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C 8851

:2013

(1)

目  次

ページ

1

  適用範囲  

1

2

  引用規格  

1

3

  用語及び定義  

2

4

  構成・範囲  

3

5

  運転工程  

4

6

  試験に関する条件  

5

6.1

  試験燃料  

5

6.2

  発熱量の基準及び算出  

6

6.3

  試験用計測器及び試験装置  

7

6.4

  模擬電力負荷  

7

7

  燃料消費熱量及び正味発電電力量の測定方法  

7

7.1

  燃料消費熱量  

7

7.2

  正味発電電力量  

8

8

  発電ユニットの 11 モードエネルギー効率の測定方法  

8

8.1

  概要  

8

8.2

  記号及び定義  

8

8.3

  試験対象範囲  

9

8.4

  試験条件  

9

8.5

  測定機器及び測定方法  

15

8.6

  試験方法  

15

8.7

  結果の計算  

16

8.8

  結果の記録  

16

9

  標準家庭の年間消費エネルギー量の測定方法  

18

9.1

  試験の種類  

18

9.2

  記号及び定義  

18

9.3

  試験対象範囲  

18

9.4

  試験条件  

19

9.5

  測定機器及び測定方法  

24

9.6

  試験方法  

26

9.7

  年間消費エネルギー量の算出方法 

27

9.8

  結果の記録  

28

附属書 A(参考)標準家庭の年間の省エネルギー量の算出方法  

30


C 8851

:2013

(2)

まえがき

この規格は,工業標準化法第 12 条第 1 項の規定に基づき,一般社団法人日本電機工業会(JEMA)から,

工業標準原案を具して日本工業規格を制定すべきとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経

済産業大臣が制定した日本工業規格である。

この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。

この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意

を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実

用新案権に関わる確認について,責任はもたない。


日本工業規格

JIS

 C

8851

:2013

小形燃料電池システムの 11 モードエネルギー効率

及び標準家庭の年間消費エネルギー量の測定方法

Measurement methods for 11 mode energy efficiency of small fuel cell power

systems and for annual energy consumption of standard residence

適用範囲 

この規格は,定置用の小形固体高分子形燃料電池発電ユニット及び小形固体酸化物形燃料電池発電ユニ

ット(以下,発電ユニットという。

)を,起動及び停止を含む標準家庭の消費電力を模擬した 11 モード運

転パターンで運転した場合の 11 モードエネルギー効率を測定する試験方法,並びに定置用の小形固体高分

子形燃料電池システム及び小形固体酸化物形燃料電池システム(以下,燃料電池システムという。

)を標準

家庭に設置した場合の年間消費エネルギー量を測定する試験方法について規定する。

この規格は,次の a)g)  に該当する燃料電池システムを対象としている。

a) 

燃料電池の種類  固体高分子形燃料電池及び固体酸化物形燃料電池

b) 

出力  定格送電出力 10 kW 未満

c) 

交流出力電圧  220 V 以下

d) 

運転形態  系統連系運転,自立運転又は独立運転

e) 

原燃料  気体燃料(都市ガス,液化石油ガスなど),液体燃料(灯油など)又は水素

f) 

運転圧力  燃料ガスが通る部分の最高使用圧力が 0.1 MPa 未満。ただし,液体燃料が通る部分は 1.0

MPa 未満

g) 

システム形態  パッケージに収納された定置用の発電専用システム又はコージェネレーションシステ

引用規格 

次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの

引用規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS C 8800

  燃料電池発電用語

JIS C 8823

  小形固体高分子形燃料電池システムの安全性及び性能試験方法

JIS C 8841-1

  小形固体酸化物形燃料電池システム−第 1 部:通則

JIS K 2201

  工業ガソリン

JIS K 2202

  自動車ガソリン

JIS K 2203

  灯油

JIS K 2240

  液化石油ガス(LP ガス)

JIS K 2279

  原油及び石油製品−発熱量試験方法及び計算による推定方法

JIS K 2301

  燃料ガス及び天然ガス−分析・試験方法


2

C 8851

:2013

JIS S 2093

  家庭用ガス燃焼機器の試験方法

JIS S 3031

  石油燃焼機器の試験方法通則

用語及び定義 

この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS C 8800 によるほか,次による。

3.1 

燃料電池システム 

化学エネルギーを電気エネルギー

(直流又は交流)

及び熱エネルギーに電気化学的に変換するシステム。

通常,発電ユニット及び貯湯ユニットで構成する。

注記  図 に,一般的な燃料電池システムの基本構成を示す。

3.2 

発電ユニット 

セルスタック又はモジュール,パワーコンディショナ,燃料改質装置,空気供給装置,水処理装置,排

熱回収装置,制御装置などで構成するユニット。

3.3 

貯湯ユニット 

発電ユニットから回収した熱を温水として貯蔵し,必要に応じて外部に供給するユニット。貯湯槽,補

助熱源機などからなる。補助熱源機は,気体燃料,液体燃料,電気などによる加熱機能をもつ。

3.4 

パッケージ 

発電ユニットを構成する装置,補機類などを収納する容器。パワーコンディショナなどを収納した容器

が,発電ユニットのパッケージから独立していることもある。

3.5 

送電出力 

発電ユニットから外部に取り出す出力端の電気出力。発電端の電気出力から発電ユニットの補機動力を

除いた出力である。

3.6 

停止状態 

外部からエネルギー供給を行っておらず,発電ユニットが常温近くで停止している状態。

3.7 

保管停止状態 

発電ユニット内の機器の保護及び/又は制御装置への通電のために,外部からエネルギー供給を行って

いるが,発電ユニットは停止している状態。

3.8 

待機状態 

発電ユニットが外部出力可能な温度状態にあり,送電出力を発生できる運転モードに速やかに切り替わ

ることが可能であるが,実際には外部に送電出力を発生していない状態。

3.9 

起動時間 

保管停止状態を維持するために外部エネルギーを必要としない発電ユニットにおいては,停止状態から


3

C 8851

:2013

送電出力を発生するまでに要する時間。

保管停止状態を維持するために外部エネルギーを必要とする発電ユニットにおいては,保管停止状態か

ら送電出力を発生するまでに要する時間。

3.10 

定格出力までの応答時間 

発電ユニットが待機状態において,

定格出力に移行する動作開始から,

定格出力が発生するまでの時間。

3.11 

停止時間 

発電ユニットが定格出力において,停止動作開始から,製造業者が指定する停止動作完了までの時間。

3.12 

11

モード運転パターン 

発電ユニットのエネルギー効率の測定に用いる運転パターン。

3.13 

電力負荷パターン 

燃料電池システムの電力に関わる消費エネルギー量の測定に用いる,標準家庭の 1 日単位の平均的な電

力負荷の試験パターン。電力負荷パターンは,季節による電気の使用状況を考慮して夏期,中間期及び冬

期の三つのパターンがある。

3.14 

給湯保温負荷パターン 

燃料電池システムの給湯に関わる消費エネルギー量の測定に用いる,標準家庭の 1 日単位の平均的な給

湯及び保温負荷の試験パターン。給湯保温負荷パターンは,給湯保温モード(56 モード)及びこの給湯保

温モードにおいて同じ用途の行為を集約した場合の集約給湯保温モード(20 モード)で表し,温度条件に

よって夏期,中間期及び冬期での負荷を模擬する。

3.15 

正味発電電力量 

送電電力量から受電電力量を差し引いた,発電ユニットの正味の発電電力量。

構成・範囲 

小形燃料電池システムの基本構成は,

図 による。


4

C 8851

:2013

燃料電池システム

燃料電池発電設備

不活性ガス設備

a

)

燃料貯蔵設備

a

)

発電ユニット

セルスタック又はモジュール

パワーコンディショナ

燃料改質装置

空気供給装置

水処理装置

排熱回収装置

a

)

制御装置

操作パネル

蓄電装置

a

)

貯湯ユニット

a

)

貯湯槽

補助熱源機など

装置などの設置場所は,一つのパッケージ内に限定しない。

原燃料が水素の場合は,燃料改質装置は用いない。 
発電専用システムの場合は,貯湯ユニット及び排熱回収装置は設置しない。

a)

  必要に応じて設置する機器又はユニット。

図 1−小形燃料電池システムの基本構成 

運転工程 

発電ユニットの代表的な運転工程を

図 に示す。図 は,発電ユニットの停止状態から起動・定格出力・

停止に至る一連の運転状態の変化を経時的に示している。


5

C 8851

:2013

図の記号は,次による。

A

:停止状態

B

:保管停止状態

C−1 :保管停止状態を維持するために,外部エネルギーを必要としない発電ユニットにおいては,停止状態から送

電出力を発生するまでに要する時間。

C−2 :保管停止状態を維持するために,外部エネルギーを必要とする発電ユニットにおいては,保管停止状態から

送電出力を発生するまでに要する時間。

D

:待機状態

E

:モジュールからの発電出力上昇動作開始

F

:定格出力までの応答時間

G

:モジュールの停止動作開始

H

:停止時間

I

:停止動作完了(仕様で定めた停止完了条件)

C−1 又は C−2∼H:運転状態(起動動作開始から停止動作完了まで)

