空気環境の調整5
建築物の構造概論 給水及び排水の管理 清掃 ねずみ・昆虫等の防除
単位集 水質検査項目及び特定建築物の水質検査頻度 法令集 法改正 参考資料
空気環境の調整⑤
定風量単一ダクト方式 < 変風量単一ダクト方式 < 二重ダクト方式 < ダクト併用ファンコイルユニット方式 < 床吹き出し方式 < 放射冷暖房方式 < 低温冷風空調システム < マルチユニット(分散設置)型空気熱源ヒ―トポンプ < マルチユニット(分散設置)型水熱源ヒ―トポンプ方式
空調方式
空調設備は一般に熱源設備・熱搬送設備・空気調和機設備・自動制御設備等から構成している。
- 熱源設備
- ボイラ、冷凍機等
- 空調機設備
- 空調機本体、エアハンドリングユニット
- 熱搬送設備
- 送風機、ダクト、ポンプ等
- 自動制御設備
- 温度、湿度など、自動でコントロ―ルする機器
空気調和設備方式
一般的な空気調和方式の分類法に従えば、代表的な方式は以下の用に分類されます。主な方式には中央方式(熱源分離方式)と個別方式(熱源一体方式)とに大別され、冷媒方式に分類すると以下のようになります。
以下の表に記載した方式は主にビル管理士試験に出題頻度が高いものを記載しています。
| 方式 | 熱媒体による分類 | 空調方式 |
|---|---|---|
| 中央方式 (熱源分離方式) | 全空気方式 | 定風量単一ダクト方式 変風量単一ダクト方式 |
| 水方式 | ファンコイルユニット方式 | |
| 空気・水方式 | ターミナルエアハンドリングユニット方式 ダクト併用ファンコイルユニット方式 | |
| 個別方式 (熱源一体方式) | 冷媒方式 | パッケージエアコン方式 |
全空気方式
全空気方式とは、空調対象室の熱負荷を処理するための熱媒として、空気(冷風もしくは温風)のみを用いるもので、空調方式の中でも最も基本的な方式である。
熱負荷処理のための給気風量が他方式に比べ大きいことから、ユニット型空調機(エアハンドリングユニット)など、比較的大型の空調機が用いられる。
この方式は各室への給気風量が一定か可変かにより、定風量単一ダクト方式と変風量単一ダクト方式に大きく分類されます。
定風量単一ダクト方式
最も基本的な空調方式ゾ―ニングされた各単位ごとに空調機設置して空調された空気を1本のダクトで供給。
- 各室に一定風量をダクトで供給し、熱負荷の変化に対応して、給気温度を変化させる方式。
- 代表点又は還気の温湿度で制御するので、単独の大空間に適した方式。
- 複数室で個々の温湿度制御はできない。
- 再熱器を持ったタ―ミナルレヒ―ト方式にすれば個々の制御が可能となるが省エネではない。
- 冬季インテリア部の小室は吹き出し温度に近い温度になる。
変風量単一ダクト方式
- 空調機からは一定の温度で送風される。各室の負荷量に応じて送風量を変化させて個別制御を行う。
- 絞り式のVAVを用いた場合は搬送動力を節約できるので省エネ的である。またすべての部屋あるいはゾ―ンの熱負荷のピ―クは同時に発生しないため、単一ダクト定風量方式の場合と 異なり風量は吹き出し口個々の吹き出し風量を合計した総量よりも小さく設定できる。
- 全閉型VAVユニットを使用することによって、不使用室に対する空調を停止することができる。
- 軽負荷時小風量になって、換気量や外気量の不足が生じ室内の空気清浄度が低下する。
押さえておきたいことは
定風量単一ダクト方式は給気温度を変化させる
変風量単一ダクト方式は風量を変化させる
変風量単一ダクト方式は吹き出し口個々の吹き出し風量を合計した総量より小さく設定できる。
二重ダクト方式
中央の空調機で冷風と温風をつくり,それぞれ2本のダクトで各ゾ―ンまで送風し、各室に吹き出す前に混合ユニットで負荷に応じた温度に混合して吹き出す。
個別制御に優れる。
換気量を確保できるなどの優れた点もあるが、冷暖の混合によるエネルギ―ロスが発生し省エネ的ではない
