2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a new ventilation system using HEMS (Home Energy Management System) that takes into consideration the living environment of after-corona
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21H01494
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
鳥海 吉弘 東京電機大学, 理工学部, 教授 (90649162)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
李 時桓 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (60624997)
倉渕 隆 東京理科大学, 工学部建築学科, 教授 (70178094)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 換気システム / 感染症対策 / 機械換気設備 / 自然換気 / 室圧制御 / 自動開閉窓 / HEMS / 省エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、在宅時間が増加するであろうアフターコロナ社会において、安全かつ快適な住宅の室内空間が提供できる換気システムの開発である。
2021年度の研究実施計画は、1) 必要換気量の設定、2) 換気システムの構築、3) 換気を行った際の風量・圧力バランス等の検討、4) 単一開口の通気特性の把握、5) 温熱環境・気流性状の検討、6) 自然換気システムのコントロールユニットの試作品製作であった。
1)について文献調査等により、一人あたり30m3/h程度の換気量で問題ないことを確認した。2)、3)については、自宅療養室として形成できる機械換気設備について検討し、2つの機械換気方式を候補とした。4)～6)については、単一開口（引き違い窓）を用いて開口幅に関する制御式を提案し、コントロールユニットを製作して「自動開閉窓システム」を開発した。さらに、冷房時と暖房時の換気量制御と室内温熱環境について考察した。
研究実績として、自動開閉窓システムに関して、理論式から室内外温度差と開口高さに応じた開口幅の制御式を求め、実験棟住宅を用いて実験を行った。夏期は概ね換気量を制御することが可能あり、過剰な換気を抑え、固定幅開放窓と比較して良好な室内温熱環境を得ることができた。しかし、冷房時のエアコンの消費電力に関しては、固定幅開放窓と比較して明確な差異は見られなかった。一方、冬期は固定幅開放窓と比較して室内温熱環境は良好だったが、室内外温度差が大きな時は換気量の制御が難しい部分もあった。また、暖房時のエアコンの消費電力を抑えることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画よりも進んでいる部分とやや遅れている部分があるが、総合的に「やや遅れている」と判断した。
自動開閉窓システムによる自然換気については、試作品を製作し、冷暖房時の換気量と温熱環境について確認することができた。しかし、窓開け時の開口部まわりの気流については可視化実験やCFD解析による確認も必要だと考えた。
機械換気設備については、2つの換気方式について検討したが、実験・実測が残った。
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| Strategy for Future Research Activity |
自然換気に関して、自動開閉窓システムは、CFD解析や可視化実験により窓開け時の気流性状について確認を行う。また、現在は開き窓を利用しているが、使い勝手（自動開閉窓システムは人による窓開けと併用できない）や防犯上の問題もあるため、トップライトやサイドライトとして上部設置が可能な開き窓やすべりだし窓について検討を行う。
機械換気設備に関しては、実験住宅を利用して換気回路網計算（シミュレーション）と空気環境に関する実測を行う。
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