中央熱源と個別熱源にかかる費用を試算

こんにちは。
普段設備設計を行う際に今回の建物の熱源はどのように決定したらよいかなどと悩むことがあるかと思う。
それもそのはずで大きく分けて中央熱源と個別熱源がありさらに方式毎に熱源種別がまたたくさんある。
そんなにあると設計初心者の方々には特に悩ましくいったい何が長所で何が短所なのかがわかりかねることもある。
また設計を進めるうえで各長所短所を総合的に睨んだうえで熱源方式を決定することになる。
熱源方式を決定するにあたり様々な長所短所を比較する必要があるが、今回は費用の観点からそんな中央熱源と個別熱源について熱源方式による違いを紹介する。

中央熱源と個別熱源の違い

そもそも中央熱源、個別熱源とは何だろうかといった方もいるかと思うのでまずは中央熱源についての説明からさせていただく。
中央熱源は海外ではセントラルクーリングやセントラルヒーティングとも呼ばれ1組の熱源によって建物全体の空調を賄う方式だ。
一方で個別熱源は家庭用のエアコンも該当するがいわゆる室毎に専用の室外機を設けて各々の空調システムによって空調を行う方式を指す。
少々わかりづらいことが業務用の室外機にはいわゆるマルチパッケージといったものもあり1つの室外機で複数の室を賄うことができる機器も存在する。
このマルチパケージを用いたシステムについても個別熱源に該当する。

中央熱源_吸収式冷温水発生機,温水発生機,ターボ冷凍機,モジュールチラー
個別熱源_パッケージエアコン
と熱源として用いられる機器に着目した方がイメージしやすいかもしれない。

中央熱源と個別熱源の搬送媒体

室内を冷やしたり暖めたりするために用いられる搬送媒体について次は説明する。
通常家庭用エアコン等を含む個別熱源の場合は配管の中を冷媒と呼ばれるものが室内を冷やしたり暖めたりするために用いられる。
冷媒はいわゆるガスでありそのガスが室外機と室内機の間を循環することで室内を冷やしたり暖めたりするわけだ。
続いて中央熱源の搬送媒体について紹介する。
中央熱源の場合は先ほど紹介した冷媒ではなく通常水が用いられる。
配管内を水が循環することで室内を冷やしたり暖めたりしている。

中央熱源のイメージ

次は中央熱源の構成イメージを紹介する。本図は冷温水発生機を用いたイメージだ。
冷温水発生機と空調機の間を水配管が循環している。

 

また冷温水発生機と冷却塔間にも同じく水配管が設けられている。
冷温水発生機と空調機の循環水を冷やすために冷却塔が設けられている。
冷温水発生機と空調機の循環水が空調機を介して空調機内の空気を冷やしダクトにより空調空気を搬送しているイメージだ。

個別熱源のイメージ

続いては個別熱源のイメージについて。
こちらは家にある家庭用エアコンと同じイメージなので想像がしやすいかと思う。

室外機が建物外部に設置されており室外機と室内機間に冷媒管が設けられている。
この冷媒管による室内からの空気が冷やされたり、暖められて吹き出す。

与条件

前項までで中央熱源と個別熱源についてざっと説明したのでここから本題に入る。
今回比較対象にした機器が吸収式冷温水発生機,モジュールチラー,パッケージエアコンの3種類だ。
与条件として筆者の過去の実績から各熱源方式の参考額を用いて評価する。
熱源ごとに定量的な評価を行う必要があるため参考額に記載の機器能力(冷房)で除してkWあたりの金額に変換する。
また費用を算出するにあたりランニングコストの算出が必要不可欠だがこちらはBELCAライフサイクルコストデータ集を用いて評価することとする。
検討対象期間は65年とし65年間にかかる費用を試算することとする。
煩雑化を避けるため熱源機器以外の一切の機器,配管等は今回の検討から除外する。

試算

機器別に新規購入に係る費用を定価ベースで記した。
あくまでもkW換算した数値であるため実情とは大きく異なる可能性があることは容赦いただきたい。
定価だけ比較すると個別熱源であるパッケージエアコンが最も安価となった。
続いて掛率について。
掛率についてはいろいろと思うところがあるかもしれないが一律0.7を乗じることとした。
続いて係数と周期について。
こちらは先ほど紹介したBELCAライフサイクルコストデータ集に記載のあった数値を用いた。
表一番右に記載のある内容が各修繕や更新にかかる際に該当する年次を黒丸で記したものだ。(本表では6年目までしか紹介していないが実際には65年まで記載している。)
65年目まで積み上げた各項目の費用と各機器にかかる費用の合計を確認すると
パッケージエアコンが最も費用が安くその他の中央熱源の方が費用はより高い結果となった。

まとめ

今回は費用の観点から中央熱源と個別熱源について比較を行った。
結果個別熱源の方がより費用が安価であり中央熱源の方が高価であることが示唆された。
また中央熱源の場合は熱源機本体以外にも冷却塔やポンプ、空調機などが必要なケースが多いため更に費用が増えることとなるかと思う。
(個別熱源の場合でも熱交換器や給排気ファン等の費用は発生する)
熱源方式を決定する要素は当然費用のみだけではないのでどちらの熱源方式がよいかはその他の要素も含めて総合的に判断されたい。

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