図 2−発電ユニットの運転工程図 

試験に関する条件 

6.1 

試験燃料 

6.1.1 

気体燃料 

気体燃料の種類は,液化石油ガス,都市ガス又はその他の気体燃料とし,その品質は次による。

a) 

液化石油ガス  JIS K 2240 の表 1(種類及び品質)による。

b) 

都市ガス  JIS S 2093 の表 42(各ガスグループに対する試験ガスの成分及びその諸特性)による。


6

C 8851

:2013

c) 

その他の気体燃料  製造業者の指定による。

なお,試験ガス及び試験ガスの条件は,JIS C 8823 の 5.2.1(気体燃料)又は JIS C 8841-1 の 14.2.1(気

体燃料)による。

6.1.2 

液体燃料 

液体燃料の種類は,工業ガソリン,自動車ガソリン,灯油燃料又はその他の液体燃料とし,その品質は

次による。

a) 

工業ガソリン  JIS K 2201 の表 1(種類)及び表 2(品質)による。

b) 

自動車ガソリン  JIS K 2202 の表 1(自動車ガソリンの要求品質)による。

c) 

灯油燃料  JIS K 2203 の表 1(種類)及び表 2(灯油の要求品質)による。

d) 

その他の液体燃料  製造業者の指定による。

6.2 

発熱量の基準及び算出 

6.2.1 

発熱量の基準 

発熱量の基準は,次による。

a)

燃料の発熱量は,低位発熱量(LHV)又は高位発熱量(HHV)を用いる。通常は低位発熱量(LHV)

を用いることが望ましい。

b)

低位発熱量を用いる場合は,発熱量,燃料消費熱量,発電効率,排熱回収効率及び総合効率の値の前

に添字 LHV を付加する必要はない。

注記 1 LHV は,Lower Heating Value 又は Low Heating Value の略語である。

c)

高位発熱量(HHV)を用いる場合は,発熱量,燃料消費熱量,発電効率,排熱回収効率及び総合効率

の値の前に添字 HHV を付加する。

注記 2 HHV は,Higher Heating Value 又は High Heating Value の略語である。

例  高位発熱量を用いる場合の記載例

発熱量(HHV)12 000 MJ/kg,効率(HHV)40 %など

6.2.2 

発熱量の算出 

試験燃料の発熱量は,次によって求める。

a) 

気体燃料の場合  発電ユニット取合い部の近傍で,JIS K 2301 及び JIS K 2240 によって燃料ガスのサ

ンプリング及び組成分析を行い,式(1)から単位体積当たりの低位発熱量 H

G

(kWh/m

3

)を求める。

×

100

a

a

G

V

Q

  (1)

ここに,

H

G

気体燃料の単位体積当たりの低位発熱量(kWh/m

3

Q

a

温度 15  ℃及び絶対圧力 101.3 kPa における各成分の低
位発熱量(kWh/m

3

V

a

各成分の体積百分率(%)

注記 1  液化天然ガスを除く気体燃料の場合は,JIS K 2301 の箇条 8(発熱量の試験方法)によっ

て温度 0  ℃及び絶対圧力 101.3 kPa における発熱量を求めることができる。

b) 

液体燃料の場合  JIS K 2279 によって単位質量当たりの低位発熱量 H

L

(MJ/kg)を求める。

注記 2  JIS K 2279 では,低位発熱量を真発熱量又は低発熱量と表記している。

注記 3  灯油燃料の低位発熱量の概数は,JIS K 2203 の表 A.1[灯油の発熱量(概数)]に示してい

る。


7

C 8851

:2013

6.3 

試験用計測器及び試験装置 

試験用計測器及び試験装置は,次による。

a) 

気体燃料を用いる発電ユニット  試験用計測器及び試験装置は,JIS S 2093 の表 43(試験用計測器)

及び

表 44(試験装置)に規定する機器又はこれと同等の機器とする。

b) 

液体燃料を用いる発電ユニット  試験用計測器及び試験装置は,JIS S 3031 の表 2(計測器等)に規定

する機器又はこれと同等の機器とする。

6.4 

模擬電力負荷 

模擬電力負荷は,系統連系された状態で接続する。力率は,1 とする。

燃料消費熱量及び正味発電電力量の測定方法 

7.1 

燃料消費熱量 

燃料消費熱量は,次による。

a) 

気体燃料消費熱量  実測燃料消費量 F

1

を測定し,温度 15  ℃及び大気圧力(絶対圧力)101.3 kPa にお

ける温圧補正後の燃料消費量 を式(2)によって算出し,を基に積算燃料消費熱量 を式(3)によって

算出する。燃料温度,燃料圧力(ゲージ圧力)及び大気圧力(絶対圧力)は,それぞれ測定時間中の

平均値を用いる。大気圧力(絶対圧力)は 1 日 1 回以上測定し,その平均値を式(2)の算出に用いる。

3

.

101

2

.

273

288.2

000

1

2

1

1

1

P

P

T

F

F

+

×

+

×

=

  (2)

ここに,

F: 温圧補正後の燃料消費量(m

3

F

1

実測燃料消費量(L)

T

1

燃料温度の平均値(℃)

P

1

燃料圧力(ゲージ圧力)の平均値(kPa)

P

2

大気圧力(絶対圧力)の平均値(kPa)

IF×H

G

   (3)

ここに,

I: 積算燃料消費熱量(kWh)

F: 温圧補正後の燃料消費量(m

3

H

G

単位体積当たりの燃料発熱量(kWh/m

3

b) 

液体燃料消費熱量  試験開始時及び試験終了時の燃料タンクの質量を測定し,積算燃料消費熱量を式

(4)によって算出する。質量を測定することが困難な場合は,燃料タンク出口に流量計又は積算流量計

を取り付け,積算流量を測定し,式(6)によって算出する。

燃料が間欠供給される燃料電池システムで,燃料供給間隔の 20 倍が測定時間を超える場合は,燃料

電池システム内の残存燃料を考慮し,式(5)によって算出する。質量測定が困難な場合は,システム内

のバッファタンク出口及び貯湯槽燃料供給ラインに流量計又は積算流量計を取り付け,それぞれの積

算流量を測定し,合算した後,式(6)によって算出する。

(

)

6

.

3

L

t

t

H

'

M

M

I

×

=

   (4)

ここに,

I

積算燃料消費熱量(

kWh

M

t

試験開始時の燃料タンク質量(

kg

M

t

'

試験終了時の燃料タンク質量(

kg

H

L

単位質量当たりの燃料発熱量(

MJ/kg


8

C 8851

:2013

(

)

6

.

3

L

b

b

t

t

H

'

M

M

'

M

M

I

×

+

=

   (5)

ここに,

I

積算燃料消費熱量(

kWh

M

t

試験開始時の燃料タンク質量(

kg

M

t

'

試験終了時の燃料タンク質量(

kg

M

b

試験開始時の燃料電池システム内の残存燃料質量(

kg

M

b

'

試験終了時の燃料電池システム内の残存燃料質量(

kg

H

L

単位質量当たりの燃料発熱量(

MJ/kg

6

.

3

L

L

H

F

I

×

×

=

ρ

  (6)

ここに,

I

積算燃料消費熱量(

kWh

F

L

積算燃料消費量(

m

3

ρ

燃料密度(

kg/m

3

H

L

単位質量当たりの燃料発熱量(

MJ/kg

7.2 

正味発電電力量 

FC

送電電力量

1)

及び

FC

受電電力量

1)

を測定し,

FC

積算正味発電電力量

1)

を,

(7)

によって算出する。

inFC

outFC

FC

W

W

W

=

  (7)

ここに,

W

FC

FC

積算正味発電電力量(

kWh

W

outFC

発電ユニット送電端における交流送電電力の積算値(

kWh

W

inFC

発電ユニット受電端における交流受電電力の積算値(

kWh

1)

ここで,

FC

は発電ユニットの略号とする。

発電ユニットの 11 モードエネルギー効率の測定方法 

8.1 

概要 

この試験は,発電ユニットの起動・停止を含む実際の標準家庭の消費電力を模擬した

11

モード運転パタ

ーンで運転した場合の

11

モードエネルギー効率を測定するための試験である。

11

モードエネルギー効率

には,

11

モード発電効率,

11

モード排熱回収効率及び

11

モード総合効率がある。

8.2 

記号及び定義 

記号及び定義は,

表 による。

表 1−記号及び定義 

記号

記号の意味

定義

単位

F

1FC

FC 実測燃料消費量

発電ユニットで消費する燃料消費量の実測値 L

F

2FC

FC 排熱回収温水流量

発電ユニットから回収される排熱回収温水の流量 L/min

F

3FC

FC 給水量

発電ユニットへ供給される給水の流量 L/min

I

FC

FC 積算燃料消費熱量

発電ユニットで消費する燃料消費熱量の積算値 kWh

P

1FC

FC 燃料圧力(ゲージ圧)  発電ユニットで消費する燃料のゲージ圧力 kPa

P

2FC

FC 大気圧力(絶対圧)

発電ユニット周辺の大気圧力 kPa

T

1FC

FC 燃料温度

発電ユニットで消費する燃料の温度

T

2FC

FC 排熱回収温水温度

発電ユニットから回収される排熱温水温度

T

3FC

FC 給水温度

発電ユニットへ供給される給水の温度

W

inFC

FC 受電電力量

発電ユニット受電端における交流受電電力の積算値 kWh

W

outFC

FC 送電電力量

発電ユニット送電端における交流送電電力の積算値 kWh

備考  表中の“FC”は燃料電池発電ユニットを示す。


9

C 8851

:2013

8.3 

試験対象範囲 

試験対象範囲を,

図 に示す。

a)

