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Jun 15, 2023

クリーンなマンションライフ: エアコンのない建物にヒートポンプを導入

Le pompe di calore vengono continuamente aggiunte ai condomini per aumentare il valore delle vendite e risparmiare denaro.

ヒートポンプはコンドミニアムに常に追加されており、販売価値を高め、冬の間は少しお金を節約でき、夏の暑い日には快適な快適さをもたらします。

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セントラル空調を考慮せずに建設された建物に住むコンドミニアムの住人として、私は隣人同様、気候変動の影響をこれまで以上に痛感しています。 毎年夏になると、新たな気温記録が更新され、かつては快適だった都会の安息の地が、うだるような暑さのホットボックスに変わってしまいます。 かつては贅沢品だったエアコンは、この気候変動の中で急速に必需品になりつつあります。

気候変動は、過去および今後数十年間のメガトレンドの 1 つにすぎません。 長期にわたるメガトレンドは、人口増加と都市化です。 過去 1 世紀にわたる農業と資源採掘の大規模な自動化により、農村地域に住む人の数は世界的に減少し、都市に住む人の数は急増しました。

北米のテレビ番組や映画では、世界中の人が郊外の一戸建て住宅に住んでいるように見えるかもしれませんが、現実には、そのように暮らしているのは世界のわずか 1% だけです。 アメリカの広大な郊外でも、住民の 20% が集合住宅に住んでいます。 オーストラリアを除けば、世界のどの国でも、アパート、コンドミニアム、タウンホーム、テラスに住む人がはるかに多くなっています。 アジアでは、人口の 90% がアパートやマンションに住んでいます。

そして、赤道から北または南に離れるほど、集合住宅の建物にはエアコンが設置されていない可能性が高くなります。 実際、赤道から遠ざかるほど気温の上昇は早くなり、カナダでは南に行くほど平均気温が2倍になるそうです。 私がここバンクーバーで経験しているように、エアコンなしでの生活はもはや現実的ではありません。 また、あなたがコンドミニアムの所有者である場合、ユニットの再販が問題になる可能性があります。 私のお気に入りの不動産業者の 1 人で、数年前、ラテンアメリカとアジアでの役割で世界中を駆け回った 10 年間を経て、私たちがようやく再び落ち着いたときにこの場所を見つけるのを手伝ってくれた人が、最近私にこう言いました。ビルトインエアコンがないことは、ますます多くの購入者にとって断りにくいことです。 それは交渉のポイントではなく、最終的な決定事項です。 彼らはユニットさえ見ません。 ポータブル AC ユニットはカウントされません。内蔵されている必要があります。

もう一つの大きな要因は、私が住んでいる市では、2025年以降に完成する新築住宅や集合住宅にはヒートポンプの設置が義務付けられていることです。 これは部分的には公衆衛生の問題でもある。ここブリティッシュコロンビア州南部は非常に温暖な気候であるにもかかわらず、暑さで人々が死亡し始めており、州内では2021年の1週間で619人が死亡し、翌年にはさらに暑い週に16人が死亡した。 事実上、高熱による死亡はすべて屋内で発生しており、当然のことながら、ほとんどの人が住んでいる場所、つまり本土南部で発生しています。 しかし、これは気候変動と電力供給戦略でもあります。ヒートポンプは明らかに冬に人々を暖かく保つために天然ガスを燃やすのではなく、ベースボードヒーターと同じように電力の3分の1を使用し、州や都市の電力供給に大幅に貢献するからです。グリッドに過負荷をかけずにソリューションの一部となるよう努めます。

それが意味するのは、私たちの建物内のコンドミニアムが、エアコンのない大部分のスイートではなく、初日からエアコンが組み込まれている急速に増えている新しい建物と突然比較され始めるということです。 それはコンドミニアムの価値を差別化するためのレシピであり、私たちにとって有利ではありません。

