Transcript 2_2 空調機とは - 空気調和・衛生工学会

［Last Update 2015/04/30］
建築環境工学・建築設備工学入門
＜空気調和設備編＞
<空気調和設備>
空調機とは
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空調システム
■給気ダクト
■還気ダクト・排気ダクト
■外気ダクト
■冷水（温水）配管
■冷却水配管
冷却搭
二次側設備：
ポンプ+冷温水配管、ファン＋ダクト、
空調機、ファンコイル、、吹出口などか
ら構成。
給気ダクト
吹出口
還気
ダクト
＋
外気
排気ダクト
冷却水配管
熱源設備：
冷凍機・ヒートポンプ、ボイラなどから
構成。
冷凍機
蓄熱槽
冷却水ポンプ
冷水（温水）配管
冷水ポンプ
排気
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空調機
空調機内の空気の流れ： ダクト（還ダクト、外気取入ダクト）から→ 全熱交換機→
①吸込み口⇒ ②エアフィルタ⇒ ③冷却コイル⇒ ④加熱コイル⇒ ⑤加湿器⇒ ⑥送風機⇒
吹出し口→ ダクトへ
①吸込み口
中央式空調システムで使う
空調機がエアハンドリング
ユニット「エアハン」！
パッケージ型エアコンは空
調機と一緒に冷凍機（ヒート
ポンプ）も組み込む！
空気の流れ
空 調 機
（エアハンドリングユニット）
説明用に正面のパネルを透明
アクリルとしています
②エアフィルタ
③冷却コイル
④加熱コイル
⑤加湿器
③送風機
写真 東京電力 蓄熱システム技術センター
4
全熱交換機
②″外気
ｔ″ｏ，ｘ″ｏ
0
吸湿のため、多孔質ハニカムに
塩化リチュム等の吸湿性の塩を
含浸、シリカゲルやゼオライトを
コーティングなど！
ｹｰｼﾝｸﾞ
風量
Ｖｏ
ﾛｰﾀｰ
①還気
ｔｒ，ｘｒ
風量
Ｖｒ
②外気
ｔｏ，ｘｏ
風量
Ｖｏ
Vﾍﾞﾙﾄ
②″外気
ｔ″ｏ，ｘ″ｏ
0
ﾓｰﾀｰ
① ″排気
ｔ″ｒ，ｘ″ｒ
風量
Ｖｏ
給気ダクト
風量
Ｖｒ
Vﾌｰﾘｰ
ｼｰﾙｺﾞﾑ
吹出口
空調機械室
還気
ダクト
ｾﾊﾟﾚｰﾀｰ
空調機
②外気
ｔｏ，ｘｏ
ファン
風量
Ｖｏ
外気ファン
FCU
全熱交換器
排気ファン
①還気
ｔｒ，ｘｒ
風量
Ｖｒ
排気ダクト
排気
① ″排気
ｔ″ｒ，ｘ″ｒ
風量
Ｖｒ
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還気と外気の混合
ｈｏ
ｈｍ
・ 混合後の状態点の温度：
ｔｍ＝ｔｒ＋（Ｖｏ／（Ｖｒ＋Ｖｏ））（ｔｏ－ｔｒ）
Ｖ：風量［ｍ３/ｈ］
ｘｍ＝ｘｒ＋（Ｖｏ／（Ｖｒ＋Ｖｏ））（ｘｏ－ｘｒ）
ｈｒ
Ｖｒ
Ｖｏ
①還気
ｔｒ，ｘｒ
給気ダクト
吹出口
空調機械室
①還気
ｔｒ，ｘｒ
還気
ダクト
FCU
空調機
ファン
風量
Ｖｒ
全熱交換器
排気ファン
排気ダクト
空調機
フィルタ
③混合
ｔｍ，ｘｍ
風量
Ｖｍ
②外気
ｔｏ，ｘｏ
外気ファン
冷却コイル 加熱コイル
加湿器
エリミネータ
排気
②外気
ｔｏ，ｘｏ
風量
Ｖｏ
③混合
ｔｍ，ｘｍ
フィルタ
一
般
空
調
6
フィルティングの原理
①体当たりで捕らえる
②電気の力で捕らえる
③吸着剤で捕らえる
④慣性や遠心力で捕らえる
⑤液体で溶解し捕らえる
通常フィルタ １μ以下
ｸﾘｰﾝﾙｰﾑ用
ＨＥＰＡフィルタ 0.3 μ
ＵＬＰＡフィルタ 0.15μ
空気中の微粒子の大きさ（μ）
フィルタ （①のタイプ）
写真 東京電力 蓄熱システム技術センター
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冷却コイル
・ 冷却コイル出口④：
飽和空気線上のコイル表面温度Ｃと入口空気の③混合とを結
ぶ
直線が相対湿度95%の線と交わる点