  必要に応じて設置する機器又はユニット。

図 3−試験対象範囲 

8.4 

試験条件 

試験条件は,次による。

a)

試験室の条件  試験室の温度は,

20

±

15

℃とする。

b)

発電ユニットの設置状態及び使用状態  発電ユニットの設置状態及び使用状態は,特に規定がない場

合は,製造業者の指定する状態(取扱説明書などに示す状態)とする。ただし,試験の項目によって,

試験結果に影響を及ぼさない場合は,これによらなくてもよい。

c)

電源の条件  試験などの電源の条件については,特に指定がない場合は,次による。ただし,試験結

果に影響を及ぼさない場合は,これによらなくてもよい。

1)

系統電源を用いる発電ユニット  系統電源を用いる発電ユニットは,定格周波数の定格電圧を加え

て行う。

2)

乾電池又は蓄電池を用いる発電ユニット  乾電池又は蓄電池を用いる発電ユニットは,取扱説明書

などに指定する乾電池又は蓄電池を用いて行う。

d)

給水の条件  発電ユニットへの給水温度

T

3FC

は,

17

±

2

℃とする。

e)

排熱回収温水の条件  発電ユニットからの排熱回収温水温度

T

2FC

は,発電状態時の平均温度が

60

以上とする。

f)

運転条件  運転条件は,図 及び表 で規定する

11

モード運転パターンを基本とし,発電ユニットの

タイプによって,次の 1)3)  のいずれかを選択する。

1)

11

モード運転パターン A

11

モード運転を

3

回繰り返し,合計

72

時間運転する。詳細は

図 4 a)

表 2 a)  に示す。

2)

11

モード運転パターン B

11

モード運転を

7

回繰り返し,合計

168

時間運転する。詳細は

図 4 b)

表 2 b)  に示す。

3)

11

モード運転パターン C

11

モード運転を

14

回繰り返し,

合計

336

時間運転する。

詳細は

図 4 c)

発電ユニット

受電電力量

W

inFC

原燃料

T

1FC

F

1FC

P

1FC

I

FC

給水

F

3FC

排熱回収温水 
T

2FC

F

2FC

送電電力量 
W

outFC

セルスタック又はモジュール 
パワーコンディショナ

燃料改質装置

空気供給装置 
水処理装置

排熱回収装置

制御装置 
操作パネル

蓄電装置

a)


10

C 8851

:2013

表 2 c)  に示す。

なお,模擬電力負荷の

100 %

負荷容量は,発電ユニットの定格出力と一致させなければならない。

a)

  11 モード運転パターン 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

b)

  11 モード運転パターン 

図 4−発電ユニットの 11 モードエネルギー効率の測定試験に用いる 11 モード運転パターン 

156

144

試験時間 (h)

168


11

C 8851

:2013

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

c)

  11 モード運転パターン 

図中の破線は,発電ユニットの起動停止時における出力例を示している。 
図中の記号は,起動してから停止するまでの 11 モードの内容を表し,次の表による。 

モード

図の記号

模擬電力負荷の状態

1 a

50

%

2 b

負荷上昇

3 c

75

%

4 d

負荷下降

5 e

50

%

6 f

負荷上昇

7 g

100

%

8 h

負荷下降

9 i

75

%

10 j

負荷下降

11 k

50

%

図 4−発電ユニットの 11 モードエネルギー効率の測定試験に用いる 11 モード運転パターン(続き) 

324

312

試験時間 (h)

336


12

C 8851

:2013

表 211 モード運転パターン 

a)

  11 モード運転パターン 

試験 
時間

η 
h

積算 
試験

時間

η 
h

模擬 
電力

負荷

設定値

%

発電ユニット

の状態

試験 
時間

η 
h

積算
試験

時間

η 
h

模擬
電力

負荷

設定値

%

発電ユニット

の状態

試験
時間

η 
h

積算
試験

時間

η 
h

模擬 
電力

負荷

設定値

%

発電ユニット

の状態

0 0  50  保管停止 0

24

50

0

48

50

1 1  50

起動→負荷追従 1 25

50

1

49

50

2 2  50

電力負荷 
追従運転

2 26

50

電力負荷 
追従運転

2

50

50

電力負荷 
追従運転

3 3  75

3 27

75

3

51

75

4 4  75

4 28

75

4

52

75

5 5  75

5 29

75

5

53

75

6 6  75

6 30

75

6

54

75

7 7  50

7 31

50

7

55

50

8 8  50

8 32

50

8

56

50

9 9  50

9 33

50

9

57

50

10 10  50

10 34

50

10

58

50

11 11  50

11 35

50

11

59

50

12 12  50

12 36

50

12

60

50

13 13  100

13 37

100

13

61

100

14 14  100

14 38

100

14

62

100

15 15  100

15 39

100

15

63

100

16 16  100

16 40

100

16

64

100

17 17  100

17 41

100

17

65

100

18 18  100

18 42

100

18

66

100

19 19  75

19 43

75

19

67

75

20 20  75

20 44

75

20

68

75

21 21  50

21 45

50

21

69

50

22 22  50

22 46

50

22

70

50 停止→保管停止

23 23  50

23 47

50

23

71

50

保管停止

b)

  11 モード運転パターン 

試験

時間

η 
h

積算

試験

時間

η 
h

模擬

電力

負荷

設定値

%

発電ユニット

の状態

試験

時間

η 
h

積算

試験

時間

η 
h

模擬

電力

負荷

設定値

%

発電ユニット

の状態

試験

時間

η 
h

積算

試験

時間

η 
h

模擬

電力

負荷

設定値

%

発電ユニット

の状態

0 0  50  保管停止 9

57

50

18

114

100

1 1  50

起動→電力負荷

追従運転

10 58

50

19

115

75

2 2  50

電力負荷

追従運転

11 59

50

電力負荷

追従運転

20

116

75

電力負荷

追従運転

3 3  75

12 60

50

21

117

50

4 4  75

13 61

100

22

118

50

5 5  75

14 62

100

23

119

50

6 6  75

15 63

100

0

120

50

7 7  50

16 64

100

1

121

50

8 8  50

17 65

100

2

122

50


13

C 8851

:2013

表 211 モード運転パターン(続き) 

b)

  11 モード運転パターン B(続き) 

試験 
時間

η 
h

積算 
試験

時間

η 
h

模擬 
電力

負荷

設定値

%

発電ユニット

の状態

試験 
時間

η 
h

積算
試験

時間

η 
h

模擬
電力

負荷

設定値

%

発電ユニット

の状態

試験
時間

η 
h

積算
試験

時間

η 
h

模擬 
電力

負荷

設定値

%

発電ユニット

の状態

9 9  50

電力負荷

追従運転

18 66

100

電力負荷

追従運転

3

123

75

電力負荷

追従運転

10 10  50

19 67

75

4

124

75

11 11  50

20 68

75

5

125

75

12 12  50

21 69

50

6

126

75

13 13  100

22 70

50

7

127

50

14 14  100

23 71

50

8

128

50

15 15  100

0 72

50

9

129

50

16 16  100

1 73

50

10

130

50

17 17  100

2 74

50

11

131

50

18 18  100

3 75

75

12

132

50

19 19  75

4 76

75

13

133

100

20 20  75

5 77

75

14

134

100

21 21  50

6 78

75

15

135

100

22 22  50

7 79

50

16

136

100

23 23  50

8 80

50

17

137

100

0 24  50

9 81

50

18

138

100

1 25  50

10 82

50

19

139

75

2 26  50

11 83

50

20

140

75

3 27  75

12 84

50

21

141

50

4 28  75

13 85

100

22

142

50

5 29  75

14 86

100

23

143

50

6 30  75

15 87

100

0

144

50

7 31  50

16 88

100

1

145

50

8 32  50

17 89

100

2

146

50

9 33  50

18 90

100

3

147

75

10 34  50

19 91

75

4

148

75

11 35  50

20 92

75

5

149

75

12 36  50

21 93

50

6

150

75

13 37  100

22 94

50

7

151

50

14 38  100

23 95

50

8

152

50

15 39  100

0 96

50

9

153

50

16 40  100

1 97

50

10

154

50

17 41  100

2 98

50

11

155

50

18 42  100

3 99

75

12

156

50

19 43  75

4 100

75

13

157

100

20 44  75

5 101

75

14

158

100

21 45  50

6 102

75

15

159

100

22 46  50

7 103

50

16

160

100

23 47  50

8 104

50

17

161

100


14

C 8851

:2013

表 211 モード運転パターン(続き) 

b)

  11 モード運転パターン B(続き) 

