空調の熱輸送方式

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全空気方式

熱輸送媒体として空気を使用する。
多くの外気を取り込むことができる。
空気のみを用いるため、比較的大型の空気調和機が必要である。

単一ダクト方式

1台の中央空気調和機より1本のダクトを導いて給気する方式。
給気ダクトと還気ダクトが用いられる。
負荷の変動が類似している室をゾーニングして、一つの系統とすることが多い。ゾーンが単一の劇場などに向いている。
利点は、外気の取り入れや換気に優れている。
欠点は、ダクトのスペースがある程度必要で、自動制御の検出器が設置されていない室では、目標温度が維持できない。
省エネルギー化には、ダクトのサイズを大きくしたり、低速ダクトを使用したり、翼形送風機を使用するなどがある。

定風量方式

定風量方式は、CAV(定風量)ユニットなどで一定風量をダクトで供給し、熱負荷の変動に対応して、給気温度を変化させる。
CAV(定風量)ユニットは、上流側のダクト内の圧力変動によって風量が変動するのを避け、常に一定の風量を確保するための装置である。
吸気量が一定なので、必要な新鮮外気量を確保しやすい。

変風量方式

変風量方式は、給気温度が一定で、VAV(変風量)ユニットなどで風量制御を行って、送風量によって負荷変動に対応する。
給気風量を可変としているため、風量が減少した場合、室内空気の清浄度が悪化する。
定風量方式に比べ、省エネルギーかつ室内温度制御性に優れている。
VAVユニットには、バイパス形(還気ダクトへバイパスして調整する)、絞り形(ダクトの送風圧力も考慮する)、誘引形(室内空気を誘引して混合する)がある。

二重ダクト方式

1台の中央空気調和機より冷風と温風の2系統のダクトの給気を、ゾーン毎の混合ユニットで混合させる方式。
搬送動力も増加し、混合のエネルギー損失もあるので、省エネルギーではない。
ダクトの納まりが悪く、点検も大変なので最近は減少している。

マルチゾーン・ユニット方式

二重ダクト方式と同様の考え方で、1台の中央空気調和機よりゾーン毎の複数本のダクトを導いて給気する方式。

各階ユニット方式

中央の熱源から冷温水を各階に供給し、各階毎の空気調和機から単一ダクト方式で空調を行う方式。
各階の空気調和機には冷凍機の機能は無い。
単一ダクト方式のような建築物の縦方向のダクトが不要である。

全水方式

熱輸送媒体として水を使用する。
換気が不十分なので、換気用に全熱交換器などを併用する。

ファンコイルユニット方式

室内のファンコイルユニットに冷温水を供給して冷暖房を行う方式。
ファンコイルユニットは、送風機冷温水コイル(熱交換器)エアフィルタケーシングで構成された室内設置型の小型空調機である。
室内から空気を取り、熱交換器で温湿度を調整して送風する。
冷温水コイルには冷凍機やボイラなどの熱源から冷水や温水が供給される。
冷風と温風時で、吹き出し風向ベーンの方向を調整する必要がある。
室内の空気循環だけなので、外気を供給するためダクト・全熱交換器を併用する。
加湿器が内蔵されないため、加湿の考慮も必要である。
ユニット毎にON/OFFが可能なので、比較的室数の多い建築物に利用される。
多数設置なので保守が繁雑になりやすい。小型なので大きな高性能フィルタは組み込めない。
熱負荷変動が大きいペリメータゾーン(窓付近)に配置されることが多い。
設置方法により床置き型・天吊り型等の種類がある。
冷温水の供給方法により、配管は2~4管式がある。
4管式は、冷水と温水のコイルを持つため、各ユニット毎に冷水、温水を選択して冷暖房できる。
2管式は、コイルが一つなので冷温水は切り替えて利用する。

放射冷暖房方式(ふく射冷暖房方式)

放射パネルを有する床や壁に冷温水配管などを埋設して室を所定の温度にする方式。
温度むらによる不快感が起こりにくい。
外気が入らないので換気が行えないため、中央式外調機が併用される。
天井の高いロビーなどで採用される。
冷房時は、放射パネルの温度が周囲より低くなるため、表面結露に配慮が必要である。
放射空調で使用する冷温水の温度は、冷房時で約16℃暖房時で約40℃で、従来の空調と比べ夏は高く冬は低い温度となり省エネとなる。