ｈ３
RH95%
・ 冷却に要する熱量Ｑ ：
Ｑ＝Ｇ（ｈ4－ｈ3）＝Ｖ／0.83（ｈ4－ｈ3 ）
Ｖ：風量［ｍ３/ｈ］
Ｘｍ
ｈ４
ｈｃ
③混合
ｔｍ，ｘｍ
④冷却
ｔ4，ｘ4
Ｃ
ｔｃ
吹出口
空調機械室
還気
ダクト
空調機
ファン
外気ファン
FCU
全熱交換器
排気ファン
排気ダクト
空調機
フィルタ
冷却コイル 加熱コイル
③混合
ｔｍ，ｘｍ
④冷却
ｔ4，ｘ4
風量
Ｖｍ
風量
Ｖｍ
Ｘｃ
ｔ4
給気ダクト
加湿器
エリミネータ
排気
Ｘ4
ｔｍ
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加熱コイル
・ 加熱コイル出口⑤：
加熱されると絶対湿度一定で温度が上昇する。
この場合は、除湿のために冷却しすぎた空気を再熱する例。
・ 加熱に要する熱量Ｑ ：
Ｑ＝Ｇ（ｈ5－ｈ4）＝Ｖ／0.83（ｈ5－ｈ4 ）
ｈ３
ｈ４
ｈｃ
Ｖ：風量［ｍ３/ｈ］
RH95%
ｈ5
Ｘｍ
③混合
ｔｍ，ｘｍ
④冷却
ｔ4，ｘ4
Ｃ
⑤加熱
ｔ5，ｘ55
Ｘｃ
ｔ4
給気ダクト
吹出口
ｔｃ
空調機械室
還気
ダクト
空調機
ファン
外気ファン
FCU
全熱交換器
排気ファン
排気ダクト
空調機
フィルタ
冷却コイル 加熱コイル
加湿器
④冷却
ｔ4，ｘ4
⑤加熱
ｔ5，ｘ55
風量
Ｖｍ
風量
Ｖｍ
エリミネータ
排気
Ｘ4
ｔｍ
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加湿器
・ 加湿器出口⑥：
加湿の方式により温度 ｔ6 は異なる
a. 水噴霧加湿： 温度下降
⑥加湿
ｔ6，ｘ6
ｈ5
b. 蒸気加湿 ： 温度一定
b
a
c
c. 気化加湿器による加湿 ：温度上昇
x6
x5
⑤加熱
ｔ5，ｘ5
ｔ4
ｔｃ
給気ダクト
吹出口
ｔｍ
空調機械室
還気
ダクト
空調機
ファン
外気ファン
FCU
全熱交換器
排気ファン
排気ダクト
排気
空調機
フィルタ
冷却コイル 加熱コイル
加湿器
エリミネータ
⑤加熱
ｔ5，ｘ55
⑥加湿
ｔ6，ｘ6
風量
Ｖｍ
風量
Ｖｍ
空調機内の加湿器
写真：東京電力 蓄熱システム技術センター
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エリミネータ
空気中の水滴を分離、除去！
ボイラからの供給
蒸気
空調機の冷却コイルで除湿された空気や、加湿さ
れた空気は一部水滴を含んでいる場合がある。
コイル
エリミネータ
この水滴が空気と一緒にダクトや室内に持ち込ま
れるのを防ぐ。
加湿空気
給気ダクト
吹出口
蒸発吸収距離
空調機械室
還気
ダクト
空調機
ドレン排水
ファン
外気ファン
FCU
全熱交換器
排気ファン
排気ダクト
空調機
フィルタ
冷却コイル 加熱コイル
加湿器
エリミネータ
排気
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送風機
・ 送風機出口⑦：
送風機動力の熱で出口空気
温度 ｔ7は約0.5℃上昇する
0.5℃
t7 = t6 + 0.5
x7 = x6
x6
x5
⑥加熱
ｔ5，ｘ5
⑦送風機
ｔ6，ｘ6
ｔ4
ｔｃ
給気ダクト
吹出口
空調機械室
還気
ダクト
ｔｍ
⑦送風機
ｔ7，ｘ7
空調機
ファン
風量
Ｖｍ
外気ファン
FCU
全熱交換器
排気ファン
排気ダクト
排気
空調機
フィルタ
冷却コイル 加熱コイル
加湿器
エリミネータ
⑥加湿
ｔ6，ｘ6
風量
Ｖｍ
空調機内の送風機
写真 東京電力 蓄熱システム技術センター
発 行
公益社団法人 空気調和・衛生工学会
（SHASE: The Society of Heating, Air Conditioning and Sanitary Engineers of Japan）