環境と省エネルギーのためのエネルギー新技術大系

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環境と省エネルギーのためのエネルギー新技術大系 / 日本伝熱学会編

資料種別:

図書[目次DB]

出版情報:

東京 : エヌ・ティー・エス, 1996.8

形態:

xiv, 1134p ; 27cm

著者名:

日本伝熱学会 <DA09623603>

分担著者名:

ISBN:

9784900830097 [4900830097]

書誌ID:

BN14925196

子書誌情報

フルテキスト

所蔵情報

他の版・巻

環境と省エネルギーのためのエネルギー新技術大系. 普及版
日本伝熱学会編 , エヌ・ティー・エス , 2003.3

書誌詳細

その他の標題:

エネルギー新技術大系

注記:

監修: 黒崎晏夫
編集幹事: 土方邦夫
編集委員: 大竹一友ほか
執筆者: 野口聡ほか
各章末: 参考・引用文献

タイトルのヨミ:

カンキョウトショウエネルギーノタメノエネルギーシンギジュツタイケイ

著者名ヨミ:

ニホンデンネツガッカイ
オカザキ, ケン
ヨシカワ, クニオ
カガワ, トシハル
クロサキ, ヤスオ
コバヤシ, ヒデオ
カンザワ, アツシ
ヒジカタ, クニオ

主題:

エネルギー; 環境問題

言語:

日本語

目次情報:

