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IPLV
                             


　 空調熱源機器の成績係数COP（Coefficient Performance)は、常に一定ではなく、部分負荷率、空気や冷却水の温 度条件によって変動する。これまで機器性能を代表してきた定格性能（熱源機が定格能力を出すときのCOP）は、最 大負荷で外気温度が最高の条件を想定した性能であり、年間の運転時間ではわずかな頻度しか出現しない条件である。 最近の熱源機器は変動する負荷に応じてインバータ、休筒シリンダ、多台数圧縮機、連結型熱源機など熱源容量を 制御する方式が主流となり、定格性能と合わせて期間性能で機器の成績係数を示す必要がある。
　ルームエアコン、パッケージエアコンでは、従来の定格成績係数COPに年間成績係数をAPF（Annual Performance Factor）を加える変更が検討されている。IPLV（Integrated Part Load Value)は、米国ARI（Air conditioning & Refrigeration Institute)が負荷の異なる４点のCOPから期間成績係数を定義した簡易的指標であり、米国ではセントラル 熱源機器のカタログにCOPとともに併記される。ここでは、期 間成績係数の重要性が高まる中、議論される機会が多くなった IPLVについて紹介する。
　IPLVは、ARI基準1-3）を参考に空気調和・衛生工学会「建 築・設備の省エネルギー技術指針」4）においても算出方法が規定 されている。IPLVは各部分負荷率でのCOPに年間での発生頻 度の重みを付加して、加重平均としたものである。部分負荷ス テップが４段階の場合のIPLVは次のように計算される。
IPLV＝（PLF1-PLF2）（COP1+COP2）/2
+（PLF2-PLF3）（COP2+COP3）/2
+（PLF3-PLF4）（COP3+COP4）/2
+PLF4・COP4
　
　ここで、ｎ（＝1～4）は部分負荷運転ステップ、ＰＬＦｎは部 分負荷係数（図１を読む）、ＣＯＰｎは部分負荷運転ステップごとに 決められた空気条件（省略）で運転したときの成績係数を示す。
　部分負荷率が、100％、75％、50％、25％となる空気熱源ヒ ートポンプユニットの期間成績係数（ＩＰＬＶ）は、表１のように計算される。
　
表１　IPLV計算例
（空気熱源ヒートポンプユニット、部分負荷ステップ4の場合）
ステップ
ｎ
部分
負荷率
凝縮器入口
空気温度（℃）
部分負荷
係数ＰＬＦｎ		部分負荷
ＣＯＰｎ		部分負荷
平均ＣＯＰｎ		          ＰＬＦ差        
         （重み）        		加重平均
1
 
2
 
3
 
4
 
  		100％
 
75％
 
50％
 
25％
 
0％ 		35
 
30
 
25
 
20
 
15 		1.0
 
0.9
 
0.4
 
0.1
 
  		2.6
   ＞
3.0
   ＞
3.4
   ＞
2.4
 
0.0 		 
2.8
 
3.2
 
2.9
 
2.4
  		 
（1-0.9）＝0.1
 
（0.9-0.4）＝0.5
 
（0.4-0.1）＝0.3
 
（0.1-0.0）＝0.1
  		 
0.28
 
1.60
 
0.87
 
0.24
 
   IPLV2.99


　IPLVの計算では、部分負荷係数ＰＬＦが重要な因子である。部分負荷比率100％（定格運転）の成績係数が良くても、 ＰＬＦを決める加重平均の重みは0.1に過ぎない。計算例では、加重平均の重みは部分負荷比率75％で0.5と最大であり、 ＩＰＬＶを向上するためには、このときの成績係数を向上することが効果的である。
　部分負荷係数は、部分負荷率の累積出現頻度を示すと考えられ、部分負荷率に対して図1のようなＳ字形曲線を描く。 曲線の微分係数は相当する部分負荷率の出現頻度を示し、図１では、部分負荷率60％が最大出現頻度であるかことがわか る。部分負荷係数は、ＡＲＩが米国の気象条件、建物負荷などから求めた曲線であり、必要に応じて日本版へのデータ補 正が必要と思われる。
　以上のようにＩＰＬＶは、部分負荷条件のＣＯＰを用いた簡単な計算で期間性能を評価することが可能であり、実用価値が 高い。期間成績係数の導入では、ルームエアコンやパッケージエアコンが先行して年間成績係数ＡＰＦの導入を計画 する中、チラーなどの大型セントラル機器では、日本版の部分負荷係数に基づいたＩＰＬＶでの運用が過渡的には好ましい と考える。
　
文　献

　1）ARI:Standard 210/240:Unitary Air Conditioning and Air source Heat Pump Equipment(2003),pp.39-41.
　2）ARI:Standard 340/360:Industrial Unitary Air Conditioning and Heat Pump Equipment(2000),pp.14-16.
　3）ARI:Standard 550/590:Chilling Packages using the Vapor Compression(2003),pp.24-27.
　4)空気調和・衛生工学会：「建築・設備の省エネルギー指針（1994）」pp.382-385.
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