脱原発と暖房費との関係は？

2006年ドイツの総発電量
出典：ドイツエネルギー・水産業協会（BDEW）

拝啓

連邦政府は決議案を可決した：

•  日本の原発事故後、一時的に停止していたドイツで最も古い7基の原子力発電所は、送電網に再接続されることはないだろう。
• 他の10基の原子力発電所の残りの運転寿命は、一定の期限に制限される。
• 原子力発電は2022年末にようやく段階的に廃止されるが、核燃料棒税は存続する。
• 最終処分場探しはさらに強化され、拡大している。
• 例えば、ドイツ北部から南部へ風力発電を送るために、電力網は急速に拡張される。より高価な地下ケーブルも使用される予定だ。
• 洋上風力発電、水力発電、地熱発電への補助金が増額される一方、太陽光発電と陸上風力発電への補助金は減額される。同時に、古い風力タービンは、より強力な新しい風力タービンと交換されることになっている。
• すでに建設中の新しい石炭火力発電所とガス火力発電所に加え、さらに10ギガワットの化石燃料発電所の容量が追加される予定だ。しかし、これらの発電所は可能な限り効率的でフレキシブルなものでなければならない。しかし、CO2排出量削減の国家目標は維持される。
• 2012年から2014年までの間、建物のエネルギー効率改修のための資金は、まず年間15億ユーロに増額される。さらに、エネルギー消費削減のための措置は、より容易に税額控除できるようになる。こうして政府は、省エネとCO2排出量削減のため、毎年建物ストックの2％を確実に改修することを目指している。

出典：AFP、WELT ONLINE、WIKIPEDIA

それは我々にとって何を意味するのか？

ドイツエネルギー・水産業協会（BDEW）によれば、2009年の総発電量に占める原子力発電所の割合は23%であった。つまり、現在91TP3トンの発電能力が不足していることになるが、既存の埋蔵量から問題なく賄えることは明らかだ。現在のところ、風力、水力、廃棄物、太陽光発電の設備容量がこれ以上ないため、このギャップはおそらく化石燃料（2009年：発電量57%）またはバイオマス（2009年：発電量4%）でカバーしなければならないだろう。ここで留意すべきは、発電所の予備能力は、燃料の使用量を増やすことによってのみ活用できるということである！配分を考慮すると、現在、スイッチオフされた原子力発電容量の90%以上が、化石燃料の追加使用によってカバーされていると考えられる。今後、化石燃料を使用する発電所の容量を可能な限り「効率的かつフレキシブル」に拡大するのであれば、特に天然ガス（2009年：発電量に占める割合13%）の割合を増加させなければならない。さらに、ガスはCO2排出量が最も少ない化石燃料である。同時に、ガスはドイツ、特に一般家庭において、建物の暖房に最も重要なエネルギー源でもある。

結論：電気ヒートポンプの暖房費が高くなるだけでなく、ガスや石油の暖房費も上昇する。早ければ来年にもコスト削減の恩恵にあずかれるよう、この夏に暖房システムへの投資を行いましょう。

なぜ2ゾーンローディングと2ゾーンアンローディングの両方が必要なのか？

今頃は噂になっているのでしょうか．

というのも、可能な限り最適な層状化が、バッファー・ストレージ・タンクを効率的に利用するためのすべてであり、最終的な方法だからである。というのも、できるだけうまく成層化された貯蔵タンクだけが、すでに比較的満杯の状態でも熱を吸収し、すでに比較的空の状態でも熱を放出できるからである。このメリットの秘密は、うまく成層化されていれば、シリンダーは常に上部が熱く、下部が冷たい（画像、バッファ2-4）のに対し、混合シリンダーは上から下まで温かい（画像、バッファ1）という事実にある。高温と低温の境界はできるだけ急でなければならない。シリンダーが満タンであればあるほど（画像、バッファ3）、この限界は低くなり、空であればあるほど（画像、バッファ4）、この限界は高くなる。

バッファーストレージタンクの充電状態

いずれにせよ、うまく成層化された貯蔵タンクには、できるだけ少ない量のお湯しか入っていない。

いまだに多くの人が犯している過ち

レンディミックス3×2（1加熱回路用）またはレンディミックス3×4（2加熱回路用）のデュアルゾーン排出アセンブリを使用することで、バッファ貯蔵タンクの成層化が大幅に改善され、太陽熱システム全体の効率が著しく向上し、オペレーターが非常に満足していることを、多くのお客様が実感しています。また、rendeMIX 2×3 2ゾーンローディングアセンブリ（薪ボイラーまたはCHPユニット用の還流ブースト付き）が、具体的なメリットをもたらすことに気づいたオペレーターもいます。しかし、この2つのプロセスの組み合わせ、つまり2ゾーンチャージと2ゾーンディスチャージの同時使用こそが、バッファシリンダーの絶対的なピーク性能に拍車をかけることを理解している人はごく少数です。もう片方をやっているからといって、片方をやらないのは、単に著しく劣った結果に落ち着くことを意味する。