第I編基礎編

第1章環境調和型熱エネルギー技術の基礎 3

第1節法律 5

1.環境関連法の要旨と解説 5

1.1 環境関連法体系の変革 5

1.2 環境基本法の概要 8

1.3 環境基本計画の概要 9

おわりに 9

2.省エネルギーに関する法律の要旨 11

はじめに 11

2.1 エネルギーの使用の合理化に関する法律(省エネ法) 11

2.2 エネルギー等の使用の合理化及び再生資源の利用に関する事業の促進に関する臨時措置法(平成5年3月31日法律第18号)(省エネ・リサイクル支援法) 12

3.新しい動き 15

3.1 環境管理規格制定にいたる背景 15

3.2 LCAとは 15

3.3 LCAの手法上の課題 16

おわりに 17

第2節環境・エネルギー利用の指標 18

1.サイクル論 18

1.1 ガスサイクル 18

1.2 蒸気サイクル 21

1.3 コンバインドサイクル 26

2.エクセルギー 29

2.1 エクセルギーとはなにか 29

2.2 エクセルギー解析を行う利点 31

2.3 混合に伴うエクセルギー変化 31

2.4 化学反応のエクセルギー変化 32

3.エネルギーシステム解析 34

はじめに 34

3.1 高効率発電技術 34

3.2 ライフサイクル分析 35

3.3 エネルギーシステム解析 36

おわりに 37

4.新しいシステム解析の考え方 39

4.1 外部性とは 39

4.2 外部性の経済学的意味 39

4.3 外部コスト項目 40

4.4 外部コスト算定の考え方 41

4.5 外部コストの算定手順 41

4.6 おわりに-外部コスト評価の課題 43

第3節計測・制御 45

1.エネルギー・環境関係の物理量の計測-主にレーザ利用の手法について 45

はじめに 45

1.1 流れの計測 45

1.2 濃度・温度計測 48

おわりに 50

2.データの収集・処理 52

はじめに 52

2.1 各種センサからの出力 52

2.2 コンピュータによるデータの収録 54

2.3 データ処理 55

おわりに 56

3.省エネルギー・環境のための制御 57

3.1 計算機制御システム 57

3.2 制御パラメータ調整法 57

3.3 省エネルギーのための複合制御システム 58

第4節新材料・媒体 60

1.高温材料 60

はじめに 60

1.1 金属材料 60

1.2 金属基複合材料 62

1.3 金属間化合物 62

1.4 セラミック材料と複合材料 62

1.5 炭素繊維/炭素複合材料 63

おわりに 63

2.極低温材料 64

はじめに 64

2.1 極低温材料の用途と所要特性 64

2.2 種々な極低温用材料 64

3.各種サイクル媒体 68

はじめに 68

3.1 水および水溶液に関する動向 68

3.2 フッ素化合物に関する動向 69

3.3 自然媒体に関する動向 71

おわりに 71

第2章環境調和型熱エネルギー変換 73

第1節燃焼 75

1.ガス燃料の燃焼 75

1.1 環境調和型燃焼法 75

1.2 環境汚染物質防除の化学動力学 84

1.3 乱流燃焼のモデリング 87

2.液体燃料の燃焼 91

2.1 連続燃焼 91

2.2 内燃機関の燃焼 103

3.固体燃料の燃焼 116

3.1 石炭の性状 116

3.2 微粉炭燃焼の基礎過程 121

3.3 流動層燃焼の基礎過程 127

3.4 石炭の高温燃焼時における基礎特性 131

4.新燃料の燃焼 132

4.1 水素の燃焼 132

4.2 メタノールの燃焼 136

第2節直接変換 142

1.MHD発電 142

1.1 開放サイクルMHD発電 142

1.2 密閉サイクルMHD発電 151

2.熱電直接変換 159

はじめに 159

2.1 原理 159

2.2 熱電発電の現状 160

2.3 研究開発の動向 161

2.4 高効率材料の可能性 162

おわりに 165

3.燃料電池 167

3.1 燃料電池の原理 167

3.2 燃料電池の理想熱効率 168

3.3 燃料電池内のエネルギー損失 169

3.4 燃料電池発電システムの構成 170

3.5 燃料電池発電システムの特徴 170

3.6 燃料電池の種類 172

第3節自然エネルギー変換 173

1.太陽エネルギー-太陽光発電- 173

はじめに 173

1.1 クリーンでユニークな特徴をもつ太陽光発電 173

1.2 太陽電池の原理とエネルギー変換効率 175

1.3 研究開発の現状と鍵技術 179

1.4 拡がる応用システム 180

1.5 地球環境問題への新しい貢献 182

2.地熱エネルギー 184

2.1 地熱開発の現状 184

2.2 代替エネルギーとしての地熱発電 184

2.3 地熱発電システムの概要 184

2.4 地熱井管理上の課題 186

2.5 地熱水の有効利用 188

2.6 未利用地熱エネルギーの利用 189

おわりに 189

3.風力エネルギー 191