試験 
時間

η 
h

積算 
試験

時間

η 
h

模擬 
電力

負荷

設定値

%

発電ユニット

の状態

試験 
時間

η 
h

積算
試験

時間

η 
h

模擬
電力

負荷

設定値

%

発電ユニット

の状態

試験
時間

η 
h

積算
試験

時間

η 
h

模擬 
電力

負荷

設定値

%

発電ユニット

の状態

0 48  50

電力負荷

追従運転

9 105

50

電力負荷

追従運転

18

162

100

電力負荷

追従運転

1 49  50

10 106

50

19

163

75

2 50  50

11 107

50

20

164

75

3 51  75

12 108

50

21

165

50

4 52  75

13 109

100

22

166

50 停止→保管停止

5 53  75

14 110

100

23

167

50

保管停止

6 54  75

15 111

100

7 55  50

16 112

100

8 56  50

17 113

100

c)

  11 モード運転パターン 

試験

時間

η 
h

積算

試験 
時間

η 
h

模擬

電力 
負荷

設定値

%

発電ユニット

の状態

試験

時間

η 
h

積算

試験
時間

η 
h

模擬

電力
負荷

設定値

%

発電ユニット

の状態

試験

時間

η 
h

積算

試験
時間

η 
h

模擬

電力 
負荷

設定値

%

発電ユニット

の状態

0 0  50  保管停止 0

24

50

∼(途中省略)

1 1  50

起動→負荷追従 1 25

50

2 2  50

2 26

50

3 3  75

電力負荷

追従運転

3 27

75

電力負荷

追従運転

3

315

75

電力負荷

追従運転

4 4  75

4 28

75

4

316

75

5 5  75

5 29

75

5

317

75

6 6  75

6 30

75

6

318

75

7 7  50

7 31

50

7

319

50

8 8  50

8 32

50

8

320

50

9 9  50

9 33

50

9

321

50

10 10  50

10 34

50

10

322

50

11 11  50

11 35

50

11

323

50

12 12  50

12 36

50

12

324

50

13 13  100

13 37

100

13

325

100

14 14  100

14 38

100

14

326

100

15 15  100

15 39

100

15

327

100

16 16  100

16 40

100

16

328

100

17 17  100

17 41

100

17

329

100

18 18  100

18 42

100

18

330

100

19 19  75

19 43

75

19

331

75

20 20  75

20 44

75

20

332

75

21 21  50

21 45

50

21

333

50

22 22  50

22 46

50

22

334

50 停止→保管停止

23 23  50

23 47

50

23

335

50

保管停止


15

C 8851

:2013

8.5 

測定機器及び測定方法 

測定機器及び測定方法は,次による。

a) 

燃料温度  温度計を燃料流量計又は発電ユニットの近傍に接続し,燃料の温度を測定する。

b) 

燃料圧力  気体燃料発電ユニットの場合は,差圧計(水柱ゲージなど)を燃料流量計の近傍に接続し,

燃料のゲージ圧力を測定する。

c) 

大気圧力  気圧計を,発電ユニットの近傍で,かつ,発電ユニットの排気,換気などの影響を受けな

い場所に接続し,発電ユニット周辺の大気圧を測定する。

d) 

送電電力量  電力量計を発電ユニットの送電側に接続し,発電ユニットから出力される交流送電電力

量を測定する。

e) 

受電電力量  電力量計を発電ユニットの受電側に接続し,発電ユニットに入力される交流受電電力量

を測定する。

なお,受電部が複数ある場合は,全箇所を測定し,合計する。

f) 

正味発電電力量  正味発電電力量は,式

(7)

によって算出する。

g) 

電力量計  電力量は,誤差が±

0.5 %

の電力量計を用いて測定する。

h) 

排熱回収温水用流量計  排熱回収温水は,測定範囲において確度が±

5 %

の排熱回収温水用流量計を

用いて測定する。

i) 

燃料組成  気体燃料発電ユニットの場合は JIS K 2301 及び JIS K 2240 によって,液体燃料発電ユニッ

トの場合は JIS K 2279 によって,発電ユニット取合い部の直近で,燃料ガスのサンプリング及び組成

分析を行う。

j) 

データ収集周期  データ収集周期は

3

秒以下とする。

なお,

1

秒以下での収集が望ましい。

8.6 

試験方法 

試験方法は,次による。

a)

給水温度は,試験開始から終了まで

17

±

2

℃を維持する。

b)

発電ユニットの運転は,製造業者が指定する運転条件で行う。

c)

発電ユニット各部の温度を安定させるため,保管停止状態を

6

時間以上持続させた後,試験を開始す

る。試験開始から

1

時間は,保管停止状態を維持する。発電ユニットへの原燃料,受電電力量,送電

電力量,排熱回収温水などの測定は,試験開始と同時に始める。

d)

試験開始から,模擬電力負荷は

50 %

出力に設定する。

e)

試験開始

1

時間後に起動開始操作ボタンを“入”にして,発電ユニットの起動を開始する。発電状態

に到達後,発電ユニットの出力を模擬電力負荷に追従させ,

50 %

発電を継続する。

f)

試験開始から

3

時間後に,模擬電力負荷は

75 %

へ出力を増加させ,

75 %

発電で

4

時間継続する。

g)

その後,模擬電力負荷を

図 の a)b)

又は c)

に示した

11

モード運転パターンに従って変化させ,発

電ユニットの出力をこれに追従させる。どの

11

モード運転パターンを使用したかを 8.8 の結果の記録

に記載する。

h)

 11

モード運転パターン

A

の場合,第

3

回目の

11

モード運転パターンにおいて,最後の

50 %

負荷が

1

時間継続した時点(試験開始から

70

時間後)で停止操作を開始し,

2

時間後に試験を終了する。

11

モード運転パターン

B

の場合,第

7

回目の

11

モード運転パターンにおいて,最後の

50 %

負荷が

1

時間継続した時点(試験開始から

166

時間後)で停止操作を開始し,

2

時間後に試験を終了する。

11

モード運転パターン

C

の場合,第

30

回目の

11

モード運転パターンにおいて,最後の

50 %

負荷


16

C 8851

:2013

1

時間継続した時点(試験開始から

334

時間後)で停止操作を開始し,

2

時間後に試験を終了する。

いずれのパターンにおいても,

2

時間後に停止操作が終了しない場合は停止操作を継続し,停止操

作が終了し,保管停止状態となった時点で試験を終了する。この間,発電ユニットは,製造業者が指

定する停止操作に従って停止し,保管停止状態となる。

i)

試験開始から試験終了までの全ての原燃料,受電電力量,送電電力量,排熱回収温水などから

11

モー

ド発電効率,

11

モード排熱回収効率及び

11

モード総合効率を算出する。

j)

負荷パターンの負荷を超過して出力された電力量は,送電電力量に含めない。

k)

試験終了後,8.4 の試験条件の達成状況を確認する。達成できていない場合には,試験が失敗したもの

として再度試験を行う。

8.7 

結果の計算 

結果の計算は,次による。

a)

積算燃料消費熱量  積算燃料消費熱量

I

は,気体燃料発電ユニットについては式

(3)

によって,液体燃

料発電ユニットについては式

(4)

∼式

(6)

のいずれかによって算出する。

b)

11

モード発電効率

11

モード発電効率

ηE

FC11mode

は,式

(8)

によって算出する。

(

)

FC

inFC

FC

out

FC

FC

FC11mode

100

100

I

W

W

I

W

E

×

=

×

=

η

  (8)

ここに,

  ηE

FC11mode

11

モード発電効率(

%

W

FC

FC

積算正味発電電力量(

kWh

I

FC

FC

積算燃料消費熱量(

kWh

W

outFC

FC

送電電力量(

kWh

W

inFC

FC

受電電力量(

kWh

c)

11

モード排熱回収効率

11

モード排熱回収効率

ηH

FC11mode

は,式

(9)

によって算出する。

(

)

[

]

600

3

100

60

Δ

)

t

(

FC

FC

s

FC

2

FC

3

FC

2

FC11mode

ρ

η

×

×

×

×

×

I

S

t

F

T

T

H

  (9)

ここに,  ηH

FC11mode

11 モード排熱回収効率(%)

Σ: [  ]内の瞬時測定値の測定時間内の積算値

T

2FC

FC 排熱回収温水温度(℃)

T

3FC

FC 給水温度(℃)

F

2FC

FC 排熱回収温水流量(L/min)

S

FC

FC 排熱回収流体の比熱(kJ/L℃)

I

FC

FC 積算燃料消費熱量(kWh)

Δt

s

サンプリング周期(s)

ρ

(t)

t  ℃における水の密度(kg/L)

d)

11

モード総合効率

  11 モード総合効率 η

FC11mode

は,式(10)によって算出する。

FC11mode

FC11mode

FC11mode

H

E

η

η

η

+

=

   (10)

ここに,

η

FC11mode

11 モード総合効率(%)

ηE

FC11mode

11 モード発電効率(%)

ηH

FC11mode

11 モード排熱回収効率(%)

8.8 

結果の記録 

試験結果の測定記録表の例を,

図 5

に示す。


発 電 ユ ニ ッ ト 名

      年  月  日(  )∼      年  月  日(  )

力 kW

燃    料    発    熱    量

a)

 kWh/m

3

又は MJ/kg

湿

% RH

件 11 モード運転パターン(    )

b)

kPa

測定記録 


測定

月日

時刻

測定

測定

測定

測定

測定

測定

測定

測定

測定

測定


F

1FC

FC 実

測燃料

消費量

T

1FC

FC 燃

料温度

P

1FC

FC 燃料

圧力

(ゲージ圧)