どうしよう、どうしよう？

さて、私はこれを経験し、自分の建物の解決策を推進してきました。そこで、サイズ 11 の靴を履いている他の人を助けるために、これまでの発見を共有したいと思います。

簡単に言うと、ヒートポンプは熱を外部から内部、または内部から外部に移動させる装置です。 これらは、炉やエアコンに代わるエネルギー効率の高い代替品です。 ヒートポンプの利点は、夏には家を涼しく、冬には暖かく、オールシーズンのソリューションとなることです。

ガスやガスを燃やして熱を作り出すのではなく、単に熱を移動させているだけであるため、運転に使用される電気の約 3 倍の熱または冷気のエネルギー (成績係数 (COP) と呼ばれるもの) を得ることができます。電気コイルを加熱します。 つまり、暖房費はベースボードヒーターを使用した場合の約 3 分の 1 であり、炭素価格が上昇している私の国では、ほとんどの州で 2027 年かそこらまでに天然ガスを燃やすよりも安くなります。 エアコンはワンウェイヒートポンプなので、夏場は節電効果がありません。

ヒートポンプは単なる双方向空調ですが、考慮すべき点がいくつかあります。

ヒートポンプを備えたほとんどの集合住宅用建物の HVAC システムを後付けすることは完全に可能です。 私から見て水の反対側にある建物で、誰かが給湯、暖房、冷房用にサンデン CO2 (冷媒については後で詳しく説明します) ヒートポンプの改修を検討していることを知っています。 サンデンは大手ベンダーの 1 つで、水に重点を置いています。そのため、私が数か月前に CEO 兼創設者のジェーン・メリア氏と話をしたハーベスト サーマル社は、同社の製品を家庭向けのソリューションと組み合わせて使用​​しています。

8 階建ての表彰台を備えた 233 戸の 19 階建ての私の建物では、屋根に空気源ヒートポンプを設置し、各階のユーティリティクローゼットまで冷媒ラインを配管し、そこからコンドミニアム内の空気交換ユニットが配置されるスイートに配管することができました。季節に応じて暑かったり寒かったりするでしょう。 しかし、それは非常に大規模な仕事であり、費用がかかり、多くの準備と計画、分厚い計画許可書類、市の承認などが必要です。

階層評議会と株主総会を通じて完全なセントラルヒートポンプを実現することはできなかったと確信しています。私は階層評議会の会長なので、判断するのに十分な立場にあります。 特に、私は 330 室の 4 階建ての駐車場で EV 充電の準備を進めており、建物の給湯システムを地域の地域暖房網に接続することを積極的に検討しているので、これは私たちのオーナーが特別徴収に同意するものではないと思います。 (それらについては、別のコンドミニアム生活の記事で書きます)、エンジニアリングに関する多くの質問、株主総会の承認などを伴う 2 つの取り組み。

そうは言っても、私は来週、オプションとしてフルセントラルヒートポンプを議会と共有する予定ですが、それは私を驚かせるかもしれません。

個々のアパートやタウンハウスに恒久的な設備として追加できるため、販売価格を高めるヒートポンプには主に 3 つのタイプがあります。 一つ目はミニスプリットです。 屋外のバルコニー、パティオ、または壁のブラケットに設置されるユニットと、スイートの内側にユニットがあり、通常は壁に取り付けられ、スイート内に吹き付ける空気を加熱または冷却します。 細い導管がそれらの間を走り、ガスと液体のチューブ、および電力線を運びます。 夏には、スイートから屋外のユニットに熱が奪われ、熱が外気に逃げます。 冬には、室外機が外気から熱を受け取り、チューブを通して室内機に送り、マンションの空気中に送り出します。 これにはマルチゾーンのバリエーションがあり、1 台の外部ユニットと 2 台または 3 台の内部ユニットが接続されています。

