IEEJ: 2009年3月掲載

米･欧州･日本におけるエアコンの基準＆ラベリング制度

米米･･欧州欧州･･日本における日本におけるエアコンの基準＆ラベリング制度エアコンの基準＆ラベリング制度

日本冷凍空調工業会

専務理事 岸本 哲郎検査検定部会 菅原 作雄

IEEJ: 2009年3月掲載

1. はじめに

2．日本の省エネ基準と国内需要の特徴

COPからAPF

トッププランナー法、

省エネ基準と効果

ラベリング制度

3．米国の省エネ基準 IPLV

4．新しい省エネ基準の課題

5. まとめ

目 次

IEEJ: 2009年3月掲載

ルームエアコンの需要ルームエアコンの需要

4,722

5,920

7,081

6,240

5,040

6,717

7,6888,109

7,148

6,5507,019

7,677

6,470

7,570

6,902 7,040

6,469

4,5873,965

3,6523,380

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07

シーズン年度(10～9月）

総需要(千台）

冷専

HP(非INV)

HP(INV)

7,420

□

冷暖房インバーター壁掛型セパレート

三菱電機報告データより

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日本の省エネ基準日本の省エネ基準COPCOP →→ APFAPF

COPは、消費電力1kW当たりの冷房・暖房能力(kW)を表したものである。この値が大きいほど、エネルギー消費効率が良く、省エネ性の高い機器といえる。

（ COP ： Coefficient of Performance 成績係数 ）

ＡＰＦは、COPと同様に消費電力1kW当たりの冷房・暖房能力(kW)を表す。定格時だけではなく、エアコンが使用される建物や用途等の負荷条件、冷房/暖房期間における外気温度の発生時間、さらにインバータ機の能力変化にともなうエアコンの効率を考慮。これにより、使用実態にあったエネルギー消費効率の評価が可能。

（ ＡＰＦＡＰＦ ： Annual Performance Factor ）

COP（エネルギー消費効率）

ＡＰＦ（通年エネルギー消費効率）

（ Coefficient of Performance ） （ Annual Performance Factor ）

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APFAPF((通年エネルギー消費効率)への改正への改正

エネルギー消費効率（省エネ法）エネルギー消費効率（省エネ法）

ＣＯＰ＝（冷房定格ＣＯＰ＋暖房定格ＣＯＰ）／２

ＡＰＦ＝ｆ（ 冷房定格ＣＯＰ、冷房中間ＣＯＰ、

暖房定格ＣＯＰ、暖房中間ＣＯＰ、

暖房低温ＣＯＰ、外気温度発生時間 ）

日本の生活･地域環境に合致した算定方法！日本の生活･地域環境に合致した算定方法！

省エネ基準改訂による設計ポイントの変更省エネ基準改訂による設計ポイントの変更

空調機性能変化によ空調機性能変化により、り、生活の変化生活の変化

（その地域・環境に合致した省エネ基準）（その地域・環境に合致した省エネ基準）

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APFAPF（（通年エネルギー消費効率））

機種に見合った広さの部屋部屋の広さ5.5ヶ月10月28日～４月14日

暖房

平均的な木造住宅（南向）住宅

6:00～24:00の18時間使用時間3.6ヶ月6月2日～9月21日

冷房

期間

冷房時27℃/暖房時20℃設定温度日本 東京・気象データ外気温度

地域係数 ー10都市ー（例）

札幌（3.1），仙台（1.6），東京（1.0），大阪（1.2），福岡（1.1），那覇（0.6）

14,227

7.1

8,015

4.0

12,62411,22210,0199,017冷暖房能力総和(kWh)

6.35.65.04.5冷房能力（kW) 呼称値

7,2145,6115,0104,408冷暖房能力総和(kWh)

3.62.82.52.2冷房能力（kW) 呼称値

外気温度発生時間の算出基準（日本）外気温度発生時間の算出基準（日本）

冷房能力別の冷暖房能力の総和冷房能力別の冷暖房能力の総和

期間消費電力量＝冷暖房能力総和期間消費電力量＝冷暖房能力総和 ／／ APFAPF年間電気代＝年間電気代＝期間消費電力量＊期間消費電力量＊2222円＊地域係数円＊地域係数

