佛山の某食品工場では、既存システムに冷水による冷却・除湿と、冷却水の回熱昇温による温湿度制御を採用していた。梅雨や「回南天」など湿度が高い時期には、工場内の湿度が基準を超えやすく、通常の産業用除湿機を追加で設置する必要があった。本プロジェクトでは、5RT インバータ式ヒートパイプ除湿ヒートポンプ1台を採用して省エネ改修を行い、湿度処理効率を向上させるとともに、保温・メンテナンス・除湿にかかるエネルギーコストを削減した。

 

3.53% → 61.12%
有効な湿度処理冷熱量  
  68.5%
従来方案に対する予想省エネ率  
  19.8℃
佛山の年間平均湿球温度  
  30㎡
1台あたりのカバー面積  

01 | お客様の課題

 

  • 既存システムは冷水による冷却・除湿と、冷却水の回熱昇温による温湿度制御を採用していた。梅雨や回南天の時期には一部エリアの湿度が基準を満たさず、特注エアハンドリングユニットの湿度制御が機能しなくなった。
  • システムには冷水ポンプと冷却水ポンプが必要だった。中央空調の冷却水はまず恒温恒湿エアハンドリングユニットを通り、その後冷却塔に入って降温され、冷却水温度は30℃入口・35℃出口に固定されていた。
  • 一般的な冷水除湿は効率が低い。24℃/45%の条件下では、冷熱量の大部分のうち約3.53%のみが湿度処理に有効に使われるにすぎない。
  • 冷水配管には保温材を巻く必要があり、破損しやすく結露水が工場内に滴下して、食品工場の衛生要件に適合しない。また大出力のポンプを設置する必要があり、保温材は十数年ごとに交換が必要で、費用は十数万元に達することがある。
  • デシカントロータ除湿機はエネルギー消費が大きく、メンテナンス費用も高い。従来設備ではさらに冷熱量と蒸気を追加で必要とし、1日あたり約3〜4トンの蒸気を消費する。ロータコアは約7年ごとに交換が必要で、費用は数十万元に達することがある。
  • 通常の産業用除湿機で湿度を単独制御する場合、定格条件での性能は2.1 kg/kW、すなわち1 kWの入力で2.1 kg/hの除湿量が得られる。
  • 老朽化した工場は1棟のみで、糖料の搬送が頻繁に行われ、人件費が上昇し続けている。一般的な工場の要求温湿度は22〜24℃ / 42〜50%である。

 


02 | 方案の比較

 

一般的な恒温恒湿エアハンドリングユニットとの違い

 

  比較項目     一般的な通常型エアハンドリングユニット     ヒートパイプ式方案  
  冷却・除湿方式     冷水除湿、冷却水の回熱昇温     ヒートパイプと凝縮熱回収による再熱、余剰熱は室外熱交換器または水で排出  
  有効な湿度処理冷熱量     約 3.53%     61.12%、従来方案の約17倍  
  水冷配管の保温     保温材の巻き付けが必要     保温不要  
  工事量とメンテナンス     保温材の破損および定期交換コストが発生     工事量が少なくメンテナンス費用も低く、保温材の定期交換という必須支出がない  

 

一般的な産業用除湿機との違い

27℃/70%の条件を例にとると、ヒートパイプ式インバータ除湿ヒートポンプの除湿量対電力比は4.4 kg/kW、一般的な産業用除湿機は2.1 kg/kWである。1 kWの入力で約4 kg/hの除湿量が得られ、従来方案の2倍となる。

1 kWの入力で同時に5 kWの冷熱量も提供できる。一般的な産業用除湿機と空調の組み合わせ方案では同等の効果を得るのに約3.18 kWの入力電力が必要であり(空調COPを5.0として試算)、当社方案の省エネ率は68.5%に達する。

 


03 | 湿度処理消費電力の比較

 

25℃/45%の還気条件を例とし、恒温送風とする。実際の運転で恒温送風が不要な場合、総電力は表中の結果と異なる。

  深冷温度     冷熱量の有効利用     50 kg/h に必要な冷熱量     必要な昇温熱量     必要風量     換算冷熱源電力     電気加熱     総電力  
  12℃     3.53%     424.70 kW     380.00 kW     8,500 CMH     86.36 kW     380.00 kW     466.36 kW  
  2℃     61.12%     105.00 kW     69.00 kW     9,000 CMH     6.90 kW     0.00 kW     6.90 kW  

