工業用ヒートポンプのCOPと節約額計算ツール
プロセス熱を供給する工業用ヒートポンプのCOP(成績係数)を見積もり、同じ熱量を供給するガスボイラーと運転コストを比較します。
結果
ガスボイラーと比べた年間節約額
推定COP
ヒートポンプの年間電気代
ガスボイラーの年間燃料費
ガス費用と同等になるCOP
使い方 ツール
- プロセスが必要とする年間の熱量を、購入しているエネルギーではなく利用熱量としてMWhで入力してください。ガスメーターの記録やボイラー容量が参考になります。
- プロセスが熱を必要とする温度と、ヒートポンプが熱を取り込む熱源(空気、水、廃熱など)の温度を入力してください。
- 理想に対する効率を確認してください。55%は計画用の仮定値です。条件に合ったメーカーの数値があれば置き換えてください。
- 電気料金とガス料金(kWhあたり)と、既存ボイラーの効率を入力してください。
- 推定COPと年間節約額を確認してください。節約額がマイナスの場合、この価格ではヒートポンプの方が運転コストが高くなります。
前提条件
- ヒートポンプは年間を通じて一定の出力とCOPで運転すると仮定します。実際のCOPは熱源温度、負荷、発停のパターンによって変わります。
- 理想に対する効率は測定値ではなく計画用の仮定です。見積もりや設計には、運転温度でのメーカーデータを使ってください。
- ガスと電気は固定の従量単価で評価します。基本料金、容量料金、炭素コスト、税や賦課金の変更は含みません。
- 配管や熱交換器での熱損失は、入力した熱需要に含まれているものとします。
技術的な詳細:各項目の意味
- 年間のプロセス熱需要
annualHeatDemandMWh - プロセスが1年に必要とする熱量(MWh)です。1MWhは1,000kWhの利用熱量であり、購入したエネルギー量ではありません。
- プロセスの供給温度
supplyTemperatureC - 利用地点で熱が必要とされる温度(°C)です。80〜150°Cの範囲で入力します。
- 熱源の温度
sourceTemperatureC - 熱源の平均温度(°C)です。−20〜50°Cの範囲で入力します。外気の場合は運転期間中の平均気温を使います。
- 理想に対するヒートポンプの効率
secondLawEfficiencyPercent - 理論上の最大COP(カルノー)にどれだけ近いかを示します。実機は理想の一部しか達成できません。55%は計画用の値です。古い機器や条件が合わない場合は下げてください。
- 電気料金
electricityPricePerKwh - 契約または請求書に基づく業務用電気の従量単価(£/kWh)です。合計額が必要な場合は基本料金を別途加えてください。
- ガス料金
gasPricePerKwh - 契約または請求書に基づく業務用ガスの従量単価(£/kWh)です。0より大きい値を入力してください。
- 既存ボイラーの効率
boilerEfficiencyPercent - 代わりに使うボイラーの季節効率です。凝縮式ボイラーは通常85〜95%、古いものはそれより低くなります。
方法論
理想(カルノー)COP=供給温度(K)÷(供給温度 − 熱源温度)。どちらも絶対温度(ケルビン)です。推定COP=理想に対する効率 × カルノーCOP。ヒートポンプの電気使用量=年間熱需要 ÷ COP。ガス費用=年間熱需要 ÷ ボイラー効率 × ガス料金。損益分岐COP=電気料金 × ボイラー効率 ÷ ガス料金。両者の運転コストが等しくなるCOPです。
計算例
熱源20°C、供給90°Cで年間1,000MWhのプロセス熱。効率55%、電気20p/kWh、ガス7p/kWh、ボイラー効率85%
入力項目: 年間のプロセス熱需要: 1000 MWh/yr, プロセスの供給温度: 90°C, 熱源の温度: 20°C, 理想に対するヒートポンプの効率: 55%, 電気料金: £0.20/kWh, ガス料金: £0.07/kWh, 既存ボイラーの効率: 85%
結果: 推定COPは約2.85です。ヒートポンプの年間費用は約£70,094、ガスは約£82,353で、年間約£12,259の節約になります。ガスと同等になるCOPは2.43です。
同じ施設で、熱源を5°Cの冷たい外気とし、プロセスが120°Cの熱を必要とする場合
入力項目: 年間のプロセス熱需要: 1000 MWh/yr, プロセスの供給温度: 120°C, 熱源の温度: 5°C, 理想に対するヒートポンプの効率: 55%, 電気料金: £0.20/kWh, ガス料金: £0.07/kWh, 既存ボイラーの効率: 85%
結果: COPは約1.88に下がり、ヒートポンプの年間費用は約£106,367となります。この価格ではガスより約£24,014高くなります。導入前に、その温度でのメーカーデータで確認してください。
実用的なアドバイス
- 損益分岐COPは、穏やかな試験条件での最大値ではなく、実際の供給温度と熱源温度でのメーカーのCOPと比較してください。
- 一般に、供給温度が低いほどCOPは高くなります。機器を購入する前に、プロセスをより低い温度で運転できるか確認してください。
- 投資判断の前に、ヒートポンプ販売会社に、実際の負荷パターンに基づく現場固有のCOPを確認してもらってください。
よくある間違い
- 購入したガスや電気の量を熱需要として入力すること。熱需要はプロセスが実際に必要とする利用熱量です。
- プロセスが必要とする以上に温かい熱源を想定すること。入力は供給80〜150°C、熱源−20〜50°Cに制限されています。この範囲外では、無効な結果であることを示すメッセージが表示されます。
- 高温プロセスに、穏やかな試験条件での最大COPをそのまま使うこと。
よくある質問
COPとは何ですか?
成績係数(COP)は、供給した熱量を使用した電力量で割った値です。COPが3なら、電気1kWhあたり熱3kWhを得られることを意味します。
供給温度が高いとCOPが下がるのはなぜですか?
熱源から供給までの温度差が大きいほど、ヒートポンプはより多くの仕事をするため、同じ電力で運べる熱量が減ります。
損益分岐COPは何を示しますか?
ヒートポンプの電気代が、ガスボイラーの燃料費と等しくなるCOPです。実際のCOPがそれより高ければ、現在の料金ではヒートポンプの方が節約になります。
最終確認日: 2026-10-18
カルノーに基づく近似と固定単価を用いた計画用の見積もりです。メーカーの性能データ、熱負荷の調査、エンジニアリング設計の代わりにはなりません。初期投資、保守、補助金、炭素係数、部分負荷時の挙動はモデル化していません。
このツール 上記の前提条件に基づく参考値を提示します。
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