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なぜ両者の組み合わせが成功するのか？

どちらの方法も、シリンダーの弱点である中温の湯に主眼を置いている。残念なことに、これはシリンダー内の避けられない乱流によって何度も何度も生じるもので、最も洗練された内部構造をもってしても、完全に回避することはできない。しかし、この温かい混合水を系統的かつ優先的に使用することで、最終的にシリンダー内を「ダイナミックに整理整頓」することが可能になる。つまり、熱がシリンダー内を輸送される際に成層が改善されるのである。バッファーシリンダーがまず熱源によって充電され、その後に消費者によって排出されるという仮定は非現実的である。実際には、両方のプロセスが多かれ少なかれ常に同時に行われる。

例1

20kWの薪ボイラーがバッファーを介して20kWのシステムに供給される場合、シリンダーの熱量は一定に保たれる。それにもかかわらず、2ゾーン方式によるシリンダーの同時充放電は、混合温水がすべて除去され、シリンダーの成層が完全に再構築されることを意味する。

例2

消費電力が20kWを超えると、バッファシリンダーは徐々に、しかし確実に空になっていく。

例3

消費電力が20kWを下回ると、余剰電力が熱備蓄に追加されるため、バッファ貯蔵タンクはゆっくりと、しかし確実に満たされる。

プロのアドバイス：気分の良さは戦いの半分

コントロールループの品質とは？

CHP上のセンサー

コントローラは、指定されたSET値と測定されたACTUAL値を常に比較し、その差（偏差）からSET値とACTUAL値の偏差をできるだけ小さくすることを目指して反応（操作対象変数）を決定します。例えば、CHPユニットで60℃の一定の戻り温度が必要な場合、この値をSET値とし、ACTUAL値は温度センサーで決定される。考えられる反応としては、電気駆動で混合弁を開く、止める、閉じるの3点信号で、戻り温度を上げたり、維持したり、下げたりすることである。

センサーによる行動制御

制御ループの品質とは、例えば、時間TでSETPOINT値が急激に変化した後、コントローラがどれだけ正確に、どれだけ素早く、ACTUAL値をSETPOINT値に近づけるかということである。理想的には、ACTUAL値が目標をわずかにオーバーシュートするのは1回だけで、その後はこの側からSETPOINT値に近づく。コントローラの動作が遅すぎると、目標に到達するまでに時間がかかりすぎる。コントローラの速度が速すぎると、目標値を何度もオーバーシュートすることになる。この例では、サーボモーターも制御ループの一部であり、その品質に影響を与えるため、このオプションが使用可能な場合は、コントローラーのランタイムを正しく設定する必要があります。

デッドタイムとは何か？

センサーからミキサーまでの距離が長い

制御システムのデッドタイムとは、制御装置の変化の影響がセンサーによって検出されるまでの経過時間のことである。例えば、上述した還流ブースターのセンサーがCHPユニットの還流入口に設置され、ミキサーが5メートル離れた場所に設置されている場合、デッドタイムは、水がミキサーからセンサーまでの距離(s)を速度(v)で流れるのに必要な走行時間(t)と少なくとも同じ長さになります。

t = s / v

v = Q / A = Q / ¼πDN².

熱出力12.5kWのCHPユニットが80℃の流量を供給し、60℃の還流を受ける場合、デルタTは20Kであり、流量(Q)は0.54m³/hである。この結果、例えば5mの区間では、以下の公称幅での流速（v）と以下の運転時間（t）となる：

DN [mm］		v [m/s］	t [s］
15	½“	0,84	5,9
20	¾"	0,47	10,6
25	1″	0,30	16,5
32	1¼"	0,19	27,0

このことからわかるように、公称サイズを大幅にオーバーすると、デッドタイムが大幅に増加する。そして、これは確実にコントローラーの高い品質の妨げになる。

なぜ正しいセンサーの取り付けが重要なのか？

また、デッドタイムを不必要に増加させないためには、センサーとミキサー間の距離をできるだけ小さくしなければならないことも明らかである。したがって、センサーの取り付け位置は、考慮しなければならない最初のパラメーターである。

センサーからミキサーまでの距離が短い

しかし、加熱水からセンサーへの熱伝達は、時間的な関連性を持つハードルでもある。熱伝達が良好であればあるほど、センサーの反応も速くなります。測定対象の加熱水が流れるパイプの外側に取り付けられる接触センサーは、特に一般的です。ここでは3つの主な要因が作用する：

接触面
接触面はできるだけ大きくなければならない。例えば、センサーを波形パイプの上に縦に配置した場合、熱伝導に利用できるのは小さな数点だけである。

滑らかなチューブでは、センサーとチューブの接触は依然として線から成っています。熱伝導性ペーストや他の熱橋を使って初めて、ラインは迅速な熱伝達を保証する必要な接触面になります。

熱伝導ペーストなしのセンサーと熱伝導ペーストありのセンサー

遷移材料の熱伝導率

金属は、プラスチックや酸化物（錆）、その他の不純物とは対照的に、最も優れた熱伝導体です。そのため、センサーを取り付ける前にパイプを金属製にし、入念に洗浄する必要があります。

接触圧力

接触圧の張力は永続的に弾性を維持する必要があり、張力調整ストラップを選択する際にはこの点を考慮しなければならない。この点で、スパイラル・スプリング・ワイヤーはケーブル・タイより確実に優れており、ケーブル・タイは粘着テープより確実に優れている。

ストラップの張力による接触圧

最悪の場合、CHPユニットの還流に恒久的な温度変動が発生するほど制御ループの品質を悪化させる可能性がある。

熱伝達が悪いとデッドタイムが長くなる