第3章高効率エネルギー移動・制御 195

第1節伝熱促進・制御 197

1.拡大伝熱面 197

1.1 拡大伝熱面 197

1.2 熱通過,フィン効率 197

1.3 拡大伝熱面の伝熱 199

2.単相流における伝熱促進・制御 212

はじめに 212

2.1 伝熱促進の基本的原理 213

2.2 中断フィンによる伝熱促進 214

2.3 旋回流発生による伝熱促進-ねじれテープ 216

2.4 境界層攪乱による伝熱促進-乱れ促進体 218

2.5 その他の単相対流伝熱促進 219

おわりに 220

3.蒸発・沸騰における伝熱促進・制御 223

3.1 受動型の伝熱促進 223

3.2 能動型の伝熱促進 231

3.3 沸騰空間の狭隘化による促進 232

3.4 蒸発伝熱の促進 233

4.凝縮における伝熱促進・制御 235

はじめに 235

4.1 構造面 235

4.2 伝熱促進体 244

4.3 電場 244

4.4 混合蒸気の凝縮促進 247

5.二相流における伝熱促進・制御 252

5.1 概論 252

5.2 フィン付管 252

5.3 波状およびらせん溝付管 257

5.4 ねじりテープ挿入管 258

5.5 その他 260

6.熱ふく射における伝熱促進・制御 262

6.1 熱ふく射の特性 262

6.2 ふく射伝熱促進・制御の基本的な考え方 262

6.3 ふく射による伝熱促進・制御方法 263

第2節高効率熱輸送・熱拡散 270

1.サーモサイホン 270

1.1 サーモサイホンの定義 270

1.2 サーモサイホンの応用 270

1.3 単相サーモサイホンの流動様相 271

1.4 二相サーモサイホンの流動様相 271

1.5 密閉形二相サーモサイホン 272

2.ヒートパイプ 280

2.1 概観 280

2.2 動作温度と作動流体 280

2.3 動作限界 281

2.4 作動流体とコンテナ材の両立性 282

2.5 封入液量 282

2.6 最大熱輸送量の予測 282

2.7 様々なヒートパイプ 283

3.その他の高効率熱輸送 293

3.1 ドリームパイプの熱輸送 293

3.2 ループ形ヒートパイプ 296

第3節断熱 299

1.断熱法 299

1.1 断熱法の基礎 299

1.2 真空断熱系 301

2.熱遮断法 304

2.1 膜冷却 304

2.2 アブレーション 306

2.3 能動熱遮断法 307

第4節新しい動き 310

はじめに 310

1.工学的ニーズ 310

2.急速非定常伝熱の特性 311

3.温度制御から能動的伝熱制御へ 313

3.1 物性値の変化特性を利用する制御 313

3.2 相変化を利用する制御 314

3.3 分子伝熱制御 314

おわりに 314

第4章エネルギー貯蔵 317

第1節貯蔵の原理 319

1.エネルギーとエクセルギー 319

1.1 供給から需要にいたるエネルギーの流れとエクセルギー 319

1.2 エクセルギー 319

1.3 エネルギー貯蔵とエクセルギー 320

1.4 エネルギーとエクセルギーの有効利用 320

2.様々なエネルギー変換と貯蔵 320

2.1 エネルギー変換の例 320

2.2 エネルギー貯蔵の原理とエネルギー収支 321

3.エネルギー貯蔵法の分類 321

3.1 貯蔵時のエネルギー形態による分類 321

3.2 貯蔵前のエネルギー形態による分類 322

3.3 エネルギー輸送とエネルギー貯蔵 322

4.エネルギー貯蔵法の概要 323

4.1 熱的エネルギー貯蔵 323

4.2 化学的エネルギー貯蔵 323

4.3 力学的エネルギー貯蔵 323

4.4 電磁気的エネルギー貯蔵 324

4.5 その他 324

第2節エネルギー貯蔵の指標 325

1.エネルギー貯蔵の応用分野と導入形態 325

1.1 電力負荷平準化 325

1.2 自然エネルギー利用システム 326

1.3 コージェネレーションシステム 326

2.エネルギー貯蔵装置の性能を表す指標 327

2.1 貯蔵装置へのシステムからの要求項目 327

2.2 貯蔵特性 327

2.3 運転特性 329

2.4 安全・立地 329

3.エネルギー貯蔵の経済性 330

3.1 エネルギー貯蔵装置の建設費 330

3.2 エネルギー密度と貯蔵費用 330

4.将来のエネルギーシステムとエネルギー貯蔵 331

4.1 エネルギーのネットワーク 331

4.2 経済性の再評価 331

第3節エネルギー貯蔵の新しい動き 333

はじめに 333

1.エネルギー・環境・社会とエネルギー貯蔵技術 334

2.エネルギー・フローの強靱性の確保とエネルギー貯蔵 336

3.水素をエネルギー媒体とした場合のエネルギー貯蔵の寄与 338

おわりに 340

第II編機器・技術編

第1章省エネルギー・環境調和の基礎 343

第1節集塵技術 345

1.機械式集塵技術 345

1.1 粒径分布と濃度測定 345

1.2 粒子運動 349

