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省エネ計算事例 高効率空調設備への更新

高効率空調設備の省エネ計算事例として、具体的に定量化した事例をご紹介いたします
高効率空調設備への更新によってどれくらいコストが下がるのか?

空調設備の基本知識編に引き続きまして、今回は高効率空調設備への更新によってどれくらい電気代が削減できるのかを考えてみましょう。空調設備における実際の省エネ計算事例も踏まえた内容にしますので、ぜひご活用下さい。なお、空調設備の省エネ化はビル・商業施設・病院・福祉施設等の建物における主要な三要素のうちの1つとなっています。


様々な室外機
旧製品と現行製品の省エネ性能の比較

現在設置されている空調設備と最新の空調設備の比較はどのようにすれば良いのでしょうか?それには基礎知識編の最後に出てきたCOPとAPFの値を見ていくことで、エネルギー消費効率を比較することが出来ます。
しかしながら現段階で更新対象となる空調設備は10年以上前のものがメインになるため、当時の機器仕様書(スペック表)にはまだAPF値が掲載されておりません。
従って、エネルギー消費効率の比較はCOP値での数値比較を見ていくこととなります。この記事から見る方のためにCOPとAPFについて再度載せておきます。


空調設備の評価指標「COP」と「APF」について(おさらい)
  • COP:成績係数

冷房COP=定格冷房能力[kW]÷冷房時の定格消費電力[kW]
暖房COP=定格暖房能力[kW]÷暖房時の定格消費電力[kW]

 

  • APF:通年エネルギー消費効率

APF=1年で発揮した冷暖房能力[kWh]÷年間の冷暖房消費電力量[kWh]


※COP、APFともに数値が大きいほど「省エネ性能が高い」ということになる


空調設備の省エネ計算のやり方(省エネ計算事例を紹介)

皆様が実際に知りたいのはここですよね。世間一般では定性的に書かれている記事が多いですが、当社のサイトでは事例と数値で定量的に省エネ計算の比較をします。この手法は経産省・環境省・国交省など、国の省エネ補助金制度の交付申請書レベルにも使えるベーシックな省エネ計算方法ですので、役立てて頂ければと思います。

なお、室内機に組み込まれているファンユニットの消費電力は、室外機の圧縮機に比べて非常に小さな値ですので、最新の省エネ性能の高いものに更新してもあまり変化はありません。したがってここでは室外機に着目した省エネ計算事例を紹介していきます。


空調設備の省エネ計算の「前提条件」

<前提条件①>

家庭用のエアコンはコンセントを差して電気エネルギーを供給することで運転するものが一般的です。しかしながら業務用エアコンには様々な燃料が用いられております。例を挙げると、

  • 家庭用と同様に電気エネルギーで動くもの(EHP:電気ヒートポンプ式)
  • 都市ガスやプロパン等のガスを供給して動作させるもの(GHP:ガスヒートポンプ式)
  • 重油などを用いて動作させるもの(重油仕様吸収式冷凍機など)

といったものがあり、燃料の種類を変更して更新した方が効率が良くなるケースもあるため、単純比較ができないことがあります。照明設備の省エネ計算と違って難しくなる要因がここにあります。

ここでは燃料種の変更は計算を複雑にするので、EHP(電気ヒートポンプ式)⇒EHPに更新する際の省エネルギー計算を記載していきます。
 

<前提条件②>

さらに難しい問題がもう一点あります。それは現在の空調設備がどれくらいのエネルギーを消費しているかという点です。COPでのエネルギー消費効率が出来たとしても、現在のエネルギー使用量が分からなければ、空調設備をリニューアルした後のエネルギー使用量も推測できません。空調設備だけのエネルギー消費量を把握できるといった事業者様は非常に珍しく、大体のケースは月毎の電気代の明細の中に全ての電気代が含まれてしまっていることが多いです。

ここでは一般的な数値として、以下のように仮定して省エネ計算事例を示します。

  • 事業所全体のエネルギー使用量は、月々の電気料金明細書で確認するものとします
  • 事業所全体のうちの「30%」が空調設備の負荷率(エネルギー使用量)とする

 