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APFAPF（（通年エネルギー消費効率））

外気温度の発生時間（暖房期間）

0

50

100

150

200

250

300

350

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

外気温度[℃]

発生

時間

[hr]

外気温度の発生時間（冷房期間）

0

50

100

150

200

250

300

22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

外気温度[℃]

発生

時間

[hr]

総暖房時間＝総暖房時間＝2,8892,889ｈｒｈｒ

ΣΣ（発生時間（発生時間××温度差）＝温度差）＝32,231 32,231

（（ 室温室温2020℃℃とした場合とした場合 ））

総冷房時間＝総冷房時間＝1,4301,430ｈｒｈｒ

ΣΣ（発生時間（発生時間××温度差）＝温度差）＝10,13410,134

（（ 室温室温2277℃℃とした場合とした場合 ））

設計ポイントは、暖房中間へ設計ポイントは、暖房中間へ

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ユニットの

形態冷房能力

基準エネルギー消費効率(COP)

目標年度

直吹き形で壁掛け形のもの

（マルチタイプのもののうち室内機の運転を個別制御するものは除く）

2.5kW以下 5.27

2004

冷凍年度2.5kW超～3.2ｋW以下 4.90

3.2kW超～4.0ｋW以下 3.65

4.0kW超～7.1ｋW以下 3.17 2007

冷凍年度7.1kW超 3.10

ルームエアコンの省エネ一次目標値

（ 抜粋 ）

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ルームエアコンの効率分布の変遷

冷房能力 2.8ｋWクラス 日本冷凍空調工業会調べ

1996 1998 2000 2002 2004 2006

COP最低機加重平均値

COP最高機

トップランナー目標値

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区分 基準エネルギー

消費効率（APF）冷凍能力 室内機の寸法区分 区分名

3.2ｋW以下寸法規定タイプ A 5.8(←4.90)

寸法フリータイプ B 6.6(←4.90)

3.2ｋW超

4.0kＷ以下

寸法規定タイプ C 4.9(←3.65)

寸法フリータイプ D 6.0(←3.65)

「室内機の寸法タイプ」とは、室内機の横幅寸法800ｍｍ以下かつ高さ295ｍｍ以下の機種を寸法規定タイプとし、それ以外を寸法フリータイプとする。

ルームエアコンの省エネ 二次目標値

（ 抜粋 ）

目標年度 2010年度

（ ）内は相当一次目標値

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期間消費電力量　 〔 ｋ W h〕

ルームエアコンの省エネ性能の推移

冷暖房兼用・壁掛け・冷房能力2.8ｋＷ・省エネ型機種出所：日本冷凍空調工業会

42.5％の省エネ

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APFAPFの課題の課題

・インバータエアコンのＣＯＰの特性は上に凸の2次特性

低能力側のCOP低下が少ない直線で近似

→ 小能力側で実運転時と乖離

・定格能力より大きい能力範囲を定格時の省エネ性能から推定

→ 実運転時の消費電力量･消費電流に差(短時間運転時）

・定格時と中間時の外気条件が一定

→ 実使用時との差

・年間の使用期間が9.1カ月、１日の使用時間が18時間

→ 実使用より長い？

ＡＰＦ（日本のエアコン使用実態に合わせた指標）

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省エネラベリング制度省エネラベリング制度

・2000年 日本工業規格（JIS）によって導入

・トップランナー基準を達成状況を表示

→使用者が家電製品を選ぶときに有用である。

達成機種達成機種

未達成機種未達成機種

対象機器対象機器

（トップランナー機器）

・エアコン

・蛍光灯器具

・テレビ

・冷蔵庫

・ジャー炊飯器

・電子レンジ

・ＤＶＤレコーダー

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統一省エネラベル統一省エネラベル

小売業者の省エネ性能表示制度告示により、

2006年10月から統一省エネラベルが開始

・市販製品の中の省エネ性能を★の数で相対的位置を表示する多段階評価制度

・毎年４月に市販製品の省エネ性能の分布状況から星の基準見直しが行われる。

対象製品・ルームエアコン・冷蔵庫・テレビ

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米国米国 空調機省エネ性能評価指標空調機省エネ性能評価指標

IPLVIPLV

IIPLVPLV（（IIntegrated ntegrated PPart art LLoad oad VValue)alue)