1.3 各種機械式集塵方式の原理 352

1.4 産業用機械式集塵装置 357

2.電気集塵技術 371

2.1 放電現象 371

2.2 微粒子の荷電 376

2.3 帯電粒子の運動と集塵 379

2.4 電気集塵における異常現象と対策 383

2.5 産業用電気集塵装置 388

第2節ガス浄化技術 395

1.ガス浄化技術の基礎 395

1.1 排煙脱硫技術 395

1.2 排煙脱硝技術 400

2.産業用脱硫装置 402

はじめに 402

2.1 脱硫装置の種類 402

2.2 湿式法 402

2.3 半乾式吸収法 406

おわりに 408

3.産業用脱硝装置 409

3.1 脱硝装置の種類および概要 409

3.2 選択接触還元法 409

3.3 酸化吸収法 412

3.4 活性炭法(同時脱硫・脱硝法) 413

3.5 まとめ 414

4.各種有害ガス除去技術(塩化水素,重金属ガスなど) 416

4.1 塩化水素(HCl) 416

4.2 重金属ガス 418

第3節排水対策技術 421

1.概要 421

1.1 排水処理の考え方 421

1.2 排水処理の原理とプロセス 422

2.立地の水環境計画(アセスメント) 423

2.1 現況調査 423

2.2 予測・評価 423

3.水質計測および管理 426

3.1 概論 426

3.2 電力産業における水質計測および管理 429

4.水処理技術 434

4.1 ボイラ水処理技術 434

4.2 排水処理技術 437

4.3 温排水対策 444

4.4 窒素,リンおよび生活排水処理 446

第4節騒音・振動対策技術 453

1.騒音・振動の伝搬 453

1.1 騒音・振動の概要 453

1.2 騒音・振動の尺度 453

1.3 騒音レベルの測定方法 454

1.4 騒音の伝搬特性 454

1.5 音の屈折・音の反射・音の回折 455

1.6 振動の伝搬 456

1.7 騒音・振動防止の基本的考え方 457

2.防音技術 458

2.1 発生源対策 458

2.2 防音技術の概要 458

2.3 防音技術の適用 460

3.防振技術 462

3.1 機械振動の防振 462

3.2 伝達振動の防振 463

3.3 非連成条件の設定 464

3.4 防振材料 464

3.5 防振技術の適用 465

第5節需要家側省エネ・環境技術 467

1.室内温熱環境 467

1.1 人体の代謝熱放散と温熱感 467

1.2 断熱および日射遮蔽 468

1.3 換気 470

2.地域環境 472

2.1 都市のエネルギー消費 472

2.2 都市気温とエネルギー消費 475

2.3 地域や都市の省エネルギー・環境保全計画 477

3.建物の環境計画と省エネルギー 479

3.1 エネルギーを使う建築設備 479

3.2 エネルギー消費の現状 481

3.3 エネルギー消費量の大きい建築設備と建築計画 481

3.4 建築設計と管理における省エネルギー 482

第6節新技術への動き 484

1.高温集塵技術セラミックフィルタ 484

2.エレクトレットフィルタ 486

はじめに 486

2.1 エレクトレットフィルタの初期摘集効率 486

2.2 エレクトレット電荷の安定性 487

3.電気集塵装置のパルス荷電 489

はじめに 489

3.1 パルス荷電の回路原理 489

3.2 パルス荷電の特徴 490

3.3 パルス荷電性能テスト結果 491

おわりに 492

4.電気集塵の新方式 494

4.1 ワイドスペース型電気集塵装置 494

4.2 移動電極型電気集塵装置 494

4.3 高速流湿式電気集塵装置 494

5.発電設備における活性炭排煙処理技術 496

5.1 技術の歴史 496

5.2 活性炭の特性 496

5.3 活性炭排煙処理システム 499

5.4 今後の課題 499

6.製鉄設備における環境対策技術 500

6.1 大気関連 500

6.2 水質関連 501

6.3 発生物関連 501

6.4 省エネルギー 501

7.核凝縮現象とガス浄化 503

はじめに 503

7.1 核凝縮法の原理と装置構成 503

7.2 微粒子およびガスの除去性能 504

おわりに 505

8.電子ビーム照射排ガス処理法 506

8.1 電子ビーム照射排ガス処理法のしくみと特徴 506

8.2 研究開発の現状 507

9.放電プラズマガス処理法 509

9.1 ガス状有機大気汚染物質処理 509

9.2 放電プラズマ化学反応によるガス浄化 512

10.オゾン利用技術 514

10.1 オゾンとは 514

10.2 オゾンの四つの作用 514

10.3 オゾンの濃度単位 514

10.4 オゾン発生技術 514

10.5 脱臭分野でのオゾン利用 515

10.6 殺菌分野でのオゾン利用 515

10.7 水処理分野でのオゾン利用 517

10.8 パルプ漂白分野でのオゾン利用 517

10.9 その他の分野でのオゾン利用 517