P

2FC

FC 大気

圧力

(絶対圧)

W

outFC

FC 送電

電力量

W

inFC

FC 受電

電力量

F

2FC

FC 排熱

回収温

水流量

T

2FC

FC 排熱

回収温

水温度

F

3FC

FC 給

水量

T

3FC

FC 給

水温度

ηE

FC11mode

11 モード

発電効率

a)

ηH

FC11mode

11 モード

排熱

回収効率

a)

η

FC11mode

11 モード

総合効率

a)

T

FC

試験

室の

温度

月日

時:分

L

℃ kPa  kPa

kWh

kWh

L/min

℃ L/min

℃ %

%  %

 

a)

  高位発熱量(HHV)を用いる場合は,“(HHV)”を付加する。  例  (HHV)12 000 MJ/kg,効率(HHV)40 %など。

b)

 11 モード運転パターンの種類を示すアルファベット(A,B 又は C)を記入する。

図 5−発電ユニットの 11 モードエネルギー効率の測定試験の測定記録表の例 

17

C

 8851


2013


18

C 8851

:2013

標準家庭の年間消費エネルギー量の測定方法 

9.1 

試験の種類 

この試験は,燃料電池システムを標準家庭に設置した場合の,標準家庭の年間消費エネルギー量を測定

するための試験方法である。

消費電力は標準家庭の電力負荷パターンで,消費熱量は標準家庭の給湯保温負荷パターンで模擬して測

定する。

なお,標準家庭の年間の省エネルギー量の算出方法を,参考に

附属書 A

に示す。

9.2 

記号及び定義 

記号及び定義は,

表 3

による。

表 3

記号及び定義 

記号

記号の意味

定義

単位

F

1

実測燃料消費量

標準家庭で消費する実測燃料消費量(保温

時を除く。

L

F

2

給湯流量

標準家庭で消費する温水の流量 L/min

F

3

給水量

標準家庭へ供給する給水の流量 L/min

積算燃料消費熱量

標準家庭で消費する積算燃料消費熱量(保

温時を除く。

kWh

I

au

 

保 温 時 の 積 算 燃 料

消費熱量

標準家庭で保温時に消費する積算燃料消

費熱量

kWh

P

1

燃 料 圧 力 ( ゲ ー ジ

圧)

標準家庭で消費する燃料のゲージ圧力 kPa

P

2

大気圧力(絶対圧)  標準家庭周辺の大気圧力 kPa

T

1

燃料温度

標準家庭で消費する燃料の温度

T

2

給湯温度

標準家庭で消費する温水の温度

T

3

給水温度

標準家庭へ供給する給水の温度

W

in

受電電力量

標準家庭で受電する交流電力の積算値 kWh

W

out

消費電力量

標準家庭で消費する交流電力の積算値 kWh

W

outFC

  FC 送電電力量

発電ユニット送電端における交流送電電

力の積算値

kWh

備考  表中の“FC”は燃料電池発電ユニットを示す。

9.3 

試験対象範囲 

試験の対象範囲を,

図 6

に示す。


19

C 8851

:2013

図 6

試験対象範囲 

9.4 

試験条件 

試験条件は,次による。

a) 

温度条件

  年間消費エネルギー量試験における外気温度,給水温度及び給湯温度は,

表 4

による。

表 4

温度条件 

単位  ℃

項目

夏期条件

中間期条件

冬期条件

外気温度 25±4 16±4 7±4

給水温度 24±2 17±2 9±2

給湯温度 40±3 40±3 40±3

各温度条件は,試験期間を通じて満足しなければならない。

b) 

標準家庭の電力負荷パターン

  標準家庭の電力負荷パターンは,次による。

1)

  標準家庭の消費電力を模擬した電力負荷パターンにおける各時刻の消費電力は,

図 7

及び

表 5

によ

る。

なお,標準家庭の電力負荷パターンは,夏期 92 日(7 月,8 月及び 9 月)

,中間期 152 日(4 月,

5 月,6 月,10 月及び 11 月)及び冬期 121 日(12 月,1 月,2 月及び 3 月)の季節ごとに異なる。

2)

  燃料電池システムで発電した電力(FC 送電電力量 W

outFC

)で家庭での消費電力量 W

out

を賄うが,不

足分は商用電力(受電電力量 W

in

)で補う。

3)

  燃料電池システムからの電気出力(時間帯及び出力値)は,給湯保温負荷パターンを満足するよう

に各製造業者が決めることができる。

FC 送電電力量  W

outFC

 
発電ユニット

給水

F

3

T

3

貯湯 
ユニット

燃料電池システム

補助

熱源機

原燃料

IF

1

T

1

P

1

受電電力量

W

in

標準家庭の

消費電力量 
W

out

給湯 
T

2

F

2

補助熱源機用燃料

I

au

T

1

P

1


20

C 8851

:2013

図 7

標準家庭の電力負荷パターン 


表 5−標準家庭の電力負荷パターンにおける各時刻の消費電力及び 日の消費電力量合計 

時刻

消費電力

W

時刻

消費電力

W

時刻

消費電力

W

夏期

中間期

冬期

夏期

中間期

冬期

夏期

中間期

冬期

00:00

208

197

465

08:15

1 192

817

1 318

16:30

1 715

509

1 153

00:15

191

179

448

08:30

1 037

663

1 164

16:45

1 714

509

1 153

00:30 187

175

444 08:45 672

298

799 17:00 1

083

552

1

063

00:45

252

241

509

09:00

1 126

629

983

17:15

1 290

759

1 270

01:00 270

267

650 09:15 754

256

611 17:30 1

178

647

1

158

01:15

239

235

619

09:30

1 048

551

905

17:45

1 191

660

1 171

01:30 221

218

602 09:45 892

395

749 18:00 1

272

854

1

224

01:45 176

172

556 10:00 332

332

332 18:15 1

256

838

1

208

02:00

154

152

655

10:15

302

302

302

18:30

1 632

1 214

1 584

02:15

238

236

739

10:30

253

253

253

18:45

1 644

1 226

1 596

02:30 263

262

765 10:45 214

214

214 19:00 1

042

737

1

154

02:45

239

237

740

11:00

191

191

191

19:15

1 087

782

1 199

03:00

239

239

824

11:15

253

253

253

19:30

1 109

803

1 220

03:15

173

173

758

11:30

272

272

272

19:45

1 065

759

1 177

03:30

149

149

734

11:45

203

203

203

20:00

1 572

791

2 524

03:45

205

205

790

12:00

1 789

 261

 741

20:15

1 507

727

2 459

04:00 243

243

876 12:15

1

803

274

755 20:30 1 428

648

2 380

04:15 262

262

895 12:30

1

791

263

743 20:45 1 528

748

2 480

04:30 242

242

875 12:45

1

737

208

689 21:00 1 350

1 138

2 181

04:45 181

181

814 13:00

1

230

355

575 21:15 1 026

814

1 857

05:00 176

170

822 13:15

1

274

398

618 21:30 1 220

1 008

2 051

05:15 195

190

841 13:30

1

230

355

575 21:45  917

706

1 748

05:30 254

248

900 13:45

1

125

249

469 22:00 1 279

936

2 527

05:45 269

263

915 14:00 257

257

257 22:15 1 156

813

2 405

06:00 508

352

2 632 14:15 166

166

166 22:30 1 142

799

2 391

06:15 511

356

2 635 14:30 155

155

155 22:45 1 422

1 079

2 670

06:30 595

439

2 719 14:45 226

226

226 23:00  966

937

1 195

06:45 566

410

2 690 15:00 250

250

250 23:15  725

696

954

07:00 925

613

2 366 15:15 245

245

245 23:30  366

337

595

07:15 1 239

928

2 681  15:30  260

260 260  23:45

289

260 518

07:30 1 031

719

2 472  15:45  181

181 181  24:00

208

197 465

07:45 797

485

2 238 16:00

1

651

446

1090

1 日の消費電力

量合計(kWh)

18.601

11.009 26.256

08:00 899

524

1 025 16:15

1

618

412

1056

21

C

 8851


2013


22

C 8851

:2013

c) 

標準家庭の給湯保温負荷パターン

  標準家庭の給湯保温負荷パターンは,次による。

1)

  標準家庭の 1 日単位の平均的な給湯保温負荷パターンを

表 6

に示す給湯保温モードで表す。燃料電

池システムの給湯に関わる消費エネルギーは,この標準家庭の給湯保温負荷パターンに従って湯が

消費されることを模擬する。

2)

  1 年間を夏期,中間期及び冬期に分けて規定する。

3)

  燃料電池システムは,この標準家庭の給湯保温負荷パターンに従って給湯出力及び浴槽を保温する。

4)

  標準家庭の給湯保温負荷パターンの詳細は,

表 6 a)

  に規定する標準家庭の給湯保温モード(56 モ

ード)及び

表 6 b)

  に規定する同じ用途の行為を集約した標準家庭の集約給湯保温モード(20 モー

ド)による。

表 6

標準家庭の給湯保温負荷パターン 

a)

  標準家庭の給湯保温モード(56 モード) 

用途

時刻

給湯量

(流量)

L/min

湯量

 

