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水の力を電気に変える 日立エネルギー回収システム

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身近に利用できるエネルギーがあります。

現在、地球温暖化問題への世界的な取り組みが進む中、環境へ与える負荷が小さく、資源制約の少ないクリーンな未利用エネルギーの有効活用が求められています。日立では、これまで見逃されていた未利用水力エネルギーを発電水車により電気エネルギ-として回収する「エネルギー回収システム」をご提案します。
回収した電力は設備の動力を低減したり、照明・給湯用などさまざまな用途でご活用いただけます。改正省エネ法が施行されて以来、省エネニーズはますます高くなっています。日立はエネルギー回収システムでお客さまのソリューションにお応えします。

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このカタログについて

ドキュメント名 水の力を電気に変える 日立エネルギー回収システム
ドキュメント種別 製品カタログ
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このカタログの内容

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日立エネルギー回収システム 水の力を電気に変える 日立エネルギー回収システム 身近に利用できるエネルギーがあります。 平成20年度 日本機械工業連合会 会長賞受賞 第5回エコプロダクツ大賞受賞 エコプロダクツ大賞推進協議会 会長賞
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現在、地球温暖化問題への世界的な取り組みが進む中、環境へ与える負荷が小さく、 エネルギー回収システム(マイクロ水力発電) 資源制約の少ないクリーンな未利用エネルギーの有効活用が求められています。 日立では、これまで見逃されていた未利用水力エネルギーを発電水車により 電気エネルギ-として回収する「エネルギー回収システム」をご提案します。 回収した電力は設備の動力を低減したり、照明・給湯用など さまざまな用途でご活用いただけます。 改正省エネ法が施行されて以来、省エネニーズはますます高くなっています。 日立はエネルギー回収システムでお客さまのソリューションにお応えします。 特 長 1. エネルギー回収率約60%の高効率※1 4. 省スペースで取り付けられます 流量と落差の変化に対して、水車の発電効率が最大となる 本体は水車、発電機が一体構造で、小形、軽量。配管途 ように制御する最適運転制御可変速発電システムを開発。 中に設置可能なインライン設計で、 狭い空間でも取り付 特許第5268871号 けられます。 特許第4456807号 (3kW出力機種の場合) 2. 電気出力のため多様な負荷に対応が可能 インバータ駆動している機器には、コントローラから直接 インバータへ直流送電(。直流出力タイプ)※2また、系統 3kW水車 9kW水車 連系装置を介して三相200Vの交流送電が可能 です。 ※1 : エネルギー回収効率は、(1)式で示す総合効率(η)です。 (交流出力タイプ)   η=P/(0.163×Q×H)×100‥‥‥‥(1)       P:制御盤出力[kW] 特許第4824097号       Q:流量[m3/min]       H:有効落差[m] 「エネルギー回収システム」は、有効落差に応じた水車の 3. 落差、流量に応じ、さらに多くの電力回 収も可能       H=H1-H2‥‥‥‥‥(2)       H1:水車入口圧力ヘッド[m] 最適回転数制御により高効率のエネルギー回収を実現します。 ビルや設備位置の高さ(落差)、流量に応じて より多く の       H2:水車出口圧力ヘッド[m]       η:総合効率[%] 小型の発電機一体型インライン水車の採用により、配管途中 電力を回収できます。高層で落差が大きい場 合は水 車       η=ηt× ×ηc‥‥‥(3) への取り付けが可能で、狭い場所にも設置できます。 2台を直列運転、また流量が多い場合は並列運 転させ る       ηt:水車効率[%] 環境への負荷を低減するため当社の流体・モータ・制御の など、規模に見合った対応が可能です。                    :発電機効率[%] 技術を結集し、未利用エネルギーの高回収を実現した特長ある (9kW機種では直列・並列運転はできません  。 )                ηc:制御盤効率[%] 製品です。 特許第4610866号 ※2 : 送電先のインバータは200V級に限ります。 特許第5041889号             他社インバータへの出力はお問い合わせください。 1 2
