地下水熱源式ヒートポンプシステムによる効率的な豚房温度管理技術

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れに基づいて農薬を使用して下さい。また、成果情報によっては、その後変更・廃止されたものがありますのでご注意下さい。
［成果情報名］地下水熱源式ヒートポンプシステムによる効率的な豚房温度管理技術
［要
約］地下水熱源式ヒートポンプを用いたスポット冷房や床暖房により、分娩豚房や離乳豚
房を効率的に温度管理することができる。
［部
署］山形県農業総合研究センター養豚試験場
［連絡先］Tel 0234-91-1255
［成果区分］普
［キーワード］地下水熱源式ヒートポンプシステム、スポット冷房、床暖房
-----------------------------------------------------------------------------------------［背景・ねらい］
繁殖豚は暑熱ストレス、子豚（哺乳豚、離乳豚）は寒冷ストレスに弱い。このことから、生産性の
向上を図るためには、分娩豚房や離乳豚房の効率的な温度管理が重要となる。今回、地下水熱源式ヒ
ートポンプ（以下、
「HP」という。）を用いて効率的な温度管理システムを開発するとともに、その実
用性を検証する。
［成果の内容・特徴］
１ HP（定格能力：温水 12kw、冷水 9kw）システムは、スポット冷房及び床暖房（以下、「HP 床
暖」という。）に利用できる（図 1）。
２
スポット冷房では、豚舎内温度が 30℃の時に 4～5℃低下させる効果が期待できる（図 2）
。また、
15 豚房について、約 8 時間 30 分運転した場合の電気料金は、300 円程度（15.2kwh×＠18 円/kw）
である（表 1、2）
。
３
HP 床暖では、33℃程度の床上表面温度を確保することが可能で、温度ムラも小さい（表 3、図 3）。
また、24 豚房について、24 時間運転した場合の電気料金は、1,400 円程度（75.7kwh×＠18 円/kw）
である（表 4、表 5）
。
４
本定格能力の HP 床暖において、暖房能力を維持できる最大規模は、25 豚房である（図 4）。
５
5 豚房以上で HP 床暖はコルツヒーター（100V300W）より使用電力量が少なくなる。また、豚
房数が増える程、その効果は大きくなり、25 豚房の使用電力量を比べると HP 床暖は、コルツヒー
ターの約 6 割削減が可能となる。（図 5）
６
熱量千キロカロリーあたりのコストは、HP 床暖において 7.6 円となり、コルツヒーターやガス
ブルーダーに比べて、効率的な暖房が可能である（図 6）。
［成果の活用面・留意点］
１冷暖房を行う豚房の数や位置を考慮して、HP の能力及び台数を選定する必要がある。
２
HP からスポット冷房や HP 床暖を行う場所までの距離が、冷暖房の性能に影響することに留意
する。
［具体的なデータ］
HP床暖
（離乳豚用12ヶ所）
地下水
HP
HP:ヒートポンプ
離乳豚房
BT：バッファタンク
BT
FC
FC：ファンコイル
PD
スポット冷房
（繁殖豚用15ヶ所）分娩豚房
PD：ポリダクト
HP システムの概略
図１
●：循環ポンプ
HP床暖
（哺乳豚用12ヶ所）
表1　スポット冷房運転成績（15豚房、8h33min運転）
32.0
項　目
HP稼働時間
30.1
30.0
冷房熱量
28.0
26.0
25.7
24.0
2群間で有意差あり
（P＜0.01）
22.0
20.0
無処理
スポット冷房処理
図2　スポット冷房の有無と温度
表2　スポット冷房運転効率（15豚房、8h33min運転）
数量
単位
数量
単位
4.8
時間
使用電力量(HP）
項　目
8.2
kWh
-39.0
kWh
使用電力量(循環ポンプ：HPとBT間)
1.5
kWh
エネルギー消費効率（COP）
4.7
使用電力量(循環ポンプ：BTとFC間）
2.1
kWh
システムCOP（SCOP）
2.6
使用電力量(FC）
3.4
kWh
HP稼働時水道水温度
15.9
℃
合計使用電力量
15.2
kWh