2 番目のタイプは、両方の部品を室内に設置しますが、壁を貫通して外側に 20 cm (8 インチ) の穴を 2 つ開けます。 これにはいくつかのタイプがあり、オリンピア スプレンディッド マエストロ (多くの人が指摘しているように、スペース全体にネーミングとブランド化の問題がある) には、外側の隣の壁に取り付けられる 1 つの室内ユニットと、もう 1 つの室内ユニットがあります。 ELFO マルチスプリット (名前の意味を見てください) には、大きな穴が開けられた建物の壁に沿った壁のあるクローゼットや食器棚に隠すことができるユニットがあり、その後、同じ種類の1 つまたは複数の細い壁に取り付けられたユニットにつながる細い電力、ガス、および液体の導管。

最後に、給湯器バージョンです。 メリアのハーベストサーマルと同様に、給湯器、炉、空調設備の代替として使用できます。 また、床下のチューブに水を流す輻射式床暖房システムにも対応しているため、スイートに暖房システムを導入している人にとっては非常に興味深い選択肢となっています。 一般的に言えば、私から数キロ離れたオンタリオ州に住んでいる良き友人で頻繁に協力する人がそうしているように、集合住宅団地内のタウンホームだけが独自の温水器や炉を備えている可能性が高いです。 これらのコンポーネントの 1 つが寿命に近づいているときは、故障した場合にさらに緊急修理が必要になるなど、すべてを温水、加熱、冷却を行うヒート ポンプに置き換えることを検討する良い時期です。

以前は別のオプションが市場にありましたが、ほとんどの場所でそれは水没してしまいました。 非常に有用なヒートポンプがあり、水のループを構築して機能します。通常は地熱ループや熱交換用のドリル穴が使用されます。 これは明らかに大規模なプロジェクトであり、そのような掘削は建物の建設時にのみ行われ、改修中に実行可能である可能性は低いです。 もちろん、建物の配管もたくさんあります。 問題となっている変種は、建物の温水システムと冷水システムからヒートポンプを稼働させるというものでした。 しかし、その場合、1日あたり2,500リットル（660ガロン）の新鮮な飲料水が排水溝に流される可能性があり、これはほとんどの場所で適切ではなく、気候変動のもう一つの影響である乾燥が進むバンクーバーの夏には当然適切ではありません。

ヒートポンプにはさまざまな加熱および冷却能力があります。 通常、1 階建てのオープンプランのコンドミニアムの約 90 平方メートル (1,000 平方フィート) には、1 つのユニットで十分です。 私たちの建物では、上層 2 階のいくつかの大きなスイートとタウンホームを除いて、これで十分です。 最上階のスイートの場合、おそらく 2 つで十分であり、マスター ベッドルームに 1 つを置くのが理にかなっています。 タウンホームの場合、地下室には疑問符が付きますが、フロアごとに 1 つずつ設置することは理にかなっています。 どうやら 2 台購入しても 1 台購入した場合と 1 台あたりの費用は同じですが、3 台目は半額なので、それを選択する人もいるかもしれません。

冷媒はユニット内を循環して熱を吸収および放出する作動流体であるため、ヒートポンプの動作において重要な役割を果たします。 しかし、非常に一般的な R410A などのハイドロフルオロカーボン (HFC) などの従来の冷媒は、高い地球温暖化係数 (GWP) を持っています。 これは、R410a は、すぐに劣化するにもかかわらず、100 年間で同量の二酸化炭素の 2,088 倍の温暖化効果があることを意味します。 持続期間が短いため、20 年間の GWP は 4,340 であり、多くの組織はそれがより重要であると考えています。 どちらもひどいです。 これらの冷媒が環境に与える影響は重大な懸念となっています。

HFC 冷媒問題に対応して、世界中で HFC の生産と消費を段階的に削減することを目的としたモントリオール議定書のキガリ修正案が 2016 年に採択されました。 思い出していただきたいのですが、モントリオール議定書は、CFC がオゾン層を破壊する一方で、HFC は破壊しないという理由で作成されました。 他の場所で何度か指摘したように、HFC は CFC よりも GWP が低いですが、それでも非常に悪いものでした。当時誰かがこれを指摘したはずですが、無視されました。 目標は、今後 30 年間で HFC の予測生産量と消費量を 80% 以上削減することです。

