屋内オープンスペースにおける開放冷却水面を利用した涼房システムに関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450230
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 絵内 正道 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00001991)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 太郎 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70312387) ; 羽山 広文 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80301935)
• Keywords: 冷却流水面 / 蒸発 / 凝縮 / 熱伝達 / 物質伝達 / 可視化法(PIV)

Research Abstract

1.開放冷却水面による温熱環境改善効果の把握
開放冷却水面が計画設置される屋内オープンスペースの解析対象事例として地下街を選択し、水面の設定水温の変化が流水面の蒸発凝縮量および冷凍機負荷への影響を検討した。
(1)水温が10℃と低く保たれている場合には、流水面上で凝縮が起こっており、地下街の空調負荷を大きく軽減できる。
(2)逆に水温が高くなると、流水面から蒸発が生じるため、空調負荷の軽減を殆ど期待できない。
(3)水温を低く保った場合には、水面からの冷放射によって、水辺周辺の快適性が高まることが確認できた。
(4)流水面の冷却・除湿効果は水平流水面に比べ、垂直流水面の方が高い効果を発揮することが確認できた。
2.模型実験による流水面周辺の気流性状の把握
模型実験により冷却流水面近傍に於ける冷気積層の維持形成と気流速の関係を検討し、冷却流水面上の熱及び物質伝達に関わる性状把握を行った。
(1)PIV(Particle Image Velocimetory)によって、冷却流水面上の順方向ダクト流れの2次元的な気流速分布を測定し、流水面上流、中流、下流域の特性を明らかにした。
(2)ダクト内風量を少なくすると、水面近傍に形成される冷気の積層をブロウアウトすることなく、積層の上端に沿って下流域へと流れることが確認できた。
(3)風量が多くなると、水面近傍の気流速が増大し、中流域では上下方向に一様(平行)な速度ベクトルとなり、積層は観察されなかった。

Research Products

• [Publications] 山本 英輔: "屋内公開空地に付設した冷却流水面による涼房効果に関する研究 その2 流水面周辺の気流場の可視化"空気調和・衛生工学会北海道支部学術講演論文集. 第36号. 1-4 (2002)
• [Publications] 会田 悟: "屋内公開空地に付設した冷却流水面による涼房効果に関する研究 その3 設定水温の変化が蒸発凝縮量、冷凍機負荷に与える影響"空気調和・衛生工学会北海道支部学術講演論文集. 第36号. 5-8 (2002)