なお、負荷率=30%というのは一般的な統計データであり、事業内容によってその割合は変わってきます。したがって、各省庁に提出する申請資料としては根拠が不十分ですので、実際にはエネルギー使用量を推測する必要が出てきます。

 


空調設備の省エネ計算事例

今回は下表の3台の空調設備を更新対象として、省エネ計算を行っていきたいと思います。
空調設備の製造年月は、16年前のモデルに該当します。
業務用空調設備の耐用年数は13年ないし15年ですから、「耐用年数も超えてだいぶ疲れてきて、そろそろ更新の検討が必要」という位置づけができる機器になります。

  定格冷房/暖房能力
[kW]
消費電力[kW] 冷房時/暖房時
既設設備(旧設備) 更新後の高効率設備
空調設備① 28.0/31.5 10.92/10.50 8.58/8.34
空調設備② 45.0/50.0 17.51/16.60 11.60/12.10
空調設備③ 56.0/63.0 21.85/20.50 15.20/16.00

比較に当たっては、まず各装置の冷房時のCOP値および暖房時のCOP値を算出します。COPは定格能力/消費電力で求まります。空調設備①の既設設備で計算してみましょう。

  • 冷房時COP=28.0[kW]÷10.92[kW]=2.56
  • 暖房時COP=31.5[kW]÷10.50[kW]=3.00

その他のCOP値も同様に求めると以下のようになります。

  定格冷房/暖房能力
[kW]
COP 冷房時/暖房時
既設設備(旧設備) 更新後の高効率設備
空調設備① 28.0/31.5 2.56/3.00 3.26/3.78
空調設備② 45.0/50.0 2.57/3.01 3.33/3.54
空調設備③ 56.0/63.0 2.56/3.07 3.68/3.94
設備全体(3台合計) 129.0/144.5 2.57/3.04 3.65/3.97

COPの値が高い方がエネルギー消費効率が高いということになりますので、省エネ性能は更新後の高効率設備に軍配が上がることが分かります。25~35%ほどのメリットになっています。
厳密にいえばCOPはある定められた一点での消費電力をもとに算出された数値ですので、このまま計算に使用することはできません。
この後の省エネ計算には、「負荷率:空調設備だけの消費エネルギーがどれくらいか」を知る必要があります。現状把握方法はお客様のエネルギー管理方法によって様々ですが、一般的な数値を見ると30%ぐらいが空調設備に使用されていると言われています。

ここでは事業所全体の電力消費量[kWh]を、月々の電気料金明細書で見ると仮定しましょう。まずは一年間の電力消費量を表にしてみます。

冷房・月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 行の合計
電力消費量[kWh] 10,000 12,000 15,000 18,000 20,000 15,000 90,000
暖房・月 10月 11月 12月 1月 2月 3月 行の合計
電力消費量[kWh] 10,000 11,000 14,000 17,000 19,000 14,000 85,000

ここでは便宜上、すでに冷房時期と暖房時期を分けています。その後、それぞれの電力消費量の合計値を算出しています。

このうちの30%ぐらいが空調設備に使用されているとしていますので、現在の空調設備に使用していると考えられる電力消費量は以下のようになります。

  • 冷房時の電力消費量=90,000[kWh]×0.3=27,000[kWh]
  • 暖房時の電力消費量=85,000[kWh]×0.3=25,500[kWh]


次に、先ほど求めたCOPの値(既設設備のCOP÷更新後の高効率空調設備のCOP)をこの電力消費量[kWh]に掛け算します。

  • 更新後の冷房時の電力消費量=27,000[kWh]×(2.57÷3.65)=19,000[kWh]
  • 更新後の暖房時の電力消費量=25,500[kWh]×(3.04÷3.97)=19,500[kWh]

※十の位以下は切り捨てしています。

 

では次に、年間の電力消費量の差によってどれくらいコストが変わるかを計算しましょう。
ここで算出されたコストの差が、省エネを行うことによるメリットになります。

電気料金の1kWh当たりの単価は契約方法によって異なるため、一概には言えませんが、下記を考慮して20.0円/kWhで算出することにしましょう。

(法人では18.7円~夏季20.8円/kWh(高圧季節別時間帯別電力Aの契約電力500kW未満)

