省エネルギーセンター会長賞受賞
「オフィス・店舗用エアコン XEPHY 6シリーズ」 CS-P80U6|CU-P80G6|CZ-10RT4C 他 全21機種

地球温暖化の危機が叫ばれている中、環境にやさしく省エネ性の高い機器の開発は必要不可欠になっています。
また、一般事務所における電力消費の48%が空調機器で占められているという、資源エネルギー庁の推計があることからオフィス・店舗用エアコンの省エネ化(高効率化)はきわめて重要になっています。

今回、販売構成比率の高い「4方向天井カセット形室内機」と地球温暖化係数(GWP)の低い冷媒 R32 を採用した「高効率室外機 G6シリーズ」により、オフィスや店舗における低負荷時の運転効率を徹底的に改善することで、従来機種(X4シリーズ)から通年エネルギー消費効率(AFP)を大幅アップ、業界トップクラスの省エネ性を有した商品を開発しました。

また、省エネ性だけでなく、多くの人々が交じり合うオフィスや店舗では、ウイルス、花粉、におい等を抑制するための空気清浄も求められます。4方向天井カセット形室内機では、イオン放出量を大幅に改良した「ナノイーX」を搭載することで、快適(清潔)性向上を実現しました。
さらに、オフィス・店舗用エアコンでは、機器の停止や、サービス対応の遅延が設備の停止や使用空間の停滞を招くため、迅速なサービスが強く求められます。今回、スマートフォンカメラと光ID通信を利用した「datanavi」システムを新開発し、メンテナンス/サービス性を向上しました。このシステムは、使用者が自ら使用電力量なども比較チェックすることができ、システム全体の省エネ管理をおこなえるようになっています。

これら、オフィスや店舗に設置いただく空調機器に求められている「省エネ性」・「快適性」・「迅速なサービス性」を高く評価していただき、「XEPHY 6シリーズ」は平成29年度(2017年)の省エネ大賞において、省エネルギーセンター会長賞を受賞しました。


省エネ大賞受賞商品の主な仕様と特長

主な仕様

製品の主な仕様(7.1kW 代表機種)
機種名(4方向天井カセット形室内機種)CS-P80U6
機種名(4方向天井カセット形パネル)CZ-160KPEU5
機種名(高効率G6室外機)CU-P80G6
機種名(datanavi対応リモコン)CZ-10RT4C
区分(オフィス・店舗用エアコン)※14方向カセット形/ab
基準エネルギー消費効率(APF)※15.7
通年エネルギー消費効率(AFP)※27.2
定格冷房能力(kW)7.1
パッケージエアコン

主な特長

  1. 低負荷時の運転効率の徹底した改善により業界トップクラスの省エネ性を実現。7.1kWクラス:「AFP:7.2」、3.6kWクラス:「AFP:7.6」
  2. 「ナノイーX」により大空間の清潔性、快適性向上。使用電力量も「僅か3W」で実現
  3. 光IDとクラウドを利用した「datanaviシステム」により、スマートフォンで機器情報、サービス情報を入手し、迅速なサービス性と利用者の省エネ行動促進を実現。

15年前機種との省エネルギー性の比較(7.1kW代表機種)
機種 本製品
6シリーズ
従来製品
4シリーズ
15年前製品
UCシリーズ
期間消費電力量(kWh)※2 1258 1363 3254
年間電気代(円)※3 33,966 36,801 87,858
発売開始年 2017年 2013年 2002年

「省エネ性」を向上させた技術  低負荷時の運転効率を徹底的に改善した運転効率の向上によりAPFを0.6向上

外気温による運転時間の変化グラフ(外気温との温度差が少ない低負荷環境での運転時を考慮)

オフィス・店舗など、断熱、機密性の高い現代の建築では、外気の影響を受けにくいため、暖房運転、冷房運転において、低負荷の発生頻度が高くなっています。そこで、高負荷時の運転性能は維持しながら、発生頻度の高い低負荷での運転効率を徹底的に改善することで、システム全体の高性能化を図りました。

室外機の高性能化

室外機の効率に関する設計ポイントを従来の高負荷(定格~最大能力)領域から、低負荷(最小~中間能力)領域へシフトし、圧縮機、膨張弁、熱交換器等の仕様を大きく変更することで、最大能力は維持しつつ、低負荷時の運転効率を向上させています。

発生頻度の高い低負荷時の運転効率の向上

【 圧縮機 】
  • シリンダー容積/モーター積厚変更
    中間能力効率:5%向上
  • 圧縮機駆動パラメーターのチューニングと信頼性の確認
    最小運転Hz:12Hz→10Hz(最小能力:17%低減)
【 膨張弁 】
  • 「低負荷時の小流量特性」と「高負荷時の最大流量」を両立させる流量特性に改善し、圧縮機の最小運転 Hz に応じた小流量コントロールを可能に。
    機器最小能力:10~15%低減
室外機の構成図(圧縮機、膨張弁、熱交換器それぞれの位置)