L

給湯

時間

s

夏期

中間期

冬期

給湯

熱量

MJ

保温

熱量

MJ

給湯

熱量

MJ

保温

熱量

MJ

給湯

熱量

MJ

保温

熱量

MJ

1

洗面

6:30:00 10  10

60.0 0.664  − 0.954

− 1.286

2

洗面

6:32:30 10  0.83

5.0 0.055  − 0.079

− 0.107

3

洗面

6:33:10 10  0.83

5.0 0.055  − 0.079

− 0.107

4

洗面

6:34:20 10  0.83

5.0 0.055  − 0.079

− 0.107

5

洗面

6:35:00 10  0.83

5.0 0.055  − 0.079

− 0.107

6

台所

7:45:00 10  5

30.0 0.332  − 0.477

− 0.643

7

台所

7:46:30 10  0.83

5.0 0.055  − 0.079

− 0.107

8

台所

7:47:10 10  0.83

5.0 0.055  − 0.079

− 0.107

9

台所

7:57:20 10  25

150.0 1.659  − 2.385

− 3.214

10

台所

8:04:20 10  2.5  15.0 0.166  − 0.238

− 0.321

11

台所 12:30:00  10

5

30.0 0.332  − 0.477

− 0.643

12

台所 12:31:30  10

0.83

5.0 0.055  − 0.079

− 0.107

13

台所 12:32:10  10

0.83

5.0 0.055  − 0.079

− 0.107

14

台所 12:37:20  10  10

60.0 0.664  − 0.954

− 1.286

15

台所 12:40:20  10

2.5  15.0 0.166  − 0.238

− 0.321

16

台所 17:45:00  10

5

30.0 0.332  − 0.477

− 0.643

17

台所 17:46:30  10

0.83

5.0 0.055  − 0.079

− 0.107

18

台所 17:48:40  10

5

30.0 0.332  − 0.477

− 0.643

19

台所 17:54:40  10

5

30.0 0.332  − 0.477

− 0.643

20

台所 17:56:10  10

0.83

5.0 0.055  − 0.079

− 0.107

21

台所 17:56:50  10

0.83

5.0 0.055  − 0.079

− 0.107

22

台所 17:57:30  10

0.83

5.0 0.055  − 0.079

− 0.107

23

台所 18:02:40  10

2.5  15.0 0.166  − 0.238

− 0.321

24

台所 18:03:40  10

0.83

5.0 0.055  − 0.079

− 0.107

25

台所 18:04:20  10

0.83

5.0 0.055  − 0.079

− 0.107

26

湯張り

19:10:00 10 180  1

080.0

11.945  − 17.17  − 23.143 −

27

台所 19:30:00  10  10

60.0 0.664  − 0.954

− 1.286

28

台所 19:32:30  10

2.5  15.0 0.166  − 0.238

− 0.321

29

シャワー 19:38:00

10

20

120.0  1.327

− 1.908

− 2.571

30

台所 19:42:00  10

2.5  15.0 0.166  − 0.238

− 0.321


23

C 8851

:2013

表 6

標準家庭の給湯保温負荷パターン(続き) 

a)

  標準家庭の給湯保温モード(56 モード)(続き) 

番 

用途

時刻

給湯量

(流量)

L/min

湯量

 

L

給湯 
時間

s

夏期

中間期

冬期

給湯

熱量

MJ

保温

熱量

MJ

給湯

熱量

MJ

保温

熱量

MJ

給湯

熱量

MJ

保温

熱量

MJ

31

台所 19:43:00  10

0.83

5.0  0.055  − 0.079

− 0.107

32

台所 19:48:10  10

2.5  15.0  0.166  − 0.238

− 0.321

33

台所 19:49:10  10

0.83

5.0  0.055  − 0.079

− 0.107

34

台所 19:49:50  10

0.83

5.0  0.055  − 0.079

− 0.107

35

保温 19:57:00  −

− 0.465

− 0.77  − 1.02

36

シャワー 20:00:00

10

50

300.0

3.318

− 4.77  − 6.428

37

台所 20:06:00  10

0.83

5.0  0.055  − 0.079

− 0.107

38

台所 20:06:40  10

0.83

5.0  0.055  − 0.079

− 0.107

39

台所 20:07:20  10

0.83

5.0  0.055  − 0.079

− 0.107

40

台所 20:08:00  10

0.83

5.0  0.055  − 0.079

− 0.107

41

保温 20:27:00  −

− 0.465

− 0.77  − 1.02

42

保温 20:57:00  −

− 0.233

− 0.385 − 0.53

43

保温 21:27:00  −

− 0.233

− 0.385 − 0.53

44

洗面 21:30:00  10  10

60.0  0.664  − 0.954

− 1.286

45

洗面 21:32:30  10

0.83

5.0  0.055  − 0.079

− 0.107

46

洗面 21:33:10  10

0.83

5.0  0.055  − 0.079

− 0.107

47

洗面 21:33:50  10

0.83

5.0  0.055  − 0.079

− 0.107

48

シャワー 21:44:00

10

20

120.0

1.327

− 1.908

− 2.571

49

洗面 21:46:30  10

0.83

5.0  0.055  − 0.079

− 0.107

50

洗面 21:47:10  10

0.83

5.0  0.055  − 0.079

− 0.107

51

保温 21:57:00  −

− 0.465

− 0.77  − 1.02

52

シャワー 22:02:20

10

50

300.0

3.318

− 4.77  − 6.428

53

洗面 22:09:20  10

2.5  15.0  0.166  − 0.238

− 0.321

54

洗面 22:10:50  10

0.83

5.0  0.055  − 0.079

− 0.107

55

洗面 22:13:00  10

5  30.0  0.332  − 0.477

− 0.643

56

洗面 22:15:00  10

0.83

5.0  0.055  − 0.079

− 0.107

合計 455.74

30.242

1.861

43.473

3.080

58.594

4.120

b)

  標準家庭の集約給湯保温モード(20 モード) 

番 

用途

時刻

給湯量

(流量)

L/min

湯量

 

L

給湯 
時間

s

夏期

中間期

冬期

給湯

熱量

MJ

保温

熱量

MJ

給湯

熱量

MJ

保温

熱量

MJ

給湯

熱量

MJ

保温

熱量

MJ

1

洗面

6:30:00 10  13.32

79.9 0.884

− 1.271

− 1.713

2

台所

7:55:00 10  34.16

205.0 2.267

− 3.259

− 4.392

3

台所 12:35:00 10  19.16

115.0 1.271

− 1.828

− 2.463

4

台所 17:55:00 10  22.48

134.9 1.492

− 2.144

− 2.89 −

5

湯張り 19:10:00  10  180  1

080.0  11.945

− 17.17  − 23.143 −

6

台所 19:31:00 10  12.5  75.0 0.829

− 1.192

− 1.607

7

シャワー 19:38:00

10

20

120.0  1.327

− 1.908

− 2.571

8

台所 19:46:00 10

7.49

44.9 0.497

− 0.714

− 0.963

9

保温 19:57:00 −

− 0.465 − 0.77  − 1.02


24

C 8851

:2013

表 6

標準家庭の給湯保温負荷パターン(続き) 

b)

  標準家庭の集約給湯保温モード(20 モード)(続き) 

番 

用途

時刻

給湯量

(流量)

L/min

湯量

 

L

給湯 
時間

s

夏期

中間期

冬期

給湯

熱量

MJ

保温

熱量

MJ

給湯

熱量

MJ

保温

熱量

MJ

給湯

熱量

MJ

保温

熱量

MJ

10

シャワー 20:00:00

10

50

300.0  3.318

− 4.77 − 6.428

11

台所 20:07:00 10

3.32

19.9 0.22  − 0.317

− 0.427

12

保温 20:27:00 −

− 0.465 − 0.77  − 1.02

13

保温 20:57:00 −

− 0.233 − 0.385  − 0.53

14

保温 21:27:00 −

− 0.233 − 0.385  − 0.53

15

洗面 21:32:00 10  12.49

74.9 0.829

− 1.191

− 1.606

16

シャワー 21:44:00

10

20

120.0  1.327

− 1.908

− 2.571

17

洗面 21:47:00 10

1.66

10.0 0.11  − 0.158

− 0.213

18

保温 21:57:00 −

− 0.465 − 0.77  − 1.02

19

シャワー 22:02:20

10

50

300.0  3.318

− 4.77 − 6.428

20

洗面 22:13:00 10

9.16

55.0 0.608

− 0.874

− 1.178

合計 455.74

30.242

1.861

43.473

3.080

58.594

4.120

9.5 

測定機器及び測定方法 

測定機器及び測定方法は,次による。

a)

積算燃料消費熱量

  積算燃料消費熱量 は,気体燃料発電ユニットの場合は式(3)によって,液体燃料

発電ユニットの場合は式(4)∼式(6)のいずれかによって算出する。

なお,試験中に補助熱源機が作動する場合は,その積算燃料消費熱量についても測定し,加算する。

b)

燃料温度

  温度計を燃料流量計又は燃料電池システムの近傍に接続し,燃料の温度を測定する。

c)

燃料圧力

  気体燃料ユニットの場合は,差圧計(水柱ゲージなど)を燃料流量計の近傍に接続し,燃

料のゲージ圧力を測定する。

d)

大気圧力

  気圧計を,燃料電池システムの近傍で,かつ,燃料電池システムの排気,換気などの影響

を受けない場所に接続し,燃料電池システム周辺の大気圧を測定する。

e)