11.排水処理技術 518

11.1 エネルギー消費から見た排水処理方式の評価 518

11.2 最適処理方式の選択 518

11.3 ゼロエミッションをめざしたプロセスの構築 519

12.防音・防振技術 520

12.1 音のアクティブ制御 520

12.2 振動のアクティブ制御 521

第2章環境調和型エネルギー変換 523

第1節ボイラの燃焼機器 525

1.小型ボイラ 525

はじめに 525

1.1 NOx・CO低減対策技術 525

1.2 ばいじん低減対策技術 530

2.大型ボイラ 532

はじめに 532

2.1 大型ボイラの技術開発 532

2.2 大型ボイラの使用燃料と構成 533

2.3 大型ボイラの燃焼装置 538

2.4 燃料油燃焼装置 542

2.5 ガス燃焼装置 548

2.6 石炭燃焼装置 550

2.7 大型ボイラにおける燃焼管理 561

第2節固定層および流動層ボイラの燃焼機器 567

1.固定層および常圧流動層ボイラ 567

1.1 固定層ボイラ 567

1.2 常圧流動層ボイラ 572

おわりに 577

2.加圧流動層燃焼ボイラ 578

はじめに 578

2.1 加圧流動層燃焼技術開発の経緯 578

2.2 加圧流動層燃焼技術 579

2.3 アドバンスド加圧流動層燃焼 583

おわりに 584

第3節ガスタービンおよびエンジンの燃焼機器 586

1.ガスタービン 586

1.1 環境,省エネルギーとガスタービン 586

1.2 高温化 586

1.3 低NOx化 589

1.4 燃料多様化 591

2.ディーゼルエンジン 594

2.1 排気ガスおよびばいじん 594

2.2 NOx低減対策 594

2.3 SOx低減対策 601

2.4 ばいじん低減対策 601

2.5 まとめ 602

3.ガソリンエンジン 604

3.1 排気浄化 604

3.2 燃費低減 611

第4節燃料電池 618

1.リン酸型燃料電池 618

1.1 特徴 618

1.2 発電システムと主要部構造 619

おわりに 623

2.溶融炭酸塩型燃料電池 624

2.1 溶融炭酸塩型燃料電池(MCFC)の特徴 624

2.2 MCFC本体の構成材料 626

2.3 開発の現状と今後の課題 627

3.固体酸化物燃料電池 630

はじめに-原理と概観 630

3.1 SOFCの開発状況 630

3.2 SOFCの問題点とセリア利用による新しい解決方向 636

4.その他の燃料電池 638

4.1 固体高分子型燃料電池(PEFC) 638

4.2 直接型メタノール燃料電池(direct methanol fuel cell:DMFC) 643

4.3 その他 643

4.4 まとめ 643

第5節クリーン燃料の新しい動き 645

1.石炭のガス化 645

1.1 総論 645

1.2 噴流床方式石炭ガス化炉 649

1.3 流動床方式石炭ガス化炉 654

1.4 固定床方式石炭ガス化炉 656

2.石炭の液化 658

2.1 直接液化 658

2.2 間接液化 662

3.水素およびメタノールの製造 666

3.1 燃料としての水素およびメタノール 666

3.2 水素の製造 666

3.3 メタノールの製造 668

4.廃棄物固形化燃料(RDF)技術 671

はじめに 671

4.1 RDFの種類と分類 672

4.2 RDFの特徴 672

4.3 日本国内におけるRDF製造の現状 673

第6節新しい動き 678

1.高温ガスタービン 678

はじめに 678

1.1 高温ガスタービン技術の変遷 678

1.2 今後の展望 683

おわりに 684

2.複合サイクル 686

2.1 複合サイクルの特徴と期待 686

2.2 複合サイクル発電設備の現状 686

2.3 将来型複合サイクル発電設備 687

第3章高効率エネルギー移動・制御 695

第1節熱交換器 697

1.シェル・アンド・チューブ型熱交換器 697

1.1 熱交換器の構造 697

1.2 形式とその選定 698

1.3 熱交換器の設計 702

1.4 最近の技術動向 702

2.フィンつき管形 704

2.1 空冷熱交換器 704

2.2 排熱回収熱交換器 709

おわりに 711

3.各種熱交換器 712

はじめに 712

3.1 プレートフィン形熱交換器 712

3.2 プレート式熱交換器 715

3.3 回転形蓄熱式熱交換器 716

3.4 冷却塔 717

3.5 直接接触式凝縮器 719

第2節蒸気圧縮式ヒートポンプ・冷凍機 722

1.遠心式 722

1.1 概要 722

1.2 遠心ヒートポンプ・冷凍機の構造 722

1.3 フロン規制への対応 723

1.4 省エネルギー化 725

1.5 ヒートポンプ 726

1.6 大容量化 729

1.7 夜間電力利用と蓄熱 729

おわりに 730

2.往復動式圧縮機 731

はじめに 731