運転全域の性能向上

【 熱交換器 】
  • 運転全域での性能向上に向け、2列 → 2.5列、2.5列 → 3列へ大型化
    熱交換容積 20~30%増加
【 低GWP冷媒 】
  • 冷媒R32:高負荷運転領域での圧力損失を低減
熱交換器(2列から2.5列、3列へ サブ熱交換器を追加)

室内機の高性能化

室内機では、「熱交換器の改善」を実施しました。

発生頻度の高い低負荷時の運転効率の向上

【 熱交換器 】
  • 「圧力損失の低減」と「熱伝達率(流速)の維持」を両立した分流パスパターンに変更
    中間分流方式の採用 液側:流速アップ ガス側:圧力損失を抑制
室内機の熱交換器 配管経路パターンの従来製品の経路パターンと受賞製品経路パターン

運転全域の性能の向上

【 送風系 】
  • 室内機吹き出し口フラップを大型化し、補助翼を追加
    乱流渦の解消と、風量到達性能の向上
  • ターボファンの翼形状を2次元翼形状から、逆S字形状に変更
    新3次元翼形状により乱流渦を抑制し、翼が受ける空気抵抗を低減。

送風系の改善:風量を約5~10%増加

室内機の風路改善 ターボファンを2次元ファンから逆S字ファンへ変更し乱流渦を抑制

新・室外機、室内機によるAPF向上

これら、低負荷時の運転効率を徹底して改善した新・室外機、室内機で実使用状態での通年エネルギー効率を大幅に改善し、業界トップクラスのAPFを達成する事ができました。

新・室外機、室内機によるAPFの向上
ユニット 要素
APF向上 寄与率 低負荷運転効率 高負荷運転効率
室外機 圧縮機、膨張弁 +0.25 42%
熱交換器 +0.05 8%
冷媒 +0.05 8%
室内機 熱交換器 +0.10 17%
送風系 +0.15 25%
合計 +0.60 100%  

冷房定格容量別 従来製品とのAFP比較(4方向天井カセット形組み合わせ)
冷房定格能力
(kW)
[使用冷媒]
受賞製品
G6シリーズ
[R32]
従来製品
X4シリーズ
[R410A]
備考
3.6 7.6 7.0 (業界トップ)
4.0 7.5 7.0 (業界トップ)
4.5 7.5 6.9 (業界トップ)
5.0 7.3 6.7 (業界トップ)
5.6 7.3 6.7 (業界トップ)
7.1 7.2 6.6 (業界トップ)
10.0 7.0 6.5 (業界トップ)
12.5 6.6 6.1  
14.0 6.5 5.9 (業界トップ)

大空間の省エネを実現したエコナビ制御

大空間を空調するオフィス・店舗用エアコンでは、「人の活動量と在/不在」あるいは、「空間全体の温度ムラ」により空調空間の状態が変化しやすくなります。このような大空間の快適性と省エネ性を両立させるため、室内機に設置した3つのセンサー(人感、湿度、床温)を用いた「エコナビ」制御による省エネ運転を実現。

室内機に搭載された温度センサー、人感センサー、床温センサーとオフィスのイメージ図

人感センサー

「活動量」と「在/不在」を検知し、不要な運転を抑制

活動量:「大」で暖房時の設定温度を1℃低く運転。活動量:「小」で冷房時の設定温度を1℃高く運転。不在が30分以上継続すると設定温度を±2度シフトさせ運転。

人が不在時の省エネ効果
冷房時:最大28% 暖房時:最大39%

湿度センサー

温冷感指標を考慮した温度/湿度コントロール

湿度センサーにより、冷房時、活動量が多くても湿度が低ければ設定温度を高くして運転。暖房時、活動量が少なくても湿度が高ければ設定温度を低くして運転。

湿度が高い場合は暖かいと感じるので設定温度を0.5℃低く、湿度が低い場合、涼しく感じるので設定温度を0.5℃高くする温度シフトを実施。
消費電力量:最大6%削減

床温センサー

「温度ムラ」を検知し、フラップコントロールで気流をかくはん

在室時は風をよけ、不在を検知するとサーキュレート運転を実施(最大10分間)サーキュレート運転により、床上50cm付近の温度を設定温度に引き上げるのに、約60分短縮可能。

室内の上下温度ムラを検知。温度ムラが大きい場合、フラップ風向によるサーキュレート運転により、部屋全体温度ムラを解消
設定温度への到達時間を短縮


大空間の「快適性」「清潔性」を確保 [ナノイーX]

空気中の水分から生み出される微粒子イオンを用い、空気中の花粉等(アレル物質)の活動を抑制し、脱臭にも効果を発揮する「ナノイー」は家庭用エアコンに採用されてきました。今回、従来よりも約10倍のナノイーイオンを生成する「ナノイーX」を搭載することで、より大きな空間のオフィスや店舗でも「快適性」「清潔性」を実現しました。