 


04 | 主要な運転データ

 

  指標     プロジェクト実績     説明  
  有効な湿度処理冷熱量     3.53% → 61.12%     従来の冷水方案の約17倍  
  除湿量対電力比     2.1 → 4.4 kg/kW     1 kWの入力で約4 kg/hの除湿量が得られる  
  総合省エネ率     68.5%     一般的な産業用除湿機+空調の組み合わせ方案に対して  
  低湿条件     約 7 kg/h     25℃/45% 循環風条件  
  1台あたりのカバー面積     約 30㎡     密閉・排気なし・発熱設備なしの場合  
  設備消費電力     ロータ式設備の約10%     フィルターの定期交換、熱交換器の洗浄のみでメンテナンス可能  

 


05 | 本体仕様

 

  項目     CFZ6.3B     NX-FL2000BP-5
水冷  
  NX-FL2000BP-5
空冷一体型  
  NX-FL2000BP-5
空冷分離型  
  公称除湿量
RH60%/27℃  
  6.3 kg/h     10 kg/h     10 kg/h     10 kg/h  
  公称除湿量
RH70%/27℃  
  8 kg/h     11 kg/h     11 kg/h     11 kg/h  
  電源     3N~380V/220V ±10%     3N~380V/220V ±10%     3N~380V/220V ±10%     3N~380V/220V ±10%  
  周波数     50 Hz     50 Hz     50 Hz     50 Hz  
  定格電流     7 A     3.9 A     5.51 A     5.51 A  
  定格入力電力     3.8 kW     2.5 kW     3.5 kW     3.5 kW  
  最大入力電力     4.36 kW     3.20 kW     3.70 kW     3.70 kW  
  力率     0.80     0.98(全ブラシレスモータ)     0.98(全ブラシレスモータ)     0.98(全ブラシレスモータ)  
  循環風量     1,800 m³/h     500-2,000 m³/h
ECインバータ条件対応  
  500-2,000 m³/h
ECインバータ条件対応  
  500-2,000 m³/h
ECインバータ条件対応  
  吸入/吐出圧力     0.60 / 1.88 MPa     0.60 / 2.10 MPa     0.60 / 2.30 MPa     0.60 / 2.30 MPa  
  騒音     ≤60 dB(A)     ≤60 dB(A)     ≤60 dB(A)     ≤60 dB(A)  
  質量     132 kg     200 kg     200 kg     200 kg  
  外形寸法
奥行×幅×高さ  
  430×600×1,920 mm     1,068×468×1,694 mm     1,068×468×1,694 mm     1,068×468×1,694 mm  

 


06 | プロジェクトの価値と導入実績

 

佛山地区の年間平均湿球温度は約19.8℃である。湿球温度に基づく制御を行うインバータ除湿ヒートポンプを採用することで、冷却水温度を30℃/35℃に固定して運転する必要がなくなり、中央冷水機のエネルギー消費を約24.4%削減できると見込まれる。

  • 東莞徐福記への納入は8年連続となり、複数の工場で当社設備が使用され、Munstersのデシカントロータ除湿機や日立の冷水機を段階的に置き換えている。
  • 広東省の某スポーツ用品会社向けに特注した設備では運転データの統計がすでにあり、年間の電気代節約額は100万元を超える。

 


07 | ソリューションと現場検収

 

お客様の課題、使用条件および設備仕様を詳細に分析した結果、本プロジェクトでは水冷式5RTインバータヒートパイプ除湿ヒートポンプを1台配置した。

 

5RT 水冷式インバータヒートパイプ除湿ヒートポンプ系統図

5RT 水冷式インバータヒートパイプ除湿ヒートポンプ系統図

 

  現場設置と検収
現場設置と検収  
  設備運転現場
設備運転現場  
  設備と配管の配置
設備と配管の配置  
  除湿量の計量テスト
除湿量の計量テスト