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JR東日本、上越新幹線の散水消雪設備でヒートポンプの実用化試験

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JR東日本、上越新幹線の散水消雪設備でヒートポンプの実用化試験

JR東日本は、上越新幹線の雪害対策設備である五年消雪基地において、再生可能エネルギーである空気熱を有効利用するために、ヒートポンプの実用化に向けた長期耐久試験を2013年1月より開始すると発表した。

本試験では、複数台のヒートポンプを仮設し、既存ボイラシステムと複数台のヒートポンプの最適な制御方法を開発し、CO2排出量の削減効果について検証する。ヒートポンプを活用した鉄道向けの散水消雪の試験設備としては、国内で最大規模となる。

同社では、環境負荷低減およびCO2排出量の低減方策として、鉄道フィールドにおける再生可能エネルギーの利用拡大を目指しており、同社研究開発センターでは、上越新幹線の雪対策設備である散水消雪設備の熱源として、空気熱を有効利用することを目的にヒートポンプの活用を進めている。

散水消雪設備は、河川より取水した水をボイラで加熱後、線路設備の送水本管へ送水し、スプリンクラーで散水、散水した水を除じん後に再び回収するシステムになっている。上越新幹線全体における消雪区間は75.3kmで、32カ所の消雪基地が設けられている。五年消雪基地の散水面積は42,476m2、消雪距離は3,651m2。

今年度は、2011年度に金巻消雪基地において大型のヒートポンプを1台設置して実施した基礎試験を踏まえ、より規模の大きい五年消雪基地において行うもの。基礎試験では、寒冷地においてもヒートポンプでの空気熱利用が可能であること、また、約7%のCO2排出量削減効果が期待できることを確認している。

今回の試験では、金巻消雪基地にヒートポンプを3台設置。貯水槽の水をヒートポンプにより空気熱を利用して予熱し、ボイラによる化石燃料の消費量を削減する。また、予熱したエネルギーを最大限有効利用するため、既存ボイラの運転方法を変更することで最適化を図り、CO2排出量を削減する。

ヒートポンプの仕様は、加熱能力が520kW、使用範囲外気温度が-15℃~25℃、温水出口水温が35℃~55℃、冷媒はフロンR410A(フルオロカーボン410A)を使用している。実用化については、本試験結果を踏まえて検証を進めていく。

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