・制定：ARI（Air conditioning &

Refrigeration Institute)

・負荷、試験条件が異なる数点のＣＯＰから

年間の発生頻度を重み付けした期間成績係数

・APFと同系統の指標

・中国、欧州などで、空調性能評価指標として検討中

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ステップ

ｎ

部分

負荷率

凝縮器

入口

空気温度

1 100% 35 ℃

2 75% 30 ℃

3 50% 25 ℃

4 25% 20 ℃

5 0% 15 ℃

部分負荷率と部分負荷係数の関係

米国米国 空調機省エネ性能評価指標空調機省エネ性能評価指標

IPLVIPLV

1.0

2.0

4.0

3.0

0

成績

係数

部分負荷ステップが４段階のIPLV計算式

IPLV＝ (PLF1-PLF2)(COP1+COP2) / 2+ (PLF2-PLF3)(COP2+COP3) / 2+ (PLF3-PLF4)(COP3+COP4) / 2+ PLF4・COP4

部分負荷ステップの試験条件（チラーの場合）

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その地域に合致した省エネ基準その地域に合致した省エネ基準

APF APF の基本的考えの基本的考え

APF ＝実使用時の熱負荷（冷房時・暖房時）

実使用時の消費電力量

APF ≠ COP ， APF ≠ （H・COP＋C・COP）／ ２実熱負荷代表値 ≠ 定格ポイント，実使用時の消費電力量≠ 定格ポイント

結果として、日本では、性能（定格、中間、低温）と東京気象データより求め、東京との差異は、地域係数で補正する。

IPLVIPLVも基本的には、同系列の指標も基本的には、同系列の指標

・負荷をあるパートに分類している・負荷をあるパートに分類している

・部分負荷別に試験条件が異なる。・部分負荷別に試験条件が異なる。

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望ましい空調機の省エネ基準望ましい空調機の省エネ基準

1)インバータ機、ノンインバータ機が適用可能

2)冷房地区、冷房/暖房地区で使用することが可能

3)性能評価ポイントと外気条件は、国際基準

4)性能評価ポイント数は、最大でも3点レベル

5)各地域の気象データ、標準的住宅がベース

6)各地域内は、地域係数などで補正

7)空調機の進展に応じて、定期的な見直し

1)インバータ機、ノンインバータ機が適用可能

2)冷房地区、冷房/暖房地区で使用することが可能

3)性能評価ポイントと外気条件は、国際基準

4)性能評価ポイント数は、最大でも3点レベル

5)各地域の気象データ、標準的住宅がベース

6)各地域内は、地域係数などで補正

7)空調機の進展に応じて、定期的な見直し

・COP、SEERでは、使用状態の消費電力量などを評価できない。・新しい省エネ基準は、IPLV・APFのどちらかを選択するものではない。

・合理的で、妥当性があり、その国・地域の住宅・気候・使い方に合致した基準を目指す。

IEEJ: 2009年3月掲載

最大最大

最小最小

定格定格

(100%)(100%)(20%)(20%) (140%)(140%)(50%)(50%)

InverterInverter機と機とNonNon--InvterInvter機の比較機の比較

OFFOFFONON

負荷以上の能力により、室温到達性が向上

発生する冷房能力発生する冷房能力範囲範囲 〔〔kWkW〕〕

NonNon--INVINV機機

INVINV機機

要求される冷房負荷要求される冷房負荷

冷房時冷房時 室温上昇室温上昇

冷房時冷房時 室温上昇室温上昇

空調能力以上の負荷発生で、室温制御が不能になる領域

OFFOFF

ONON

COMP 再起動防止制約で、

室温制御性の確保困難

適合範囲適合範囲

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INVER機の運転状況（1998･睡眠時・名古屋）

INVERINVER機機のの運転運転状況状況（（19981998･睡眠時・名古屋）･睡眠時・名古屋）

Ａ室（１９９８年　７月２９日～７月３０日）

20

25

30

35

18:00 21:00 0:00 3:00 6:00 9:00

時　　　刻

温　

　　

度[℃

]

外気温度[℃]

室内空気温度[℃]