 

  • 冷房時の電力消費量削減量=27,000[kWh]ー19,000[kWh]=8,000[kWh]

冷房時のコストメリット=8,000[kWh]×20.0[円/kWh]=160,000[円]

  • 暖房時の電力消費量削減量=25,500[kWh]ー19,500[kWh]=6,000[kWh]

暖房時のコストメリット=6,000[kWh]×20.0[円/kWh]=120,000[円]

このケースでは年間トータルのコストが280,000円も削減することになりました。

 

今回の省エネ計算事例では多くの機器を出すと複雑になるため、3台での計算としましたが、この台数は平屋のちょっとした事業所といったレベルでの台数です。病院・福祉施設・スーパーマーケット・大型事業所の事務所などの事業規模になると、すぐに5倍、10倍といった台数になってきますので、規模が大きいほど大きなコストメリットが見込めます。


さらに計算で用いた既設設備のCOPの値は新品時のもので、実際に10年、20年もしくはそれ以上に渡って使用した空調設備のエネルギー消費効率は必ず悪化しています。よって、机上の計算よりも多くのコストメリットが生まれます


空調設備の省エネ計算結果~比較のまとめ

このように実際に省エネ計算を行い、年間の金額メリットを数値として出してみると、省エネによるコスト削減効果のイメージが湧くのではないかと思います。

以下にまとめます。

  • 10年近く経過した古い空調設備を高効率空調設備に更新すると、空調設備で使用しているエネルギーが30%近く削減できる
  • 空調設備は多くのエネルギーを使用しているので、積極的な省エネ投資をしても費用を回収できる可能性がある
  • 特に、法定耐用年数15年を経過している設備は積極的に更新を考えるのがベターである
  • 設備投資にかかる費用は省エネの補助金制度を上手に活用すれば一石二鳥
  • さらに省エネに取り組むことで企業イメージのアップに繋がり、地球環境にも優しい

 

さらに・・・
こちらの省エネ計算結果は電力消費量から推定される結果ですが、実際に省エネが上手くいくと契約電力を下げることができます。これによりさらなるコストメリットに繋がります。


空調設備の省エネ計算の難しさ

再度の説明になりますが、業務用空調設備の省エネ計算には以下のような難しさがあります。
自社での解決が難しい場合はノウハウを持っている専門家に相談するのがベターでしょう。

  • 設備の動力として、電力エネルギーだけでなく、ガスや燃料を供給しているものがあり、エネルギー源(燃料種)を他の種類に置き換えた方が効率が良くなるケースもある。省エネ計算では異なるエネルギー源に置き換えて計算する必要があるので、ややこしくなる。
  • 負荷率(空調設備だけのエネルギー消費量)を割り出す必要がある。空調設備単体でエネルギー計測していない場合は現在揃えられるデータから推測するしかない。

お客様の満足度向上に!!ぜひ省エネに関する補助金制度を活用しましょう

空調設備の更新など、設備投資には多くの初期費用が掛かります。省エネ設備の導入や更新に関して言えば、補助金を活用していくことが出来ます。イニシャルコストだけでなくランニングコストも抑えられ、さらに企業のイメージアップにもつながり、地球環境にも配慮することが出来ます。事業者様にとってはとても有益な制度ですので、活用しない手はありません。

当社ではお客様のご要望に最大限応えられるよう、省エネに関する補助金活用をベースとしたコンサルティングを得意としております。個別相談も無料ですので、ぜひご活用下さい。

当社をビジネスパートナーに選んで頂ければ、お客様それぞれの立場での利益に繋がります。

最後に
  • 自分のところで上手く補助金活用できるものがあるのか聞いてみたい
  • 興味や疑問があって、ちょっと聞いてみたいことがある方

などなど、どんな些細なことでも構いません。


ホームページ上では明かせない更なるノウハウやアドバイスのご提供もできますので、お気軽にご相談下さい


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