また、ダクトスペ―スが大きくなり、設備費、運転費とも高くなるなどの欠点がある。
ダクト併用ファンコイルユニット方式
インテリア部分を定風量単一ダクト方式、熱負荷の多い各室ペリメ―タ部分にファンコイルユニットを配置する組み合わせ方式。
この方式は熱負荷の多い外周部分を水(ファンコイルで)処理するため、負荷変動の少ない内部負荷相当の空調機、ダクトでよく、省スペ―スに優れる。
配管を四管式(冷水・温水)にすることにより冷暖房を行うことが可能で個別制御性に優れる。
ペリメ―タゾ―ンとインテリアゾ―ンの間で混合損失が発生し、対策が必要となるケ―スがある。
床吹き出し方式
OA用の二重床を、空調に利用したシステム、二重床内に温湿度調整と除塵処理をした空調空気を、床面に設けられた吹き出し口から室内に向かって上向きに吹き出し気流を 発生させ室内空気を誘因混合しながら、床上1.8m以内などの居住域空調を実現する方式。
この方式の特徴はダクトを用いないので空調ファンの静圧が小さくてよく搬送 動力を削減できる。冷房の吹き出し温度は、居住域に直接吹出すので天井吹き出しよりも3℃ほど高く19℃程度。 基本的赤字は暗記。吹き出し温度も19℃程度と覚える。
放射冷暖房方式
- 冬期冷暖房として従来から利用されてきた方式。
- 配管を床・壁・天井に埋設し冷温水を通す方式が一般的。
- この方式は室内空気の換気は行えないので、必然的に他の空調方式と併用となる。
低温冷風空調システム
氷蓄熱方式と併用して、通常の空調吹き出し温度より低い温度(10℃程度)で吹き出し、送風量、送水量の節減(搬送動力の節減)、設備のダウンサイジングを図ることができる。
給気の低温化に伴う結露対策や室内温度の低下などに注意が必要。
個別方式空気調和設備
マルチユニット(分散設置)型空気熱源ヒ―トポンプ
冷媒方式の直膨型空気調和機と熱源である空気熱源ヒ―トポンプが一体となった空気熱源ヒ―トポンプ方式の一つ。
一つのヒ―トポンプに複数の直膨型空気調和機が組み合わさったものであり、個別空調の利便性からかなりの規模の建築物にも採用されている。
個別空調方式のメリット
- 運転時間の節約ができる。
- 温度の設定が個別にできる。
- 運転費の分担が明確である。
- 熱源が複数台に分類されており、機器の故障の波及する範囲が小さい。
- ダクトが室内外にわたる中央式空調方式に比べ設備の設置スペ―スが小さく施工も比較的容易である。
加湿器を組み込みことで、冬季の湿度調整も可能である。
圧縮機はインバ―タ―による回転制御が主流である。
ただ、個別方式の空気調和設備は、通常、外気処理機能を有していないので、別途送風機や全熱交換器を設けて外気処理(換気)を行う。
個別空調方式の特徴は頭に入れておく。
加湿器を組み込むことで湿度制御も可能とインバ―タ―が主流と外気処理を有していない。は必ず覚えてください。
間違えやすい問題として
- 個別方式の空気調和設備は、通常、外気処理機能を有している。← 平成26年度問題64 x
- 個別方式空気調和設備は、通常、外気処理装置が併用される。← 平成25年度問題63 〇
マルチユニット(分散設置)型水熱源ヒ―トポンプ方式
天井面等に多数設置された小型の水熱源ヒ―トポンプ・パッケ―ジ型空調機を水配管で接続し、
屋上に冷却塔を設置すると共に、補助温熱源を設置している。
冷房時は水熱源ヒ―トポンプ・パッケ―ジ型空調機から循環水へ放熱を行い、冷却塔で放熱し循環水を減温する。
暖房時には水熱源ヒ―トポンプ・パッケ―ジ型空調機は循環水から採熱を行い、補助温熱源で循環水を加熱する。
このシステムは、冷房運転モ―ドの水熱源ヒ―トポンプ・パッケ―ジ型空調機が循環水へ捨てる熱を暖房運転モ―ドの空調機が循環水から
吸い上げるので、暖冷房同時運転時に熱回収できることが大きな利点である。
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