消費電力量

  電力量計を,標準家庭で消費する交流電力の積算値が計測可能な位置に接続し,標準家

庭で消費する交流電力の積算値を測定する。消費電力量は,受電電力量と FC 送電電力量との総和で

ある。

f)

受電電力量

  電力量計を,標準家庭で受電する交流電力の積算値が計測可能な位置に接続し,標準家

庭で受電する交流電力量の積算値を測定する。標準家庭の電力負荷パターンを超えて出力する逆向き

電力は,積算値に含めない。

g)

電力量計

  電力量は,誤差が±0.5 %以内の電力量計で測定する。

h)

給湯量測定

  給湯量(1 分当たりの流量)は,

表 7

の測定精度確認用給湯条件による測定誤差が±2 %

以内の流量計を用いて連続測定する。

表 7

給湯量測定精度確認用給湯条件 

給湯方法

連続給湯時間

回数

給湯量(流量)

連続 60

s  1 回 10

L/min

断続 10

s  6 回 10

L/min


25

C 8851

:2013

i)

残湯量の算出方法

  残湯量の算出は,式(11)による。式(11)を簡略化した式(12)を用いてもよい。式に

用いる記号の概念を

図 8

に示す。

(

)

(

)

j

n

j

j

j

j

V

c

T

c

T

T

V

×

×

×

×

×

=1

p(40)

40

3

)

p(

3

v

)

40

(

40

ρ

ρ

  (11)

(

)

(

)

j

n

j

j

V

T

T

T

V

×

=1

3

3

v

)

40

(

40

   (12)

ここに,

V

(40)

40  ℃に換算した残湯量(L)

j: 貯湯槽に貼り付けた上下の熱電対によって区切った区分で,

上位から 1,2,3,…の順に示したもの。j=1 の場合,V

1

最上位の熱電対の上の部分の体積を示す。

n: 熱電対による区分 のうち,貯湯槽内の湯の温度 T

vj

が給水温

度 T

3

以上の部分を含む最後の区分。

T

vj

区分 における貯湯槽内の湯の温度(℃)

。上下の熱電対の示

す温度の平均を用いる。ただし,j=1 においては最上位の熱
電対が示す温度とする。

T

3

表 4

に示す給水温度(℃)

ρ

j

区分 における貯湯槽内の温度に対応した水の密度(kg/L)

ρ

40

40  ℃における水の密度:0.992 2(kg/L)

c

p(40)

40  ℃における水の比熱:4.178 3(kJ/kg・℃)

c

p(j)

区分 における貯湯槽内の温度に対応した水の比熱
(kJ/kg・℃)

V

j

区分 における上下の熱電対で水平方向に区切った貯湯槽内
の水の体積(L

。ただし,j=1 の場合(V

1

)は,最上位の熱

電対の上の部分の体積を示す。

j)

電力負荷

  電力負荷は,

図 7

に示す標準家庭の電力負荷パターンに従って設定する。

k)

給湯温度

  給湯温度は,

図 8

に示すような給水経路との混合によって,40  ℃になるように調整する。

給湯温度の測定は,温度計を給湯口の温水と給水との混合後の位置に接続して行う。

l)

給水温度

  温度計を燃料電池システムの給水口近傍に接続し給水温度を測定する。

m)

試験室の温度

  温度計を燃料電池システムの外囲から 1 m 離れた位置で測定する。

n)

保温時の積算燃料消費熱量

  保温時に追いだき用として作動する補助熱源機の積算燃料消費熱量を示

し,式(13)∼式(15)によって算出する。

(

)

(

)

100

/

6

.

3

/

861

.

1

au

sau

η

=

I

  (13)

(

)

(

)

100

/

6

.

3

/

080

.

3

au

mau

η

=

I

  (14)

(

)

(

)

100

/

6

.

3

/

120

.

4

au

wau

η

=

I

  (15)

ここに,

I

sau

夏期 1 日単位の保温に使用される補助熱源機の積算燃料消
費熱量(kWh/日)

I

mau

中間期 1 日単位の保温に使用される補助熱源機の積算燃料
消費熱量(kWh/日)

I

wau

冬期 1 日単位の保温に使用される補助熱源機の積算燃料消
費熱量(kWh/日)

η

au

追いだき時の補助熱源機の熱効率(製造業者のカタログ値)
(%)


26

C 8851

:2013

注記

式(13)∼式(15)中の 1.861,

3.080 及び 4.120 の値は,

表 6

a)

  及び

b)

  の保温熱量の合計値(MJ)

である。

o)

データ収集周期

  データ収集周期は 3 秒以下とする。

なお,1 秒以下での収集が望ましい。

a)

“●”は熱電対の貼付け箇所を示す。

b)

  T

t1

T

tn

は,貯湯槽内の残湯量の確認ができる間隔とする。通常,この間隔は 100 mm とする。

図 8

残湯量の算出方法の概念 

9.6 

試験方法 

年間消費エネルギー量の測定試験は,夏期,中間期及び冬期の 3 期それぞれについて行う。各期の試験

では,当該期を代表する 1 日の標準家庭の電力負荷パターン及び給湯保温負荷パターンが繰り返されるも

のとし,その内容は,次による。

−  温度条件:

表 4

に示す。

−  電力負荷:

表 5

に規定する各時刻における消費電力に従って発電電力を供給する。

−  給湯保温負荷:

表 6 a)

  に規定する給湯保温モード,又は

表 6 b)

  に規定する集約給湯保温モードで給

湯を行う。ただし,浴槽保温は,

9.5 n) 

によって別途算出する。

試験終了後,

表 4

の温度条件の達成状況を確認する。さらに,消費電力及び給湯熱量の 1 日積算値がそ

れぞれ

表 5

及び

表 6

の 1 日の合計値±5 %以内であることを確認する。その手順は,次による。いずれか

が達成できていない場合には,試験が失敗したものとして再度試験を行う。


27

C 8851

:2013

a) 

手順 1日目)

  貯湯槽を,

表 4

で規定する温度の水を供給して満水にした後,

表 5

に示す消費電力,

及び

表 6 a)

  又は

表 6 b)

  の給湯保温モードのどの時刻から開始するかは,製造業者の指定による。

b) 

手順 2日目)

  消費電力及び給湯保温モードは

手順 1

と同様とし,任意の運転方法で試験を継続す

る。1 日目の試験開始から 24 時間以上経過,かつ,電力及び給湯保温モードの時刻が 0 時の時点で,

その時点から 24 時間前の状態との比較を下記の

手法 1

又は

手法 2

を用いて行い,

それぞれの量の変化

率が,規定の範囲内に入っているかどうかを評価する。規定の範囲内に入っている場合は試験結果が

収束しているとして

手順 4

を,入っていない場合は収束していないとして

手順 3

を実施する。

1) 

手法 1

  前日と当日との比較において,積算燃料消費熱量(24 時間の積算値)及び積算受電電力量

(同積算値)の変化率が,それぞれ±5 %の範囲内とする。

1.1)

  積算燃料消費熱量の変化率は,式(16)によって算出する。

(

)

100

Δ

1

n

1

n

n

×

=

I

I

I

I

   (16)

ここに,

ΔI: 積算燃料消費熱量の変化率(%)

I

n

1

前日(24 時間)の積算燃料消費熱量(kWh)

I

n

当日(24 時間)の積算燃料消費熱量(kWh)

1.2)

  積算受電電力量の変化率は,式(17)によって算出する。

(

)

100

Δ

1

n

1

n

n

×

=

W

W

W

W

   (17)

ここに,

ΔW: 積算受電電力量の変化率(%)

W

n

1

前日(24 時間)の積算受電電力量(kWh)

W

n

当日(24 時間)の積算受電電力量(kWh)

2) 

手法 2

  消費電力及び給湯保温モードの時刻が 0 時のときに貯湯槽内の温度分布を測定し,24 時間

前と現在との残湯量の変化率が,±5 %の範囲内とする。残湯量の評価は,貯湯槽に取り付けた温

度センサの値を基に行う。試験結果が収束している場合は

手順 4

を,収束していない場合は

手順 3

を実施する。

残湯量の変化率は,式(18)によって算出する。

(

)

100

Δ

1

n

)

40

(

1

n

)

40

(

n

)

40

(

)

40

(

×

=

V

V

V

V

  (18)

ここに,

ΔV

(40)

残湯量の変化率(

%

V

(40)n

1

前日

0

時時点での残湯量(

L

V

(40)n

当日

0

時時点での残湯量(

L

c) 

手順 3日目以降)

試験結果が収束するまで

手順 2

を繰り返した後,

手順 4

を実施する。

9.5 n)

規定する保温時の積算燃料消費熱量を算出する。この場合,給湯保温モード熱量は,

手順 2

の給湯保

温モード熱量以上でなければならない。

d) 