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回収した未利用エネルギーを広範囲で活かし、節電・環境保全に貢献します。 用 途 適用基準 ● ビル空調の蓄熱式冷温水供給サイクルに ① 使用環境 ● 工場内の冷却水系統に   周囲温度:0 ~ 40℃(凍結なし)   周囲湿度:20 ~ 85%(結露なし) ● ホテル、病院等の空調系統に ② 使用条件 ● 山間部における湧水排水   水  質:水道水相当 pH6 ~ 8   など       (不凍液混入は可能)   液 温 度:0 ~ 80℃ ③ 設置場所:屋内専用 納入事例 事例1 : A社 事務所ビルの空調設備に3kW機種2台を設置。(直列運転) 発電電力は建物内の照明用電源に使用。 空調負荷 有効落差50m (ポンプ圧力分含む) 発電機一体型 インライン水車 制御盤 水 2.4kW×2台 流 流量約1m3-/min 水車発電機 照 落水防止弁 明 に 供 給 P 空調用ポンプ 蓄熱槽(冷温水) 地上6階 地下1階(地下蓄熱水槽) 事例2 : B社 冷却水循環設備に9kW機種を設置。 稼働日数 : 年間360日 水車発電機 発電量 : 6kW エネルギー回収状況が 目に見えるように発電量 をパネル表示 3
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エネルギー回収システム(マイクロ水力発電) 適用例 ビル空調の事例 ・流量変化に対応して水車および 空調負荷  電動弁を制御し、環水配管の A.H(. 10F)  圧力を一定に保ちます。 A.H(. 9F) A.H(. 5F) インライン形 水車発電機 電動弁 落水防止弁 入口弁 M 出口弁 P 空調用ポンプ 蓄熱槽(冷温水) 工場における冷却水系統の事例 ・環水配管内を満水状態にする クーリングタワー  ため、エアー抜きが必要になり (開放)  ます。 ・水車にバイパス配管を設け、 エアー抜き 電動弁  発電が停止したときに電動弁を 生産設備 M  開き、クーリングタワーからの 生産設備  オーバーフローを防止します。 インライン形 生産設備 水車発電機 入口弁 出口弁 手動閉止弁 P 循環ポンプ 貯水槽 工業用水導入部の事例 送水 ・通常は水車を介して工業用水 インライン形 水車発電機 を貯水槽に取り込みます。 電動弁 ポンプからの送水量が増え、 工業用水 ストレーナ 入口弁 M 貯水槽の水位が下限水位になる FM P ポンプ とFM弁を開き補給量を増やし ます。ポンプからの送水量が 上限水位 減り貯水槽水位が上限水位に なると電動弁とFM弁を閉じ 下限水位 水車は停止します。 貯水槽 注)工業用水を利用する際は水道事業者 に水車設置の可否を必ず確認して ください。      4
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電力の出力形式 1. インバータ負荷直流送電タイプ ポンプ、ファンなどを駆動するインバータ制御機器がある場合、そのインバータへ直流送電します。 水流 出力形式:直流 商用電源 水 水車制御盤 車 直流出力 発 コントローラ 日立インバータ 負荷 電 機 商用電源からの消費電力が 注)負荷用インバータは200V級に限ります。 発電した電力分だけ低減   他社インバータへの出力の際はお問い合わせください。 2. 交流送電タイプ 系統連系装置※1を介して商用電源へ帰還させることができ、動力電源を低減します。 水流 出力形式:交流 発電した電力は基本的に建物・ 工場内の負荷で消費することを 水車制御盤 お勧めします。 水 車 交流出力 発 コントローラ 系統連系装置 3相3線式200Vまたは400V 電 機 電力会社との系統連系協議が必要です。 性能曲線 45 40 出力 35 3.0 EBS-F125H 9(kW) 2.5 30 8 2.0 2.5 7 9(kW) 25 6 1.5 8 7 20 2.0 3.0(kW) 5 1.0 2.5 6 4 1.5 2.0 5 15 EBS-F80H 1.5 3 41.0 1.0 2 3 10 2 EBS-F80M 1 EBS-F125M 1 5 EBS-F80L 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 流量 Q(m3/min) 5 有効落差 H(m)