水ー空気方式

熱輸送媒体として空気と水を使用したものを併用する。

誘引ユニット方式(インダクションユニット方式)

室内の空気をユニット内の冷温水コイルで冷却・加熱し、ダクトからの一次空気と混合して室内に吹き出す方式。
空気プレナチャンバ、ノズル、二次コイル、フィルタ、ケーシング(外箱)から構成される。
ペリメータゾーンに使用される。

ターミナルエアハンドリングユニット

壁や天井に隠ぺいするダクト方式の空気調和機で、外部中央熱源からの冷温水を使い温湿度を調整する。
細分されたゾーンの個別空調に適しており、風量タイプで天井隠ぺい型などとして設置可能である。
外気調和機併用型では、室内温度付近で給気ができるので、高品位な空調空間が達成されやすい。エアハンドリングユニットからの冷温風と、外気との混合に混合ユニットが用いられる。

ダクト併用ファンコイルユニット方式

端末にファンコイルユニットを使用して、単一ダクト方式と併用することで、個別制御性を高めたシステムである。
ファンコイルユニットまでの熱の搬送は、冷温水配管が用いられる。
単一ダクト方式に比べ、空気調和機及び主ダクトの小容量化小型化が可能である。
ファンコイルユニットごとの発停が可能である。
外気用空調機によって、屋外から新鮮な空気を取り込んでダクトで給気ができる。
ダクト吹出空気と、ファンコイル吹出空気による混合損失が発生する場合がある。
ファンコイルユニットは、熱負荷変動が大きいペリメータゾーンに配置されることが多い。
ホテル・病院で多用されている。

冷媒方式

熱輸送媒体として冷媒を使用する。
通常は外気処理機能を持たないため、全熱交換器など外気処理装置と併用するなどの対策が必要である。
冷媒方式は、個別運転が可能なので、故障による他のユニットへの影響が少ない。
熱源と空調機の一体構造になっている物が主流で、集約した熱源設備を必要としない。

パッケージ型空調機

個別方式における代表的な空気調和機で、室単位もしくはゾーン単位ごとに空調機を設置して空調を行う。
パッケージ型空調機を家庭用にカスタマイズしたものが、ルームエアコンである。
蒸気圧縮冷凍サイクルを利用した、冷暖房兼用ヒートポンプ方式が代表的である。
ヒートポンプ方式では熱源設備を必要とせず、冷房時の凝縮器の冷却方式により水冷式(水熱源)空冷式(空気熱源)に分類される。
水冷式では、暖房はヒーティングコイルに温水または蒸気を送る方式と電気ヒーターを使う方式がある。
空冷式のヒートポンプ方式では、四方弁で冷媒の流れを切り替えることにより、室内機の熱交換器を蒸発器(冷房)または凝縮器(暖房)に切り替えることで、冷房と暖房を利用できる。
空冷式のセパレート型は、室内機と室外機が分かれている。
圧縮機凝縮器膨張弁蒸発器、送風機、エアフィルターなどを一つのケーシング内や、室内機・室外機にパッケージ化している。
圧縮機の駆動源としては、電動機の他、ガスエンジンもある。インバータ制御(オン・オフ制御ではない)によって圧縮機の効率的に運転が行われている。
利点は、ユニット毎に個別制御ができ、ダクトスペースも各階の空調機からでよいので小さくてすむ。
欠点は、保守管理が多くなるのと、ゾーン毎に機械室のスペースが必要となる。

マルチユニット(マルチパッケージ)方式

一台の室外機と、複数の室内機を端末分岐方式の冷媒配管で接続したもの。
熱源が複数台に分割されているため、1台の故障による影響が小さい。
室内機は天井カセット型が一般的である。
室外機が同一の場合は、使用できる冷房・暖房はどちらか一方となるが、最近は、同一室外機系統でも室内機ごとに冷暖房が選択できる冷暖房同時型というタイプがある。
室内ユニットの個別運転が可能なので、冷暖房の切り替えや、臨機応変な運転ができる。

ウォールスルーユニット方式

窓の下の壁を貫通して取り付ける、室外機と室内機が一体となった空冷空調機。
利点は、建設コストは安く、少スペースである。冷媒配管や冷温水の供給配管などが必要ない。
欠点は、メンテナンス性が悪い。ユニット自体で給排気するので気密性や遮音性が必要である。
ぺリメータゾーンで有効である。



Ver.1.2.2

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