「工場運営を効率よく行いたい」
「工場の廃熱を利用する方法を知りたい」

数ある工場での省エネ対策の中でも、注目を集めているのが廃熱の活用です。

これまで見過ごされてきた廃熱を再利用することで、省エネはもちろん、大幅なコスト削減へとつなげられます。

そこで本記事では、工場で廃熱を活用する方法を紹介します。

廃熱利用が注目される理由やメリット、他の省エネ対策なども解説するので、廃熱利用に関心がある方はぜひご覧ください。

工場で発生する廃熱が注目されている理由

国際情勢によるエネルギー価格の高騰などにより、工場の廃熱回収は重要性が高まっています。

従来、廃熱は大気や水へ放出されるだけで、ほとんど活用されていませんでした。

しかし、廃熱を活用すれば燃料消費を抑えられるため、省エネやコストの削減が可能となります。

2050年のカーボンニュートラル実現に向けた国の方針も、廃熱の活用を後押ししている状況です。

また、省エネ法などの規制強化により、CO2の削減は企業にとって避けられない課題です。

廃熱の活用は社会課題に対応する手段としても注目されています。

工場で廃熱を有効活用するメリット

工場で廃熱を有効活用すれば、下記のようなメリットが得られます。

・省エネ効果による生産性の向上
・燃料代・光熱費の削減
・CO2排出量の削減

たとえばボイラーの給水を廃熱で温めれば、燃料消費を抑えられ、工場全体のエネルギー効率の改善が可能です。

廃熱を冷暖房や洗浄・加熱工程に活用すれば、燃料代や光熱費を大幅に削減でき、経営の安定化に寄与します。

また、燃料や電力の使用量を低減できればCO2排出量の削減につながります。

廃熱利用は、企業の社会的責任である地球温暖化の対策にも貢献できる有効な手段です。

工場で廃熱を有効活用する方法

工場で廃熱を有効活用する方法は、下記のとおりです。

・熱交換器
・ヒートポンプ
・廃熱ボイラー
・エコノマイザー
・吸収式冷凍機

それぞれ解説するので、自社の工場に適した方法を選びましょう。

熱交換器

熱交換器は、工場で最も導入されている廃熱の利用方法です。

ボイラーや乾燥炉の排ガスから熱を取り出し、温水や蒸気などの別の流体として再利用します。

たとえば乾燥機の排気を利用して、吸気や給水をあらかじめ温めれば、蒸気や熱源に必要な燃料消費を大幅に削減可能です。

シンプルな仕組みながら効果が大きく、多くの業種で導入が進んでいます。

ただし、回収効率は流体との温度差や流量に左右されるため、熱源の条件に適した設計が必要です。

ヒートポンプ

低温廃熱を利用するなら、ヒートポンプが有効です。

ヒートポンプは低温の廃熱をコンプレッサーで圧縮して、高温の熱源として再利用できる温度へ変換する装置です。

冷却水などから熱を再利用でき、ボイラーの稼働を抑えられるため、燃料代やCO2排出量を大幅に削減できます。

食品工場などでは冷却工程の廃熱を給湯に利用するなど、幅広い分野で導入が進んでいます。

ただし初期費用やランニングコストがかかるので、十分な効果を得るには廃熱の温度や量などの事前確認が必要です。

廃熱ボイラー

廃熱ボイラーは、主に工場の製造工程で排出される熱や排ガスを利用して蒸気や熱水を作る装置です。

蒸気は工場内の加熱工程やタービン発電などに再利用できます。

特に製鉄所や化学プラントなど、高温で大量の廃熱が発生する業種で導入されています。

ボイラーの燃料やCO2排出量の削減などに効果的です。

一方、廃熱ボイラーの導入には比較的高額な設備投資や設置スペースの確保が必要です。

十分な廃熱の量やスペースが取れない中小規模の工場では導入が難しい場合があります。

エコノマイザー

エコノマイザーは、ボイラーの排ガスに含まれる熱を回収し、給水をあらかじめ温める装置です。

廃熱ボイラーと異なり、ボイラー本体の効率改善に特化しています。

蒸気を発生させる際に必要な燃料消費を抑制し、ボイラー効率を向上させる効果が期待できます。

仕組みはシンプルですが、省エネ効果が大きく、ランニングコストの安定的な抑制が可能です。

製紙工場や食品工場など、ボイラーを多く使用する産業で広く導入されています。

設備効率の底上げができ、比較的導入しやすい廃熱利用の技術のひとつです。