HP稼働時排水温度
21.0
℃
電気料金（18円/kW）
274
円
HP稼働時BTからHPへの冷温水温度
13.4
℃
HP：ヒートポンプ、BT：バッファタンク、FC：ファンコイル
HP稼働時HPからBTへの冷温水温度
10.3
℃
HP稼働時BTからFCへの冷温水温度
13.3
℃
HP稼働時FCからBTへの冷温水温度
16.8
℃
使用水量
10.6
t
HP：ヒートポンプ、BT：バッファタンク、FC：ファンコイル
表3　コルツヒーターとHP床暖における保温箱内温度の比較
コルツヒーター（100V300W）
SD
入口
中央
奥
AVE
床上20cm
14.0
19.1
14.9
16.0 ± 2.7
床上5cm
16.5
20.7
13.6
16.9 ± 3.6
床上表面
19.2
23.8
18.8
20.6 ± 2.8
注）保温箱内における測定位置は図3のとおり
入口
16.6
14.2
32.7
（℃）
H　P　床　暖
SD
中央
奥
AVE
16.3
17.4
16.8 ± 0.6
15.3
18.4
16.0 ± 2.2
33.0
33.7
33.1 ± 0.5
試験区【HP床暖】
対照区【ｺﾙﾂﾋｰﾀｰ100V300W】
奥
入口
中央
35cm
入口
35cm
中央
35cm
奥
35cm
※ｺﾙﾂﾋｰﾀｰは中央部の床上40cmに設置
図3　保温箱内における測定位置
表4　HP床暖運転成績（24豚房、24時間)
項　目
数量
HP稼働時間
23.0
暖房熱量
206.6
エネルギー消費効率（COP）
3.3
システムCOP(SCOP）
2.7
HP稼働時水道水温度
13.5
HP稼働時排水温度
9.9
HP稼働時BTからHPへの冷温水温度
42.1
HP稼働時HPからBTへの冷温水温度
45.8
HP稼働時BTからYP（分娩）への冷温水温度
42.4
HP稼働時YP（分娩）からBTへの冷温水温度
39.6
HP稼働時BTからYP（高床）への冷温水温度
42.9
HP稼働時YP（高床）からBTへの冷温水温度
40.2
使用水量
37.0
HP：ヒートポンプ、BT：バッファタンク、YP：床パネル
HP稼働時間（ｈ/日）
24
単位
時間
kWh
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
t
18
12
6
0
6
12
図4 HP床暖豚房数とHP稼働時間
18
24
25.5
（円/千kcal）
25
y = 0.7617x + 4.55
R² = 0.9515
0
表5　HP床暖運転効率（24豚房、24時間)
項　目
数量
単位
使用電力量(HP）
61.9
kWh
使用電力量(循環P：HPとBT間)
4.9
kWh
使用電力量(循環P：BTとYP（分娩）間）
4.4
kWh
使用電力量(循環P：BTとYP（高床）間）
4.5
kWh
合計使用電力量
75.7
kWh
電気料金（18円/kW）
1,363
円
HP：ヒートポンプ、P：ポンプ、BT：バッファタンク、YP：床パネル
30
豚房数
使用電力量（kWh/日）
200
180
160
140
120
100
80
分岐点
60
40
20
0
4.9
0
6
20.9
20
ｺﾙﾂﾋｰﾀｰ
y = 7.2x
15
11.3
10
7.6
5
HP床暖房
y = 2.0933x + 25.05
R² = 0.9437
12
18
24
豚房数
図5 コルツヒーターとHP床暖における使用電力量の比較
0
ｺﾙﾂﾋｰﾀｰ
ｶﾞｽﾌﾞﾙｰﾀﾞｰ
HP床暖
図6 熱量（千kcal）あたりのコスト
試算条件
・コルツヒーター：100V300W、単価18円/kwh
・ガスブルーダー：12,000kcal/ｶﾞｽ1kg、単価135円/LPｶﾞｽ1kg
・HP：SCOP2.7 、単価18円/kwh
［その他］
研究課題名：ヒートポンプを用いた効率的な豚房温度管理システムの確立
予算区分：県単
研究期間：平成２７年度（平成２５～２７年度）
研究担当者：星光雄
発表論文等：第１０３回日本養豚学会大会

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