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エネルギー回収システム(マイクロ水力発電) 電力の出力形式 製品仕様 1. インバータ負荷直流送電タイプ EBS-F80H EBS-F80M EBS-F80L EBS-F125H EBS-F125M ポンプ、ファンなどを駆動するインバータ制御機器がある場合、そのインバータへ直流送電します。 水車口径 80mm 80mm 80mm 入口100mm、出口125mm 入口100mm、出口125mm ※1 水流 発電効率 MAX56% MAX57% MAX61% MAX59% MAX66%出力形式:直流 商用電源 出力 0.5~3.0kW 0.5~2.6kW 0.5~3.5kW 1.0~9.0kW 1.0~9.0kW 水車制御盤 水 流量 0.6~1.05m 3/min 0.7~1.08m3/min 0.8~1.4m3/min 1.5~2.8m3/min 1.8~3.15m3/min 車 直流出力 有効落差※2 10~36m 9~26m 8~27m 10~35m 8~26m 発 コントローラ 日立インバータ 負荷 電 最大流入圧力 1.0MPa 1.0MPa 1.0MPa 1.0MPa 1.0MPa 機 商用電源からの消費電力が 質量 53㎏ 48㎏ 46㎏ 182㎏ 182㎏ 注)負荷用インバータは200V級に限ります。 発電した電力分だけ低減 発電機 同期発電機 誘導発電機   他社インバータへの出力の際はお問い合わせください。 注)本表は系統連系(交流200V)タイプの仕様です。 2. 交流送電タイプ ※1 : 直流タイプ(負荷インバータへ出力する場合)の発電効率は60%以上です。 ※2 : 最大有効落差を越える場合は2台直列設置も可能です。(9kW機種では直列設置できません) 系統連系装置※1を介して商用電源へ帰還させることができ、動力電源を低減します。 水流 出力形式:交流 発電した電力は基本的に建物・ 工場内の負荷で消費することを 寸法図 水 水車制御盤 お勧めします。 車 交流出力 発 コントローラ 系統連系装置 3相3線式200Vまたは400V 電 3kW水車 寸法図 9kW水車寸法図 機 電力会社との系統連系協議が必要です。 φ22 8-M16ボルト穴 8-M20ボルト穴 φ100 φ125 φ175 φ210 水車 φ210 φ250 性能曲線 発電機 吸込フランジ 吐出フランジ JIS10K 並型 JIS10K 並型 45 端子箱⦆ ゲージ用穴 3/8B 8-M12ボルト穴 40 出力 端子箱 ゲージ用穴 ゲージ用穴 35 3.0 EBS-F125H 3/8B 3/8B 9(kW) 2.5 22 22 φ80 30 8 φ130 B C 2.0 2.5 7 9(kW) φ150 25 H6 φ185 1.5 8 フランジ 24 24 2.0 3.0(kW) 5 7 JIS10K 薄型 20 6 4-φ19 1.0 2.5 4 1.5 5 250 基礎ボルト穴2.0 寸法表 160 180 6050 21015 EBS-F80H 1.5 3 4 280 3801.0 各部寸法(mm) 概算質量:182kg3 口径 概算質量 660 10 1.0 2 2 (mm) 形式 A B C H R E F W TL (㎏) EBS-F80M 1 EBS-F125M 80 1 EBS-F80H 100 200 230 430 360 163 145 308 460 53 5 EBS-F80L 80 EBS-F80M 100 180 210 390 360 148 128 276 460 48 80 EBS-F80L 100 190 200 390 369 133 110 243 469 46 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 流量 Q(m3/min) 5 6 有効落差 H(m) TL ( W) A R ( E)( F) 920 300 620 (478) (225) (253) 16
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標準付属品 特別付属品 オプション仕様 制御盤(屋内自立形) ……………… 1面 系統連系装置 ………………………1台 (1) 出力電圧 AC400V 圧力計 ……………………………… 2個 (2)直列運転※ 圧力センサ ………………………… 2個 (3)並列運転※ 入口側仕切弁 ……………………… 1個 ※ 9kW機種は水車と制御盤が一対です。直列・ 出口側仕切弁 ……………………… 1個   並列設置の場合、制御盤は2面になります。 