スーパーヒートポンプ・エネルギー集積システムにおける評価シミュレ－タの開発と経済性の検討
スーパーヒートポンプ・エネルギー集積システム(SHP)の開発は、ムーンライトプロジェクトの一つとして1986年より開始された。本プロジェクトの一環として、熱出力3万kWクラスの大規模地域冷暖房・給湯システムを対象に、SHPモデルシステムの概念設計と経済性の検討を行った。経済性評価のため、対話型で任意にシステムを設定できる汎用シミュレータとパイロットプラントでの実証データを基にその運転を正確に再現する2種類のシミュレータを開発した。これらのシミュレータは、消費電力料金、COP、供給熱量単価等を算出し、システムの経済性評価が可能である。
モデル計算は12例を想定して検討した。その結果、次のような特徴が分かった。
- 最も経済性が優れているシステムは、供給地域が業務・商業・宿泊・住宅などで構成される複合地域で一日の負荷が平準化するシステムである。この場合、供給熱量単価は25.0円/Mcalとなった。
- 最も消費電力が低減でき省エネルギーとなる熱源システムは、供給温度として冷房出力温度12℃、レターン温度19℃のシステムである。
- SHPシステムと従来システムを比較した場合、SHPシステムは約5.0年で償却が可能である。
Development of Simulator on Super Heat Pump Energy Accumulation System and Economic Study
The development of Super Heat Pump Energy Accumulation System (SHP) was started in 1986 as a national project called "Moon-light". The conceptual design and economic evaluation of SHP system were carried out targeting for a 30,000 kW scale SHP district heating and cooling (DHC) system.
For the economic evaluation, two simulators were developed. One is a general purpose simulator which can evaluate the system with an easy interactive modeling on a personal computer. The other simulates well system behavior based on measurement data of a pilot plant. These simulators can be used for economic evaluation since they can compute electric costs, COPs, net rates of the energy supply, etc.
Twelve DHC system models were examined. The study showed the results as follows:
- The system which occupies for business, commercial, hotel and residential areas and has a flat load for an entire day is the most economical. The minimum net energy rate is 25.0 yen per 1Mcal.
- The most energy efficient DHC system is the one which has 12℃ supply and 19℃ return water temperatures.
- The SHP DHC system can recover the additional initial costs by the economical operating costs within 5 years against the conventional DHC system.
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