この国際協定により、今世紀末までに最大0.5℃の地球温暖化が回避されると期待されています。 また、冷媒の交換は比較的安価で簡単であるため、Project Drawdown の気候変動対策の費用対効果のランク付けリストでも第 1 位にランクされています (そして、冷媒と徹底的に戦う闇の資金はそれほど多くありません)。 たとえば、私の地元の食料品店の 1 つは最近、チーズ売り場の冷媒を CO2 に置き換えました。

中国や米国を含むほぼすべての国がキガリ修正案を批准しているため、これは世界の多くの地域で、目に見えないところで起こっています。

その結果、ヒートポンプではより低い GWP 冷媒を使用する方向に世界的に移行しています。 たとえば、R290 (プロパン) と CO2 (R744) は両方とも多くのユニットで利用可能です。 R290 の 100 年間の GWP は 0.02 であり、IPCC 6 の研究では、これまで理解されていた GWP 3 が誇張されていることが判明しましたが、CO2 の GWP は明らかに 1 であり、環境への悪影響ははるかに小さいです。

ただし、ヒートポンプは日用品であるため、どうしても必要な場合にのみ交換する必要があります。 たとえば、Maestro と ELFO はどちらも、私が検討したベンダーの三菱とダイキンと同様に、非常に高い GWP を備えた R410a を依然として搭載して出荷されています。 三菱は今年、R290ヒートポンプを導入したが、マンションの改修に適した形状ではなかった。その理由はR290がプロパンであるため、住宅環境ではリスクがあると同社は主張している。 世界中の家庭で暖房や調理のために天然ガスを燃やしていることを考えると、火災の危険がない閉鎖系で R290 を使用しないのは、個人的には少し貴重なことだと思います。

HVAC 冷媒の平均漏れは年間 2 ～ 4% であるため、これはすべて重要です。 ほとんどのユニットには 1 ～ 1.5 kg (2 ～ 3 ポンド) の冷媒が入っています。 1.5 kg の 3% に 20 年間の GWP 4,340 を掛けた値は、ユニットあたり年間 195 kg の CO2 に相当します。 これは 10 年間で 1 ユニットあたり 2 トンに相当します。 建物内にそれらが 100 個ある場合、年間 200 トンの CO2e が発生する可能性があります。

バンクーバー経済委員会 2022 年 11 月 BC ヒートポンプ技術誘致戦略より

もちろん、ここには問題があります。これは、私が調べた現地で入手可能なすべてのミニスプリット ヒート ポンプに高 GWP R410a が普及していることで強調されており、市場のヒート ポンプ技術に関するレポートから上の表に示されています。それについてどうするか。 室内ダクトレス ミニ スプリットの列を探し、それをたどって低 GWP 冷媒の行まで進みます。 そうですね、このレポートが作成された昨年の時点では、世界的には存在しない市場ギャップがローカルに存在していました。 ヨーロッパでは、複数の国の複数のベンダーから R290 を使用する複数の製品が入手可能です。 しかし、それは、将来を見据えたとしても比較的小規模な BC 市場に彼らが存在していることを意味するものではありません。 エネルギー問題では過去の石油貯蔵庫であることが多い大陸の未来のポケットであることは、問題となる可能性があります。

米国環境保護庁が特定のクラスの冷凍用のすべての炭化水素冷媒の中で R290 を禁止し、つい最近リストから外したことはおそらく役に立ちません。

ベンダーや設置業者と話すときは、低 GWP 冷媒に切り替えていない製品で妥協しないようにしてください。ただし、この問題について私ほど神経質になる必要はありません。 ぜひそれを押し付けて、メーカーが対応しなければならない市場の圧力を生み出してください。 完璧ではないものの、あなたとあなたの家族が快適かつ安全に家で暮らすことを可能にするヒートポンプを入手し、低 GWP 製品を入手できるように市場に圧力をかけている場合、それがあなたにとっての妥協かもしれません。受け入れなければなりません。 それは確かに私が受け入れたいものではありません。低 GWP 製品を提供する製品を強く好むことを示すために、提案依頼書を強く表現するつもりです。

