自然通風型熱交換器を用いた高効率空調システムに関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650594
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 羽山 広文 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80301935)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 太郎 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70312387) ; 繪内 正道 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00001991)
• Keywords: 空気調和 / 省エネルギー / 自然対流 / 自然通風 / 搬送用エネルギー消費

Research Abstract

本研究の目的は、効率的なオフィス用空調システムの研究開発である。自然通風型熱交換器を天井面に付設する空調システムの適正化に向け、システムを構成する自然通風型熱交換器、天井開口、冷水搬送システムなど各要素のスペックが空調システムの冷却特性に与える影響を定量的に把握し、適正な設計条件を明確にした。
1.自然通風型熱交換器の冷却特性の評価
1)天井面の開口面積、熱交換器周辺の気流ガイド(チムニー)の構成など、天井を構成する各種構成材の形状を変化させた小規模実験を行った。その結果、天井開口面積、天井懐などの形状、チムニーの形状、により通気抵抗係数、コイル前後の圧力が変化し、コイルの冷却能力に大きな影響を与えることがわかった。2)天井および自然通風型熱交換器の熱移動モデルを作成し、各種条件の異なる場合について、コイルの冷却能力を実用的な精度で求める実験式を導き、その妥当性を検証した。さらに、この熱移動モデルを用い天井の適正な形状および構成を明らかにした。3)自然通風型熱交換器の設置パターンと室温分布の関係を実験により把握し、室温分布のばらつきを適正に維持するような熱交換器の冷却能力および設置パターンを明確にした。
2.空調用冷水をカスケード的に利用する冷水再循環方式の実用検討
1)空調機(AHU、FCU)からの還り冷水を自然通風型熱交換器で再度利用する冷水再循環方式に関し、そのシステム構成、省エネルギー効果を把握した。2)実大規模の実験により、室内温度分布、室内気流速度分布を計測し、均一な室内温度分布、少ない気流速度であることを確認した。

Research Products

• [Publications] 清水 環: "天井付設自然通風型コイルを用いた空調方式に関する研究その4 室内形状による自然通風型コイルの熱特性"空気調和・衛生工学会北海道支部学術講演会. 83-86 (2001)
• [Publications] 羽山 広文: "天井付設自然通風型コイルを用いた空調方式に関する研究-コイルの性能と導入評価"空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集. II. 945-948 (2001)
• [Publications] 譲原 聡: "天井付設自然通風型コイルを用いた空調方式に関する研究その5 チムニー型熱交換器の熱特性評価"空気調和・衛生工学会北海道支部学術講演会. 29-32 (2001)