設定温度：２８[℃]（1:30以降２９[℃]）

Ａ室（１９９８年　７月２９日～７月３０日）

0

5

10

15

20

25

30

35

18:00 21:00 0:00 3:00 6:00 9:00

時　　　刻

温　

　　

度[℃

]

0

500

1000

1500

2000

2500

3000消

費電

力[W

]

吸込温度[℃]

吹出温度[℃]

消費電力[W]

Ｂ室（１９９８年　８月５日～８月６日）

20

25

30

35

18:00 21:00 0:00 3:00 6:00 9:00

時　　　刻

温　

　　

　度

[℃]

外気温度[℃]

室内空気平均温度[℃]

設定温度：２９[℃]（22:40以降３０[℃]）

Ｂ室（１９９８年　８月５日～８月６日）

10

15

20

25

30

35

18:00 21:00 0 :00 3 :00 6 :00 9:00

時　　　刻

温　

　　

　度

[℃]

0

100

200

300

400

500

消費

電力

[Ｗ]

吸込温度[℃] 吹出温度[℃]

消費電力[W]

一般機（最小能力 0.9ｋW ） 試作機（最小能力 0.5ｋW ）

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新省エネ基準の適用新省エネ基準の適用

NonNon--INVINV機の定速時、機の定速時、OnOn－－OffOff時の省エネ性能を測定することで、時の省エネ性能を測定することで、11つの省エネ基準で、冷房専用機、冷暖房機、つの省エネ基準で、冷房専用機、冷暖房機、NonNon--INVINV機、機、INVINV機機の評価可能。の評価可能。

１）モデル住宅の外気変化による運転特性のシミュレーション→標準条件における周期、運転率

２）空気エンタルピー法による省エネ性能の測定→運転率別の性能測定

３）出現負荷別に消費電力量を求める。→新省エネ基準

空調能力

COP

Inverter

Non-Inv

IEEJ: 2009年3月掲載

住宅熱負荷の推定方法住宅熱負荷の推定方法

APFAPFにおける住宅熱負荷の推定方法における住宅熱負荷の推定方法・住宅熱負荷は、推奨しているエアコンの定格能力と相関があると仮定・住宅熱負荷は、推奨しているエアコンの定格能力と相関があると仮定

→→ モデル住宅を設定モデル住宅を設定

・モデル住宅の熱解析により、住宅熱負荷を設定・モデル住宅の熱解析により、住宅熱負荷を設定

例例 冷房冷房 外気温度外気温度2323℃以上で、冷房負荷が発生℃以上で、冷房負荷が発生

外気温度外気温度2929℃の時、定格能力でほぼ室内温度℃の時、定格能力でほぼ室内温度2727℃を確保℃を確保

暖房暖房 外気温度外気温度1717℃以下で、暖房負荷が発生℃以下で、暖房負荷が発生

外気温度０℃の時、定格能力でほぼ室内温度外気温度０℃の時、定格能力でほぼ室内温度2020℃を確保℃を確保

・・気象データから、地域係数を求めて、東京地区との差を補正気象データから、地域係数を求めて、東京地区との差を補正

地域係数（例）

札幌（3.1），仙台（1.6），東京（1.0），大阪（1.2）

福岡（1.1），那覇（0.6）

地域・住宅・標準家族・標準空調機などのモデル化が必要

Meteringによるモデルの修正

IEEJ: 2009年3月掲載

アンケート調査の留意点アンケート調査の留意点

アンケート調査の留意点アンケート調査の留意点

・住宅の断熱性能などは、代表的住宅構造を提示→選択・住宅の断熱性能などは、代表的住宅構造を提示→選択

・部屋の広さは、空調面積（ある閉鎖空間）とする。・部屋の広さは、空調面積（ある閉鎖空間）とする。

・想定される空調負荷と空調能力がアンバランスなデータは、・想定される空調負荷と空調能力がアンバランスなデータは、

空調機の使用方法を追加調査し、コメントをつけて、空調機の使用方法を追加調査し、コメントをつけて、

特異データとする。（統計データより外す）特異データとする。（統計データより外す）

・家電機器など熱発生機器の調査（種類と発生量の推定）・家電機器など熱発生機器の調査（種類と発生量の推定）

・住宅内での着衣量を調査し、温熱感覚を推定する。・住宅内での着衣量を調査し、温熱感覚を推定する。

→（→（cloclo値の推定）→値の推定）→ 快適温度の推定快適温度の推定

・・11日日//１週間の行動パターン調査１週間の行動パターン調査

（在（在//不在、掃除、洗濯、団欒、食事準備、食事・・・）不在、掃除、洗濯、団欒、食事準備、食事・・・）

IEEJ: 2009年3月掲載

METERINGMETERING調査の留意点調査の留意点

METERING調査の留意点１1)温度測定は、外気温度、室内温度、エアコン吸込み温度を実施。

可能なら外気湿度、室内湿度を追加する。単位○.○[℃],○○[RH%]