2.1 構造 731

2.2 性能 733

2.3 環境調和型へ 734

3.回転式容積型圧縮機 736

はじめに 736

3.1 圧縮機の種類と適用冷凍能力範囲 736

3.2 高効率化 736

3.3 フロン規制対応 739

3.4 省資源,リサイクル 741

第3節吸収式ヒートポンプ・冷凍機 745

1.単効用・二重効用吸収冷凍機 745

はじめに 745

1.1 単効用,二重効用吸収冷凍機 745

おわりに 754

2.各種吸収ヒートポンプ 756

2.1 吸収ヒートポンプと冷凍機 756

2.2 第一種と第二種吸収ヒートポンプ 756

2.3 第一種吸収ヒートポンプ 756

2.4 第二種吸収ヒートポンプ 757

2.5 第三種吸収ヒートポンプ 758

2.6 第一種吸収ヒートポンプの実施例 759

2.7 第二種吸収ヒートポンプの実施例 760

第4節新しい動き(新冷媒,自然冷媒,吸着) 761

1.新冷媒の展開 761

1.1 フロン冷凍機と環境問題とのかかわり 761

1.2 フロン規制への対応 763

1.3 R-22代替冷媒の開発 764

1.4 将来展望 771

2.特殊冷凍機・ヒートポンプ 772

はじめに 772

2.1 気体冷却方式 772

2.2 特殊な気体冷凍方式 774

2.3 電子冷却 776

2.4 特殊ヒートポンプ 778

おわりに 779

3.吸着式冷凍機 781

はじめに 781

3.1 吸着式冷凍機の原理 781

3.2 吸着剤の種類と物質熱伝達 785

3.3 吸着式冷凍機の種類とその応用 787

3.4 吸着式冷凍機研究の動向 789

おわりに 789

第4章貯蔵 791

第1節熱エネルギー貯蔵 793

1.顕熱蓄熱 793

1.1 熱の授受による物質の温度変化 793

1.2 顕熱蓄熱に用いられる材料 794

1.3 蓄熱材との熱交換 795

1.4 顕熱蓄熱装置 797

1.5 まとめ 799

2.潜熱蓄熱 801

はじめに 801

2.1 潜熱蓄熱システムの考え方 801

2.2 潜熱蓄熱器の実施例 806

おわりに 809

第2節電気エネルギー貯蔵 811

1.超伝導エネルギー貯蔵(SMES) 811

はじめに 811

2.実用超伝導線の現状 811

2.1 実用超伝導材料の種類 811

2.2 極細多芯超伝導線 812

2.3 安定性と保護 814

2.4 超伝導エネルギー貯蔵装置の構成装置および原理 815

2.5 超伝導エネルギー貯蔵装置開発の現状 820

3.新しい動き 822

はじめに 822

3.1 高温超伝導材料の検討例 822

3.2 高温超伝導エネルギー貯蔵システムの検討例 823

第3節力学エネルギーの貯蔵 825

1.フライホイール 825

はじめに 825

1.1 フライホイールの特徴 825

1.2 フライホイールの現状 830

2.揚水発電 835

はじめに 835

2.1 揚水発電所の形式 835

2.2 揚水発電の経済性 836

2.3 ポンプ水車の高落差・高速・大容量化 837

2.4 高速・大容量発電電動機 840

2.5 可変速揚水発電システム 840

第4節化学エネルギー貯蔵 845

1.二次電池 845

はじめに 845

1.1 実用電池に要求される条件 845

1.2 二次電池の現状と新型二次電池の動向 847

おわりに 853

2.化学エネルギー輸送・貯蔵システム 854

はじめに 854

2.1 自然エネルギー輸送・貯蔵システムの概要 854

2.2 世界エネルギーシステム 857

おわりに 859

3.新しい動き 861

3.1 化学蓄熱 861

3.2 光化学反応による貯蔵 865

3.3 生物的貯蔵 866

第III編実例応用編

第1章プラント施設 873

第1節製鉄プラント(エネルギーマネッジ,省エネルギー,排熱回収等) 874

はじめに 874

1.製鉄プラントのエネルギー利用の実態 875

1.1 製鉄プロセスのエネルギー消費構造 875

1.2 今までのエネルギー有効利用への取組み 878

2.今後の省エネルギー 890

2.1 現状未利用排エネルギーの実態 891

2.2 今後の製鉄プロセス各工程変更による省エネルギー 898

2.3 排熱回収,利用の拡大 907

おわりに 911

第2節石油化学プラント 913

はじめに 913

1.石油化学工業のエネルギー使用の実態 913

1.1 日本のエネルギー使用に占める石油化学工業の位置 913

1.2 石油化学工業のエネルギー消費の推移 913

1.3 石油化学製品別のエネルギー使用量 915

1.4 石油化学工業のエネルギー原単位 915

1.5 石油化学工業におけるこれまでの省エネルギー対策 916

1.6 最終排出エネルギーの実態 916

2.最近の石油化学工業の省エネルギー対策例 918

2.1 エチレンプラント 918

2.2 多変数モデル予測制御の適用 921

2.3 ピンチ解析手法による省エネルギー 924