省エネ効果 【省エネ効果計算式】 省エネ効果金額 = エネルギー回収システム出力 × 電気代単価 × 稼動時間 × 年間稼働日  【例1】 【例2】 ~工場の空調設備や工場の冷却水設備など連続 ~オフィスビルなど季節により稼動状況が変化する 運転する場合~(9kW機種) 場合~(3kW機種・並列運転) 流量2.8(m3/min)、有効落差35(m)の場合9.0(kW)を 流量2.2(m3/min)、有効落差32(m)の場合 6.4※(kW)を 出力 出力  ※ 2台並列運転時 年間省エネ効果金額=9.0(kW)×15(円/ kWh)× 年間省エネ効果金額=6.4(kW)×15(円/ kWh)× 24(hr)×365(日)=1,182,600円 12(hr)×250(日)=288,000円 注)電力会社との契約料金、流量、落差、稼動状況により年間省エネ効果 金額は変わります。 運転方式決定上の注意事項 (1) 年間を通じての最大流量で選定してしてください。 (2) 流量が水車の適用範囲を超える場合は並列設置になります。 (3) 落差が水車の適用範囲を超える場合は直列設置になります。 【直列運転】 【並列運転】 (1) 最高流入圧力(水車入口側圧力)は最大0.7(MPa) (1) 水車入口側および出口側にヘッダー管が必要となり   までとなります。   ます。 (2) 有効落差は各水車の設置場所で変わります。 (2) 並列設置の場合でもバイパス管は一本で対応しま   す。(但し、最大流量によりバイパス管口径は異なり   ます。) 7
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エネルギー回収システム(マイクロ水力発電) 事前確認項目 1. 適用する配管系統 【 開放型水循環方式】 【密閉型水循環方式】 開放型の配管例 空調機または 密閉型の配管例 空調機 機械設備 負荷 負荷 P ポンプ 落水防止弁 水槽 P チラー 真空破壊弁  (1)配管系統 負荷    ・開放型水循環方式に限ります。密閉型水循環方式は不可。    ・ 落水防止弁(または流量調整弁)がない場合、開放還水法※1を採用 還り主管     しているものに限ります。 P    ※1 : 開放還水法とは、還水管の最上部を大気に解放して還り主管の水を落水させる方法。 水槽       システム内の冷温水が抜け落ちないように還水管頂部を立上げる。(右図参照)  (2)用途  (3)負荷は何か         ・ 空調機     ・機械設備   ・その他  (4)クーリングタワーの有無   ・有り(屋上設置・地上設置)    ・ 無し  (5)落水防止弁の有無     ・有り     ・無し  (6)真空破壊弁の有無    ・有り     ・無し  (7)設置場所         ・屋内      ・ 屋外 2.取扱液の種類  冷温水(温度:最低     ℃、最高     ℃、不凍液の有無:種類と濃度(wt%))  工場冷却水(スラリーの有無、スラリー濃度200ppm以上は水質調査が必要)    備考欄 3.有効落差   ・定落差     m     ・変落差     ~     m           どちらか一方のみ記入   ( 落水防止弁が有る場合:落水防止弁入口側圧力     MPa、出口側圧力     MPa) 4.水 量   ・定流量     m3/min ・変流量     ~     m3/min            どちらか一方のみ記入 5.回収電力の用途  ・電力出力タイプ  (1)インバータへ直接出力(但し、使用インバータは三相200Vに限ります)   ( 2)系統連系( ・三相200V  ・三相400V ) 6.運転時間          時間/年 1日当たりの運転時間     時間         1年当たりの運転日数     日 7.電力単価      円/ kWh 8
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適用検討に際する注意点 (1)水車が発電を停止すると、水車通過流量が発電時の (3)水車は圧力を使って発電しますので、水車出口の 約1/3に減少します。所定流量を確保する必要がある 圧力が、有効落差分小さくなります。水車出口において、 場合は、バイパス配管側に電動弁を設け、電動弁で流量を 所定の圧力が必要な場合は、その分だけ有効落差が小 制御してください。 さくなります。 (2)クーリングタワーの環水配管に適用する場合は、 (4)工業用水引込系統への設置を検討する際は、水道 環水配管内を満水にするため、配管最上部にエアー抜き 事業者に水車設置の可否を必ずご確認ください。 配管を設けてください。 発電電力の売電に関して 直流出力の場合 電気回路の構造上、発電電力は系統へ逆潮流しませんので、売電はできません。 また、直流電力は系統連系に当たりませんので、電力会社との系統連系協議は必要ありません。 水力発電の法規制 ダム・堰を有さない出力20kW未満の場合 ダム・堰を有さない出力20kW~200kW未満の場合 一般電気工作物に該当しますので、法規制はありません。 事業用電気工作物に該当しますので、次の規制が生じます。 (1)事業用電気工作物の維持 (2)保安規定の作成と届け出 (3)第三種電気主任技術者の選任 20kW未満の水力発電設備を複数台設置する場合でも、 合計出力が20kWを超えるときは、規制の対象となります。 9