手順 4

  試験結果が収束した日(消費電力及び給湯保温モードの

0

時を起点とする

24

時間)の結果か

ら,各期の

1

日単位での消費エネルギー量を算出する。このとき,

表 4

に示した給湯温度に比べ−

3

の温度を上回ったときから給湯熱量を計算する。

なお,複数日周期で試験結果が繰り返される場合は,

手順 2

に示す手法によって複数日単位で試験

結果の収束評価を行う。その場合,消費エネルギー量は,収束期間の日平均値によって算出する。

例  2

日単位で

1

回起動及び停止する場合は,

2

日単位で

手順 2

によって収束評価を行う。試験結果

の収束が確認できたとき,

手順 4

に基づき,

2

日間の日平均値によって消費エネルギー量を算

出する。

9.7 

年間消費エネルギー量の算出方法 


28

C 8851

:2013

燃料電池システムを設置した標準家庭の年間消費エネルギー量の算出方法は,次による。出力エネルギ

ー量は,

図 7

の標準家庭の電力負荷パターン及び

表 6

の標準家庭の給湯保温負荷パターンとし,これを

4

の温度条件によって作動させたときの夏期,中間期及び冬期の各

1

日のデータに基づいて,夏期

92

日(

7

月,

8

月及び

9

月)

,中間期

152

日(

4

月,

5

月,

6

月,

10

月及び

11

月)及び冬期

121

日(

12

月,

1

月,

2

月及び

3

月)とし,年間消費エネルギー量を算出する。年間の燃料消費熱量

Q

1

と年間の受電電力量

Q

2

それぞれ,式

(19)

及び式

(20)

によって算出する。また,年間消費エネルギー量

Q

3

は,年間の燃料消費熱量

Q

1

と年間の受電電力量

Q

2

とを加算したものであり,式

(21)

によって算出する。

Q

1

92

×

(I

sd

I

sau

)

152

×

(I

md

I

mau

)

121

×

(I

wd

I

wau

)   (19)

Q

2

92

×

W

insd

152

×

W

inmd

121

×

W

inwd

   (20)

Q

3

(Q

1

Q

2

)

×

3.6

2)

   (21)

ここに,

I

sd

夏期

1

日単位の積算燃料消費熱量

(保温の場合は除く。

kWh/

日)

I

sau

夏期

1

日単位の保温に使用される補助熱源機の積算燃料消費

熱量(

kWh

/日)

I

md

中間期

1

日単位の積算燃料消費熱量(保温を含まず)

kWh/

日)

I

mau

中間期

1

日単位の保温に使用される補助熱源機の積算燃料消

費熱量(

kWh

/日)

I

wd

冬期

1

日単位の積算燃料消費熱量(保温を含まず)

kWh/

日)

I

wau

冬期

1

日単位の保温に使用される補助熱源機の積算燃料消費

熱量(

kWh

/日)

Q

1

年間の燃料消費熱量(

kWh/

年)

Q

2

年間の受電電力量(

kWh/

年)

Q

3

年間消費エネルギー量(

MJ/

年)

W

insd

夏期

1

日単位の受電電力量(

kWh/

日)

W

inmd

: 中間期

1

日単位の受電電力量(

kWh/

日)

W

inwd

: 冬期

1

日単位の受電電力量(

kWh/

日)

2)

キロワット時(

kWh

)からメガジュール(

MJ

)への換算係数

9.8 

結果の記録 

試験結果の測定記録表の例を,

図 9

に示す。


燃 料 電 池 シ ス テ ム 名

      年  月  日(  )∼      年  月  日(  )

力 kW

燃    料    発    熱    量

a)

 kWh/m

3

又は MJ/kg

湿

% RH

kPa

測定記録 

試験

番号

測定

月日

時刻

測定

測定

測定

測定

測定

測定

測定

測定

測定

測定

特記

事項

F

1

実測燃料

消費量

T

1

燃料

温度

P

1

燃料圧力

(ゲージ圧)

W

out

消費電力量

W

in

受電電力量

F

2

給湯流量

T

2

給湯温度

F

3

給水量

T

3

給水温度

P

2

大気圧力

(絶対圧)

試験室

の温度

月日

時:分

L

℃ kPa

kWh kWh L/min ℃ L/min

℃ kPa

 

 

 

 

a)

  高位発熱量(HHV)を用いる場合は,“(HHV)”を付加する。  例  (HHV)12 000 MJ/kg

図 9−標準家庭の年間消費エネルギー量の測定試験の測定記録表の例 

29

C

 8851


2013


30

C 8851

:2013

附属書 A

(参考)

標準家庭の年間の省エネルギー量の算出方法

A.1 

概要 

標準家庭の年間の省エネルギー量

Q

save

は,燃料電池システム導入前のシステム(例を,

図 A.1

に示す。

の入力エネルギー量

Q

before

から燃料電池システム導入後のシステム(

図 6

に示す。

)の入力エネルギー量

Q

after

を差し引くことによって求めることができる。

図 A.1

燃料電池システム導入前のシステム 

A.2 

燃料電池システム導入前の入力エネルギー量 

燃料電池システム導入前の入力エネルギー量

Q

before

は,式

(A.1)

又は式

(A.2)

によって求める。ただし,各

温度の比熱は,

C

p(9)

C

p(17)

C

p(24)

C

p(40)

4.2

kJ/kg

・℃)として計算してもよい。

(

)

(

)

(

)

C

W

I

C

W

I

C

W

I

Q

1inwd

1wd

1inmd

1md

1insd

1sd

before

121

152

92

+

+

+

+

+

=

  (A.1)

(

)

(

2sd

)

40

(

p

)

t

(

1inwd

1inmd

1insd

before

40

92

[

/

121

152

92

F

C

C

W

W

W

Q

×

×

+

+

+

=

η

ρ

)

17

40

(

152

)

24

3md

)

17

(

p

2md

)

40

(

p

3sd

)

24

(

p

F

C

F

C

F

C

×

×

×

×

+

×

×

  (A.2)

 )]

9

40

(

121

3wd

)

9

(

p

2wd

)

40

(

p

F

C

F

C

×

×

×

×

+

ここに,  Q

before

:  燃料電池システム導入前の年間の入力エネルギー量(MJ/y)

C:  電力換算係数

1)

I

1sd

:  燃料電池システム導入前の夏期 1 日単位の積算燃料消費熱量(J/d)

I

1md

:  燃料電池システム導入前の中間期 1 日単位の積算燃料消費熱量(J/d)

I

1wd

:  燃料電池システム導入前の冬期 1 日単位の積算燃料消費熱量(J/d)

W

1insd

:  燃料電池システム導入前の夏期 1 日単位の受電電力量(kWh/d)

W

1inmd

:  燃料電池システム導入前の中間期 1 日単位の受電電力量(kWh/d)

W

1inwd

:  燃料電池システム導入前の冬期 1 日単位の受電電力量(kWh/d)

F

2sd

:  燃料電池システム導入前の夏期 1 日単位の温水の流量(L/d)

需要家(一般的な家庭)

燃料電池システム導入前

給湯

ユニット

受電電力量

W

in

原燃料

I

給水

F

3

T

3

給湯 
T

2

F

2

消費電力量
W

out


31

C 8851

:2013

F

2md

:  燃料電池システム導入前の中間期 1 日単位の温水の流量(L/d)

F

2wd

:  燃料電池システム導入前の冬期 1 日単位の温水の流量(L/d)

F

3sd

:  燃料電池システム導入前の夏期 1 日単位の給水の流量(L/d)

F

3md

:  燃料電池システム導入前の中間期 1 日単位の給水の流量(L/d)

F

3wd

:  燃料電池システム導入前の冬期 1 日単位の給水の流量(L/d)

C

p(t)

:  t  ℃における水の比熱(kJ/kg・℃)

ρ

(t)

:  t  ℃における水の密度(kg/L)

η:  燃料電池システム導入前の給湯ユニットのシステム効率

1)

  電力換算係数 C=0.369[高位発熱量(HHV)基準]。出典は“改正省エネ法[平成 18 年 4 月 1

日  エネルギーの使用の合理化に関する法施行規則  様式第 9(第 17 条関係)

A.3 

燃料電池システム導入後の入力エネルギー量 

燃料電池システム導入後の入力エネルギー量 Q

after

は,式(A.3)によって求める。

Q

after

=(Q

1

Q

2

/C)×3.6

2)

   (A.3)

ここに,  Q

after

燃料電池システム導入後の年間の入力エネルギー量(MJ/年)

Q

1

燃料電池システム導入後の年間の燃料消費熱量(kWh/年)

Q

2

燃料電池システム導入後の年間の受電電力量(kWh/年)

2)

 kWh から MJ への換算係数

A.4 

年間の省エネルギー量 

燃料電池システムを導入することによる年間の省エネルギー量 Q

save

は,式(A.4)によって求める。

Q

save

Q

before

Q

after

   (A.4)

ここに,  Q

save

年間の省エネルギー量(MJ/年)

Q

before

燃料電池システム導入前の年間の入力エネルギー量(MJ/年)

Q

after

燃料電池システム導入後の年間の入力エネルギー量(MJ/年)

参考文献 JIS 

9220:2011

  家庭用ヒートポンプ給湯機 

JIS S 2072:2009

  家庭用ガスふろがま・石油ふろがまの標準使用条件,標準加速モード及び試

験条件

TS S 0003:2010

  標準使用モードを用いた家庭用ガス・石油給湯機器の熱効率測定法

NISTIR 7131

,Proposed test methodology and performance rating standard for residential fuel cell

systems

JRA 4050:2007R

  家庭用ヒートポンプ給湯機