に
代表日負荷カーブ（2/15）分
（MJ）
1,800
1,600
1,400
1,200
熱 1,000
量 800
600
400
200
0
1
は，COP4.5∼5.1と高い値を示しているが，冬期の12∼
冷凍機製造熱量
３月では，COP1.5∼2.8と低い。
これは，冬期には冷房負荷が少ないため，インバータ
ターボ冷凍機の部分負荷効率は高いものの，ポンプ等補
機動力の消費電力の割合が相対的に大きくなり，夏期に
比べてシステム全体のCOPが低くなるものと考えられ
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
る。
23
（時）
時 刻
年間平均のシステム全体COPについては，3.6を達成
（kWh）
140
120
消 100
費
80
電
60
力
40
量
20
0
1
しており，年間を通じて建物の特性に合致した，高効率
消費電力量
代表日消費電力量カーブ（2/15）分
な空調熱源として運転されていることが確認できる。
６．おわりに
イオン千種ショッピングセンターは，エコショップの
3
5
7
9
11 13 15
17
プロトタイプとして，さまざまな環境配慮計画を策定し，
19 21 23
（時）
実現することができた。
時 刻
今後とも，多方面で環境配慮技術が展開されていくと
図−５ 冬期代表日の日負荷
思われるが，引き続き運転データの蓄積と運用面でのよ
り高効率な稼働，環境配慮が行えるよう見守りたいと考
５．熱源の運転実績
えている。
５−１ 年間負荷の状況
今回の計画，実現にあたってのご指導，ご協力いただ
図−２の夏期８月では，両方のターボ冷凍機ともほぼ
ヒートポンプとその応用 2007．11．No.74
いた関係各位様に深く感謝申しあげます。
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