通常の容疑者が吐き出すヒートポンプ対策 FUD の多くの部分の 1 つは、寒冷地では機能しないというものです。 バンクーバーではあまり心配する必要はありません。バンクーバーでは氷点下になることはほとんどなく、ひどい場合でも摂氏マイナス 10 度 (華氏 14 度) 程度まで下がります。 古いヒートポンプはかつては苦戦していたため、ナンセンスの中に一粒の真実が含まれています。 そして、はい、外気が寒くなるにつれてヒートポンプの効率が低下するため、同じ熱を得るためにより多くの電力を使用することになります。

しかし、寒冷地向けに設計された最新のヒートポンプは問題なく機能します。 マニトバ州がそれらを推進しており、その首都がウィンターペグとして知られているのには理由があります。 カナダ人が異常な寒さの中で、パーカーの中に人間がいるのかどうかも不明瞭なほど束縛されて行動している写真の半分は、マニトバ州で撮影されたものだ。 このページに記載されているように、寒冷地のヒートポンプは、-25°C または -30°C (-13°F または -22°F) まで熱を生成します。 寒いときも効果的です。 ユーコン準州エネルギー・鉱山・資源省による調査では、一部のシステムは -18°C (0.4° F) で 200% の効率を達成できることが判明しました。

国際エネルギー機関によると、ノルウェーの建物の 60% にはヒートポンプが設置されており、僅差でスウェーデンの 43%、フィンランドの 41% が続きます。 これらの国は、穏やかな国としてあまり知られていません。 ただし、断熱性の高い建物であることで知られています。 地元の請負業者が、地元の気候に適合しないヒートポンプを提供する可能性は非常に低いです。

ただし、ベースボードヒーターを交換する場合は、簡単なハックがあります。 ヒーターを取り外さないでください。 寒波を乗り越えるまで、数年間そのままにしておきます。 必要ない場合は、削除してください。 持っている場合は、そのままにしておき、一年で最も寒い夜に使用すると、暖かく過ごせます。

次の記事では、請負業者の選択と交渉、壁貫通の問題、騒音の問題、許可、費用などについて取り上げます。 ご興味があれば、請負業者が提案を得るために私が作成した提案依頼書も公開します。

もしあなたやあなたの隣人が、建物内の熱の増加に苦しんでいて、私たちと同じように、大群の扇風機や粗末なポータブルエアコンとその煩わしいホースでしのいでいるなら、希望はあります。 ヒートポンプは常にコンドミニアムに追加されており、販売価値が向上し、冬の間は少しお金を節約でき、夏の暑い日には快適な快適さをもたらします。

電気航空スタートアップ FLIMAX の諮問委員会のメンバーであり、TFIE Strategy のチーフ ストラテジストであり、distnc technology の共同創設者です。 彼は、受賞歴のある Redefining Energy チームの一員として、「Redefining Energy - Tech」ポッドキャスト (https://shorturl.at/tuEF5) を主催しています。 彼は、40 ～ 80 年後の脱炭素化のシナリオを予測し、経営陣、取締役会、投資家が今日賢明な選択をできるよう支援することに時間を費やしています。 航空燃料補給、電力系統貯蔵、車両間電力供給、または水素需要のいずれであっても、彼の仕事は物理学、経済学、人間性の基礎に基づいており、脱炭素化の要件と複数の領域の革新によって情報を得ています。 北米、アジア、ラテンアメリカにおける彼の指導的地位は、彼の世界的な視点を強化しました。 彼は、イノベーション、ビジネス、テクノロジー、政策に関する複数の媒体で定期的に出版しています。取締役会、戦略アドバイザー、講演活動などにも利用できます。

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