2.4 蒸気バランスの最適化 925

2.5 静的,動的シミュレータの活用 925

おわりに 926

第2章発電施設 929

第1節コンバインドサイクル発電 930

はじめに 930

1.コンバインドサイクル発電の導入 930

1.1 火力発電の役割 930

1.2 ガスタービン技術の進歩 931

1.3 コンバインドサイクル発電の導入 932

2.コンバインドサイクル発電の概要 933

2.1 コンバインドサイクル発電の原理 933

2.2 コンバインドサイクル発電の種類 934

3.コンバインドサイクル発電の運用上の特徴 935

4.富津1・2号系列コンバインドサイクル発電プラントの概要と運用実績 937

4.1 富津火力1・2号系列の概要 937

4.2 富津火力1・2号系列の運用実績 939

5.1,300℃級ACC発電プラントの開発導入 940

5.1 1,300℃級ガスタービンの開発 943

5.2 低NOx燃焼器の開発 944

5.3 ACCシステムの最適化 945

6.横浜火力7・8号系列ACC発電プラントの計画概要 945

6.1 横浜7・8号系列の構成と仕様諸元 945

6.2 横浜7・8号系列の配置計画 947

6.3 横浜7・8号系列の建設状況 947

7.ACC発電プラントによる経年火力の設備更新 947

8.ACC発電の展望 950

第2節石炭利用発電 951

1.発電用燃料としての石炭 951

1.1 わが国における発電用石炭利用の推移 951

1.2 わが国における石炭利用発電の見通し 952

1.3 火力発電技術の現状 953

2.高効率火力発電システム開発の動向 953

2.1 蒸気サイクルの高温高圧下による効率向上 953

2.2 蒸気タービンの性能向上による効率向上 954

3.各種コンバインドサイクルによる効率向上 955

3.1 加圧流動床複合発電(PFBC発電) 955

3.2 石炭ガス化複合発電(IGCC発電) 957

4.その他のコンバインドサイクル 962

4.1 石炭ガス化トッピングサイクル 962

4.2 石炭ガス化燃料電池複合サイクル発電 962

4.3 石炭ガス化MHD発電 962

5.石炭利用高効率発電技術の将来展望 963

6.まとめ 964

第3章地域熱供給施設 965

第1節電気式地域冷暖房 966

1.概要並びに特徴 966

1.1 経済性に優れる 966

1.2 環境保全性に優れる 966

1.3 エネルギー使用効率が高い 967

1.4 未利用エネルギーの活用効果が高い 967

2.システムの基本構成 967

2.1 システムの基本構成要素 967

2.2 熱源系 968

2.3 蓄熱槽系 968

2.4 供給系 968

2.5 電源系 968

2.6 監視制御系 968

3.計画・設計における留意点 970

3.1 安定供給の確保 970

3.2 経済的な設備 970

3.3 運転操作性・保守サービス性の向上 970

3.4 省エネルギー・環境保全性の向上 970

3.5 未利用エネルギー活用可能性の検討 970

4.未利用エネルギー活用事例 972

4.1 箱崎地区地域冷暖房(河川水利用熱供給システム) 972

4.2 後楽一丁目地区地域冷暖房(下水利用熱供給システム) 975

5.技術展望 979

5.1 高密度蓄熱技術 979

5.2 管摩擦抵抗の低減技術 979

5.3 高効率ヒートポンプ技術 980

第2節ガス式地域冷暖房 981

1.ガス式地域冷暖房の始まりと特色 981

1.1 ガス式地域冷暖房の始まり 981

1.2 ガス式地域冷暖房の特色 981

2.一般的なガス式地域冷暖房システム 982

2.1 ガスボイラのみ 982

2.2 ガスボイラ+蒸気吸収冷凍機 982

2.3 ガスボイラ+蒸気タービン駆動ターボ冷凍機 983

2.4 ガス吸収冷温水機 984

2.5 地域配管設備 985

2.6 地域冷暖房の導入効果 987

3.コージェネレーションを導入した地域冷暖房システム 988

3.1 コージェネレーションとは 988

3.2 ガスタービンコージェネレーションシステムの特徴 988

3.3 ガスエンジンコージェネレーションシステムの特徴 989

3.4 ガスタービンコージェネレーションを導入した地域冷暖房 989

3.5 ガスエンジンコージェネレーションを導入した地域冷暖房 991

3.6 コージェネレーションの導入効果 993

3.7 コージェネレーションにおける窒素酸化物低減対策 993

3.8 全国のコージェネレーションを活用した地域冷暖房 994

4.未利用エネルギーを活用した地域冷暖房システム 994

4.1 未利用エネルギーとは 994

4.2 清掃工場排熱を活用した地域冷暖房 994

4.3 河川水を活用した地域冷暖房 997

4.4 海水を活用した地域冷暖房 997

4.5 未利用エネルギー活用の効果 997

5.今後のガス式地域冷暖房 998