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エネルギー回収システム(マイクロ水力発電) M E M O 10
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お問い合わせ営業窓口 本社・営業統括本部 〒101-0022 東京都千代田区神田練塀町3番地(AKSビル) (03)4345-6041 関東地区窓口 〒101-0022 東京都千代田区神田練塀町3番地(AKSビル) (03)4345-6045 北 海 道 支 社 〒063-0814 北海道札幌市西区琴似四条一丁目1番30号 (011)611-1224 東 北 支 社 〒985-0843 宮城県多賀城市明月二丁目3番2号 (022)364-2710   福 島 支 店 〒963-8041 福島県郡山市富田町字町西32番2号 (024)961-0500 北 陸 支 社 〒939-8213 富山県富山市黒瀬81番1号 (076)420-5711 中 部 支 社 〒456-8544 愛知県名古屋市熱田区桜田町16番17号 (052)884-5822 関 西 支 社 〒660-0806 兵庫県尼崎市金楽寺町一丁目2番1号 (06)4868-1265 中 国 支 社 〒735-0029 広島県安芸郡府中町茂陰一丁目9番20号 (082)282-8112 四 国 支 社 〒761-8012 香川県高松市香西本町142番地5号 (087)882-1192 九 州 支 社 〒812-0051 福岡県福岡市東区箱崎ふ頭五丁目9番26号 (092)651-0141 産業システム事業部 〒101-0022 東京都千代田区神田練塀町3番地(AKSビル) (03)4345-6027 海外営業企画部 〒101-0022 東京都千代田区神田練塀町3番地(AKSビル) (03)4345-6529 サービスステーションを中心に、 行き届いた保守・サービス活動を行っています。 北陸地区 北海道地区 北陸( 076)420-5411 中部地区 中部( 052)884-5812 静岡( 北海道地区0545)55-3260 北海道( 011)611-4121 近畿地区 東北地区 大阪( ) - 東北地区06 4868 1201 京都( ) - 東北( 022)364-4121075 661 1081 滋賀( ) - 秋田( 018)846-99330748 46 6606 姫路( ) - 北陸地区 八戸( 0178)41-2711079 234 9571 福島( 024)961-0500 中国地区 中国( 関東・甲信越地区082)282-8111 岡山( ) - 東京( 047)451-3111086 263 3022 山陰( ) - 中国地区 東京中央( 03)5245-03580854 22 5552 山口( ) 埼玉( 048)728-85210835 23-7705 栃木( 0285)25-3536 四国地区 高崎( 027)377-9902 四国( 087)882- 関東・甲信越地区 1212 中部地区 茨城( 029)273-7424 九州地区 筑波( 029)826-5851 九州( ) 横浜( 045)540-2731092 651-0131 近畿地区 北九州( ) - 四国地区 凡例 新潟( 025)274-6914 093 582 1175 本社 南九州( ) - 九州地区 甲信( 0266)56-6222099 260 2818 支社・支店 製造・エンジニアリング拠点 サービスステーション https://www.hitachi-ies.co.jp 信用と行き届いたサービスの当社へ 登録番号:JQA-EM6974 登録番号:JQA-1153 日立産機システム習志野事業所は、環境マネジ 日立産機システム習志野事業所は、本カタログに掲 メントシステムの国際規格ISO14001の認証 載されているエネルギー回収システムの品質保証に を取得しています。 関する国際規格ISO9001の認証を取得しています。 ●このカタログに掲載した内容は、予告なく変更することがありますのでご了承ください。 HP-365S 2018.11 Printed in Japan(H)