2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Evaluation Method for Energy Consumption Performance of VRF Air Conditioners Considering Dynamic Response to Heat Load Fluctuation
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21K04387
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| Research Institution | National Institute for Land and Infrastructure Management |
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Principal Investigator |
宮田 征門 国土技術政策総合研究所, 住宅研究部, 主任研究官 (40554986)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 脱炭素 / 省エネルギー / 非住宅建築物 / 建築設備 / VRFエアコン / 実動特性 / シミュレーション / 性能試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、建物用途・規模・地域を問わず多くの非住宅建築物の空調システムとして個別分散型のVRFエアコン（Variable Refrigerant Flow Air-conditioner）が採用されている。カーボンニュートラル化の達成に向けて、VRFエアコンの更なる省エネルギー化・脱炭素化に向けた開発や検討が国内外で多く実施されているが、負荷変動に対して動的に応答する複雑な機器特性を踏まえてエネルギー消費性能をどのように評価するか、その特性を踏まえて建築設備システムとしてどのように設計するかについては技術的知見が不足しており課題が多い。そこで、本研究では、負荷変動に対する動的応答を考慮したVRFエアコンの性能試験方法を開発すると共に、この試験結果から得られた結果を基にシミュレーションを構築して試算を行い、ZEB Ready達成を目指すためのVRFエアコンの設計法に関するガイドラインの作成を行った。
まず、現行のJIS B 8616:2015で規定されている、VRFエアコン内部の制御をオフにして圧縮機回転数や冷媒圧力等の運転点を強制的に固定した状態で行う試験方法ではなく、この固定を実施せずにエアコン内部の制御を活かした状態で一定の負荷を与える試験方法（負荷固定試験）を新たに開発し、VRFエアコンのエネルギー消費特性を明らかにした。次に、この試験結果を元にVRFエアコンのエネルギー消費特性をモデル化し、建築物の動的熱負荷計算ツールと連成して動的な応答を計算するシミュレーションを構築した。最後に、より省エネルギーな非住宅建築物の設計及び運用の実現を目指して、実測及び開発したシミュレーションによる解析結果を基にVRFエアコンのエネルギー消費性能の実態解明を行ったうえで、ZEB Ready達成を目指すための設計上の留意点等を取り纏めた。
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