第4章エネルギー貯蔵施設 1001

第1節圧縮空気貯蔵発電 1002

はじめに 1002

1.CAESの特徴 1002

1.1 CAESシステムの概要 1002

1.2 空気貯蔵法 1004

2.海外のCAESシステム 1005

2.1 フントルフ発電所 1006

2.2 マッキントッシュ発電所 1006

3.わが国におけるCAESシステム 1008

3.1 地下空洞貯蔵方式 1008

3.2 都市型CAES方式 1008

4.CAESの経済性 1013

おわりに 1015

第2節熱エネルギー貯蔵(蓄熱システムの実施事例) 1016

1.水蓄熱システムおよび潜熱蓄熱システム 1016

2.水蓄熱システムの特徴と種類 1018

2.1 蓄熱システムの経済性 1018

2.2 水蓄熱システムの種類と特性 1019

2.3 蓄熱槽の設計 1021

3.氷蓄熱システム 1025

3.1 氷蓄熱システム導入の背景 1025

3.2 水蓄熱システムと氷蓄熱システムの経済性 1026

3.3 氷蓄熱システムの種類と技術課題 1026

4.氷蓄熱システムの導入事例 1027

4.1 システム導入の背景 1028

4.2 氷蓄熱システムの概要 1028

4.3 システムの基本構成 1029

4.4 システムの実施例 1029

4.5 まとめ 1033

5.潜熱蓄熱を用いた大規模地域熱供給設備 1033

5.1 設備概要 1033

5.2 MM21DHCの概要 1034

5.3 大規模潜熱蓄熱システム 1038

5.4 まとめ 1048

第5章建築エネルギーシステム 1049

第1節省エネルギービル 1050

はじめに 1050

1.ビルにおける省エネルギー 1050

1.1 エネルギー消費量 1051

1.2 主要な省エネルギー手法 1052

1.3 評価手法 1052

2.省エネルギービルの実例 1056

2.1 大林組技術研究所本館 1056

2.2 ニッセイ四日市ビル 1061

第2節省エネルギー工場 1064

1.序文 1064

2.バイオ研究所におけるヒートポンプ蓄熱システムの実例 1064

はじめに 1064

2.1 建築概要 1064

2.2 空調設備概要 1064

2.3 蓄熱システムの特徴 1065

2.4 夏期の運転実績 1065

おわりに 1068

3.製薬工場におけるヒートポンプの利用 1068

はじめに 1068

3.1 建築概要 1068

3.2 空調設備概要 1068

おわりに 1071

4.電算センタにおけるヒートポンプの利用 1071

はじめに 1071

4.1 建築概要 1071

4.2 空調設備概要 1071

おわりに 1073

5.医薬品工場における熱回収型熱源システム事例 1073

はじめに 1073

5.1 建築概要 1074

5.2 空調設備概要 1074

5.3 熱源システムの運転概要 1074

おわりに 1075

第6章新しい動き 1077

第1節分散型発電所 1078

1.分散型発電への流れ 1078

1.1 大規模集中型と小規模分散型 1078

1.2 分散型発電所の利点 1078

1.3 規制緩和 1078

1.4 公害対策 1079

2.コージェネレーション(熱電併給)システム 1079

2.1 Cogenerationの語義 1079

2.2 コージェネレーションの省エネルギー性と経済性 1079

2.3 排熱回収の方法 1080

2.4 コージェネレーション(熱電併給)の実施例 1080

3.ピーク対応型発電施設 1085

3.1 電力需要の昼夜間格差 1085

3.2 ガスタービンによるピーク対応発電 1086

3.3 ピーク対応に適した高効率ガスタービン発電設備の事例 1086

4.ごみ焼却発電施設 1093

4.1 現状と将来計画 1093

4.2 ごみ焼却発電の技術的な難しさ 1093

4.3 ごみ焼却発電の高効率化の手段 1093

4.4 ごみ焼却の集中化と発電の高効率化(RDF発電) 1094

第2節新エネルギー利用環境共生住宅 1095

はじめに 1095

1.建築概要 1095

2.エネルギーシステム 1096

2.1 燃料電池の住宅への適用 1096

2.2 熱源システム 1097

2.3 電源システム 1099

2.4 制御システム 1099

3.建物熱性能と空調システム 1100

3.1 住宅熱性能 1101

3.2 空調システム 1101

4.自然環境計画 1104

5.生活廃棄物,排水処理システム 1106

6.アクアループシステム 1108

7.フレキシビリティの高い建築設備システム 1108

8.住宅と設備機器 1109

おわりに 1111

第I編基礎編

第1章環境調和型熱エネルギー技術の基礎 3

第1節法律 5

1.環境関連法の要旨と解説 5

1.1 環境関連法体系の変革 5

1.2 環境基本法の概要 8

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