・外気温度：1日を通じて日射の当らない北側など

また湿度の測定も可能なら実施

・室内温度：エアコンの吹出気流の影響がなく、居住者に近い位置

高さ…暖房→床上5-10cm 冷房 →床上1.2mH

・エアコン吸込温度：吸込み口の空気流通部分に設置。

2)エアコン消費電力量 単位〔W〕

・エアコンの消費電力は、サンプリング間隔１分以内

3)アンケート調査を実施のこと。

IEEJ: 2009年3月掲載

METERINGMETERING調査の留意点調査の留意点

METERINGMETERING調査の留意点調査の留意点22

4)4)熱負荷の推定方法熱負荷の推定方法

・住宅の熱負荷は、空調能力発生能力と熱負荷がバランスしているときに測定し、・住宅の熱負荷は、空調能力発生能力と熱負荷がバランスしているときに測定し、

ONON直後の室温が非制御域の時は、推定しない。直後の室温が非制御域の時は、推定しない。

・オン／オフ時の発生空調能力〔・オン／オフ時の発生空調能力〔kWkWｈ〕は、オン時間、定格能力（表示値）、消費ｈ〕は、オン時間、定格能力（表示値）、消費

電力から、電力から、11時間あたりの発生能力を推定する。消費電力量は、オン／オフ時間あたりの発生能力を推定する。消費電力量は、オン／オフ

サイクルの周期とその消費電力量からサイクルの周期とその消費電力量から11時間の消費電力量〔時間の消費電力量〔kWkWｈ〕を求める。ｈ〕を求める。

・設定温度の調査も必要であり、運転中の設定温度の変更も記録する。・設定温度の調査も必要であり、運転中の設定温度の変更も記録する。

・アンケート等で収集する住宅特性と室内・アンケート等で収集する住宅特性と室内//室外温度など測定データから住宅熱室外温度など測定データから住宅熱

負荷を推定するのも、負荷を推定するのも、11つの方法である。つの方法である。

IEEJ: 2009年3月掲載

省エネ性能評価ポイント省エネ性能評価ポイント

省エネ性能評価ポイント省エネ性能評価ポイント

1)性能評価ポイントは、多点の方がより正確な消費電力量を求めることが可能。

COPの特性は、上に凸の２次特性であり、試験コストなどから考えて、MＡＸ

でも３点程度にすべき。

2)最小能力を入れるのは、有力な方法であるが、最小能力は0.2～0.5kＷのレベ

ルであり、精度高い計測は困難。シミュレーション値を用いる方法など、より

合理的方法を検討しょう

3)性能評価ポイントの能力比率と性能評価ポイントの外気環境条件は、ISO等で

国際的に統一するのが好ましい。国・地域にあったポイントを国際統一ポイ

ントから選択する。

IEEJ: 2009年3月掲載

まとめまとめ

・空調機の省エネ基準は、その進化の方向を示し、国／地域の生活に合致したものにすべき

・新しい省エネ基準は、米国のIPLV、日本のAPFから、選択せず、APFやIPLV以上に国／地域に合致した新しい基準を制定すべき

・評価試験ポイント／試験条件は国際基準とし、国／地域で選定・評価試験ポイント数は、開発・試験コストより、最大でも３点程度。

・空調機がグローバルな市場で公正な競争をするには、公正な省エネ基準と試験設備が必要

・空調機の進化は、空調性能試験設備の進化でもある。・今後、小能力時の高精度試験技術や、人の感覚を考慮した環境形成力試

験など進化を想定した新しい試験技術を検討する時期ではないだろうか。

お問合せ：report@tky.ieej.or.jp