吸収式冷凍機

吸収式冷凍機は、廃熱を利用して冷水を作る装置です。

従来の電気式冷凍機とは異なり、廃熱を駆動源とするため、電力消費量を大幅に抑えられます。

作られた冷水は空調設備や製造工程の冷却に利用でき、工場の快適性向上や品質管理にも役立ちます。

自動車工場や化学プラントなどで導入されており、廃熱を冷却エネルギーに変換できるのが特徴です。

ただし一定の温度以上の廃熱が必要なため、自社工場が条件に合致しているか、事前の検討が必要です。

工場で廃熱を利用する際の課題

工場での廃熱利用には、さまざまなメリットがありますが、いくつかの課題もあります。

まず、廃熱の温度や量が工程や稼働状況などで変動しやすく、安定的に回収・利用できるとは限りません。

特に低温廃熱はヒートポンプなどで再利用できますが、効率や採算性が現場の条件に左右されます。

さらに、設備の導入には初期投資や設置スペース、ランニングコストなどが必要です。

補助金・助成金などの支援がなければ、中小規模の工場にとって導入のハードルが高くなります。

廃熱量や温度を把握するための計測や管理が不十分な場合、効果の見積もりや最適な設計が困難です。

これらが廃熱利用拡大の障壁になっています。

工場の省エネにつながる廃熱以外の主な対策

自社工場で廃熱の再利用が難しい場合は、他の対策を実施しましょう。

廃熱以外で工場の省エネにつながる主な対策は下記のとおりです。

・屋根や外壁への遮熱・断熱工事
・LED照明や人感センサーの導入
・機械や設備の定期的なメンテナンス

それぞれ解説するので、廃熱以外の方法で省エネ対策を検討している方は、参考にしてください。

屋根や外壁への遮熱・断熱工事

屋根や外壁への遮熱工事や断熱工事も省エネにつながります。

遮熱とは太陽からの輻射熱を反射して、建物内の温度上昇を抑制する機能です。

一方、断熱は熱の伝わりを抑制することです。

夏は外の熱を入れにくく、冬は中の暖気を逃がしにくくします。

遮熱工事や断熱工事を実施すると、建物内の温度が安定するため、省エネにつながります。

暑さの主な理由は輻射熱のため、空調コストを削減するなら遮熱が効果的です。

遮熱やさん（運営：植田板金店）さんでは、さまざまな遮熱工事に対応しています。

遮熱工事で使用する「シャネリア」は施工後に室内温度を最大15度下げ、消費電力の削減率が最大45％にもなった実績を持つ遮熱材です。

また、輻射熱を97％カットする遮熱シートを用いた「スカイ工法」の施工も可能です。

工場の屋根や外壁に遮熱を実施していない場合は、ぜひご検討ください。

シャネリアの詳細はこちら
スカイ工法の詳細はこちら

LED照明や人感センサーの導入

手軽な省エネ対策としてLED照明や人感センサーの導入も有効です。

LED照明は蛍光灯や水銀灯に比べて、消費電力が少なく長寿命です。

明るさを確保しながら、消費電力やメンテナンスの頻度を減らせます。

人感センサーは人の動きを検知して照明の点灯・消灯を自動で行います。

従業員に省エネ意識が浸透していなくても、消し忘れを防止できるので、電気代の削減が可能です。

機械や設備の定期的なメンテナンス

機械や設備を効率良く稼働させるためにも定期メンテナンスは大切です。

コンプレッサーでエア漏れが発生していた場合、エネルギーを必要以上に多く使用している可能性があります。

空調のフィルターに溜まっているホコリやゴミを掃除するのも、空調効率の改善に有効です。

機械や設備を効率のよい状態に維持できれば、電力消費を抑えられ、省エネにつながります。

廃熱を有効活用して工場の効率的な運営を実現しよう

廃熱の活用は、工場の効率的な運営の実現に有効な手段です。

廃熱を再利用することで、省エネ効果による生産性向上やコスト削減、CO2排出量の削減などにつながります。

廃熱利用には熱交換器やヒートポンプなど、さまざまな方法があります。

廃熱の再利用が難しい場合は遮熱工事をはじめとした対策を講じるのもおすすめです。

この記事を参考に、自社に適した廃熱の活用方法をぜひご検討ください。

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