ナノイーXデバイスを室内機の送風経路内に設置。

「ナノイー」とは

「ナノイー」とは、空気中の水分から生みだされる微粒子イオンで、電荷を帯びた水分子を微粒子化したもので、OHラジカルを多く含んだ帯電微粒子水が空気中の花粉(アレル物質)の活動を抑制し、脱臭にも効果があります。

「ナノイーX」とは

放電方式を「コロナ放電」から、より集中的に放電できる「マルチリーダー放電」にすることで、OHラジカルを従来の10倍生成することができるようになり、屋内空間での空気の浄化効果や脱臭効果をさらに向上させたデバイスです。


大空間拡散シュミレーション

4方向天井カセット形室内機において、部屋容積417m3(幅13.9m×奥行き10m×高さ3m)の空間で、室内機風量:37m3/分、ナノイー半減期:10分としてシュミレーション。

シュミレーション評価結果 効果があるとされる白い部分が全体の91%を占める

120分後、大空間であっても空間全体の91%にナノイーの効果が得られる濃度係数以上となり、十分な効果が期待できる。

大空間タバコ臭 脱臭評価

約30畳の部屋に試験片(タバコ臭を付着させたカーテン片)を吊るし、送風運転で「ナノイーX」を室内に供給し、脱臭性を臭気強度ランクで評価。

120分後の臭気強度ランクで自然減衰に対し、ナノイーXを使用することで、約0.7ランク低減した

120分後の臭気ランクを確認すると、自然減衰に比べ、0.7ランク低減。ナノイーを搭載した家庭用エアコンと同等の低減量を確認。

エアコン内部 カビ発芽抑制検証

冷房運転停止時のカビ抑制をおこなう内部クリーン機能を追加。運転停止後にフラップを閉じ、「ナノイーX」を微弱風量でショートサーキット循環。

ナノイーXを内部循環する内部クリーン運転がない場合、カビの発芽が認められたが、内部クリーン運転があった場合、カビの発芽は認められなかった。

「ナノイーX」 有り/無し で9日間のカビ発芽抑制検証の結果、ナノイーX 有りの場合、カビの発芽は認められず。


「迅速なサービス性」を実現した情報入手 [datanaviシステム]

オフィス・店舗用エアコンは、業務用機器として「迅速なサービス性」が求められています。サービスマンが現場で、設置されている機器の情報(機種名・運転情報など)を簡単に入手し、迅速なサービスを可能にするための仕組としてLink Rayサービスで使われている光ID技術を応用した光データ通信システムと情報クラウドを連携させた[datanaviシステム]を開発しました。

Link Rayサービスとは…

可視光通信技術の一つで、光ID技術を利用し、スマートフォンでLED光源の変調(点減)パターンを読み取って様々な情報の入手を実現するパナソニックの光IDソリューションです。

※ 「Link Ray」は、パナソニック株式会社の商標です。

光データ通信

オフィス・店舗用エアコンに接続されているリモコンのバックライトLEDを改良。リモコンのボタン操作によりLEDを点減することで、接続された機器情報を発信。このLEDの変調をスマートフォンのカメラで読み取ることで、接続された機器情報をスマートフォンのdatanaviアプリで読み取ることができます。

  • 製品機種名
  • 運転状況
  • 警報情報
  • 消費電力量

などの情報をスマートフォンで手軽に入手可能

サービス情報データベース(クラウド)

インターネットに接続されたスマートフォンにインストールされたdatanaviアプリにより読み取られた機器情報を元に、サービス情報データベース(クラウド)からの取説などのサービス情報の確認や、警報情報のサービスマンとの共有。また省エネモニターとして運転状況や消費電力量などの把握が可能です。

  • 取扱説明書
  • サービス資料
  • サービス履歴
  • 運転状況(保存)

datavaviアプリで読み取った機器情報に関する情報を手軽に入手可能

設置された空調機器とサービス情報クラウドをスマートフォンで連携するイメージ図

迅速なサービス対応に加え、オフィス・店舗用エアコンの管理者(使用者)が、「本日の消費電力量」や「1日/1週間/1ヶ月の消費電力推移グラフ」をサービス情報クラウド上に保存、簡単に利用できるシステムとしたことで、日々のエネルギーチェックなど、利用者の省エネに対する意識、行動を向上、促進していただけるサービスとして提供しました。


《 文中注記 》

  1. ※1:経済産業省公示第213号(平成21年)による区分と基準AFPを示す。
  2. ※2:JIS B 8616:2015 パッケージエアコンディショナーに準拠。
  3. ※3:公益社団法人全国家庭電気製品公正取引協議会発行の「家公協 第13-120号通達 平成26年4月28日」に基づく。 目安単価(円/kWh)1kWh当り27円(税込)で算出

掲載させて頂いている内容は、それぞれ省エネ大賞受賞時のものです。
既に生産・販売が終了している商品や、仕様変更、価格改定、組織の変更等、最新の情報と異なる場合がありますのでご了承ください。

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